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特表2022-550720コンタクタ管理方法およびその方法を提供するバッテリシステム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-12-05
(54)【発明の名称】コンタクタ管理方法およびその方法を提供するバッテリシステム
(51)【国際特許分類】
B60L 3/00 20190101AFI20221128BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20221128BHJP
H01H 9/54 20060101ALI20221128BHJP
【ＦＩ】
B60L3/00 H
H02J7/00 P
H02J7/00 301C
H01H9/54 A
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022518906
(86)(22)【出願日】2021-07-30
(85)【翻訳文提出日】2022-03-30
(86)【国際出願番号】 KR2021010007
(87)【国際公開番号】W WO2022039409
(87)【国際公開日】2022-02-24
(31)【優先権主張番号】10-2020-0104789
(32)【優先日】2020-08-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】521065355
【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】キム、スクウォン
【テーマコード（参考）】
5G034
5G503
5H125
【Ｆターム（参考）】
5G034AA02
5G034AA16
5G034AB14
5G503BA01
5G503BB01
5G503EA08
5G503FA02
5G503FA06
5G503GD03
5G503GD06
5H125AA01
5H125AC12
5H125BE00
5H125CD04
5H125EE52
(57)【要約】
本発明は、コンタクタ管理方法およびその方法を提供するバッテリシステムに関し、本発明のバッテリシステムは、バッテリパックと外部装置との間に連結されるメインコンタクタと、前記メインコンタクタと並列連結されるプリチャージコンタクタと、前記メインコンタクタに供給される作動電圧を測定する電圧測定部と、前記電圧測定部で測定された作動電圧の変化に基づいて、前記メインコンタクタの開放イベントを判断する制御部とを含み、前記制御部は、前記開放イベントが発生すると、車両が運行中である走行モードで前記作動電圧が前記メインコンタクタに印加されるように制御する駆動信号のレベルを判断し、前記駆動信号のレベルがイネーブル（ｅｎａｂｌｅ）レベルであれば、前記プリチャージコンタクタを閉じた後に前記メインコンタクタを閉じ、前記メインコンタクタが閉鎖状態から所定時間経過後に前記プリチャージコンタクタを開放させる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
バッテリパックと外部装置との間に連結されるメインコンタクタと、前記メインコンタクタと連結されるプリチャージコンタクタと、
前記メインコンタクタに供給される作動電圧を測定する電圧測定部と、
前記電圧測定部で測定された作動電圧の変化に基づいて、前記メインコンタクタの開放イベントを判断する制御部とを含み、
前記制御部は、
前記開放イベントが発生すると、車両が運行中である走行モードで前記作動電圧が前記メインコンタクタに印加されるように制御する駆動信号のレベルを判断し、
前記駆動信号のレベルがイネーブルレベルであれば、前記プリチャージコンタクタを閉じた後に前記メインコンタクタを閉じ、前記メインコンタクタが閉鎖状態から所定時間経過後に前記プリチャージコンタクタを開放させる、バッテリシステム。
【請求項2】
前記制御部は、前記判断の結果、前記駆動信号のレベルがディセーブルレベルであれば、前記メインコンタクタが開放状態を維持するように制御する、請求項１に記載のバッテリシステム。
【請求項3】
前記制御部は、前記メインコンタクタに供給されていた作動電圧が供給されなければ、前記開放イベントが発生したものと判断する、請求項１または２に記載のバッテリシステム。
【請求項4】
前記制御部は、前記車両の速度が予め設定された基準速度を超えるか、
前記車両のギヤ変速が後進ギヤ、中立ギヤ、またはドライブギヤであれば、前記走行モードと判断する、請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリシステム。
【請求項5】
前記制御部から前記駆動信号を受信し、前記駆動信号により前記作動電圧を前記メインコンタクタに供給する駆動部をさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のバッテリシステム。
【請求項6】
前記制御部は、前記駆動信号を前記駆動部に伝達して、前記メインコンタクタの開放または閉鎖を制御するＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）である、請求項５に記載のバッテリシステム。
【請求項7】
前記電圧測定部は、前記作動電圧をデジタル信号に変換して前記制御部に伝達するＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ－ｔｏ－ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）である、請求項１から６のいずれか一項に記載のバッテリシステム。
【請求項8】
制御部がバッテリパックと外部装置との間に連結されるメインコンタクタと、前記メインコンタクタと連結されるプリチャージコンタクタとを制御して前記メインコンタクタを管理するコンタクタ管理方法であって、前記メインコンタクタが開放される開放イベントが発生する段階と、
前記開放イベントが発生すると、車両が運行中である走行モードであるかを判断する段階と、
前記走行モードであれば、作動電圧が前記メインコンタクタに印加されるように制御する駆動信号のレベルを判断する段階と、
前記判断の結果、駆動信号のレベルがイネーブルレベルであれば、前記プリチャージコンタクタを閉じた後に前記メインコンタクタを閉じ、前記メインコンタクタが閉鎖状態から所定時間経過後に前記プリチャージコンタクタを開放させる段階とを含む、コンタクタ管理方法。
【請求項9】
前記車両が運行中である走行モードであるかを判断する段階は、前記車両の速度が予め設定された基準速度を超えるか、前記車両のギヤ変速が後進ギヤ、中立ギヤ、またはドライブギヤであれば、前記走行モードと判断する、請求項８に記載のコンタクタ管理方法。
【請求項10】
前記メインコンタクタが開放される開放イベントが発生する段階は、前記メインコンタクタに供給される作動電圧を測定する電圧測定部で測定された作動電圧の変化に基づいて、前記開放イベントの発生を判断する、請求項８または９に記載のコンタクタ管理方法。
【請求項11】
前記判断の結果、駆動信号のレベルがディセーブルレベルであれば、前記メインコンタクタが開放状態を維持するように制御する段階をさらに含む、請求項８から１０のいずれか一項に記載のコンタクタ管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
［関連出願との相互参照］
本出願は、２０２０年８月２０日付の韓国特許出願第１０－２０２０－０１０４７８９号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として含まれる。
本出願は、２０２０年８月２０日付の韓国特許出願第１０－２０２０－０１０４７８９号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として含まれる。
【0002】
本発明は、バッテリと外部装置とを電気的に連結するメインコンタクタを管理する方法およびその方法を提供するバッテリシステムに関する。
【背景技術】
【0003】
最近、環境保護の一環として、ＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）またはＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などのような電気自動車に関する研究および関心が増加している。電気自動車は、バッテリと負荷とを電気的に連結または遮断するコンタクタ（ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）を含むことができる。コンタクタが閉鎖（ｃｌｏｓｅ）されると、バッテリから負荷に電力が供給される。
【0004】
一方、コンタクタは、駆動電圧が供給されると閉鎖（ｃｌｏｓｅ）され、駆動電圧が供給されなければ開放（ｏｐｅｎ）される。何らかの原因によって意図せぬ状況で一時的に駆動電圧が変動すれば、コンタクタが瞬間的に開放（ｏｐｅｎ）されることがある。意図せぬコンタクタの開放であるので、制御部は、コンタクタが再び閉鎖（ｃｌｏｓｅ）されるように自動的に制御することができる。この時、ＤＣ－ｌｉｎｋ ｌｏａｄが大きい場合、コンタクタは、過電流（ｈｉｇｈ ｉｎｒｕｓｈ ｃｕｒｒｅｎｔ）によって損傷し、損傷が大きい場合、閉鎖状態（ｃｌｏｓｅ）または開放状態（ｏｐｅｎ）で融着（ｗｅｌｄｉｎｇ）しうる。融着したコンタクタは、制御部の制御により開放（ｏｐｅｎ）または閉鎖（ｃｌｏｓｅ）動作を行うことができないので、取替が必要になる。
【0005】
したがって、一時的にコンタクタが開放（ｏｐｅｎ）される場合、コンタクタの損傷を低減しながら制御するロジックが必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、メインコンタクタが開放（ｏｐｅｎ）される場合、車両の運行状態およびメインコンタクタに供給される作動電圧を制御する駆動信号に基づいて、メインコンタクタに対する開放（ｏｐｅｎ）状態の維持または再閉鎖（ｒｅ－ｃｌｏｓｅ）の可否を決定するコンタクタ管理方法およびその方法を提供するバッテリシステムを提供する。
【0007】
本発明は、メインコンタクタを再閉鎖（ｒｅ－ｃｌｏｓｅ）しなければならない場合、プリチャージコンタクタを用いてプリチャージ（Ｐｒｅ－Ｃｈａｒｇｅ）を行うコンタクタ管理方法およびその方法を提供するバッテリシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一実施例によるバッテリシステムは、バッテリパックと外部装置との間に連結されるメインコンタクタと、前記メインコンタクタと並列連結されるプリチャージコンタクタと、前記メインコンタクタに供給される作動電圧を測定する電圧測定部と、前記電圧測定部で測定された作動電圧の変化に基づいて、前記メインコンタクタの開放イベントを判断する制御部とを含み、前記制御部は、前記開放イベントが発生すると、車両が運行中である走行モードで前記作動電圧が前記メインコンタクタに印加されるように制御する駆動信号のレベルを判断し、前記駆動信号のレベルがイネーブル（ｅｎａｂｌｅ）レベルであれば、前記プリチャージコンタクタを閉じた後に前記メインコンタクタを閉じ、前記メインコンタクタが閉鎖状態から所定時間経過後に前記プリチャージコンタクタを開放させる。
【0009】
前記制御部は、前記判断の結果、前記駆動信号のレベルがディセーブル（ｄｉｓａｂｌｅ）レベルであれば、前記メインコンタクタが開放状態を維持するように制御することができる。
【0010】
前記制御部は、前記メインコンタクタに供給されていた作動電圧が供給されなければ、前記開放イベントが発生したものと判断することができる。
【0011】
前記制御部は、前記車両の速度が予め設定された基準速度を超えるか、前記車両のギヤ変速が後進ギヤ、中立ギヤ、またはドライブギヤであれば、前記走行モードと判断することができる。
【0012】
前記制御部から前記駆動信号を受信し、前記駆動信号により前記作動電圧を前記メインコンタクタに供給する駆動部をさらに含むことができる。
【0013】
前記制御部は、前記駆動信号を前記駆動部に伝達して、前記メインコンタクタの開放または閉鎖動作の実行を制御するＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）であってもよい。
【0014】
前記電圧測定部は、前記作動電圧をデジタル信号に変換して前記制御部に伝達するＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ－ｔｏ－ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）であってもよい。
【0015】
本発明の一実施例によるコンタクタ管理方法は、制御部がバッテリパックと外部装置との間に連結されるメインコンタクタと、前記メインコンタクタと並列連結されるプリチャージコンタクタとを制御して前記メインコンタクタを管理する方法であって、前記メインコンタクタが開放される開放イベントが発生する段階と、前記開放イベントが発生すると、車両が運行中である走行モードであるかを判断する段階と、前記走行モードであれば、前記作動電圧が前記メインコンタクタに印加されるように制御する駆動信号のレベルを判断する段階と、前記判断の結果、駆動信号のレベルがイネーブル（ｅｎａｂｌｅ）レベルであれば、前記プリチャージコンタクタを閉じた後に前記メインコンタクタを閉じ、前記メインコンタクタが閉鎖状態から所定時間経過後に前記プリチャージコンタクタを開放させる段階とを含む。
【0016】
前記車両が運行中である走行モードであるかを判断する段階は、前記車両の速度が予め設定された基準速度を超えるか、前記車両のギヤ変速が後進ギヤ、中立ギヤ、またはドライブギヤであれば、前記走行モードと判断することができる。
【0017】
前記メインコンタクタが開放される開放イベントが発生する段階は、前記メインコンタクタに供給される作動電圧を測定する電圧測定部で測定された作動電圧の変化に基づいて、前記開放イベントの発生を判断することができる。
【0018】
前記コンタクタ管理方法は、前記判断の結果、駆動信号のレベルがディセーブル（ｄｉｓａｂｌｅ）レベルであれば、前記メインコンタクタが開放状態を維持するように制御する段階をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明は、車両の運行が中断された駐車モードであるか、または駆動信号がディセーブルレベルであれば、過電流（ｈｉｇｈ ｉｎｒｕｓｈ ｃｕｒｒｅｎｔ）が発生しないようにメインコンタクタを開放状態に維持させてメインコンタクタを保護することができる。
【0020】
本発明は、車両が運行中である走行モードであり、駆動信号がイネーブルレベルであれば、メインコンタクタを閉じる時、プリチャージコンタクタを用いてプリチャージ（Ｐｒｅ－Ｃｈａｒｇｅ）を行うことによって、過電流によってメインコンタクタが損傷しないように保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】一実施例によるバッテリシステムを説明する図である。
【図2】一実施例によるコンタクタの駆動前後を説明する図である。
【図3】一実施例によるコンタクタの駆動前後を説明する図である。
【図4】一実施例によるコンタクタ管理方法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、添付した図面を参照して、本明細書に開示された実施例を詳細に説明し、同一または類似の構成要素には同一、類似の図面符号を付し、これに関する重複した説明は省略する。以下の説明で使用される構成要素に対する接尾辞「モジュール」および／または「部」は、明細書の作成の容易さだけが考慮されて付与または混用されるものであって、それ自体で互いに区別される意味または役割を有するわけではない。また、本明細書に開示された実施例を説明するにあたり、かかる公知の技術に関する具体的な説明が本明細書に開示された実施例の要旨をあいまいにしうると判断された場合、その詳細な説明を省略する。さらに、添付した図面は本明細書に開示された実施例を容易に理解できるようにするためのものに過ぎず、添付した図面によって本明細書に開示された技術的な思想が制限されず、本発明の思想および技術範囲に含まれるあらゆる変更、均等物または代替物を含むことが理解されなければならない。
【0023】
第１、第２などのような序数を含む用語は多様な構成要素を説明するのに使われるが、前記構成要素は前記用語によって限定されない。前記用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ使用される。
【0024】
ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いるか「接続されて」いると言及された時には、その他の構成要素に直接的に連結されているかまたは接続されていてもよいが、中間に他の構成要素が存在してもよいと理解されなければならない。これに対し、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」いるか「直接接続されて」いると言及された時には、中間に他の構成要素が存在しないことが理解されなければならない。
【0025】
本出願において、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、１つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加の可能性を予め排除しないことが理解されなければならない。
【0026】
図１は、一実施例によるバッテリシステムを説明する図である。
【0027】
図１を参照すれば、バッテリシステム１は、バッテリパック１０と、コンタクタ２０と、駆動部３０と、電圧測定部（Ａｎａｌｏｇ－Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；ＡＤＣ）４０と、制御部５０とを含む。
【0028】
バッテリパック１０は、電気的に連結されている複数のバッテリセルを含む。ある実施例において、バッテリセルは、充電可能な二次電池であってもよい。所定数のバッテリセルが直列連結されてバッテリモジュールを構成し、所定数のバッテリモジュールが直列および並列連結されてバッテリパック１０を構成して、所望の電力を供給することができる。複数のバッテリセルそれぞれは、配線を介して制御部５０、例えば、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）に電気的に連結されている。
【0029】
図１にて、バッテリパック１０は、直列連結されている複数のバッテリセルを含み、バッテリシステム１の２つの出力端ＯＵＴ１、ＯＵＴ２の間に連結されている。バッテリパック１０の正極と出力端ＯＵＴ１との間にコンタクタ２０が連結されている。図１に示された構成および構成間の連結関係は一例で、発明がこれに限定されるものではない。
【0030】
コンタクタ２０は、バッテリパック１０と外部装置との間に連結され、メインコンタクタ２１と、メインコンタクタ２１と並列連結されるプリチャージコンタクタ２２とを含むことができる。
【0031】
メインコンタクタ２１は、イネーブル（ｅｎａｂｌｅ）レベルの第１駆動信号ＳＣ１により閉鎖（ｃｌｏｓｅ）され、ディセーブル（ｄｉｓａｂｌｅ）レベルの第１駆動信号ＳＣ１により開放（ｏｐｅｎ）される。メインコンタクタ２１が閉鎖（ｃｌｏｓｅ）されると、バッテリシステム１と外部装置とが電気的に連結されて充電または放電が行われる。例えば、外部装置が負荷の場合、バッテリパック１０から負荷に電力が供給される放電動作が行われ、外部装置が充電器の場合、バッテリパック１０が充電器によって充電される充電動作になる。メインコンタクタ２１が開放（ｏｐｅｎ）されると、バッテリシステム１と外部装置とが電気的に分離、つまり、遮断される。
【0032】
プリチャージコンタクタ２２は、プリチャージ抵抗Ｒと直列連結され、イネーブル（ｅｎａｂｌｅ）レベルの第２駆動信号ＳＣ２により閉鎖（ｃｌｏｓｅ）され、ディセーブル（ｄｉｓａｂｌｅ）レベルの第２駆動信号ＳＣ２により開放（ｏｐｅｎ）される。
【0033】
例えば、メインコンタクタ２１が閉鎖（ｃｌｏｓｅ）されると、高電圧バッテリパック１０からインバータに電力が供給され、モータ（負荷）が駆動される。高電圧バッテリパック１０とインバータのキャパシタとがメインコンタクタ２１によって連結される前に、プリチャージコンタクタ２２は、インバータのキャパシタがプリチャージ（Ｐｒｅ－Ｃｈａｒｇｅ）されるようにする。すると、メインコンタクタ２１と負荷とが連結される時に発生するサージ電流が減少する。実施例により、プリチャージコンタクタ２２は、メインコンタクタ２１が閉鎖（ｃｌｏｓｅ）される前に先に閉鎖（ｃｌｏｓｅ）され、メインコンタクタ２１が閉鎖（ｃｌｏｓｅ）状態から所定時間経過すると、プリチャージコンタクタ２２は再び開放（ｏｐｅｎ）されてサージ電流を減少させることができる。
【0034】
コンタクタ２０は、リレー（ｒｅｌａｙ）と区別が明確でなく、混用して用いたりもする。場合によっては、大電力（例えば、５ＫＷ以上）の回路を開閉する場合にコンタクタ２０、大電力以下（例えば、５ＫＷ未満）の回路を開閉する場合はリレーと呼ばれる。コンタクタ２０は、独立した回路と連動可能であり、５Ｖのような低電圧計で構成された回路の動作により大電流の回路を電気的に連結または分離させることができるというメリットがある。また、コンタクタ２０内のコイル部分と接点部分とが絶縁および分離されているため、外部の機器とも電気的に絶縁できるというメリットがある。以下、実施例によるコンタクタ２０は、リレーを含むことができる。
【0035】
駆動部３０は、補助バッテリ３１と、第１スイッチ３２と、第２スイッチ３３とを含むことができる。
【0036】
補助バッテリ３１は、メインコンタクタ２１およびプリチャージコンタクタ２２に電力を供給することができる。補助バッテリ３１は、メインコンタクタ２１およびプリチャージコンタクタ２２それぞれに１２Ｖの作動電圧を供給することができる。例えば、補助バッテリ３１は、充電可能な二次電池であってもよい。補助バッテリ３１は、バッテリパック１０から放電される高電圧電力を作動電圧レベルに下げて補助バッテリ３１を充電するＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）を含むことができる。他の例として、補助バッテリ３１は、メインコンタクタ２１およびプリチャージコンタクタ２２それぞれに作動電圧を供給できる一次電池であってもよい。
【0037】
第１スイッチ３２は、メインコンタクタ２１と補助バッテリ３１との間に連結され、イネーブル（ｅｎａｂｌｅ）レベルの第１駆動信号ＳＣ１によりスイッチングされる。第１スイッチ３２は、メインコンタクタ２１と補助バッテリ３１との間の電気的連結を制御する。
【0038】
イネーブル（ｅｎａｂｌｅ）レベルの第１駆動信号ＳＣ１により第１スイッチ３２がオンされると、メインコンタクタ２１と補助バッテリ３１とが電気的に連結される。すると、補助バッテリ３１からメインコンタクタ２１に第１作動電圧が供給され、メインコンタクタ２１は閉鎖（ｃｌｏｓｅ）される。ディセーブル（ｄｉｓａｂｌｅ）レベルの第１駆動信号ＳＣ１により第１スイッチ３２がオフされると、メインコンタクタ２１と補助バッテリ３１とが電気的に分離される。すると、メインコンタクタ２１に第１作動電圧が供給されず、メインコンタクタ２１は開放（ｏｐｅｎ）される。
【0039】
第２スイッチ３３は、プリチャージコンタクタ２２と補助バッテリ３１との間に連結され、イネーブル（ｅｎａｂｌｅ）レベルの第２駆動信号ＳＣ２によりスイッチングされる。第２スイッチ３３は、プリチャージコンタクタ２２と補助バッテリ３１との間の電気的連結を制御する。
【0040】
イネーブル（ｅｎａｂｌｅ）レベルの第２駆動信号ＳＣ２により第２スイッチ３３がオンされると、プリチャージコンタクタ２２と補助バッテリ３１とが電気的に連結される。すると、補助バッテリ３１からプリチャージコンタクタ２２に第２作動電圧が供給され、プリチャージコンタクタ２２は閉鎖（ｃｌｏｓｅ）される。ディセーブル（ｄｉｓａｂｌｅ）レベルの第２駆動信号ＳＣ２により第２スイッチ３３がオフされると、プリチャージコンタクタ２２と補助バッテリ３１とが電気的に分離される。すると、プリチャージコンタクタ２２に第２作動電圧が供給されず、プリチャージコンタクタ２２は開放（ｏｐｅｎ）される。
【0041】
メインコンタクタ２１およびプリチャージコンタクタ２２が同一種類のコンタクタの場合、第１作動電圧および第２作動電圧は、同一レベルの電圧であってもよい。実施例により、第１作動電圧および第２作動電圧は、１２Ｖに対応する電圧レベルであってもよいが、これに限定されるものではなく、多様な電圧のレベルが作動電圧に設定可能である。
【0042】
電圧測定部（ＡＤＣ）４０は、メインコンタクタ２１およびプリチャージコンタクタ２２それぞれに供給される第１および第２作動電圧を測定し、測定された第１および第２作動電圧を第１および第２デジタル信号ＣＶ１／ＣＶ２に変換することができる。具体的には、電圧測定部（ＡＤＣ）４０は、メインコンタクタ２１およびプリチャージコンタクタ２２それぞれに供給される第１および第２作動電圧のアナログ値を第１および第２デジタル信号ＣＶ１／ＣＶ２に変換して制御部５０に伝達することができる。
【0043】
例えば、メインコンタクタ２１に１２Ｖの第１作動電圧が供給されると、電圧測定部（ＡＤＣ）４０は、１２Ｖの電圧レベルを指示する第１デジタル信号ＣＶ１を制御部５０に伝達することができる。メインコンタクタ２１に第１作動電圧が供給されなければ、電圧測定部（ＡＤＣ）４０は、０Ｖの電圧レベルを指示する第１デジタル信号ＣＶ１を制御部５０に伝達することができる。
【0044】
例えば、プリチャージコンタクタ２２に１２Ｖの第２作動電圧が供給されると、電圧測定部（ＡＤＣ）４０は、１２Ｖの電圧レベルを指示する第２デジタル信号ＣＶ２を制御部５０に伝達することができる。プリチャージコンタクタ２２に第２作動電圧が供給されなければ、電圧測定部（ＡＤＣ）４０は、０Ｖの電圧レベルを指示する第２デジタル信号ＣＶ２を制御部５０に伝達することができる。
【0045】
制御部５０は、第１駆動信号ＳＣ１および第２駆動信号ＳＣ２を駆動部３０に伝達して、メインコンタクタ２１およびプリチャージコンタクタ２２のスイッチングを制御することができる。制御部５０は、電圧測定部（ＡＤＣ）４０で測定された第１作動電圧の変化に基づいて、メインコンタクタ２１の物理的な開放（ｏｐｅｎ）または閉鎖（ｃｌｏｓｅ）を判断することができる。実施例により、制御部５０は、バッテリシステム１を全般的に制御および管理するバッテリ管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、ＢＭＳ）で実現できる。
【0046】
例えば、制御部５０がイネーブル（ｅｎａｂｌｅ）レベルの第１駆動信号ＳＣ１を駆動部３０に伝達しても、様々な影響で第１作動電圧が実際に供給されず、メインコンタクタ２１が物理的に開放（ｏｐｅｎ）されることがある。実施例により、制御部５０は、第１作動電圧の変化に基づいて、メインコンタクタ２１の物理的な開放（ｏｐｅｎ）または閉鎖（ｃｌｏｓｅ）状態を間違いなく判断することができる。
【0047】
メインコンタクタ２１が開放（ｏｐｅｎ）される場合、制御部５０は、車両の運行状態および第１駆動信号ＳＣ１に基づいて、メインコンタクタ２１に対する開放（ｏｐｅｎ）状態の維持または再閉鎖（ｒｅ－ｃｌｏｓｅ）を決定することができる。すると、過電流（ｈｉｇｈ ｉｎｒｕｓｈ ｃｕｒｒｅｎｔ）によってメインコンタクタ２１が損傷するのを予防できる。
【0048】
また、制御部５０は、メインコンタクタ２１に対する再閉鎖（ｒｅ－ｃｌｏｓｅ）を決定した場合、プリチャージコンタクタ２２を用いてプリチャージ（Ｐｒｅ－Ｃｈａｒｇｅ）を行い、メインコンタクタ２１を閉鎖（ｃｌｏｓｅ）することができる。すると、過電流によってメインコンタクタ２１が損傷するのを予防できる。
【0049】
【0050】
【0051】
制御部５０がイネーブル（ｅｎａｂｌｅ）レベルの第１制御信号ＳＣ１を駆動部３０に伝達すると、第１スイッチ３２がオンされる。すると、補助バッテリ３１から放電された電力がメインコンタクタ２１に供給される。この時、メインコンタクタ２１に供給される電力のレベルは、メインコンタクタ２１が正常作動するようにする定格作動電圧の範囲（例えば、９Ｖ～１６Ｖ）に属することができる。電圧測定部（ＡＤＣ）４０は、メインコンタクタ２１に供給される作動電圧を測定し、測定された作動電圧のレベルを指示する情報を制御部５０に伝達することができる。定格作動電圧の範囲は、メインコンタクタ２１の種類によって異なる。
【0052】
制御部５０がディセーブル（ｄｉｓａｂｌｅ）レベルの第１制御信号ＳＣ１を駆動部３０に伝達すると、第１スイッチ３２がオフされる。すると、補助バッテリ３１から放電された電力がメインコンタクタ２１に供給されない。電圧測定部（ＡＤＣ）４０は、グラウンド（ＧＮＤ）電圧のレベルを指示する情報を制御部５０に伝達することができる。
【0053】
図２および図３を参照すれば、例えば、コンタクタ２０は、接点部２１０と、コイル部２２０と、プランジャユニット２１４と、ハウジング２３０とを含むプランジャ型で構成される。しかし、コンタクタ２０は、プランジャ型に限定されるものではなく、ヒンジ型電磁リレータイプなど、電子的なスイッチとしてコイルに電流が流れて電磁石になった時、鉄片を引き寄せてその鉄片に付いている接点を開閉する形式で作動する形態のスイッチを含むことができる。
【0054】
接点部２１０は、第１フィックス接点ユニット２１１と、第２フィックス接点ユニット２１２と、ムービング接点ユニット２１３とを含むことができる。第１フィックス接点ユニット２１１および第２フィックス接点ユニット２１２は、電力ラインＬ上に互いに切れている第１地点および第２地点にそれぞれ連結され、ムービング接点ユニット２１３は、第１および第２フィックス接点ユニット２１１、２１２に対向する位置に所定間隔離隔して配置される。ムービング接点ユニット２１３は、金属板状に構成される。ムービング接点ユニット２１３が第１および第２フィックス接点ユニット２１１、２１２に接触または分離されて、電力ラインＬ上の大電流の流れが制御できる。ムービング接点ユニット２１３と第１および第２フィックス接点ユニット２１１、２１２との間の接触または接触解除は、プランジャユニット２１４の直線往復運動による。
【0055】
例えば、コンタクタ２０のスイッチング動作が繰り返されると、疲労度（ｆａｔｉｇｕｅ ｄｅｇｒｅｅ）が累積され、コンタクタ２０は、疲労度の累積で老化して閉鎖（ｃｌｏｓｅ）状態または開放（ｏｐｅｎ）状態で融着（ｗｅｌｄｉｎｇ）しうる。融着状態に陥ると、コンタクタ２０は、駆動信号ＳＣにより動作できない。具体的には、図２および図３を参照すれば、ムービング接点ユニット２１３が第１および第２フィックス接点ユニット２１１、２１２のうちの少なくとも１つに融着しうる。
【0056】
コイル部２２０は、ソレノイド作用でプランジャユニット２１４を直線往復運動するようにする。コイル部２２０は、コイルを長く巻いて円筒形、つまり、中空形状に形成され、このようなコイル部２２０の内側に設けられる中央通路にプランジャユニット２１４が配置される。
【0057】
コンタクタ２０は、コイル部２２０の規格に応じて定格作動電圧が異なる。例えば、コンタクタ２０は、所定レベルの作動電圧（例えば、１２Ｖ）が供給されると、閉鎖（ｃｌｏｓｅ）動作を行い、作動電圧が供給されなければ、開放（ｏｐｅｎ）動作を行うことができる。電気自動車は、高電圧バッテリパック１０のほか、１２Ｖ電圧の補助バッテリ３１を備えて、コンタクタ２０に作動電圧を供給する電源として用いることができる。補助バッテリ３１は、始動をかけたり、車両の前照など各種電装品の電源としたりして使用可能である。
【0058】
プランジャユニット２１４は、コイル部２２０に電流が流れる時、コイル部２２０のソレノイド作用でコイル部２２０の中央通路外に動くことができる。この時、ムービング接点ユニット２１３と第１および第２フィックス接点ユニット２１１、２１２とが接触する。そして、コイル部２２０に電流を遮断すると、プランジャユニット２１４が元の位置に戻って、ムービング接点ユニット２１３と第１および第２フィックス接点ユニット２１１、２１２とが接触解除できる。
【0059】
プランジャユニット２１４は、ムービングコア２１５と、プランジャシャフト２１６と、フィックスコア２１７とを含むことができる。
【0060】
ムービングコア２１５は、金属ブロックであり、前記中央通路で拘束されない状態でコイル部２２０の電磁力によって動けるように設けられる。プランジャシャフト２１６は、ムービングコア２１５から中央通路の長手方向に延びることができ、その末端部は中央通路外でムービング接点ユニット２１３と結合する。ムービングコア２１５とプランジャシャフト２１６は、コイル部２２０に電流が印加されると一体で動く。
【0061】
フィックスコア２１７は、ムービングコア２１５とプランジャシャフト２１６の移動距離を制限する役割を果たす。フィックスコア２１７は、コイル部２２０の中央通路中に固定され、中空形状でプランジャシャフト２１６は通過できるが、ムービングコア２１５は通過できない内径を有する。
【0062】
図２および図３を参照すれば、コイル部２２０に電力が印加される時、コイル部２２０の電磁力でムービングコア２１５がフィックスコア２１７に当接する位置まで＋Ｙ軸方向に移動できる。この時、ムービングコア２１５が移動する距離は、ムービング接点ユニット２１３と第１および第２フィックス接点ユニット２１１、２１２との間の距離に相当する。
【0063】
図４は、一実施例によるコンタクタ管理方法を説明するフローチャートである。
【0064】
【0065】
図４を参照すれば、制御部５０は、メインコンタクタ２１が開放（ｏｐｅｎ）される開放イベントの発生の可否を判断する（Ｓ１１０）。
【0066】
メインコンタクタ２１は、第１作動電圧が供給されると閉鎖（ｃｌｏｓｅ）され、第１作動電圧が供給されなければ開放（ｏｐｅｎ）される。電圧測定部（ＡＤＣ）４０は、メインコンタクタ２１に供給される第１作動電圧を測定し、測定された第１作動電圧を第１デジタル信号ＣＶ１に変換して制御部５０に伝達することができる。
【0067】
例えば、メインコンタクタ２１に１２Ｖの第１作動電圧が供給されると、電圧測定部（ＡＤＣ）４０は、１２Ｖの電圧レベルを指示する第１デジタル信号ＣＶ１を制御部５０に伝達することができる。メインコンタクタ２１に第１作動電圧が供給されなければ、電圧測定部（ＡＤＣ）４０は、０Ｖの電圧レベルを指示する第１デジタル信号ＣＶ１を制御部５０に伝達することができる。
【0068】
制御部５０は、電圧測定部（ＡＤＣ）４０で測定された第１作動電圧の変化に基づいて、メインコンタクタ２１の物理的な開放イベント（ｏｐｅｎ ｅｖｅｎｔ）を判断することができる。制御部５０は、第１作動電圧がメインコンタクタ２１に供給されなければ、メインコンタクタ２１の開放イベントの発生と判断することができる。
【0069】
次に、メインコンタクタ２１の開放イベントが発生すると、制御部５０は、車両が運行中である走行モードであるか、または車両の運行が中断された駐車モードであるかを判断する（Ｓ１２０）。
【0070】
車両が運行中である走行モードで突然メインコンタクタ２１が開放されると、車両の安全に問題（例えば、ｖｅｈｉｃｌｅ ｓｔｕｃｋ）が発生しうるので、メインコンタクタ２１が再閉鎖（ｒｅ－ｃｌｏｓｅ）される必要がある。
【0071】
制御部５０は、車両の速度またはギヤ変速に基づいて、走行モードまたは駐車モードを判断することができる。例えば、車両の速度が予め設定された基準速度（例えば、４Ｋｍ／ｈ）を超えると、制御部５０は、走行モードと判断することができる。車両の速度が予め設定された基準速度以下であれば、制御部５０は、駐車モードと判断することができる。例えば、ギヤ変速が後進ギヤ（Ｒ）、中立ギヤ（Ｎ）、またはドライブギヤ（Ｄ）であれば、制御部５０は、走行モードと判断することができる。ギヤ変速が駐車ギヤ（Ｐ）であれば、制御部５０は、駐車モードと判断することができる。
【0072】
次に、走行モードであれば（Ｓ１２０、Ｙｅｓ）、制御部５０は、第１駆動信号のレベルがイネーブルレベルであるかを判断する（Ｓ１３０）。
【0073】
第１駆動信号のレベルがイネーブルレベルであれば、運転者がメインコンタクタ２１を閉（ｃｌｏｓｅ）じようとする意志があるものと判断することができる。つまり、車両の状態が走行モードであり、運転者がメインコンタクタ２１を閉（ｃｌｏｓｅ）じようとすれば、制御部５０は、メインコンタクタ２１が再閉鎖（ｒｅ－ｃｌｏｓｅ）されるように制御しなければならない。
【0074】
次に、第１駆動信号のレベルがイネーブルレベルであれば（Ｓ１３０、Ｙｅｓ）、制御部５０は、プリチャージコンタクタ２２を閉（ｃｌｏｓｅ）じた後にメインコンタクタ２１を閉（ｃｌｏｓｅ）じ、メインコンタクタ２１が閉鎖（ｃｌｏｓｅ）状態から所定時間経過後にプリチャージコンタクタ２２を開放（ｏｐｅｎ）させるプリチャージロジックを行う（Ｓ１４０）。
【0075】
一実施例により、制御部５０は、メインコンタクタ２１を直ちに閉じずに、プリチャージロジックを行う過程でメインコンタクタ２１を閉（ｃｌｏｓｅ）じることで、過電流によってメインコンタクタ２１が損傷するのを予防できる。
【0076】
次に、駐車モードであれば（Ｓ１２０、Ｎｏ）、または第１駆動信号のレベルがディセーブルレベルであれば（Ｓ１３０、Ｎｏ）、制御部５０は、メインコンタクタ２１を開放された状態に維持させる（Ｓ１５０）。
【0077】
つまり、メインコンタクタ２１が閉鎖されることが要求されなければ、閉じずに開放状態に維持して、過電流がメインコンタクタ２１に印加されないように制御することができる。
【0078】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲がこれに限定されるものではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者が多様に変形および改良した形態も本発明の権利範囲に属する。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【手続補正書】
【提出日】2022-03-30
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図2】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図3】
【国際調査報告】