KR102515549B1

KR102515549B1 - 파워 릴레이 어셈블리(Power Relay Assembly, PRA) 및 파워 릴레이 어셈블리의 제어 방법

Info

Publication number: KR102515549B1
Application number: KR1020170164102A
Authority: KR
Inventors: 김미옥; 황도성; 이보선; 김범규; 윤종후; 박현수; 정태환
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2017-12-01
Filing date: 2017-12-01
Publication date: 2023-03-29
Also published as: US11014469B2; KR20190064844A; US20190173292A1

Abstract

본 발명은 파워 릴레이 어셈블리(Power Relay Assembly, PRA) 및 파워 릴레이 어셈블리의 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 릴레이 어셈블리는, 배터리(battery)와 인버터(inverter) 사이의 음의 전압을 연결하는 제1 메인 릴레이(main relay); 상기 배터리와 상기 인버터 사이의 양의 전압을 연결하는 제2 메인 릴레이; 상기 제1 메인 릴레이와 병렬로 연결되는 초충 릴레이(pre-charge relay); 및 상기 배터리와 상기 인버터 사이의 개폐 동작 또는 상기 배터리의 충방전 동작을 고려하여 상기 제1 메인 릴레이, 상기 제2 메인 릴레이 및 상기 초충 릴레이의 개방(open) 또는 단락(short)의 순서를 제어하는 제어부; 를 포함하며, 상기 개폐 동작은 상기 배터리와 상기 인버터 사이의 열림 동작 및 닫힘 동작으로 구분되며, 상기 충방전 동작은 상기 배터리의 충전 동작 및 방전 동작으로 구분될 수 있다.

Description

파워 릴레이 어셈블리(Power Relay Assembly, PRA) 및 파워 릴레이 어셈블리의 제어 방법{A method of controlling a power relay assembly (PRA) and a power relay assembly}

본 발명은 차랑에 탑재된 파워 릴레이 어셈블리(Power Relay Assembly, PRA) 및 파워 릴레이 어셈블리의 제어 방법에 관한 것이다.

EV(Electric Vehicle), HEV (Hybrid Electronic Vehicle), PHEV(Plug-In Hybrid Vehicle)에는 전기 에너지를 사용하는 구동 모터를 탑재하고 있다. 구동 모터는 고전압 배터리로부터 전기 에너지를 공급 받을 수 있고, 반대로 고전압 배터리로 전기 에너지를 공급해 줄 수도 있다.

고전압 배터리와 구동 모터 사이에서 고전압 배터리의 방전 또는 충전을 제어하는 장치 중 파워 릴레이 어셈블리(Power Relay Assembly, PRA)가 포함될 수 있다. 파워 릴레이 어셈블리는 충전 또는 방전을 수행하기 위해 고전압 배터리와 구동 모터 사이에서 개폐 동작을 수행할 수 있다.

일반적으로, 파워 릴레이 어셈블리의 개폐 동작은 차량의 상태에 따라 미리 정해진 순서에 따라 수행되는데, 개폐 동작에 의해 발생되는 돌입 전류 또는 차단 전류에 의해 특정 부품에 대해서만 소손이 누적되어 발생할 수 있다. 파워 릴레이 어셈블리의 개폐 동작에 수반되는 불꽃이나 열 이외 과도 현상에 의해 릴레이에 손상이 누적될 수 있다.

결과적으로, 특정 부품에만 손상이 발생해도 파워 릴레이 어셈블리 전체를 교체해야 하는 문제점이 발생할 수 있다.

따라서, 파워 릴레이 어셈블리에 포함되는 복수의 릴레이 중 특정 릴레이에만 편중되어 소손이 누적되지 않도록 파워 릴레이 어셈블리에 포함되는 복수의 릴레이를 제어하는 구체적인 방법이 필요하다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 파워 릴레이 어셈블리(Power Relay Assembly, PRA) 및 파워 릴레이 어셈블리의 제어 방법을 제공하는 것이다.

상세하게, 본 발명은 파워 릴레이 어셈블리에 포함되는 복수의 릴레이의 개폐 동작의 순서를 고정시키지 않고, 차량의 상태에 따라 복수의 릴레이의 개폐 동작의 순서를 제어하는 파워 릴레이 어셈블리의 제어 방법을 제공한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 릴레이 어셈블리(Power Relay Assembly, PRA)는, 배터리(battery)와 인버터(inverter) 사이의 음의 전압을 연결하는 제1 메인 릴레이(main relay); 상기 배터리와 상기 인버터 사이의 양의 전압을 연결하는 제2 메인 릴레이; 상기 제1 메인 릴레이와 병렬로 연결되는 초충 릴레이(pre-charge relay); 및 상기 배터리와 상기 인버터 사이의 개폐 동작 또는 상기 배터리의 충방전 동작을 고려하여 상기 제1 메인 릴레이, 상기 제2 메인 릴레이 및 상기 초충 릴레이의 개방(open) 또는 단락(short)의 순서를 제어하는 제어부; 를 포함하며, 상기 개폐 동작은 상기 배터리와 상기 인버터 사이의 열림 동작 및 닫힘 동작으로 구분되며, 상기 충방전 동작은 상기 배터리의 충전 동작 및 방전 동작으로 구분될 수 있다.

실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 닫힘 동작이 N(N은 1이상의 정수) 번째 수행되는 경우, 상기 초충 릴레이를 단락시킨 이후 상기 제1 메인릴레이를 단락시키며, 상기 닫힘 동작이 N+1 번째 수행되는 경우, 상기 제1 메인 릴레이를 단락시킨 이후 상기 초충 릴레이를 단락시킬 수 있다.

실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 배터리로부터 상기 인버터로 흐르는 전류의 방향을 고려하여 상기 충전 동작 및 상기 방전 동작을 구분할 수 있다.

실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 충전 동작이 수행되는 중 상기 열림 동작이 요구되는 경우, 상기 제2 메인 릴레이를 개방시킨 이후 상기 제1 메인 릴레이를 개방시키며, 상기 방전 동작이 수행되는 중 상기 열림 동작이 요구되는 경우, 상기 제1 메인 릴레이를 개방시킨 이후 상기 제2 메인 릴레이를 개방시킬 수 있다.

실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 배터리 와 상기 인버터 사이의 전류가 0으로 판단되는 상황에서 상기 열림 동작이 N(N은 1이상의 정수) 번째 수행되는 경우, 상기 제2 메인 릴레이를 개방시킨 이후 상기 제1 메인 릴레이를 개방시키며, 상기 열림 동작이 N+1 번째 수행되는 경우, 상기 제1 메인 릴레이를 개방시킨 이후 상기 제2 메인 릴레이를 개방시킬 수 있다.

실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 닫힘 동작이 3N+1번째 및 3N+2(N은 0이상의 정수) 번째 수행되는 경우, 상기 초충 릴레이를 단락시킨 이후 상기 제1 메인릴레이를 단락시키며, 상기 닫힘 동작이 3N회 번째 수행되는 경우, 상기 제1 메인 릴레이를 단락시킨 이후 상기 초충 릴레이를 단락시킬 수 있다.

실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 충전 동작이 수행되는 중 상기 열림 동작이 3N+1번째 및 3N+2(N은 1이상의 정수) 번째 요구되는 경우, 상기 제2 메인 릴레이를 개방시킨 이후 상기 제1 메인 릴레이를 개방시키며, 상기 방전 동작이 수행되는 중 상기 열림 동작이 3N회 번째 요구되는 경우, 상기 제1 메인 릴레이를 개방시킨 이후 상기 제2 메인 릴레이를 개방시킬 수 있다.

실시예에 따라, 상기 제어부는 배터리관리시스템(BMS, Battery Management System)에 포함될 수 있다.

실시예에 따라, 상기 초충 릴레이(Pre-Charge Relay)과 직렬 연결되는 초충 저항; 을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 릴레이 어셈블리(Power Relay Assembly, PRA)의 제어 방법은, 배터리와 인버터 사이에서 요구되는 개폐 동작이 열림 동작 또는 닫힘 동작 중 어느 하나인지 식별하는 단계; 상기 닫힘 동작이 요구되는 경우, 상기 닫힘 동작의 횟수를 산출하는 단계; 상기 횟수에 따라 상기 배터리(battery)와 상기 인버터(inverter) 사이의 음의 전압을 연결하는 제1 메인 릴레이(main relay), 상기 배터리와 상기 인버터 사이의 양의 전압을 연결하는 제2 메인 릴레이 및 상기 제1 메인 릴레이와 병렬로 연결되는 초충 릴레이(pre-charge relay)의 개방(open) 또는 단락(short)의 순서를 제어하는 단계; 를 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 상기 순서를 제어하는 단계는, 상기 닫힘 동작이 N(N은 1이상의 정수) 번째 수행되는 경우 상기 초충 릴레이를 단락시킨 이후 상기 제1 메인릴레이를 단락시키며, 상기 닫힘 동작이 N+1 번째 수행되는 경우 상기 제1 메인 릴레이를 단락시킨 이후 상기 초충 릴레이를 단락시키는 단계; 를 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 상기 열림 동작이 요구되는 경우, 상기 배터리와 상기 인버터 사이의 상기 배터리의 충방전 동작을 고려하여 상기 제1 메인 릴레이, 상기 제2 메인 릴레이 및 상기 초충 릴레이의 개방(open) 또는 단락(short)의 순서를 제어하는 단계; 를 더 포함하며, 상기 충방전 동작은 상기 배터리의 충전 동작 및 방전 동작으로 구분될 수 있다.

실시예에 따라, 상기 열림 동작이 요구되는 경우, 상기 배터리로부터 상기 인버터로 흐르는 전류의 방향을 고려하여 상기 충전 동작 및 상기 방전 동작을 구분하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 상기 충전 동작이 수행되는 중 상기 열림 동작이 요구되는 경우, 상기 제2 메인 릴레이를 개방시킨 이후 상기 제1 메인 릴레이를 개방시키며, 상기 방전 동작이 수행되는 중 상기 열림 동작이 요구되는 경우, 상기 제1 메인 릴레이를 개방시킨 이후 상기 제2 메인 릴레이를 개방시키는 단계; 를 더 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 상기 배터리와 상기 인버터 사이의 전류가 0으로 판단되는 상황에서 상기 열림 동작이 N(N은 1이상의 정수) 번째 수행되는 경우, 상기 제2 메인 릴레이를 개방시킨 이후 상기 제1 메인 릴레이를 개방시키며, 상기 열림 동작이 N+1 번째 수행되는 경우, 상기 제1 메인 릴레이를 개방시킨 이후 상기 제2 메인 릴레이를 개방시키는 단계; 를 더 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 상기 닫힘 동작이 3N+1번째 및 3N+2(N은 0이상의 정수) 번째 수행되는 경우 상기 초충 릴레이를 단락시킨 이후 상기 제1 메인릴레이를 단락시키며, 상기 닫힘 동작이 3N회 번째 수행되는 경우 상기 제1 메인 릴레이를 단락시킨 이후 상기 초충 릴레이를 단락시키는 단계; 를 더 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 상기 충전 동작이 수행되는 중 상기 열림 동작이 3N+1번째 및 3N+2(N은 1이상의 정수) 번째 요구되는 경우 상기 제2 메인 릴레이를 개방시킨 이후 상기 제1 메인 릴레이를 개방시키며, 상기 방전 동작이 수행되는 중 상기 열림 동작이 3N회 번째 요구되는 경우 상기 제1 메인 릴레이를 개방시킨 이후 상기 제2 메인 릴레이를 개방시키는 단계; 를 더 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 본 발명은 상기 기재된 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.

본 발명에 따른 파워 릴레이 어셈블리(Power Relay Assembly, PRA) 및 파워 릴레이 어셈블리의 제어 방법에 대한 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 본 발명은 파워 릴레이 어셈블리에 포함된 복수의 릴레이 중 일부 릴레이에만 편중되어 누적되는 소손 정도를 분산시켜 파워 릴레이 어셈블리의 내구 사양을 전체적으로 향상시킬 수 있다.

둘째, 본 발명은 기존의 파워 릴레이 어셈블리에 추가되는 회로 또는 하드웨어 장치 없이 릴레이를 보호할 수 있어, 경제적인 효과가 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 파워 릴레이 어셈블리의 회로도를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 상기 파워 릴레이 어셈블리의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 상기 파워 릴레이 어셈블리의 제어 방법에서 발생되는 한계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 릴레이 어셈블리를 설명하기 위한 구성도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 닫힘 동작이 요구될 때 파워 릴레이 어셈블리의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 닫힘 동작이 요구될 때 파워 릴레이 어셈블리의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 열림 동작이 요구될 때 파워 릴레이 어셈블리의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 열림 동작이 요구될 때 파워 릴레이 어셈블리의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.

이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.

실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)", "전(앞) 또는 후(뒤)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(위) 또는 하(아래)" 및"전(앞) 또는 후(뒤)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

하이브리드 전력 제어 모듈(Hybrid Power Control Unit, 이하, "HPCU"라 칭함.)은 구동 모터 및 고전압 배터리를 제어할 수 있다. HPCU는 구동 모터, HSG(Hybrid Starter Generator)의 토크를 제어하는 인버터(Inverter), 차량의 구동력을 분배하고 차량 운전 모드를 관장하는 HCU(Hybrid Control Unit), 차량에 장착된 복수의 전장품(electric control unit, ECU)에 전원을 공급하고 보조 배터리를 충전하는 LDC(직류 변환 장치), 고전압 배터리와 인버터의 개폐 동작을 차량의 상태에 따라 제어하는 파워 릴레이 어셈블리 (Power Relay Assembly, PRA)를 포함할 수 있다.

도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 파워 릴레이 어셈블리의 회로도를 개략적으로 나타낸 도이다.

도 1을 참조하면, 파워 릴레이 어셈블리(110)는 고전압 배터리(120) 및 인버터(130) 사이에 위치하는 고전압 전원 회로에 포함될 수 있다.

구동 모터(도면 미도시)는 인버터(130)에 의해 변환된 교류 전원을 공급 받는데, 인버터(130)는 고전압 배터리(120)로부터 직류 전원을 전달 받아 교류 전원으로 변환할 수 있다.

고전압 배터리의 전류는 초충 릴레이(111), 제1 메인 릴레이(112), 제2 메인 릴레이(113)를 포함하는 파워 릴레이 어셈블리(110)에 의해 제어될 수 있다. 실시예에 따라, 파워 릴레이 어셈블리(110)는 전류 센서(도면 미도시)를 더 포함할 수 있다. 전류 센서는 고전압 배터리(120)와 인버터(130) 사이에 흐르는 전류의 방향을 감지할 수 있다.

고전압 배터리(120)는 고전압의 전원을 저장할 수 있으며, 복수의 릴레이를 포함하는 파워 릴레이 어셈블리(110)는 상기 고전압을 인버터(130)로 인가하거나 차단할 수 있다. 실시예에 따라, 인버터(130)는 구동 모터를 제어하는 하이브리드 전력 제어 모듈에 포함될 수 있다.

파워 릴레이 어셈블리(110)는 고전압 배터리(120)와 인버터(130)를 연결하는 (-)전원 라인에 설치되어 있는 (-)단 메인 릴레이(112, 이하, "제1 메인 릴레이"라 칭함.), 고전압 배터리(120)와 인버터(130)를 연결하는 (+)전원 라인에 설치되어 있는 (+)단 메인 릴레이(113, 이하, "제2 메인 릴레이"라 칭함.), 제2 메인 릴레이(113)과 병렬로 연결되어 있는 초충 릴레이(111) 및 초충 릴레이(111)의 후단에 연결되어 있는 초충 저항(114)을 포함할 수 있다.

인버터(130)의 앞단에는 DC 링크 캐패시터(140)가 고전압 배터리(120) 및 인버터(130)와 병렬로 연결될 수 있다. 인버터(130)는 고전압 배터리(120)에서 출력된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 구동 모터로 전달하여 구동 모터를 구동시킬 수 있다.

실시예에 따라, DC 링크 캐패시터(140)는 인버터(130)에 포함될 수 있다.

파워 릴레이 어셈블리(110)는 초충 릴레이(111), 제1 메인 릴레이(112) 및 제2 메인 릴레이(113)의 개폐를 제어하여 고전압 배터리(120)의 고전압을 인버터(130)로 인가하거나 차단할 수 있다.

도 2은 일반적인 파워 릴레이 어셈블리의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이며, 도 3은 일반적인 파워 릴레이 어셈블리의 제어 방법에서 발생되는 한계를 설명하기 위한 도면이다.

도 2 에서는 미리 설정된 초충 릴레이(111), 제1 메인 릴레이(112) 및 제2 메인 릴레이(113) 개폐 순서를 설명하고, 도 3에서 상기 고정된 개폐 순서에 따라 발생되는 문제점에 대해 함께 설명한다.

파워 릴레이 어셈블리(110)는 외부로부터 고전압 배터리(120)의 고전압을 인버터(130)로 인가하라는 신호를 수신할 수 있다. 실시예에 따라, 파워 릴레이 어셈블리(110)는 하이브리드 전력 제어 모듈로부터 인가하라는 신호를 수신할 수 있다.

파워 릴레이 어셈블리(110)가 고전압을 인가하라는 신호(릴레이 온 신호)를 수신하면, 기 설정된 고정된 순서에 따라 초충 릴레이(111)를 단락시킬 수 있다(S210).

초충 릴레이(111)가 단락되면, 파워 릴레이 어셈블리(110)는 제1 메인 릴레이(112)를 단락시킬 수 있다(S220). 제1 메인 릴레이(112)가 단락되면, 돌입 전류가 발생되고, 이에 따라 DC 링크 캐패시터(140)에 일정 전압이 인가됨으로써 전하가 모여 에너지가 충전될 수 있다. 다시 말해서, 제1 메인 릴레이(112)가 단락됨으로써 저항을 통해 DC링크 캐패시터(140)를 충전시킬 수 있다.

이와 같이 초충 릴레이(111)를 통하여 DC 링크 캐패시터(140)를 충전시킴으로써 제2메인 릴레이(113)의 단락 시(S230) 아크가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

제2메인 릴레이(113)의 단락 된 이후, 파워 릴레이 어셈블리(110)는 초충 릴레이를 개방시킬 수 있고(S240), 파워 릴레이 어셈블리(110)는 초기 충전(pre-charge)가 완료됨을 판단할 수 있다.

실시예에 따라, 제2메인 릴레이(113)의 단락 된 이후, DC 링크 캐패시터(140)가 일정 전압이 되면 파워 릴레이 어셈블리(110)는 초충 릴레이(111)를 개방시킬 수 있다.

DC 링크 캐패시터의 전압이 기 설정 전압 이상이 되면, 파워 릴레이 어셈블리는 초충 충전이 완료되었다고 판단할 수 있다.

초기 충전 판단 시간 동안 DC 링크 캐패시터의 전압이 고전압 배터리의 전압의 기 설정 비율(예를 들어, 92%)에 도달하면, 파워 릴레이 어셈블리는 초기 충전이 완료되었다고 판단할 수 있다. 초기 충전이 완료된 이후, 차량은 시동이 걸리게 된다. 반대로, 초기 충전 판단 시간 동안 DC 링크 캐패시터의 전압이 고전압 배터리의 전압의 기 설정 비율(예를 들어, 92%)에 도달하지 못하면, 파워 릴레이 어셈블리는 초기 충전이 실패했다고 판단할 수 있다.

도 3을 참조하면, 제1 메인 릴레이(112)가 단락되는 시점에서 초충 저항(114)에 돌입 전류가 발생하게 되고, 전류 또는 전압 불연속에 의해 유발된 아크는 제1 메인 릴레이(112)에 손상을 줄 수 있다.

상기 도 2와 같이 기 설정된 복수의 릴레이의 개폐 순서가 반복되는 경우, 초충 릴레이(111) 및 제2 메인 릴레이(113)에 비해 제1 메인 릴레이(112)만 누적되는 손상을 받을 수 있고, 이는 파워 릴레이 어셈블리(110)의 전체적인 내구성을 낮추는 문제를 발생시킬 수 있다.

반대로, 고전압 배터리(120)와 인버터(130)의 연결을 차단시키기 위해 제1 메인 릴레이(112) 및 제2 메인 릴레이(113)를 동시에 개방시키도록 하지만, 전하의 속도와 비교하여 정확히 동 시점에 개방시키는 것은 쉽지 않아 제1 메인 릴레이(112) 및 제2 메인 릴레이(113) 중 어느 하나가 먼저 개방될 수 있다. 그 밖에 릴레이의 노후로 인해 각각의 동작 시점이 달라질 수 있다.

파워 릴레이 어셈블리(110)는 제1 메인 릴레이(112) 또는 제2 메인 릴레이(113) 중 어느 하나를 먼저 개방시킨 후, 남은 릴레이를 개방시켜 고전압 배터리(120)와 인버터(130)의 연결을 차단시킬 수 있다.

고전압 배터리(120)와 인버터(130)의 연결을 차단하는 상황에서도 제1 메인 릴레이(112) 또는 제2 메인 릴레이(113) 중 어느 하나가 반복적으로 개방되는 경우, 차단 전류에 의해 유발되는 아크는 제1 메인 릴레이(112) 또는 제2 메인 릴레이(113) 중 어느 하나에 소손을 발생시킬 수 있다.

파워 릴레이 어셈블리(110)에 포함되는 특정 릴레이에 대한 편중된 소손 유발 요소를 분산시키기 위해 고전압 배터리(120)와 인버터(130) 사이의 개폐 동작 또는 고전압 배터리(120)의 충방전 동작을 고려하여 제1 메인 릴레이(112), 제2 메인 릴레이(113) 및 초충 릴레이(111)의 개방(open) 또는 단락(short)의 순서를 제어하는 파워 릴레이 어셈블리(110)를 도 4 내지 도 8에서 상세하게 설명한다.

도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 릴레이 어셈블리를 설명하기 위한 구성도이다.

도 4를 참조하면, 파워 릴레이 어셈블리(410)는 고전압 베터리(420)의 전압을 인버터(430)가 포함된 구동 시스템으로 공급하거나 차단할 수 있다.

파워 릴레이 어셈블리(410)는 고전압 배터리(420)와 인버터(430) 사이의 음의 전압을 연결하는 제1 메인 릴레이(412), 고전압 배터리(420)와 인버터(430) 사이의 양의 전압을 연결하는 제2 메인 릴레이(413), 제2메인 릴레이와 병렬로 연결되는 초충 릴레이(pre-charge relay, 411), 고전압 배터리(420)와 인버터(430) 사이의 개폐 동작 또는 고전압 배터리(420)의 충방전 동작을 고려하여 제1 메인 릴레이(412), 제2 메인 릴레이(413) 및 초충 릴레이(411)의 개방(open) 또는 단락(short)의 순서를 제어하는 제어부(415)를 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성 요소들을 갖는 파워 릴레이 어셈블리(410)가 구현될 수도 있다.

고전압 배터리(420)와 인버터(430) 사이에서 파워 릴레이 어셈블리(410)의 개폐 동작은 열림 동작 및 닫힘 동작으로 구분될 수 있다.

파워 릴레이 어셈블리(410)가 외부로부터 고전압 배터리(420)의 고전압을 인버터(430)로 인가하라는 신호를 수신할 때, 닫힘 동작을 수행함으로써 고전압 배터리(420)과 인버터(430)을 연결할 수 있다.

반대로, 파워 릴레이 어셈블리(110)가 외부로부터 인버터(130)로 인가되는 고전압 배터리(120)의 고전압을 차단하라는 신호를 수신할 때, 열림 동작을 수행함으로써 고전압 배터리(420)와 인버터(430) 사이의 연결을 끊을 수 있다.

제어부(415)는 고전압 배터리(420)로부터 인버터(430)로 흐르는 전류의 방향을 전류 센서를 통해 모니터링 할 수 있고, 전류의 방향에 따라 고전압 배터리(420)가 충전 동작을 수행하는지 또는 고전압 배터리(420)가 방전 동작을 수행하는지 판단할 수 있다. 즉, 고전압 배터리(420)의 충방전 동작은 고전압 배터리(420)의 충전 동작 및 방전 동작으로 구분될 수 있다.

제1 메인 릴레이(412), 제2 메인 릴레이(413) 및 초충 릴레이(411)는 제어부(415)의 제어에 따라 고전압 배터리(420)와 인버터(430)를 전기적으로 연결하거나 차단할 수 있다.

파워 릴레이 어셈블리(410)가 외부로부터 고전압 배터리(420)의 고전압을 인버터(430)로 인가하라는 신호를 수신 즉, 닫힘 동작을 요청하는 신호를 수신하면, 제어부(415)는 닫힘 동작의 요청 횟수를 산출하거나, 동작할 닫힘 동작의 횟수를 산출할 수 있다.

제어부(415)는 닫힘 동작의 횟수를 고려하여, 번갈아 가며 초충 릴레이(411) 및 제1 메인 릴레이(412) 중 어느 하나를 먼저 단락시킬 수 있다. 예를 들어, 닫힘 동작이 홀수 번인 경우에는 초충 릴레이(411)를 먼저 단락시키고, 닫힘 동작이 짝수 번인 경우에는 제1 메인 릴레이(412)를 먼저 단락시킬 수 있다.

실시예에 따라, 제어부(415)는 닫힘 동작이 N(N은 1이상의 정수) 번째 수행되는 경우, 초충 릴레이(411)를 단락시킨 이후 제1 메인 릴레이(412)를 단락시킬 수 있다. 반대로, 제어부(415)는 닫힘 동작이 N+1 번째 수행되는 경우, 제1 메인 릴레이(412)를 단락시킨 이후 초충 릴레이(411)를 단락시킬 수 있다. 이와 관련하여 도 5a, 도 5b 및 도 6에서 상세하게 설명한다.

고전압 배터리(120)와 인버터(130)의 연결을 차단하는 상황에서도 제1 메인 릴레이(112) 또는 제2 메인 릴레이(113) 중 어느 하나가 반복적으로 개방되는 경우, 차단 전류에 의해 유발되는 아크는 제1 메인 릴레이(112) 또는 제2 메인 릴레이(113) 중 어느 하나에 소손을 발생시킬 수 있어, 제1 메인 릴레이(112) 또는 제2 메인 릴레이(113)를 번갈아 가며 개방시킬 수 있다.

실시예에 따라, 제어부(415)는 충전 동작이 수행되는 중 열림 동작이 요구되는 경우, 제2 메인 릴레이(413)를 개방시킨 이후 제1 메인 릴레이(412)를 개방시킬 수 있으며, 방전 동작이 수행되는 중 열림 동작이 요구되는 경우, 제1 메인 릴레이(412)를 개방시킨 이후 제2 메인 릴레이(413)를 개방시킬 수 있다.

고전압 배터리(420)가 완충 상태로 판단되는 경우, 고전압 배터리(420)와 인버터(430) 사이의 전류가 0일 수 있다. 제어부(415)는 고전압 배터리(420)로부터 상태 정보를 수신하여 완충 상태 여부를 판단할 수 있다. 제어부(415)는 완충 상태인 경우에도 제1 메인 릴레이(112) 또는 제2 메인 릴레이(113)를 번갈아 가며 개방시킬 수 있다.

실시예에 따라, 제어부(415)는 배터리 와 상기 인버터 사이의 전류가 0으로 판단되는 상황에서 상기 열림 동작이 N(N은 1이상의 정수) 번째 수행되는 경우, 제2 메인 릴레이(413)를 개방시킨 이후 제1 메인 릴레이(412)를 개방시킬 수 있다. 반대로, 제어부(415)는 열림 동작이 N+1 번째 수행되는 경우, 제1 메인 릴레이(412)를 개방시킨 이후 제2 메인 릴레이(413)를 개방시킬 수 있다.

한편, 3개의 릴레이를 열림 동작 또는 닫힘 동작의 요청 횟수의 홀짝으로만 구분하는 경우 3개의 릴레이의 소손 정도가 균일하게 분산되지 않을 수 있다. 소손 정도는 각각의 릴레이의 개방 또는 단락 횟수에 의해 결정될 수 있다.

닫힘 동작 및 열림 동작은 1 대 1의 비율로 수행된다고 가정할 수 있다. 이때, 제어부(415)는 닫힘 동작이 3N+1번째 및 3N+2(N은 0이상의 정수) 번째 수행되는 경우 초충 릴레이(411)를 단락시킨 이후 제1 메인릴레이(412)를 단락시키며, 닫힘 동작이 3N회 번째 수행되는 경우 제1 메인 릴레이(412)를 단락시킨 이후 초충 릴레이(411)를 단락시킬 수 있다.

실시예에 따라, 제어부(415)는 열림 동작이 3N+1번째 및 3N+2(N은 1이상의 정수) 번째 요구되는 경우 제2 메인 릴레이(413)를 개방시킨 이후 제1 메인 릴레이(412)를 개방시키며, 열림 동작이 3N회 번째 요구되는 경우 제1 메인 릴레이(412)를 개방시킨 이후 제2 메인 릴레이(413)를 개방시킬 수 있다.

이에 따라, 닫힘 동작 및 열림 동작에 의해 제1 메인 릴레이(412), 제2 메인 릴레이(413), 초충 릴레이(411)에게 분산되는 소손 정도가 1 대 1대 1이 될 수 있다.

실시예에 따라, 제어부(415)는 배터리관리시스템(BMS, Battery Management System)에 포함될 수 있다.

고전압 시스템을 보호하는 시스템을 배터리 제어 시스템 (BMS: Battery Management System)라고 지칭할 수 있다. 상세하게, 배터리 관리 시스템은 배터리는 과충전, 과열, 외부충격으로 폭발할 가능성이 있기 때문에 이를 제어하기 위한 시스템을 지칭한다. 배터리 관리 시스템은 다양한 정보들에 의해 나타나는 배터리의 상태를 모니터링한다. 배터리 상태를 나타내는 정보는 배터리 전압, 온도, 충전 상태(State Of Charge), 배터리 건강 상태(State Of Health), 공기 흐름, 전류의 입출력 상태 등을 포함할 수 있다. 또한, BMS는 위의 정보들에 기초하여 배터리의 전력 공급에 필요한 계산도 수행하며, 외부 장치와 연결되어 각종 정보를 주고 받는 통신을 수행할 수 있다. 배터리 제어 시스템은 최적의 고전압 배터리 성능을 유지하기 위해 복수의 센서를 이용하여 차량의 상태 정보를 수집할 수 있다. 특히, 고전압 배터리(420)의 상태 정보를 모니터링할 수 있다. 실시예에 따라, 배터리 제어 시스템은 적절한 배터리 작동을 보장하기 위해 배터리 냉각 팬을 제어할 수 있다.

실시예에 따라, 고전압 시스템에 고장이 발생하면 배터리 제어 시스템은 하이브리드 시스템을 보호하기 위해 파워 릴레이 어셈블리(410)에 공급되는 전원을 차단할 수 있다.

실시예에 따라, 제어부(415)는 고전압 배터리(420)의 완충 상태 여부를 판단할 수 있고, 완충 상태에서 제1 메인 릴레이(412), 제2 메인 릴레이(413) 및 초충 릴레이(411) 각각의 개방 및 단락을 제어할 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 닫힘 동작이 요구될 때 파워 릴레이 어셈블리의 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 닫힘 동작이 요구될 때 파워 릴레이 어셈블리의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.

도 5a, 도 5b 및 도 6에서 닫힘 동작에 요구될 때의 파워 릴레이 어셈블리의 동작을 함께 설명한다.

도 5a 및 도 5b에서는 고전압 배터리와 인버터 사이의 연결 즉, 닫힘 동작이 요청되는 경우, 초충 릴레이 및 제1 메인 릴레이 중 어느 하나로 손상이 편중되지 않도록 제1 메인 릴레이와 초충 릴레이의 단락 순서가 바뀔 수 있다.

초충 릴레이 및 제1 메인 릴레이 중 먼저 단락되는 릴레이는 개폐의 양단 사이의 전압 차이가 0V인 상황에서 단락된다고 볼 수 있다. 그러나, 초충 릴레이 및 제1 메인 릴레이 중 나중에 단락되는 릴레이는 개폐의 양단 사이의 전압 차이가 발생된 상태에서 단락되는 것으로 돌입 전류에 의한 소손을 부담할 수 있다.

예를 들어, 일반적으로 릴레이가 전압 차이가 없는 상황에서 40만회 이상 개폐 동작을 수행할 수 있지만, 일정 전압 차이가 있는 상황(예를 들어, 돌입 전류가 30A인 경우)에서는 15만회 이상 정도 밖에 개폐 동작을 수행할 수 있다.

초충 릴레이 및 제1 메인 릴레이 중 어느 하나의 내구 사양에 따라 파워 릴레이 어셈블리 전체의 내구 사양도 줄어들게 될 수 있다. 이에 따라, 파워 릴레이 어셈블리의 동작 횟수는 초충 릴레이 및 제1 메인 릴레이 중 손상 정도가 많은 릴레이의 개폐 동작 횟수에 제한될 수 있다.

따라서, 초충 릴레이 및 제1 메인 릴레이의 단락 순서를 번갈아 가며 바꿔 줌으로써, 소손 정도를 분산시킬 수 있다.

도 6을 참조하면, 파워 릴레이 어셈블리는 고전압 배터리와 인버터 사이의 닫힘 동작의 횟수를 카운트할 수 있다(S610). 실시예에 따라, 파워 릴레이 어셈블리는 외부로부터 닫힘 동작을 요청 받은 횟수를 카운트할 수 있다.

카운트한 횟수가 홀수 번째인 경우(S620의 "예"경로), 파워 릴레이 어셈블리는 초충 릴레이를 먼저 단락시키고(S630), 이후 제1 메인 릴레이를 단락시킬 수 있다(S635).

카운트한 횟수가 짝수 번째인 경우(S620의 "아니오"경로), 파워 릴레이 어셈블리는 제1 메인 릴레이를 먼저 단락시키고(S640), 이후 초충 릴레이를 단락시킬 수 있다(S645).

이후, DC 링크 캐패시터의 전압이 기 설정 전압 이상이 되면, 파워 릴레이 어셈블리는 초충 충전이 완료되었다고 판단할 수 있다.

도 7a 및 도 7b은 본 발명의 일 실시예에 따른 열림 동작이 요구될 때 파워 릴레이 어셈블리의 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 열림 동작이 요구될 때 파워 릴레이 어셈블리의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.

도 7a, 도 7b 및 도 8에서 열림 동작에 요구될 때의 파워 릴레이 어셈블리의 동작을 함께 설명한다.

도 7a 및 도 7b에서는 고전압 배터리와 인버터 사이의 연결 차단 즉, 열림 동작이 요청되는 경우, 제1 메인 릴레이 및 제2 메인 릴레이 중 어느 하나로 손상이 편중되지 않도록 제1 메인 릴레이와 제2 메인 릴레이의 개방 순서가 바뀔 수 있다.

제1 메인 릴레이와 제2 메인 릴레이 중 먼저 개방되는 릴레이는 차단 전류에 의한 손상을 받을 수 있으나, 먼저 개방되는 릴레이를 번갈아 가며 개방 순서를 바꾸는 경우 손상을 분산시킬 수 있다.

파워 릴레이 어셈블리는 외부로부터 인버터로 인가되는 고전압 배터리의 고전압을 차단하라는 신호를 수신할 수 있다.

이때, 파워 릴레이 어셈블리는 제1 메인 릴레이 또는 제2 메인 릴레이 중 어느 하나를 먼저 개방시킨 후, 남은 릴레이를 개방시켜 고전압 배터리와 인버터의 연결을 차단시킬 수 있다.

이후, 제1 메인 릴레이 또는 제2 메인 릴레이가 개방 되는 경우, 고전압 배터리와 인버터의 연결이 차단되고, DC 링크 캐패시터가 방전되면서, DC 링크 캐패시터의 전압이 감소하게 된다.

파워 릴레이 어셈블리는 제1 메인 릴레이와 제2 메인 릴레이의 개방 순서를 변경하는 조건으로 고전압 배터리의 충방전 동작을 이용할 수 있다.

파워 릴레이 어셈블리는 방전 동작을 수행 중에 열림 동작의 요청이 있으면 제1 메인 릴레이를 먼저 개방시키고, 이후 제2 메인 릴레이를 개방시킬 수 있다. 반대로, 충전 동작을 수행 중에 열림 동작의 요청이 있으면 제2 메인 릴레이를 먼저 개방시킨 이후 제1 메인 릴레이를 개방시킬 수 있다.

한편, 도 7a를 참조하면, 고전압 배터리가 방전 동작을 수행중인 경우, 전류가 시계 방향으로 흐르게 된다. 반대로, 도 7b를 참조하면, 고전압 배터리가 충전 동작을 수행하는 경우, 전류가 반시계 방향으로 흐르게 된다.

일반적으로, 릴레이가 장착될 때 고전압 배터리가 방전 동작을 수행할 때의 전류 방향을 고려하여 릴레이 (+) 단자와 (-) 단자를 연결하게 된다. 다시 말해서, 전류가 흐르는 시작하는 한 지점에 (+) 단자가 배치되고, 전류가 흘러 나가는 다른 지점에 (-) 단자가 배치되도록 릴레이가 설치될 수 있다. 이때의 전류 방향을 방전 방향으로 지칭할 수 있다.

다만, 릴레이의 전류 통전 방향은 돌입 전류로부터 영향을 받지 않으며, 차단 전류의 영향을 받는다. 따라서, 제1 메인 릴레이는 방전 방향과 반대 방향(충전 방향)으로 설치하고, 제2 메인 릴레이는 방전 방향으로 설치하여 통전 성능을 향상시킬 수 있다.

도 8을 참조하면, 고전압 배터리와 인버터 사이의 열림 동작을 요청 받으면(S81), 파워 릴레이 어셈블리는 전류 센서를 이용하여 고전압 배터리와 인버터 사이에 흐르는 전류의 방향을 판단하고, 전류 방향에 따라 충전 동작이 수행 중인지 방전 동작이 수행 중인지 판단할 수 있다(S820).

방전 동작이 수행 중인 경우 열림 동작을 요청 받으면 (S830의 "예"경로), 파워 릴레이 어셈블리는 제1 메인 릴레이를 먼저 개방 시키고(S850), 이후 제2 메인 릴레이를 개방 시킬 수 있다(S855).

반대로, 충전 동작이 수행 중인 경우 열림 동작을 요청 받으면 (S830의 "아니오"경로), 파워 릴레이 어셈블리는 제2 메인 릴레이를 먼저 개방 시키고(S840), 이후 제1 메인 릴레이를 개방 시킬 수 있다(S845).

한편, 고전압 배터리와 인버터 사이의 전류가 0인 경우, 파워 릴레이 어셈블리는 외부로부터 고전압 배터리와 인버터 사이의 열림 동작을 요청 받은 횟수를 카운트할 수 있다(S860). 실시예에 따라, 파워 릴레이 어셈블리는 열림 동작의 횟수를 카운트할 수도 있다.

고전압 배터리의 전압과 인버터의 전압이 동일한 경우, 전류가 흐르지 않을 수 있다. 예를 들어, 충전 동작 중 고전압 배터리가 완충 상태에 있는 경우 고전압 배터리의 전압과 인버터의 전압이 동일할 수 있다.

카운트한 횟수가 홀수 번째인 경우(S870의 "예"경로), 파워 릴레이 어셈블리는 제2 메인 릴레이를 먼저 개방 시키고(S880), 이후 제1 메인 릴레이를 개방 시킬 수 있다(S885).

카운트한 횟수가 짝수 번째인 경우(S870의 "아니오"경로), 파워 릴레이 어셈블리는 제1 메인 릴레이를 먼저 개방 시키고(S890), 이후 제2 메인 릴레이를 개방 시킬 수 있다(S895).

상술한 실시예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims

배터리(battery)와 인버터(inverter) 사이의 음의 전압을 연결하는 제1 메인 릴레이(main relay);
상기 배터리와 상기 인버터 사이의 양의 전압을 연결하는 제2 메인 릴레이;
상기 제2 메인 릴레이와 병렬로 연결되는 초충 릴레이(pre-charge relay); 및
상기 배터리와 상기 인버터 사이의 개폐 동작 또는 상기 배터리의 충방전 동작을 고려하여 상기 제1 메인 릴레이, 상기 제2 메인 릴레이 및 상기 초충 릴레이의 개방(open) 또는 단락(short)의 순서를 제어하는 제어부;
를 포함하며,
상기 개폐 동작은 상기 배터리와 상기 인버터 사이의 열림 동작 및 닫힘 동작으로 구분되며,
상기 충방전 동작은 상기 배터리의 충전 동작 및 방전 동작으로 구분되고,
상기 제어부는,
상기 닫힘 동작이 요구되는 경우, 상기 닫힘 동작의 횟수를 산출하고,
산출된 상기 닫힘 동작의 횟수에 따라, 상기 제1 메인 릴레이와, 상기 제2 메인 릴레이 및 상기 초충 릴레이가 개방 또는 단락되는 순서가 변경되도록 제어하는,
파워 릴레이 어셈블리(Power Relay Assembly, PRA).
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 닫힘 동작이 N(N은 1이상의 정수) 번째 수행되는 경우, 상기 초충 릴레이를 단락시킨 이후 상기 제1 메인릴레이를 단락시키며,
상기 닫힘 동작이 N+1 번째 수행되는 경우, 상기 제1 메인 릴레이를 단락시킨 이후 상기 초충 릴레이를 단락시키는,
파워 릴레이 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 배터리로부터 상기 인버터로 흐르는 전류의 방향을 고려하여 상기 충전 동작 및 상기 방전 동작을 구분하는,
파워 릴레이 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 충전 동작이 수행되는 중 상기 열림 동작이 요구되는 경우, 상기 제2 메인 릴레이를 개방시킨 이후 상기 제1 메인 릴레이를 개방시키며,
상기 방전 동작이 수행되는 중 상기 열림 동작이 요구되는 경우, 상기 제1 메인 릴레이를 개방시킨 이후 상기 제2 메인 릴레이를 개방시키는,
파워 릴레이 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 배터리와 상기 인버터 사이의 전류가 0으로 판단되는 상황에서 상기 열림 동작이 N(N은 1이상의 정수) 번째 수행되는 경우, 상기 제2 메인 릴레이를 개방시킨 이후 상기 제1 메인 릴레이를 개방시키며,
상기 열림 동작이 N+1 번째 수행되는 경우, 상기 제1 메인 릴레이를 개방시킨 이후 상기 제2 메인 릴레이를 개방시키는,
파워 릴레이 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 닫힘 동작이 3N+1번째 및 3N+2(N은 0이상의 정수) 번째 수행되는 경우, 상기 초충 릴레이를 단락시킨 이후 상기 제1 메인릴레이를 단락시키며,
상기 닫힘 동작이 3N회 번째 수행되는 경우, 상기 제1 메인 릴레이를 단락시킨 이후 상기 초충 릴레이를 단락시키는,
파워 릴레이 어셈블리.
제6항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 충전 동작이 수행되는 중 상기 열림 동작이 3N+1번째 및 3N+2(N은 1이상의 정수) 번째 요구되는 경우, 상기 제2 메인 릴레이를 개방시킨 이후 상기 제1 메인 릴레이를 개방시키며,
상기 방전 동작이 수행되는 중 상기 열림 동작이 3N회 번째 요구되는 경우, 상기 제1 메인 릴레이를 개방시킨 이후 상기 제2 메인 릴레이를 개방시키는,
파워 릴레이 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 배터리관리시스템(BMS, Battery Management System)에 포함되는,
파워 릴레이 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 초충 릴레이(Pre-Charge Relay)과 직렬 연결되는 초충 저항;
을 더 포함하는,
파워 릴레이 어셈블리.
배터리와 인버터 사이에서 요구되는 개폐 동작이 열림 동작 또는 닫힘 동작 중 어느 하나인지 식별하는 단계;
상기 닫힘 동작이 요구되는 경우, 상기 닫힘 동작의 횟수를 산출하는 단계;
상기 횟수에 따라 상기 배터리(battery)와 상기 인버터(inverter) 사이의 음의 전압을 연결하는 제1 메인 릴레이(main relay), 상기 배터리와 상기 인버터 사이의 양의 전압을 연결하는 제2 메인 릴레이 및 상기 제2 메인 릴레이와 병렬로 연결되는 초충 릴레이(pre-charge relay)의 개방(open) 또는 단락(short)의 순서를 제어하는 단계;
를 포함하는,
파워 릴레이 어셈블리(Power Relay Assembly, PRA)의 제어 방법.
제10항에 있어서,
상기 순서를 제어하는 단계는,
상기 닫힘 동작이 N(N은 1이상의 정수) 번째 수행되는 경우 상기 초충 릴레이를 단락시킨 이후 상기 제1 메인릴레이를 단락시키며, 상기 닫힘 동작이 N+1 번째 수행되는 경우 상기 제1 메인 릴레이를 단락시킨 이후 상기 초충 릴레이를 단락시키는 단계;
를 포함하는,
파워 릴레이 어셈블리의 제어 방법.
제10항에 있어서,
상기 열림 동작이 요구되는 경우, 상기 배터리와 상기 인버터 사이의 상기 배터리의 충방전 동작을 고려하여 상기 제1 메인 릴레이, 상기 제2 메인 릴레이 및 상기 초충 릴레이의 개방(open) 또는 단락(short)의 순서를 제어하는 단계;
를 더 포함하며,
상기 충방전 동작은 상기 배터리의 충전 동작 및 방전 동작으로 구분되는,
파워 릴레이 어셈블리의 제어 방법.
제12항에 있어서,
상기 열림 동작이 요구되는 경우, 상기 배터리로부터 상기 인버터로 흐르는 전류의 방향을 고려하여 상기 충전 동작 및 상기 방전 동작을 구분하는 단계;
를 더 포함하는,
파워 릴레이 어셈블리의 제어 방법.
제12항에 있어서,
상기 충전 동작이 수행되는 중 상기 열림 동작이 요구되는 경우, 상기 제2 메인 릴레이를 개방시킨 이후 상기 제1 메인 릴레이를 개방시키며, 상기 방전 동작이 수행되는 중 상기 열림 동작이 요구되는 경우, 상기 제1 메인 릴레이를 개방시킨 이후 상기 제2 메인 릴레이를 개방시키는 단계;
를 더 포함하는,
파워 릴레이 어셈블리의 제어 방법.
제12항에 있어서,
상기 배터리와 상기 인버터 사이의 전류가 0으로 판단되는 상황에서 상기 열림 동작이 N(N은 1이상의 정수) 번째 수행되는 경우, 상기 제2 메인 릴레이를 개방시킨 이후 상기 제1 메인 릴레이를 개방시키며, 상기 열림 동작이 N+1 번째 수행되는 경우, 상기 제1 메인 릴레이를 개방시킨 이후 상기 제2 메인 릴레이를 개방시키는 단계;
를 더 포함하는,
파워 릴레이 어셈블리의 제어 방법.
제12항에 있어서,
상기 닫힘 동작이 3N+1번째 및 3N+2(N은 0이상의 정수) 번째 수행되는 경우 상기 초충 릴레이를 단락시킨 이후 상기 제1 메인 릴레이를 단락시키며, 상기 닫힘 동작이 3N회 번째 수행되는 경우 상기 제1 메인 릴레이를 단락시킨 이후 상기 초충 릴레이를 단락시키는 단계;
를 더 포함하는,
파워 릴레이 어셈블리의 제어 방법.
제16항에 있어서,
상기 충전 동작이 수행되는 중 상기 열림 동작이 3N+1번째 및 3N+2(N은 1이상의 정수) 번째 요구되는 경우 상기 제2 메인 릴레이를 개방시킨 이후 상기 제1 메인 릴레이를 개방시키며, 상기 방전 동작이 수행되는 중 상기 열림 동작이 3N회 번째 요구되는 경우 상기 제1 메인 릴레이를 개방시킨 이후 상기 제2 메인 릴레이를 개방시키는 단계;
를 더 포함하는,
파워 릴레이 어셈블리의 제어 방법.
제10항 내지 제17항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.