专利名称：用于控制混合动力车辆中的继电器的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制电力驱动车辆中的继电器的装置和方法，并且更具体而言，涉及一种用于在要求断开继电器的情况下控制电力驱动车辆的继电器的装置和方法。相关申请的交叉引用此申请要求2009年3月3日提交的韩国专利申请No. 10-2009-0018071的优先权，
其全部内容通过引用结合于此。
背景技术：
采用诸如汽油、柴油等的化石燃料的车辆会产生大量有害废气，并污染空气。有害废气是影响全球变暖的因素之一，并会对全球环境产生有害影响。为了解决此问题，在开发减少石油燃料消耗或者以替代燃料行进的车辆方面已做了诸多努力。在做这些努力时，主要精力集中在能够通过从大容量电池组供应的电能行进的HEV(混合电动汽车)或EV(电动汽车)。HEV能够通过由从电池组供应的电能以及耗费石油燃料的引擎而驱动的马达行驶。HEV受到控制，以使与基于这两种动力源的行驶条件相一致的燃料效率最大化。在对HEV制动或减速时，HEV的驱动马达在HCU (混合动力控制单元)的控制下由动力模式转换成发电模式。然后，电池组在与HCU相连接的BMS (电池管理系统)的控制下借助发电机(或驱动马达)产生的电能来充电。动力模式中，驱动电流从电池组施加至诸如驱动马达的电力驱动单元，以驱动车辆或操作电力驱动单元。在诸如HEV等的大型电气负载中使用的高电压电池系统中，由于电击风险，仅在使用电池时接通高电压继电器。也就是说，在终止使用电池时，或者发生诸如BMS故障的紧急情况时，断开继电器以防止电击。但是，在断开高电压继电器时，如果高电压电池与驱动马达之间存在剩余电流，则内流的浪涌电流会损坏高电压继电器。如果多次重复此现象，则高电压继电器会损坏，从而对车辆或乘客造成损害或伤害。
发明内容
设计本发明用于解决这些问题，并因此，本发明的目的是提供一种用于防止电力驱动车辆的高电压继电器在断开继电器时被损坏的继电器控制装置和方法。通过本发明的实施例，这些以及其他目的和优点将显而易见。此外，可以通过尤其在所附权利要求中指出的手段和组合来实现本发明的目的和优点。为了实现此目的，根据本发明的继电器控制装置控制继电器的断开，该继电器把电力驱动单元与供应电力给电力驱动单元的电池组相连接，而且该装置包括电流传感器， 其用于测量和输出在电池组与电力驱动单元之间流动的剩余电流；以及控制器，其用于在要求断开继电器的情况下接收测量的剩余电流值，将测量的剩余电流值与用于剩余电流的基准值进行比较，并基于比较结果来控制保持继电器的接通状态或者断开继电器。优选地，如果测量的剩余电流值小于基准值，则控制器断开继电器，并且如果测量的剩余电流值大于基准值，则控制器保持继电器的接通状态。更优选地，如果继电器的接通状态持续时间长于最大等待时间，则控制器强制地断开继电器。优选地，该继电器控制装置还包括存储器，其用于存储用于剩余电流的基准值。另外，为了实现此目的，根据本发明的电池控制系统包括继电器控制装置。此外，为了实现此目的，根据本发明的电池组包括继电器控制装置。此外，为了实现此目的，根据本发明的继电器控制方法控制继电器的断开，该继电器把电力驱动单元与供应电力给电力驱动单元的电池组相连接，而且该方法包括感测要求断开继电器的情况的步骤；测量在电池组与电力驱动单元之间流动的剩余电流；将测量的剩余电流值与用于剩余电流的基准值进行比较；以及基于比较结果来控制保持继电器的接通状态或者断开继电器。优选地，在继电器接通-断开控制步骤，如果测量的剩余电流值小于基准值，则断开继电器，并且如果测量的剩余电流值大于基准值，则保持继电器的接通状态。更优选地，在继电器接通-断开控制步骤，如果继电器的接通状态持续时间比最大等待时间长，则强制地断开继电器。此外，优选的是，由电池控制系统执行比较步骤和控制步骤。另外，优选地，在感测要求断开继电器的情况的步骤处，感测电池组的使用终止信号。本发明的效果根据本发明，在断开电力驱动车辆的继电器时，高电压电池与马达之间存在剩余电流的情况下，不立即断开继电器，而是一旦剩余电流达到预定水平或者更低，则控制继电器被断开，使得能够减小或消除继电器因为诸如浪涌电流的过电流而损坏的可能性。由此， 能够防止会由于继电器的损坏而引起的事故，并降低由于替换继电器而带来的经济负担。
附图示出了本发明的优选实施例，并被包括以与本发明的详细描述一起提供对本发明精神的进一步理解，并且相应地，不应该将本发明限制地解释于附图所示的内容。其中图1是示出了具有根据本发明优选实施例的继电器控制装置的电力驱动车辆的电源系统的示意性框图。图2是由根据本发明实施例的继电器控制装置实现的继电器控制方法的流程图。图3是示出了根据本发明实施例的、用于控制电力驱动车辆中的继电器的断开的方法的流程图。图4是示出了根据本发明另一实施例的、用于控制电力驱动车辆中的继电器的断开的方法的流程图。
具体实施例方式下面，将参照附图来详细说明本发明的优选实施例。在说明之前，应理解的是，不应将说明书和权利要求所使用的术语看作是限于一般和字典含义，而基于为了做最佳说明允许本发明人适当限定术语的原则，基于与本发明的技术方面相对应的含义和构思来解释
4术语。因此，本文所作的说明只是为了举例说明的优选示例，而非要限制本发明的范围， 所以应理解的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明作出各种等同和修改。图1是示出了具有根据本发明优选实施例的继电器控制装置的电力驱动车辆的电源系统的示意性框图。参照图1，根据本发明的继电器控制装置被连接至在电源系统的传输线路上设置的继电器400，该电源系统包括高电压电池组100、电力驱动单元200和电容器300。继电器控制装置包括电流传感器500、存储器600和控制器700。高电压电池组100对应于电源，其是诸如HEV、EV等的电力驱动车辆的电力供应。 电力驱动单元200是车辆的电子单元，其通过从高电压电池组100供应的电力来操作。电力驱动单元200可以是提供从电池组100供应的电力行进的车辆中的各种电气负载，或者是对电池组100进行充电的发电机。例如，电力驱动单元200是驱动马达或交流发电机。可替选地，电力驱动单元200可以是车辆中的诸如空调器、车前灯等的各种电力驱动设备。电容器300与电力驱动单元200并联连接，而且通常被称作平滑电容器或者链电容器(link capacitor)。当电力驱动单元200对电池组100进行充电时，电容器300对电力进行整流，并且在电池组100将电力供应至电力驱动单元200时，电容器300限制电压或电流的急剧增大。可以根据电池组100或电力驱动单元200的规格、容量、使用类型等来选择执行这些功能的电容器300。根据本发明的继电器控制装置在要求断开继电器的情况下控制继电器400。这里， 要求断开继电器的一种情况是应该切断在电池组100与电力驱动单元200之间流动的电流的情况，例如终止使用电池组100、另一控制装置发生故障、进行耐久性试验、感测到车辆的熄火信号或者感测到点火钥匙的噪声信号等。电流传感器500在要求断开继电器400的情况下测量在电池组100与电力驱动单元200之间流动的剩余电流。尽管图1示出了电流传感器500被安装在电池组100与电力驱动单元200之间，但只是示例性实施例，而且本发明不限于此。也就是说，如果能够测量在电池组100与电力驱动单元200之间流动的剩余电流，则可以将电流传感器500安装在
任意位置。存储器600存储用于在电池组100与电力驱动单元200之间流动的剩余电流的基准值。这里，基准值是即使继电器400断开也几乎不被损坏或者即使会损坏但损坏可以忽略不计的范围内的剩余电流的最高水平。对于本领域的技术人员显而易见的是，基准值可以根据电池组100或电力驱动单元200的规格、容量、使用类型等而改变。另外，存储器600 能够将包括控制器700的操作程序的各种信息存储在其内。同时，存储器600可以物理上与控制器700分开，但这只是示例性实施例，且存储器600可以在物理上与控制器700集成，并被并入到控制器700中。控制器700从电力驱动车辆中的另一控制装置接收要求断开继电器400的情况。 这里，另一控制装置可以是BMS、HCU等，但本发明不限于此，而且包括能够发送要求断开继电器的情况的各种装置。控制器700从另一控制装置接收到要求断开继电器400的情况时， 控制器700接收由电流传感器500测量的剩余电流值，并将测量的值与存储在存储器600中的基准值进行比较，然后基于比较结果来确定是否断开继电器400。优选地，当电流传感器500测量的剩余电流值小于存储在存储器600中的基准值时，控制器700断开继电器400。这是因为，如果测量值小于基准值，则确定不存在剩余电流，或者即便存在剩余电流，剩余电流也不足以损坏继电器400。相反，当测量的剩余电流值大于基准值时，控制器700不立即断开继电器400，而是保持继电器400的接通状态。在此情况下，如果控制器700立即断开继电器400，则继电器400会由于浪涌电流而被损坏。更优选地，当测量的剩余电流值大于存储在存储器600中的基准值时，控制器700 由于控制器700感测到要求断开继电器400的情况而在预定时间(最大等待时间)过去之后强制地断开继电器400。也就是说，当测量的剩余电流值大于基准值时，控制器700暂时保持继电器400的接通状态，但在预定时间(最大等待时间)过去之后，强制地断开继电器 400。这是由于如果继电器400始终保持在接通状态，即使测量的剩余电流值大于预定值， 也会发生诸如电击的严重事故。因此，即使测量的剩余电流值大于基准值，优选地在预定时间过去之后断开继电器400，以便降低或消除会发生后续问题的可能性。在此情况下，预定时间可以根据电池组100或电力驱动单元200的规格、容量、使用类型等而改变，并可以预存在存储器600中。其间，根据本发明的电池控制系统可以包括上述继电器控制装置。这里，电池控制系统通常控制电池组100的充电/放电操作，并且可以是电池管理系统(BMS)。由此，控制器700、存储器600和电流传感器500可以包括在电池控制系统中。然而，本发明不限于此， 且继电器控制装置可以与电池控制系统分开。此外，可以将继电器控制装置单独置在电池组100的外部。根据本发明的电池组100包括上述继电器控制装置。在这种情况下，电池组100 还可以包括电池胞组件，其包括至少一个电池胞；以及壳体，其用于将电池胞组件和继电器控制装置容纳在其内。图2是由根据本发明实施例的继电器控制装置实现的继电器控制方法的流程图。参照图1和图2，首先，当控制器700感测到要求断开继电器400的情况(SllO)时， 控制器700控制电流传感器500以测量在电池组100与电力驱动单元200之间流动的剩余电流(S120)。这里，步骤SllO包括感测电池组100的使用终止信号的步骤。接着，控制器 700将测量的剩余电流值与存储在存储器600中的基准值进行比较(S130)。然后，控制器 700基于比较结果来确定是否断开继电器400(S140)。优选地，如果测量值在步骤S140处小于基准值，则控制器700断开继电器400，并且如果测量值大于基准值，则控制器700保持继电器400的接通状态。此外，即使测量值在步骤S140处大于基准值，但由于感测到要求断开继电器400的情况，因此，控制器700还确定预定时间是否已经过去，并且在预定时间已经过去的情况下，控制器700断开继电器400。其间，可以由电池控制系统来执行步骤 S130 和 S140。图3是示出了根据本发明实施例的、用于控制电力驱动车辆中的继电器的断开的方法的流程图。参照图1和图3，首先，当控制器700感测到要求断开继电器400的情况(S210) 时，控制器700控制电流传感器500以测量在电池组100与电力驱动单元300之间流动的剩余电流(S220)。接着，控制器700将测量的剩余电流值与存储在存储器600中的基准值进行比较(S230)。如果测量值小于基准值，则控制器700正常断开继电器400 (S240)。如果测量值大于基准值，则控制器700不断开继电器400，而是保持继电器400的接通状态， 并且在此状态下，控制器700再次控制电流传感器500以测量在电池组100与电力驱动单元300之间流动的剩余电流(S220)。只要测量值大于基准值，周期性地重复步骤S220和 S230。也就是说，如果测量值大于基准值，则保持继电器400的接通状态。图4是示出了根据本发明另一实施例的、用于控制电力驱动车辆中的继电器的断开的方法的流程图。参照图1和图4，首先，当控制器700感测到要求断开继电器400的情况(S310)时， 控制器700控制电流传感器500以测量在电池组100与电力驱动单元400之间流动的剩余电流(S320)。接着，控制器700将测量的剩余电流值与存储在存储器600中的基准值进行比较(S330)。如果测量值小于基准值，则控制器700正常断开继电器400 (S340)。如果测量值大于基准值，但由于感测到要求断开继电器400的情况，因此，控制器700不断开继电器400，并且确定预定时间是否已经过去(S340)。在由于感测到要求断开继电器400的情况而确定预定时间已经过去的情况下，控制器700断开继电器400(S350)。相反，在确定预定时间未过去的情况下，控制器700再次控制电流传感器500以测量在电池组100与电力驱动单元200之间流动的剩余电流(S320)，同时保持继电器400的接通状态，并将测量值与基准值进行比较。根据上述实施例，即使测量的剩余电流值大于基准值，继电器断开处理也应遵循最大等待时间条件。从而，避免了在应当断开继电器但却长时间未断开继电器的情况下会出现的问题。其间，对于本领域的技术人员来说显而易见的是，说明书中描述的每个组成元件表示逻辑组成单元，但不一定表示物理上可分离的组成元件。上面参照有限的实施例和附图描述了本发明。然而，仅为了示例性说明的目的，在此提出的描述仅是优选示例，不意图限制本发明的范围，因此应该理解的是，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以做出各种等同和修改。
权利要求
1.一种用于控制继电器的断开的继电器控制装置，所述继电器用来把电力驱动单元与供应电力给所述电力驱动单元的电池组相连接，所述装置包括电流传感器，所述电流传感器用于测量并输出在所述电池组与所述电力驱动单元之间流动的剩余电流；以及控制器，在要求断开所述继电器的情况下，所述控制器用于接收所测量的剩余电流值， 将所述测量的剩余电流值与用于所述剩余电流的基准值进行比较，并基于所述比较结果来控制保持所述继电器的接通状态或者断开所述继电器。
2.根据权利要求1所述的继电器控制装置，其中，如果所述测量的剩余电流值小于所述基准值，则所述控制器断开继电器，并且如果所述测量的剩余电流值大于所述基准值，则所述控制器保持所述继电器的接通状态。
3.根据权利要求2所述的继电器控制装置，其中，如果所述继电器的接通状态持续时间长于最大等待时间，则所述控制器强制地断开所述继电器。
4.根据权利要求1所述的所述继电器控制装置，还包括 存储器，所述存储器存储用于所述剩余电流的所述基准值。
5.一种电池控制系统，其包括权利要求1至权利要求4中任一项限定的继电器控制装置。
6.一种电池组，其包括权利要求1至权利要求4中任一项限定的继电器控制装置。
7.一种用于控制继电器的断开的继电器控制方法，所述继电器把电力驱动单元与供应电力给所述电力驱动单元的电池组相连接，所述方法包括感测要求断开所述继电器的情况；测量在所述电池组与所述电力驱动单元之间流动的剩余电流； 将所测量的剩余电流值与用于所述剩余电流的基准值进行比较；以及基于比较结果来控制保持所述继电器的接通状态或者断开所述继电器。
8.根据权利要求7所述的继电器控制方法，其中，在所述继电器的接通-断开控制步骤，如果所述测量的剩余电流值小于所述基准值， 则断开所述继电器，以及如果所述测量的剩余电流值大于所述基准值，则保持所述继电器的接通状态。
9.根据权利要求8所述的继电器控制方法，其中，在所述继电器接通-断开控制步骤，如果所述继电器的接通状态持续时间长于最大等待时间，则强制地断开所述继电器。
10.根据权利要求7所述的继电器控制方法，其中，由所述电池控制系统来执行所述比较步骤和所述控制步骤。
11.根据权利要求7所述的继电器控制方法，其中，在感测要求断开所述继电器的情况的步骤，感测所述电池组的使用终止信号。
全文摘要
本发明涉及一种用于控制在混合电动车辆中使用的继电器的装置和方法。用于控制根据本发明的继电器的装置控制断开继电器的操作，所述继电器将电力驱动单元与用于将电力供应至所述电力驱动单元的电池组互连，该装置包括电流测量单元，其用于测量在所述电池组与所述电力驱动单元之间流动的剩余电流并且输出测量的剩余电流值；以及控制器，其用于在断开所述继电器时接收测量的剩余电流值，并且将接收到的值与基准剩余电流值进行比较，并根据所述比较结果来控制继电器的接通或者断开操作。根据本发明，防止继电器在断开混合电动车辆中的继电器的操作期间由诸如浪涌电流的过电流而导致的损坏。
文档编号B60L11/18GK102341265SQ201080010705
公开日2012年2月1日 申请日期2010年3月3日 优先权日2009年3月3日
发明者康桢洙, 郑彰棋, 金喆泽, 金珠英, 金镀渊 申请人:株式会社Lg化学