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KR101172222B1 - 이상 전압 검출 장치의 고장 진단 방법, 2차 전지 시스템, 및 하이브리드 차량 - Google Patents

이상 전압 검출 장치의 고장 진단 방법, 2차 전지 시스템, 및 하이브리드 차량 Download PDF

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KR101172222B1
KR101172222B1 KR1020107029145A KR20107029145A KR101172222B1 KR 101172222 B1 KR101172222 B1 KR 101172222B1 KR 1020107029145 A KR1020107029145 A KR 1020107029145A KR 20107029145 A KR20107029145 A KR 20107029145A KR 101172222 B1 KR101172222 B1 KR 101172222B1
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KR
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secondary battery
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아끼라 쯔지꼬
도미따로오 하라
다꾸이찌 아라이
요헤이 신도
다께시 아베
다이스께 데라모또
게이꼬 와사다
사찌에 유아사
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도요타지도샤가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 2차 전지(100)와 이상 전압 검출 장치(40, 31) 사이의 전기적 접속을 차단하는 것과, 이상 전압 검출 장치를 2차 전지(100)와는 다른 직류 전압 발생부(20)에 접속시키는 것과, 직류 전압 발생부를 이용해 정상 전압 범위를 벗어난 소정의 전압값을 갖는 직류 전압을 이상 전압 검출 장치(40)에 인가하는 것과, 이상 전압 검출 장치에 의해 전압이 이상하다라고 판단되지 않았을 경우 이상 전압 검출 장치에 고장이 있다고 판단하는 것을 포함하는 이상 전압 검출 장치의 고장 진단 방법을 제공한다.

Description

이상 전압 검출 장치의 고장 진단 방법, 2차 전지 시스템, 및 하이브리드 차량 {METHOD OF DIAGNOSING A MALFUNCTION IN AN ABNORMAL VOLTAGE DETECTING APPARATUS, SECONDARY BATTERY SYSTEM, AND HYBRID VEHICLE}
본 발명은 ⅰ) 이상 전압 검출 장치의 고장 진단 방법, ⅱ) 2차 전지 시스템, 및 ⅲ) 하이브리드 차량에 관한 것이다.
2차 전지의 과충전(즉, 전지 전압의 과도한 상승) 및 과방전(즉, 전지 전압의 과도한 저하)을 방지하기 위해서, 2차 전지 시스템에, 이상 전지 전압을 검출하는 이상 전압 검출 장치를 설치한다. 예를 들어, 2차 전지의 전압을 검출하고, 검출된 전압값이 정상 전압 범위를 벗어나면, 2차 전지의 전압이 이상이라고 판단한다. 구체적으로는, 전지 전압의 상한치와 하한치를 미리 설정해 두고, 충전시에, 검출된 전압값이 상한치를 상회한 경우에는, 2차 전지가 과충전되었다고 판단한다. 반대로, 방전시에, 검출된 전압값이 하한치를 하회한 경우에는, 2차 전지가 과방전되었다고 판단한다. 이상 전압 검출 장치에 의한 판단에 기초하여, 2차 전지의 충방전을 제어함으로써, 2차 전지의 과충전 및 과방전을 방지할 수 있다.
그러나, 이러한 이상 전압 검출 장치가 고장나서, 2차 전지의 전압이 정상 전압 범위 내인지 여부를 정확하게 판단할 수 없게 되었을 경우, 2차 전지의 과충전 및 과방전을 방지할 수 없게 된다. 일본 특허 출원 공개 제2004-312835호(JP-A-2004-312835) 및 일본 특허출원공개 제2007-20336호(JP-A-2007-20336)는 이러한 종류의 이상 전압 검출 장치의 고장 진단 방법을 개시한다.
JP-A-2004-312835에 개시된 방법은 다음과 같다. 하이브리드 차량에 탑재된 모터의 회생 운전에 의해 발전되는 전력을 사용하여, 2차 전지의 전압이 상한 전압값을 상회 할 때까지, 2차 전지의 충전을 행한다. 2차 전지의 전압이 상한 전압값을 상회 한 후, 이상 전압 검출 장치로부터 이상 검출 신호가 출력되었을 경우에는, 이상 전압 검출 장치가 정상적으로 작동, 즉 고장이 없다고 판단한다.
JP-A-2007-20336은, 2차 전지의 방전 중에, 2차 전지의 전압을 이용해 이상 검출 장치의 고장을 진단하는 방법을 개시한다. 보다 구체적으로는, 2차 전지의 방전 중에, 이상 검출 회로로부터 과충전 이상 신호가 출력되었을 경우에는, 이상 검출 회로가 고장났다고 판단한다. 또한, 2차 전지의 충전 중에, 이상 검출 회로로부터 과방전 이상 신호가 출력되었을 경우에는, 이상 검출 회로가 고장났다고 판단한다.
그러나, JP-A-2004-312835에 개시된 진단 방법에서는, 하이브리드 차량에 탑재된 모터의 회생 운전에 의해 발전되는 전력을 사용하여, 2차 전지의 전압이 상한 전압값을 상회 할 때까지, 2차 전지가 계속 충전되어야만 한다. 따라서, 주행 중인 하이브리드 차량에 있어서 이상 검출 회로가 고장났는지를 판단하기 위해서는, 2차 전지의 전압이 상한 전압값을 상회 할 때까지, 계속해서 브레이크를 걸어야만 하고, 이는 현실성이 매우 없다. 게다가, 2차 전지의 전압이 상한 전압값을 상회 할 때까지 2차 전지를 충전하면, 2차 전지를 과충전하게 되어, 2차 전지를 열화시킬 수 있다.
또한, JP-A-2007-20336에 개시된 진단 방법은 몇몇 고장에 대해서는 검출할 수 없다. 구체적으로는, 예를 들어, 실제의 2차 전지의 전압값이 이상 검출 회로에 의해 취득된 전압값과 일치하지 않는 고장의 경우, 2차 전지의 방전중(또는 충전중)에, 이상 검출 회로로부터 과충전 이상 신호(또는 과방전 이상 신호)가 출력되지 않는다. 따라서, 이러한 종류의 고장은 JP-A-2007-20336에 개시된 진단 방법에서는 검출될 수 없다.
또한, JP-A-2004-312835 및 JP-A-2007-20336에 개시된 진단 방법 모두는 하이브리드 차량 또는 전기 차량에 전원으로서 탑재되는 2차 전지가 충전 또는 방전될 때의 전지 전압을 이용해, 이상 전압 검출 장치에 고장이 났는지 여부를 진단한다. 그런데, 하이브리드 차량 등에 탑재된 2차 전지가 충전 또는 방전될 때의 전지 전압은 불안정하기 때문에, 이상 전압 검출 장치에 고장이 났는지 여부를 정확하게 진단할 수 없다.
본 발명은 ⅰ) 2차 전지를 열화시키는 일없이, 이상 전압 검출 장치의 고장 여부를 정확하게 진단할 수 있는 이상 전압 검출 장치의 고장 진단 방법, ⅱ) 2차 전지 시스템, 및 ⅲ) 하이브리드 차량을 제공한다.
본 발명의 제1 측면은 이상 전압 검출 장치의 고장 진단 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 이러한 방법은, 2차 전지의 전압을 검출하고, 검출된 전압값이 정상 전압 범위를 벗어났을 때에, 2차 전지의 전압이 이상하다라고 판단하는 이상 전압 검출 장치의 고장 여부를 판단한다. 이러한 이상 전압 검출 장치의 고장 진단 방법은 이상 전압 검출 장치와 2차 전지 사이의 전기적 접속을 차단하는 단계와; 2차 전지와는 다르며 정상 전압 범위를 벗어난 소정의 전압값을 갖는 직류 전압을 발생시킬 수 있는 직류 전압 발생부에, 이상 전압 검출 장치를 접속시키는 단계와; 직류 전압 발생부를 사용해, 정상 전압 범위를 벗어난 소정의 전압값을 갖는 직류 전압을 이상 전압 검출 장치에 인가하는 단계와; 이상 전압 검출 장치에 의해 전압이 이상하다고 판단되지 않았을 경우, 이상 전압 검출 장치가 고장났다고 판단하는 단계를 포함한다.
이상 전압 검출 장치의 고장 진단 방법에 따르면, 이상 전압 검출 장치와 2차 전지 사이의 전기적 접속이 차단되는 한편, 이상 전압 검출 장치는 2차 전지와는 다른 직류 전압 발생부에 접속된다. 이에 의해, 전압 변동이 거의 없는 직류 전압이 직류 전압 발생부로부터 이상 전압 검출 장치에 안정적으로 인가될 수 있다.
따라서, 직류 전압 발생부가 정상 전압 범위에서 벗어난 소정의 전압값을 갖는 직류 전압을 이상 전압 검출 장치에 인가시키고, 전압이 이상한지 여부를 이상 전압 검출 장치가 판단하도록 함으로써, 이상 전압 검출 장치의 고장 여부를 정확하게 판단할 수 있다. 게다가, 이상 전압 검출 장치의 고장 진단을 행하기 위해 2차 전지를 과충전 및 과방전시키지 않으므로, 진단에 수반하는 2차 전지의 열화도 없다.
이상 전압 검출 장치의 고장 진단 방법에 있어서, 직류 전압 발생부는 정상 전압 범위를 벗어난 일정 전압값을 갖는 직류 전압을 발생시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
이상 전압 검출 장치의 고장 진단 방법에 있어서, 직류 전압 발생부는 2차 전지와는 다른 외부 전원으로부터의 전압을 정상 전압 범위를 벗어난 소정의 전압값을 갖는 직류 전압으로 변환시킬 수 있는 변환 장치를 포함할 수 있다. 또한 상기 방법은 변환 장치와 이상 전압 검출 장치를 외부 전원에 전기적으로 접속시키는 단계와; 외부 전원으로부터의 전압을 직류 전압으로 변환시키는 단계와; 변환된 직류 전압을 이상 전압 검출 장치에 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
이러한 고장 진단 방법에 따르면, 직류 전압 발생부는 외부 전원으로부터의 전압을 직류 전압으로 변환할 수 있고, 변환된 직류 전압을 이상 전압 검출 장치에 인가시킬 수 있다. 그에 따라, 이상 전압 검출 장치에서 고장 진단이 정확하게 실행될 수 있다.
또한, 외부 전원은 상용 전원일 수 있다.
외부 전원으로서 상용 전원을 사용함으로써 이상 전압 검출 장치에서 고장 진단이 용이하고 저렴하게 실행될 수 있다.
본 발명의 제2 측면은 2차 전지 시스템에 관한 것이다. 2차 전지 시스템은 2차 전지와; 2차 전지에 전기적으로 접속 및 차단될 수 있으며, 2차 전지의 전압을 검출하고 검출된 전압값이 정상 전압 범위를 벗어난 경우에 2차 전지의 전압이 이상이라고 판단하는 이상 전압 검출 장치와; 직류 전압 발생부를 포함하며, 직류 전압 발생부는 ⅰ) 이상 전압 검출 장치에 전기적으로 접속 및 차단될 수 있고, ⅱ) 정상 전압 범위를 벗어난 소정의 전압값을 갖는 직류 전압을 발생시킬 수 있으며, ⅲ) 2차 전지와는 다르다. 이상 전압 검출 장치가 2차 전지와는 전기적으로 차단되고 직류 전압 발생부에 전기적으로 접속되며, 진류 전압 발생부가 직류 전압을 이상 전압 검출 장치에 인가할 때, 2차 전지의 전압이 이상이라고 이상 전압 검출 장치가 판단하지 않은 경우에, 이상 전압 검출 장치에 고장이 있다고 판단한다.
직류 전압 발생부가 정상 전압 범위를 벗어난 소정의 전압값을 갖는 직류 전압을 이상 전압 검출 장치에 인가하고, 전압이 이상한지 여부를 이상 전압 검출 장치가 판단하도록 함으로써 이상 전압 검출 장치가 고장 났는지 여부를 정확하게 판단할 수 있다. 또한, 2차 전지는 이상 전압 검출 장치에서 고장 진단을 수행하므로 과충전 또는 과방전되지 않고, 따라서 이러한 진단이 수행됨으로써 2차 전지는 열화하지 않는다.
직류 전압 발생부는 정상 전압 범위를 벗어난 일정 전압값을 갖는 직류 전압을 발생시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
2차 전지 시스템은 직류 전압이 이상 전압 검출 장치에 인가되고, 2차 전지의 전압이 이상하다고 이상 전압 검출 장치가 판단하지 않았을 경우, 이상 전압 검출 장치가 고장 났다고 판단하는 고장 판단부를 더 포함할 수 있다.
이러한 2차 전지 시스템은 이상 전압 검출 장치가 고장 났는지 여부를 판단하는 고장 판단부를 포함한다. 따라서, 고장 판단부는 이상 전압 검출 장치가 고장 났는지 여부를 정확하게 판단할 수 있다.
또한, 2차 전지 시스템은, ⅰ) 외부 전원으로부터의 전압을 직류 전압으로 변환시킬 수 있고, ⅱ) 이상 전압 검출 장치에 전기적으로 접속될 수 있으며, ⅲ) 직류 전압 발생부에 제공되는, 변환 장치와; 변환 장치 및 외부 전원에 전기적으로 접속될 수 있고, 변환 장치를 외부 전원에 전기적으로 접속하는, 접속부를 포함할 수도 있다. 이러한 2차 전지 시스템에 있어서, 접속부가 외부 전원에 전기적으로 접속되었을 때, 2차 전지 시스템은 이상 전압 검출 장치와 2차 전지 사이의 전기적 접속을 차단할 수 있고, 이상 전압 검출 장치를 변환 장치 및 접속부에 전기적으로 접속시킬 수 있다.
이러한 2차 전지 시스템에 의하면, 변동이 없는 직류 일정 전압(non-fluctuating direct current constant voltage)이 이상 전압 검출 장치에 인가될 수 있으므로, 이상 전압 검출 장치가 고장 났는지 여부를 정확하게 진단할 수 있다. 게다가, 외부 전원이 이용되므로, 2차 전지 시스템의 고장 진단을 실행하기 위한 별도의 전원을 설치할 필요가 없다.
2차 전지 시스템에 있어서, 접속부가 외부 전원에 전기적으로 접속된 상태에서, 2차 전지는 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 사용해서 충전될 수 있다.
이러한 2차 전지 시스템에 의하면, 2차 전지는 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 사용해서 충전될 수도 있다. 이러한 방법에서, 외부 전원을 사용해, 2차 전지가 충전될 수 있을 뿐만 아니라 고장 진단이 이상 전압 검출 장치에서 실시될 수 있다.
또한, 2차 전지 시스템에 있어서, 접속부가 외부 전원에 전기적으로 접속되어서, 고장 진단이 이상 전압 검출 장치에서 실행된 후 또는 고장 진단이 이상 전압 검출 장치에서 실행되고 있을 때, 2차 전지의 충전이 개시될 수 있다.
이러한 2차 전지 시스템에 의하면, 접속부를 외부 전원에 단순히 전기적으로 접속시킴으로써, 고장 진단이 이상 전압 검출 장치에서 실시될 수 있을 뿐만 아니라 2차 전지가 충전될 수 있으므로, 이러한 시스템의 효율을 매우 향상시킬 수 있다.
또한, 2차 전지 시스템에 있어서, 외부 전원은 상용 전원일 수 있다.
외부 전원으로서 상용 전원을 이용함으로써, 간단하고 또한 저렴하게 이상 전압 검출 장치의 고장 진단을 행할 수 있다.
또한, 2차 전지 시스템에 있어서, 2차 전지는 정극, 세퍼레이터 및 부극을 갖는 전극체를 포함할 수 있다. 정극은 2상 충방전(two-phase charging-discharging)을 행하는 정극 활물질을 포함할 수 있고, 부극은 충방전에 의해 상 변화(phase transition)를 수반하는 부극 활물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 2차 전지 시스템의 2차 전지는, 2상 충방전을 행하는 정극 활물질을 포함하는 정극과, 충방전에 의해 상 변화를 수반하는 부극 활물질을 포함하는 부극을 구비하고 있다. 이러한 2차 전지는, 넓은 용량 범위에 걸쳐, 전압 변동이 매우 작은 특성을 갖는다. 따라서, 전압 변동이 매우 작은 용량 범위[이하, 이러한 범위는 "플랫 용량 범위(flat capacity range)"라고 간주할 수 있음] 내의 전압을 사용함으로써, 안정된 전력이 제공될 수 있다. 그러나, 2차 전지가 이러한 플랫 용량 범위를 상회해서 충전되면, 전지 전압이 급격하게 상승한다. 반대로, 2차 전지가 이러한 플랫 용량 범위를 하회해서 방전되면, 전지 전압이 급격하게 저하한다. 따라서, 2차 전지의 전지 전압이 이상 전압 검출 장치에 의해 정확하게 검출되지 않고 2차 전지의 충방전이 제어되지 않으면, 2차 전지는 쉽게 과방전 또는 과충전될 수 있다.
그러나, 본 발명의 2차 전지 시스템에 의하면, 이상 전압 검출 장치의 고장 진단을 정확하게 실행할 수 있으므로, 이상 전압을 검출하는 이상 전압 검출 장치의 정밀도가 높게 유지될 수 있다. 따라서, 이상 전압을 정확하게 검출할 수 있는 이상 전압 검출 장치를 사용해 2차 전지의 전지 전압이 감시될 수 있기 때문에, 2차 전지의 과방전 및 과충전이 방지될 수 있다.
본 발명의 제3 측면은 하이브리드 차량에 관한 것이다. 이러한 하이브리드 차량은 전술한 2차 전지 시스템을 구비한다.
이러한 하이브리드 차량은 전술한 2차 전지 시스템을 구비한다. 따라서, 이상 전압 검출 장치의 고장 진단이 정확하게 실행될 수 있다. 게다가, 이상 전압 검출 장치의 고장 진단을 행함으로써, 2차 전지가 과충전 또는 과방전되지 않으므로, 2차 전지의 열화가 억제될 수 있다.
본 발명의 전술한 및 다른 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 예시적인 실시예의 하기 설명으로부터 명백해지며, 유사한 참조부호는 유사한 구성요소를 나타내도록 사용되었다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 하이브리드 차량의 개략도이다.
도 2는 본 예시적인 실시예에 따른 2차 전지 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 예시적인 실시예에 따른 2차 전지의 단면도이다.
도 4는 본 예시적인 실시예에 따른 전극체의 단면도이다.
도 5는 본 예시적인 실시예에 따른 전극체의 부분 확대 단면도이며, 도 4의 부분(Ｂ)의 확대도에 상당한다.
도 6은 2차 전지의 충방전 특성도이다.
도 7은 본 예시적인 실시예에 따른 고장 진단 방법의 흐름을 도시하는 흐름도이다.
본 발명의 예시적인 실시예는 첨부 도면을 참조하면서 자세히 설명한다. 하이브리드 차량(1)은 도 1에 도시한 바와 같이, 차체(2), 엔진(3), 프론트 모터(4), 리어 모터(5) 및 2차 전지 시스템(6)을 포함하고, 엔진(3), 프론트 모터(4) 및 리어 모터(5)와의 조합에 의해 구동된다. 구체적으로는, 하이브리드 차량(1)은 2차 전지 시스템(6)에 포함되는 조전지(10)(도 2 참조)를 프론트 모터(4) 및 리어 모터(5)의 구동용 전원으로서, 공지된 바와 같이 엔진(3), 프론트 모터(4) 및 리어 모터(5)를 사용해서 주행할 수 있다.
2차 전지 시스템(6)은 하이브리드 차량(1)의 차체(2)에 설치되고, 케이블(7)에 의해 프론트 모터(4) 및 리어 모터(5)에 접속된다. 2차 전지 시스템(6)은 복수의 2차 전지[즉, 단전지(battery cells)]을 서로 전기적으로 직렬로 접속한 조전지(10)와, 변환 장치(20)와, 전지 컨트롤러(30)와, 전압 센서(40)와, 접속부(8)를 구비한다.
변환 장치(20)는 AC/DC 컨버터에 의해 구성되고, 상용 전원(80)의 전압을, 일정 전압값을 갖는 직류(direct current: DC) 일정 전압으로 변환시킬 수 있다. 변환 장치(20)는 케이블(7)에 포함되는 케이블(71)에 의해서, 접속부(8)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 변환 장치(20)는 스위치(52)를 통해서 조전지(10)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 본 예시적인 실시예에서 변환 장치(20)는 직류 전압 발생부에 상당한다.
또한, 접속부(8)는 전원 플러그에 의해 구성되고, 상용 전원(80)에 전기적으로 접속될 수 있다. 이러한 접속부(8)는 변환 장치(20)에 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 변환 장치(20)는 이러한 접속부(8)를 통해서 상용 전원(80)과 전기적으로 접속될 수 있다. 또한, 본 예시적인 실시예에서는, 접속부(8)와 케이블(71)은 모두 하이브리드 차량(1)의 외부로 인출될 수 있어, 접속부(8)가 하이브리드 차량(1)로부터 이격된 상용 전원(80)에 접속될 수 있다.
전압 센서(40)는 조전지(10)를 구성하는 2차 전지(100)의 전지 전압(V)(즉, 단자간 전압)을 검출한다. 전지 컨트롤러(30)는 도시하지 않은 ROM, CPU 및 RAM 등에 의해 구성되는 이상 전압 판단부(31) 및 고장 판단부(32)를 갖고 있다. 전지 컨트롤러(30)의 이상 전압 판단부(31)는 전압 센서(40)에 의해 검출된 2차 전지(100)의 전지 전압을 취득하고, 전지 전압값이 정상 전압 범위를 벗어났느지 여부를 판단한다. 임의의 전지 전압값이 정상 전압 범위를 벗어난 경우, 2차 전지(100)의 전압이 이상하다라고 판단한다. 또한, 본 예시적인 실시예에서는, 전압 센서(40)와 전지 컨트롤러(30)의 이상 전압 판단부(31)가 이상 전압 검출 장치에 상당한다.
또한, 전압 센서(40)는 스위치(51)를 통해서 변환 장치(20)에 전기적으로 접속된다. 즉, 이상 전압 검출 장치의 일부를 구성하는 전압 센서(40)는 변환 장치(20)에 전기적으로 접속 또는 차단될 수 있다. 또한, 전압 센서(40)는 스위치(53)를 통해서 조전지(10)에 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 이상 전압 검출 장치의 일부를 구성하는 전압 센서(40)는 조전지(10)를 구성하는 2차 전지(100)에 전기적으로 접속 또는 차단될 수 있다.
이러한 2차 전지 시스템(6)에서는, 하이브리드 차량(1)이 주행하는 동안 조전지(10)가 충방전될 때, 스위치(51)를 OFF(즉, 회로가 개방됨)로 하고 스위치(52, 53)를 ON(즉, 회로가 폐쇄됨)로 했을 경우에 조전지(10)를 구성하는 2차 전지(100)의 전지 전압이 전압 센서(40)에 의해 검출된다. 또한, 전지 컨트롤러(30)의 이상 전압 판단부(31)는 검출된 전지 전압이 정상 전압 범위를 벗어나는지 여부를 판단한다. 임의의 전지 전압이 정상 전압 범위를 벗어났을 경우에는, 2차 전지(100)의 전압이 이상하다라고 판단한다. 또한, 본 예시적인 실시예에서는, 정상 전압 범위는, 예를 들어, 3.0V 내지 3.7V 이다. 이러한 정상 전압 범위는 이상 전압 판단부(31)의 도시하지 않은 ROM에 미리 기억시켜 둔다.
또한, 본 예시적인 실시예에서는, 전지 컨트롤러(30)의 이상 전압 판단부(31)에 의해 2차 전지(100)의 전압이 이상하다라고 판단된 경우, 조전지의 충방전을 신속하게 정지시키며, 이에 의해, 조전지(10)를 구성하는 2차 전지(100)가 과방전되는 것을 방지(즉, 전지 전압이 과도하게 저하되는 것을 방지) 및 과충전되는 것을 방지(즉, 전지 전압이 과도하게 상승하는 것을 방지) 할 수 있다.
또한, 이러한 2차 전지 시스템(6)에서는, 하이브리드 차량(1)의 정지시에, 이상 전압 검출 장치[즉, 전압 센서(40) 및 이상 전압 판단부(31)]의 고장 진단(이후, 간단히 "진단"이라 함)을 행할 수 있다. 구체적으로는, 접속부(8)가 상용 전원(80)과 전기적으로 접속되면, 전지 컨트롤러(30)는, 스위치(52, 53)를 OFF로 전환함으로써 이상 전압 검출 장치[즉, 전압 센서(40) 및 이상 전압 판단부(31)]와 2차 전지(100) 사이의 전기적 접속을 차단하고, 스위치(51)를 ON으로 전환함으로써 이상 전압 검출 장치를 변환 장치(20)에 전기적으로 접속시킨다. 이 상태에서, 전지 컨트롤러(30)는 변환 장치(20)에게 지령하여, 상용 전원(80)의 전압을, 2차 전지(100)의 정상 전압 범위를 벗어난 일정 전압값(예를 들어, 4.0V)을 갖는 DC 일정 전압으로 변환시키도록 한다.
이에 의해, 정상 전압 범위를 벗어난 일정 전압값을 갖는 DC 일정 전압이 전압 센서(40)에 인가될 수 있다. 이 때, 이상 전압 검출 장치[즉, 전압 센서(40) 및 이상 전압 판단부(31)]가 정상적으로 작동하면, 전압 센서(40)는 정상 전압 범위를 벗어난 일정 전압값을 갖는 DC 일정 전압(예를 들어, DC 4.0V)을 정확하게 검출하고, 이상 전압 판단부(31)는 검출된 전압값에 기초하여 전압이 이상하다라고 판단한다. 이 경우, 이상 전압 판단부(31)가 이상 전압 신호를 고장 판단부(32)에 출력하고, 고장 판단부(32)는 이상 전압 검출 장치가 정상적으로 작동한다고 판단한다.
한편, 이상 전압 판단부(31)가 전압이 이상인 것을 판단하지 않았을 경우, 이상 전압 판단부(31)는 이상 전압 신호를 출력하지 않는다. 이 경우, 고장 판단부(32)는 이상 전압 검출 장치[즉, 전압 센서(40) 및 이상 전압 판단부(31)]에 고장이 있다고 판단한다. 그 후, 고장 판단부(32)는 고장 검출 신호를 출력하고, 고장 표시 램프(55)를 점등시킨다.
따라서, 진단자는 고장 표시 램프(55)가 점등하는지 여부를 확인함으로써, 이상 전압 검출 장치[즉, 전압 센서(40) 및 이상 전압 판단부(31)]에 고장이 있는지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 고장 표시 램프(55)가 점등하지 않으면, 이상 전압 검출 장치가 정상적으로 작동하는 것으로 판단할 수 있고. 그에 반해, 고장 표시 램프(55)가 점등하는 경우에는, 이상 전압 검출 장치에 고장이 있다고 판단할 수 있다.
불안정한(즉, 변동) DC 전압(예를 들어, 충방전시의 2차 전지의 전압)이 전압 센서에 인가된 상태에서, 이상 전압 검출 장치에 의해 전압이 이상한지 여부를 판단하게 되는 경우에, 인가된 DC 전압의 변동으로 인해 이상 전압 검출 장치에 고장이 있는지 여부를 정확하게 진단할 수 없다.
그러나, 본 예시적인 실시예의 2차 전지 시스템(6)에서는, 안정한(즉, 변동이 없는) DC 일정 전압이 전압 센서(40)에 인가된 상태에서, 전지 컨트롤러(30)의 이상 전압 판단부(31)에 의해 전압이 이상한지 여부를 판단하게 된다. 따라서, 이상 전압 검출 장치[즉, 전압 센서(40) 및 이상 전압 판단부(31)]에 고장이 있는지 여부를 정확하게 진단할 수 있다. 게다가, 이상 전압 검출 장치의 고장 진단을 행하기 위해서, 2차 전지(100)를 과충전 또는 과방전시키지 않으므로, 진단에 수반하는 2차 전지(100)의 열화도 없다.
또한, 이러한 2차 전지 시스템(6)에서는, 하이브리드 차량(1)의 정지시에, 접속부(8)가 상용 전원(80)에 전기적으로 접속된 상태에서, 스위치(51)를 OFF로 전환하고 스위치(52, 53)를 ON으로 전환함으로써, 상용 전원(80)로부터 공급되는 전력을 사용하여, 조전지(10)를 구성하는 2차 전지(100)를 충전할 수 있다. 구체적으로는, 상용 전원(80)의 전압을, 변환 장치(20)를 이용해, 소정의 일정 전압값을 갖는 DC 일정 전압으로 변환하면서, 상용 전원(80)으로부터 공급되는 전력을, 변환 장치(20)를 통해서, 조전지(10)를 구성하는 2차 전지(100)에 공급함으로써, 2차 전지(100)를 충전할 수 있다.
2차 전지(100)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 직육면체 형상의 전지 케이스(110), 정극 단자(120) 및 부극 단자(130)를 각각 구비하는 밀폐식 각형 리튬 이온 2차 전지이다. 전지 케이스(110)는 금속으로 이루어지고, 직육면체 형상의 공간을 이루는 각형 하우징부(111)와, 금속 덮개(112)를 갖고 있다. 전극체(150), 정극 집전 부재(122), 부극 집전 부재(132) 등이 전지 케이스(110)[즉, 각형 하우징부(111)]의 내부에 수용된다.
전극체(150)는, 도 4에 도시한 바와 같은 긴 타원 단면 형상(oblong cross-section)을 갖고, 도 5에 도시한 바와 같이 시트 형상의 정극(155), 시트 형상의 세퍼레이터(157) 및 시트 형상의 부극(156)을 나선형으로 권회해서 이루어지는 편평형의 나선형 권회체이다. 이러한 전극체(150)는 정극 권회부(155b)와 부극 권회부(156b)를 갖는다. 정극 권회부(155b)는 전극체(150)의 축선 방향(즉, 도 3에 있어서 좌우 방향)의 한쪽 단부(즉, 도 3에 있어서 우측 단부)에 위치하고, 정극(155)의 일부만이 나선형으로 겹치는 부분이다. 부극 권회부(156b)는 전극체(150)의 축선 방향(즉, 도 3에 있어서 좌우 방향)의 다른쪽 단부(즉, 도 3에 있어서 좌측 단부)에 위치하고, 부극(156)의 일부만이 나선형으로 겹치는 부분이다. 정극 활물질(153)을 포함하는 정극 합재(152)가 정극 권회부(155b)를 제외한 정극(155)에 도포된다(도 5 참조). 마찬가지로, 부극 활물질(154)을 포함하는 부극 합재(159)가 부극 권회부(156b)를 제외한 부극(156)에 도포된다(도 5 참조). 정극 권회부(155b)는 정극 집전 부재(122)를 통해서 정극 단자(120)에 전기적으로 접속되어 있다. 부극 권회부(156b)는 부극 집전 부재(132)를 통해서 부극 단자(130)에 전기적으로 접속되어 있다.
본 예시적인 실시예에서는, LiFePO4가 정극 활물질(153)로서 사용되고 있다. 이 정극 활물질(153)은, 2상 충방전을 행하는 활물질이며, 결정 구조가 다른 2개의 결정이 공존한 상태에서 충방전의 반응이 행해지는 것이다.
또한, 본 예시적인 실시예에서는, 천연 흑연계의 탄소 재료가 부극 활물질(154)로서 사용되고 있다. 상세하게는, 0.9 이상의 흑연화도, 20㎛의 평균 입자 직경, 0.67㎚의 격자 정수 C0, 및 27㎚의 결정자 사이즈 Lc를 갖는 천연 흑연계 재료가 사용되고 있다. 이 부극 활물질(154)은, 충방전에 의해 상 변화를 수반하는 활물질이며, 충방전 도중에 결정 구조가 변화되는 것이다.
다음으로, 도 6은 2차 전지(100)의 충방전 특성도로서, 2차 전지(100)가 충방전될 때의, 전지 전압(V)[본 예시적인 실시예에서는, 정극 단자(120)와 부극 단자(130) 사이의 전압]의 거동을 도시하고 있다. 또한, 2차 전지(100) 내의 정극 활물질(153)(LiFePO4)에 의해 이론적으로 축적될 수 있는 최대 전기 용량인 이론 전기 용량이 1시간안에 충전될 수 있는 전류값을 1C라고 한다.
도 6으로부터 알 수 있듯이, 2차 전지(100)는, 3.4V 부근(즉, 3.3 내지 3.5V)의 전지 전압에서, 이론 전기 용량[도 6에 있어서, 0 내지 100%의 SOC(충전 상태: state-of-charge) 범위]의 약 80%에 상당하는 전기량을 충방전 할 수 있다. 따라서, 본 예시적인 실시예의 2차 전지 시스템(6)에서, 2차 전지(100)는, 이론 전기 용량의 80% 정도의 용량 범위(플랫 용량 범위)에 걸쳐, 3.4V 정도의 비교적 높은 전지 전압에서 충방전될 수 있으므로, 높은 출력이 안정적으로 얻어질 수 있다.
그러나, 도 6에 도시한 바와 같이, 2차 전지(100)가 이론 전기 용량의 90%(도 6에 있어서 90%의 충전 상태)를 상회해서 충전되면, 전지 전압이 급격하게 상승한다. 반대로, 2차 전지(100)가 이론 전기 용량의 10%(도 6에 있어서 10%의 충전 상태)를 하회해서 방전되면, 전지 전압이 급격하게 저하된다. 이로 인해, 2차 전지(100)의 전지 전압이 전압 센서(40)에 의해 정확하게 검지되면서, 2차 전지(100)의 충방전이 전지 컨트롤러(30)에 의해 제어되지 않으면, 2차 전지(100)는 쉽게 과방전 또는 과충전될 수 있다.
그러나, 본 예시적인 실시예에서는, 고장 진단이 이상 전압 검출 장치[즉, 이상 전압 판단부(31) 및 전압 센서(40)]에서 정확하게 수행될 수 있으므로, 이상 전압을 검출하는 이상 전압 검출 장치의 정밀도가 높게 유지될 수 있다. 따라서, 2차 전지(100)의 전지 전압은 이상 전압을 정확하게 검출할 수 있는 이상 전압 검출 장치를 사용해 감시될 수 있으므로, 2차 전지(100)의 과방전 및 과충전이 방지될 수 있다.
여기서, 각각의 2차 전지(100)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 우선, LiFePO4[즉, 정극 활물질(153)], 아세틸렌 블랙[도전조제(conductive agent)] 및 폴리비닐리덴-불화물(바인더 수지)를 85:5:10(중량비)의 비율로 혼합하고, 이러한 혼합물에 N-메틸피롤리돈(분산 용매)을 첨가하여, 정극 슬러리를 제작했다. 계속해서, 이러한 정극 슬러리가 알루미늄박(151)의 표면에 도포되고 건조된 후, 건조된 정극 코팅을 갖는 알루미늄박(151)은 프레스 가공되어, 알루미늄박(151)의 표면에 정극 합재(152)가 도포된 정극(155)이 얻어진다(도 5 참조).
또한, 천연 흑연계의 탄소 재료[즉, 부극 활물질(154)], 스티렌-부타디엔 공중합체(바인더 수지) 및 카르복시메틸셀룰로오스(증점제)를 95:2.5:2.5(중량비)의 비율로 수중에서 혼합하여, 부극 슬러리를 제작했다. 그런 후, 이러한 부극 슬러리가 동박(158)의 표면에 도포되고 건조된 후, 건조된 부극 코팅을 갖는 동박(158)이 프레스 가공되어, 동박(158)의 표면에 부극 합재(159)가 도포된 부극(156)이 얻어진다(도 5 참조). 본 예시적인 실시예에서는, 0.9 이상의 흑연화도, 20㎛의 평균 입자 사이즈, 0.67㎚의 격자 정수(C0), 및 27㎚의 결정자 사이즈(Lc)를 갖는 천연 흑연계 재료가 천연 흑연계의 탄소 재료로서 사용되었다. 또한, 본 예시적인 실시예에서는, 정극의 이론 용량과 부극의 이론 용량의 비가 1:1.5로 되도록, 정극 슬러리 및 부극 슬러리의 도포량이 조정된다.
다음으로, 정극(155), 세퍼레이터(157) 및 부극(156)을 상기 순서데로 적층하고, 이것을 서로 권회함으로써 긴 타원 단면 형상의 전극체(150)가 형성된다(도 4 및 도 5 참조). 그러나, 정극(155), 세퍼레이터(157) 및 부극(156)을 적층할 때는, 정극 합재(152)가 도포되지 않은 정극(155)의 일부가 전극체(150)의 일단부로부터 돌출하도록, 정극(155)이 배치된다. 또한, 부극 합재(159)가 도포되지 않은 부극(156)의 일부가 전극체(150)의 다른 단부로부터 돌출되도록, 부극(156)이 배치된다[즉, 전극체(150)의 상기 단부는, 정극 합재(152)가 도포되지 않은 정극(155)의 부분이 돌출하는 단부와는 반대측임]. 따라서, 이에 의해, 정극 권회부(155b) 및 부극 권회부(156b)를 갖는 전극체(150)(도 3 참조)가 형성된다. 또한, 본 예시적인 실시예에서는, 3개의 층(즉, 1개의 폴리에틸렌 층이 2개의 폴리프로필렌 층 사이에 샌드위치됨)을 갖는 복합체 다공질 막이 세퍼레이터(157)로서 사용되었다.
다음으로, 전극체(150)의 정극 권회부(155b)는 정극 집전 부재(122)를 통해서 정극 단자(120)에 접속되고, 전극체(150)의 부극 권회부(156b)는 부극 집전 부재(132)를 통해서 부극 단자(130)에 접속된다. 그 후, 이것은 각형 하우징부(111) 내에 배치되고, 덮개(112)가 각형 하우징부(111)에 용접되고, 그에 따라 전지 케이스(110)를 밀봉한다. 계속해서, 전해액이 덮개(112)에 있는 주액구(filler hole)(도시하지 않음)를 통해서 주입되고, 그 후 주액구를 밀봉함으로써, 본 예시적인 실시예의 2차 전지(100) 각각을 완성한다. 또한, 본 예시적인 실시예에서는, 전해액은, EC(에틸렌 카보네이트)와 DEC(디에틸 카보네이트)가 4:6(체적비)의 비율로 혼합된 용액 내에, 6불화인산 리튬(LiPF6)을 1몰/리터 용해시킴으로써 제조될 수 있다.
다음으로, 본 예시적인 실시예의 이상 전압 검출 장치[즉, 이상 전압 판단부(31) 및 전압 센서(40)]의 고장 진단 방법에 대해서 설명한다. 도 7은 본 예시적인 실시예에 따른 진단 방법의 흐름을 도시하는 흐름도이다.
우선, 단계(S1)에 있어서, 소정 시간 간격에서 하이브리드 차량(1)을 제어하는 컨트롤 유닛(60)으로부터 출력되는 신호에 기초하여 하이브리드 차량(1)이 정지되었는지 여부를 판정한다. 시프트 포지션이 N 포지션 또는 P 포지션일 때는, 하이브리드 차량(1)이 정지했다고 판단하고, 컨트롤 유닛(60)은 하이브리드 차량(1)이 정지했음을 나타내는 정지 상태 신호를 전지 컨트롤러(30)에 출력한다. 따라서, 전지 컨트롤러(30)가 컨트롤 유닛(60)으로부터의 정지 상태 신호를 검지했을 경우에, 하이브리드 차량(1)이 정지했다고 판정한다.
단계(S1)에 있어서, 하이브리드 차량(1)이 정지하지 않았다고 판정되면[즉, 단계(S1)에서 "아니오"], 소정 시간 주기가 경과된 후에, 단계(S1)이 다시 실행된다. 한편, 하이브리드 차량(1)이 정지했다고 판정되면[즉, 단계(S1)에서 "예"], 처리는 단계(S2)로 진행하여, 접속부(8)가 상용 전원(80)에 전기적으로 접속되었는지의 여부를 판정한다. 보다 구체적으로는, 전지 컨트롤러(30)는 변환 장치(20)(즉, AC/DC 컨버터)를 감시하고, 상용 전원(80)으로부터 접속부(8)를 통해서 변환 장치(20)에 전력이 공급된 것이 확인되었을 때, 접속부(8)가 상용 전원(80)에 전기적으로 접속되었다고 판단한다.
단계(S2)에 있어서, 접속부(8)가 상용 전원(80)에 전기적으로 접속되지 않았다면[즉, 단계(S2)에서 "아니오"], 처리는 단계(S1)으로 복귀한다.
한편, 단계(S2)에 있어서, 접속부(8)가 상용 전원(80)에 전기적으로 접속되었다고 판정된 경우에는[단계(S2)에서 "예"], 처리는 단계(S3)로 진행하여, 전지 컨트롤러(30)는 스위치(52, 53)를 OFF로 해(즉, 회로 개방), 이상 전압 검출 장치[즉, 전압 센서(40) 및 전지 컨트롤러(30)]와 2차 전지(100) 사이의 전기적 접속을 차단한다. 그 후, 처리는 단계(S4)로 진행하여, 전지 컨트롤러(30)는 스위치(51)를 ON으로 해(즉, 회로 폐쇄), 이상 전압 검출 장치[즉, 전압 센서(40) 및 전지 컨트롤러(30)의 이상 전압 판단부(31)]를 변환 장치(20)에 전기적으로 접속시킨다.
다음으로, 처리는 단계(S5)로 진행하여, 전지 컨트롤러(30)는 변환 장치(20)에서 상용 전원(80)의 전압(예를 들어, AC 100V)을, 2차 전지(100)의 정상 전압 범위를 벗어난 일정 전압값(예를 들어, 2.5V 또는 4.0V)을 갖는 DC 일정 전압(예를 들어, DC 2.5V 또는 DC 4.0V)로 변환시키도록 한다. 결과적으로, 정상 전압 범위를 벗어난 일정 전압값을 갖는 DC 일정 전압이 전압 센서(40)에 인가될 수 있다.
다음으로, 처리는 단계(S6)로 진행하여, 전지 컨트롤러(30)의 이상 전압 판단부(31)는 전압이 이상한지 여부를 판단한다. 전압이 이상하다고 판단되면, 이상 전압 판단부(31)는 고장 판단부(32)에 이상 전압 신호를 출력한다. 반대로, 전압이 이상하지 않다고 판단되면, 이상 전압 판단부(31)는 이상 전압 신호를 출력하지 않는다.
그런 후, 처리는 단계(S7)로 진행하여, 고장 판단부(32)는 이상 전압 판단부(31)가 전압이 이상하다고 판단했는지 여부를 판정한다. 보다 구체적으로는, 고장 판단부(32)는 이상 전압 판단부(31)로부터 전압 이상 신호가 수신되었는지 여부를 판정한다. 이상 전압 신호가 수신되었을 경우에는, 이상 전압 판단부(31)는 전압이 이상하다고 판정하여[단계(S7)에서 "예"], 처리는 단계(S8)로 진행해, 이상 전압 검출 장치가 정상으로 작동한다고 판정한다.
그에 반해, 이상 전압 신호가 수신되지 않았을 경우에는, 이상 전압 판단부(31)는 전압이 이상하다고 판정하지 않아[단계(S7)에서 "아니오"], 처리는 단계(S9)로 진행하여, 이상 전압 검출 장치가 고장났다고 판정한다. 그 후, 치리는 단계(SA)로 진행하여, 고장 판단부(32)는, 고장 검출 신호를 출력하고, 고장 표시 램프(55)를 점등시킨다.
따라서, 진단자는, 고장 표시 램프(55)가 점등하는지 여부를 확인함으로써, 이상 전압 검출 장치[즉, 전압 센서(40) 및 이상 전압 판단부(31)]가 고장 났는지 여부를 판단할 수 있다. 보다 구체적으로는, 고장 표시 램프(55)가 점등하는 경우, 진단자는 이상 전압 검출 장치가 고장 났다고 판단할 수 있다. 반대로, 고장 표시 램프(55)가 점등하지 않을 경우, 진단자는 이상 전압 검출 장치가 정상적으로 작동한다고 판단할 수 있다.
또한, 본 예시적인 실시예의 2차 전지 시스템(6)에서는, 이상 전압 검출 장치에서 고장 진단이 실시된 후, 상용 전원(80)으로부터 공급되는 전력을 사용해, 조전지(10)를 구성하는 2차 전지(100)의 충전을 개시한다. 보다 구체적으로는, 이상 전압 검출 장치가 정상적으로 작동하는지 여부를 고장 판단부(32)가 판단한 후[즉, 단계(S8) 또는 단계(S9) 후], 스위치(51)가 OFF되고, 스위치(52, 53)는 ON된다. 이에 의해, 변환 장치(20)가 상용 전원(80)의 전압을 소정의 일정 전압값을 갖는 DC 일정 전압으로 변환하면서, 상용 전원(80)으로부터의 전력이 변환 장치(20)를 통해 조전지(10)를 구성하는 2차 전지(100)에 공급될 수 있고, 그에 따라, 조전지(10)를 구성하는 2차 전지(100)를 충전할 수 있다.
예를 들어, 본 예시적인 실시예의 2차 전지 시스템(6)에서는, 전술한 바와 같이, 이상 전압 검출 장치의 고장 진단을 행한 후, 상용 전원(80)으로부터 공급되는 전력을 사용해, 조전지(10)를 구성하는 2차 전지(100)의 충전을 개시한다. 그러나, 이상 전압 검출 장치에서 고장 진단이 실행되는 동안, 상용 전원(80)으로부터 공급되는 전력을 사용해, 2차 전지(100)의 충전을 개시할 수 있다. 예를 들어, 단계(S5)에 있어서, DC 일정 전압이 전압 센서(40)에 인가된 후, 스위치(51)는 OFF로 될 수 있고, 스위치(52, 53)는 ON으로 될 수 있다. 결과적으로, 진단이 실행되는 동안, 상용 전원(80)으로부터 공급되는 전력을 사용해, 조전지(10)를 구성하는 2차 전지(100)의 충전을 개시할 수 있다.
이상 전압 검출 장치가 고장 났는지 여부에 대한 판단은 고장 판단부를 구비한 컨트롤러 등에 의해서 이루어지거나, 또는 이상 전압 검출부에 대한 판단 결과는 (예를 들어, 전압 이상 표시 램프에 의해서) 외부에 표시될 수 있으며, 사람이 이러한 표시를 봄으로써 판단이 이루어질 수 있다. 또한, 직류 전압 발생부의 일 예는 상용 전원과 같은 외부 전원으로부터의 전압을, 정상 전압 범위를 벗어난 일정 전압값을 갖는 직류 일정 전압으로 변환가능한 변환 장치(예를 들어, AC/DC 컨버터)이다. 또한, 고장 진단을 위해 별도로 준비된 전지(즉, 단자간 전압이 정상 전압 범위를 벗어난 일정 전압값인 전지)는 이상 전압 검출 장치에 의해 전압이 검출되는 2차 전지 대신에 사용될 수 있다.
또한, 직류 전압 발생부는 2차 전지 시스템에 제공될 수 있거나 또는 2차 전지 시스템과는 별도로 제공될 수 있다.
2상 충방전을 행하는 정극 활물질은, 상이한 결정 구조를 갖는 2개의 결정이 공존하는 상태에서 충방전의 반응이 행해지는 활물질을 나타낸다. 이러한 정극 활물질의 일 예는 LiFe(1-X)MXPO4(M은 Mn, Cr, Co, Cu, Ni, V, Mo, Ti, Zn, Al, Ga, Mg, B, 또는 Nb 중 적어도 하나이며, 0≤X≤0.5) 또는 LiMn(1-X)MXPO4(M은 Cr, Co, Cu, Ni, V, Mo, Ti, Zn, Al, Ga, Mg, B, 또는 Nb 중 적어도 하나이며, 0≤X≤0.5)로 표시되는 감람석 화합물이다.
또한, 충방전에 의해 상 변화를 수반하는 부극 활물질은, 충방전 도중에 결정 구조가 변화되는 활물질을 나타낸다. 이러한 부극 활물질의 일 예는 탄소계 재료이다. 탄소계 재료의 예는 천연 흑연계 재료, 인조 흑연계 재료(예를 들어, 메조카본 마이크로비즈), 및 비흑연화 탄소계 재료를 포함한다.
본 발명은 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 전술된 실시예 또는 구성에 한정되지 않음을 알아야 한다. 이와 달리, 본 발명은 각종 수정 및 등가의 구성을 포함하도록 의도되었다. 또한, 전술된 본 발명의 각종 요소는, 보다 많은, 보다 적은, 또는 단일 요소만을 포함해, 각종 예시적인 조합 및 구성, 다른 조합 및 구성으로 나타내어 지며, 또한 첨부된 특허청구범위 내이다.

Claims (13)

  1. 2차 전지(100)의 전압을 검출하고, 검출된 전압값이 정상 전압 범위를 벗어났을 때에, 2차 전지의 전압이 이상하다고 판단하는 이상 전압 검출 장치가 고장 났는지 여부를 판단하는 이상 전압 검출 장치(40, 31)의 고장 진단 방법이며,
    상기 이상 전압 검출 장치와 2차 전지 사이의 전기적 접속을 차단하는 단계와,
    상기 2차 전지와는 상이하며, 정상 전압 범위를 벗어난 소정의 전압값을 갖는 직류 전압을 발생시킬 수 있는 직류 전압 발생부(20)에, 이상 전압 검출 장치를 접속시키는 단계와,
    상기 직류 전압 발생부를 이용해, 정상 전압 범위를 벗어난 소정의 전압값을 갖는 직류 전압을 이상 전압 검출 장치에 인가하는 단계와,
    상기 이상 전압 검출 장치에 의해 전압이 이상하다고 판단되지 않았을 경우, 상기 이상 전압 검출 장치가 고장 났다고 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 직류 전압 발생부는 정상 전압 범위를 벗어난 일정 전압값을 갖는 직류 전압을 발생시킬 수 있도록 구성되고,
    상기 직류 전압 발생부는 상기 2차 전지와는 상이한 외부 전원으로부터의 전압을, 정상 전압 범위를 벗어난 소정의 전압값을 갖는 직류 전압으로 변환가능한 변환 장치를 포함하고,
    이상 전압 검출 장치의 고장 진단 방법은,
    상기 변환 장치 및 이상 전압 검출 장치를 외부 전원에 전기적으로 접속시키는 단계와,
    상기 외부 전원으로부터의 전압을 직류 전압으로 변환시키는 단계와,
    변환된 직류 전압을 이상 전압 검출 장치에 인가하는 단계를 더 포함하는, 이상 전압 검출 장치의 고장 진단 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 외부 전원은 상용 전원인, 이상 전압 검출 장치의 고장 진단 방법.
  3. 2차 전지 시스템이며,
    2차 전지(100)와,
    상기 2차 전지에 전기적으로 접속 및 차단될 수 있으며, 2차 전지의 전압을 검출하고, 검출된 전압값이 정상 전압 범위를 벗어난 경우 2차 전지의 전압이 이상하다고 판단하는 이상 전압 검출 장치(40, 31)와,
    ⅰ) 이상 전압 검출 장치에 전기적으로 접속 및 차단될 수 있고, ⅱ) 정상 전압 범위를 벗어난 소정의 전압값을 갖는 직류 전압을 발생시킬 수 있으며, ⅲ) 2차 전지와는 상이한, 직류 전압 발생부(20)를 포함하며,
    상기 이상 전압 검출 장치가 2차 전지와는 전기적으로 차단되고 직류 전압 발생부에 전기적으로 접속되며, 직류 전압 발생부가 직류 전압을 이상 전압 검출 장치에 인가할 때, 2차 전지의 전압이 이상하다고 이상 전압 검출 장치가 판단하지 않을 경우에는, 이상 전압 검출 장치가 고장 났다고 판단하고,
    상기 직류 전압 발생부는 정상 전압 범위를 벗어난 일정 전압값을 갖는 직류 전압을 발생시킬 수 있도록 구성되고,
    ⅰ) 외부 전원으로부터의 전압을 직류 전압으로 변환시킬 수 있고, ⅱ) 이상 전압 검출 장치에 전기적으로 접속될 수 있으며, ⅲ) 직류 전압 발생부에 제공되는, 변환 장치와,
    변환 장치 및 외부 전원에 전기적으로 접속될 수 있고, 변환 장치를 외부 전원에 전기적으로 접속하는, 접속부를 더 포함하며,
    상기 접속부가 외부 전원에 전기적으로 접속되었을 때, 2차 전지 시스템은 이상 전압 검출 장치와 2차 전지 사이의 전기적 접속을 차단하고, 이상 전압 검출 장치를 변환 장치 및 접속부에 전기적으로 접속시키는, 2차 전지 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 직류 전압이 이상 전압 검출 장치에 인가되고, 2차 전지의 전압이 이상하다고 이상 전압 검출 장치가 판단하지 않았을 경우, 이상 전압 검출 장치가 고장 났다고 판단하는 고장 판단부를 더 포함하는, 2차 전지 시스템.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 접속부가 외부 전원에 전기적으로 접속된 상태에서, 2차 전지는 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 사용해서 충전될 수 있는, 2차 전지 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 접속부가 외부 전원에 전기적으로 접속되어서, 고장 진단이 이상 전압 검출 장치에서 실행된 후 또는 고장 진단이 이상 전압 검출 장치에서 실행되고 있을 때, 2차 전지의 충전을 개시하는, 2차 전지 시스템.
  7. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 외부 전원은 상용 전원인, 2차 전지 시스템.
  8. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 2차 전지는 정극, 세퍼레이터 및 부극을 갖는 전극체를 포함하고, 상기 정극은 2상 충방전을 행하는 정극 활물질을 포함하며, 상기 부극은 충방전에 의해 상 변화를 수반하는 부극 활물질을 포함하는, 2차 전지 시스템.
  9. 제3항 또는 제4항에 따른 2차 전지 시스템을 구비한 하이브리드 차량.
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