KR20140070148A - 배터리 전류 측정 장치 및 그 방법 - Google Patents

배터리 전류 측정 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리 전류 측정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 릴레이 단에 설치된 저항을 통하여 전류를 측정하도록 구성하여 외부 노이즈 간섭을 받지 않도록 하고, 내부의 전류 측정용 홀 센서의 이상을 감지하여 보정할 수 있도록 한 배터리 전류 측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 배터리 팩과 부하 사이의 고전위 선로에 설치된 메인 제1 스위치; 배터리 팩과 부하 사이의 고전위 선로에 상기 메인 제1 스위치와 병렬 연결된 프리 차지 스위치; 배터리 팩과 부하 사이의 저전위 선로에 설치된 메인 제2 스위치; 상기 프리 차지 스위치와 부하 사이에 설치된 전류 측정용 저항; 상기 전류 측정용 저항의 양단의 전압을 측정하여 전류값을 산출하는 전류 측정부; 및 상기 메인 제1 스위치와, 메인 제2 스위치 및 프리 차지 스위치를 제어하고, 상기 전류 측정부에서 산출한 전류값을 전송받는 제어부를 포함하는 배터리 전류 측정 장치 및 방법이 제공된다.

Description

배터리 전류 측정 장치 및 그 방법{Battery current detecting apparatus and method thereof}
본 발명은 배터리 전류 측정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 릴레이 단에 설치된 저항을 통하여 전류를 측정하도록 구성하여 외부 노이즈 간섭을 받지 않도록 하고, 내부의 전류 측정용 홀 센서의 이상을 감지하여 보정할 수 있도록 한 배터리 전류 측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 전기 차량은 에너지 저장장치로 배터리를 사용한다. 일반적인 전기 차량은 다수의 셀이 직렬 연결된 모듈 단위로 생산되는 배터리를 직/병렬로 연결시켜 높은 전력을 발생시키게 된다.
이때 사용되는 모듈의 개수는 필요 전력량에 따라 상이하나 일반적으로 250V에서 350V 사이의 전압을 이용하게 된다.
이와 같은 사용 환경에서 이 같은 높은 전압을 내기 위해서는 수개에서 수십개 정도의 모듈을 직렬로 연결하여 사용하게 된다.
전기 차량에서는 방전 단계인 차량을 움직이기 위한 동력을 발생시키기 위하여 위에서 언급된 정도의 전압에서 약 200-500A 정도의 전류를 발생시키게 되고 또한 이와 반대로 차량의 연료 주입과 같은 개념인 충전상태에서는 10-200A 정도의 전류를 이용한다.
이때 이 정도 높은 전류를 측정하기 위하여 일반적인 전기 차량에서는 i)션트 저항(Shunt Resistor) 전류 측정 방법이나, ii) 홀 센서( Hall sensor) 이용 전류 측정 방법 등이 사용된다.
여기서, 위의 션트 저항을 이용한 전류 측정 방법은 센서가 가장 간단하고 정확성이 높은 전류 센싱 방법이나 발열에 관련한 문제가 존재하고, 가격이 비싸고 구현이 어려운 측면이 있어 차량에 적용시키기 어렵다는 문제점이 있다.
그리고, 홀 센서를 이용한 전류 측정 방법은 센서 이외에 부가되어야 하는 회로 및 측정방법은 션트 저항 전류 측정 방법이나 비슷하나, 구현이 간단하며, 고 전류의 전류 측정에 용이하다는 장점이 있으나, 홀 센서를 사용한 전류 측정 방법 홀 소자의 특성상 외부 노이즈의 간섭으로부터 자유로울 수 없어 정확도가 떨어지는 문제가 있다.
그리고, 홀 센서의 이상 발생시에 측정치를 비교하고 이상 여부를 판단할 추가적인 측정치가 없다는 문제점이 있었다.
국내공개번호 특2003-0072751
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 릴레이 단에 설치된 저항을 통하여 전류를 측정하도록 구성하여 외부 노이즈 간섭을 받지 않도록 한 배터리 전류 측정 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명은 내부의 전류 측정용 홀 센서의 이상을 감지하여 보정할 수 있도록 한 배터리 전류 측정 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 배터리 팩과 부하 사이의 고전위 선로에 설치된 메인 제1 스위치; 배터리 팩과 부하 사이의 고전위 선로에 상기 메인 제1 스위치와 병렬 연결된 프리 차지 스위치; 배터리 팩과 부하 사이의 저전위 선로에 설치된 메인 제2 스위치; 상기 프리 차지 스위치와 부하 사이에 설치된 전류 측정용 저항; 상기 전류 측정용 저항의 양단의 전압을 측정하여 전류값을 산출하는 전류 측정부; 및 상기 메인 제1 스위치와, 메인 제2 스위치 및 프리 차지 스위치를 제어하고, 상기 전류 측정부에서 산출한 전류값을 전송받는 제어부를 포함한다.
또한, 본 발명의 장치는, 상기 프리 차지 스위치와 부하 사이에 상기 전류 측정용 저항과 직렬로 설치된 프리 차지 저항을 더 포함한다.
또한, 본 발명의 장치의 상기 제어부는 상기 메인 제2 스위치를 턴온한 후에 프리 차지 스위치를 턴온하고, 일정 시간 후에 메인 제1 스위치를 턴온하며, 상기 프리 차지 스위치를 턴오프하며, 상기 전류 측정부는 상기 프리 차지 스위치가 턴온된 시간에 전류 측정용 저항의 전압을 측정하여 전류를 산출한다.
또한, 본 발명의 장치의 상기 전류 측정부는 상기 전류 측정용 저항의 양단의 전압을 센싱하는 전압 센싱기; 상기 전압 센싱기에서 센싱한 전압 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기; 상기 제어부와 통신하는 통신기; 및 상기 A/D 변환기에서 출력되는 디지털화된 전압 신호에서 전류값을 산출하여 상기 통신기를 통하여 제어부로 전송하는 제어기를 포함한다.
또한, 본 발명의 장치는, 상기 배터리 팩과 상기 메인 제1 스위치 및 프리 차지 스위치 사이에 설치되어 상기 고전위 선로에 흐르는 전류를 검출하여 상기 제어부로 전송하는 전류 변환부를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 장치의 상기 제어부는 상기 전류 변환부에서 측정한 전류값과 상기 전류 측정부에서 측정한 전류값을 비교하여 상기 전류 변환부의 이상 여부를 판단한다.
또한, 본 발명의 장치의 상기 전류 변환부는 오픈 루프 타입 홀 센서(Open Loop Type Hall Effect Current Sensor)로 이루어진다.
또한, 본 발명의 장치의 상기 전류 변환부는 클로즈드 루프 타입 홀 센서(Closed Loop Type Hall Effect Current Sensor)로 이루어진다.
한편, 본 발명의 방법은 (A) 제어부가 메인 제2 스위치를 턴온한 후에 프리 차지 스위치를 턴온하는 단계; (B) 전류 측정부가 상기 프리 차지 스위치가 턴온된 시간에 전류 측정용 저항의 전압을 측정하여 전류를 산출하여 제어부로 전송하는 단계; 및 (C) 상기 제어부가 일정 시간 후에 메인 제1 스위치를 턴온하며, 상기 프리 차지 스위치를 턴오프하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 방법은 (D) 상기 배터리 팩과 상기 메인 제1 스위치 및 프리 차지 스위치 사이에 설치된 전류 변환부가 상기 고전위 선로에 흐르는 전류를 검출하여 상기 제어부로 전송하는 단계; 및 (E) 상기 제어부가 상기 전류 변환부에서 측정한 전류값과 상기 전류 측정부에서 측정한 전류값을 비교하여 상기 전류변환부의 이상 여부를 판단하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 방법의 상기 (B) 단계는 (B-1) 전류 측정부의 전압 센싱기가 상기 프리 차지 스위치가 턴온 시간에 전류 측정용 저항의 전압을 측정하는 단계; (B-2) 전류 측정부의 A/D 변환기가 상기 전압 센싱기에서 센싱한 전압 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계; 및 (B-3) 전류 측정부의 제어기가 상기 A/D 변환기에서 출력되는 디지털화된 전압 신호에서 전류값을 산출하여 제어부로 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 릴레이 단에 설치된 저항을 통하여 전류를 측정하도록 구성하기 때문에 외부 노이즈 간섭을 받지 않고 정확한 전류 측정이 가능하도록 한다.
또한, 본 발명에 따르면, 릴레이 단에 설치된 저항을 통하여 전류를 측정하여 내부의 전류 측정용 홀 센서의 이상을 감지하여 보정할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배터러 전류 측정 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 스위치 파형도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터러 전류 측정 장치의 구성도이다.
도 4는 도 1 및 3의 전류 측정부의 상세 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 배터러 전류 측정 방법의 흐름도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "제1", "제2", "일면", "타면" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 배터리 전류 측정 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 배터리 전류 측정 장치는 배터리 팩(110)과 부하(190) 사이에 위치하는 프리 차지 스위치(120), 프리 차지 저항(130), 전류측정용 저항(140), 메인 제1 스위치(150), 메인 제2 스위치(160), 전류 측정부(170) 및 제어부(180)를 포함한다.
여기에서, 배터리 팩(110)은 반복적인 충방전이 가능한 다수의 단위 셀이 직렬 또는 병렬로 연결된 셀 어셈블리를 포함한다.
상기 단위 셀은 울트라 캐패시터를 포함하는 전기 이중층 캐패시터 또는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드늄 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등과 같은 공지의 2차 전지이다.
그리고, 상기 프리 차지 스위치(120)는 고전위 선로의 바이 패스 선로 상에 설치되며, 프리 차지 저항(130) 및 전류측정용 저항(140)과 직렬 접속된다.
또한, 상기 메인 제1 스위치(150)는 배터리 팩(110)의 양극과 부하(190)를 연결한 고전위 선로(Pack+) 상에 설치된다.
상기 메인 제2 스위치(160)는 배터리 팩(110)의 음극과 부하(190)를 연결한 저전위 선로(Pack-) 상에 설치된다.
바람직하게, 상기 프리 차지 스위치(120), 메인 제1 스위치(150) 및 메인 제2 스위치(160)는 릴레이로 구성한다. 하지만 본 발명은 배터리 팩(110)과 부하(190)를 연결하는 스위치의 종류에 의해 한정되지 않는다.
다음으로, 상기 프리 차지 저항(130)과 전류측정용 저항(140)은 서로 직렬로 연결되어 있으며, 고전위 선로의 바이 패스 선로 상에 설치된다.
이와 같은 상기 프리 차지 저항(130)과 전류측정용 저항(140)은 프리 차지 스위치(120)와 부하(190) 사이에 위치하여 프리 차지 스위치(120)가 턴온된 경우에 배터리 팩(110)으로부터 부하(190)에 공급되는 전류가 과도하게 흐르지 않도록 제한한다.
그리고 이중에서 상기 전류측정용 저항(140)은 배터리 팩(110)으로부터 부하(190)에 공급되는 전류가 과도하게 흐르지 않도록 제한할 뿐만 아니라, 전류 측정부(170)에 양단의 전압차를 제공하여 전류를 측정할 수 있도록 한다.
여기에서, 프리 차지 저항(130)가 전류측정용 저항(140)을 각각 구비하도록 하였으나, 이중에서 전류측정용 저항(140)만을 구비하여 전류 제한과 전류 측정의 기능을 수행하도록 할 수도 있다.
다음으로, 상기 전류 측정부(170)는 상기 프리 차지 스위치(120)가 턴온된 경우에 전류측정용 저항(140)의 양단의 전압을 측정하여 전류 측정용 저항(140)에 흐르는 전류를 측정한다.
다음으로, 제어부(180)는 부하(190)와 부하(190)에 전원을 공급하는 배터리 팩(110)의 전송선로 상에 배치된 프리 차지 스위치(120), 메인 제1 스위치(150) 및 메인 제2스위치(160)의 동작을 전반적으로 제어한다.
한편, 상기 부하(190)는 배터리 팩(110)으로부터 인가되는 방전전압을 다른 전압 레벨로 변환하는 전압변환장치이다.
이러한 부하(190)는 DC 링크 커패시터(192), 저전압 DC-DC 컨버터(194), 배터리(196)를 포함한다.
하지만, 본 발명은 부하(190)의 종류에 의해 한정되지 않으므로, 부하(190)는 배터리 팩(110)으로부터 동작 전원을 인가받는 어떠한 장치나 시스템도 포함하는것으로 이해되어야 하며, 일예로 상기 부하(190)는 배터리 팩(110)으로부터 전원을 공급받아 동력을 생산하는 모터일 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 전류 측정 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
상기 제어부(180)는 배터리 팩(110)과 부하(190)를 연결할 때에는 도 2에 도시된 바와 같이 메인 제2스위치(160), 프리 차지 스위치(120), 및 메인 제1 스위치(150) 순서로 스위치들을 턴온시키고, 메인 제1 스위치(150)가 턴온되면 일정 시간 이후에 프리 차지 스위치(120)를 턴오프시킨다.
이와 같은 동작에서 먼저 프리 차지 스위치(120) 및 메인 제2 스위치(160)가 턴온되어 프리-차지 저항(130)과 전류측정용 저항(140)을 통해 전류가 흐르면서 부하(190)의 DC 링크 커패시터(192)를 충전한다.
이러한 과정이 진행되는 동안에 전류 측정부(170)는 도 2에 도시된 센싱 타임(sensing time)에 전류측정용 저항(140)의 양단의 전압을 측정하여 전류 측정용 저항(140)을 통해 흐르는 전류를 측정하고, 측정된 전류값을 제어부(180)로 전송한다.
그 다음에 상기 DC 링크 커패시터(192)가 어느 정도 충전이 되면 메인 제1 스위치(150)가 턴온된다. 따라서 프리 차지 저항(120)과 전류 측정용 저항(140) 쪽으로는 더 이상 전류가 흐르지 않고, 메인 제1 스위치(150) 및 메인 제2 릴레이(160)를 통해서만 전류가 흐르게 된다.
이처럼 메인 제1 스위치(150)가 턴온되어 프리 차지 저항(120)과 전류 측정용 저항(140) 쪽으로는 더 이상 전류가 흐르지 않으면 전류 측정부(170)는 전류 측정이 가능하지 않다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 릴레이 단에 설치된 전류 측정용 저항(140)을 통하여 전류를 측정하도록 구성하였기 때문에 외부 노이즈 간섭을 받지 않고 정확한 전류 측정이 가능하도록 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 전류 측정 장치의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 전류 측정 장치는 추가적으로 배터리 팩(110)과 스위치단 사이의 고전위 선로에 전류 변환부(200)를 추가적으로 구비하여 스위치단 앞의 고전위 선로에 흐르는 전류를 측정한다.
이처럼 전류 변환부(200)에 의해 측정된 전류값은 제어부(180)로 전송되어 배터리 팩(110)의 관리 등에 이용된다.
이때, 상기 제어부(180)는 전류 측정부(170)를 통하여 측정한 전류값과 전류 변환부(200)를 통하여 측정한 전류값을 비교하여 전류 변환부(200)의 이상 여부를 판단할 수 있다.
상기 제어부(180)는 판단 결과, 측정값이 서로 상이한 경우에 전류 변환부(200)의 고장으로 판단하고 그 결과를 사용자등에게 알려준다.
여기에서 전류 변환부(200)는 오픈 루프 타입 홀 센서(Open Loop Type Hall Effect Current Sensor) 또는 클로즈드 루프 타입 홀 센서(Closed Loop Type Hall Effect Current Sensor)일 수 있으며, 상기 고장 판단은 홀센서의 고장 판단으로 이루어진다.
이와 같은 다른 실시예에 따른 배터리 전류 측정 장치의 그외 동작은 일실시예에 따른 배터리 전류 측정 장치와 동일하기 때문에 생략한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 릴레이 단에 설치된 저항을 통하여 전류를 측정하여 내부의 전류 측정용 홀 센서의 이상을 감지하여 보정할 수 있도록 한다.
도 4는 도 1 및 3의 전류 측정부의 상세 구성도이다.
도 4를 참조하면, 도 1 및 3의 전류 측정부는 전압 센싱기(210)와, A/D 변환기(220)와, 제어기(230) 및 통신기(240)를 포함한다.
상기 전압 센싱기(210)는 전류측정용 저항(140)의 양단(ND1,ND2)에 걸리는 전압을 센싱하여 출력한다.
그리고, 상기 A/D 변환기(220)는 전압 센싱기(210)로부터 출력되는 전압신호를 디지털신호로 변환하여 출력한다.
상기 제어기(230)는 상기 A/D 변환기(220)로부터 출력되는 디지털화된 전압 신호를 입력받아 전류를 산출하여 상기 통신기(240)를 통하여 제어부(180) 등에 전송한다.
한편, 통신기(240)는 제어부(180) 등과 통신을 수행하기 위한 것으로 CAN, 지그비, WIFI, 블루투스, 적외선 데이터 통신, 전력선 통신, USB, SERIAL 중 적어도 하나의 방식을 사용하여 통신한다.
이와 같이 구성되는 전류 측정부의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
상기 배터리 팩(110)으로부터 부하(190)에 전류를 공급하기 위해서 메인 제1 스위치(150)가 턴온되기 이전에 프리 차지 스위치(120)가 먼저 턴온된다.
이처럼 프리 차지 스위치(120)가 턴온되면, 상기 전압 센싱기(210)는 전류 측정용 저항(140)의 양단(ND1,ND2)에 걸리는 전압을 센싱하여 출력한다.
그리고, 상기 A/D 변환기(220)는 전압 센싱기(210)로 부터 출력되는 전압신호를 디지털신호로 변환하여 출력하며, 상기 제어기(230)는 상기 A/D 변환기(220)로부터 출력되는 디지털화된 전압 신호를 입력받아 전류를 산출한다.
이때, 전류측정용 저항(140)의 저항값이 R이라 하고, 전압 센싱기(210)가 측정한 전압이 Vd라고 하면, 측정되는 전류 I라고 하면 아래 수학식1과 같이 된다.
(수학식 1)
I=Vd/R
상기 제어기(230)는 산출된 전류값을 제어부(180)로 통신기(240)를 통하여 전송한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 전류 측정 방법의 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 전류 측정 방법은 먼저 상기 제어부가 배터리 팩과 부하를 연결할 때에 메인 제2 스위치를 턴온시키고(S110) 일정 시간 이후에 프리 차지 스위치를 턴온시킨다(S120).
이와 같은 동작에 의해 프리 차지 스위치 및 메인 제2 스위치가 턴온되어 프리-차지 저항과 전류측정용 저항을 통해 전류가 흐르면서 부하의 DC 링크 커패시터를 충전한다.
이러한 과정이 진행되는 동안에 전류 측정부의 전압 센싱기는 전류 측정용 저항의 양단의 전압을 측정하여 출력한다(S130).
그러면, 전류 측정부의 A/D 변환기가 아날로그 신호인 전압 센싱기의 전압 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하여 이후에 디지털 신호 처리가 가능하도록 한다(S140).
그러면, 전류 측정부의 제어기가 위의 수학식 1에 의해 전류값을 산출하여 통신기를 통하여 제어부로 전송한다(S150).
이처럼, 제어부가 전류 측정부의 제어기로부터 산출된 전류값을 전송받으면 이상유무를 확인하고, 이후에 메인 제1 스위치를 턴온시키고(S160), 프리 차지 스위치를 턴 오프시킨다(S170).
상기와 같은 본 발명에 따르면, 릴레이 단에 설치된 전류 측정용 저항(140)을 통하여 전류를 측정하도록 구성하였기 때문에 외부 노이즈 간섭을 받지 않고 정확한 전류 측정이 가능하도록 한다.
한편, 본 발명의 방법의 다른 실시예로, 추가적으로 홀 센서로 구성된 전류 변환부를 구비하여 고전위 선로에 흐르는 전류를 측정하여 제어부로 전송하고, 제어부는 전류 측정부를 통하여 측정한 전류값과 홀 센서로 구성된 전류 변환부를 통하여 측정한 전류값을 비교하여 전류 변환부의 이상-좀더 구체적으로 홀 센서의 이상- 여부를 판단하도록 할 수 있다.
그리고, 제어부는 판단 결과, 측정값이 서로 상이한 경우에 전류 변환부(홀 센서)의 고장으로 판단하고 그 결과를 사용자등에게 알려주도록 할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 릴레이 단에 설치된 저항을 통하여 전류를 측정하여 내부의 전류 측정용 홀 센서의 이상을 감지하여 보정할 수 있도록 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
110 : 배터리 팩 120 : 프리 차지 스위치
130 : 프리 차지 저항 140 : 전류측정용 저항
150 : 메인 제1 스위치 160 : 메인 제2 스위치
170 : 전류 측정부 180 : 제어부
190 : 부하 200 : 전류 변환부
210 : 전압 센싱기 220 : A/D 변환기
230 : 제어기 240 : 통신기

Claims (11)

  1. 배터리 팩과 부하 사이의 고전위 선로에 설치된 메인 제1 스위치;
    배터리 팩과 부하 사이의 고전위 선로에 상기 메인 제1 스위치와 병렬 연결된 프리 차지 스위치;
    배터리 팩과 부하 사이의 저전위 선로에 설치된 메인 제2 스위치;
    상기 프리 차지 스위치와 부하 사이에 설치된 전류 측정용 저항;
    상기 전류 측정용 저항의 양단의 전압을 측정하여 전류값을 산출하는 전류 측정부; 및
    상기 메인 제1 스위치와, 메인 제2 스위치 및 프리 차지 스위치를 제어하고, 상기 전류 측정부에서 산출한 전류값을 전송받는 제어부를 포함하는 배터리 전류 측정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 프리 차지 스위치와 부하 사이에 상기 전류 측정용 저항과 직렬로 설치된 프리 차지 저항을 더 포함하는 배터리 전류 측정 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 메인 제2 스위치를 턴온한 후에 프리 차지 스위치를 턴온하고, 일정 시간 후에 메인 제1 스위치를 턴온하며, 상기 프리 차지 스위치를 턴오프하며,
    상기 전류 측정부는 상기 프리 차지 스위치가 턴온된 시간에 전류 측정용 저항의 전압을 측정하여 전류를 산출하는 배터리 전류 측정 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전류 측정부는
    상기 전류 측정용 저항의 양단의 전압을 센싱하는 전압 센싱기;
    상기 전압 센싱기에서 센싱한 전압 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기;
    상기 제어부와 통신하는 통신기; 및
    상기 A/D 변환기에서 출력되는 디지털화된 전압 신호에서 전류값을 산출하여 상기 통신기를 통하여 제어부로 전송하는 제어기를 포함하는 배터리 전류 측정 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 팩과 상기 메인 제1 스위치 및 프리 차지 스위치 사이에 설치되어 상기 고전위 선로에 흐르는 전류를 검출하여 상기 제어부로 전송하는 전류 변환부를 더 포함하는 배터리 전류 측정 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전류 변환부에서 측정한 전류값과 상기 전류 측정부에서 측정한 전류값을 비교하여 상기 전류 변환부의 이상 여부를 판단하는 배터리 전류 측정 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 전류 변환부는 오픈 루프 타입 홀 센서(Open Loop Type Hall Effect Current Sensor)로 이루어진 배터리 전류 측정 장치.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 전류 변환부는 클로즈드 루프 타입 홀 센서(Closed Loop Type Hall Effect Current Sensor)로 이루어진 배터리 전류 측정 장치.
  9. (A) 제어부가 메인 제2 스위치를 턴온한 후에 프리 차지 스위치를 턴온하는 단계;
    (B) 전류 측정부가 상기 프리 차지 스위치가 턴온된 시간에 전류 측정용 저항의 전압을 측정하여 전류를 산출하여 제어부로 전송하는 단계; 및
    (C) 상기 제어부가 일정 시간 후에 메인 제1 스위치를 턴온하며, 상기 프리 차지 스위치를 턴오프하는 단계를 포함하는 배터리 전류 측정 방법.
  10. 청구항 9항에 있어서,
    (D) 상기 배터리 팩과 상기 메인 제1 스위치 및 프리 차지 스위치 사이에 설치된 전류 변환부가 상기 고전위 선로에 흐르는 전류를 검출하여 상기 제어부로 전송하는 단계; 및
    (E) 상기 제어부가 상기 전류 변환부에서 측정한 전류값과 상기 전류 측정부에서 측정한 전류값을 비교하여 상기 전류변환부의 이상 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 배터리 전류 측정 장치.
  11. 청구항 9항에 있어서,
    상기 (B) 단계는
    (B-1) 전류 측정부의 전압 센싱기가 상기 프리 차지 스위치가 턴온 시간에 전류 측정용 저항의 전압을 측정하는 단계;
    (B-2) 전류 측정부의 A/D 변환기가 상기 전압 센싱기에서 센싱한 전압 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계; 및
    (B-3) 전류 측정부의 제어기가 상기 A/D 변환기에서 출력되는 디지털화된 전압 신호에서 전류값을 산출하여 제어부로 전송하는 단계를 포함하는 배터리 전류 측정 방법.
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