KR102330399B1 - Busbar Module for High Frequency High Current Measurement and Current Measurement Method using The Same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고주파 대전류을 측정하기 위한 부스바 모듈 및 이를 이용한 전류 측정 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 전기자동차용 이차전지나 대용량 에너지저장장치(Energy Storage System, ESS)용 축전지 등과 같은 대용량 축전지의 안정성 시험의 한 종류인 외부단락 시험 시 발생하는 고주파의 대전류를 안정적으로 측정하기 위한 부스바 모듈 및 이를 이용한 전류 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a busbar module for measuring a high-frequency large current and a current measurement method using the same, and more particularly, to a secondary battery for an electric vehicle or a storage battery for a large-capacity energy storage system (ESS). It relates to a busbar module for stably measuring a high-frequency large current generated during an external short-circuit test, a type of test, and a current measurement method using the same.
전기차 또는 대용량 에너지저장장치(Energy Storage System, ESS) 등의 보급 확대에 따라 리튬이온전지 등 새로운 축전지가 사용되고 이들 축전지의 고밀도와 대용량화에 따라서 화재, 폭발 등 안정성의 문제가 대두되고 있다. 이런 문제를 해결하기 위해 전지 개발기업이나 시험인증기관에서는 다양한 시험을 통해서 안전성을 검증하고 있다.New batteries such as lithium-ion batteries are being used as the spread of electric vehicles or large-capacity energy storage systems (ESSs) is expanding, and issues of safety such as fire and explosion are emerging as the high density and capacity of these batteries increase. In order to solve this problem, battery development companies and test and certification organizations are verifying safety through various tests.
중·대용량 축전지의 안전성을 확보하기 위해서는 충격이나 충돌, 낙하, 관통 등 기구적인 파괴시험뿐만 아니라 외부 부하기기의 접속에 따른 외부기기의 전기적인 단락 시의 열적, 화학적 안정성 검증시험이 필요하게 된다. In order to secure the safety of medium and large-capacity storage batteries, not only mechanical destructive tests such as impact, collision, fall, penetration, etc., but also thermal and chemical stability verification tests during electrical short circuit of external devices due to the connection of external load devices are required.
이를 위하여 축전지 안정성 시험장치에 대한 연구가 많이 진행되고 있는데 그 한 예로 공개특허공보 제10-2020-0111555호에 나타난 바와 같은 배터리 안정성 시험장치(이하, ‘종래기술’이라 함)가 있다. For this purpose, a lot of research on storage battery stability testing apparatus is being conducted. As an example, there is a battery stability testing apparatus (hereinafter referred to as 'prior art') as shown in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2020-0111555.
종래기술에 나타난 배터리 안정성 시험장치는 도 1에 도시된 바와 같이 축전지 외부단락 시험장치의 일 실시예로써, 축전지의 외부단락 시 발생할 수 있는 축전지의 변화를 계측하기 위하여 축전지의 전압, 전류 및 온도 등을 실시간으로 측정하여 축전지의 안정성 분석에 활용할 수 있다. The battery stability test apparatus shown in the prior art is an embodiment of a storage battery external short-circuit test apparatus as shown in FIG. 1, and in order to measure a change in the storage battery that may occur during an external short circuit of the storage battery, the voltage, current and temperature of the storage battery, etc. can be used for the stability analysis of the storage battery by measuring in real time.
한편, 종래기술에서는 단락 시험 시 기계식 스위치소자(108)에서 발생하는 채터링 현상을 제거하기 위하여 전자식 스위치소자(112)가 직렬로 추가된 구성이 나타나 있으나, 도 1에 기계식 스위치소자(108)와 전자식 스위치소자(112)는 함께 On 상태가 되어야만 배터리 단락이 발생하게 되므로, 기계식 스위치소자(108)에서의 채터링 현상을 제거하는데 효과적이지는 않을 수 있다.On the other hand, in the prior art, the
또한, 도 1에 나타난 바와 같은 축전지 외부단락 시험장치를 이용하여 외부단락 시험을 수행할 때 전류측정부(100)에서 단락 전류를 측정하는데, 축전지의 외부단락 시 고주파의 대전류가 순간적으로 발생하므로 온도 또는 전압 측정에 비하여 전류 측정에는 많은 어려움이 있다.In addition, when performing an external short-circuit test using the battery external short-circuit test apparatus as shown in FIG. 1, the
대용량 축전지의 외부단락 시 요구되는 전류 센서의 주파수 사양은 DC에서 최대 3kHz이며, 전류 측정 범위는 수십 암페어(A)에서 최대 5만 암페어(A)까지이다.The frequency specification of the current sensor required in the case of an external short circuit of a large-capacity battery is DC up to 3 kHz, and the current measurement range is from several tens of amps (A) to up to 50,000 amps (A).
일반적으로 고주파의 대전류를 측정하기 위하여 대용량 션트 저항을 사용할 수 있으나, 이는 축전지 단락 시 발생하는 수 kV의 아크로 인하여 측정단의 파괴를 유발 할 수 있다. In general, a large-capacity shunt resistor can be used to measure a high-frequency large current, but this may cause the destruction of the measurement stage due to an arc of several kV that occurs when the battery is short-circuited.
또한, 비접촉식 대용량 전류 센서를 사용하는 방법이 있으나, 대용량의 비접촉식 전류 센서는 주파수 응답특성이 낮으며, 주파수 응답특성이 좋은 제품은 매우 고가인 문제점이 있다. 또한, 대용량의 전류 센서는 높은 전류를 측정할 수 있도록 구성되어 있으므로, 낮은 전류에 대하여는 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다.In addition, there is a method of using a non-contact large-capacity current sensor, but the large-capacity non-contact current sensor has a low frequency response characteristic, and a product having a good frequency response characteristic is very expensive. In addition, since the large-capacity current sensor is configured to measure a high current, there is a problem in that precision is lowered for a low current.
따라서, 주파수 응답특성이 우수하고 안정적으로 대전류를 측정할 수 있고 낮은 전류에서도 정밀하게 전류를 측정하기 위한 장치 및 방법이 요구된다.Therefore, there is a need for an apparatus and method for measuring a large current with excellent frequency response characteristics and stably measuring a large current and accurately measuring a current even at a low current.
본 발명은 상기와 같은 기존의 고주파 대용량 단락 전류 측정에 있어서의 기술적 한계를 해결하기 위하여, 축전지 외부단락 시험장치에 설치되어 외부단락 시험 시 고주파 대용량 단락 전류가 다중의 전류 패스로 균일하게 분배되어 흐르도록 하고, 그 중 하나의 전류 패스에서 전류를 측정함으로써 용량이 크지 않은 전류 센서를 이용하여 높은 정밀도를 유지하면서 안정적으로 고주파 대전류까지 측정할 수 있도록 구성된 부스바 모듈 및 이를 이용한 전류 측정 방법을 제공하고자 한다.The present invention is installed in a storage battery external short-circuit test device in order to solve the technical limitations of the conventional high-frequency large-capacity short-circuit current measurement as described above. In order to provide a busbar module configured to measure up to a high-frequency large current stably while maintaining high precision using a current sensor with a small capacity by measuring the current in one current path, and a current measurement method using the same do.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 고주파 대용량 전류 측정을 위한 부스바 모듈(100)은, 다중 전류 패스를 연결하기 위한 한 쌍의 판형 부스바(110); 상기 한 쌍의 판형 부스바(110) 사이에 방사형으로 연결되어 다중의 전류 패스를 제공하는 다수의 봉형 부스바(120); 및 상기 한 쌍의 판형 부스바(110)의 외측에 결합되며 메인 부스바(70)와 연결되도록 구성되어 있는 한 쌍의 연결부재(130);를 포함하며, 상기 봉형 부스바(120) 중의 임의의 하나에 전류 센서(300)를 설치하여 전류를 측정할 수 있다. In order to achieve the above object, a
이 때, 상기 판형 부스바(110)는 원판형으로 형성되어 있고, 상기 연결부재(130)는 상기 판형 부스바(110)와 동일한 중심을 갖도록 결합되어 있으며, 상기 연결부재(130)에는 축전지(200)와의 연결 시 접촉저항을 최소화하기 위한 다수 개의 결합공(131)이 추가로 형성되어 있을 수 있다.At this time, the plate-
또한, 상기 각 봉형 부스바(120)는 동일한 단면적을 갖는 원기둥 형상의 봉으로 형성되어 있으며, 상기 각 봉형 부스바(120)는 상기 판형 부스바(110)의 중심으로부터 동일한 거리만큼 떨어져 있고, 서로 동일한 간격을 갖도록 상기 판형 부스바(110)에 결합되어 있는 것이 바람직하다.In addition, each of the rod-
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 전류 측정 방법은, 고주파 대전류 측정을 위한 부스바 모듈(100)이 구비된 축전지 외부단락 시험장치(10)를 준비하는 단계; 상기 부스바 모듈(100)에 구비된 다수의 봉형 부스바(120) 중의 하나에 전류 센서(300)를 설치하는 단계; 상기 축전지 외부단락 시험장치(10)에 축전지(200)를 연결하는 단계; 상기 축전지 외부단락 시험장치(10)의 단락 스위치(60)를 On하여, 상기 봉형 부스바(120)에 흐르는 단락 전류를 상기 전류 센서(300)로 측정하는 단계; 및 상기 전류 센서(300)로 측정된 단락 전류에 상기 봉형 부스바(120)의 개수를 곱하여 축전지(200)의 단락 전류를 측정하는 단계;를 포함할 수 있다. Next, the current measuring method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: preparing a battery external short-
또한, 상기 축전지 외부단락 시험장치(10)에는 제어부(106)가 구비되어 있고, 상기 제어부(160)에는 상기 봉형 부스바(120) 사이의 자기력의 간섭으로 인한 상기 전류 센서(300)로 측정한 전류의 오차 데이터가 저장되어 있고, 상기 축전지(200)의 단락 전류를 측정한 후에 상기 오차를 보정하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, the battery external short-
본 발명에 따른 고주파 대전류 측정을 위한 부스바 모듈은 축전지의 단락 전류가 균일하게 분배되어 흐르는 다수의 봉형 부스바가 형성되어 있고, 그 중 하나의 봉형 부스바에서 전류를 측정하므로, 작은 용량의 비접촉식 전류 센서를 활용하여 대용량 단락 전류를 안정적으로 측정할 수 있는 장점이 있다.The busbar module for measuring high-frequency large current according to the present invention has a plurality of rod-shaped busbars in which the short-circuit current of the storage battery is uniformly distributed and flows, and since the current is measured in one of the rod-shaped busbars, a small-capacity non-contact current It has the advantage of stably measuring a large-capacity short-circuit current by using a sensor.
또한, 본 발명에서는 용량이 작은 전류 센서를 활용하여 축전지의 단락 전류를 측정하므로, 작은 전류값에 대해서도 높은 해상도로 측정할 수 있어, 주파수 응답특성 및 측정 정밀도를 현저히 향상시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, in the present invention, since the short-circuit current of the storage battery is measured by using a current sensor having a small capacity, it is possible to measure even a small current value with high resolution, and there is an advantage that the frequency response characteristic and the measurement precision can be significantly improved.
또한, 본 발명에서는 다수의 봉형 부스바가 원판형 부스바의 중심에서 동일한 거리 및 동일한 간격의 방사형으로 설치되어 있어, 각 봉형 부스바에서의 조건이 동일하므로, 임의의 봉형 부스바에서 전류를 측정하여도 대용량 축전지의 단락 전류를 보다 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있다.In addition, in the present invention, since a plurality of rod-shaped busbars are installed radially at the same distance and the same distance from the center of the disk-shaped busbar, the conditions in each rod-shaped busbar are the same, so the current is measured at any rod-shaped busbar and Also, there is an advantage in that the short-circuit current of the large-capacity storage battery can be measured more accurately.
또한 본 발명의 축전지 외부단락 시 발생하는 전류 측정 방법은 각 봉형 부스바의 간격 및 부스바 모듈의 구조에 의하여 각 봉형 부스바에서 발생하는 자기장 사이의 간섭 등에 의한 측정 전류값에서 발생할 수 있는 오차를 보정하는 단계를 추가로 포함하여, 다중 전류 패스 중의 하나인 봉형 부스바 중의 하나에 대해서만 전류를 측정하더라도 대용량 단락 전류를 보다 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있다. In addition, the method for measuring the current generated when an external short circuit of the storage battery of the present invention occurs is an error that may occur in the measured current value due to interference between magnetic fields generated in each rod-shaped busbar due to the spacing of each rod-shaped busbar and the structure of the busbar module. Even if the current is measured only for one of the rod-shaped busbars, which is one of the multiple current paths, further including the correction step, the large-capacity short-circuit current can be measured more accurately.
도 1은 종래기술의 배터리 안정성 시험장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 부스바 모듈이 구비된 축전지 외부단락 시험장치의 구성도.
도 3은 본 발명의 대용량 단락 전류 측정을 위한 부스바 모듈의 사시도
도 4는 본 발명의 원판형 부스바의 사시도
(a) 원판형 부스바의 내측 (b) 원판형 부스바의 외측
도 5는 본 발명의 축전지 단락 전류 측정 방법의 흐름도.1 is a configuration diagram of a battery stability testing apparatus of the prior art.
2 is a block diagram of a storage battery external short-circuit test apparatus equipped with a busbar module of the present invention.
3 is a perspective view of a busbar module for measuring a large-capacity short-circuit current according to the present invention;
4 is a perspective view of a disk-shaped bus bar of the present invention;
(a) Inside of disk-shaped busbar (b) Outside of disk-shaped busbar
5 is a flowchart of a method for measuring a short-circuit current of a storage battery according to the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in several different forms, and thus is not limited to the embodiments described herein.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to be “connected (connected, contacted, coupled)” with another part, it is not only “directly connected” but also “indirectly connected” with another member interposed therebetween. "Including cases where In addition, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further provided without excluding other components unless otherwise stated.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 다수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
도 2는 본 발명의 대용량 단락 전류 측정을 위한 부스바 모듈(100)이 구비되어 있는 축전지 외부단락 시험장치(10)의 일 실시예의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 상기 부스바 모듈(100)의 사시도이다.2 is a block diagram of an embodiment of a storage battery external short-
도 2에 도시된 바와 같은 축전지 외부단락 시험장치(10)에서 축전지(200)의 단락 전류는 통상적으로 단락 초기에는 과도 전류가 첨두치로 빠르게 변화하고, 그 이후에는 단락전류의 급격한 변화가 없는 특징이 있다. The short-circuit current of the
이 때, 단락 초기의 과도 전류는 과도하게 높은 전류가 순간적으로 발생하므로, 도 1에 도시된 바와 같이 축전지의 단락 전류 전체를 측정하는 경우, 전류 센서에서 고장이 발생할 수 있다. 이와 같은 고장을 방지하기 위하여 대용량의 전류 센서를 설치할 수도 있지만, 대용량의 전류 센서는 그 크기가 크게 될 수도 있고, 비용이 현저히 증가하게 될 뿐 아니라, 낮은 전류 값에 대해서는 해상도가 낮아져 정밀한 측정을 할 수 없을 수도 있다.At this time, since an excessively high current instantaneously occurs in the transient current at the initial stage of the short circuit, when the entire short circuit current of the storage battery is measured as shown in FIG. 1 , a failure may occur in the current sensor. In order to prevent such a failure, a large-capacity current sensor may be installed, but the large-capacity current sensor may have a large size and significantly increase the cost, as well as reduce the resolution for low current values, making it possible to perform precise measurements. it may not be possible
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자는 도 2, 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 부스바 모듈(100)을 축전지 외부단락 시험장치(10)에 추가로 설치하였다.In order to solve this problem, the present inventor additionally installed the
상기 부스바 모듈(100)은 3 4에 도시된 바와 같이 한 쌍의 판형 부스바(110); 다수의 봉형 부스바(120); 및 한 쌍의 연결부재(130);를 포함하고 있고, 메인 부스바(70)에 연결되어 있다.The
상기 판형 부스바(110)와 봉형 부스바(120) 및 연결부재(130)는 내부저항을 최소화할 수 있도록 통상 동판(銅版)으로 형성되어 있는데, 이에 한정되지는 않고, 내부저항을 최소화할 수 있는 다른 도체로 형성하는 것도 가능할 것이다. The plate-
또한, 상기 판형 부스바(110)와 봉형 부스바(120) 및 연결부재(130)는 내부저항을 최소화할 수 있도록 용접 또는 다수의 체결부재로 체결하여 완전히 결합되도록 구성하는 것이 바람직할 것이다.In addition, the plate-
판형 부스바(110)는 모든 측면이 동일한 형상이 되도록 원판형으로 형성되어 있을 수 있다.The plate-
상기 판형 부스바(110)의 내측에는 도 3에 도시된 바와 같이 다수의 봉형 부스바(120)가 결합되고, 외측에는 연결부재(130)가 결합되는데, 이를 위하여 도 4에 도시된 바와 같이 내측에는 봉형 부스바 결합부(111)가 형성되어 있을 수 있고, 외측에는 연결부재 결합부(112)가 형성되어 있을 수 있다.A plurality of rod-
상기 다수의 봉형 부스바 결합부(111)는 상기 원판형 부스바(110)의 중심에서 동일한 거리만큼 떨어져 있는 상태에서, 동일한 간격으로 서로 이격된 방사형 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.Preferably, the plurality of rod-shaped
또한, 상기 연결부재 결합부(112)는 단락 전류가 흐를 때 편심되는 것을 방지할 수 있도록 상기 판형 부스바(110)와 동일한 중심을 갖도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. In addition, the connecting
연결부재(130)는 도 2, 3에 도시된 바와 같이 그 일측이 판형 부스바(110)의 외측과 결합되고, 타측은 메인 부스바(70)과 연결되도록 구성되어 있을 수 있다. 따라서, 단락 전류가 흐를 때 연결부재(130)에는 고주파 대전류가 흐를 수 있다. As shown in FIGS. 2 and 3 , one side of the connecting
이 때, 상기 연결부재(130)는 상기 외부단락 시험장치(10)의 메인 부스바(70)의 접촉저항을 최소화하기 위하여 충분한 두께와 너비를 갖는 것이 바람직하고, 다수의 체결부(131)를 형성하여 볼트 등의 체결부재를 이용하여 단단히 고정되어 있도록 하는 것이 바람직할 것이다.At this time, the
상기 봉형 부스바(120)는 전류 패스를 제공하기 위한 구성요소이다. 본 발명에서는 다중 전류 패스를 형성하기 위하여 다수의 봉형 부스바(120)가 설치되고, 도 3에 도시된 바와 같이 임의의 하나의 봉형 부스바(120)에 전류 센서(300)를 설치하여 봉형 부스바(120)에 흐르는 전류를 측정할 수 있다.The rod-
이 때, 각 봉형 부스바(120)에 동일한 단락 전류가 흐를 수 있도록 동일한 길이 및 동일한 단면적을 갖도록 구성하는 것이 바람직할 것이다. At this time, it is preferable to configure each bar-shaped
그 한 예로 도 3에 도시된 바와 같이 봉형 부스바(120)는 동일한 단면적을 갖는 원기둥 형상의 봉으로 형성되어 있을 수 있는데, 이에 한정되지는 않고, 동일한 양의 단락 전류가 흐르는 조건을 충족하면 다른 형상, 예를 들면 육각기둥 형상의 봉으로 형성하는 것도 가능할 것이다.As an example, as shown in FIG. 3 , the rod-shaped
상기 각 봉형 부스바(120)는 상기 판형 부스바(110)의 봉형 부스바 결합부(111)에 결합되어 상기 판형 부스바(110)의 중심으로부터 동일한 거리만큼 떨어져 있고, 서로 동일한 간격을 갖도록 방사형으로 설치되어 있다. Each of the rod-shaped
이 때, 상기 각 봉형 부스바(120)는 서로 이웃해 있어, 전류가 흐를 때, 각 봉형 부스바(120)의 주위로 발생하는 자기장이 서로 간섭을 일으킬 수도 있다. 자기장은 전류의 크기에 비례하고 거리에 반비례하므로 거리 및 전류의 크기에 따라 자기장의 간섭 정도가 변할 수 있다.At this time, the respective rod-shaped
이러한, 자기장의 간섭에 의하여 전류 센서(300)로 측정되는 단락 전류에 오차가 발생할 수 있다. An error may occur in the short-circuit current measured by the
또한, 축전지의 단락 전류가 상기 연결부재(130)와 상기 판형 부스바(110)를 통하여 각 봉형 부스바(120)로 분배되므로, 부스바 모듈(100)의 구조에 의하여 전류의 크기에서 오차가 발생할 수도 있다. In addition, since the short-circuit current of the storage battery is distributed to each rod-shaped
하지만, 본 발명에서는 동일한 규격의 봉형 부스바(120)가 동일한 간격으로 방사형으로 설치되어 있어서, 각 봉형 부스바(120)에서 발생할 수 있는 자기장의 크기 및 간섭이 동일하다. However, in the present invention, since the rod-shaped
또한, 각 봉형 부스바(120)가 원판형 부스바(110) 및 연결부재(130)와 결합되어 있는 조건도 동일하다. In addition, the conditions in which each rod-shaped
따라서, 각 봉형 부스바(120)에서 측정되는 전류는 오차가 발생하더라도 동일한 오차가 발생하게 되므로, 임의의 봉형 부스바(120)에서 측정되는 전류값은 동일하다.Therefore, even if an error occurs in the current measured by each rod-shaped
이에 반하여, 상기 다수의 봉형 부스바가 방사형으로 형성되어 있지 않는 경우, 예를 들면 직선으로 평행하게 봉형 부스바가 동일 간격으로 형성되어 있다면, 각 봉형 부스바는 먼저 자기장의 관점에서 동일하지 않은 문제점이 있다. On the other hand, when the plurality of rod-shaped busbars are not formed in a radial shape, for example, if the rod-shaped busbars are formed at equal intervals in a straight line, there is a problem that each rod-shaped busbar is not the same in terms of a magnetic field. .
직선으로 평행하게 설치된 다수의 봉형 부스바(120) 중에서 중앙에 형성된 봉형 부스바(120)와 가장자리에 있는 봉형 부스바(120)를 살펴보면, 중앙에 형성된 봉형 부스바(120)는 적어도 양측에서 자기장의 간섭이 발생할 수 있는 반면, 가장자리에 있는 봉형 부스바(120)는 일측에서만 자기장의 간섭이 발생할 수 있다. Looking at the rod-shaped
이러한 차이로 인하여 이웃하는 봉형 부스바(120)가 동일한 간격으로 형성되어 있더라도 본 발명에서와 같이 방사형으로 형성되어 있지 않으면, 이웃하는 봉형 부스바(120)의 간섭 조건이 동일하지 않게 되어, 봉형 부스바(120)에 따라 동일하지 않은 오차가 발생할 수 있고, 이로 인하여 봉형 부스바(120)에 따라 측정되는 전류 값에서 차이가 발생할 수 있다.Due to this difference, even if the neighboring rod-shaped
또한, 다수의 봉형 부스바(120)가 직선으로 평행하게 설치되어 있다면, 양단에 형성되는 판형 부스바도 길이가 긴 판형 부스바가 되어야 하고, 연결부재가 판형 부스바의 중앙에 설치되더라도 연결부재가 각 봉형 부스바 사이의 거리가 동일하지 않은 구조가 되므로, 이런 구조적 차이에 의해서도 각 봉형 부스바에서 동일하지 않은 오차에 의하여 동일하지 않은 전류가 측정될 수도 있다.In addition, if a plurality of rod-shaped
이러한, 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 상기 봉형 부스바(120)를 도 3에 도시된 바와 같이 방사형으로 형성하였다.In order to solve this problem, in the present invention, the rod-shaped
한편, 상기 봉형 부스바(120)에서 측정되는 전류는 위에서 살펴본 바와 같이 오차가 존재할 수 있으므로, 해당 봉형 부스바(120)에 오차가 존재하는지 여부를 확인하고, 오차가 존재할 경우 이를 보정하는 것이 필요하다.Meanwhile, since an error may exist in the current measured by the rod-shaped
이를 위하여 먼저 도 1에 도시된 바와 같은 축전지 외부단락 시험장치의 메인 부스바(70)에 전류 센서를 설치한 전류 측정부(100)에서, 임의의 하나 이상의 축전지에 대한 단락 전류를 측정한다. 이 때, 상기 축전지의 단락 전류는 큰 값을 가질 수도 있으므로, 축전지의 용량에 따라 대용량의 전류 센서를 사용할 수도 있을 것이다.To this end, first, in the
이 때, 도 1에 도시된 바와 같은 축전지 외부단락 시험장치의 전류 측정부(100)에서 축전지의 단락 전류를 측정하는 것도 가능할 것이다.At this time, it will be possible to measure the short-circuit current of the storage battery in the
다음으로, 동일한 축전지에 대하여 도 2에 도시된 바와 같이 축전지 외부단락 시험장치의 부스바 모듈(100)에 형성된 봉형 부스바(120)에 전류 센서(300)를 설치하고, 봉형 부스바(120)의 전류를 측정한다. 그리고, 상기 봉형 부스바(120)에서 측정된 전류에 봉형 부스바의 개수를 곱하여 축전지의 단락 전류를 산출할 수 있다.Next, for the same storage battery, as shown in FIG. 2 , the
이처럼, 외부단락 시험장치의 메인 부스바(70)에서 측정한 축전지의 단락 전류와 상기 부스바 모듈(100)의 봉형 부스바(120)에서 측정한 전류를 비교하여 봉형 부스바(120)에서 측정되는 전류에 오차가 발생하는지 여부 및 오차의 크기를 확인할 수 있다.As such, the short-circuit current of the storage battery measured by the
이 때, 단락 전류 오차는 상기 부스바 모듈(100)의 형상 및 전류의 크기에 따라 그 크기가 변할 수 있는데, 이는 용량이 다른 축전지에 대한 시험을 통하여 도출해 낼 수 있다.In this case, the short-circuit current error may vary in size depending on the shape of the
이러한, 단락 전류 오차에 대한 데이터는 상기 제어부(40)에 저장하여 부스바 모듈(100)의 봉형 부스바(120)에서 전류를 측정할 때 보정하여 보다 정확한 축전지 단락 전류를 측정하는 것도 가능하다.The data on the short-circuit current error is stored in the
이처럼, 도 2, 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 부스바 모듈(100)을 이용하여 축전지 외부단락 시험장치에서 축전지(200)의 단락 전류를 측정하는 방법을 도 5를 참조하여 살펴보면 아래와 같다. As such, a method of measuring the short-circuit current of the
먼저. 도 2에 도시된 바와 같은 고주파 대전류 측정을 위한 부스바 모듈(100)이 구비된 축전지 외부단락 시험장치(10)를 준비한다. first. As shown in FIG. 2 , a battery external short-
도 2에 도시된 축전지 외부단락 시험장치(10)에서는 단락 스위치(60)가 직렬로 연결된 기계식 스위치(61)와 전자식 스위치(62)로 구성되어 있으나, 이에 한정되지는 않고, 기계식 스위치(61)와 전자식 스위치(62) 중의 어느 하나로 구성하는 것도 가능할 것이다.In the battery external short-
이 때, 상기 부스바 모듈(100)의 상기 봉형 부스바(120) 사이의 자기력의 간섭 및 부스바 모듈(100)의 구조로 인한 상기 전류 센서(300)에서 측정되는 전류 값에 오차가 있는 경우 이를 미리 상기 외부단락 시험장치(10)의 제어부(40)에 저장해 두는 것이 필요하다.At this time, if there is an error in the current value measured by the
본 발명의 부스바 모듈(100)은 각 봉형 부스바(120)가 동일하고, 방사형으로 형성되어 있으며, 판형 부스바(110)도 원형으로 형성되어 있어, 각 봉형 부스바(120)의 전기적인 조건이 동일하므로, 오차가 발생하더라도 동일한 오차가 발생하므로, 하나의 봉형 부스바(120)에 대한 데이터를 저장하는 것으로 충분하다.In the
다음으로, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 부스바 모듈(100)에 구비된 다수의 봉형 부스바(120) 중의 임의의 하나에 전류 센서(300)를 설치한다.Next, as shown in FIG. 3 , the
다음으로, 상기 축전지 외부단락 시험장치(10)에 축전지(200)를 연결하여 축전지의 외부단락 시험을 수행할 수 있도록 구성한다.Next, the
다음으로, 상기 축전지 외부단락 시험장치(10)의 단락 스위치(60)를 On하여, 상기 전류 센서(300)로 상기 봉형 부스바(120)에 흐르는 전류를 측정한다. 이 때 측정한 전류는 상기 제어부(40)에서 분석 및 저장할 수 있을 것이다.Next, the short-
다음으로, 상기 전류 센서(300)로 측정된 전류에 상기 봉형 부스바(120)의 개수를 곱하여 축전지(200)의 단락 전류를 측정한다. Next, the short-circuit current of the
상기 봉형 부스바(120)에서 측정한 전류 및 축전지의 단락 전류는 외부단락 시험장치(10)에 표시부(미도시)를 추가로 구비하여 그 결과를 나타내고, 표시하는 것도 가능할 것이다.The current measured by the rod-shaped
마지막으로, 상기 봉형 부스바(120)에서 측정한 전류로부터 도출된 축전지의 단락 전류를 제어부(40)에 저장된 상기 오차 데이터를 이용하여 보정하여, 최종적으로 축전지의 단락 전류를 도출해 낼 수 있다.Finally, the short-circuit current of the storage battery derived from the current measured by the rod-shaped
위에서 살펴본 부스바 모듈(100) 및 이를 이용한 방법을 통하여 대용량의 축전지 단락 전류를 측정할 때에도 용량이 크지 않은 전류 센서(300)를 안전하게 활용할 수 있을 뿐 아니라, 높은 정밀도를 가지고 단락 전류를 측정할 수 있다.Through the
이상에서는 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 설명하였으나, 당업자라면 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있다. 따라서 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에 속한 사람이 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.In the above, the present invention has been described with reference to specific embodiments, but those skilled in the art can make modifications and changes without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, what can be easily inferred by a person in the technical field to which the present invention pertains from the detailed description and examples of the present invention is construed as belonging to the scope of the present invention.
10: 축전지 외부단락 시험장치 20: 전원부
40: 제어부 60: 단락스위치
61: 기계식 스위치 62: 전자식 스위치
70: 메인 부스바 100: 부스바 모듈
110: 판형 부스바 111: 봉형 부스바 결합부
112: 연결대 결합부 120: 봉형 부스바
130: 연결부재 131: 결합공
200: 축전지 300: 전류 센서10: battery external short-circuit test device 20: power supply
40: control unit 60: short-circuit switch
61: mechanical switch 62: electronic switch
70: main busbar 100: busbar module
110: plate-shaped bus bar 111: bar-shaped bus bar coupling part
112: connecting rod coupling part 120: rod-type bus bar
130: connection member 131: coupling hole
200: storage battery 300: current sensor
Claims (5)
상기 한 쌍의 판형 부스바(110) 사이에 방사형으로 연결되어 다중의 전류 패스를 제공하는 다수의 봉형 부스바(120); 및
상기 각 판형 부스바(110)의 외측에 결합되어 있고 고주파 대전류가 흐를 수 있는 한 쌍의 연결부재(130);를 포함하며,
상기 봉형 부스바(120) 중의 임의의 하나에 전류 센서(300)를 설치하여 전류를 측정할 수 있도록 구성되어 있되,
상기 판형 부스바(110)는 원판형으로 형성되어 있고,
상기 연결부재(130)는 상기 판형 부스바(110)와 동일한 중심을 갖도록 결합되어 있고,
상기 각 봉형 부스바(120)는 동일한 단면적을 갖는 원기둥 형상의 봉으로 형성되어 있으며,
상기 각 봉형 부스바(120)는 상기 판형 부스바(110)의 중심으로부터 동일한 거리만큼 떨어져 있고, 서로 동일한 간격을 갖도록 상기 판형 부스바(110)에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 고주파 대전류 측정을 위한 부스바 모듈(100).
a pair of plate-shaped busbars 110 for connecting multiple current paths;
a plurality of rod-shaped busbars 120 radially connected between the pair of plate-shaped busbars 110 to provide multiple current paths; and
A pair of connecting members 130 coupled to the outside of each of the plate-shaped busbars 110 and through which a high-frequency large current can flow;
The current sensor 300 is installed in any one of the rod-shaped busbars 120 to measure the current,
The plate-shaped bus bar 110 is formed in a disk shape,
The connecting member 130 is coupled to have the same center as the plate-shaped bus bar 110,
Each of the rod-shaped busbars 120 is formed of a cylindrical rod having the same cross-sectional area,
Each of the rod-shaped busbars 120 is separated by the same distance from the center of the plate-shaped busbar 110 and is coupled to the plate-shaped busbar 110 to have the same distance from each other. Busbar module (100).
상기 연결부재(130)에는 축전지(200)와의 연결 시 접촉저항을 최소화하기 위한 다수 개의 결합공(131)이 추가로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고주파 대전류 측정을 위한 부스바 모듈(100).
The method of claim 1,
A busbar module (100) for measuring high frequency high current, characterized in that the connection member (130) is additionally formed with a plurality of coupling holes (131) for minimizing contact resistance when connecting to the storage battery (200).
상기 부스바 모듈(100)에 구비된 다수의 봉형 부스바(120) 중의 하나에 전류 센서(300)를 설치하는 단계;
상기 축전지 외부단락 시험장치(10)에 축전지(200)를 연결하는 단계;
상기 축전지 외부단락 시험장치(10)의 단락 스위치(60)를 On하여, 상기 봉형 부스바(120)에 흐르는 단락 전류를 상기 전류 센서(300)로 측정하는 단계; 및
상기 전류 센서(300)로 측정된 단락 전류에 상기 봉형 부스바(120)의 개수를 곱하여 축전지(200)의 단락 전류를 측정하는 단계;를 포함하는 축전지 외부단락 시 발생하는 전류 측정 방법.
Preparing a storage battery external short-circuit test apparatus 10 equipped with a busbar module 100 for measuring a high-frequency large current according to claim 1 or 2;
installing a current sensor 300 on one of a plurality of rod-shaped busbars 120 provided in the busbar module 100;
connecting a storage battery 200 to the storage battery external short-circuit test device 10;
measuring the short-circuit current flowing through the rod-shaped bus bar 120 with the current sensor 300 by turning on the short-circuit switch 60 of the battery external short-circuit test device 10 ; and
and measuring the short-circuit current of the storage battery 200 by multiplying the short-circuit current measured by the current sensor 300 by the number of the rod-shaped busbars 120 .
상기 축전지 외부단락 시험장치(10)에는 제어부(40)가 구비되어 있고,
상기 제어부(40)에는 상기 봉형 부스바(120) 사이의 자기력의 간섭으로 인한 상기 전류 센서(300)로 측정한 단락 전류의 오차 데이터가 저장되어 있고,
상기 축전지(200)의 단락 전류를 측정한 후 상기 오차를 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 축전지 외부단락 시 발생하는 전류 측정 방법.
5. The method of claim 4,
The battery external short-circuit test device 10 is provided with a control unit 40,
The control unit 40 stores the error data of the short-circuit current measured by the current sensor 300 due to the interference of magnetic force between the rod-shaped busbars 120,
and correcting the error after measuring the short-circuit current of the storage battery 200 .
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