KR20080054901A

KR20080054901A - 배터리 전압 측정 회로

Info

Publication number: KR20080054901A
Application number: KR1020060127553A
Authority: KR
Inventors: 구재승; 김진곤; 김미옥
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2008-06-19
Also published as: KR100897121B1

Abstract

본 발명에 따른 배터리 전압 측정 회로는, 고전압 배터리와, 전압 측정 회로, 그리고 AD 변환부를 포함하여 구성되는 하이브리드 자동차 또는 전기 자동차의 배터리 제어기에 있어서, 상기 전압 측정 회로는, 상기 고전압 배터리의 전압을 측정하기 위해, 절연된 전원 공급부의 전원을 독립적으로 사용하고, 상기 전원 공급부는, 상기 전압 측정 회로에 포함된 포토모스 릴레이(Photomos Relay)의 정 접속 또는 역 접속시, 차동 증폭기의 전원을 +, -로 공급하게 되는 것을 특징으로 한다. 그리고, 본 발명에 따르면, 48 채널을 이용하여 배터리 전압을 측정하되, 제어 및 측정용 씨피유(CPU)를 1 개만 사용할 수 있게 되고, 또한 포토모스 릴레이를 48 채널 보다 1 개 더 많은 49 개만큼만 사용할 수 있게 되므로, 배터리 제어기(BMS)의 재료비를 크게 절감시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

고전압 배터리, 전압 측정 회로, 포토모스 릴레이, 간소화, 재료비

Description

배터리 전압 측정 회로 {Battery voltage measuring circuit}

도 1은 관련 자동차 개발 업체에서 제안하고 있는 전압 측정 회로의 한 실시예를 나타낸 도면,

도 2는 본 발명에 따른 전압 측정 회로에 대한 실시예를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

40 : 고전압 배터리 50 : 전압 측정 회로

60 : AD 변환부 70 : 전원 공급부

80 : AD 값 수신부 90 : 포토모스 렐레이 제어부

본 발명은, 배터리 전압 측정 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하이브리드 자동차(HEV) 또는 전기 자동차(EV)의 배터리 전압을, 보다 간소한 구성을 이용하여 정확하게 측정할 수 있도록 하기 위한 하이브리드 자동차 또는 전기 자동차 용 배터리 전압 측정 회로에 관한 것이다.

일반적으로, 하이브리드 자동차(HEV) 또는 전기 자동차(EV)에서는, 배터리의 전압과, 전류, 그리고 온도 등을 측정하여, 배터리의 SOC와 출력 가능한 파워 등을 실시간으로 계산하게 된다.

예를 들어 도 1에 나타낸 바와 같이, 고전압 배터리(10)와, 전압 측정 회로(20), 그리고 AD 변환부(30) 등을 포함하여 구성되는 하이브리드 자동차(HEV) 또는 전기 자동차(EV)의 배터리 제어기(BMS: Battery Management System)에서는, 직렬 연결된 배터리의 각 모듈(Module)에 대한 전압 값을 측정하게 된다.

그리고, 상기 측정된 전압 값으로, 고전압 배터리(10)의 제어 정보를 얻어 현재 주행 중 배터리 사용 및 목표 수명을 만족하도록, 배터리를 관리하는 일련의 배터리 관리 동작을 수행하게 된다.

또한, 상기 전압 측정 회로(10)는, 직렬로 연결된 배터리와 차체 그라운드(GND)의 절연(Isolate)을 확보하면서, 배터리 전압을 측정하게 되는 데, 이는 배터리 제어기에서 매우 중요한 기술이므로, 상기 전압 측정 회로에 따라 배터리 제어기(BMS)의 성능과 재료비가 결정된다.

한편, 도 1은 관련 자동차 개발 업체(예: 혼다)에서 제안하고 있는 전압 측정 회로의 한 실시예를 보여주고 있는 데, 이와 같은 전압 측정 회로는, 48 채널을 이용하여 배터리 전압을 측정하되, 제어용 씨피유(CPU)와 측정용 씨피유가 각각 별도로 필요하게 되며, 또한, 포토모스 릴레이(Photomos Relay)가 48 채널의 2 배에 해당하는 96 개만큼 많이 필요하기 때문에, 결국 배터리 제어기(BMS)의 재료비를 크게 상승시키는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 하이브리드 자동차(HEV) 또는 전기 자동차(EV)의 배터리 전압을, 보다 간소한 구성의 전압 측정 회로를 이용하여 정확하게 측정할 수 있도록 함으로써, 배터리 제어기(BMS)의 재료비를 절감할 수 있도록 하기 위한 배터리 전압 측정 회로를 제공하는 데, 그 목적이 있는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 전압 측정 회로는, 고전압 배터리와, 전압 측정 회로, 그리고 AD 변환부를 포함하여 구성되는 하이브리드 자동차 또는 전기 자동차의 배터리 제어기에 있어서, 상기 전압 측정 회로는, 상기 고전압 배터리의 전압을 측정하기 위해, 절연된 전원 공급부의 전원을 독립적으로 사용하고, 상기 전원 공급부는, 상기 전압 측정 회로에 포함된 포토모스 릴레이(Photomos Relay)의 정 접속 또는 역 접속시, 차동 증폭기의 전원을 +, -로 공급하게 되는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 전압 측정 회로에는, 배터리 개수 만큼에 해당하는 포토모스 릴레이가 절연(Isolate) 상태로 연결 구성되고, 상기 전압 측정 회로는, 48 채널을 이용하여 배터리 전압을 측정하되, 제어 및 측정용 씨피유(CPU)를 1 개만 사용하고, 포토모스 릴레이를 48 채널 보다 1 개 더 많은 49 개만큼만 사용하는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는, 본 발명에 따른 전압 측정 회로에 대한 구성을 나타낸 것으로, 전술한 바와 같이, 하이브리드 자동차(HEV) 또는 전기 자동차(EV)에서는, 배터리의 전압과, 전류, 그리고 온도 등을 측정하여, 배터리의 SOC와 출력 가능한 파워 등을 실시간으로 계산하게 된다.

예를 들어, 도 2에 나타낸 바와 같이, 고전압 배터리(40)와, 전압 측정 회로(50), 그리고 AD 변환부(60) 등을 포함하여 하이브리드 자동차(HEV) 또는 전기 자동차(EV)의 배터리 제어기(BMS)를 구성하되, 상기 전압 측정 회로(50)는, 고전압 배터리(40)의 전압을 측정하기 위하여, 절연된 전원 공급부(70)의 전원을 독립적으로 사용하게 된다.

그리고, 상기 전원 공급부(70)는, 상기 전압 측정 회로(50)에 포함된 포토모스 릴레이(Photomos Relay)의 정 접속 또는 역 접속시, 차동 증폭기의 전원을 +, -로 공급하게 되며, 상기 전압 측정 회로(50)에는, 배터리 개수 만큼에 해당하는 포토모스 릴레이가 절연(Isolate) 상태로 연결 구성된다.

또한, 상기 전압 측정 회로(50)에서는, 직렬 연결된 배터리의 각 모듈(Module)에 대한 전압 값을 측정하게 되며, 상기 측정된 전압 값으로, 고전압 배터리(40)의 제어 정보를 얻어 현재 주행 중 배터리 사용 및 목표 수명을 만족하도록, 배터리를 관리하는 일련의 배터리 관리 동작을 수행하게 된다.

한편, 상기 전압 측정 회로(50)는, 직렬로 연결된 배터리와 차체 그라운드(GND)의 절연(Isolate)을 확보하면서, 배터리 전압을 측정하게 되는 데, 예를 들 어 도 2에 나타낸 바와 같이, 포토모스 릴레이 제어부(90)에 의해, 현재 측정하고자 하는 배터리에 해당하는 포토모스 릴레이가 선택되면, 상기 전압 측정 회로(50)에 의해 측정되는 해당 배터리의 전압은, 상기 AD 변환부(60)를 거쳐, 주파수 값으로 변환된다.

그리고, 상기 변환된 주파수 값은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 절연된 AD 값 수신부(80)로 전송되므로, 배터리 제어기(BMS)에서는, 이를 수신하여, 주파수 값을 배터리 전압 값으로 환산한 후, 배터리의 SOC와 출력 가능한 파워 등을 실시간으로 계산하여, 현재 주행 중 배터리 사용 및 목표 수명을 만족하도록, 배터리를 관리하는 일련의 배터리 관리 동작을 수행하게 된다.

본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예들에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 48 채널을 이용하여 배터리 전압을 측정하되, 제어 및 측정용 씨피유(CPU)를 1 개만 사용할 수 있게 되고, 또한 포토모스 릴레이(Photomos Relay)를 48 채널 보다 1 개 더 많은 49 개만큼 사용할 수 있게 되므로, 배터리 제어기(BMS)의 재료비를 크게 절감시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims

고전압 배터리와, 전압 측정 회로, 그리고 AD 변환부를 포함하여 구성되는 하이브리드 자동차 또는 전기 자동차의 배터리 제어기에 있어서,

상기 전압 측정 회로는, 상기 고전압 배터리의 전압을 측정하기 위해, 절연된 전원 공급부의 전원을 독립적으로 사용하고,

상기 전원 공급부는, 상기 전압 측정 회로에 포함된 포토모스 릴레이(Photomos Relay)의 정 접속 또는 역 접속시, 차동 증폭기의 전원을 +, -로 공급하게 되는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 측정 회로.
제1항에 있어서,

상기 전압 측정 회로에는, 배터리 개수 만큼에 해당하는 포토모스 릴레이가 절연(Isolate) 상태로 연결 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 측정 회로.
제1항에 있어서,

상기 전압 측정 회로는, 48 채널을 이용하여 배터리 전압을 측정하되, 제어 및 측정용 씨피유(CPU)를 1 개만 사용하고, 포토모스 릴레이를 48 채널 보다 1 개 더 많은 49 개만큼만 사용하는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 측정 회로.
제1항에 있어서,

상기 전압 측정 회로에서 측정된 전압 값은, 상기 AD 변환부에 의해 주파수 값으로 변환 출력되는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 측정 회로.