KR100389890B1 - Apparatus for measuring voltage and temperature of battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다량의 밧데리를 사용하는 시스템에서 밧데리의 전압 및 온도를 측정하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 개별밧데리의 전압 및 온도의 측정하고, 측정된 개별밧데리와 전압 및 온도를 토대로 하여 전체밧데리의 전압을 측정하고, 전체밧데리를 측정한 결과 이상이 발생된 개별밧데리의 상태를 표시해 주는 밧데리의 전압 및 온도 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for measuring the voltage and temperature of the battery in a system using a large amount of battery, more specifically, to measure the voltage and temperature of the individual battery, and based on the measured individual battery and voltage and temperature The present invention relates to a battery voltage and temperature measuring device which measures the voltage of a battery and displays the state of an individual battery in which an abnormality has occurred as a result of measuring the entire battery.
전기 자동차, 전동 지게차 및 대형 컴퓨터의 UPS등과 같이 일반적으로 밧데리를 사용하여 구동되는 시스템은 개별밧데리의 전압을 측정하여 측정된 개별밧데리의 이상 유무를 확인할 필요가 있다. 왜냐하면, 전체밧데리에 이상이 있는 경우는 드물고, 전체밧데리 중에서 몇 개의 개별밧데리에만 이상이 있을 수 있기 때문에 이상이 있는 개별밧데리만을 찾아서 교체해 주면 되기 때문이다.In systems such as electric vehicles, electric forklifts, and UPSs of large computers, it is generally necessary to check the voltage of individual batteries to check whether the individual batteries are abnormal. This is because there is a rare case in which the entire battery is abnormal, and since only a few individual batteries may be abnormal in the entire battery, only the individual battery with the abnormality needs to be found and replaced.
그런데, 종래의 기술에서는 대부분의 경우 전체밧데리의 전압만을 측정하거나(미국특허5,130,650, 5,047,961, 4,990,885, 4,968,942, 4,333,149을 참조함), 개별밧데리의 상태를 측정하기는 하나 단순히 어떤 전압 상태만을 비교하여 일정 전압 이하가 되었을 때만 이를 LED로 표시한다. (미국특허 4,823,086)However, in the prior art, in most cases, only the voltage of the entire battery is measured (see US Pat. Nos. 5,130,650, 5,047,961, 4,990,885, 4,968,942, 4,333,149). LED is displayed only when the voltage falls below. (U.S. Patent 4,823,086)
첨부한 제1도는 종래기술의 멀티플렉서를 이용하여 밧데리의 전압을 측정하는 장치를 나타낸 도면으로서, 개별밧데리(10), 개별밧데리(10)로부터 공급된 전압들을 입력하는 멀티플렉서(12) 및 이 멀티플렉서(12)를 컨트롤하는 메인시스템(14)으로 구성된다.1 is a view showing a device for measuring the voltage of a battery using a multiplexer of the prior art, the individual battery 10, a multiplexer 12 for inputting the voltages supplied from the individual battery 10 and the multiplexer ( 12) the main system 14 for controlling.
그러나 기술은 개별밧데리(10)의 개수가 늘어남에 따라 멀티플렉서(12)로 연결되는 배선의 수가 개별밧데리(10) 개수의 2배수로 늘어나고, 배선이 복잡해지며 배선의 길이가 늘어나게 된다. 이와 같이 배선의 길이가 길어지기 때문에 측정시스템이 노이즈의 영향을 쉽게 받게되는 단점이 있다.However, in the technology, as the number of individual batteries 10 increases, the number of wires connected to the multiplexer 12 increases to twice the number of individual batteries 10, the wiring becomes complicated, and the length of the wires increases. As such, the length of the wiring has a disadvantage in that the measurement system is easily affected by noise.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 개별밧데리의 이상유무를 확인하여 이상이 발생된 밧데리의 상태를 디스플레이부에 표시함으로써, 특정 개별밧데리에 이상이 발생하였을 경우, 각 개별밧데리와 연결된 측정모듈을 이용하여 전체밧데리의 전압을 모두 개별적으로 측정하지 않아도 이상이 발생된 밧데리의 상태가 디스플레이부에 표시되므로 이 밧데리만을 교체할 수 있도록 개별밧데리의 측정 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Therefore, the present invention was created in order to solve the above-mentioned problems, and by checking the presence of an abnormal battery and displaying the state of a battery in which an abnormality occurs, when an abnormality occurs in a specific individual battery, each individual The purpose is to provide an individual battery measuring device so that only the battery can be replaced, because the status of the battery that causes an error is displayed on the display even when the voltage of all batteries is not measured individually using the measurement module connected to the battery. It is done.
또, 본 발명은 보통 전지의 사용량은 상온에 비해 섭씨 1도의 온도가 변함에 따라 0.8%씩이 증가하거나 감소하는데, 이와 같이 온도에 따라 전지의 성능이 변화되는 것을 측정할 수 있는 온도 측정회로를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In addition, in the present invention, the amount of battery used increases or decreases by 0.8% as the temperature of 1 degree Celsius changes with respect to room temperature. Thus, a temperature measuring circuit capable of measuring a change in the performance of the battery according to temperature is provided. Its purpose is to provide.
또, 본 발명은 폴링 방식의 전압 측정방법을 사용하여 종래의 멀티플렉싱을 이용하는 전압 측정방법 및 미국 특허4,823,086의 방법이 밧데리의 개수에 비례하여 배선의 개수가 2n(여기서 n은 밧데리의 개수)개로 늘어나는데 반해, 네가닥의 배선만을 직렬로 연결함으로써 배선가닥의 수 및 배선길이를 크게 줄여 배선길이에 의한 노이즈의 영향을 최소로 줄이는 밧데리의 전압측정장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In addition, in the present invention, the voltage measuring method using the conventional multiplexing using the polling voltage measuring method and the method of US Patent 4,823,086 increase the number of wires to 2n (where n is the number of batteries) in proportion to the number of batteries. On the other hand, it is an object of the present invention to provide a battery voltage measuring device which reduces the number of wiring strands and the wiring length by minimizing the number of wiring strands by minimizing the effect of noise due to the wiring length by connecting only four wires in series.
상기의 목적을 달성하는 본 발명에 따른 밧데리의 전압 및 온도를 측정하는 측정 장치는Measuring device for measuring the voltage and temperature of the battery according to the present invention for achieving the above object
밧데리와 연결된 릴레이를 구동하여 밧데리로부터 공급되는 전압은 출력하는 릴레이 구동부;A relay driver for driving a relay connected to the battery to output a voltage supplied from the battery;
상기 릴레이 구동부에 의해 출력된 밧데리로부티 공급된 불안정한 전압을 안정적인 전압으로 변환시켜 출력하는 정전압회로부;A constant voltage circuit unit for converting and outputting an unstable voltage supplied to the battery output by the relay driver to a stable voltage;
상기 릴레이에 의해 밧데리로부터 공급된 전압을 A/D컨버터에서 변환할 수 있는 입력 전압으로 바꾸어 공급하는 스케일링 회로부:Scaling circuit unit for supplying by converting the voltage supplied from the battery by the relay to an input voltage that can be converted in the A / D converter:
상기 정전압회로부로부터 공급된 전원에 의해 밧데리의 온도를 측정하는 온도측정회로부:A temperature measuring circuit unit for measuring the temperature of the battery by the power supplied from the constant voltage circuit unit:
상기 스케일링 회로부 및 상기 온도측정회로부로부터 전압 및 온도의 아날로그 신호를 디지탈 신호로 바꾸어 주는 데이터처리부:A data processor for converting an analog signal of voltage and temperature into a digital signal from the scaling circuit unit and the temperature measuring circuit unit;
각 밧데리의 전압측정모듈들의 어드레스를 발생하여 상기 A/D컨버터로 출력시키는 보드ID회로;A board ID circuit for generating an address of voltage measurement modules of each battery and outputting the address to the A / D converter;
상기의 릴레이 구동부, 정전압회로부, 스케일링회로부, 온도측정회로부 및 A/D컨버터로 구성된 전압측정모듈을 관리하는 마이크로프로세서 ; 및A microprocessor managing a voltage measurement module including the relay driver, a constant voltage circuit, a scaling circuit, a temperature measurement circuit, and an A / D converter; And
상기 마이크로프로세서로부터 출력된 데이터를 입력받아 밧데리의 전체전압 및 불량밧데리를 표시해 주는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it comprises a display unit for receiving the data output from the microprocessor to display the total voltage of the battery and the bad battery.
본 발명에 의한 개별밧데리의 전압을 측정하는 장치의 정전압회로부는 DPDT 릴레이 또는 SPDT형의 아날로그 스위치 두 개를 사용하여 전압측정모듈에 전원을 공급하는 것을 특징으로 한다.The constant voltage circuit part of the device for measuring the voltage of the individual battery according to the present invention is characterized by supplying power to the voltage measuring module using two analog switches of the DPDT relay or SPDT type.
본 발명에 의한 개별밧데리의 전압을 측정하는 장치의 마이크로프로세서는 밧데리의 전압측정모듈 전체를 전반적으로 관리하며, 특정 밧데리의 전압이 일정이하로 내려갔을 때, 이 밧데리의 번호를 표시해 주거나, 음성으로 밧데리의 이상 유무를 알려주는 것을 특징으로 한다.The microprocessor of the device for measuring the voltage of the individual battery according to the present invention manages the entire voltage measurement module of the battery, and when the voltage of a specific battery is lowered below a certain level, the battery number is displayed or voiced. It is characterized by informing you of the abnormality of the battery.
본 발명에 의한 개별밧데리의 전압을 측정하는 장치의 디스플레이부는 마이크로프로세서의 데이터를 받아서 전체밧데리의 전압 및 불량밧데리를 표시해 주는 것을 특징으로 한다.The display unit of the device for measuring the voltage of the individual battery according to the invention is characterized in that for receiving the data of the microprocessor to display the voltage and the defective battery of the entire battery.
본 발명에 의한 개별밧데리의 전압을 측정하는 전압측정모듈은 폴링방식으로 연결되어 위치상 맨 처음의 전압측정모듈은 자기 어드레스가 아닌 경우 위치상으로 하위의 전압측정모듈의 어드레스 및 A/D컨트롤 신호가 전달되어 전압측정을 수행하는 것을 특징으로 한다.The voltage measurement module for measuring the voltage of the individual battery according to the present invention is connected in a polling manner, the first voltage measurement module in position when the address is not the magnetic address and the A / D control signal of the lower voltage measurement module Is transmitted to perform a voltage measurement.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
제2도는 본 발명에 따른 CAN(Control Area Network ;이하 CAN이라 한다.)을 이용한 개별밧데리의 전압 및 온도를 측정하기 위한 전체시스템의 구성도를 보이는 도면으로서, 다수의 개별밧데리(20), 이 다수의 개별밧데리(20)에 대응되는 개수의 측정모듈(22) 및 측정모듈(22)의 동작을 컨트롤하는 메인 시스템(24)로 이루어진다.2 is a view showing the configuration of the entire system for measuring the voltage and temperature of individual batteries using a CAN (Control Area Network; CAN) according to the present invention, a plurality of individual batteries 20, It consists of a number of measurement modules 22 corresponding to a plurality of individual batteries 20 and the main system 24 for controlling the operation of the measurement module 22.
또한, 측정모듈(22)의 A단자는 전지의 (+)단자에 연결되고, B단자는 전지의 (-)단자에 연결되고, 이 측정모듈(22)의 단자 중 C단자는 위치상으로 상위 측정모듈(22)과 연결되고, D단자는 위치상으로 하위의 측정모듈(22)과 연결되며, 위치상으로 최상위의 측정모듈(22)의 C단자는 메인시스템(24)과 연결된다.In addition, the A terminal of the measuring module 22 is connected to the (+) terminal of the battery, the B terminal is connected to the (-) terminal of the battery, and the C terminal of the terminals of the measuring module 22 differ in position. It is connected to the measurement module 22, the D terminal is connected to the lower measurement module 22 in position, and the C terminal of the uppermost measurement module 22 in position is connected to the main system 24.
또한 이 측정모듈(22)의 B단자는 위치상으로 하위의 개별밧데리(20)와 연결되고, A단자는 위치 상으로 상위의 개별밧데리(20)와 연결되며, 위치상으로 최하위의 측정모듈(22)의 B단자는 메인(24)시스템과 그라운드에 연결된다.In addition, the B terminal of the measuring module 22 is connected to the lower individual battery 20 in position, the A terminal is connected to the upper individual battery 20 in position, and the lowest measuring module ( Terminal B of 22) is connected to the main 24 system and ground.
또한, 각 측정모듈의 A단자 및 B단자 사이에는 이 측정모듈과 연결된 밧데리의 전압(V)이 존재한다.In addition, between the terminals A and B of each measurement module, there is a voltage V of the battery connected to the measurement module.
제3도는 제2도에 나타낸 측정모듈에 대한 기구적인 구성도를 나타낸 도면으로서, A단자는 개별밧데리의 (+)단자에 연결되고, B단자는 밧데리의 (-)단자에 연결된다. 또, C단자는 위치상으로 상위 전압측정모듈과 연결되고 D단자는 위치상으로 하위 전압측정모듈에 연결된다. 또 위치상으로 최상위의 전압 측정모듈과 최하위의 전입 측정모듈은 메인 시스템과 연결되고, 최하위의 전압 측정모듈과 메인 시스템과 연결된 라인에 접지가 설치된다.3 is a diagram showing the mechanical configuration of the measurement module shown in FIG. 2, where A terminal is connected to the (+) terminal of the individual battery, B terminal is connected to the (-) terminal of the battery. In addition, the C terminal is connected to the upper voltage measurement module in position and the D terminal is connected to the lower voltage measurement module in position. In addition, the highest voltage measurement module and the lowest voltage measurement module are connected to the main system in position, and the ground is connected to the line connecting the lowest voltage measurement module and the main system.
그러나 이와 같은 단자들의 연결 방법은 구분을 쉽게 하기 위한 것이지 실제로 다른 측정모듈과 연결할 때 C단자에 연결하거나, D단자에 연결하여도 각각의 전압측정모듈마다 자신의 고유 어드레스를 세팅하여 자신의 위치를 나타낼 수 있기 때문에 상관없다. C단자 및 D단자에 대한 자세한 신호는 제4도에서 설명한다.However, the connection method of these terminals is to make it easy to distinguish between them. When connecting to other measuring module, connect to C terminal or D terminal, but set their own address for each voltage measuring module. It does not matter because it can be represented. Detailed signals for the C and D terminals are described in FIG.
제4도는 본 발명의 제3도의 측정모듈에 대한 상세한 도면으로서, 제4도에 도시된 측정모듈은 메인시스템(24)으로부터 +12볼트의 전원이 인가되면 이 전원을 공급받아 릴레이를 구동하여 개별밧데리(40)로부터의 전원을 측정모듈에 인가하는 릴레이 구동부(44), 개별밧데리로부터 공급된 전원을 받아서 측정모듈의 각 회로부에 안정적인 전원을 공급하는 정전압회로부(42), 개별밧데리(40)로부터 공급된 전압을 데이터처리부에 입력될 수 있는 전압으로 바꾸어 주기 위한 스케일링 회로부(46), 정전압회로부(42)로부터 안정된 전원을 공급받아 개별밧데리의 온도를 측정하는 온도측정회로부(48), 상기 온도측정회로부 및 스케일링회로부(46)로부터 입력된 밧데리 전압을 디지탈 신호로 바꾸어 주는 데이터처리부(47), 측정모듈의 어드레스를 발생하여 데이터처리부(47)에 제공하는 보드ID회로부(49)로 구성된다.FIG. 4 is a detailed view of the measurement module of FIG. 3 of the present invention. The measurement module shown in FIG. 4 is supplied with +12 volts of power from the main system 24 to drive the relay. Relay drive unit 44 for applying power from battery 40 to measurement module, constant voltage circuit unit 42 for receiving power supplied from individual batteries and supplying stable power to each circuit of measurement module, from individual battery 40 The scaling circuit section 46 for converting the supplied voltage into a voltage that can be input to the data processing section, the temperature measuring circuit section 48 for measuring the temperature of the individual battery by receiving a stable power from the constant voltage circuit section 42, the temperature measurement Data processing unit 47 for converting the battery voltage input from the circuit unit and the scaling circuit unit 46 into a digital signal, and generating the address of the measurement module to process the data. Consists of a board ID circuit 49 is provided in (47).
이어서 제4도에 도시된 측정모듈의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Next, the operation of the measurement module illustrated in FIG. 4 is as follows.
메인 시스템이 작동되면 +12볼트의 전원이 공급되어 각 모듈의 릴레이(44)가 구동되어 밧데리의 전원을 측정모듈에 있는 정전압회로부(42)에 공급한다.When the main system is operated, the power of +12 volts is supplied to drive the relay 44 of each module to supply the battery power to the constant voltage circuit unit 42 in the measurement module.
릴레이를 구동하는 메인시스템에서 공급되는 전원은 메인 시스템에 위치한마이크로프로세서가 밧데리의 전압을 측정하고자 하는 시점에만 공급되며, 전압 측정모듈이 전압을 측정할 필요가 없을 때에는 전원이 공급되지 않는다. 따라서, 메인시스템에서 공급되는 +12V 및 그라운드전원은 초기에 릴레이 또는 아날로그 스위치를 구동하기 위한 전원이다. 이와 같이 밧데리의 전압을 측정하고자 하는 시점에서만 전압측정모듈에 메인시스템에서 전압을 공급해 주기 때문에 불필요한 전원의 낭비를 줄일 수 있다.The power supplied from the main system driving the relay is supplied only when the microprocessor located in the main system wants to measure the voltage of the battery. The power is not supplied when the voltage measurement module does not need to measure the voltage. Thus, the + 12V and ground power supplies from the main system are initially power supplies for driving relays or analog switches. In this way, since the voltage is supplied from the main system to the voltage measurement module only at the time of measuring the voltage of the battery, unnecessary waste of power can be reduced.
정전압회로부(42)는 릴레이 구동부(44)가 구동되었을 때 밧데리(40)로부터 8 내지 17V까지 변할 수 있는 불안정한 전압을 입력받아 전압측정모듈에 안정적인 전원으로 공급해 주는 역할을 한다. 이 정전압회로부(42)에서는 밧데리 전압 8 내지 17V를 입력받아 +5V, +12V의 전압을 출력하게 된다. +5V전압에서는 일반적인 TTL, 데이터처리부를 구동하고 +12볼트는 아날로그 회로의 전압으로 사용한다.The constant voltage circuit unit 42 receives an unstable voltage that may vary from the battery 40 to 8 to 17V when the relay driver 44 is driven, and supplies the stable voltage to the voltage measuring module. The constant voltage circuit section 42 receives the battery voltage of 8 to 17V and outputs voltages of + 5V and + 12V. At + 5V voltage, typical TTL and data processor are driven and + 12V is used as the voltage of analog circuit.
스케일링회로(46)는 데이터처리부(47)에서 변환할 수 있는 입력전압으로 변환시켜 주는 역할을 한다. 일반적으로 밧데리(40)의 전압은 8V 내지 17V인 반면 데이터처리부(47)는 입력전압 범위가 제한되어 있기 때문에 대부분은 0V 내지 5V의 입력전압을 받아들이게 되어 있지만, 0V 내지 10V 혹은 -10V 내지 +10V의 입력전압을 받아들이게 되어 있는 경우도 있다. 따라서 데이터처리부(47)에서 받아들이는 입력범위의 전압으로 받아들일 수 있도록 저항 혹은 OP 앰프를 사용하여 분압한다.The scaling circuit 46 converts the input voltage into an input voltage that can be converted by the data processor 47. In general, the voltage of the battery 40 is 8V to 17V, whereas the data processor 47 is limited to the input voltage range, and most of them accept an input voltage of 0V to 5V, but 0V to 10V or -10V to + 10V. In some cases, an input voltage of? Therefore, the voltage is divided by using a resistor or an OP amplifier so as to be accepted by the voltage of the input range received by the data processor 47.
온도 측정회로(48)는 밧데리의 용량이 온도의 변화에 따라 변화하는 것을 보상하기 위해 온도 측정을 하기 위한 회로이다. 써미스터를 사용하여 구성하거나 Thermocouple 또는 온도 측정용 전용IC를 이용하여 인터페이스 회로를 구성한다.The temperature measuring circuit 48 is a circuit for performing temperature measurement to compensate for the change in the capacity of the battery according to the change in temperature. The interface circuit can be configured using a thermistor or a thermocouple or dedicated IC for temperature measurement.
보드 ID회로부(50)는 여러개의 전압측정모듈 고유 어드레스를 나타내기 위한 것으로서, 딥스위치로 세팅하여 자신의 고유 어드레스를 갖는다.The board ID circuit unit 50 is for representing a plurality of voltage measuring module unique addresses, and has a unique address set by a dip switch.
제5도는 제2도에 도시된 메인 시스템의 상세한 도면으로서, CAN컨트롤러 및 드라이버부(50), 전체의 전압측정모듈을 관리하는 마이크로프로세서(52) 및 마이크로프로세서(52)로부터 출력된 데이터를 입력받아 밧데리의 전체전압 및 불량전지를 표시해 주는 디스플레이부(54)로 구성되고, CAN컨트롤러 및 드라이버부(80)와 마이크로프로세서(52)는 상호 데이터 및 컨트롤 신호를 제공한다.FIG. 5 is a detailed view of the main system shown in FIG. 2, and inputs data output from the CAN controller and driver unit 50, the microprocessor 52 and the microprocessor 52 managing the entire voltage measurement module. It is composed of a display unit 54 for receiving the total voltage of the battery and the defective battery, the CAN controller and driver unit 80 and the microprocessor 52 provides mutual data and control signals.
이와 같이 메인 시스템(24)은 전체의 개별 전압 측정모듈로부터 개별밧데리의 전압 및 온도를 체크하고, 이를 토대로 전체의 개별밧데리 전압을 더하여 밧데리 전체전압을 계산하고, 전체전압 및 일정전압 이하의 불량전지를 찾아서 표시해 주는 역할을 한다.As such, the main system 24 checks the voltage and temperature of the individual batteries from the entire individual voltage measurement module, calculates the total battery voltage by adding the individual battery voltages based on this, and calculates the total voltage and the defective battery below a certain voltage. It finds and displays.
이어서 제5도에 도시된 메인시스템의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Next, the operation of the main system shown in FIG. 5 will be described.
CAN컨트롤러 및 드라이버부(50)는 마이크로프로세서(52)의 일반적인 디지탈 데이터를 CAN의 데이터 형식으로 매칭시켜 주는 역할을 한다.The CAN controller and driver unit 50 serves to match general digital data of the microprocessor 52 to the data format of CAN.
디스플레이부(54)에서는 마이크로프로세서(52)로부터 출력된 데이터를 받아서 전체 전압 및 이상이 발생된 밧데리의 번호를 표시해 주는 역할을 한다.The display unit 54 receives data output from the microprocessor 52 and displays a total voltage and a number of batteries in which an abnormality has occurred.
이어서 본 발명에 따른 제2도 내지 제5도를 참조하여 개별밧데리의 전압 및 온도를 측정하는 장치의 동작원리를 살펴보면 다음과 같다.Next, the operation principle of the device for measuring the voltage and temperature of the individual batteries with reference to FIGS. 2 to 5 according to the present invention.
개별밧데리(40)의 전원은 개별밧데리(40)의 측정모듈의 릴레이와 연결되어 있는데, 마이크로프로세서(52)가 개별밧데리(40)의 전압을 읽어들이고자 하는 경우는 메인 시스템(제5도)으로부터 +12V 및 그라운드 전원이 개별밧데리의 측정모듈에 공급되어 릴레이 구동부(44)가 릴레이를 구동시켜 모든 측정모듈(제4도)에 전원을 공급한다.The power of the individual battery 40 is connected to the relay of the measurement module of the individual battery 40. When the microprocessor 52 wants to read the voltage of the individual battery 40, the main system (FIG. 5) From the + 12V and ground power supply to the measurement module of the individual battery, the relay driver 44 drives the relay to supply power to all the measurement module (Fig. 4).
릴레이 구동부는 DPDT(Double Pole Double Throw)형, 또는 SPDT(Single pole double throw)형의 아날로그 스위치(도면에 미도시) 두개를 한 세트로 조합하여 사용한다.The relay driver uses a combination of two sets of analog switches (not shown) of a double pole double throw (DPDT) type or a single pole double throw (SPDT) type.
각각의 개별밧데리의 측정모듈은 각각의 개별밧데리로부터 전원을 입력받아 이를 전압 정류기(Voltage Regulor)를 이용한 정전압 회로부(42)에서 +5v 및 +12v의 전원을 만들어 +5v의 전원을 데이터처리부(47)에 공급하고, +12V의 전원을 스케일링 회로부(46) 및 온도측정 회로부(48)에 공급한다.The measurement module of each individual battery receives power from each individual battery and generates + 5v and + 12v power in the constant voltage circuit unit 42 using a voltage rectifier to supply + 5v power to the data processing unit 47. ) And a + 12V power supply to the scaling circuit section 46 and the temperature measuring circuit section 48.
스케일링회로부(46)와 온도측정회로부(48)로부터 적절한 전압을 입력받은 데이터처리부(47)는 CAN버스를 통해 컨트롤이 가능하며, 내부에 A/D컨트롤 레지스터(도면에 미도시), A/D 컨버터 및 A/D 변환결과를 저장하는 레지스터(도면에 미도시)가 있고, 자신의 어드레스 딥스위치로 세팅할 수 있는 것을 사용한다.The data processing unit 47, which receives the appropriate voltage from the scaling circuit unit 46 and the temperature measuring circuit unit 48, can be controlled through the CAN bus, and has an A / D control register (not shown) and A / D. There are registers (not shown in the figure) that store the converter and A / D conversion results, and use the ones that can be set by their address dip switches.
메인시스템(제5도)의 마이크로프로세서(52)와 측정모듈(제4도)간에는 CAN 하이라인 및 CAN 로우라인 두 개의 시리얼 라인을 통해 데이터가 송수신된다.Data is transmitted and received between the microprocessor 52 of the main system (FIG. 5) and the measurement module (FIG. 4) via two serial lines, a CAN high line and a CAN low line.
개별밧데리의 측정모듈(제4도)에 전원이 공급되고 메인 시스템(제5도)이 특정 측정모듈의 전압을 읽어 들이고자 할 경우 마이크로프로세서(52)는 CAN컨트롤러 및 드라이버(50)를 통해서 특정번지의 개별밧데리의 측정모듈의 데이터처리부(47)를 스타트하는 신호를 보낸다. 이 특정번지 개별밧데리의 측정모듈의데이터처리부(47)는 일정 시간이 경과한 후에, 자신의 어드레스와 함께 A/D로 변환된 결과를 CAN컨트롤러 및 드라이버(50)를 통해 마이크로르로세서(52)에 전송하게 된다.When power is supplied to the measurement module (Fig. 4) of the individual battery and the main system (Fig. 5) wants to read the voltage of the specific measurement module, the microprocessor 52 can be specified through the CAN controller and driver 50. A signal for starting the data processor 47 of the measurement module of the individual battery at the address is sent. After a predetermined time has elapsed, the data processing unit 47 of the measurement module of the specific address individual battery, via the CAN controller and driver 50, converts the result of A / D with its own address into the microprocessor 52. Will be sent to.
마이크로프로세서(52)는 데이터 단자에서 변환된 데이타를 읽어들여 이를 실제 전압으로 환산해 주고, 개별밧데리의 모든 전압을 더하여 전체 전압을 계산하며, 일정전압 이하의 불량전지를 찾아서 디스플레이부(54)에 전송한다.The microprocessor 52 reads the data converted from the data terminal and converts it to the actual voltage, adds all the voltages of the individual batteries to calculate the total voltage, and finds a defective battery having a predetermined voltage or less and displays the defective value in the display unit 54. send.
디스플레이부(54)에서는 마이크로프로세서(50)로부터 공급된 데이터를 받아서 전체전압 및 이상이 발생된 개별밧데리의 번호를 표시해 준다.The display unit 54 receives the data supplied from the microprocessor 50 and displays the number of individual batteries in which the total voltage and abnormality have occurred.
따라서, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 CAN을 이용한 개별밧데리의 전압 및 온도를 측정하는 방법은 필요한 시점에만 전압측정모듈을 온시켜 주기 때문에 불필요한 전력의 손실을 방지하는 효과를 갖는다.Therefore, as described above, the method for measuring the voltage and temperature of the individual battery using the CAN according to the present invention has an effect of preventing unnecessary power loss because the voltage measuring module is turned on only at the required time.
또, 개별밧데리의 전압을 측정하기 때문에 어느 하나의 개별밧데리에 이상이 발생할 경우, 모든 밧데리의 전압을 측정하지 않아도 전지의 이상 여부를 즉시 알 수 있는 효과를 갖는다.In addition, since the voltage of the individual battery is measured, if any one of the individual battery is abnormal, it has the effect of immediately knowing whether the battery is abnormal even without measuring the voltage of all the batteries.
또 종래의 멀티플렉싱 방법을 사용한다면 측정하고자 하는 라인의 수가 밧데리 개수의 2배로 늘어나는데 반해, 네가닥의 라인만을 직렬로 연결하기 때문에 라인의 수를 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 라인의 길이가 짧아짐으로 인해 노이즈의 영향을 줄일 수 있는 효과를 갖는다.In addition, using the conventional multiplexing method, the number of lines to be measured is doubled to the number of batteries, but since only four lines are connected in series, the number of lines can be greatly reduced and the length of the lines is shortened. Has the effect of reducing the effect of.
또, 측정하고자 하는 개별밧데리의 수가 증가하더라도 측정모듈만을 삽입하면 되기 때문에 시스템 확장 및 조립시 작업의 효율을 극대화 할 수 있는 효과를갖는다.Moreover, even if the number of individual batteries to be measured increases, only the measurement module needs to be inserted, which has the effect of maximizing work efficiency when expanding and assembling the system.
제1도는 종래기술의 구성도이다.1 is a configuration diagram of the prior art.
제2도는 본 발명에 따른 전체 구성도이다.2 is an overall configuration diagram according to the present invention.
제3도는 본 발명에 따른 기구적 구성도이다.3 is a structural diagram according to the present invention.
제4도는 본 발명의 전압측정모듈을 나타낸 블록도이다.4 is a block diagram showing a voltage measurement module of the present invention.
제5도는 본 발명의 메인 시스템을 나타낸 도면이다.5 is a diagram showing the main system of the present invention.
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