KR100897121B1 - Battery voltage measuring circuit - Google Patents

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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 셀 전압을 측정하기 위해, 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 고전압 배터리의 셀 전압을 측정하되, 제어 및 측정용 씨피유(CPU)를 1 개만 사용할 수 있게 되고, 또한 포토모스 릴레이(RLY1 내지 RLY25)를 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.A battery voltage measuring circuit according to the present invention includes a high voltage battery, a voltage measuring circuit, and a battery controller of a hybrid vehicle or an electric vehicle including an AD converter, wherein the voltage measuring circuit measures a cell voltage of the high voltage battery. In order to measure, the power supply of the power supply unit is used independently, and the power supply unit switches the power of the differential amplifier to +,-when the positive connection or the reverse connection of the Photomos relay included in the voltage measuring circuit is performed. Characterized in that the supply. According to the present invention, the cell voltage of the high voltage battery is measured using 48 channels, but only one CPU for control and measurement can be used, and the photomos relays RLY1 to RLY25 are used more than 48 channels. Since only one more 49 can be used, the material cost of the battery controller BMS can be greatly reduced.

고전압 배터리, 전압 측정 회로, 포토모스 릴레이, 간소화, 재료비 High Voltage Battery, Voltage Measuring Circuit, Photomos Relay, Simplification, Material Cost

Description

배터리 전압 측정 회로 {Battery voltage measuring circuit} Battery voltage measuring circuit {Battery voltage measuring circuit}

도 1은 관련 자동차 개발 업체에서 제안하고 있는 전압 측정 회로의 한 실시예를 나타낸 도면, 1 is a view illustrating an embodiment of a voltage measuring circuit proposed by a related automobile developer;

도 2는 본 발명에 따른 전압 측정 회로에 대한 실시예를 나타낸 도면이다.2 is a view showing an embodiment of a voltage measuring circuit according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

40 : 고전압 배터리 50 : 전압 측정 회로40: high voltage battery 50: voltage measurement circuit

60 : AD 변환부 70 : 전원 공급부60: AD converter 70: power supply

80 : AD 값 수신부 90 : 포토모스 렐레이 제어부 80: AD value receiving unit 90: PhotoMOS relay control unit

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. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery voltage measuring circuit, and more particularly, to a hybrid vehicle or an electric vehicle for accurately measuring a battery voltage of a hybrid vehicle (HEV) or an electric vehicle (EV) using a simpler configuration. Relates to a battery voltage measurement circuit for an automobile.

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. In general, in the hybrid vehicle HEV or EV, the voltage, the current, and the temperature of the battery are measured to calculate the SOC and the output power of the battery in real time.

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.For example, as shown in FIG. 1, a battery of a hybrid vehicle HEV or an electric vehicle EV including a high voltage battery 10, a voltage measurement circuit 20, an AD converter 30, and the like. In a battery management system (BMS), a voltage value of each module of a series connected battery is measured.

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. In addition, by using the measured voltage value, the control information of the high voltage battery 10 is obtained to perform a series of battery management operations for managing the battery so as to satisfy battery usage and a target life while driving.

또한, 상기 전압 측정 회로는, 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. In addition, the voltage measurement circuit measures the battery voltage while ensuring the isolation of the battery connected in series with the vehicle body ground (GND), which is a very important technology in a battery controller, and according to the voltage measurement circuit. The performance and material cost of the battery controller BMS is determined.

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(RLY1 내지 RLY25)가 48 채널의 2 배에 해당하는 96 개만큼 많이 필요하기 때문에, 결국 배터리 제어기(BMS)의 재료비를 크게 상승시키는 문제점이 있다. Meanwhile, FIG. 1 illustrates an embodiment of a voltage measuring circuit proposed by a related automobile developer (eg, Honda). The voltage measuring circuit measures a battery voltage using 48 channels, but for controlling. Since the CPU and the CIF for measurement are required separately, and as many as 96 PhotoMOS relays (RLY1 to RLY25) are required, which is twice that of the 48 channels, the material cost of the battery controller (BMS) is eventually reduced. There is a problem that greatly increases.

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. Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, by allowing the battery voltage of a hybrid vehicle (HEV) or an electric vehicle (EV) to be accurately measured using a voltage measurement circuit of a simpler configuration. It is an object of the present invention to provide a battery voltage measuring circuit for reducing the material cost of a battery controller (BMS).

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 셀 전압을 측정하기 위해, 전원 공급부의 전원을 독립적으로 사용하고, 상기 전원 공급부는, 상기 전압 측정 회로에 포함된 포토모스 릴레이의 정 접속 또는 역 접속시, 차동 증폭기의 전원을 +, -로 공급하게 되는 것을 특징으로 하며,A battery voltage measuring circuit according to the present invention for achieving the above object is a battery controller of a hybrid vehicle or an electric vehicle comprising a high voltage battery, a voltage measuring circuit, and the AD converter, the voltage measuring circuit, In order to measure the cell voltage of the high voltage battery, a power supply of a power supply unit is independently used, and the power supply unit supplies power of the differential amplifier when the positive or negative connection of the photomos relay included in the voltage measuring circuit is performed. , Characterized in that to be supplied as-,

또한, 상기 전압 측정 회로에는, 상기 고전압 배터리의 셀 개수보다 하나 많은 포토모스 릴레이가 연결 구성되고, 상기 전압 측정 회로는, 48 채널을 이용하여 고전압 배터리의 셀 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. In addition, one or more photomoss relays are connected to the voltage measuring circuit than the number of cells of the high voltage battery, and the voltage measuring circuit measures the cell voltage of the high voltage battery using 48 channels. Only one (CPU) is used and as many as 49 photoMOS relays are used, one more than 48 channels.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

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. 2 shows a configuration of a voltage measuring circuit according to the present invention. As described above, in a hybrid vehicle HEV or an EV, the battery voltage, current, temperature, and the like are measured. It calculates the SOC and the output power of the battery in real time.

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 전원 공급부(70)의 전원을 사용하여 고전압 배터리(40)의 셀(VCell1 내지 VCell24) 전압을 독립적으로 측정한다.For example, as shown in FIG. 2, a battery controller of a hybrid vehicle HEV or an electric vehicle EV including a high voltage battery 40, a voltage measurement circuit 50, an AD converter 60, and the like. (BMS), but the voltage measuring circuit 50 independently measures the voltages of the cells V Cell1 to V Cell24 of the high voltage battery 40 using the power of the power supply unit 70.

그리고, 상기 전압 측정 회로(50)에 포함된 포토모스 릴레이(RLY1 내지 RLY25)는 전원 공급부(70)의 전원을 사용하여 고전압 배터리(40)의 셀(VCell1 내지 VCell24) 전압을 독립적으로 측정하는데, 정 접속시에는 차동 증폭기로 고전압 배터리(40) 셀(VCell1 내지 VCell24)의 + 전원을 공급하고, 역 접속시에는 차동 증폭기로 고전압 배터리(40) 셀(VCell1 내지 VCell24)의 - 전원을 공급하게 되며, 상기 전압 측정 회로(50)에는, 상기 고전압 배터리(40)의 셀(VCell1 내지 VCell24) 개수보다 하나 많은 포토모스 릴레이(RLY1 내지 RLY25)가 연결 구성된다.The photomoss relays RLY1 to RLY25 included in the voltage measuring circuit 50 independently measure the voltages of the cells V Cell1 to V Cell24 of the high voltage battery 40 using the power of the power supply unit 70. In positive connection, the differential amplifier supplies + power to the high voltage battery 40 cells (V Cell1 to V Cell24 ), and in reverse connection, the differential amplifier supplies the high voltage battery 40 cells (V Cell1 to V Cell24 ). Supplying power, the voltage measuring circuit 50 is connected to one or more photoMOS relays (RLY1 to RLY25) than the number of cells (V Cell1 to V Cell24 ) of the high voltage battery (40).

또한, 상기 전압 측정 회로(50)에서는, 직렬 연결된 고전압 배터리(40)의 각 셀(VCell1 내지 VCell24)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. In addition, the voltage measuring circuit 50 measures the voltage value of each cell (V Cell1 to V Cell24 ) of the high voltage battery 40 connected in series, and as the measured voltage value, of the high voltage battery 40 The control information is obtained to perform a series of battery management operations to manage the battery to satisfy the battery usage and the target life while driving.

한편, 상기 전압 측정 회로(50)는, 직렬로 연결된 고전압 배터리(40)와 차체 그라운드(GND)의 절연(Isolate)을 확보하면서, 고전압 배터리(40)의 셀(VCell1 내지 VCell24) 전압을 측정하게 되는 데, 예를 들어 도 2에 나타낸 바와 같이, 포토모스 릴레이 제어부(90)에 의해, 현재 측정하고자 하는 고전압 배터리(40)의 각 셀(VCell1 내지 VCell24)에 해당하는 포토모스 릴레이(RLY1 내지 RLY25)가 선택되면, 상기 전압 측정 회로(50)에 의해 측정되는 해당 고전압 배터리(40)의 셀(VCell1 내지 VCell24) 전압은, 상기 AD 변환부(60)를 거쳐, 주파수 값으로 변환된다.Meanwhile, the voltage measuring circuit 50 measures the voltages of the cells V Cell1 to V Cell24 of the high voltage battery 40 while ensuring isolation of the high voltage battery 40 and the vehicle ground GND connected in series. For example, as shown in FIG. 2, the photomoss relay controller 90 corresponds to the photomoss relays corresponding to the cells V Cell1 to V Cell24 of the high voltage battery 40 to be measured . When (RLY1 to RLY25) is selected, the voltage of the cells (V Cell1 to V Cell24 ) of the high voltage battery 40 measured by the voltage measuring circuit 50 passes through the AD converter 60 and the frequency value. Is converted to.

그리고, 상기 변환된 주파수 값은, 도 2에 나타낸 바와 같이, AD 값 수신부(80)로 전송되므로, 배터리 제어기(BMS)에서는, 이를 수신하여, 주파수 값을 고전압 배터리(40)의 셀(VCell1 내지 VCell24) 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. Since the converted frequency value is transmitted to the AD value receiving unit 80 as shown in FIG. 2, the battery controller BMS receives the received frequency value and transmits the frequency value to the cell V Cell1 of the high voltage battery 40. To V Cell24 ) to calculate the SOC and output power of the battery in real time, and perform a series of battery management operations to manage the battery to satisfy the battery usage and target life while driving. .

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. It is to be understood that the present invention is not limited to the above-described exemplary preferred embodiments, but may be embodied in various ways without departing from the spirit and scope of the present invention. If you have it, you can easily understand it. If the implementation by such improvement, change, replacement or addition falls within the scope of the appended claims, the technical idea should also be regarded as belonging to the present invention.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 48 채널을 이용하여 고전압 배터리(40)의 셀(VCell1 내지 VCell24) 전압을 측정하되, 제어 및 측정용 씨피유(CPU)를 1 개만 사용할 수 있게 되고, 또한 포토모스 릴레이(RLY1 내지 RLY25)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.As described above, according to the present invention, the voltage of the cells (V Cell1 to V Cell24 ) of the high voltage battery 40 is measured using 48 channels, but only one CPU for control and measurement can be used, Since the MOS relays RLY1 to RLY25 can be used as much as 49 more than 48 channels, the material cost of the battery controller BMS can be greatly reduced.

Claims (4)

고전압 배터리와;A high voltage battery; 상기 고전압 배터리의 셀 개수보다 하나 많은 포토모스 릴레이를 포함하는 전압 측정 회로와;A voltage measuring circuit including one or more photoMOS relays than the number of cells of the high voltage battery; 상기 전압 측정 회로가 측정한 상기 고접압 배터리의 전압이 공급되는 차동 증폭기를 포함하는 아날로그 디지털 변환부와;An analog-digital converter including a differential amplifier supplied with the voltage of the high voltage battery measured by the voltage measuring circuit; 상기 아날로그 디지털 변환부의 차동 증폭기에 전원을 독립적으로 공급하는 전원 공급부를 포함하며,It includes a power supply for supplying power independently to the differential amplifier of the analog-to-digital converter, 상기 전압 측정 회로는 상기 포토모스 릴레이의 정 접속 시에 상기 아날로그 디질털 변환부의 상기 차동 증폭기로 상기 고전압 배터리의 각 셀의 + 전원을 공급하고, 상기 포토모스 릴레이의 역 접속 시에 상기 아날로그 디지털 변환부의 상기 차동 증폭기로 상기 고전압 배터리의 각 셀의 - 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 측정 회로.The voltage measuring circuit supplies + power of each cell of the high voltage battery to the differential amplifier of the analog digital conversion unit at the positive connection of the photomoss relay, and the analog-digital conversion at the reverse connection of the photomoss relay. The negative voltage differential circuit supplies negative power to each cell of the high voltage battery. 삭제delete 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 전압 측정 회로는, 48 채널을 이용하여 상기 고전압 배터리의 셀 전압을 측정하되, 제어 및 측정용 씨피유를 1 개만 사용하고, 상기 포토모스 릴레이를 48 채널 보다 1 개 더 많은 49 개만큼만 사용하는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 측정 회로.The voltage measuring circuit measures the cell voltage of the high voltage battery using 48 channels, using only one control and measurement CPI, and using only 49 more photoMOS relays than 48 channels. A battery voltage measuring circuit. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 전압 측정 회로에서 측정된 전압 값은, 상기 아날로그 디지털 변환부에 의해 주파수 값으로 변환 출력되는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 측정 회로.And a voltage value measured by the voltage measuring circuit is converted into a frequency value by the analog-digital converter.
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