KR101426913B1 - cell-voltage sensor of battery. - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배터리 셀전압 센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저항체를 이용하여 전압에 비례하는 열을 발생시키고, 발생된 열을 전기적으로 격리된 또 다른 저항체에 전달하여 그 저항체의 전기적 저항변화율을 이용하여 전압을 측정하기 위한 배터리 셀전압 센서에 관한 것이다.
본 발명인 배터리 셀전압 센서는,
배터리 셀을 연결하기 위한 패드가 형성되어 있는 실리콘기판(100)과;
다리에 의해 지지되며, 내부에 제1저항체와 제2저항체를 구성하되, 저항체들을 부도체막으로 일정거리 이격시켜 구성시킨 구조판(120a, 120b)과;
상기 구조판 내부에 형성된 제1저항체와 제2저항체에 각각 연결되어 패드와 전기적으로 연결시키기 위한 도전체막;을 포함하여 구성되어,
배터리 셀을 패드에 접속시키면 제1저항체에 의해 전압에 비례하는 열이 구조판 내부에서 발생되고, 발생된 열을 전기적으로 격리된 제2저항체에 전달하여 제2저항체의 전기적 저항 변화율을 이용하여 수신부에서 배터리 셀의 전압을 측정하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a battery cell voltage sensor, and more particularly, to a battery cell voltage sensor that generates heat proportional to a voltage using a resistor, transfers generated heat to another electrically isolated resistor, To a battery cell voltage sensor for measuring a voltage.
In the battery cell voltage sensor of the present invention,
A silicon substrate 100 on which pads for connecting battery cells are formed;
Structured plates (120a, 120b) supported by the legs and having a first resistor and a second resistor formed therein, the resistors being spaced apart from each other by a nonconductive film;
And a conductive film connected to the first resistor and the second resistor formed in the structural plate to electrically connect the pad and the first resistor,
When the battery cell is connected to the pad, a heat proportional to the voltage is generated in the structural plate by the first resistor, and the generated heat is transferred to the electrically isolated second resistor, The voltage of the battery cell is measured.
Description
본 발명은 배터리 셀전압 센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저항체를 이용하여 전압에 비례하는 열을 발생시키고, 발생된 열을 전기적으로 격리된 또 다른 저항체에 전달하여 그 저항체의 전기적 저항변화율을 이용하여 전압을 측정하기 위한 배터리 셀전압 센서에 관한 것이다.
The present invention relates to a battery cell voltage sensor, and more particularly, to a battery cell voltage sensor that generates heat proportional to a voltage using a resistor, transfers generated heat to another electrically isolated resistor, To a battery cell voltage sensor for measuring a voltage.
도 1은 종래의 배터리 셀이 직렬로 연결된 배터리팩 모식도이다.1 is a schematic view of a battery pack in which a conventional battery cell is connected in series.
최근 대체에너지의 개발의 일환으로 태양전지 및 연료전지의 개발이 활발히 이루어지고 있다.Recently, the development of solar cells and fuel cells is being actively carried out as part of the development of alternative energy.
또한 에너지 절감의 일환으로 전기자동차가 개발되면서 대용량의 배터리가 자동차에 적용되고 있다.In addition, electric vehicles have been developed as a part of energy saving, and large capacity batteries are being applied to automobiles.
도 1에 도시한 바와 같이, 이러한 태양전지 및 연료전지 그리고 전기자동차의 배터리는 일반적으로 여러개 또는 수십개의 셀을 직렬로 연결하여 높은 전압으로 발생시켜 사용되고 있다.As shown in FIG. 1, the solar cell, the fuel cell, and the battery of the electric automobile are generally used by connecting several or dozens of cells in series and generating a high voltage.
각 셀이 직렬로 연결되어 있으므로 한 개의 셀이라도 문제가 발생되면 배터의 공급전류가 작아지는 문제가 발생하게 된다.Since each cell is connected in series, if the problem occurs even in one cell, the supply current of the battery becomes small.
따라서, 각 셀의 정상 동작 유무를 항상 감시해야 하고, 이를 위하여 셀 전압센서가 필요하게 되었다.Therefore, the presence or absence of normal operation of each cell must be monitored at all times, and a cell voltage sensor is required for this purpose.
도 2a는 반도체 직접회로를 이용하여 셀전압을 측정하는 배터리 셀전압 센서를 나타낸 예시도이다.2A is an exemplary view showing a battery cell voltage sensor for measuring a cell voltage using a semiconductor integrated circuit.
도 2a는 Linear사의 LTC6802-1의 제품이며, 반도체 공정으로 제작되므로 대량 생산이 가능하나, 셀이 많은 경우에 반도체의 내전압을 매우 높게 설계 및 제작해야 한다.2A is a product of Linear's LTC6802-1, which can be mass-produced because it is manufactured by a semiconductor process, but when the cell is large, the withstand voltage of the semiconductor must be designed and manufactured very high.
반도체의 내전압을 상당히 높이는 것은 어렵기 때문에 여러개의 제품을 직렬로 사용해야 한다는 단점이 있다.Since it is difficult to increase the withstand voltage of a semiconductor considerably, it is disadvantageous to use several products in series.
도 2b는 포토 커플러를 이용하여 셀전압을 측정하는 배터리 셀전압 센서를 나타낸 예시도이다.2B is an exemplary view showing a battery cell voltage sensor for measuring a cell voltage using a photocoupler.
도 2b는 각각의 셀 양단에 연결되므로 상위의 셀에 연결하더라도 고전압의 영향을 받지 않으며, 광으로 신호가 전달되므로 수신부가 전기적으로 격리된다는 장점이 있다.2B is connected to both ends of each cell. Therefore, even if the cell is connected to an upper cell, it is not affected by a high voltage and a signal is transmitted by light, so that the receiver is electrically isolated.
그러나, LED와 포토다이오드의 특성이 온도의 영향을 크게 받고, 셀전압이 LED의 TURN-ON 전압 이하인 경우에는 LED에서 광이 발생되지 않아 셀전압 측정이 안된다는 단점이 있었다.However, when the characteristics of the LED and the photodiode are greatly influenced by the temperature and the cell voltage is below the TURN-ON voltage of the LED, there is a disadvantage that the cell voltage measurement can not be performed because no light is generated from the LED.
도 2c는 트랜스포머를 이용하여 셀전압을 측정하는 배터리 셀전압 센서를 나타낸 예시도이다.2C is an exemplary view showing a battery cell voltage sensor for measuring a cell voltage using a transformer.
도 2c는 측정부의 동작 전압을 수신부에서 제1트랜스포머를 이용하여 공급하고 배터리 셀 측정전압을 제2트랜스포머로 수신부에 전달하는 원리로 동작한다.FIG. 2C shows a principle of supplying the operating voltage of the measuring unit using the first transformer at the receiving unit and transmitting the measured voltage of the battery cell to the receiving unit using the second transformer.
포토커플러와 마찬가지로 각 셀 양단에 연결되므로 고전압의 영향을 받지 않으며, 자기장을 이용하여 신호가 전달되므로 수신부가 전기적으로 격리된다는 장점이 있다.As the photocoupler is connected to both ends of each cell, it is not influenced by the high voltage. Since the signal is transmitted using the magnetic field, the receiver is electrically isolated.
그러나, 트랜스포머 및 정류회로 등 구성품이 복잡하고 가격이 높으며, 부피가 크다는 단점이 있었다.However, components such as a transformer and a rectifying circuit are complicated, expensive, and bulky.
도 2d는 자기센서를 이용하여 셀전압을 측정하는 배터리 셀전압 센서를 나타낸 예시도이다.FIG. 2D is an example of a battery cell voltage sensor for measuring a cell voltage using a magnetic sensor.
도 2d는 각각의 셀 양단에 일정 크기의 저항을 연결한 후, 저항에 흐르는 전류에 의해 발생되는 자기장을 홀센서등을 이용하여 측정하는 방식으로 포토커플러와 마찬가지로 각 셀 양단에 연결되므로 고전압의 영향을 받지 않으며, 자기장을 이용하여 신호가 전달되므로 수신부가 전기적으로 격리된다는 장점이 있다.FIG. 2D shows a method of connecting a resistor of a predetermined magnitude to each end of each cell, measuring a magnetic field generated by a current flowing through the resistor using a Hall sensor or the like, and is connected to both ends of each cell in the same manner as the photocoupler. And the signal is transmitted using a magnetic field, so that the receiver is electrically isolated.
그러나, 수십개의 전체 셀에 적용하기에는 가격이 높으며 부피가 크다는 단점이 있었다.
However, there are drawbacks in that it is expensive and bulky to apply to dozens of all cells.
따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art,
본 발명의 목적은 저항체를 이용하여 전압에 비례하는 열을 발생시키고, 발생된 열을 전기적으로 격리된 또 다른 저항체에 전달하여 그 저항체의 전기적 저항변화율을 이용하여 전압을 측정하는데 있다.
An object of the present invention is to generate heat proportional to a voltage using a resistor, transfer the generated heat to another electrically isolated resistor, and measure the voltage using the resistance change rate of the resistor.
본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여,In order to achieve the object of the present invention,
본 발명의 일실시예에 따른 배터리 셀전압 센서는,A battery cell voltage sensor according to an embodiment of the present invention includes:
배터리 셀을 연결하기 위한 패드가 형성되어 있는 실리콘기판(100)과;A
다리에 의해 지지되며, 내부에 제1저항체와 제2저항체를 구성하되, 저항체들을 부도체막으로 일정거리 이격시켜 구성시킨 구조판과;A structural plate supported by the legs and having a first resistor and a second resistor formed therein, the resistor being spaced apart from the non-conductive film by a predetermined distance;
상기 구조판 내부에 형성된 제1저항체와 제2저항체에 각각 연결되어 패드와 전기적으로 연결시키기 위한 도전체막;을 포함하여 구성되어,And a conductive film connected to the first resistor and the second resistor formed in the structural plate to electrically connect the pad and the first resistor,
배터리 셀을 패드에 접속시키면 제1저항체에 의해 전압에 비례하는 열이 구조판 내부에서 발생되고, 발생된 열을 전기적으로 격리된 제2저항체에 전달하여 제2저항체의 전기적 저항 변화율을 이용하여 수신부에서 배터리 셀의 전압을 측정하는 것을 과제 해결수단으로 한다.
When the battery cell is connected to the pad, a heat proportional to the voltage is generated in the structural plate by the first resistor, and the generated heat is transferred to the electrically isolated second resistor, The voltage of the battery cell is measured.
본 발명에 따른 배터리 셀전압 센서는,In the battery cell voltage sensor according to the present invention,
저항체를 이용하여 전압에 비례하는 열을 발생시키고, 발생된 열을 전기적으로 격리된 또 다른 저항체에 전달하여 그 저항체의 전기적 저항변화율을 이용하여 전압을 측정할 수 있게 된다.
It is possible to generate heat proportional to the voltage by using a resistor and to transmit the generated heat to another electrically isolated resistor so that the voltage can be measured using the rate of change of electrical resistance of the resistor.
도 1은 종래의 배터리 셀이 직렬로 연결된 배터리팩 모식도이다.
도 2a는 반도체 직접회로를 이용하여 셀전압을 측정하는 배터리 셀전압 센서를 나타낸 예시도이다.
도 2b는 포토 커플러를 이용하여 셀전압을 측정하는 배터리 셀전압 센서를 나타낸 예시도이다.
도 2c는 트랜스포머를 이용하여 셀전압을 측정하는 배터리 셀전압 센서를 나타낸 예시도이다.
도 2d는 자기센서를 이용하여 셀전압을 측정하는 배터리 셀전압 센서를 나타낸 예시도이다.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 셀전압 센서의 입체도이다.
도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 셀전압 센서의 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 배터리 셀전압 센서의 입체도이다.
도 4b는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 배터리 셀전압 센서의 단면도이다.1 is a schematic view of a battery pack in which a conventional battery cell is connected in series.
2A is an exemplary view showing a battery cell voltage sensor for measuring a cell voltage using a semiconductor integrated circuit.
2B is an exemplary view showing a battery cell voltage sensor for measuring a cell voltage using a photocoupler.
2C is an exemplary view showing a battery cell voltage sensor for measuring a cell voltage using a transformer.
FIG. 2D is an example of a battery cell voltage sensor for measuring a cell voltage using a magnetic sensor.
3A is a perspective view of a battery cell voltage sensor according to an embodiment of the present invention.
3B is a cross-sectional view of a battery cell voltage sensor according to an embodiment of the present invention.
4A is a perspective view of a battery cell voltage sensor according to another embodiment of the present invention.
4B is a cross-sectional view of a battery cell voltage sensor according to another embodiment of the present invention.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 셀전압 센서는,According to an aspect of the present invention, there is provided a battery cell voltage sensor comprising:
적어도 한 개 이상의 홈(110)이 파져 있는 실리콘기판(100)과;A silicon substrate (100) having at least one groove (110) formed therein;
각각의 홈 상측에 위치하되, 감지부다리(130)와 수신부다리(140)에 의해 지지되는 적어도 한 개 이상의 구조판과;At least one structural plate positioned on each of the grooves and supported by the
상기 실리콘기판의 양측에 2개를 일조로 하여 각각 설치 구성되는 적어도 한 개 이상의 패드와;At least one pad provided on both sides of the silicon substrate so as to be mounted on two sides thereof;
상기 구조판의 일측과 실리콘기판의 일측에 형성되어 셀 양단에 연결시키기 위한 2개의 패드를 각각 연결시키기 위한 감지부다리(130)와;A
상기 구조판의 타측과 실리콘기판의 타측에 형성되어 수신부에 연결시키기 위한 2개의 패드를 각각 연결시키기 위한 수신부다리(140);를 포함하여 구성되되, 적어도 어느 하나 이상의 구조판과 연결된 2개의 패드에 배터리 셀을 연결시켜 배터리 셀 전압을 감지하는 감지구조판으로 복수개를 사용하되, 구조판 중 어느 하나의 구조판에 연결된 2개의 패드에 배터리 셀을 연결시키지 않아 보상구조판으로 복수개를 사용하거나;And a receiving leg (140) formed on the other side of the structural plate and the other side of the silicon substrate to connect two pads for connecting to the receiving unit, wherein at least two pads A plurality of sensing structure plates for sensing a battery cell voltage by connecting battery cells are used; a plurality of compensation structure plates are not used for connecting the battery cells to two pads connected to any one of the structural plates;
모든 구조판을 복수개의 감지구조판으로만 사용하는 것을 특징으로 한다.All structure plates are used only as a plurality of sensing structure plates.
한편, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 배터리 셀전압 센서는,Meanwhile, the battery cell voltage sensor according to another embodiment of the present invention includes:
실리콘기판(100)과;A silicon substrate (100);
상기 실리콘기판의 상단에 형성되는 제4부도체막(360)과;A fourth
상기 제4부도체막 상단에 패드(200a, 200b)와 금속기둥(500a, 500b)을 전기적으로 연결하기 위하여 형성되는 제3도전체막(430)과;A third
상기 제3도전체막의 상단과 제4부도체막의 상단에 형성되는 제5부도체막(370)과;A fifth non-conductive film (370) formed on the top of the third conductive film and the top of the fourth non-conductive film;
상기 제3도전체막에 하단이 연결되고, 상단이 제1도전체막에 연결되는 감지부금속기둥(500a)과;A
상기 제3도전체막에 하단이 연결되고, 상단이 제2도전체막에 연결되는 수신부금속기둥(500b)과;A
감지부다리(130)와 수신부다리(140)에 의해 지지되는 적어도 한 개 이상의 구조판과;At least one structural plate supported by the
상기 실리콘기판의 양측에 2개를 일조로 하여 각각 설치 구성되는 적어도 한 개 이상의 패드와;At least one pad provided on both sides of the silicon substrate so as to be mounted on two sides thereof;
상기 구조판의 일측과 실리콘기판의 일측에 형성되어 감지부금속기둥과 연결되며, 셀 양단에 연결시키기 위한 2개의 패드를 각각 연결시키기 위한 감지부다리(130)와;A
상기 구조판의 타측과 실리콘기판의 타측에 형성되어 수신부금속기둥과 연결되며, 수신부에 연결시키기 위한 2개의 패드를 각각 연결시키기 위한 수신부다리(140);를 포함하여 구성되되,And a receiving leg (140) formed on the other side of the structural plate and the other side of the silicon substrate and connected to the receiving metal column and connecting two pads for connecting to the receiving unit,
적어도 어느 하나 이상의 구조판과 연결된 2개의 패드에 배터리 셀을 연결시켜 배터리 셀 전압을 감지하는 감지구조판으로 복수개를 사용하되, 구조판 중 어느 하나의 구조판에 연결된 2개의 패드에 배터리 셀을 연결시키지 않아 보상구조판으로 복수개를 사용하거나;A plurality of sensing structure plates for sensing a battery cell voltage by connecting battery cells to at least one of the two pads connected to the at least one structural plate, wherein a plurality of sensing structure plates are connected to two pads connected to one of the structural plates, Or use a plurality of compensating structural plates;
모든 구조판을 복수개의 감지구조판으로만 사용하는 것을 특징으로 한다.All structure plates are used only as a plurality of sensing structure plates.
이때, 일실시예에 따른 상기 구조판은,At this time, in the structural plate according to one embodiment,
최하측에 형성되는 제1부도체막(310)과, A first
상기 제1부도체막의 상단 중앙 부위에 형성되는 제1저항체(320)와, A
상기 제1저항체에 일측이 연결되어 있고, 타측이 패드(200a)와 전기적으로 연결되어 있는 제1도전체막(410)과,A first
상기 제1부도체막과 제1저항체 및 제1도전체막 상단에 형성되는 제2부도체막(330)과, A second
상기 제2부도체막의 상단 중앙 부위에 제1저항체와 평행하게 형성되는 제2저항체(340)와, A
상기 제2저항체에 일측이 연결되어 있고, 타측이 패드(200b)와 전기적으로 연결되어 있는 제2도전체막(420)과,A second
상기 제2부도체막과 제2저항체 및 제2도전체막 상단에 형성되는 제3부도체막(350)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And a third non-conductive film (350) formed on the upper surface of the second non-conductive film, the second resistive film and the second conductive film.
이때, 다른 일실시예에 따른 상기 구조판은,At this time, in the structural plate according to another embodiment,
최하측에 형성되는 제1부도체막(310)과, A first
상기 제1부도체막의 상단 중앙 부위에 형성되는 제1저항체(320)와, A
상기 제1저항체에 일측이 연결되어 있고, 타측이 감지부금속기둥과 전기적으로 연결되어 있는 제1도전체막(410)과,A first
상기 제1부도체막과 제1저항체 및 제1도전체막 상단에 형성되는 제2부도체막(330)과, A second
상기 제2부도체막의 상단 중앙 부위에 제1저항체와 평행하게 형성되는 제2저항체(340)와, A
상기 제2저항체에 일측이 연결되어 있고, 타측이 수신부금속기둥과 전기적으로 연결되어 있는 제2도전체막(420)과,A second
상기 제2부도체막과 제2저항체 및 제2도전체막 상단에 형성되는 제3부도체막(350)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And a third non-conductive film (350) formed on the upper surface of the second non-conductive film, the second resistive film and the second conductive film.
이때, 상기 실리콘기판 상에 형성된 적어도 어느 하나 이상의 구조판과 연결된 2개의 패드에 배터리 셀을 전부 연결시켜 배터리 셀 전압을 감지하는 감지구조판으로만 사용할 경우에, In this case, when the sensing plate is used only as a sensing structure plate for sensing the battery cell voltage by connecting all of the battery cells to two pads connected to at least one or more structural plates formed on the silicon substrate,
외부에 박막금속저항, 열전쌍 온도를 측정하기 위한 측정수단이 구비된 것을 특징으로 한다.And a measuring means for measuring the temperature of the thin film metal resistance and the thermocouple on the outside.
이때, 상기 패드에 배터리 셀 양단이 접속되면, At this time, when both ends of the battery cell are connected to the pad,
구조판 내에 열이 발생되어 저항값의 크기가 변하는 값을 수신부에서 측정하는 것을 특징으로 한다.And a value at which the magnitude of the resistance value is changed by generating heat in the structural plate is measured by the receiver.
이때, 상기 제1부도체막(310), 제2부도체막(330), 제3부도체막(350)은,At this time, the first
SiO2 , SiNx , 폴리이드 주 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.SiO 2 , SiN x, or polyide.
이때, 상기 제1저항체 및 제2저항체는, At this time, the first resistor and the second resistor,
VOx , TiOx , 비정질 실리콘, 다결정실리콘, 니켈, 니크롬, 백금, TaAl 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.VOx, TiOx, amorphous silicon, polycrystalline silicon, nickel, nichrome, platinum, and TaAl.
한편, 본 발명인 배터리 셀전압 센서은,On the other hand, in the battery cell voltage sensor of the present invention,
배터리 셀을 연결하기 위한 패드가 형성되어 있는 실리콘기판과;A silicon substrate on which pads for connecting battery cells are formed;
다리에 의해 지지되며, 내부에 제1저항체와 제2저항체를 구성하되, 저항체들을 부도체막으로 일정거리 이격시켜 구성시킨 구조판과;A structural plate supported by the legs and having a first resistor and a second resistor formed therein, the resistor being spaced apart from the non-conductive film by a predetermined distance;
상기 구조판 내부에 형성된 제1저항체와 제2저항체에 각각 연결되어 패드와 전기적으로 연결시키기 위한 도전체막;을 포함하여 구성되어,And a conductive film connected to the first resistor and the second resistor formed in the structural plate to electrically connect the pad and the first resistor,
배터리 셀을 패드에 접속시키면 제1저항체에 의해 전압에 비례하는 열이 구조판 내부에서 발생되고, 발생된 열을 전기적으로 격리된 제2저항체에 전달하여 제2저항체의 전기적 저항 변화율을 이용하여 수신부에서 배터리 셀의 전압을 측정하는 것을 특징으로 한다.When the battery cell is connected to the pad, a heat proportional to the voltage is generated in the structural plate by the first resistor, and the generated heat is transferred to the electrically isolated second resistor, The voltage of the battery cell is measured.
이하, 본 발명에 의한 배터리 셀전압 센서의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, an embodiment of a battery cell voltage sensor according to the present invention will be described in detail.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 셀전압 센서의 입체도이다.3A is a perspective view of a battery cell voltage sensor according to an embodiment of the present invention.
도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 셀전압 센서의 단면도이다.3B is a cross-sectional view of a battery cell voltage sensor according to an embodiment of the present invention.
도 3a 내지 도 3b에 도시한 바와 같이, 실리콘기판(100) 상에 2개의 홈(110)이 파져 있고, 각 홈 위에는 감지부다리(130)와 수신부다리(140)가 구조판(120a, 120b)을 지지하고 있는 구조체를 이루고 있다.3A and 3B, two
즉, 본 발명인 센서는,That is, in the sensor of the present invention,
적어도 한 개 이상의 홈(110)이 파져 있는 실리콘기판(100)과;A silicon substrate (100) having at least one groove (110) formed therein;
각각의 홈 상측에 위치하되, 감지부다리(130)와 수신부다리(140)에 의해 지지되는 적어도 한 개 이상의 구조판과;At least one structural plate positioned on each of the grooves and supported by the
상기 실리콘기판의 양측에 2개를 일조로 하여 각각 설치 구성되는 적어도 한 개 이상의 패드와;At least one pad provided on both sides of the silicon substrate so as to be mounted on two sides thereof;
상기 구조판의 일측과 실리콘기판의 일측에 형성되어 셀 양단에 연결시키기 위한 2개의 패드를 각각 연결시키기 위한 감지부다리(130)와;A
상기 구조판의 타측과 실리콘기판의 타측에 형성되어 수신부에 연결시키기 적어도 어느 하나 이상의 구조판과 연결된 2개의 패드에 배터리 셀을 연결시켜 배터리 셀 전압을 감지하는 감지구조판으로 복수개를 사용하되, 구조판 중 어느 하나의 구조판에 연결된 2개의 패드에 배터리 셀을 연결시키지 않아 보상구조판으로 복수개를 사용하거나;A plurality of sensing structure plates for sensing the battery cell voltage by connecting the battery cells to two pads connected to at least one or more structural plates formed on the other side of the structural plate and the other side of the silicon substrate and connected to the receiving unit, A plurality of compensating structure plates may be used without connecting the battery cells to two pads connected to any one structural plate;
모든 구조판을 복수개의 감지구조판으로만 사용하는 것을 특징으로 한다.All structure plates are used only as a plurality of sensing structure plates.
이때, 상기 적어도 한 개 이상의 구조판이라 설명하고 있는데, 도면에서는 두 개의 구조판을 예시하고 있으므로 도면 부호를 120a, 120b로 기재하였다.At this time, the at least one structural plate is described. In the drawing, since two structural plates are illustrated,
만약, 5개라면, 구조판의 도면 부호는 120a, 120b, 120c, 120d, 120e가 될 것이다.If there are five, the reference numerals of the structural plates will be 120a, 120b, 120c, 120d and 120e.
상기 두 개의 구조판(120a, 120b)은,The two structural plates (120a, 120b)
최하측에 형성되는 제1부도체막(310)과, A first
상기 제1부도체막의 상단 중앙 부위에 형성되는 제1저항체(320)와, A
상기 제1저항체에 일측이 연결되어 있고, 타측이 패드(200a)와 전기적으로 연결되어 있는 제1도전체막(410)과,A first
상기 제1부도체막과 제1저항체 및 제1도전체막 상단에 형성되는 제2부도체막(330)과, A second
상기 제2부도체막의 상단 중앙 부위에 제1저항체와 평행하게 형성되는 제2저항체(340)와, A
상기 제2저항체에 일측이 연결되어 있고, 타측이 패드(200b)와 전기적으로 연결되어 있는 제2도전체막(420)과,A second
상기 제2부도체막과 제2저항체 및 제2도전체막 상단에 형성되는 제3부도체막(350)을 포함하여 구성되게 된다.And a third
본 발명에서 설명하고 있는 부도체막들은 저항체들과 도전체막들을 감싸는 역할을 수행하게 되어 외부의 이물질이나 환경으로부터 저항체와 도전체막들을 보호하기 위한 것이다.The non-conductive films described in the present invention serve to enclose the resistors and the conductive films to protect the resistors and the conductive films from foreign substances or environments.
또한, 하나의 홈 위에는 감지구조판(120a)이 형성되어 있고, 나머지 한 개의 홈 위에는 환경온도영향을 보상하기 위한 보상구조판(120b)이 동일한 형태로 형성되게 된다.In addition, a
이때, 보상구조판은 형성하지 않을 수 있으며, 1개 이상 형성할 수도 있을 것이다.At this time, the compensation structure plate may not be formed, and more than one compensation plate may be formed.
상기 적어도 어느 하나 이상의 구조판 중 어느 하나의 구조판에 연결된 2개의 패드에 배터리 셀을 연결시키지 않아 보상구조판으로 사용하는 것이라는 문장이 이를 설명하는 것이다.A statement that the battery cell is not connected to two pads connected to any one of the structural boards of at least one or more structural boards, and is used as a compensation structure board.
예를 들어, 구조판이 3개 설치 구성된다면, 3개의 구조판을 모두 감지구조판으로 사용하게 될 경우에 패드에 연결되지 않는 구조판은 없게 되므로 보상구조판의 갯수는 0개가 되는 것이며, 2개를 감지구조판으로 사용하고 한 개를 보상구조판으로 사용한다면, 보상구조판으로 사용되는 구조판의 패드에 배터리 셀을 연결하지 않게 되는 것이다.For example, if three structural plates are used, if three structural plates are used as the sensing structural plates, there will be no structural plates that are not connected to the pads. Therefore, the number of the compensation structural plates is zero, Is used as the sensing structure board and one is used as the compensation structure board, the battery cell is not connected to the pad of the structural board used as the compensation structure board.
또한, 적어도 어느 하나 이상의 구조판과 연결된 2개의 패드에 배터리 셀을 전부 연결시켜 배터리 셀 전압을 감지하는 감지구조판으로만 사용할 경우에 외부에 박막금속저항, 열전쌍 온도를 측정하기 위한 측정수단(온도센싱수단)이 구비할 수도 있을 것이다.In addition, when the battery is used only as a sensing structure plate that senses a battery cell voltage by connecting all the battery cells to two pads connected to at least one structural plate, measurement means for measuring the temperature of the thin film metal resistance and the thermocouple Sensing means) may be provided.
도 3a에 도시한 상기 감지구조판 및 보상구조판의 2개의 감지부다리는 셀 양단에 연결된 패드(200a)와 전기적으로 연결되고, 나머지 2개의 수신부다리는 수신부로 연결된 패드(200b)와 전기적으로 연결되어 있다.The two sensing legs of the sensing structure plate and the compensating structure plate shown in FIG. 3A are electrically connected to the
상기 4개의 다리에 의해 고정된 구조판은 하측부터 제1부도체막(310), 제1저항체(320), 제2부도체막(330), 제2저항체(340), 제3부도체막(350) 순으로 형성되게 된다.The structural plate fixed by the four legs includes a first
상기 제1저항체는 제1도전체막(410)의 일측과 연결되고, 제1도전체막의 타측은 패드(200a)와 전기적으로 연결되게 된다.The first resistor is connected to one side of the first
또한, 수신부로 연결되는 제2저항체는 제2도전체막(420)의 일측과 연결되고, 제2도전체막의 타측은 패드(200b)와 전기적으로 연결되게 된다.In addition, the second resistor connected to the receiving part is connected to one side of the second
따라서, 배터리 셀 양단에 본 발명의 센서가 접속되면 제1저항체에 열이 발생되어 제2저항체의 온도가 증가하면서 저항값의 크기가 변한다.Therefore, when the sensor of the present invention is connected to both ends of the battery cell, heat is generated in the first resistor, and the magnitude of the resistance value changes as the temperature of the second resistor increases.
셀 전압이 클수록 열은 더욱 발생하여 제2저항체의 저항은 더욱 크게 변화하므로 제2저항체의 저항값을 수신부에서 읽으면 셀 전압을 알 수 있게 된다.As the cell voltage increases, more heat is generated and the resistance of the second resistor changes more greatly. Therefore, when the resistance value of the second resistor is read by the receiving unit, the cell voltage can be known.
이때, 홈은 구조판의 열이 기판으로 누설되는 것을 최소화하는 역할을 수행하게 된다.At this time, the grooves serve to minimize the leakage of the heat of the structural plate to the substrate.
한편, 보상구조판은 환경온도에 따라 감지구조판의 제1저항체 및 제2저항체의 저항값이 변하는 것을 보상하기 위한 것으로서 구조는 감지구조판과 동일하지만 제1저항체가 배터리 셀에 연결되지 않는 즉, 전기적으로 플로팅(floating)되어 있게 된다.On the other hand, the compensating structure plate compensates for the change of the resistance value of the first resistor and the second resistor of the sensing structure plate according to the environmental temperature, and the structure is the same as that of the sensing structure plate. However, , And become electrically floating.
상기와 같은 보상구조판을 감지구조판과 동일한 구조로 제작하는 이유는 보상구조판의 제2저항체의 특성을 감지구조판의 제2저항체와 동일하게 하고, 환경온도의 영향이 감지구조판과 동일하게 하기 위한 것이며, 경우에 따라서는 박막금속저항, 열전쌍 온도를 측정할 수 있는 타 방법(측정수단)을 이용할 수 있게 된다.The reason why the compensating structure plate is constructed in the same structure as the sensing structure plate is that the characteristics of the second resistor of the compensating structure plate are the same as those of the second resistor of the sensing structure plate, , And in some cases, other methods (measuring means) capable of measuring the thin film metal resistance and the thermocouple temperature can be used.
따라서, 보상구조판의 제2저항체 값을 읽으면 환경온도를 알 수 있게 되고, 감지구조판으로부터 측정한 값을 보상할 수 있게 된다.Thus, by reading the second resistor value of the compensation structure plate, the ambient temperature can be known, and the value measured from the detection structure plate can be compensated.
도 3a에는 감지 및 보상 구조판을 1개만 예시하고 있으나, 경우에 따라 다수의 보상 및 감지 구조판을 한 개의 칩에 구현하여 다수의 셀전압을 정확하게 특정할 수 있는 것은 당연한 것이다.Although only one sensing and compensating structure plate is illustrated in FIG. 3A, it is a matter of course that a plurality of compensating and sensing structure plates may be implemented in one chip to accurately identify a plurality of cell voltages.
또한, 보상회로 및 신호처리회로 등이 동일 실리콘 기판상에 구조체와 함께 집적될 수 있는 것은 당연한 것이다.In addition, it is natural that the compensation circuit and the signal processing circuit can be integrated with the structure on the same silicon substrate.
상기 제2저항체가 셀전압에 비례하여 열을 발생시키고, 제1저항체가 수신부로 연결되는 것도 가능하며, 패키지 내를 진공으로 하거나, 질소 또는 아르곤 가스를 충전할 수도 있음은 당연한 것이다.It is also possible that the second resistor generates heat in proportion to the cell voltage and that the first resistor is connected to the receiver and that the inside of the package can be evacuated or charged with nitrogen or argon gas.
한편, 상기 제1부도체막(310), 제2부도체막(330), 제3부도체막(350)은 SiO2 , SiNx , 폴리이드를 사용할 수 있으며, 두께는 0.1~5um로 할 수 있다.The first
특히, 제1저항체와 제2저항체간의 전기적 간섭을 최소화하면서 열전달을 효과적으로 수행하기 위하여 제2부도체막의 재료와 두께를 적절하게 조절하는 것이 중요할 것이다.In particular, it will be important to appropriately adjust the material and thickness of the second non-conductive film in order to efficiently perform heat transfer while minimizing electrical interference between the first resistor and the second resistor.
제1저항체 및 제2저항체로서는 VOx , TiOx , 비정질 실리콘, 다결정실리콘, 니켈, 니크롬, 백금, TaAl 등의 반도체 또는 금속이 사용될 수 있으며, 제1저항체로 공급되는 전류는 배터리 전류의 수백 내지 수천분의 일 정도인 수 mA 이하가 되도록 저항값을 결정한다.As the first resistor and the second resistor, a semiconductor or metal such as VOx, TiOx, amorphous silicon, polycrystalline silicon, nickel, nichrome, platinum or TaAl may be used. The current supplied to the first resistor may be several hundreds to several thousands The resistance value is determined so as to be equal to or less than several mA.
구조판의 평면적 각 변의 크기는 10um ~ 500um 사이에서 설계할 수 있고, 다리의 길이는 10~200um 사이에서 설계하며, 홈의 넓이는 구조판보다 크고 깊이는 1~200um가 되도록 하며, MEMS 공정으로 제작할 수 있다.The size of each side of the structural plate can be designed between 10um and 500um, the length of the leg is designed between 10 ~ 200um, the groove width is larger than the structural plate and the depth is 1 ~ 200um. Can be produced.
도 4a는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 배터리 셀전압 센서의 입체도이다.4A is a perspective view of a battery cell voltage sensor according to another embodiment of the present invention.
도 4b는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 배터리 셀전압 센서의 단면도이다.4B is a cross-sectional view of a battery cell voltage sensor according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 배터리 셀전압 센서는,The battery cell voltage sensor according to another embodiment of the present invention includes:
실리콘기판(100)과;A silicon substrate (100);
상기 실리콘기판의 상단에 형성되는 제4부도체막(360)과;A fourth
상기 제4부도체막 상단에 패드(200a, 200b)와 금속기둥(500a, 500b)을 전기적으로 연결하기 위하여 형성되는 제3도전체막(430)과;A third
상기 제3도전체막의 상단과 제4부도체막의 상단에 형성되는 제5부도체막(370)과;A fifth non-conductive film (370) formed on the top of the third conductive film and the top of the fourth non-conductive film;
상기 제3도전체막에 하단이 연결되고, 상단이 제1도전체막에 연결되는 감지부금속기둥(500a)과;A
상기 제3도전체막에 하단이 연결되고, 상단이 제2도전체막에 연결되는 수신부금속기둥(500b)과;A receiving
감지부다리(130)와 수신부다리(140)에 의해 지지되는 적어도 한 개 이상의 구조판과;At least one structural plate supported by the
상기 실리콘기판의 양측에 2개를 일조로 하여 각각 설치 구성되는 적어도 한 개 이상의 패드와;At least one pad provided on both sides of the silicon substrate so as to be mounted on two sides thereof;
상기 구조판의 일측과 실리콘기판의 일측에 형성되어 감지부금속기둥과 연결되며, 셀 양단에 연결시키기 위한 2개의 패드를 각각 연결시키기 위한 감지부다리(130)와;A
상기 구조판의 타측과 실리콘기판의 타측에 형성되어 수신부금속기둥과 연결되며, 수신부에 연결시키기 위한 2개의 패드를 각각 연결시키기 위한 수신부다리(140);를 포함하여 구성되되,And a receiving leg (140) formed on the other side of the structural plate and the other side of the silicon substrate and connected to the receiving metal column and connecting two pads for connecting to the receiving unit,
적어도 어느 하나 이상의 구조판과 연결된 2개의 패드에 배터리 셀을 연결시켜 배터리 셀 전압을 감지하는 감지구조판으로 복수개를 사용하되, 구조판 중 어느 하나의 구조판에 연결된 2개의 패드에 배터리 셀을 연결시키지 않아 보상구조판으로 복수개를 사용하거나;A plurality of sensing structure plates for sensing a battery cell voltage by connecting battery cells to at least one of the two pads connected to the at least one structural plate, wherein a plurality of sensing structure plates are connected to two pads connected to one of the structural plates, Or use a plurality of compensating structural plates;
모든 구조판을 복수개의 감지구조판으로만 사용하게 된다.All structural plates are used only as a plurality of sensing structural plates.
일실시예와의 차이점은 실리콘 기판 상에 홈을 형성하는 것이 아닌, 실리콘 기판 상에 금속기둥을 형성하여 구조판과 다리를 공중에 띄움으로써, 열이 기판으로 빠져나가는 것을 최소화하는 것이다.The difference from the embodiment is that a metal column is formed on a silicon substrate to form a groove on the silicon substrate, and the structure plate and the bridge are made to float in the air, thereby minimizing heat escape to the substrate.
상기 금속기둥으로 구조판과 실리콘기판을 연결하기 위한 구조인 것이다.And a structure for connecting the structural plate and the silicon substrate to the metal column.
여기서도 일실시예와 동일하게 부도체막들을 형성하게 되는데, 이는 일실시예와 동일하게 저항체와 도전체막을 외부로부터 보호하기 위하여 형성하는 것이다.In this case, the non-conductor films are formed in the same manner as in the embodiment, which is formed in order to protect the resistor and the conductor film from the outside as in the embodiment.
이때, 상기 도면에 도시한 바와 같이 구조판을 두 개로 형성하고 있으므로 구조판의 도면 부호를 120a 및 120b로 표기한 것이다.At this time, since two structural plates are formed as shown in the drawing,
상기 구조판(120a, 120b)은, The
최하측에 형성되는 제1부도체막(310)과, A first
상기 제1부도체막의 상단 중앙 부위에 형성되는 제1저항체(320)와, A
상기 제1저항체에 일측이 연결되어 있고, 타측이 감지부금속기둥과 전기적으로 연결되어 있는 제1도전체막(410)과,A first
상기 제1부도체막과 제1저항체 및 제1도전체막 상단에 형성되는 제2부도체막(330)과, A second
상기 제2부도체막의 상단 중앙 부위에 제1저항체와 평행하게 형성되는 제2저항체(340)와, A
상기 제2저항체에 일측이 연결되어 있고, 타측이 수신부금속기둥과 전기적으로 연결되어 있는 제2도전체막(420)과,A second
상기 제2부도체막과 제2저항체 및 제2도전체막 상단에 형성되는 제3부도체막(350)을 포함하여 구성하게 된다.And a third
실리콘 기판상에 4개의 금속기둥(500a, 500b)이 형성되고, 각 금속기둥 위에는 4개의 다리가 구조판을 지지하고 있는 구조체이다.Four
또한, 상기 실리콘 기판의 상단에 제4부도체막을 형성하고, 상기 제4부도체막 상단에 패드와 금속기둥을 전기적으로 연결하기 위한 제3도전체막(430)을 형성하게 되며, 상기 제3도전체막의 상단과 제4부도체막의 상단에 제5부도체막(370)을 형성하게 된다.A fourth conductive film is formed on the upper surface of the silicon substrate and a third
그리고, 상기와 같은 구조판이 두 개 형성되어 있으며, 이 중 하나는 셀 전압을 측정하기 위한 감지구조판으로 사용되고, 하나는 환경온도 영향을 보상하기 위한 보상구조판으로 사용된다.One of them is used as a sensing structure plate for measuring a cell voltage, and one is used as a compensation structure plate for compensating an environmental temperature influence.
한편, 두 개를 모두 감지구조판으로 사용하게 되고 보상구조판으로 사용하지 않을 수 있다.On the other hand, both of them are used as sensing structure plates and can not be used as compensating structure plates.
요약하자면, 감지구조판을 1개 이상 형성하지만, 보상구조판은 형성하지 않을 수 있으며, 감지구조판과 마찬가지로 1개 이상 형성할 수도 있을 것이다,In summary, one or more sensing structure plates may be formed, but no compensation structure plate may be formed, and more than one sensing structure plate may be formed,
만약 보상구조판을 형성하지 않을 경우에는 외부에서 온도센싱을 하도록 구성하면 되는 것이다.If the compensation structure plate is not formed, the temperature sensing may be performed from the outside.
도면에 도시한 바와 같이, 감지구조판의 2개의 감지부다리는 셀 양단에 연결될 패드와 전기적으로 연결되고, 나머지 2 개의 수신부다리는 수신부로 연결될 패드와 전기적으로 연결되게 된다.As shown in the figure, the two sensing legs of the sensing structure plate are electrically connected to the pad to be connected at both ends of the cell, and the remaining two receiving legs are electrically connected to the pad to be connected to the receiving unit.
4개의 다리에 의해 고정된 판은 아래부터 제1부도체막, 제1저항체, 제2부도체막, 제2저항체, 제3부도체막 순으로 구성되게 된다.The plate fixed by the four legs is composed of the first non-conductive film, the first resistive substance, the second non-conductive film, the second resistive substance and the third non-conductive substance film sequentially from the bottom.
제1저항체 양단은 패드를 통해 셀 양단에 전기적으로 연결되고, 수신부로 연결되는 제2저항체 양단에 전기적으로 연결된다.Both ends of the first resistor are electrically connected to both ends of the cell via the pad and electrically connected to both ends of the second resistor connected to the receiver.
따라서, 셀 양단에 제1저항체가 연결되면 열이 발생되어 제2저항체의 온도가 증가하면서 저항값의 크기가 변한다.Therefore, when the first resistor is connected to both ends of the cell, heat is generated, and the magnitude of the resistance value changes while the temperature of the second resistor increases.
셀 전압이 클수록 열은 더욱 발생하여 제2저항체의 저항은 더욱 크게 변화하므로 제2저항체의 저항값을 읽으면 셀 전압을 알 수 있다.As the cell voltage increases, more heat is generated and the resistance of the second resistor changes more greatly, so that the cell voltage can be known by reading the resistance value of the second resistor.
보상구조판은 환경온도에 따라 감지구조판의 제1저항체 및 제2저항체의 저항값이 변하는 것을 보상하기 위한 것으로서 구조는 감지구조판과 동일하지만 제1저항체가 배터리 셀에 연결되지 않는 즉, 전기적으로 플로팅되어 있는 것이다.The compensating structure plate compensates the change of the resistance value of the first resistor and the second resistor of the sensing structure plate according to the environmental temperature. The structure is the same as that of the sensing structure plate, but the first resistor is not electrically connected to the battery cell As shown in Fig.
이와 같이 보상구조판를 감지구조판과 동일한 구조로 제작하는 이유는 보상구조판의 제2저항체의 특성을 감지구조판의 제2저항체와 동일하게 하고, 환경온도의 영향이 감지구조판과 동일하게 하기 위한 것이며, 경우에 따라서는 박막금속저항, 열전쌍 온도를 측정할 수 있는 타 방법(측정수단)을 이용할 수 있다.The reason why the compensating structure plate is formed in the same structure as the sensing structure plate is that the characteristic of the second resistor of the compensating structure plate is the same as that of the second resistor of the sensing structure plate, , And in some cases, other methods (measuring means) capable of measuring the thin film metal resistance and the thermocouple temperature can be used.
또한, 상기 박막금속저항, 열전쌍 온도를 측정하는 기술은 이미 당업자들에게 알려진 기술이므로 상세한 설명은 생략하겠다.Further, since the technique of measuring the thin film metal resistance, thermocouple temperature is already known to those skilled in the art, detailed description will be omitted.
따라서, 보상구조판의 제2저항체 값을 읽으면 환경온도를 알 수 있게 되고, 감지구조판으로부터 측정한 값을 보상할 수 있게 된다.Thus, by reading the second resistor value of the compensation structure plate, the ambient temperature can be known, and the value measured from the detection structure plate can be compensated.
도 4a에는 감지 및 보상 구조판을 1개만 예시하고 있으나, 경우에 따라 다수의 보상 및 감지 구조판을 한 개의 칩에 구현하여 다수의 셀전압을 정확하게 측정할 수 있는 것은 당연한 것이다.Although only one sensing and compensating structure plate is illustrated in FIG. 4a, it is appreciated that a plurality of compensating and sensing structure plates may be implemented in one chip to accurately measure a plurality of cell voltages.
한편, 본 발명은 배터리 셀과 연결되는 구조판을 감지구조판으로 정의하였으며, 배터리 셀과 연결되지 않은 적어도 한 개 이상의 구조판을 보상구조판으로 정의하였다.In the meantime, the structural plate connected to the battery cell is defined as a sensing structural plate, and at least one structural plate not connected to the battery cell is defined as a compensating structural plate.
또한, 보상회로 및 신호처리회로 등이 동일 실리콘 기판상에 구조체와 함께 집적될 수 있는 것은 당연한 것이다.In addition, it is natural that the compensation circuit and the signal processing circuit can be integrated with the structure on the same silicon substrate.
상기 제2저항체가 셀전압에 비례하여 열을 발생시키고, 제1저항체가 수신부로 연결되는 것도 가능하며, 패키지 내를 진공으로 하거나, 질소 또는 아르곤 가스를 충전할 수도 있음은 당연한 것이다.It is also possible that the second resistor generates heat in proportion to the cell voltage and that the first resistor is connected to the receiver and that the inside of the package can be evacuated or charged with nitrogen or argon gas.
한편, 상기 제1부도체막(310), 제2부도체막(330), 제3부도체막(350), 제 4 부도체막, 제 5 부도체막은 SiO2 , SiNx , 폴리이드를 사용할 수 있으며, 두께는 0.1~5um로 할 수 있다.The first
특히, 제1저항체와 제2저항체간의 전기적 간섭을 최소화하면서 열전달을 효과적으로 수행하기 위하여 제2부도체막의 재료와 두께를 적절하게 조절하는 것이 중요할 것이다.In particular, it will be important to appropriately adjust the material and thickness of the second non-conductive film in order to efficiently perform heat transfer while minimizing electrical interference between the first resistor and the second resistor.
제1저항체 및 제2저항체로서는 VOx , TiOx , 비정질 실리콘, 다결정실리콘, 니켈, 니크롬, 백금, TaAl 등의 반도체 또는 금속이 사용될 수 있으며, 제 1저항체로 공급되는 전류는 배터리 전류의 수백 내지 수천분의 일 정도인 수mA 이하가 되도록 저항값을 결정한다.As the first resistor and the second resistor, a semiconductor or metal such as VOx, TiOx, amorphous silicon, polycrystalline silicon, nickel, nichrome, platinum or TaAl may be used. The current supplied to the first resistor may be several hundreds to several thousands The resistance value is determined so as to be equal to or less than several mA.
구조판의 평면적 각 변의 크기는 10um ~ 500um 사이에서 설계할 수 있고, 다리의 길이는 10~200um 사이에서 설계하며, MEMS 공정으로 제작할 수 있다.The size of each side of the structural plate can be designed between 10um and 500um, the length of the leg is designed between 10 ~ 200um, and it can be manufactured by MEMS process.
이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. It will be appreciated by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is to be understood, therefore, that the embodiments described above are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
100 : 실리콘기판
110 : 홈
120a, 120b : 구조판
130 : 감지부다리
140 : 수신부다리
200a, 200b : 패드
310 : 제1부도체막
320 : 제1저항체
330 : 제2부도체막
340 : 제2저항체
350 : 제3부도체막
360 : 제4부도체막
370 : 제5부도체막
410 : 제1도전체막
420 : 제2도전체막
430 : 제3도전체막
500a : 감지부금속기둥
500b : 수신부금속기둥100: silicon substrate
110: Home
120a, 120b: Structural plate
130: sensing leg
140: Receiver bridge
200a, 200b: pad
310: first insulating film
320: first resistor
330: Second insulating film
340: second resistor
350: Third insulating film
360: fourth insulating film
370: fifth conductive film
410: first conductive film
420: second conductive film
430: Third conductive film
500a: sensing part metal pole
500b: Receiver metal column
Claims (9)
적어도 한 개 이상의 홈(110)이 파져 있는 실리콘기판(100)과;
각각의 홈 상측에 위치하되, 감지부다리(130)와 수신부다리(140)에 의해 지지되는 적어도 한 개 이상의 구조판과;
상기 실리콘기판의 양측에 2개를 일조로 하여 각각 설치 구성되는 적어도 한 개 이상의 패드와;
상기 구조판의 일측과 실리콘기판의 일측에 형성되어 셀 양단에 연결시키기 위한 2개의 패드를 각각 연결시키기 위한 감지부다리(130)와;
상기 구조판의 타측과 실리콘기판의 타측에 형성되어 수신부에 연결시키기 위한 2개의 패드를 각각 연결시키기 위한 수신부다리(140);를 포함하여 구성되되, 적어도 어느 하나 이상의 구조판과 연결된 2개의 패드에 배터리 셀을 연결시켜 배터리 셀 전압을 감지하는 감지구조판으로 사용하되, 구조판 중 어느 하나의 구조판에 연결된 2개의 패드에 배터리 셀을 연결시키지 않아 보상구조판으로 사용하거나;
모든 구조판을 복수개의 감지구조판으로만 사용하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀전압 센서.
In a battery cell voltage sensor,
A silicon substrate (100) having at least one groove (110) formed therein;
At least one structural plate positioned on each of the grooves and supported by the sensing leg 130 and the receiving leg 140;
At least one pad provided on both sides of the silicon substrate so as to be mounted on two sides thereof;
A sensing leg 130 formed on one side of the structural plate and one side of the silicon substrate to connect two pads for connection to both ends of the cell;
And a receiving leg (140) formed on the other side of the structural plate and the other side of the silicon substrate to connect two pads for connecting to the receiving unit, wherein at least two pads The battery cell is connected to two pads connected to one structural plate of the structure plate, and the battery cell is not connected to the sensing structure plate.
Wherein all structural plates are used only as a plurality of sensing structure plates.
실리콘기판(100)과;
상기 실리콘기판의 상단에 형성되는 제4부도체막(360)과;
상기 제4부도체막 상단에 패드(200a, 200b)와 금속기둥(500a, 500b)을 전기적으로 연결하기 위하여 형성되는 제3도전체막(430)과;
상기 제3도전체막의 상단과 제4부도체막의 상단에 형성되는 제5부도체막(370)과;
상기 제3도전체막에 하단이 연결되고, 상단이 제1도전체막에 연결되는 감지부금속기둥(500a)과;
상기 제3도전체막에 하단이 연결되고, 상단이 제2도전체막에 연결되는 수신부금속기둥(500b)과;
감지부다리(130)와 수신부다리(140)에 의해 지지되는 적어도 한 개 이상의 구조판과;
상기 실리콘기판의 양측에 2개를 일조로 하여 각각 설치 구성되는 적어도 한 개 이상의 패드와;
상기 구조판의 일측과 실리콘기판의 일측에 형성되어 감지부금속기둥과 연결되며, 셀 양단에 연결시키기 위한 2개의 패드를 각각 연결시키기 위한 감지부다리(130)와;
상기 구조판의 타측과 실리콘기판의 타측에 형성되어 수신부금속기둥과 연결되며, 수신부에 연결시키기 위한 2개의 패드를 각각 연결시키기 위한 수신부다리(140);를 포함하여 구성되되,
적어도 어느 하나 이상의 구조판과 연결된 2개의 패드에 배터리 셀을 연결시켜 배터리 셀 전압을 감지하는 감지구조판으로 사용하되, 구조판 중 어느 하나의 구조판에 연결된 2개의 패드에 배터리 셀을 연결시키지 않아 보상구조판으로 사용하거나;
모든 구조판을 복수개의 감지구조판으로만 사용하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀전압 센서.
In a battery cell voltage sensor,
A silicon substrate (100);
A fourth non-conductive film 360 formed on the upper surface of the silicon substrate;
A third conductive film 430 formed to electrically connect the pads 200a and 200b and the metal pillars 500a and 500b on the upper surface of the fourth non-conductive film;
A fifth non-conductive film (370) formed on the top of the third conductive film and the top of the fourth non-conductive film;
A sensing metal column 500a having a lower end connected to the third conductive film and an upper end connected to the first conductive film;
A receiving metal column 500b having a lower end connected to the third conductive film and an upper end connected to the second conductive film;
At least one structural plate supported by the sensing leg 130 and the receiving leg 140;
At least one pad provided on both sides of the silicon substrate so as to be mounted on two sides thereof;
A sensing leg 130 formed on one side of the structural plate and one side of the silicon substrate and connected to the sensing metal column and connecting two pads for connection to both ends of the cell;
And a receiving leg (140) formed on the other side of the structural plate and the other side of the silicon substrate and connected to the receiving metal column and connecting two pads for connecting to the receiving unit,
A battery cell is connected to two pads connected to at least one or more structural plates and used as a sensing structure plate for sensing a battery cell voltage, and a battery cell is not connected to two pads connected to any one of the structural plates Used as a compensation structure plate;
Wherein all structural plates are used only as a plurality of sensing structure plates.
상기 구조판은,
최하측에 형성되는 제1부도체막(310)과,
상기 제1부도체막의 상단 중앙 부위에 형성되는 제1저항체(320)와,
상기 제1저항체에 일측이 연결되어 있고, 타측이 패드(200a)와 전기적으로 연결되어 있는 제1도전체막(410)과,
상기 제1부도체막과 제1저항체 및 제1도전체막 상단에 형성되는 제2부도체막(330)과,
상기 제2부도체막의 상단 중앙 부위에 제1저항체와 평행하게 형성되는 제2저항체(340)와,
상기 제2저항체에 일측이 연결되어 있고, 타측이 패드(200b)와 전기적으로 연결되어 있는 제2도전체막(420)과,
상기 제2부도체막과 제2저항체 및 제2도전체막 상단에 형성되는 제3부도체막(350)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀전압 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the structural plate comprises:
A first non-conductive film 310 formed on the lowermost side,
A first resistor 320 formed at an upper center portion of the first non-conductive film,
A first conductive layer 410 having one side connected to the first resistor and the other side electrically connected to the pad 200a;
A second non-conductive layer 330 formed on the first non-conductive layer and the first resistive layer and the first conductive layer,
A second resistor 340 formed in parallel with the first resistor at an upper center portion of the second non-conductive film,
A second conductive layer 420 having one side connected to the second resistor and the other side electrically connected to the pad 200b;
And a third non-conductive film (350) formed on the upper surface of the second non-conductive film, the second resistive film, and the second conductive film.
상기 구조판은,
최하측에 형성되는 제1부도체막(310)과,
상기 제1부도체막의 상단 중앙 부위에 형성되는 제1저항체(320)와,
상기 제1저항체에 일측이 연결되어 있고, 타측이 감지부금속기둥과 전기적으로 연결되어 있는 제1도전체막(410)과,
상기 제1부도체막과 제1저항체 및 제1도전체막 상단에 형성되는 제2부도체막(330)과,
상기 제2부도체막의 상단 중앙 부위에 제1저항체와 평행하게 형성되는 제2저항체(340)와,
상기 제2저항체에 일측이 연결되어 있고, 타측이 수신부금속기둥과 전기적으로 연결되어 있는 제2도전체막(420)과,
상기 제2부도체막과 제2저항체 및 제2도전체막 상단에 형성되는 제3부도체막(350)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀전압 센서.
3. The method of claim 2,
Wherein the structural plate comprises:
A first non-conductive film 310 formed on the lowermost side,
A first resistor 320 formed at an upper center portion of the first non-conductive film,
A first conductive layer 410 having one side connected to the first resistor and the other side electrically connected to the sensing metal column,
A second non-conductive layer 330 formed on the first non-conductive layer and the first resistive layer and the first conductive layer,
A second resistor 340 formed in parallel with the first resistor at an upper center portion of the second non-conductive film,
A second conductive layer 420 having one side connected to the second resistor and the other side electrically connected to the receiving metal column,
And a third non-conductive film (350) formed on the upper surface of the second non-conductive film, the second resistive film, and the second conductive film.
실리콘기판 상에 형성된 적어도 어느 하나 이상의 구조판과 연결된 2개의 패드에 배터리 셀을 전부 연결시켜 배터리 셀 전압을 감지하는 감지구조판으로만 사용할 경우에,
외부에 박막금속저항, 열전쌍 온도를 측정하기 위한 측정수단이 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 셀전압 센서.
3. The method according to claim 1 or 2,
When the battery cell is used only as a sensing structure plate for sensing the battery cell voltage by connecting all the battery cells to two pads connected to at least one or more structural plates formed on the silicon substrate,
And measuring means for measuring the temperature of the thin film metal resistance and the thermocouple on the outside.
상기 패드에 배터리 셀 양단이 접속되면,
구조판 내에 열이 발생되어 저항값의 크기가 변하는 값을 수신부에서 측정하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀전압 센서.
3. The method according to claim 1 or 2,
When both ends of the battery cell are connected to the pad,
Wherein the receiver measures a value at which the resistance value is changed by generating heat in the structural plate.
상기 제1부도체막(310), 제2부도체막(330), 제3부도체막(350)은,
SiO2 , SiNx , 폴리이드 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀전압 센서.The method according to claim 3 or 4,
The first non-conductive film 310, the second non-conductive film 330,
SiO 2, the battery cell voltage sensor, characterized in that is formed by any one of SiNx, poly Id.
상기 제1저항체 및 제2저항체는,
VOx , TiOx , 비정질 실리콘, 다결정실리콘, 니켈, 니크롬, 백금, TaAl 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀전압 센서.
The method according to claim 3 or 4,
Wherein the first resistor and the second resistor comprise:
Wherein the first electrode is formed of any one of VOx, TiOx, amorphous silicon, polycrystalline silicon, nickel, nichrome, platinum, and TaAl.
배터리 셀을 연결하기 위한 패드가 형성되어 있는 실리콘기판과;
다리에 의해 지지되며, 내부에 제1저항체와 제2저항체를 구성하되, 저항체들을 부도체막으로 일정거리 이격시켜 구성시킨 구조판과;
상기 구조판 내부에 형성된 제1저항체와 제2저항체에 각각 연결되어 패드와 전기적으로 연결시키기 위한 도전체막;을 포함하여 구성되어,
배터리 셀을 패드에 접속시키면 제1저항체에 의해 전압에 비례하는 열이 구조판 내부에서 발생되고, 발생된 열을 전기적으로 격리된 제2저항체에 전달하여 제2저항체의 전기적 저항 변화율을 이용하여 수신부에서 배터리 셀의 전압을 측정하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀전압 센서.
In a battery cell voltage sensor,
A silicon substrate on which pads for connecting battery cells are formed;
A structural plate supported by the legs and having a first resistor and a second resistor formed therein, the resistor being spaced apart from the non-conductive film by a predetermined distance;
And a conductive film connected to the first resistor and the second resistor formed in the structural plate to electrically connect the pad and the first resistor,
When the battery cell is connected to the pad, a heat proportional to the voltage is generated in the structural plate by the first resistor, and the generated heat is transferred to the electrically isolated second resistor, Wherein the voltage of the battery cell is measured in the battery cell.
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|---|---|---|---|
| KR1020120135290A KR101426913B1 (en) | 2012-11-27 | 2012-11-27 | cell-voltage sensor of battery. |
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|---|---|---|---|
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