KR102113765B1 - Device for sensing battery of vehicel - Google Patents

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KR102113765B1 KR1020130146159A KR20130146159A KR102113765B1 KR 102113765 B1 KR102113765 B1 KR 102113765B1 KR 1020130146159 A KR1020130146159 A KR 1020130146159A KR 20130146159 A KR20130146159 A KR 20130146159A KR 102113765 B1 KR102113765 B1 KR 102113765B1
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Abstract

차량 배터리 센싱 모듈이 개시된다. 이 차량 배터리 센싱 모듈은 한쪽 단부가 차량 배터리의 단자에 전기적으로 연결되고, 다른 쪽 단부가 그라운드 케이블을 통해 차체 그라운드에 전기적으로 연결되는 일체형 클램프 부재 및 상기 일체형 클램프 상에 고정 배치되어, 상기 일체형 클램프의 양단 전압차를 측정하여 상기 차량 배터리에 흐르는 전류값을 계산하는 연산 모듈을 포함한다.A vehicle battery sensing module is disclosed. The vehicle battery sensing module is fixedly disposed on the integral clamp member and the integral clamp, one end of which is electrically connected to the terminal of the vehicle battery and the other end of which is electrically connected to the vehicle body ground through a ground cable, the integral clamp It includes a calculation module for calculating the current value flowing in the vehicle battery by measuring the voltage difference across the.

Figure R1020130146159
Figure R1020130146159

Description

차량 배터리 센싱 모듈 및 그 방법{DEVICE FOR SENSING BATTERY OF VEHICEL}Vehicle battery sensing module and its method {DEVICE FOR SENSING BATTERY OF VEHICEL}

본 발명은 차량 배터리 센싱 모듈 및 그 방법에 관한 것으로서, 차량 배터리에 흐르는 전류를 측정하는 차량 배터리 센싱 모듈에 관한 것이다.
The present invention relates to a vehicle battery sensing module and a method thereof, and relates to a vehicle battery sensing module that measures a current flowing through a vehicle battery.

최근, 내연 엔진과 배터리 엔진을 동시에 장착한 하이브리드 카와, 상기 배터리 엔진만으로 운행될 수 있는 전기 자동차가 개발된 바 있다. 이러한 전기 자동차는 엔진 동력을 차량 배터리로부터 공급받기 때문에, 상기 차량 배터리의 관리가 중요하다. 일반적으로 차량에는 각종 전자 제어 기기 및 멀티미디어 기기 등이 기본적으로 설치되어 있고, 이러한 기기들 또한 상기 차량 배터리의 전원 공급에 따라 동작하기 때문에 차량 배터리의 관리는 더욱 중요하다. 따라서, 상기 차량 배터리에는 상기 차량 배터리의 충전상태, 노후화 정도 및 재시동 능력 등을 파악할 수 있도록, 상기 배터리의 전류 값을 계산하는 차량 배터리 센서 모듈이 장착된다.Recently, a hybrid car equipped with an internal combustion engine and a battery engine at the same time, and an electric vehicle that can be operated only with the battery engine have been developed. Since such an electric vehicle receives engine power from a vehicle battery, management of the vehicle battery is important. In general, various electronic control devices and multimedia devices are basically installed in a vehicle, and management of the vehicle battery is more important because these devices also operate according to the power supply of the vehicle battery. Therefore, the vehicle battery is equipped with a vehicle battery sensor module that calculates the current value of the battery so as to determine the state of charge, aging degree, and restart capability of the vehicle battery.

도 1은 기존의 차량에 내장된 차량 배터리 센싱 모듈을 보여주는 도면이다. 1 is a view showing a vehicle battery sensing module embedded in an existing vehicle.

도 1을 참조하면, 기존의 차량에 내장된 차량 배터리 센싱 모듈(IBS: Intelligent Battery Sensor)은 케이블 끝단을 고정하는 어태치먼트 터미널(11), 상기 어태치먼튼 터미널(11)과 연결되는 션트 저항 부재(13), 상기 션트 저항 부재(13)와 연결되는 클램프(15), 상기 션트 저항 부재(13)의 하단에 배치되어 연결되는 PCB 기판(17), 상기 션트 저항 부재(13)와 상기 PCB 기판(17)을 외부로부터 보호하는 하우징(19) 및 상기 하우징(19)과 결합하여 상기 션트 저항 부재(13)와 상기 PCB 기판(17)을 수용하는 수용 공간을 형성하는 하부 커버(21)로 구성된다. 이러한 기존의 차량 배터리 센싱 모듈은 상기 클램프(15)에 연결된 션트 저항 부재(13)의 션트 저항(13-2) 양단에 형성된 핀(23)을 설치하여 전압을 측정하고, 양단 측정 전압으로 차량 배터리에 흐르는 전류 값을 계산한다. 이러한 기존의 차량에 내장된 차량 배터리 센싱 모듈은 션트 저항을 통해 전류를 센싱한다. 기존의 차량 배터리 센싱 모듈은 어태치먼튼 터미널(11: Attachment Terminal)과 클램프(15) 사이에 션트 저항(13-2)이 배치되고, 어태치먼튼 터미널(11), 션트 저항 부재(13) 및 클램프(15) 각 부분을 접합하는 용접 공정이 필요하다. 이러한 용접 공정은 제품 제조 시간 및 제조 단가를 상승시키는 주요한 원인이며, 더욱이 고가의 션트 저항(13-2)의 설계로 인해 제조 단가는 더욱 상승할 뿐만 아니라 제품 중량을 증가시킨다.
Referring to FIG. 1, an existing vehicle battery sensing module (IBS: Intelligent Battery Sensor) embedded in a vehicle includes an attachment terminal 11 fixing a cable end, and a shunt resistor member connected to the attachment manton terminal 11 ( 13), a clamp 15 connected to the shunt resistor member 13, a PCB substrate 17 disposed and connected to the lower end of the shunt resistor member 13, the shunt resistor member 13 and the PCB substrate ( 17) is composed of a housing (19) protecting the exterior from the outside and a lower cover (21) forming a receiving space for receiving the shunt resistor member (13) and the PCB substrate (17) in combination with the housing (19). . This conventional vehicle battery sensing module measures the voltage by installing the pins 23 formed on both ends of the shunt resistor 13-2 of the shunt resistor member 13 connected to the clamp 15, and measures the voltage, and the vehicle battery is measured at both ends. Calculate the value of the current flowing in. The vehicle battery sensing module embedded in the existing vehicle senses current through a shunt resistor. In the existing vehicle battery sensing module, a shunt resistor 13-2 is disposed between the attachment terminal (11) and the clamp 15, and the attachment terminal 11, the shunt resistor member 13, and A welding process is necessary to join each part of the clamp 15. This welding process is a major cause of raising product manufacturing time and manufacturing cost, and furthermore, due to the design of the expensive shunt resistor 13-2, the manufacturing cost increases not only, but also increases product weight.

따라서, 본 발명의 목적은 제품 중량을 낮추고, 제조 시간 및 제조 단가를 낮출 수 있는 차량 배터리 센싱 모듈을 제공하는데 있다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicle battery sensing module capable of lowering product weight and reducing manufacturing time and manufacturing cost.

본 발명의 일면에 따른 차량 배터리 센싱 모듈은 한쪽 단부가 차량 배터리의 단자에 전기적으로 연결되고, 다른 쪽 단부가 그라운드 케이블을 통해 차체 그라운드에 전기적으로 연결되는 일체형 클램프 부재 및 상기 일체형 클램프 상에 고정 배치되어, 상기 일체형 클램프의 양단 전압차를 측정하여 상기 차량 배터리에 흐르는 전류값을 계산하는 연산 모듈을 포함한다.Vehicle battery sensing module according to an aspect of the present invention is one end of which is electrically connected to the terminal of the vehicle battery, the other end is electrically connected to the vehicle body ground through a ground cable and an integral clamp member and fixed arrangement on the integral clamp And a calculation module that measures a voltage difference between both ends of the integrated clamp and calculates a current value flowing through the vehicle battery.

본 발명의 다른 일면에 따른 차량 배터리의 전류 센싱 방법은, 한쪽 단부가 차량 배터리의 단자에 전기적으로 연결되고, 다른 쪽 단부가 그라운드 케이블을 통해 차체 그라운드에 전기적으로 연결되는 일체형 클램프 부재의 자체 저항값을 측정하는 과정 및 측정된 상기 일체형 클램프 부재의 자체 저항값을 이용하여 상기 차량 배터리에 흐르는 전류값을 계산하는 과정을 포함한다.
In the current sensing method of a vehicle battery according to another aspect of the present invention, one end is electrically connected to the terminal of the vehicle battery, and the other end is electrically connected to the vehicle body ground through a ground cable. And calculating a current value flowing through the vehicle battery using the measured self-resistance value of the integral clamp member.

본 발명에 의하면, 션트 저항의 설계를 배제하고, 동시에 어태치먼튼 터미널, 클램프 및 상기 어태치먼트 터미널과 상기 클램프를 연결하는 연결 부재를 일체형으로 제작하여, 상기 연결 부재를 상기 션트 저항의 역할로 대체함으로써, 제품 중량을 낮추고, 제조 시간 및 제조 단가를 낮출 수 있다.
According to the present invention, the design of the shunt resistor is excluded, and at the same time, the attachment member connecting the attachment terminal and the clamp and the attachment terminal and the clamp is integrally manufactured, thereby replacing the connecting member with the role of the shunt resistor , Product weight can be lowered and manufacturing time and manufacturing cost can be lowered.

도 1은 기존의 차량에 내장된 차량 배터리 센싱 모듈을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 배터리 센싱 모듈을 갖는 전체 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 일체형 클램프 부재가 차체 그라운드와 차량 배터리에 체결된 체결 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 일체형 클램프 부재의 형상을 보여주는 주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 배터리에 흐르는 전류를 센싱하는 방법을 설명하는 순서도이다.1 is a view showing a vehicle battery sensing module embedded in an existing vehicle.
2 is a block diagram showing an entire system having a vehicle battery sensing module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view for explaining a fastening structure in which the integral clamp member shown in FIG. 2 is fastened to a vehicle body ground and a vehicle battery.
4 is a view showing the shape of the integral clamp member shown in FIG.
5 is a flowchart illustrating a method of sensing a current flowing in a vehicle battery according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 배터리 센싱 모듈을 갖는 전체 시스템을 보여주는 블록도이다.2 is a block diagram showing an entire system having a vehicle battery sensing module according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 전체 시스템은 차량 배터리(500)의 내부 온도와 충전 상태를 센싱하는 차량 배터리 센싱 모듈(100), LIN(Local Interconnect Network) 통신을 상기 차량 배터리 센싱 모듈(100)로부터 차량 배터리(500)의 내부 온도 정보와 충전 상태 정보를 수신하고, 수신된 내부 온도 정보와 충전 상태 정보에 기초하여 발전량을 제어하는 엔진 제어기(200), 상기 엔진 제어기(200)에 제어되는 엔진(300) 및 차량 배터리(500)로부터 전력을 공급받는 각종 차량 내 전기 기기로 이루어진 전기 부하(400)를 포함한다.Referring to Figure 2, the entire system is a vehicle battery sensing module 100 for sensing the internal temperature and charging state of the vehicle battery 500, LIN (Local Interconnect Network) communication from the vehicle battery sensing module 100 from the vehicle battery The engine controller 200 that receives the internal temperature information and the charge state information of 500 and controls the amount of power generation based on the received internal temperature information and the charge state information, and the engine 300 controlled by the engine controller 200 And an electric load 400 composed of various in-vehicle electric devices that receive electric power from the vehicle battery 500.

무엇보다도 상기 차량 배터리 센싱 모듈(100)은 제품 중량을 낮추고, 제조 시간 및 제조 단가를 낮추기 위해 기존의 션트 저항이 제거된 일체형 클램프(110)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 일체형 클램프 부재(110) 자체의 양단 전압차를 이용해 전류값을 계산하는 연산 모듈(120)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Above all, the vehicle battery sensing module 100 is characterized in that it comprises an integral clamp 110 in which the existing shunt resistor is removed in order to lower the product weight and lower the manufacturing time and manufacturing cost, and the integral clamp member 110 It is characterized in that it further comprises a calculation module 120 for calculating the current value using the voltage difference between both ends of itself.

상기 일체형 클램프 부재(110)는 아래에서 상세히 설명하겠지만, 클램프와 어태치먼튼 터미널을 포함하며, 특히 기존의 션트 저항의 역할을 대신하기 위해, 상기 클램프와 상기 어태치먼트 터미널을 연결하는 연결부재를 더 포함한다. The integral clamp member 110 will be described in detail below, but includes a clamp and an attachment monton terminal, and further includes a connecting member connecting the clamp and the attachment terminal, especially in order to replace the role of an existing shunt resistor. do.

상기 연산 모듈(120)은 상기 일체형 클램프 부재의 연결부재 상에 고정되도록 배치되는 기판(도 3의 120A)과 상기 기판(120A) 위에 설계된 ASIC(120B)(Application Specific Integrated Circuit)을 포함한다. ASIC(도 3의 120B)은 차량 배터리의 전류, 전압 등을 센싱하는 등 차량 배터리 관리를 위한 특정 값들을 측정하도록 제작된 반도체로서, 배터리 전압을 측정하는 전압 센싱 유닛(121), 센서 모듈(100)의 내부 온도를 측정하는 온도 센싱 유닛(123), 상기 일체형 클램프 부재(110) 자체의 양단 전압 차에 따라 차량 배터리(500)에 흐르는 전류를 측정하는 전류 센싱 유닛(125), 상기 센서 내부 온도에 기초해 차량 배터리(500)의 내부 온도를 분석하는 배터리 내부 온도 분석 유닛(127: BTM) 및 상기 측정된 배터리 전압 및 배터리 전류에 기초해 차량 배터리(500)의 충전 상태를 분석하는 충전 상태 분석 유닛(129: SOC)을 포함하도록 설계된 반도체일 수 있다.The operation module 120 includes a substrate (120A in FIG. 3) disposed to be fixed on a connection member of the integral clamp member and an application specific integrated circuit (ASIC) 120B designed on the substrate 120A. ASIC (120B in FIG. 3) is a semiconductor manufactured to measure specific values for vehicle battery management, such as sensing the current and voltage of the vehicle battery, and the voltage sensing unit 121 for measuring the battery voltage, sensor module 100 ) A temperature sensing unit 123 for measuring the internal temperature, a current sensing unit 125 for measuring the current flowing in the vehicle battery 500 according to the voltage difference between both ends of the integrated clamp member 110 itself, the sensor internal temperature Battery internal temperature analysis unit 127 (BTM) that analyzes the internal temperature of the vehicle battery 500 based on the charging state analysis that analyzes the charging state of the vehicle battery 500 based on the measured battery voltage and battery current It may be a semiconductor designed to include a unit (129: SOC).

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 일체형 클램프 부재에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an integrated clamp member according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3은 도 2에 도시된 일체형 클램프 부재가 차체 그라운드와 차량 배터리에 체결된 체결 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 일체형 클램프 부재의 구체적인 형상을 보여주는 주는 도면이다. FIG. 3 is a view for explaining a fastening structure in which the integral clamp member shown in FIG. 2 is fastened to a vehicle body ground and a vehicle battery, and FIG. 4 is a view showing a specific shape of the integral clamp member shown in FIG. 3.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 일체형 클램프 부재(110)는 클램프(110A)와, 어태치먼트 터미널(110B) 및 상기 클램프(110A)와 어태치먼트 터미널(110B)을 연결하는 연결 부재(110C)를 포함하며, 이들 클램프(110A)와, 어태치먼트 터미널(110B) 및 연결 부재(110C)는 일체형으로 형성된 것을 특징으로 한다.3 and 4, the integral clamp member 110 according to an embodiment of the present invention connects the clamp 110A, the attachment terminal 110B, and the clamp 110A and the attachment terminal 110B. It includes a connecting member (110C), these clamps (110A), the attachment terminal (110B) and the connecting member (110C) is characterized in that formed integrally.

상기 클램프(110A)는 일체형 클램프 부재(110)를 상기 차량 배터리(500)의 음의 단자에 클램핑 시키는 구성으로서, 이로 인해, 상기 일체형 클램프 부재(110)가 상기 음 단자에 전기적으로 연결되도록 구성된다.The clamp 110A is a configuration for clamping the integral clamp member 110 to the negative terminal of the vehicle battery 500, and thereby, the integral clamp member 110 is configured to be electrically connected to the negative terminal. .

상기 어태치먼트 터미널(110B)은 일체형 클램프 부재(110)를 그라운드 케이블(150)의 한쪽 단부에 고정시키는 구성으로서, 이로 인해, 상기 일체형 클램프 부재(110)가 그라운드 케이블(150)에 전기적으로 연결되도록 구성된다. 이때, 상기 그라운드 케이블(150)의 다른 쪽 단부는 그라운드 터미널(160)을 통해 차체 그라운드에 전기적으로 연결되도록 구성된다.The attachment terminal 110B is a configuration for fixing the integral clamp member 110 to one end of the ground cable 150, and thereby, the integral clamp member 110 is configured to be electrically connected to the ground cable 150. do. At this time, the other end of the ground cable 150 is configured to be electrically connected to the vehicle body ground through the ground terminal 160.

상기 연결 부재(110C)는 상기 클램프(110A)와 상기 어태치먼트 터미널(110B)를 연결하는 구성으로서, 상기 클램프(110A), 상기 어태치먼트 터미널(110B) 및 상기 상기 연결 부재(110C)은 금속 재질과 같은 동일한 재질로 일체형으로 형성될 수 있다. 따라서, 차량의 모든 배터리 충방전 전류는 도 2에 도시된 바와 같이, 클램프(110A), 연결부재(110B), 어태치먼트 터미널(110C), 그라운드 케이블(150), 그라운드 터미널(160)을 거쳐 차체 그라운드로 흐르게 되므로, 차량 내 모든 전기부하 등으로 흐르게 된다.The connecting member 110C is configured to connect the clamp 110A and the attachment terminal 110B, and the clamp 110A, the attachment terminal 110B, and the connecting member 110C are made of a metal material. It may be formed integrally with the same material. Therefore, all the battery charge and discharge current of the vehicle, as shown in Figure 2, the clamp (110A), the connecting member (110B), the attachment terminal (110C), the ground cable 150, through the ground terminal 160 through the vehicle body ground Since it flows to, it will flow to all electric loads in the vehicle.

또한, 상기 연결 부재(110C)는 기존의 션트 저항을 대신하는 역할을 하도록 구성된다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 클램프에 연결된 션트 저항을 통해 전류를 센싱하는 종래와는 달리 본 발명의 일 실시 예에서는, 연결 부재(110C)의 자체 저항 값 즉, 일체형 클램프의 자체 저항 값을 이용하여 전류를 센싱한다. In addition, the connecting member 110C is configured to serve as a substitute for the existing shunt resistor. That is, as shown in FIG. 1, unlike in the conventional sensing current through a shunt resistor connected to the clamp, in one embodiment of the present invention, the self-resistance value of the connecting member 110C, that is, the self-resistance value of the integral clamp Use to sense the current.

또한, 상기 연결 부재(110C) 위에는 연산 모듈(120)이 고정되도록 배치되며, 상기 연결 부재(110C) 양단 간의 전압 차를 센싱하도록 상기 연산 모듈(120)과 상기 연결부재(110C)는 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 금속 재질의 핀을 통해 상기 연산 모듈(120)의 기판(120A) 상에 배선된 배선과 상기 연결 부재(110C)가 전기적으로 연결되고, 동시에 상기 연결 부재(110C) 상에 상기 기판(120A)이 고정되도록 구성될 수 있다.In addition, the calculation module 120 is disposed on the connection member 110C to be fixed, and the calculation module 120 and the connection member 110C are electrically connected to sense a voltage difference between both ends of the connection member 110C. Can be. For example, the wiring wired on the substrate 120A of the operation module 120 and the connection member 110C are electrically connected through a metal pin, and at the same time, the substrate 120A on the connection member 110C. ) Can be configured to be fixed.

이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 배터리 센싱 모듈의 동작 원리에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the operating principle of the vehicle battery sensing module according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

먼저 설명의 이해를 돕기 위해, 기존 배터리 센싱 모듈의 일반적인 동작 원리와 기능을 설명하면 다음과 같다.First, to help understand the description, the general operation principle and function of the existing battery sensing module are as follows.

기존의 션트 저항 양단의 미세한 전압차이를 ASIC 내부의 센싱 블록에서 센싱한 후 션트 저항 값으로 나누면 다음 수식과 같이 션트 저항에 흐르는 전류를 계산 할 수 있다.The current flowing through the shunt resistor can be calculated by dividing the minute voltage difference across the existing shunt resistor by the shunt resistor value after sensing in the sensing block inside the ASIC.

Figure 112013108855005-pat00001
Figure 112013108855005-pat00001

상기와 같이 계산된 전류 값은 ASIC 내부 센싱 블록에서 센싱한 배터리 전압, 센서 내부의 온도센서를 이용한 온도 측정 후, 이 정보들을 이용하여 배터리 내부 온도와 배터리 충전 상태 등을 계산한다. 이 계산된 정보들은 엔진 제어기(200)가 LIN 통신으로 요청할 때마다 엔진제어기로 전송한다. 이러한 정보와 엔진제어기가 판단한 차량 주행 정보, 엔진 상태 등을 종합하여 발전기의 발전량(전기 생산량)을 제어한다.The current value calculated as described above measures the battery voltage sensed by the ASIC internal sensing block, the temperature using the temperature sensor inside the sensor, and then calculates the battery internal temperature and the battery charging state using the information. The calculated information is transmitted to the engine controller whenever the engine controller 200 requests LIN communication. The power generation (electricity production) of the generator is controlled by synthesizing the vehicle driving information and engine state determined by the engine controller.

한편, 본 발명의 일 실시 예에서는 전류 측정을 위한 션트 저항을 삭제하고 클램프 자체(또는 연결부재(110C))의 저항 값을 이용함으로써, 고가의 션트 저항의 설계배제를 통해 원가를 낮추고, 제조 공정을 단순화 하고자 한다.On the other hand, in an embodiment of the present invention, by eliminating the shunt resistor for current measurement and using the resistance value of the clamp itself (or the connecting member 110C), the cost is lowered through design exclusion of expensive shunt resistors, and the manufacturing process I want to simplify it.

먼저 일반적인 차량 배터리 센서 모듈에 사용 중인 션트 저항 값은 약 100uΩ 전후이다. 션트 저항을 이루는 재질은 온도변화에 따른 저항 값 변화율이 작은 망가닌을 사용한다. 여기서, 망가닌은 구리 84%에 망가니즈 12%와 니켈 4%를 첨가한 합금으로 일컬어진다. First, the shunt resistance value used in a typical vehicle battery sensor module is about 100uΩ. The material that forms the shunt resistance is manganine, which has a small rate of change in resistance value with temperature. Here, manganine is said to be an alloy in which 12% manganese and 4% nickel are added to 84% copper.

본 발명과 같이, 기존의 션트 저항을 이용하지 않고 클램프 자체 저항을 이용하여 전류 값을 측정하고자 할 경우, 다음과 같은 사항을 고려해야 한다. As in the present invention, if the current value is to be measured using the clamp's own resistance instead of using the conventional shunt resistor, the following matters should be considered.

구리와 아연으로 구성된 클램프 자체 저항은 약 10 uΩ 이하라서 기존 션트 저항 적용한 차량 배터리 센서 모듈과 동일한 전류가 흐른다고 가정해도 클램프 자체 저항 양단 전압 차이가 작아서 션트 저항 대비 작아진 저항 값 비율만큼 전류 값이 작아지게 된다. 이것은 기존 16 비트 분해능을 가진 ASIC으로는 전류를 세밀한 단위로 센싱하기 어려움을 의미한다. 따라서, ASIC을 채용하는데 있어, 적어도 16 비트 분해능 보다 높은 분해능을 가진 ASIC을 사용하도록 고려하는 것이 바람직하다. 예컨대, 20 비트 분해능을 가진 ASIC을 사용하는 경우, 기존 16비트 대비 20비트 ADC(Analog to Digital Converter)는 상대적으로 24 = 16 배 더 세밀하게 센싱할 수 있게 된다. 기존 션트 저항보다 클램프 자체 저항 값이 1/16 이 되더라도 동일한 성능을 낼 수 있게 된다.The clamp self-resistance of copper and zinc is about 10 uΩ or less, so even if it is assumed that the same current flows as the vehicle battery sensor module to which the conventional shunt resistor is applied, the voltage difference across the clamp self-resistance is small, so the current value is equal to the ratio of the smaller resistance value to the shunt resistance. It becomes smaller. This means that current ASICs with 16-bit resolution are difficult to sense current in minute units. Therefore, when employing an ASIC, it is desirable to consider using an ASIC with a resolution higher than at least 16-bit resolution. For example, when using an ASIC with 20-bit resolution, a 20-bit analog to digital converter (ADC) compared to the existing 16-bit can sense relatively 24 = 16 times finer. Even if the clamp self-resistance value is 1/16 than the conventional shunt resistor, the same performance can be achieved.

한 가지 더 고려해야 할 사항은 전류 센싱 값을 계산하는 과정에서 발생하는 오차이다. 본 발명의 일 실시 예와 같이, 션트 저항 대신 클램프 자체 저항을 사용하는 경우, 클램프 자체의 온도 변화에 따라 클램프 자체 저항값이 변동될 수 있다. 이는 전류 센싱 값의 오차를 유발한다.One more thing to consider is the error that occurs in the process of calculating the current sensing value. As in one embodiment of the present invention, when the clamp self-resistance is used instead of the shunt resistor, the clamp self-resistance value may be changed according to the temperature change of the clamp itself. This causes an error in the current sensing value.

따라서, 온도 변화에 따른 저항 값 보상이 필요하며, 본 발명에서는 온도변화에 따른 저항 값 보상을 위해 다음과 같은 수식을 이용한다.Therefore, it is necessary to compensate the resistance value according to the temperature change, and in the present invention, the following equation is used to compensate the resistance value according to the temperature change.

Figure 112013108855005-pat00002
Figure 112013108855005-pat00002

저항은 각 물질의 고유 저항값과 길이의 곱을 면적으로 나눈 값이다. 클램프의 고유 저항값, 길이, 면적 등을 알고 있기 때문에 전류 센싱에 사용되는 저 값을 구할 수 있다. 하지만 일반적으로 저항은 주위온도의 영향을 받아 그 값이 변한다. 이를 보정해주기 위해 다음과 같은 수식을 이용하여 저항 온도 계수를 구하여 사용한다.Resistance is the product of each material's intrinsic resistance and its length divided by its area. Since the intrinsic resistance value, length, and area of the clamp are known, a low value used for current sensing can be obtained. In general, however, the resistance changes depending on the ambient temperature. To correct this, use the following formula to obtain the resistance temperature coefficient.

Figure 112013108855005-pat00003
Figure 112013108855005-pat00003

여기서, 상기 R은 T(℃)에서 저항값 실측치(Ω)이고, R0는 상온에서 저항값 실측치(Ω)이고, T는 시험온도(℃)이고, T0 는 상온(℃)을 나타낸다.Here, R is a resistance value measured value (Ω) at T (° C), R 0 is a resistance value measured value at room temperature (상), T is a test temperature (° C), and T 0 is a normal temperature (° C).

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 배터리에 흐르는 전류를 센싱하는 방법을 설명하는 순서도이다. 특별히 한정하지 않는 이상 도 5의 각 단계의 수행주체는 도 2에 도시된 연산 모듈인 것으로 가정한다. 5 is a flowchart illustrating a method of sensing a current flowing in a vehicle battery according to an embodiment of the present invention. Unless specifically limited, it is assumed that the subject of each step of FIG. 5 is the calculation module shown in FIG. 2.

도 5를 참조하면, 먼저, S510에서, 클램프 자체의 저항값을 측정하는 과정이 수행된다. 이어, S520에서, 센서 모듈의 내부 온도를 고려하여 측정된 상기 자체 저항값을 보상하는 과정이 수행된다. 이어, S530에서, 보상된 상기 자체 저항값을 이용하여 상기 클램프 양단 간의 전압을 측정하는 과정이 수행되며, S540에서, 측정된 상기 클램프 양단 간의 전압차를 이용해 차량 배터리에 흐르는 전류를 계산하는 과정이 수행된다. Referring to FIG. 5, first, in S510, a process of measuring the resistance value of the clamp itself is performed. Subsequently, in S520, a process of compensating the measured self-resistance value in consideration of the internal temperature of the sensor module is performed. Subsequently, in S530, a process of measuring the voltage between the ends of the clamp is performed using the compensated self-resistance value, and in S540, a process of calculating the current flowing in the vehicle battery using the measured voltage difference between the ends of the clamp is performed. Is performed.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명을 통해 고가의 션트 저항 대신에 일체형 클램프 자체를 저항으로 이용함으로써, 기존과 같이, 클램프와 션트 저항의 접합 공정이 요구되지 않으며, 차량 배터리 센싱 모듈의 원가 절감, 제품 중량 및 제조 시간을 줄일 수 있다. As described above, by using the integrated clamp itself as a resistor instead of an expensive shunt resistor through the present invention, the bonding process of the clamp and the shunt resistor is not required as before, and the cost of the vehicle battery sensing module is reduced, and the product weight And manufacturing time.

Claims (11)

한쪽 단부가 차량 배터리의 단자에 전기적으로 연결되고, 다른 쪽 단부가 그라운드 케이블을 통해 차체 그라운드에 전기적으로 연결되는 일체형 클램프 부재; 및
상기 일체형 클램프 상에 고정 배치되어, 상기 일체형 클램프의 양단 전압차를 측정하여 상기 차량 배터리에 흐르는 전류값을 계산하는 연산 모듈을 포함하고,
상기 일체형 클램프 부재는,
기존의 션트 저항보다 낮은 저항값을 갖는 것인 차량 배터리 센싱 모듈.
An integral clamp member having one end electrically connected to a terminal of the vehicle battery and the other end electrically connected to a vehicle body ground through a ground cable; And
It is fixedly disposed on the integral clamp, and includes a calculation module for measuring the voltage difference between both ends of the integral clamp to calculate the current value flowing through the vehicle battery,
The integral clamp member,
Vehicle battery sensing module that has a lower resistance value than the conventional shunt resistor.
제1항에 있어서, 상기 일체형 클램프 부재는,
상기 차량 배터리의 단자를 클램핑 하는 클램프;
상기 그라운드 케이블의 한쪽 단자를 파지하는 어태치먼트 터미널; 및
상기 클램프와 상기 어태치먼트 터미널을 연결하고, 상기 연산 모듈이 고정 안착되는 연결부재;
를 포함하는 차량 배터리 센싱 모듈.
According to claim 1, The integral clamp member,
A clamp clamping a terminal of the vehicle battery;
An attachment terminal for gripping one terminal of the ground cable; And
A connecting member connecting the clamp and the attachment terminal, and to which the calculation module is fixedly seated;
Vehicle battery sensing module comprising a.
제2항에 있어서, 상기 클램프, 상기 어태치먼트 터미널 및 상기 연결부재는 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 배터리 센싱 모듈.
The vehicle battery sensing module according to claim 2, wherein the clamp, the attachment terminal and the connecting member are integrally formed.
제2항에 있어서, 상기 연결 부재는,
상기 전압 차를 측정하기 위한 저항으로 기능하는 것을 특징으로 하는 차량 배터리 센싱 모듈.
According to claim 2, The connecting member,
Vehicle battery sensing module, characterized in that it functions as a resistor for measuring the voltage difference.
제2항에 있어서, 상기 연산 모듈은,
상기 연결 부재의 고유 저항값, 길이, 면적을 이용하여, 상기 연결 부재의 저항값을 계산하고, 상기 차량 배터리 센싱 모듈의 내부 온도를 고려한 저항온도계수를 이용하여 상기 저항값을 보상하고, 보상된 상기 저항값을 이용하여 상기 일체형 클램프의 양단 전압차를 측정하는 것을 특징으로 하는 차량 배터리 센싱 모듈.
According to claim 2, The operation module,
The resistance value of the connection member is calculated using the intrinsic resistance value, length, and area of the connection member, and the resistance value is compensated by using a resistance temperature coefficient in consideration of the internal temperature of the vehicle battery sensing module. Vehicle battery sensing module, characterized in that for measuring the voltage difference between the two ends of the integral clamp using the resistance value.
차량 배터리 센싱 모듈에서 차량 배터리에 흐르는 전류를 센싱하는 방법으로서,
한쪽 단부가 차량 배터리의 단자에 전기적으로 연결되고, 다른 쪽 단부가 그라운드 케이블을 통해 차체 그라운드에 전기적으로 연결되는 일체형 클램프 부재의 자체 저항값을 측정하는 과정; 및
측정된 상기 일체형 클램프 부재의 자체 저항값을 이용하여 상기 차량 배터리에 흐르는 전류값을 계산하는 과정을 포함하고,
상기 일체형 클램프 부재의 자체 저항값은,
기존의 션트 저항보다 낮은 저항값을 갖는 재질로 이루어진 것인 차량 배터리의 전류 센싱 방법.
As a method for sensing the current flowing in the vehicle battery in the vehicle battery sensing module,
Measuring a self-resistance value of the integral clamp member, one end of which is electrically connected to the terminal of the vehicle battery, and the other end of which is electrically connected to the vehicle body ground through a ground cable; And
And calculating a current value flowing through the vehicle battery using the measured self-resistance value of the integrated clamp member,
The self-resistance value of the integral clamp member,
A current sensing method for a vehicle battery made of a material having a resistance value lower than that of a conventional shunt resistor.
제6항에 있어서, 상기 일체형 클램프 부재는 상기 차량 배터리의 단자를 클램핑 하는 클램프와, 상기 그라운드 케이블의 한쪽 단자를 파지하는 어태치먼트 터미널 및 상기 클램프와 상기 어태치먼트 터미널을 연결하는 연결 부재를 포함하고,
상기 일체형 클램프 부재의 자체 저항값은, 상기 연결 부재의 저항값인 것을 특징으로 하는 차량 배터리의 전류 센싱 방법.
The method of claim 6, wherein the integral clamp member comprises a clamp for clamping the terminal of the vehicle battery, an attachment terminal for gripping one terminal of the ground cable, and a connecting member for connecting the clamp and the attachment terminal,
The self-resistance value of the integral clamp member, the current sensing method of the vehicle battery, characterized in that the resistance value of the connecting member.
제7항에 있어서, 상기 연결 부재의 저항값은,
상기 연결 부재의 고유 저항값, 길이, 면적을 이용하여, 상기 연결 부재의 저항값을 계산하고, 상기 차량 배터리 센싱 모듈의 내부 온도를 고려한 저항온도계수를 이용하여 상기 저항값을 보상하고, 보상된 상기 저항값을 이용하여 상기 일체형 클램프의 양단 전압차를 측정하는 것을 특징으로 하는 차량 배터리 전류 센싱 방법.The resistance value of the connecting member,
The resistance value of the connection member is calculated using the intrinsic resistance value, length, and area of the connection member, and the resistance value is compensated by using a resistance temperature coefficient in consideration of the internal temperature of the vehicle battery sensing module. Vehicle battery current sensing method characterized in that for measuring the voltage difference between the two ends of the integral clamp using the resistance value. 제1항에서,
상기 일체형 클램프 부재는,
구리와 아연으로 이루어진 상기 낮은 저항값을 갖는 재질로 이루어진 것인 차량 배터리 센싱 모듈.
In claim 1,
The integral clamp member,
Vehicle battery sensing module made of a material having the low resistance value made of copper and zinc.
제1항에서,
상기 연산 모듈은,
상기 기존의 션트 저항에 흐르는 전류를 센싱하는 주문형 반도체(ASIC)의 비트 분해능보다 더 높은 비트 분해능을 갖는 주문형 반도체(ASIC)로 설계된 것인 차량 배터리 센싱 모듈.
In claim 1,
The calculation module,
A vehicle battery sensing module designed as an on-demand semiconductor (ASIC) having a higher bit resolution than the bit resolution of an on-demand semiconductor (ASIC) that senses the current flowing through the conventional shunt resistor.
제10항에서,
상기 주문형 반도체(ASIC)
20 비트 분해능을 갖도록 설계된 것인 차량 배터리 센싱 모듈.In claim 10,
The on-demand semiconductor (ASIC)
Vehicle battery sensing module designed to have 20-bit resolution.
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