KR102256816B1 - 전기화학적 임피던스 분광법 크로스오버 현상을 최소화하는 연료전지 측정 장치 - Google Patents

전기화학적 임피던스 분광법 크로스오버 현상을 최소화하는 연료전지 측정 장치 Download PDF

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Abstract

전기화학적 임피던스 분광법 크로스오버 현상을 최소화하는 연료전지 측정 장치가 제시된다. 본 발명에서 제안하는 전기화학적 임피던스 분광법 크로스오버 현상을 최소화하는 연료전지 측정 장치는 배터리의 정보를 읽어 오기 위해 MCU로부터 발생된 주파수 신호를 두 개의 파형을 이용하여 가변 저항을 통해 조정함으로써 옵셋을 조정하는 옵셋(Offset) 회로 및 측정 회로를 통해 측정된 배터리 정보를 PC로 전송하고, 다음 측정을 위한 주파수 신호를 발생하도록 하는 BMS(Battery management system)를 포함한다.

Description

전기화학적 임피던스 분광법 크로스오버 현상을 최소화하는 연료전지 측정 장치{Fuel Cell Measurement Apparatus to Minimize Electrochemical Impedance Spectroscopy Crossover}
본 발명은 전기화학적 임피던스 분광법 크로스오버 현상을 최소화하는 연료전지 측정 장치에 관한 것이다.
현재 정전류/정전압과 같은 일정 전류나 일정 전력으로 충전하다가 긴 시간 동안 충전하는 일정 전압 충전방식을 이용하여 충전하는 것이 일반적이다. 이 방식의 경우 충전시간의 증대로 전극 내의 리튬이온이 지속적으로 축척되어 농도 분극현상이 일어나며, 리튬 플레이팅이 발생 되어 배터리 충전량과 수명에 영향을 미친다. 또한, 최근에 충전시간을 단축하기 위하여 급속충전 방식을 활용하고 있으며, 대표적으로는 정전류를 활용한 급속충전 방식이 가장 빠르다고 알려져 있다. 그러나 정전류 급속 충전은 많은 전하량에 의해서 배터리의 수명이나 내부 파라미터에 악영향을 미치게 된다. 이러한 정전류/정전압 충전방식의 단점과 정전류 충전의 단점을 보완해주는 PWM, PAM 같은 펄스형 충전방식이 등장하였다.
특히 최근에는 배터리를 사용하는 기기와 전기 자동차 등의 발전과 함께 사용량의 증가로 인해 리튬 전지에서 충전시간을 단축시키기 위해 급속 충전에 대한 연구가 진행되고 있다. 급속 충전을 위해서 고전류를 사용하는데 이런 경우에는 리튬 전지의 수명이 급격히 감소하는 문제점을 지니고 있다고 알려져 있다. 이러한 이유는 음극으로 사용되는 흑연에서 리튬이온이 내부로 확산되는 속도가 충분히 빠르지 않기 때문에 CC/CV 단점인 리튬이 흑연의 표면에서 리튬전착(Electroplating)되는 부반응이 발생하는 리튬 플레이팅 현상이 똑같이 나타나기 때문으로 알려져 있다. 리튬전착으로 인한 문제는 저항 증가와 용량 퇴화의 성능적인 문제뿐만 아니라 전착된 리튬이 분리막을 뚫고 발생하게 되는 내부 단락(Internal short circuit)으로 인한 안전성 문제로까지 이어지기 때문에 급속충전을 실현하기 위해서 정확한 거동을 파악하는 것이 중요하다.
배터리를 이용한 제품은 안정적인 연료 공급과 공급시간 단축이 필수적이다. 리튬배터리는 기존의 전지 및 배터리에 비해 단위 면적당 출력량이 좋으나 물과 접촉하여 반응할 경우 폭발성에 대한 위험성이 높아 선박에서는 사용이 힘들었다. 하지만 기술의 발달로 인해 방습, 방진 기술을 이용하여 선박 및 일상생활에도 사용이 가능하게 발달하였다. 하지만 배터리의 용량이 증가할수록 배터리 충전시간 단축에 어려움이 있어 다양한 방식의 연구가 진행되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 크로스왜곡현상을 최소화하는 옵셋을 이용한 회로를 제작하여 별도의 필터와 복잡한 알고리즘의 사용을 필요로 하지 않는 저가형 연료전지의 임피던스 측정 장치를 제공하는데 있다.
일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 전기화학적 임피던스 분광법 크로스오버 현상을 최소화하는 연료전지 측정 장치는 배터리의 정보를 읽어 오기 위해 MCU로부터 발생된 주파수 신호를 두 개의 파형을 이용하여 가변 저항을 통해 조정함으로써 옵셋을 조정하는 옵셋(Offset) 회로 및 측정 회로를 통해 측정된 배터리 정보를 PC로 전송하고, 다음 측정을 위한 주파수 신호를 발생하도록 하는 BMS(Battery management system)를 포함한다.
옵셋 회로는 두 개의 BJT 및 두 개의 증폭기(Op-Amp)를 포함하고, 크로스 왜곡현상의 발생을 최소화하기 위해 두 개의 BJT에 주입되는 파형을 옵셋시키고, 두 개의 증폭기의 단자에 주입하고자 하는 AC 교류전압신호가 입력되고, 두 개의 BJT의 에미터 단자를 통해 배터리의 전압에 의한 DC 값이 입력된다.
옵셋 회로는 두 개의 BJT의 도통에 의해 감소되는 AC 교류전압신호의 전압을 조정하기 위해, 가변 저항을 통해 DC값의 옵셋을 조정하여 두 개의 BJT에 입력될 AC 교류전압신호를 생성한다.
옵셋 회로는 푸시-풀(Push-pul) 회로를 기초로 하고, 배터리의 전류를 측정하기 위해 두 개의 BJT 사이에 션트(Shunt) 저항을 이용한다.
BMS는 배터리의 전압, 전류, SOC(State of Charge), 온도를 포함하는 배터리 정보를 측정하여 배터리의 상태를 점검하고, 측정된 배터리 정보는 연산되어 모니터링 가능하도록 PC로 전송되며, 배터리 상태에 이상이 있는 경우 알람을 통해 알린다.
또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 전기화학적 임피던스 분광법 크로스오버 현상을 최소화하는 연료전지 측정 방법은 배터리의 정보를 읽어 오기 위해 MCU로부터 발생된 주파수 신호를 두 개의 파형을 이용하여 가변 저항을 통해 옵셋(Offset) 회로에서 조정하는 단계 및 측정 회로에서 측정된 배터리 정보를 BMS(Battery management system)를 통해 PC로 전송하고, 다음 측정을 위한 주파수 신호를 발생시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따르면 별도의 필터를 사용하지 않고, 소프트웨어적으로 보완을 필요로 하거나 복잡한 알고리즘을 사용하지 않고도 왜곡이 없는 정현파를 출력하여 임피던스의 값의 오차를 줄이고 정확한 값을 측정할 수 있는 저가형 연료전지의 임피던스 측정 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기화학적 임피던스 분광법 크로스오버 현상을 최소화하는 연료전지 측정 장치의 EIS의 블록 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 크로스오버 왜곡 현상이 제거된 파형을 나타내는 도면이다.
도 3은 종래기술에 따른 전류 측정회로를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 측정회로 및 주입된 AC 전압의 파형을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 주파수 발생기를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS의 블록 다이어그램이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 전 BMS의 알고리즘을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 측정 알고리즘을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은 연료전지의 임피던스 측정 장치에 관한 것이다. 종래기술의 푸시-폴 회로로 구성되어 있는 전기화학적 임피던스 분광법 측정 장치의 경우 크로스왜곡현상이 발생한다. 따라서 왜곡이 없는 정현파가 출력되지 않기 때문에 임피던스의 값의 오차가 생겨 정확한 값을 측정하기 어렵다. 이에 별도의 필터를 사용하거나 소프트웨어적으로 보완해서 복잡한 알고리즘을 사용하게 되어 가격이 증가하게 된다. 본 발명에서 제안하는 전기화학적 임피던스 분광법 크로스오버 현상을 최소화하는 연료전지 측정 장치는 이러한 크로스왜곡현상을 최소화하는 회로로 구성된 저가형 연료전지의 임피던스 측정 장치에 관한 것이다. 이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기화학적 임피던스 분광법 크로스오버 현상을 최소화하는 연료전지 측정 장치의 EIS의 블록 다이어그램이다.
제안하는 전기화학적 임피던스 분광법 크로스오버 현상을 최소화하는 연료전지 측정 장치의 EIS 회로(100)는 MCU(110), 파형 생성기(120), 옵셋(Offset) 회로(130), 측정 회로(160), BMS(170)를 포함한다.
옵셋 회로(130)는 배터리(140)의 정보를 읽어 오기 위해 MCU(110)로부터 발생된 주파수 신호를 파형 생성기(120)를 거친 두 개의 파형을 이용하여 가변 저항을 통해 조정함으로써 옵셋을 조정한다.
BMS(170)는 측정 회로(160)를 통해 측정된 배터리 정보를 PC(180)로 전송하고, 다음 측정을 위한 주파수 신호를 발생하도록 한다.
옵셋 회로(130)는 두 개의 BJT(131, 132) 및 두 개의 증폭기(Op-Amp)를 포함하고, 크로스 왜곡현상의 발생을 최소화하기 위해 두 개의 BJT(131, 132)에 주입되는 파형을 옵셋시킨다. 두 개의 증폭기의 단자에 주입하고자 하는 AC 교류전압신호가 입력되고, 두 개의 BJT(131, 132)의 에미터 단자를 통해 배터리의 전압에 의한 DC 값이 입력된다.
옵셋 회로(130)는 두 개의 BJT(131, 132)의 도통에 의해 감소되는 AC 교류전압신호의 전압을 조정하기 위해, 가변 저항을 통해 DC값의 옵셋을 조정하여 두 개의 BJT(131, 132)에 입력될 AC 교류전압신호를 생성한다.
이러한 옵셋 회로(130)는 푸시-풀(Push-pul) 회로를 기초로 하고, 배터리의 전류를 측정하기 위해 두 개의 BJT(131, 132) 사이에 션트(Shunt) 저항(150)을 이용한다.
BMS(170)는 배터리의 전압, 전류, SOC(State of Charge), 온도를 포함하는 배터리 정보를 측정하여 배터리의 상태를 점검한다. 측정된 배터리 정보는 연산되어 모니터링 가능하도록 PC(180)로 전송되며, 배터리 상태에 이상이 있는 경우 알람을 통해 알릴 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 크로스오버 왜곡 현상이 제거된 파형을 나타내는 도면이다.
도 2(a)는 크로스오버 왜곡 현상이 제거된 파형이고, 도 2(b)는 크로스오버 왜곡 현상이 나타날 때의 파형이다. 도 2(a)와 같이 크로스오버 왜곡(Crossover distortion) 현상을 제거하고자 BJT의 베이스 단자에 하나의 파형을 이용하여 출력하는 방식이 아닌 PNP(도 1참조(131))에는 아래쪽 파형만 NPN(도 1참조(132))에는 위쪽 파형을 주입하도록 회로를 구성하여 옵셋을 이용함으로써 크로스오버 왜곡 현상이 없는 출력을 만들 수 있다. 도 3 및 도 4를 참조하여 크로스오버 왜곡 현상을 제거하기 위한 회로에 대하여 설명한다.
도 3은 종래기술에 따른 전류 측정회로를 나타내는 도면이다.
AC교류전압 신호를 배터리에 주입하고 전류와 전압을 측정하는 회로도이다. 배터리(Battery) 부분에는 측정하고자 하는 배터리를 연결한다. 이 때 하나의 파형으로 BJT에 주입하는 경우 BJT1_B에는 윗부분의 파형을 도통하게 되고 BJT2_B에는 아래 부분의 파형을 도통하게되어 BJT 도통에 의한 단자 감소 전압에 의해서 0.7V 정도 옵셋이 발생하여 크로스오버 왜곡 현상이 일어난다. 션트 저항을 이용하여 배터리의 전류를 측정하고 BAT_Cur로 전류의 값을 보낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 옵셋 회로 및 주입된 AC 전압의 파형을 나타내는 도면이다.
도 4(a)는 크로스오버 왜곡 현상의 발생을 최소화하고자 BJT에 주입하는 파형을 옵셋하는 회로이다. Amp_AC 단자에는 주입하고자 하는 AC 교류전압신호가 입력되고, BJT_E단자를 통해 배터리의 전압에 의한 DC 값이 들어오게 된다. AC교류신호를 BJT 도통에 의해 감소되는 전압 0.7V를 가변 저항을 통한 DC값으로 옵셋을 조정하여 BJT 입력 AC 교류 전압 파형이 되게 해주는 회로이다.
도 4(b)는 EIS 모듈의 결과 파형이다. 크로스오버 왜곡 현상이 최소화된 파형이 출력된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 주파수 발생기를 나타내는 도면이다.
도 5는 충·방전 펄스 주파수 발생기이다. 본 발명의 실시예에 따른 주파수 파형 발생기에 사용하는 소자는 AD9837이 사용된다. AD9837은 사용자가 설정한 주파수에 해당하는 AC 전압을 SPI 통신을 통해 Vout 핀에 Vac가 출력되게 설정한다. 16MHz의 오실레이터를 사용하여 출력 주파수는 60mHz ~ 16MHz가 될 수 있다. 2MHz가 사용될 때 출력 전압의 주파수는 7.5mHz ~ 2MHz가 될 수 있다. VOUT으로 나오는 값을 OP-Amp를 통해서 필터링하고 Amp_AC로 값을 전송한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS의 블록 다이어그램이다.
본 발명의 실시예에 따른 BMS(Battery management system)은 배터리를 제어, 관리, 분석하기 위한 시스템이다. BMS는 데이터 연산부(620), 상태 감시부(610), 제어 명령부(650), 통신부(630)를 포함할 수 있다.
본 발명에서의 BMS는 데이터 연산부(620)가 배터리(660)의 측정된 전압, 전류를 통해 위상차를 계산하여 임피던스값을 계산하고 모니터링 PC(640)로 값을 전송하여 그래프 및 도표로 표시한다. 상태 감시부(610)에서는 배터리(660)의 안전을 위해서 전압, 전류, 온도 등을 측정하고 있으며, 데이터 연산부(620)에서는 SOC와 주파수에 따른 임피던스 값을 연산한다. 제어 명령부(650)에서는 보호 기능 및 충,방전 작업을 수행하기 위해 S.S.R(Solid State Relay), 과충전, 과전류 등에 대해서 차단이 되게 보호 기능도 포함하고 있다.
그리고 통신부(630)에서는 모니터링 PC(640)로 모니터링을 가능하도록 RS-232를 이용하여 데이터 값을 전송하도록 하였다.
데이터 연산부(620)의 경우 배터리의 상태를 확인하기 위하여, 필요한 데이터를 수집하는 과정으로서 배터리의 전압, 온도, 전류 등을 측정한다. 측정한 데이터는 연산을 통해 배터리를 관리할 수 있는 근거로 사용되며 이에 대한 설명은 다음과 같다.
전압(Voltage): 배터리의 전압으로, 배터리의 충전 상태에 따라 보통 4.2V가 넘으면 과전압, 3.0V 이하면 저전압 상태를 우선적으로 판단하는 기준으로 사용된다. 본 발명의 실시예에서는 4.2V에서 최대 충전전압, 3.0V에서는 최저전압으로 설정을 하였다.
전류(Current): 배터리에 흐르는 전류로, 전류 측정 방법에는 자기장 속의 도체에서 자기장의 방향으로 전류가 흐르는 원리를 이용하여 자기장과 전류 모두에 전기장이 나타나는 홀 이펙트(Hall effect)를 이용하여 전류 센서(CT)를 이용하는 방법과 전류계의 최대 눈금 값을 넘는 전류를 측정하기 위해 피 측정 전류의 일정 비율만을 전류계에 흘리기 위해 계기와 병렬로 사용하는 분로 저항을 이용한 션트 저항(Shunt resistor)를 이용하는 방법이 주로 사용된다. 본 발명에서는 션트 저항(Shunt resistor)을 이용하여 전류 값을 측정하였다.
온도(Temperature): 배터리는 열화현상에 대해 영향을 많이 받는다. 특히 일정한 기준 이상의 열화현상이 일어나면은 폭발의 위험성이 있기 때문에 신중을 기해야 한다. 배터리 온도를 측정하는 방법은 열전대, 센서 등을 통한 측정 방법이 일반적이다. 위의 전압, 전류, 온도 등의 데이터는 배터리를 관리 및 보호하기 위한 자료로 사용된다. 문제 발생 시 상황을 외부에서 모니터링 하거나 자동적으로 배터리를 차단할 수 있도록 시스템을 설계하는 것이 중요하다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 전 BMS의 알고리즘을 설명하기 위한 흐름도이다.
BMS 모니터링 소프트웨어는 National Instrument 사의 Labview 프로그램으로 구성하였다. PC에 표시되는 값은 실험하고 있는 배터리의 SOC 및 단자전압을 표시하고, 온도, SOC(%) 등을 표로 값을 계속 읽어서 순차적으로 도표 및 그래프로 값이 저장되어 2차원적으로 지도화할 수 있게 하였다. 모니터링 소프트웨어는 시간과 배터리의 파라미터 값을 계속 읽어올 수 있어, 분석용 데이터에 대한 안전성과 신뢰성을 상당히 높이는 역할을 담당하였다.
실험이 시작되면 배터리의 전압(Vb)을 체크하고(710), 배터리의 상태에 따라 충,방전을 수행한다. 부하에 DC 전력 공급 여부를 판단하여(720), DC 전력 공급이 이루어질 경우, 부하 전류(Ib) 값을 측정(730)하고, 동시에 온도와 배터리 전압(Vo)을 측정한다. DC 전력 공급이 없을 경우, 다시 단계(710)부터 수행한다.
이후,
Figure 112019092747036-pat00001
(750) 이용하여 초기 전압(Vo)와 충,방전 중 배터리 전압(Vb)과 전류값(Ib)를 이용하여 R값을 구한다. 배터리 전압(Vs)를 측정하고(760), 약간의 지연 시간 후(770)에 다시 재측정하여, 초기 전압(Vo)에서 배터리 전압(Vs)로 변수를 바꾸어 계산하고
Figure 112019092747036-pat00002
값을 PC로 보내면서 감시한다(780). 이상이 있을 경우, 자동으로 STOP되어 실험이 중단된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 측정 알고리즘을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 MCU에서 실행 중인 배터리의 임피던스를 측정하는 알고리즘이다. 먼저 배터리로부터 SOC가 100% 이상이 되는지를 체크한다(810). 거짓일 경우 계속 충전을 유지(811)하고 참일 경우 충전을 중단(812)하고, 약간의 지연 후(813) 데이터 시트를 클린한다(814). 이후, MCU에서 배터리에 흐르는 전류의 주파수를 설정해서 제1 주파수를 주입한다(820). 주파수를 주입하게 되면 약간의 지연 후에 전압과 전류가 측정된다(821). 이때 배터리의 전압에 맞게 Offset이 조정이 되어야 한다.
측정하고자 하는 배터리의 전압이 3.7 ~ 4.2V로 사이의 Offset 값으로 올라가서 측정되기 때문에 배터리의 DC 전압을 제거해야 한다. 그래서 피드백 회로를 통해서 배터리의 DC 전압을 0V 전위까지 떨어트려 위상각 및 임피던스 값을 검출한다(822). 이렇게 하지 않으면 어느 정도의 전압이 Offset이 되어 측정되기 때문에 위상차가 달라져서 R, X값이 달리 측정될 수 있다.
X값이 ′0′인지 판단하여(823), 처음으로 나오는 X 값이 0 일 때(824)에는, R값을 Rs로 정의하고(826), 두 번째로 나오는 X값이 0일 때(825)에는 Rs + Rp로 R값을 정의한다(827). R값을 저장한 후, 주파수 주입이 마지막 주파수 인지 판단한다(830). 세 번째 이상 측정이 되면 이는 잘못된 경우로서 재측정을 하도록 하고, X값이 ′0′이 아닌 경우에는 주파수 주입이 마지막 주파수 인지 판단한다(830). 마지막 주파수가 아닐 경우, 다음 주파수로 넘어가고(831), 약간의 딜레이 후에 단계(821)부터 반복한다. 그리고 마지막 주파수일 경우에는 PC로 값을 전송(840)하고 실험을 중단한다.
사용자가 지정한 주파수 대역대로 순차적으로 측정을 한 후 RS-232 통신 방식을 이용하여 PC로 값을 전송하여 임피던스 그래프로 표현을 하여 배터리의 수명과 상태를 분석할 수 있게 한다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다.　 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.　 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다.　 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다.　 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.　 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다.　 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.　 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.　 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.　 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.　 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.　
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.　 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (10)

  1. 배터리의 정보를 읽어 오기 위해 MCU로부터 발생된 주파수 신호를 두 개의 파형을 이용하여 가변 저항을 통해 조정함으로써 옵셋을 조정하는 옵셋(Offset) 회로; 및
    측정 회로를 통해 측정된 배터리 정보를 PC로 전송하고, 다음 측정을 위한 주파수 신호를 발생하도록 하는 BMS(Battery management system)
    를 포함하고,
    옵셋 회로는,
    두 개의 BJT 및 두 개의 증폭기(Op-Amp)를 포함하고, 두 개의 증폭기의 단자에 주입하고자 하는 AC 교류전압신호가 입력되고, 크로스 왜곡현상의 발생을 최소화하기 위해 PNP 과 NPN를 포함하는 두 개의 BJT에 입력되는 파형을 두 개의 증폭기를 통해 각각 분리하여 주입함으로써 두 개의 BJT에 주입되는 파형을 옵셋시키고, 두 개의 BJT의 에미터 단자를 통해 배터리의 전압에 의한 DC 값이 입력되며,
    두 개의 BJT의 도통에 의해 감소되는 AC 교류전압신호의 전압을 조정하기 위해, 옵셋 회로 내부의 가변 저항을 통해 DC값의 옵셋을 조정하여 두 개의 BJT에 입력될 AC 교류전압신호를 생성하는
    연료전지 측정 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    옵셋 회로는,
    푸시-풀(Push-pul) 회로를 기초로 하고, 배터리의 전류를 측정하기 위해 두 개의 BJT 사이에 션트(Shunt) 저항을 이용하는
    연료전지 측정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    BMS는,
    배터리의 전압, 전류, SOC(State of Charge), 온도를 포함하는 배터리 정보를 측정하여 배터리의 상태를 점검하고, 측정된 배터리 정보는 연산되어 모니터링 가능하도록 PC로 전송되며, 배터리 상태에 이상이 있는 경우 알람을 통해 알리는
    연료전지 측정 장치.
  6. 배터리의 정보를 읽어 오기 위해 MCU로부터 발생된 주파수 신호를 두 개의 파형을 이용하여 가변 저항을 통해 옵셋(Offset) 회로에서 조정하는 단계; 및
    측정 회로에서 측정된 배터리 정보를 BMS(Battery management system)를 통해 PC로 전송하고, 다음 측정을 위한 주파수 신호를 발생시키는 단계
    를 포함하고,
    배터리의 정보를 읽어 오기 위해 MCU로부터 발생된 주파수 신호를 두 개의 파형을 이용하여 가변 저항을 통해 옵셋 회로에서 조정하는 단계는,
    옵셋 회로가 두 개의 BJT 및 두 개의 증폭기(Op-Amp)를 포함하고, 두 개의 증폭기의 단자에 주입하고자 하는 AC 교류전압신호가 입력되고, 크로스 왜곡현상의 발생을 최소화하기 위해 PNP 과 NPN를 포함하는 두 개의 BJT에 입력되는 파형을 두 개의 증폭기를 통해 각각 분리하여 주입함으로써 두 개의 BJT에 주입되는 파형을 옵셋시키고, 두 개의 BJT의 에미터 단자를 통해 배터리의 전압에 의한 DC 값이 입력되며,
    두 개의 BJT의 도통에 의해 감소되는 AC 교류전압신호의 전압을 조정하기 위해, 옵셋 회로 내부의 가변 저항을 통해 DC값의 옵셋을 조정하여 두 개의 BJT에 입력될 AC 교류전압신호를 생성하는
    연료전지 측정 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    배터리의 전류를 측정하기 위해 두 개의 BJT 사이에 션트(Shunt) 저항을 이용하는
    연료전지 측정 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    측정 회로에서 측정된 배터리 정보를 BMS를 통해 PC로 전송하고, 다음 측정을 위한 주파수 신호를 발생시키는 단계는,
    배터리의 전압, 전류, SOC(State of Charge), 온도를 포함하는 배터리 정보를 측정하여 배터리의 상태를 점검하고, 측정된 배터리 정보는 연산되어 모니터링 가능하도록 PC로 전송되며, 배터리 상태에 이상이 있는 경우 알람을 통해 알리는
    연료전지 측정 방법.
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