KR20140135821A - 복수 개의 다중화된 수신기들을 지니는 무선 통신 시스템 - Google Patents

복수 개의 다중화된 수신기들을 지니는 무선 통신 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 착탈식 배터리가 구비된 자동차용 무선 통신 시스템에 관한 것이며, 상기 무선 통신 시스템은 상기 자동차에 밀착하게 접속되도록 되어 있고 상기 자동차의 전자 제어 유닛에 접속될 수 있는 송신기(1) 및 상기 착탈식 배터리에 밀착하게 접속되도록 되어 있고 상기 착탈식 배터리의 매개변수를 측정하기 위한 적어도 하나의 센서에 접속되도록 되어 있는 적어도 하나의 수신기(5)를 포함하며, 상기 송신기(1) 및 상기 수신기들은 유도 결합을 통해 데이터를 교환하는 것이 가능하다.

Description

복수 개의 다중화된 수신기들을 지니는 무선 통신 시스템{Wireless communication system having a plurality of multiplexed receivers}
본 발명은 비접촉 통신의 기술분야에 관한 것이며, 좀더 구체적으로 기술하면 금속 환경에서의 비접촉 통신의 기술분야에 관한 것이다.
유도 결합에 의해 전력을 수신기들에 공급하도록 전자기장을 제공하기 위한 송신기를 사용하는 것이 공지되어 있다. 이 때문에, 단일의 소스 및 충전될 복수 개의 요소들 간에 에너지를 효율적으로 전달하는 것이 가능하다. 한 애플리케이션은 다중-셀 배터리들을 충전하는 것이다.
그러나, 에너지 전달 방법에 상관없이, 배터리를 효율적으로 충전하는 것은 배터리 단자들에 걸린 전압, 배터리 온도 및 배터리 단자들 간에 흐르는 전류와 같은 측정값들을 필요로 한다.
효율적인 비접촉 충전의 설정을 방해하지 못하게 하기 위하여, 비접촉 측정값들을 송신할 필요도 있다.
문헌 DE102009035472에는 측정된 충전 상태 값의 무선 송신을 위해 배터리 상에 설치된 트랜스폰더로 이루어진, 전기 자동차의 배터리 충전 상태를 판독하는 장치가 제공되어 있다.
문헌 US7911182에는 배터리 전압을 검출하기 위한 방법 및 해당 장치가 기재되어 있다. 이러한 문헌에는 본질적으로 구현 방법이 개시되어 있다.
다른 특허들에도 배터리들의 충전 시스템들이 제공되어 있는데, 이에 대한 사례에는 문헌들 EP2048764 및 US7692404가 있다.
그러므로, 본 발명의 한 목적은 금속 환경에서 여러 크기의 측정값들을 비접촉 방식으로 통신하는 것이다.
본 발명의 다른 한 목적은 송신 전력을 설정하는 최적의 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 한 목적은 다중화된 측정값들의 전송을 제공하는 것이다.
착탈식 배터리가 구비된 자동차용 무선 통신 시스템이 제공되며, 상기 무선 통신 시스템은 상기 자동차에 밀착하게 접속되도록 구성되고 상기 자동차의 전자 제어 유닛에 접속될 수 있는 송신기 및 상기 착탈식 배터리에 밀착하게 접속되도록 구성되고 상기 착탈식 배터리의 매개변수를 측정할 수 있는 적어도 하나의 센서에 접속되도록 구성된 적어도 하나의 수신기를 포함하며, 상기 송신기 및 상기 수신기들은 유도 결합을 통해 데이터를 교환하는 것이 가능하다.
상기 송신기는 수신기 당 적어도 하나의 루프가 구비된 안테나를 포함할 수 있다.
상기 송신기 및 상기 수신기들 간의 유도 결합은 임계 결합(critical coupling)으로 동작할 수 있다.
상기 송신기는 상기 안테나에 접속된 임피던스 변성기(impedance transformer) 자체에 접속된 전력 공급원을 포함할 수 있다.
상기 수신기는 상기 센서들에 접속된 제어 장치에 접속될 수 있다.
상기 제어 장치는 출력에서 상기 센서들에 접속된 인텔리전트 집적회로(intelligent integrated circuit)에 접속될 수 있다.
상기 인텔리전트 집적회로는 입력에서 상기 제어 장치에 접속되고 출력에서 상기 센서들에 접속된 다중화 장치 자체에 접속된 마이크로컨트롤러를 포함할 수 있다.
본 발명은, 에너지 전달 방법에 상관없이, 배터리를 효율적으로 충전하는 것이 배터리 단자들에 걸린 전압, 배터리 온도 및 배터리 단자들 간에 흐르는 전류와 같은 측정값들을 필요로 하고, 효율적인 비접촉 충전의 설정을 방해하지 못하게 하기 위하여, 비접촉 측정값들을 전송할 필요도 있었던 선행기술들에서의 문제점들을 해소하기 위해, 금속 환경에서 여러 크기의 측정값들을 비접촉 방식으로 통신하고, 송신 전력을 설정하는 최적의 방법을 제공하며, 그리고 다중화된 측정값들의 전송을 제공한다.
단지 비-제한적인 예로써만 제공되고 첨부도면들을 참조하는 이하의 설명을 이해하면 다른 목적들, 특징들 및 이점들이 자명해질 것이다.
도 1은 유도 방식으로 결합된 송신기를 예시하는 도면이다.
도 2는 유도 방식으로 결합된 수신기를 예시하는 도면이다.
도 3은 복수 개의 수신기들을 지니는 무선 통신 시스템을 예시하는 도면이다.
도 4는 임피던스 정합 및 복수 개의 수신기들을 지니는 무선 통신 시스템을 예시하는 도면이다.
도 5는 센서 다중화 수단이 구비된 복수 개의 수신기들을 지니는 무선 통신 시스템을 예시하는 도면이다.
비접촉식 배터리 충전용으로 사용되는 것들과 같은 에너지 전달 장치들은 송신기 및 적어도 하나의 수신기 간에 무선 주파수 자기장을 통한 링크를 확립한다.
이러한 링크를 확립하기 위해 사용되는 결합 부재들은 안테나 회로들 또는 안테나 코일들로서 공지된 루프들, 권선들 또는 코일들과 같은 도전성 회로들이다. 이러한 안테나 회로들에는 주파수 동조, 댐핑 및 임피던스 정합 기능들을 수행하도록 구성된 전자 구성요소들이 연관되어 있다. 이리하여 이루어진 조립체는 안테나, 특히, 유도 안테나를 형성한다.
도 1에는 유도 결합 시스템의 유도 결합 송신기가 예시되어 있다. 상기 송신기(1)는 저항(r), 인덕턴스(L1) 및 커패시턴스(C1)를 포함하는 직렬 공진 회로를 포함한다. 상기 직렬 공진 회로는 다음과 같은 수학식들을 통해 획득된 공진 주파수(f1)를 지닌다.
Figure pct00001
Figure pct00002
상기 직렬 공진 회로는 전압원(2) 및 출력 저항(rg)의 직렬 결합에 의해 모델링된 무선 주파수 생성기에 접속되어 있다.
더군다나, 상기 안테나(3)는 상기 커패시턴스(C1) 및 상기 인덕턴스(L1)에 결합된 저항(ra)으로 나타나 있다.
직렬로 이루어진 모든 요소들, 다시 말하면 상기 직렬 공진 회로는 저항들(ra, rg)의 합과 동일한 저항(r)을 지닌다.
도 2에 예시된 유도 결합 시스템의 수신기(5)는 다음과 같은 수학식들에 의해 획득된 공진 주파수(f2)의 병렬 공진 회로를 포함한다.
Figure pct00003
Figure pct00004
상기 수신기의 코일(6)은 단순한 인덕턴스(L11)이다. 상기 수신기의 코일(6)은 상기 커패시턴스(C11)를 포함할 수 있는 전자 장치에 접속될 수 있다. 이에 대한 사례에는 특히 RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템들이 있다. 상기 수신기의 코일은 또한 에너지 관리 또는 에너지 저장과 같은, 상기 수신기의 주요 기능들을 포함하는 개별 구성요소들을 지니는 전자 장치에 접속될 수 있다.
병렬 저항(R1)은 상기 코일의 저항과 등가인 저항을 나타내고 상기 수신기에서 수행되는 모든 기능들의 저항들을 나타낸다.
상기 송신기(1) 및 상기 수신기(5) 간의 유도 링크 결합으로 상기 송신기(1) 측 상에 그리고 상기 수신기(5) 측 상에 모두 상호 인덕턴스(M)가 도입된다. 이러한 상호 인덕턴스(M)은 다음과 같은 수학식을 적용함으로써 결정된다.
Figure pct00005
상기 수학식 5에서 k1은 2개의 안테나 간의 결합 계수이다.
상기 송신기(1) 및 상기 수신기(5) 간의 결합은 상기 유도 결합 시스템의 설계에 따라 매우 다른 에너지 전달 효율 및 위치 감도 특성들을 나타낼 수 있다. 이러한 특성들은 3 가지의 결합 체제(coupling regime), 다시 말하면 종래의 결합, 임계 결합 및 임계초과 결합을 결정한다.
종래의 결합에서는, 송신기 안테나가 결합되도록 구성된 수신기 또는 수신기들로부터 독립적으로 또는 결합되도록 구성된 수신기 또는 수신기들로부터 준-독립적으로 설계된다. 상기 커패시턴스(C1)는 다음과 같은 수학식을 충족시키도록 선택된다.
Figure pct00006
값(ra)은 품질 계수를 설정하고 임피던스 정합을 이루도록 추가 저항 및 안테나 고유 손실들을 합한 것이다. 이리하여 다음과 같은 관계의 수학식이 성립하게 된다.
Figure pct00007
이러한 정합은 또한 임피던스 변성기 또는 커패시턴스 브리지를 통해 수행될 수 있다. 상기 송신기가 단독으로 존재하는 경우에, 전체 에너지의 절반이 출력 저항(rg)에서 소비되고 나머지 절반은 저항(ra)에서 소비된다.
하나 이상의 수신기들이 상기 송신기와 결합될 경우, 다음과 같은 수학식에서와 같이 상호 인덕턴스(M)에 관련된 항을 도입시킨 결과로서, 무선 주파수 생성기 및 송신 안테나 간에는 어떠한 임피던스 정합도 존재하지 않게 된다.
Figure pct00008
상기 수학식 8에서는,
I1 : 송신기에서 흐르는 전류
I11: 수신기에서 흐르는 전류
Figure pct00009
: 펄스
이다.
이러한 결합 체제를 사용하는 장치들은 이러한 부정합이 낮거나 적정하도록(raI1 > jM1wI11 + jM2wI22 + …) 설계된다.
이러한 방식으로 도입된 상호 인덕턴스들은 낮거나 무시해도 될 정도가 된다. 이러한 체제에 의해 제공되는 주요 이점은 사용의 유연성이 높다는 점이며 주요 단점은 상기 송신기 및 상기 수신기 또는 수신기들 간의 에너지 전달 성능이 좋지 않다는 점이다.
임계 결합의 경우에, 그 목적은 송신기 및 수신기 간의 에너지 전달을 최적화하는 것이다. 이를 위해, 상기 송신기들은 공지된 특성들 및 위치들을 가지고 수신기들과 동작하기 위해 설계된다.
상기 커패시턴스(C1)는 여전히 수학식 6을 충족시키기 위해 선택된다. 그러나, 이는 다음과 같은 조건들을 부가적으로 만족시켜야 한다.
Figure pct00010
이러한 조건들은 전류 비율을 나타내도록 다시 표기될 수 있다.
Figure pct00011
변형적으로는, 수학식 6으로부터 초래되는 조건과 결합하여 다음과 같은 조건을 만족시키는 것이 가능하다.
Figure pct00012
그러나, 이러한 경우에, 에너지 일부는 저항(ra)에서 상실된다. 최적화된 에너지 전달의 맥락에서는, 단지 안테나 손실들로만 감소되고 가능한 가장 낮은 값인 저항(ra)의 값을 선택하는 것이 더 유용하다.
다시 말하면, 그 목적은 무선 주파수 생성기가 최대 충전 전력을 공급할 수 있게 하도록 무선 주파수 생성기 및 수신기 간의 임피던스 정합을 이루는 것이다. 이는 단지 안테나들의 단일의 상대적 위치에 대하여만 사실상 하나의 사례가 될 것이다. 따라서, 에너지 전달이 최적화되고 사용의 유연성이 제한되는 시스템이 획득된다.
임계초과 결합의 경우에, 에너지 전달에 대해 우선순위가 제공된다. 그 목적은 여전히 수학식 9의 제1 조건을 충족시키는 것이다. 그러나, 제2 조건은 현재 다음과 같은 조건에 의해 제공된다.
Figure pct00013
따라서, 임계 결합의 50% 한도보다 양호한 성능이 획득될 수 있다. 그러나, 소정의 전력 생성기의 경우에는, 임계 결합에서보다 적은 에너지가 전달되게 된다.
이러한 상황이 다음과 같은 예로 예시될 수 있다. 무선 주파수 생성기의 출력 임피던스(rg)에서는 1 W 전력을 소비하고 상기 수신기에서는 1 W 전력을 소비하는 임계 결합 시스템을 지니는 것이 가능하다(ra에 대한 전력은 무시해도 될 정도이다.) 임계초과 결합에서는, 동일한 시스템을 가지고, 상기 rg에서 0.5 w 전력을 소비하고 상기 수신기에서는 0.8 W 전력을 소비하는 것이 가능하다. 임계초과 결합에서는 임계 결합의 50% 한도보다 양호한 성능(62%)이 실제로 획득된다. 그러나, 상기 수신기보다 적은 에너지가 전달된다.
무선 에너지 전달에 의한 배터리 충전의 예에서는, 임계 결합으로부터 임계초과 결합으로 변경하는 것이 충전 속도를 상실하지만 성능을 높이게 한다.
송신기 측 상에서는, 동일한 에너지 전달을 유지하면서 임계 결합으로부터 임계초과 결합으로 변경하는 것이 미약한 소스 임피던스를 지니는 생성기를 지니게 한다. 이는 종종 고장 저항이 양호한 더 강력한 생성기를 지니게 한다. 이러한 결합 체제에서는, 상기 생성기가 적절히 치수화되어 있지 않은 경우에 상기 생성기가 과열되어 사용할 수 없게 될 수 있다.
통신 시스템에서의 유도 결합을 통한 데이터 전송은 에너지 전달에 대한 물리적 원리들과 유사한 물리적 원리들에 기반하여 이루어진다. 실제로, 데이터 전송은 일반적으로 소정의 에너지 반송파의 진폭 및/또는 시간 변조에 상응한다. 따라서, 전송 에너지가 변조된다. 상기 통신 시스템이 자동차 상에 탑재되도록 구성되기 때문에, 이는 자동차의 자율성, 결과적으로는 에너지 효율을 촉진하기 위해 설계된다. 그러므로, 임계 결합은 종래의 결합 또는 임계초과 결합에 비해 바람직하다.
상기 통신 시스템의 송신기 및 수신기들의 구조는 도 3 내지 도 5와 연관지어 이하에서 설명될 것이다.
상기 통신 시스템은 위에 설명한 교시들을 적용한다.
송신기 안테나는 적어도 수신기들만큼 많은 루프들을 포함한다. 생성될 유도 자계(induction field)의 기술적 특성들에 의하면, 하나 이상의 권선들이 각각의 루프를 형성하기 위해 사용되게 된다. 더군다나, 이러한 루프들의 치수들은 상기 루프들의 방사선이 상기 수신기들의 표면에 대해 가능한 한 멀리 한정되도록 상기 수신기들의 치수들에 정합(match)된다. 따라서, 이는 상기 수신기들과의 상호작용에 필요한 양으로 방사 전력을 제한한다.
동조 커패시턴스는, 권선수 및 기하학적 구조에 의존하는, 상기 안테나의 인덕턴스를 계산함으로써 추정될 수 있다. 바람직하지 못한 기생 커패시턴스 현상들을 회피하기 위해, 상기 루프들이 직렬로 이루어져 있음을 고려하여, 상기 동조 커패시턴스가 전체 안테나 상에 분포된다. 상기 커패시턴스는 공진 주파수, 예컨대 13.56 MHz에서 결정된다.
저항(ra)은 도전성 와이어의 고유 저항으로 감소된다. 전력 전송을 고려하여 볼 때, 이는 수동 구성요소들 상에서의 최소의 에너지 소산을 포함한다. 더군다나, 이러한 저항은 송신 안테나의 품질 계수를 상쇄시키는데 사용될 수 있다.
그러한 안테나를 포함하는 송신기는 도 3에 예시되어 있다. 비접촉 통신 시스템은 본 도면에서 볼 수 있는데, 이 비접촉 통신 시스템에서는 5개의 수신기가 하나의 송신기에 연관되어 있다.
상기 비접촉 통신 시스템은 도 1 및 도 2와 연관지어 위에서 설명한 유도 시스템들의 결합 원리들에 기반하여 송신기(1) 및 5개의 수신기(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)를 포함한다.
상기 송신기(1)는 전압원(2), 출력 저항(rg), 저항(ra), 및 5개의 안테나(3a, 3b, 3c, 3d, 3e)를 포함하며, 그 조립체는 직렬로 접속되어 있다. 각각의 안테나(3a, 3b, 3c, 3d, 3e)는 인덕턴스(L1, L2, L3, L4, L5)와 직렬로 접속된 커패시턴스(C1, C2, C3, C4, C5)를 포함한다.
각각의 수신기(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)는 커패시턴스(C11, C22, C33, C44, C55) 및 저항(R1, R2, R3, R4, R5)과 병렬로 접속된 인덕턴스(L11, L22, L33, L44, L55)를 포함한다.
각각의 수신기(5a, 5b, 5c, 5d, 5e)는 상기 송신기(1)의 하나의 안테나(3a, 3b, 3c, 3d, 3e)와 유도 결합되며, 각각의 유도 결합은 수학식 5를 적용함으로써 상호 인덕턴스(M)를 결정하기 위한 계수(k1, k2, k3, k4, k5)에 의해 특징지어진다.
도 4에는 비접촉 통신 시스템이 예시되어 있는데, 상기 비접촉 통신 시스템에서는 상기 송신기가 임피던스 변성기(7)를 포함하며 5개의 수신기와 직렬로 연관되어 있다. 도 4에는 동일한 역할들을 취하는 도 3의 주요한 요소들이 도시되어 있다. 도 4는 임피던스 변성기(7)의 존재로 도 3과는 다르며, 상기 임피던스 변성기(7)의 1차 권선(7a)은 저항(rg)에 그리고 전압 생성기(2)에 접속되어 있다. 이어서, 2차 권선(7b)은 저항(ra)에 그리고 임피던스(L5)에 접속되어 있다.
상기 임피던스 변성기(7)는 상기 생성기에 대하여 상기 안테나 임피던스를 정합시킨다. 상기 1차 권선(7a) 및 상기 2차 권선(7b) 간의 변성비는 다음과 같은 수학식에 의해 제공된다.
Figure pct00014
이러한 정합은 금속 환경의 영향을 고려하여 상기 수신기의 임피던스에 필적하는 상기 송신기의 출력 임피던스를 획득하도록 수행된다. 그 외에도, 상기 배터리 및 상기 임피던스 변성기의 존재가 추가 인덕턴스를 추가함을 고려하여, 상기 커패시턴스 값을 수정함으로써 상기 배터리 및 상기 임피던스 변성기의 존재를 보상할 필요가 있다. 따라서, 상기 송신기 안테나에 의해 보이는 바람직한 임피던스 값, 예컨대 50
Figure pct00015
를 획득하는 것이 가능하다.
따라서, 도 4에 예시된 비접촉 통신 시스템은 임피던스 값들의 폭넓은 선택을 제공한다. 이는 코일들, 안테나들 및 송신용 전자 장치의 설계 및 치수화가 더 많이 자유롭다는 이점을 지닌다. 따라서, 50
Figure pct00016
의 출력 임피던스를 지니는 종래의 생성기를 사용하는 것이 가능하다. 그 대신에, 추가적인 구성요소가 필요하다.
도 5에는 센서들, 특히 다중화된 센서들을 포함하는 데이터 수집 시스템들과 상기 수신기들의 합체를 예시하는 하나의 송신기 및 복수 개의 수신기들 간의 통신 시스템이 예시되어 있다.
통신 시스템은 데이터 수집 시스템 내에 합체될 수 있으며 제어 장치(8a, 8b, 8c, 8d), 인텔리전트 집적회로(9a, 9b, 9c, 9d), 센서들(10a, 10b, 10c, 10d)의 다중화 시스템 및 센서들(11a 내지 15d)이 구비된 수신기(5a, 5b, 5c, 5d)를 포함할 수 있다. 상기 센서들은 특히 온도, 전압, 압력 또는 전류 센서들일 수 있다. 상기 수신기(5a, 5b, 5c, 5d)가 결합될 경우에, 상기 송신기(1)는 상기 제어 장치(8a, 8b, 8c, 8d)에 의해 상기 다중화 시스템(10a, 10b, 10c, 10d)을 제어하는 인텔리전트 집적회로(9a, 9b, 9c, 9d)용의 제어 명령어들로 변환되는 커맨드를 송신한다. 그에 응답하여, 상기 인텔리전트 집적회로(9a, 9b, 9c, 9d)는 상기 센서들에 의해 측정된 필요한 값 또는 값들을 상기 제어 장치(8a, 8b, 8c, 8d)에 전송한다. 명령어들 및 측정값들의 교환들은 시리얼 버스, 특히 SPI™ 버스를 통해 달성될 수 있다. 그리고나서, 상기 데이터는 RFID를 통해 상기 송신기(1)로 전송된다.
상기 인텔리전트 집적회로(9a, 9b, 9c, 9d, 10a, 10b, 10c, 10d)는 입력에서 상기 제어 장치(8a, 8b, 8c, 8d)에 접속되고 출력에서 상기 센서들에 접속된 다중화 장치(10a, 10b, 10c, 10d) 자체에 접속된 마이크로컨트롤러(9a, 9b, 9c, 9d)를 포함할 수 있다. 상기 인텔리전트 집적회로(9a, 9b, 9c, 9d)는 상기 다중화 시스템(10a, 10b, 10c, 10d)의 기능들을 지원하는 것이 또한 가능하다. 상기 제어 장치(8a, 8b, 8c, 8d)가 측정값이 전송되게 하는 상기 센서를 선택하는 좀더 정확한 커맨드들을 송신하거나 특정 순서로 센서 측정값들의 전송을 명시할 수 있게 하도록 제어된 아날로그-디지털 변환기를 설정하는 것이 또한 가능하다.
위에 설명한 도면들에 도시되어 있지는 않지만, 송신 안테나의 위치들 및 수신 안테나들의 위치들은 전력 전송을 최적화하는데, 그리고 임계 결합을 획득하는데 매우 중요한 역할을 한다. 그러므로, 전체 시스템은 공간에서 가능한 한 정확하게 위치해 있을 수 있다. 실제로, 수평 또는 수직 오프셋은 결합 효율의 손실로 이끌 수 있고, 송신기 및 수신기 간의 매우 짧은 거리는 원하지 않는 임계초과 결합으로 이끌 수 있다.
정확한 배치를 이루기 위해, 상기 배터리에 접속되어 있는 센서들을 가지고 상기 배터리를 제거할 수 있는 가능성을 보유하면서 상기 수신기에 대하여 상기 송신기를 정확하게 위치시키기 위한 급속 부착 시스템을 지니는 구조들을 사용하는 것이 가능하다.
상기 수신기 안테나 및 상기 센서들은 배터리 표면의 가능한 모든 위치들에 이를 수 있도록 그리고 조립체의 중량을 감소시킬 수 있도록 캡톤(Kapton™)과 같은 가요성 재료(flexible material)로 만들어질 수 있다.
변형적으로는, 특히 상기 송신기 및 상기 수신기 간의 거리를 변경하는 것이 가능하지 않은 때 임계초과 결합으로부터 임계 결합으로 이동하도록 추가 저항을 제공하는 것이 가능하다. 실제로, 임계 결합 계수는 상기 송신기 및 수신기의 품질 계수에 의존하며 상기 송신기 측 상에서 저항을 직렬로 추가하고 그리고/또는 상기 수신기 측 상에서 저항을 병렬로 추가함으로써 감소될 수 있다.
그 반면에, 상기 송신기 측 상에서 추가가 이루어지게 되는 경우, 저항은 에너지 소산원이 되게 된다. 상기 수신기 측 상에서 추가가 이루어지게 되는 경우, 품질 계수가 줄어들게 된다.
도 6에는 무선 통신 시스템의 전체 외관이 예시되어 있다. 상기 송신기(1)는 전자 제어 유닛(16)에 의해 제어되는 전력 공급원(2, rg)에 접속되는 것으로 보일 수 있다. 상기 송신기(1)는 또한 수신된 정보를 상기 전자 제어 유닛에 전송할 수 있도록 출력에서 상기 전자 제어 유닛에 접속되어 있다.
이는 또한 수신기(5a)가 상기 착탈식 배터리(17) 상에 배치된 센서(11a)에 접속된 것으로 보일 수 있다. 상기 센서(11a)는 상기 수신기(5a)로부터의 신호의 수신에 의해 활성화되며 그에 응답하여 상기 착탈식 배터리(17) 상에서 수행된 측정들의 정보를 전송한다. 그리고나서, 상기 측정 정보는 송신기 및 수신기 간의 유도 결합을 통해 상기 송신기(1)로 전송된다. 그리고나서, 상기 송신기(1)는 상기 전자 제어 유닛(16)에 상기 측정 정보를 송신한다.
따라서, 상기 무선 통신 시스템은 금속 대상, 특히 자동차의 존재 하에서 하나의 송신기 및 복수 개의 수신기들 간의 에너지 소비에 대해 최적화된다. 이러한 시스템은 배터리 팩 상에서의 직접 접속들의 수량을 감소시킬 수 있게 한다.
이러한 시스템의 애플리케이션들 중 하나는 3-차원 열 지도(thermal map)를 만들어내기 위한 상기 배터리 상의 복수 개의 지점들에서의 온도 측정이다. 이는 각각의 배터리 셀의 충전을 최적화하고 손상 또는 폭발의 위험을 감소시키도록 각각의 배터리 셀의 상태를 알아내는데 사용될 수 있다.

Claims (7)

  1. 착탈식 배터리(17)가 구비된 자동차용 무선 통신 시스템에 있어서, 상기 무선 통신 시스템은 상기 자동차에 밀착하게 접속되도록 구성되고 상기 자동차의 전자 제어 유닛(16)에 접속될 수 있는 송신기(1) 및 상기 착탈식 배터리에 밀착하게 접속되도록 구성되고 상기 착탈식 배터리의 매개변수를 측정할 수 있는 적어도 하나의 센서에 접속되도록 구성된 적어도 하나의 수신기(5)를 포함하며, 상기 송신기(1) 및 상기 수신기들은 유도 결합을 통해 데이터를 교환하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는, 자동차용 무선 통신 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 송신기(1)는 수신기(5) 당 적어도 하나의 루프가 구비된 안테나(3)를 포함하는, 자동차용 무선 통신 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 송신기(1) 및 상기 수신기들 간의 유도 결합은 임계 결합(critical coupling)으로 동작하는, 자동차용 무선 통신 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 송신기(1)는 상기 안테나(3)에 접속된 임피던스 변성기(impedance transformer) 자체에 접속된 전력 공급원(2, rg)을 포함하는, 자동차용 무선 통신 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수신기는 상기 센서들에 접속된 제어 장치(8)에 접속되는, 자동차용 무선 통신 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어 장치(8a, 8b, 8c, 8d)는 출력에서 상기 센서들에 접속된 인텔리전트 집적회로(intelligent integrated circuit)(9a, 9b, 9c, 9d, 10a, 10b, 10c, 10d)에 접속되는, 자동차용 무선 통신 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 인텔리전트 집적회로(9a, 9b, 9c, 9d, 10a, 10b, 10c, 10d)는 입력에서 상기 제어 장치(8a, 8b, 8c, 8d)에 접속되고 출력에서 상기 센서들에 접속된 다중화 장치(10d, 10a, 10b, 10c, 10d) 자체에 접속된 마이크로컨트롤러(9a, 9b, 9c, 9d)를 포함하는, 자동차용 무선 통신 시스템.
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