KR20210053104A - 배터리 전압 측정 장치 및 방법 - Google Patents

배터리 전압 측정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 전압 측정 장치는 각각이 복수의 배터리 셀을 포함하는 복수의 배터리 모듈, 상기 배터리 모듈 사이에 연결되는 버스 바(Bus bar) 및 상기 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀과 상기 버스 바 각각에 대해 전압을 측정하는 전압 측정부를 포함할 수 있다.

Description

배터리 전압 측정 장치 및 방법{APPRATUS AND METHOD FOR MEASURING VOLTAGE OF BATTERY}
본 발명은 배터리의 전압을 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 이차 전지에 대한 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. 여기서 이차 전지는 충방전이 가능한 전지로서, 종래의 Ni/Cd 전지, Ni/MH 전지 등과 최근의 리튬 이온 전지를 모두 포함하는 의미이다. 이차 전지 중 리튬 이온 전지는 종래의 Ni/Cd 전지, Ni/MH 전지 등에 비하여 에너지 밀도가 훨씬 높다는 장점이 있다, 또한, 리튬 이온 전지는 소형, 경량으로 제작할 수 있어서, 이동 기기의 전원으로 사용된다. 또한, 리튬 이온 전지는 전기 자동차의 전원으로 사용 범위가 확장되어 차세대 에너지 저장 매체로 주목을 받고 있다.
또한, 이차 전지는 일반적으로 복수 개의 배터리 셀들이 직렬 및/또는 병렬로 연결된 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩으로 이용된다. 그리고 배터리 팩은 배터리 관리 시스템에 의하여 상태 및 동작이 관리 및 제어된다.
일반적으로 배터리 모듈은 버스 바(Bus bar)라는 저항체를 연결하여 체결된다. 이 때, 버스 바는 전류의 흐름에 따라 전압이 + 또는 - 로 나타날 수 있다. 이러한 버스 바의 진단을 위해서는 각 버스 바에 대한 전압의 측정이 필요하다.
그러나, 현재에는 배터리에서 버스 바의 진단을 위해 버스 바와 배터리 셀을 함께 측정 라인에 연결하여 전압을 측정하고 있기 때문에, 배터리 셀 전압 측정시 전류의 흐름에 따른 버스 바의 영향을 받을 수 밖에 없었다. 따라서, 버스 바와 함께 연결된 배터리 셀 전압이 버스 바의 영향에 의해 실제와는 다르게 측정되어 오진단이 발생하는 문제가 있었다.
본 발명은 버스 바에 별도의 전압 측정 회로를 연결하고, 전류의 방향과 전압 측정 회로의 측정 범위를 고려하여 전압 측정에 대한 기준점을 변경함으로써, 버스 바에 흐르는 전류에 의해 배터리 셀의 전압 측정에 미치는 영향을 감소시킬 수 있으며, 개별 버스 바에 대해 측정된 전압을 이용하여 진단을 수행할 수 있는 배터리 전압 측정 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 전압 측정 장치는 각각이 복수의 배터리 셀을 포함하는 복수의 배터리 모듈, 상기 배터리 모듈 사이에 연결되는 버스 바(Bus bar) 및 상기 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀과 상기 버스 바 각각에 대해 전압을 측정하는 전압 측정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 전압 측정 장치는 상기 전압 측정부에 의한 전압 측정시 레벨 시프트(Level Shift)를 통해 전압 측정에 대한 기준점을 재설정하는 기준 설정부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 전압 측정 장치의 상기 기준 설정부는 상기 전압 측정부의 미리 설정된 측정 가능 범위에 기초하여 상기 기준점을 재설정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 전압 측정 장치의 상기 기준 설정부는 상기 버스 바에 인가되는 전류의 방향에 기초하여 상기 기준점을 재설정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 전압 측정 장치의 상기 기준 설정부는 상기 기준점을 0V에서 +2.5V로 변경할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 전압 측정 장치의 상기 전압 측정부는 상기 배터리 셀의 양단과 상기 버스 바의 양단 각각에 ADC 채널을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 전압 측정 장치의 상기 기준 설정부는 상기 버스 바 각각에 대해 기준점 변경을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 전압 측정 장치의 상기 배터리 모듈은 고전압(High Voltage) 배터리를 구성할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 전압 측정 방법은 복수의 배터리 셀을 포함하는 복수의 배터리 모듈과 상기 배터리 모듈 사이에 연결되는 버스 바를 포함하고, 상기 배터리 셀과 버스 바 각각에 대해 구비된 전압 측정 회로를 이용한 배터리 전압 측정 방법으로서, 상기 배터리 셀 각각의 전압을 측정하는 단계 및 상기 버스 바 각각의 전압을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 전압 측정 방법은 상기 버스 바의 전압 측정시 레벨 시프트를 통해 전압 측정에 대한 기준점을 재설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 배터리 전압 측정 장치 및 방법에 따르면, 버스 바에 별도의 전압 측정 회로를 연결하고, 전류의 방향과 전압 측정 회로의 측정 범위를 고려하여 전압 측정에 대한 기준점을 변경함으로써, 버스 바에 흐르는 전류에 의해 배터리 셀의 전압 측정에 미치는 영향을 감소시킬 수 있으며, 개별 버스 바에 대해 측정된 전압을 이용하여 진단을 수행할 수 있다.
도 1은 배터리 제어 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 전압 측정 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 종래의 배터리 셀 전압을 측정하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 종래의 배터리 셀 전압을 측정하는 방법에서 버스 바에 의한 영향을 나타내는 도면이다.
도 5는 배터리 전압 측정시 오진단의 기준을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 전압 측정 장치에 따른 전압 측정 방법을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전압 측정 회로의 전압 측정 범위를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 전압 측정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 전력 산출 장치의 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예들에 대해 상세히 설명하고자 한다. 본 문서에서 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
본 문서에 개시되어 있는 본 발명의 다양한 실시 예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 다양한 실시 예들은 여러 가지 형태로 실시될 수 있으며 본 문서에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
다양한 실시 예에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성 요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성 요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 발명의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
도 1은 배터리 제어 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리팩(1)과 상위 시스템에 포함되어 있는 상위 제어기(2)를 포함하는 배터리 제어 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 팩(1)은 하나의 이상의 배터리 셀로 이루어지고, 충방전 가능한 배터리 모듈(10)과, 배터리 모듈(10)의 +단자 측 또는 -단자 측에 직렬로 연결되어 배터리 모듈(10)의 충방전 전류 흐름을 제어하기 위한 스위칭부(14)와, 배터리 팩(1)의 전압, 전류, 온도 등을 모니터링하여, 과충전 및 과방전 등을 방지하도록 제어 관리하는 배터리 관리 시스템(20)을 포함한다.
여기서, 스위칭부(14)는 배터리 모듈(10)의 충전 또는 방전에 대한 전류 흐름을 제어하기 위한 반도체 스위칭 소자로서, 예를 들면, 적어도 하나의 MOSFET이 이용될 수 있다.
또한, BMS(20)는, 배터리 팩(1)의 전압, 전류, 온도 등을 모니터링하기 위해서, 반도체 스위칭 소자의 게이트, 소스 및 드레인 등의 전압 및 전류를 측정하거나 계산할 수 있고, 또한, 반도체 스위칭 소자(14)에 인접해서 마련된 센서(12)를 이용하여 배터리 팩의 전류, 전압, 온도 등을 측정할 수 있다. BMS(20)는 상술한 각종 파라미터를 측정한 값을 입력받는 인터페이스로서, 복수의 단자와, 이들 단자와 연결되어 입력받은 값들의 처리를 수행하는 회로 등을 포함할 수 있다.
또한, BMS(20)는, 스위칭 소자(14) 예를 들어 MOSFET의 ON/OFF를 제어할 수도 있으며, 배터리 모듈(10)에 연결되어 배터리 모듈(10)의 상태를 감시할 수 있다.
상위 제어기(2)는 BMS(20)로 배터리 모듈에 대한 제어 신호를 전송할 수 있다. 이에 따라, BMS(20)는 상위 제어기로부터 인가되는 신호에 기초하여 동작이 제어될 수 있을 것이다. 본 발명의 배터리 셀이 ESS(Energy Storage System) 또는 차량 등에 이용되는 배터리 팩에 포함된 구성일 수 있다. 다만, 이러한 용도에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 배터리 팩(1)의 구성 및 BMS(20)의 구성은 공지된 구성이므로, 보다 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 전압 측정 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 전압 측정 장치(200)는 배터리 모듈(210), 버스 바 모듈(220), 전압 측정부(230) 및 기준 설정부(240)를 포함할 수 있다.
배터리 모듈(210)은 각각이 충방전 가능한 복수의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 이 때, 배터리 모듈(210)은 고전압(High Voltage) 배터리를 구성할 수 있다. 예를 들면, 하나의 배터리 모듈(210)은 14개의 배터리 셀로 구성될 수 있다.
버스 바(220)은 배터리 모듈(210) 사이에 연결되는 저항체이다. 즉, 복수의 배터리 모듈(210)은 모듈 간에 버스 바(220)를 연결하여 체결될 수 있다.
전압 측정부(230)는 배터리 모듈(210)에 포함된 배터리 셀과 버스 바 모듈(220) 각각에 대해 전압을 측정할 수 있다. 즉, 전압 측정부(230)는 각 배터리 셀과 각 버스 바에 대해 일대일로 전압 측정 라인을 마련하여 전압을 측정할 수 있다. 이 때, 전압 측정부(230)는 각 배터리 셀의 양단과 각 버스 바의 양단에 ADC(analog-digital converter) 채널을 통해 연결될 수 있다.
기준 설정부(240)는 전압 측정부(230)에 의한 전압 측정시 레벨 시프트(Level Shift)를 통해 배터리와 버스 바의 전압 측정에 대한 기준점을 재설정할 수 있다. 이 경우, 기준 설정부(240)는 전압 측정부(230)의 전압 측정 회로의 미리 설정된 측정 범위에 기초하여 전압 측정에 대한 기준점을 재설정할 수 있다.
또한, 기준 설정부(240)는 버스 바(220)에 인가되는 전류의 방향에 기초하여 전압 측정에 대한 기준점을 재설정할 수 있다. 기준 설정부(240)는 버스 바(220) 각각에 대해 기준점 변경을 수행할 수 있다. 예를 들면, 기준 설정부는 기준점을 0V에서 +2.5V로 변경하여 버스 바(220)에 인가되는 전류에 의한 전압이 + 또는 -인 경우 모두에 대해 전압이 측정 가능하도록 할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 전압 측정 장치에 따르면, 버스 바에 별도의 전압 측정 회로를 연결하고, 전류의 방향과 전압 측정 회로의 측정 범위를 고려하여 전압 측정에 대한 기준점을 변경함으로써, 버스 바에 흐르는 전류에 의해 배터리 셀의 전압 측정에 미치는 영향을 감소시킬 수 있으며, 개별 버스 바에 대해 측정된 전압을 이용하여 진단을 수행할 수 있다.
도 3은 종래의 배터리 셀 전압을 측정하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 배터리 전압 측정 회로의 ADC 채널 #4와 #7은 배터리 셀과 버스 바가 함께 연결되어 있음을 알 수 있다.
이처럼, 종래에는 버스 바와 배터리 셀의 전압 측정 라인을 함께 연결하여 전압을 측정하였으므로, 해당 배터리 셀의 전압 측정시 버스 바에 인가되는 전류의 영향을 받게 된다. 이에 따라, 배터리 셀의 전압이 버스 바에 인가되는 전류의 방향에 따라 실제보다 크거나 작게 측정될 수 있다. 즉, 종래의 방법에 의하면, 배터리 셀의 전압이 실제값과는 다르게 측정되어 오진단이 발생할 가능성이 있다.
도 4는 종래의 배터리 셀 전압을 측정하는 방법에서 버스 바에 의한 영향을 나타내는 도면이다. 한편, 도 5는 배터리 전압 측정시 오진단의 기준을 나타내는 도면이다.
도 4의 (a)는 전술한 도 3의 전압 측정 라인 중 ADC 채널 #4와 #7에서 배터리 방전시 측정된 전압을 나타낸 도면이고, 도 4의 (b)는 도 3의 ADC 채널 #4와 #7에서 배터리 충전시 측정된 전압을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 정상적인 동작에서의 배터리의 전압 범위는 2.5V 내지 4.2V이다. 한편, 일반적으로 배터리의 측정 전압이 4.2V 이상 4.4V 이하인 경우에는 과전압(Over Voltage)로 판단되고, 1.0V 이상 2.5V 미만인 경우에는 저전압(Under Voltage)로 판단된다.
만약, 버스 바의 임피던스가 80μΩ이고 배터리의 최대 방전 전류의 크기가 550A라고 할 때, 버스 바에서의 측정 전압은 80μΩ x 550A = 44mV가 될 수 있다. 이 경우, 배터리 방전시의 실제 배터리 셀의 전압이 2.5V라고 하면, 배터리 방전시 도 3의 ADC 채널 #4와 #7에서의 전압은 버스 바의 영향으로 2.446V로 측정될 수 있다. 즉, 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 해당 배터리 셀이 실제로는 정상 동작 상태이나, 버스 바로 인해 저전압으로 오진단될 수 있다.
한편, 마찬가지로 버스 바의 임피던스가 80μΩ이고 배터리의 최대 충전 전류의 크기가 550A라고 할 때, 버스 바에서의 측정 전압은 80μΩ x 550A = 44mV가 될 수 있다. 이 경우, 배터리 충전시의 실제 배터리 셀의 전압이 4.2V라고 하면, 배터리 충전시 도 3의 ADC 채널 #4와 #7에서의 전압은 버스 바의 영향으로 4.244V로 측정될 수 있다. 즉, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 해당 배터리 셀이 실제로는 정상 동작 상태이나, 버스 바로 인해 과전압으로 오진단될 수 있다.
이와 같이, 종래의 배터리 전압 측정 회로에 의하면 배터리 셀과 버스 바의 전압 측정 라인이 함께 연결되어 있어, 실제로는 배터리 셀이 정상 동작 범위에 있으나 버스 바에 인가되는 전류에 따른 전압의 극성 변화로 인해 해당 배터리 셀이 과전압 또는 저전압 상태인 것으로 오진단 되는 문제가 발생할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 전압 측정 장치에 따른 전압 측정 방법을 나타내는 도면이다. 한편, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전압 측정 회로의 전압 측정 범위를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 전압 측정 장치의 경우 종래와는 달리 버스 바와 배터리 셀의 전압 측정 라인이 분리되어 있음을 알 수 있다. 즉, 전술한 것과 같이 종래에는 버스 바와 배터리 셀에 전압 측정 라인을 함께 연결하였으나, 본 발명에서는 버스 바에 별도의 전압 측정 라인 ADC 채널 #4와 #8을 연결함으로써 배터리 셀의 전압 측정시 버스 바의 영향을 받지 않도록 하였다.
또한, 도 6에 나타낸 것과 같이 버스 바의 전압 측정 시에는 별도의 레벨 시프트가 수행될 수 있도록 하였다. 이는 버스 바의 경우 전류의 방향에 따라 인가되는 전압이 + 또는 -로 달라질 수 있으므로, 전압 측정 회로의 측정 가능 범위를 고려하여 기준점을 변경하기 위함이다.
도 7을 참조하면, 전압 측정 회로의 배터리 팩 입력 전압에 대한 측정 범위와 배터리 셀 단자 전압에 대한 측정 범위는 -0.3V 내지 40V일 수 있다. 그러나 도 7에 나타낸 전압 측정 범위는 예시적인 것일 뿐, 본 발명에 따른 배터리 전압 측정 장치의 측정 범위는 회로의 사양에 따라 다양하게 나타날 수 있다.
이 경우, 전압 측정 회로의 전압 측정 가능 범위를 고려하여 버스 바의 전압 측정 라인 ADC 채널 #4와 #8에 대해 레벨 시프트를 수행할 수 있다. 예를 들면, 도 5에 나타낸 배터리의 정상 동작시 전압 범위를 고려하면 레벨 시프트를 통해 버스 바의 전압 측정 기준 점을 0V 에서 2.5V로 변경하여 2.5V를 기준으로 버스 바에 인가되는 + 또는 - 전압을 측정할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 전압 측정 장치에 따르면, 버스 바에 별도의 전압 측정 회로를 연결하고, 전류의 방향과 전압 측정 회로의 측정 범위를 고려하여 전압 측정에 대한 기준점을 변경함으로써, 버스 바에 흐르는 전류에 의해 배터리 셀의 전압 측정에 미치는 영향을 감소시킬 수 있으며, 개별 버스 바에 대해 측정된 전압을 이용하여 진단을 수행할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 전압 측정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 전압 측정 방법은 전술한 것과 같이 복수의 배터리 셀을 포함하는 복수의 배터리 모듈과 배터리 모듈 사이에 연결되는 버스 바를 포함하고, 배터리 셀과 버스 바 각각에 대해 구비된 전압 측정 회로를 이용한 배터리 전압 측정 방법이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 전압 측정 방법에 따르면, 먼저 배터리 셀 각각의 전압을 측정한다(S810). 이 때, 단계 S810에서는 배터리 셀 각각에 대해 일대일로 대응되도록 마련된 전압 측정 회로에 의해 전압이 측정될 수 있다.
그리고, 버스 바의 전압을 측정하기 전에 레벨 시프트를 통해 버스 바의 전압 측정에 대한 기준점을 재설정한다(S820). 이 경우, 기준점은 버스 바에 인가되는 전류의 방향과 전압 측정 회로의 측정 가능 범위에 기초하여 전압 측정에 대한 기준점을 재설정할 수 있다. 또한, 단계 S820에서는 버스 바 각각에 대해 개별적으로 레벨 시프트를 통해 기준점을 재설정할 수 있다.
단계 S820에서 버스 바에 대한 기준점의 설정이 수행되고 나면, 버스 바 각각의 전압을 측정한다(S830). 이 때, 단계 S830에서는 버스 바 각각에 대해 일대일로 대응되도록 마련된 전압 측정 회로에 의해 전압이 측정될 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 배터리 전압 측정 방법은 반드시 도 8의 순서대로 수행되는 것은 아니며, 필요에 따라 순서는 변경될 수 있다. 예를 들면, 단계 S820은 단계 S810 이전에 수행될 수 있으며, 이 경우 단계 S810과 단계 S830이 동시에 수행될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 배터리 전압 측정 방법에 따르면, 버스 바에 별도의 전압 측정 회로를 연결하고, 전류의 방향과 전압 측정 회로의 측정 범위를 고려하여 전압 측정에 대한 기준점을 변경함으로써, 버스 바에 흐르는 전류에 의해 배터리 셀의 전압 측정에 미치는 영향을 감소시킬 수 있으며, 개별 버스 바에 대해 측정된 전압을 이용하여 진단을 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 전압 측정 장치의 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 배터리 관리 시스템(900)은, 각종 처리 및 각 구성을 제어하는 마이크로컨트롤러(MCU; 910)와, 운영체제 프로그램 및 각종 프로그램(예로서, 배터리 팩의 전압 측정 프로그램 혹은 배터리 팩의 레벨 시프팅 프로그램) 등이 기록되는 메모리(920)와, 배터리 셀 모듈 및/또는 반도체 스위칭 소자와의 사이에서 입력 인터페이스 및 출력 인터페이스를 제공하는 입출력 인터페이스(930)와, 유무선 통신망을 통해 외부와 통신 가능한 통신 인터페이스(940)를 구비할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램은 메모리(920)에 기록되고, 마이크로 컨트롤러(910)에 의해 처리됨으로써 예를 들면 도 2에서 도시한 각 기능 블록들을 수행하는 모듈로서 구현될 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 배터리 팩 2: 상위 제어기
10: 배터리 모듈 12: 센서
14: 스위칭부 20: BMS
200, 900: 배터리 전압 측정 장치 210: 배터리 모듈
220: 버스 바 230: 전압 측정부
240: 기준 설정부 910: MCU
920: 메모리 930: 입출력 I/F
940: 통신 I/F

Claims (10)

  1. 각각이 복수의 배터리 셀을 포함하는 복수의 배터리 모듈;
    상기 배터리 모듈 사이에 연결되는 버스 바(Bus bar); 및
    상기 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀과 상기 버스 바 각각에 대해 전압을 측정하는 전압 측정부를 포함하는 배터리 전압 측정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전압 측정부에 의한 전압 측정시 레벨 시프트(Level Shift)를 통해 전압 측정에 대한 기준점을 재설정하는 기준 설정부를 더 포함하는 배터리 전압 측정 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 기준 설정부는 상기 전압 측정부의 미리 설정된 측정 가능 범위에 기초하여 상기 기준점을 재설정하는 배터리 전압 측정 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 기준 설정부는 상기 버스 바에 인가되는 전류의 방향에 기초하여 상기 기준점을 재설정하는 배터리 전압 측정 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 기준 설정부는 상기 기준점을 0V에서 +2.5V로 변경하는 배터리 전압 측정 장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 기준 설정부는 상기 버스 바 각각에 대해 기준점 변경을 수행하는 배터리 전압 측정 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 전압 측정부는 상기 배터리 셀의 양단과 상기 버스 바의 양단 각각에 ADC 채널을 포함하는 배터리 전압 측정 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 모듈은 고전압(High Voltage) 배터리를 구성하는 배터리 전압 측정 장치.
  9. 복수의 배터리 셀을 포함하는 복수의 배터리 모듈과 상기 배터리 모듈 사이에 연결되는 버스 바를 포함하고, 상기 배터리 셀과 버스 바 각각에 대해 구비된 전압 측정 회로를 이용한 배터리 전압 측정 방법으로서,
    상기 배터리 셀 각각의 전압을 측정하는 단계; 및
    상기 버스 바 각각의 전압을 측정하는 단계를 포함하는 배터리 전압 측정 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 버스 바의 전압 측정시 레벨 시프트를 통해 전압 측정에 대한 기준점을 재설정하는 단계를 더 포함하는 배터리 전압 측정 방법.
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