WO2022177247A1 - 전류 센싱 장치 - Google Patents

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WO2022177247A1
WO2022177247A1 PCT/KR2022/002171 KR2022002171W WO2022177247A1 WO 2022177247 A1 WO2022177247 A1 WO 2022177247A1 KR 2022002171 W KR2022002171 W KR 2022002171W WO 2022177247 A1 WO2022177247 A1 WO 2022177247A1
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bus bar
circuit board
printed circuit
sensing device
current sensing
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PCT/KR2022/002171
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이정복
김동춘
김동화
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엘지이노텍 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a current sensing device using a dual sensor.
  • a typical current sensor is a resistance detection type and a magnetic field detection type.
  • a shunt sensor measures the current by converting the voltage drop caused by the shunt resistance into a current.
  • a potential difference Hall voltage
  • a magnetic field generated in a direction perpendicular to the current due to the Hall effect in the vicinity of a conductor through which current flows are generated, and the current proportional to the Hall voltage is measured by amplifying the Hall voltage.
  • Shunt sensors and Hall sensors have different advantages and disadvantages. For example, while shunt sensors are simple and inexpensive to install, power dissipation occurs in the shunt resistor and heat is generated. On the other hand, in the case of the Hall sensor, since it is a non-contact sensor, the power loss is small, but it is larger than the shunt resistance because a relatively large core must be installed around the conductor. A shunt sensor and a Hall sensor have different accuracy of measurement values depending on the environment. For example, the accuracy of the shunt resistor is lowered because the current measured value changes due to heat generation of the shunt resistor during high current measurement.
  • the present invention aims to solve the above-mentioned needs and/or problems.
  • the present invention provides a current sensing device capable of increasing the accuracy of a current measurement value and miniaturization using a dual sensor.
  • a current sensing device includes: a bus bar including a plurality of low-resistance metal parts separated with a resistance part therebetween; a printed circuit board disposed below the bus bar; a plurality of fixing pins joined to the metal parts of the bus bar to fix the bus bar on the printed circuit board, and to provide a current path between the metal parts and the printed circuit board; and at least one Hall sensor module.
  • At least one of the low-resistance metal portions of the bus bar includes sensor holes 201c and 201d. At least a part of the hall sensor module is inserted into the sensor holes 201c and 201d.
  • the present invention can improve the accuracy of current measurement by implementing a current sensing device that integrates the resistance of the shunt sensor and the Hall sensor.
  • the current measurement accuracy of the Hall sensor on the bus bar can be improved without a separate metal shield can surrounding the bus bar by arranging the IC chip of the Hall sensor in the sensor hole formed in the bus bar.
  • the present invention can maintain the accuracy of the current measurement value by selecting the current measurement value of the Hall sensor when the resistance of the shunt sensor is overheated.
  • the present invention can measure the current of a high side of a battery to which a high voltage of a high voltage (400 to 800V) is applied with high accuracy.
  • the present invention can measure the current flowing on the bus bar connected to at least one of the positive side and/or the negative side of the battery with high accuracy even in a harsh environment.
  • the current is measured using a differential signal resistant to noise, and the current measurement value can be provided as a digital signal to an external controller.
  • the present invention may improve the stability of the current sensor by using at least one of one or more shunt sensors and one or more Hall sensors as a back-up sensor.
  • FIGS. 1A to 1C are views showing a current sensing device according to an embodiment of the present invention from different angles.
  • FIGS. 2A and 2B are views showing in detail the structure of the bus bar and the fixing pin.
  • FIG 3 is an exploded perspective view in which components of the current sensing device are separated.
  • 5 to 7 are circuit diagrams showing a current sensing device according to various embodiments of the present invention.
  • the first, second, etc. may be used to distinguish the components, but the functions or structures of these components are not limited to the ordinal number or component name attached to the front of the component.
  • a current sensing device includes one or more shunt sensors and one or more Hall sensors for measuring a current flowing through a bus bar 200 .
  • the shunt sensor includes a plurality of fixed pins 20a to 20d connected near the resistance of the bus bar 200 , and an amplifier.
  • the shunt sensor measures the current (shunt current) flowing through the fixed pins 20a to 20d.
  • the Hall sensor detects and amplifies the Hall voltage in a magnetic field generated by the current flowing through the bus bar 200 to measure the current flowing through the bus bar 200 .
  • An output signal of each of the shunt sensor and the Hall sensor may be converted into a digital signal through an analog-to-digital converter (hereinafter, referred to as “ADC”).
  • ADC analog-to-digital converter
  • the ADC can be independently connected or shared with each of the shunt and Hall sensors.
  • the bus bar 200 is made of a straight or rectangular metal bar.
  • the bus bar 200 has a length in the x-axis direction, a width in the y-axis direction, and a thickness in the z-axis direction.
  • the bus bar 200 includes low-resistance metal parts 201 and a resistance part 202 disposed between the low-resistance metal parts 201 to connect the metal parts 201 .
  • the resistance part 202 may be made of a metal having a higher resistance value than the low resistance metal parts 201 and may be joined to the low resistance metal parts 201 by a welding method or a soldering method.
  • the low-resistance metal portions 201 may be formed of a copper (Cu) plate, and the resistance portion 202 may be formed of manganese, but is not limited thereto.
  • the resistance value may be set to a desired design value by adjusting the material, size, etc. of the resistor unit 202 .
  • the resistance value of the resistor unit 202 may be set to a value between 40 ⁇ and 60 ⁇ , but is not limited thereto.
  • Each of the low-resistance metal parts 201 of the bus bar 200 includes connection holes 201a and 201b and sensing holes 201c and 201d.
  • the connection holes 201a and 201b and the sensor holes 201c and 201d pass through the metal parts 201 .
  • the sensor holes 201c and 201d may be positioned closer to the resistor 202 than the connection holes 201a and 201b.
  • the sensor holes 201c and 201d may be rectangular holes having a smaller size than the connection holes 201a and 201b.
  • the sensor holes 201c and 201d are preferably disposed symmetrically with the resistor 202 interposed therebetween in order to minimize a bottleneck of bidirectional current flow during charging/discharging of the battery.
  • An external electronic device or a power source may be connected to the bus bar 200 through the connection holes 201a and 201b.
  • the battery may be connected to the bus bar 200 with a bolt fixed to the bus bar 200 through the first connection hole 201a.
  • An external load for example, a motor, a generator, etc. may be connected to the bus bar 200 with a bolt fixed to the bus bar 200 through the second connection hole 201b.
  • the sensor hole 201c or 201d may be disposed in only one of the two low-resistance metal parts 201 of the low-resistance metal part 201 .
  • sensor holes 201c and 201d are disposed in each of the low-resistance metal parts 201 .
  • the sensor holes 201c and 201d are disposed in the metal parts 201 with a predetermined separation distance from the resistor part 202 therebetween.
  • a Hall sensor is inserted into at least one of the sensor holes 201c and 201d.
  • the size of the sensor holes 201c and 201d is set to an appropriate size so that there is a gap with the hall sensor.
  • the current sensing device includes a printed circuit board (hereinafter referred to as "PCB", 100) disposed under the bus bar 200, and a plurality of fixings for fixing the bus bar 200 to the PCB 100.
  • the pins 20a to 20d and at least one Hall sensor module 10a or 10b partially inserted into the sensor holes 201c and 201d of the bus bar 200 may be included.
  • the bus bar 200 and the PCB 100 are arranged in parallel and cross each other.
  • the longitudinal direction of the bus bar 200 and the longitudinal direction of the PCB 100 may cross vertically.
  • the fixing pins 20a to 20d and at least one Hall sensor module 10a and 10b are vertically erected on the PCB 100 .
  • the fixing pins 20a to 20d may include at least one pair of fixing pins disposed with the resistor unit 202 of the bus bar 200 interposed therebetween.
  • the fixing pins 20a to 20d may be made of a metal having low resistance, for example, copper (Cu), or may be implemented as pins plated with copper (Cu) silver.
  • a pair of fixing pins is sufficient, but two pairs of fixing pins are preferable so that the bus bar 200 is stably fixed to the PCB 100 .
  • Two pairs of fixed pins allow measurement of the shunt current flowing through both sides of the bus bar.
  • the first fixed pin pair 20a and 20b provides a shunt current path flowing through one side of the bus bar 200
  • the second fixed pin pair 20c and 20d is the bus bar 200 .
  • a shunt current path flowing through one side may be provided.
  • a distance between the first pair of fixing pins 20a and 20b and a spacing between the second pair of fixing pins 20c and 20b may be set differently. In this case, there is an advantage in that it is easy to assemble the bus bar 200 and the PCB 100 without any direction confusion.
  • the upper ends of the fixing pins 20a to 20d may be bent at right angles and fixed to the low-resistance metal parts 201 of the bus bar 200 by welding or soldering.
  • the fixing pins 20a to 20d have a small width at the bottom.
  • Each of the fixing pins 20a to 20d is inserted into a hole formed on the PCB 100 . Accordingly, the fixing pins 20a to 20d may be fixed to the PCB 100 by fitting, and may be vertically erected on the PCB 100 to support the bus bar 200 from below.
  • the Hall sensor modules 10a and 10b include a sensor substrate 11 , a Hall sensor chip 12 mounted on the sensor substrate 11 , and one or more capacitors 13 .
  • the hall sensor chip 12 may be mounted on an upper end of the sensor substrate 11
  • the capacitor 13 may be mounted on a middle portion of the sensor substrate 11 .
  • the Hall sensor chip 12 is disposed in the sensor holes 201c and 201d of the bus bar 200 to amplify the Hall voltage in the magnetic field on the bus bar 200 .
  • the capacitor 13 removes high-frequency noise from the output signal of the Hall sensor chip 120 .
  • the lower end of the sensor substrate 11 includes a plurality of pins separated from the middle portion.
  • the lower pins of the sensor substrate 11 are inserted into the holes of the PCB 100 .
  • the hall sensor modules 10a and 10b are fixed to the PCB 100 by fitting, and are vertically erected on the PCB 100 .
  • At least a portion of the Hall sensor chip 12 mounted on the upper end of the Hall sensor modules 10a and 10b is disposed in the sensor holes 201c and 201d of the bus bar 200 .
  • Circuit elements such as an ADC, a communication module, a transformer, and a temperature sensor, and a connector 30 are mounted on the PCB 100 .
  • the PCB 100 includes circuit elements, fixed pins 20a to 20d, hall sensor modules 10a and 10b, and wires electrically connecting the connector 30 in a preset layout form.
  • the temperature sensor may be implemented as at least one of a bimetal, a thermocouple, a thermistor, a resistance temperature sensor, and a semiconductor temperature sensor using a PN junction.
  • the PCB 100 includes a plurality of first holes 101a to 101d into which the lower ends of the fixing pins 20a to 20d are inserted, and one or more second holes 102a into which the lower ends of the hall sensor modules 10a and 10b are inserted. , 102b).
  • the circuit of the current sensing device shown in FIGS. 5 to 7 may be mounted on the PCB 100 .
  • the first circuit element 111 may be an IC including an ADC for converting an analog output signal of a shunt sensor and a Hall sensor into a digital signal.
  • the second circuit element 112 may be an IC including a wired/wireless communication module.
  • the communication module may transmit (Tx) an output signal of the ADC, ie, a digital sensor output signal, to an external electronic device through the connector 30, and receive (Rx) a signal from the external electronic device.
  • the third circuit element 113 may be an IC including a transformer that supplies external power to the amplifier of the shunt sensor.
  • a connector 30 is mounted on the PCB 100 . External power is supplied to the PCB through the connector 30, and digital output signals of the shunt sensor and Hall sensor output from the PCB are output to an external controller through a wired/wireless communication link. Also, a signal from an external controller may be received by the PCB 100 through the connector 30 .
  • the PCB 100 may include an isolation element having resistance to overvoltage and overcurrent in order to protect circuit elements from overvoltage and overcurrent when measuring the anode current of the battery.
  • the isolation elements may include a transformer, an isolation amplifier, an isolator, and the like.
  • the external controller may be a battery management system (BMS), but is not limited thereto.
  • the battery control system (BMS) may request current sensing from the PCB 100 .
  • the battery control system (BMS) determines the current of the battery cells based on the output signal of the shunt sensor received from the PCB 100, the output signal of the Hall sensor, and the output signal of the temperature sensor to control voltage balancing of the battery cells and It is possible to prevent overloading of the battery cells.
  • the battery control system (BMS) may select a more accurate current value from one of the output signal of the shunt sensor and the output signal of the Hall sensor to accurately determine the current flowing through the battery cells. For example, in the shunt sensor, accuracy of a current measurement value may be deteriorated due to heat generation of the resistor unit 202 at a high current.
  • the battery control system (BMS) may determine the temperature of the shunt sensor based on the output signal of the temperature sensor. When the resistance temperature of the shunt sensor rises above a preset threshold, the battery control system (BMS) may ignore the current measurement of the shunt sensor and select the current measurement of the Hall sensor to maintain the accuracy of the current measurement.
  • the current sensing device of the present invention may measure the current flowing through the bus bar 200 in a dual sensing structure using a shunt sensor and a Hall sensor.
  • the current sensing device may measure a current flowing on the bus bar 200 connected to at least one of a positive (high side) and a negative (low side) electrode of the battery through the bus bar 200 .
  • the current sensing device may measure a current as a differential signal resistant to noise, and may provide the current measurement value as a digital signal to an external controller.
  • 5 to 7 are circuit diagrams showing a current sensing device according to various embodiments of the present invention.
  • the current sensing device includes an isolation amplifier 51 , a first transformer 52 , a temperature sensor 53 , an IC 50 , and a communication module 54 .
  • the current sensing device measures a current flowing in the bus bar 200 using a shunt sensor and a Hall sensor disposed on the bus bar 200 connected to at least one of the positive and negative electrodes of the battery BAT.
  • the isolation amplifier 51 is connected to the fixed pins 20a to 20d to amplify the voltage of the fixed pins 20a to 20d and supply the amplified voltage to the IC 50 .
  • the isolation amplifier 51 has an isolation barrier between the input side and the output side. Input terminals of the isolation amplifier 51 are connected to the fixed pins 20a to 20d. The output terminals of the isolation amplifier 51 are connected to the IC 50 input terminals.
  • the isolation amplifier 51 amplifies the voltage across the resistor unit 202 in the bus bar 200 to output a differential signal.
  • the first transformer 52 includes a primary side coil to which the DC input voltage Vin is applied, and a secondary side coil connected to the driving voltage terminal of the insulating amplifier 51 .
  • the number of turns of the primary side and secondary side coils of the first transformer 52 is the same. Accordingly, the voltage level in the first transformer 52 does not change and the primary voltage is induced to the secondary voltage.
  • any one of the first and second Hall sensor modules 10a and 10b may be used as a back-up sensor.
  • the first and second Hall sensor modules 10a and 10b amplify the measured Hall current based on the magnetic field on the bus bar 200 and output the amplified Hall current to the input terminals of the IC 50 .
  • Each of the first and second Hall sensor modules 10a and 10b may output a measured current value in the form of a differential signal.
  • the IC 50 receives differential signals from the isolation amplifier 51 , the temperature sensor 53 , and the Hall sensor modules 10a and 10b, respectively.
  • the IC 50 measures the shunt current flowing on the bus bar 200 from the output signal (differential signal) of the isolation amplifier 51, and converts the shunt current measured value (the current measured value of the shunt sensor) into a digital signal through the ADC. Convert and output The IC 50 derives a temperature measurement value from the output signal (differential signal) of the temperature sensor 53 and converts the temperature measurement value into a digital signal through an ADC. The IC 50 measures the current flowing on the bus bar 200 from the output signals (differential signals) of the Hall sensor modules 10a and 10b, and converts the current measured value into a digital signal through the ADC. The current measurement value of the shunt sensor, the current measurement value of the Hall sensor, and the temperature measurement value output as digital signals from the IC 50 are output through the wired/wireless communication module 54 .
  • the communication module 54 transmits a digital signal output from the IC 50 to an external controller through a standard wired/wireless communication interface.
  • the communication module 54 outputs data through a wired communication interface
  • output terminals of the communication module 54 are connected to an external controller through the connector 30 .
  • the communication module 54 outputs data through the wireless communication interface
  • the data may be transmitted to the external controller as a wireless signal without passing through the connector 30 .
  • the communication module 54 may transmit a signal from an external controller, for example, a current sensing request signal, to the IC 50 through a wired/wireless communication interface.
  • the IC 50 may be divided into a first IC 501 and a second IC 502 as shown in FIG. 6 .
  • the first IC 501 converts the output signal of the isolation amplifier 51 into a digital signal through the ADC and outputs it.
  • the first IC 501 may convert the output signal of the first temperature sensor 531 into a digital signal through the ADC and output the converted signal.
  • the second IC 502 converts the output signals of the Hall sensor modules 10a and 10b into digital signals through the ADC and outputs them.
  • the second IC 502 may convert the output signal of the second temperature sensor 532 into a digital signal through the ADC and output the converted signal.
  • the communication module 54 may be omitted.
  • digital signals output from the ICs 50 , 501 , and 502 may be transmitted to an external controller through the second and third transformers 71 and 72 and the connector 30 shown in FIG. 7 .
  • the second transformer 71 may be connected between the output terminal of the first IC 501 and the connector 30 .
  • the third transformer 72 may be connected between the output terminal of the second IC 502 and the connector 30 .
  • Each of the second and third transformers 71 and 72 includes a primary coil connected to an output terminal of the IC 50 , 501 , and 502 , and a secondary coil connected to the connector 30 .
  • the number of turns of the primary and secondary side coils of the second and third transformers 71 and 72 is the same. Accordingly, the voltage level of the second and third transformers 71 and 72 does not change, and the primary side voltage is induced as the secondary side voltage.
  • the isolation amplifier 51 and the transformers 52 , 71 , and 72 provide an insulating path for protecting circuit elements from overcurrent and overvoltage because an insulator exists between the input side and the output side.
  • a ground plane on the PCB 100 may be separated with an insulating path therebetween.
  • the present invention can be applied to devices in various industrial fields in which a current sensor is used to improve the accuracy of current measurement.
  • the present invention can improve the current measurement accuracy without the need for a separate metal shield can (metal shield can) when integrating the shunt sensor and the Hall sensor.
  • the present invention can measure the current of a high side of a battery to which a high voltage of a high voltage (400 to 800V) is applied with high accuracy.
  • the present invention can measure the current flowing on the bus bar connected to at least one of the positive side and/or the negative side of the battery with high accuracy even in a harsh environment.
  • the current is measured using a differential signal resistant to noise, and the current measurement value can be provided as a digital signal to an external controller.
  • the present invention may improve the stability of the current sensor by using at least one of one or more shunt sensors and one or more Hall sensors as a back-up sensor.

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Abstract

본 발명은 전류 센싱 장치에 관한 것으로, 저항부를 사이에 두고 분리된 복수의 저저항 금속부들을 포함한 버스 바; 상기 버스 바의 아래에 배치된 인쇄 회로 보드; 상기 버스 바의 금속부들에 접합되어 상기 버스 바를 상기 인쇄 회로 보드 위에 고정하고, 상기 금속부들과 상기 인쇄 회로 보드 간에 전류 경로를 제공하는 복수의 고정 핀들; 및 적어도 하나의 홀 센서 모듈을 포함한다. 상기 버스 바의 저저항 금속부들 중 적어도 하나에 형성된 센서 홀에 상기 홀 센서 모듈의 적어도 일부가 삽입된다.

Description

전류 센싱 장치
본 발명은 듀얼 센서를 이용한 전류 센싱 장치에 관한 것이다.
다양한 산업 분야에서 전류 센서가 이용되고 있다. 전류 센서는 저항 검출 타입과 자계 검출 타입이 대표적이다. 션트(shunt) 센서는 션트 저항으로 인한 전압 강하를 전류로 변환하여 전류를 측정한다. 홀(hall) 센서는 전류가 흐르는 도체의 주변에서 홀 효과에 의해 전류의 직각 방향으로 발생하는 전위차(홀 전압)와 자기장이 발생되고 홀 전압을 증폭하여 그 홀 전압에 비례하는 전류를 측정한다.
션트 센서와 홀 센서는 장단점이 다르다. 예를 들어, 션트 센서는 설치가 간단하고 저렴한 반면에 션트 저항에서 전력 소실이 발생하고 발열이 발생한다. 반면에, 홀 센서의 경우, 비접촉 센서이기 때문에 전력 손실이 적지만 도체 주변에 비교적 큰 코어가 설치되어야 하므로 션트 저항 보다 더 크다. 션트 센서와 홀 센서는 환경에 따라 측정값의 정확도에서 차이가 있다. 예를 들어, 션트 저항은 고전류 측정시에 션트 저항의 발열로 인하여 전류 측정값이 변하여 정확도가 낮아진다.
본 발명은 전술한 필요성 및/또는 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 듀얼 센서를 이용하여 전류 측정값의 정확도를 높이고 소형화가 가능한 전류 센싱 장치를 제공한다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전류 센싱 장치는 저항부를 사이에 두고 분리된 복수의 저저항 금속부들을 포함한 버스 바; 상기 버스 바의 아래에 배치된 인쇄 회로 보드; 상기 버스 바의 금속부들에 접합되어 상기 버스 바를 상기 인쇄 회로 보드 위에 고정하고, 상기 금속부들과 상기 인쇄 회로 보드 간에 전류 경로를 제공하는 복수의 고정 핀들; 및 적어도 하나의 홀 센서 모듈을 포함한다.
상기 버스 바의 저저항 금속부들 중 적어도 하나는 센서 홀(201c, 201d)을 포함한다. 상기 홀 센서 모듈의 적어도 일부가 상기 센서 홀(201c, 201d) 내에 삽입된다.
본 발명은 션트 센서의 저항과 홀 센서를 통합한 전류 센싱 장치를 구현하여 전류 측정의 정확도를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 버스 바에 형성된 센서 홀에 홀 센서의 IC 칩을 배치하여 버스 바를 감싸는 별도의 금속 쉴드 캔(metal shield can) 없이 버스 바 상에서 홀 센서의 전류 측정 정확도를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 션트 센서의 저항이 과열될 때 홀 센서의 전류 측정값을 선택하여 전류 측정값의 정확도를 유지할 수 있다.
본 발명은 고전압(400~800V)의 고전압이 인가되는 배터리의 양극(High side)의 전류를 높은 정확도로 측정할 수 있다. 본 발명은 배터리의 양극(High side) 및/또는 음극(Low Side) 중 적어도 한 전극과 연결된 버스 바 상에서 흐르는 전류를 가혹한 환경에서도 높은 정확도로 측정할 수 있다.
본 발명은 노이즈에 강한 차동 신호(differential signal)로 전류를 측정하며, 외부 제어기에 디지털 신호로 전류 측정값을 제공할 수 있다.
본 발명은 하나 이상의 션트 센서와 하나 이상의 홀 센서들 중에서 적어도 하나를 백업(back-up) 센서로 활용하여 전류 센서의 안정도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 실시예에 따른 전류 센싱 장치를 서로 다른 각도에서 보여 주는 도면들이다.
도 2a 및 도 2b는 버스 바와 고정 핀의 구조를 상세히 보여 주는 도면들이다.
도 3은 전류 센싱 장치의 구성 요소들이 분리된 분해 사시도이다.
도 4는 홀 센서 모듈을 다른 각도에서 보여 주는 확대도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전류 센싱 장치를 보여 주는 회로도들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명은 도면에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 실질적으로 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 명세서 상에서 언급된 "구비한다", "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 ' ~ 만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수로 해석될 수 있다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, ' ~ 상에', ' ~ 상부에', ' ~ 하부에', ' ~ 옆에' 등으로 두 구성요소들 간에 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 그 구성요소들 사이에 하나 이상의 다른 구성 요소가 개재될 수 있다.
구성 요소들을 구분하기 위하여 제1, 제2 등이 사용될 수 있으나, 이 구성 요소들은 구성 요소 앞에 붙은 서수나 구성 요소 명칭으로 그 기능이나 구조가 제한되지 않는다.
이하의 실시예들은 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하다. 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1a 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전류 센싱 장치는 버스 바(Bus bar, 200)를 통해 흐르는 전류를 측정하는 하나 이상의 션트 센서와 하나 이상의 홀 센서를 포함한다.
션트 센서는 버스 바(200)의 저항 근처에 연결된 복수의 고정 핀들(20a~20d), 및 증폭기를 포함한다. 션트 센서는 고정 핀들(20a~20d)을 통해 흐르는 전류(분류 전류)를 측정한다.
홀 센서는 버스 바(200)에 흐르는 전류로 인하여 발생되는 자기장에서 홀 전압을 검출하여 증폭하여 버스 바(200)에 흐르는 전류를 측정한다.
션트 센서와 홀 센서 각각의 출력 신호는 아날로그-디지털 변환기(Analog-to-digital Converter, 이하 "ADC"라 함)를 통해 디지털 신호로 변환될 수 있다. ADC는 션트 센서와 홀 센서 각각에 독립적으로 연결되거나 공유될 수 있다.
버스 바(200)는 직선 또는 장방형 금속 바로 제작된다. 버스 바(200)는 x축 방향의 길이, y축 방향의 폭, 및 z 축 방향의 두께를 갖는다.
버스 바(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 저저항 금속부들(201)과, 저저항 금속부들(201) 사이에 배치되어 금속부들(201)을 연결하는 저항부(202)를 포함한다. 저항부(202)는 저저항 금속부들(201) 보다 저항값이 큰 금속으로 제작되어 저저항 금속부들(201)에 용접(welding) 방법 또는 납땜(soldering) 방법으로 접합될 수 있다. 저저항 금속부들(201)은 구리(Cu) 판으로 이루어지고, 저항부(202)는 망가닌(Manganin)으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 저항부(202)의 재료, 크기 등을 조절하여 저항값을 원하는 설계값으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 저항부(202)의 저항값은 40μΩ ~60μΩ 사이의 값으로 설정될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
버스 바(200)의 저저항 금속부들(201) 각각은 접속 홀(Connection hole, 201a 및 201b)과, 센서 홀(sensing hole, 201c 및 201d)을 포함한다. 접속 홀(201a, 201b)과 센서 홀(201c, 201d)은 금속부들(201)을 관통한다. 센서 홀(201c, 201d)의 위치는 접속 홀(201a, 201b) 보다 저항부(202)에 더 가깝게 설정될 수 있다. 센서 홀들(201c, 201d)은 접속 홀(201a, 201b) 보다 작은 크기의 사각형 홀일 수 있다. 센서 홀들(201c, 201d)은 배터리의 충/방전시 양방향 전류 흐름의 병목 현상을 최소화하기 위하여 저항부(202)를 사이에 두고 대칭적으로 배치하는 것이 바람직하다. 센서 홀들(201c, 201d)로 인하여, 션트 센서의 저항부(202)에서 발생되는 열이 홀 센서의 IC 칩에 거의 전달되지 않는다. 따라서, 저항부(202)가 발열되더라도 홀 센서의 전류 측정 정확도는 변하지 않는다.
외부 전자기기나 전원은 접속 홀들(201a, 201b)을 통해 버스 바(200)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 배터리(Battery)는 제1 접속 홀(201a)을 통해 버스 바(200)에 고정되는 볼트로 버스 바(200)에 연결될 수 있다. 외부 부하 예를 들어, 모터, 발전기 등은 제2 접속 홀(201b)을 통해 버스 바(200)에 고정되는 볼트로 버스 바(200)에 연결될 수 있다.
전류 센싱 장치에 하나의 홀 센서가 배치되는 경우에 두 개의 저저항 금속부들(201) 중에서 어느 하나의 저저항 금속부(201)에만 센서 홀(201c 또는 201d)이 배치될 수 있다. 두 개의 홀 센서들이 필요한 경우, 저저항 금속부들(201) 각각에 센서 홀(201c, 201d)이 배치된다. 센서 홀들(201c, 201d)은 저항부(202)와 소정의 이격 거리를 사이에 두고 금속부들(201)에 배치된다. 센서 홀들(201c, 201d) 중 적어도 하나에 홀 센서가 삽입된다. 센서 홀(201c, 201d)의 크기는 홀 센서와의 유격이 존재하도록 적절한 크기로 설정된다.
전류 센싱 장치는 버스 바(Bus bar, 200) 아래에 배치된 인쇄 회로 보드(Printed Circuit Board, 이하 "PCB"라 함, 100), 버스 바(200)를 PCB(100) 에 고정하는 복수의 고정 핀들(20a~20d), 버스 바(200)의 센서 홀(201c, 201d)에 일부가 삽입되는 적어도 하나의 홀 센서 모듈(10a, 10b)을 포함할 수 있다.
버스 바(200)와 PCB(100)는 평행하게 배치되고 서로 교차한다. 버스 바(200)의 길이 방향과 PCB(100)의 길이 방향은 수직으로 교차될 수 있다. 버스 바(200)와 PCB(100)가 교차되는 중첩 부분에서, 고정 핀들(20a~20d)과 적어도 하나의 홀 센서 모듈(10a, 10b)이 PCB(100) 상에서 수직으로 세워진다.
고정 핀들(20a~20d)은 버스 바(200)의 저항부(202)를 사이에 두고 배치되는 적어도 한 쌍의 고정 핀을 포함할 수 있다. 고정 핀들(20a~20d)은 저항이 작은 금속 예를 들어, 구리(Cu)로 제작되거나 구리(Cu)이 은이 도금된 핀으로 구현될 수 있다.
버스 바(200)의 분류 전류값이 하나만 필요한 경우에 한 쌍의 고정 핀들이면 충분하지만, 버스 바(200)가 PCB(100)에 안정되게 고정되도록 두 쌍의 고정 핀들이 바람직하다. 두 쌍의 고정 핀들은 버스 바의 양측 변을 통해 흐르는 분류 전류를 측정할 수 있게 한다. 예를 들어, 제1 고정 핀 쌍(20a, 20b)은 버스 바(200)의 일측 변을 통해 흐르는 분류 전류 경로를 제공하고, 제2 고정 핀 쌍(20c, 20d)은 버스 바(200)의 일측 변을 통해 흐르는 분류 전류 경로를 제공할 수 있다.
제1 고정 핀 쌍(20a, 20b) 간의 간격과, 제2 고정 핀 쌍(20c, 20b) 사이의 간격이 다르게 설정될 수 있다. 이 경우, 버스 바(200)와 PCB(100)의 방향 혼동 없이 양자를 조립하기가 용이한 장점이 있다.
고정 핀들(20a~20d)의 상단은 직각으로 절곡되어 버스 바(200)의 저저항 금속부들(201)에 용접 또는 남땜으로 고정될 수 있다. 고정 핀들(20a~20d)은 하단에서 작은 폭을 갖는다. 고정 핀들(20a~20d) 각각은 PCB(100) 상에 형성된 홀에 삽입된다. 따라서, 고정 핀들(20a~20d)은 끼워 맞춤으로 PCB(100)에 고정되고, PCB(100) 상에서 수직으로 세워져 버스 바(200)를 아래에서 지지할 수 있다.
홀 센서 모듈(10a, 10b)은 센서 기판(11), 센서 기판(11) 상에 실장된 홀 센서 칩(12) 및 하나 이상의 커패시터(13)를 포함한다. 홀 센서 칩(12)은 센서 기판(11)의 상단에 실장되고, 커패시터(13)는 센서 기판(11)의 중간 부분에 실장될 수 있다. 홀 센서 칩(12)은 버스 바(200)의 센서 홀(201c, 201d) 내에 배치되어 버스 바(200) 상의 자기장에서 홀 전압을 증폭한다. 커패시터(13)는 홀 센서 칩(120)의 출력 신호에서 고주파 노이즈를 제거한다.
센서 기판(11)의 하단은 중간부로부터 갈라진 다수의 핀들을 포함한다. 센서 기판(11)의 하단 핀들은 PCB(100)의 홀에 삽입된다. 따라서, 홀 센서 모듈(10a, 10b)은 끼워 맞춤으로 PCB(100)에 고정되고, PCB(100) 상에서 수직으로 세워진다. 홀 센서 모듈(10a, 10b)의 상단에 실장된 홀 센서 칩(12)의 적어도 일부가 버스 바(200)의 센서 홀(201c, 201d) 내에 배치된다.
PCB(100) 상에 ADC, 통신 모듈, 트랜스포머(Transformer), 온도 센서 등의 회로 소자들과, 커넥터(Connector, 30)가 실장된다. PCB(100)는 미리 설정된 레이아웃 형태로 회로 소자들, 고정 핀들(20a~20d), 홀 센서 모듈(10a, 10b), 및 커넥터(30)를 전기적으로 연결하는 배선들을 포함한다.
온도 센서는 바이메탈, 열전대(Thermocouple), 서미스터(thermistor), 저항 온도 센서, PN 접합을 이용한 반도체 온도 센서 중 적어도 어느 하나로 구현될 수 있다.
PCB(100)는 고정 핀들(20a~20d)의 하단이 삽입되는 복수의 제1 홀들(101a~101d)과, 홀 센서 모듈들(10a, 10b)의 하단이 삽입되는 하나 이상의 제2 홀들(102a, 102b)를 포함한다.
PCB(100)에 도 5 내지 도 7에 도시된 전류 센싱 장치의 회로가 실장될 수 있다. 도 3에서, 제1 회로 소자(111)는 션트 센서와 홀 센서의 아날로그 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC를 포함하는 IC일 수 있다. 제2 회로 소자(112)는 유/무선 통신 모듈을 포함한 IC일 수 있다. 통신 모듈은 ADC의 출력 신호 즉, 디지털 형태의 센서 출력 신호를 커넥터(30)를 통해 외부 전자기기로 송신(Tx)하고, 외부 전자 기기로부터의 신호를 수신(Rx)할 수 있다. 제3 회로 소자(113)는 션트 센서의 증폭기에 외부 전원을 공급하는 트랜스포머를 포함한 IC일 수 있다.
PCB(100) 상에 커넥터(Connector, 30)가 실장된다. 커넥터(30)를 통해 PCB 에 외부 전원이 공급되고, PCB로부터 출력된 션트 센서와 홀 센서의 디지털 출력 신호가 유/무선 통신 링크를 통해 외부 제어기로 출력된다. 또한, 커넥터(30)를 통해 외부 제어기로부터의 신호가 PCB(100)에 수신될 수 있다.
PCB(100)는 배터리의 양극 전류 측정시 과전압과 과전류로부터 회로 소자들을 보호하기 위하여 과전압과 과전류에 대하여 저항성을 갖는 절연(Isolation) 소자를 포함할 수 있다. 절연 소자들은 트랜스포머, 절연 증폭기, 아이솔레이터(Isolator) 등을 포함할 수 있다.
외부 제어기는 배터리 제어 시스템(Battery Management System; BMS)일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 배터리 제어 시스템(BMS)은 PCB(100)에 전류 센싱을 요청할 수 있다. 배터리 제어 시스템(BMS)은 PCB(100)로부터 수신된 션트 센서의 출력 신호, 홀 센서의 출력 신호, 및 온도 센서의 출력 신호를 바탕으로 배터리 셀들의 전류를 판단하여 배터리 셀들의 전압 밸런싱을 제어하고 배터리 셀들에 과부하를 방지할 수 있다.
배터리 제어 시스템(BMS)은 션트 센서의 출력 신호와 홀 센서의 출력 신호 중 어느 하나를 더 정확한 전류값을 선택하여 배터리 셀들에 흐르는 전류를 정확하게 판단할 수 있다. 예를 들어, 션트 센서는 고전류에서 저항부(202)의 발열로 인하여 전류 측정값의 정확도가 떨어질 수 있다. 배터리 제어 시스템(BMS)은 온도 센서의 출력 신호를 바탕으로 션트 센서의 온도를 판단할 수 있다. 배터리 제어 시스템(BMS)은 션트 센서의 저항 온도가 미리 설정된 문턱값 이상으로 상승할 때 션트 센서의 전류 측정값을 무시하고 홀 센서의 전류 측정값을 선택하여 전류 측정값의 정확도를 유지할 수 있다.
본 발명의 전류 센싱 장치는 버스 바(200)를 통해 흐르는 전류를 션트 센서와 홀 센서를 이용한 듀얼 센싱 구조로 측정할 수 있다. 이 전류 센싱 장치는 버스 바(200)를 통해 배터리의 양극(High side)과 음극(Low Side) 중 적어도 한 전극과 연결된 버스 바(200) 상에서 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 또한, 전류 센싱 장치는 노이즈에 강한 차동 신호(differential signal)로 전류를 측정할 수 있으며, 외부 제어기에 디지털 신호로 전류 측정값을 제공할 수 있다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전류 센싱 장치를 보여 주는 회로도들이다.
도 5를 참조하면, 전류 센싱 장치는 절연 증폭기(51), 제1 트랜스포머(52), 온도 센서(53), IC(50), 및 통신 모듈(54)을 포함한다.
이 전류 센싱 장치는 배터리(BAT)의 양극 및 음극 중 하나 이상에 연결된 버스 바(200) 상에 배치된 션트 센서와 홀 센서를 이용하여 버스 바(200)에서 흐르는 전류를 측정한다.
절연 증폭기(51)는 고정 핀들(20a~20d)과 연결되어 고정 핀들(20a~20d)의 전압을 증폭하여 IC(50)에 공급한다. 절연 증폭기(51)은 입력측과 출력측 사이에 절연 장벽(isolation barrier)이 존재한다. 절연 증폭기(51)의 입력 단자들은 고정 핀들(20a~20d)에 연결된다. 절연 증폭기(51)의 출력 단자들은 IC(50) 입력 단자들에 연결된다. 절연 증폭기(51)는 버스 바(200)에서 저항부(202)의 양단 전압을 증폭하여 차동 신호를 출력한다.
제1 트랜스포머(52)는 직류 입력 전압(Vin)이 인가되는 1차측 코일과, 절연 증폭기(51)의 구동 전압 단자에 연결된 2차측 코일을 포함한다. 도면에서 생략된 레귤레이터(Low Drop Output　Regulator, LDO)는 외부 전원(Aux PWR)의 전압을 절연 증폭기(51)와 온도 센서(53)의 구동이 가능한 직류 전압으로 변환하여 제1 트랜스포머(52)의 1차측 코일에 인가할 수 있다. 제1 트랜스포머(52)의 1차측과 2차측 코일의 권선수가 같다. 따라서, 제1 트랜스포머(52)에서 전압 레벨이 변하지 않고 1차측 전압이 2차측 전압으로 유도된다.
제1 및 제2 홀 센서 모듈들(10a, 10b) 중 어느 하나는 백업(Back-up)용 센서로 활용될 수 있다. 제1 및 제2 홀 센서 모듈들(10a, 10b)은 버스 바(200) 상의 자기장을 바탕으로 측정된 홀 전류를 증폭하여 IC(50)의 입력 단자들로 출력한다. 제1 및 제2 홀 센서 모듈들(10a, 10b) 각각은 측정된 전류값을 차동 신호 형태로 출력할 수 있다.
IC(50)는 절연 증폭기(51), 온도 센서(53), 홀 센서 모듈(10a, 10b) 각각으로부터 차동 신호를 입력 받는다.
IC(50)는 절연 증폭기(51)의 출력 신호(차동 신호)로부터 버스 바(200) 상에서 흐르는 분류 전류를 측정하고, ADC를 통해 분류 전류 측정값(션트 센서의 전류 측정값)을 디지털 신호로 변환하여 출력한다. IC(50)는 온도 센서(53)의 출력 신호(차동 신호)로부터 온도 측정값을 도출하고 이 온도 측정값을 ADC를 통해 디지털 신호로 변환한다. IC(50)는 홀 센서 모듈들(10a, 10b)의 출력 신호(차동 신호)로부터 버스 바(200) 상에서 흐르는 전류를 측정하고, 이 전류 측정값을 ADC를 통해 디지털 신호로 변환한다. IC(50)로부터 디지털 신호로 출력된 션트 센서의 전류 측정값, 홀 센서의 전류 측정값, 및 온도 측정값은 유/무선 통신 모듈(54)을 통해 출력된다.
통신 모듈(54)은 표준 유/무선 통신 인터페이스를 통해 IC(50)로부터 출력된 디지털 신호를 외부 제어기로 전송한다. 통신 모듈(54)이 유선 통신 인터페이스를 통해 데이터를 출력하는 경우, 통신 모듈(54)의 출력 단자들은 커넥터(30)를 통해 외부 제어기에 연결된다. 통신 모듈(54)이 무선 통신 인터페이스를 통해 데이터를 출력하는 경우, 커넥터(30)를 경유하지 않고 무선 신호로 데이터를 외부 제어기로 송출할 수 있다. 통신 모듈(54)은 유/무선 통신 인터페이스를 통해 외부 제어기로부터의 신호 예를 들어, 전류 센싱 요청 신호를 IC(50)로 전송할 수 있다.
IC(50)는 도 6에 도시된 바와 같이 제1 IC(501) 및 제2 IC(502)로 나뉘어질 수 있다. 제1 IC(501)는 절연 증폭기(51)의 출력 신호를 ADC를 통해 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 제1 IC(501)는 제1 온도 센서(531)의 출력 신호를 ADC를 통해 디지털 신호로 변환하여 출력할 수 있다.
제2 IC(502)는 홀 센서 모듈들(10a, 10b)의 출력 신호를 ADC를 통해 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 제2 IC(502)는 제2 온도 센서(532)의 출력 신호를 ADC를 통해 디지털 신호로 변환하여 출력할 수 있다.
통신 모듈(54)은 생략될 수 있다. 예를 들어, IC(50, 501, 502)로부터 출력되는 디지털 신호는 도 7에 도시된 제2 및 제3 트랜스포머들(71, 72)과 커넥터(30)를 통해 외부 제어기로 전송될 수 있다. 제2 트랜스포머(71)는 제1 IC(501)의 출력 단자와 커넥터(30) 사이에 연결될 수 있다. 제3 트랜스포머(72)는 제2 IC(502)의 출력 단자와 커넥터(30) 사이에 연결될 수 있다.
제2 및 제3 트랜스포머들(71, 72) 각각은 IC(50, 501, 502)의 출력 단자에 연결된 1차측 코일과, 커넥터(30)에 연결된 2차측 코일을 포함한다. 제2 및 제3 트랜스포머들(71, 72)의 1차측과 2차측 코일의 권선수가 같다. 따라서, 제2 및 제3 트랜스포머들(71, 72)에서 전압 레벨이 변하지 않고 1차측 전압이 2차측 전압으로 유도된다.
절연 증폭기(51)와 트랜스포머들(52, 71, 72)은 입력측과 출력측 간에 절연체가 존재하기 때문에 과전류, 과전압으로부터 회로 소자들을 보호하는 절연 경로를 제공한다. PCB(100) 상에서 그라운드면이 절연 경로를 사이에 두고 분리될 수 있다.
이상에서 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과에 기재한 명세서의 내용이 청구항의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구항의 권리범위는 명세서의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 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. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 전류 센서가 이용되는 다양한 산업 분야의 기기에 적용되어 전류 측정의 정확도를 향상시킬 수 있다. 본 발명은 션트 센서와 홀 센서를 통합할 때 별도의 금속 쉴드 캔(metal shield can)이 필요 없이 전류 측정 정확도를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 고전압(400~800V)의 고전압이 인가되는 배터리의 양극(High side)의 전류를 높은 정확도로 측정할 수 있다. 본 발명은 배터리의 양극(High side) 및/또는 음극(Low Side) 중 적어도 한 전극과 연결된 버스 바 상에서 흐르는 전류를 가혹한 환경에서도 높은 정확도로 측정할 수 있다.
본 발명은 노이즈에 강한 차동 신호(differential signal)로 전류를 측정하며, 외부 제어기에 디지털 신호로 전류 측정값을 제공할 수 있다.
본 발명은 하나 이상의 션트 센서와 하나 이상의 홀 센서들 중에서 적어도 하나를 백업(back-up) 센서로 활용하여 전류 센서의 안정도를 향상시킬 수 있다.

Claims (10)

  1. 저항부를 사이에 두고 분리된 복수의 저저항 금속부들을 포함한 버스 바;
    상기 버스 바의 아래에 배치된 인쇄 회로 보드;
    상기 버스 바의 금속부들에 접합되어 상기 버스 바를 상기 인쇄 회로 보드 위에 고정하고, 상기 금속부들과 상기 인쇄 회로 보드 간에 전류 경로를 제공하는 복수의 고정 핀들; 및
    적어도 하나의 홀 센서 모듈을 포함하고,
    상기 버스 바의 저저항 금속부들 중 적어도 하나는 센서 홀을 포함하고,
    상기 홀 센서 모듈의 적어도 일부가 상기 센서 홀 내에 삽입되는 전류 센싱 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 버스 바와 상기 인쇄 회로 보드가 평행하게 배치되고 서로 교차하는 중첩 부분에서, 상기 고정 핀들과 상기 홀 센서가 상기 인쇄 회로 보드 상에서 수직으로 세워진 전류 센싱 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 보드는,
    상기 고정 핀들의 하단이 삽입되는 복수의 제1 홀들: 및
    상기 홀 센서 모듈의 하단이 삽입되는 하나 이상의 제2 홀을 포함하는 전류 센싱 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 보드는,
    커넥터를 더 포함하고,
    상기 커넥터를 통해 상기 인쇄 회로 보드에 외부 전원이 공급되고, 상기 인쇄 회로 보드로부터 출력되는 디지털 신호가 외부 제어기로 전송되는 전류 센싱 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 보드는,
    상기 고정 핀들과 연결된 절연 증폭기;
    상기 절연 증폭기에 외부 전원을 공급하는 제1 트랜스포머;
    온도 센서; 및
    상기 절연 증폭기, 상기 홀 센서 모듈, 및 상기 온도 센서 각각의 아날로그 출력 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 집적 회로를 포함하는 전류 센싱 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 보드는,
    유/무선 통신 인터페이스를 통해 상기 집적 회로로부터 출력되는 디지털 신호를 외부 제어기로 전송하는 상기 외부 제어기로부터 수신되는 신호를 상기 집적 회로로 전송하는 통신 모듈을 더 포함하는 전류 센싱 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 집적 회로는,
    상기 절연 증폭기의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 제1 집적 회로; 및
    상기 홀 센서 모듈의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 제2 집적 회로를 포함하는 전류 센싱 장치.
  8. 제 5 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 보드는,
    상기 집적 회로와 상기 커넥터 사이에 연결된 트랜스포머를 더 포함한 전류 센싱 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 버스 바가 배터리의 양극과 음극 중 하나 이상에 연결되는 전류 센싱 장치.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 외부 제어기는 배터리 제어 시스템을 포함하는 전류 센싱 장치.
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