KR100471231B1 - Battery voltage measurement apparatus of battery management system - Google Patents
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Abstract
전기자동차의 배터리 종합 관리장치에서 배터리 전압을 높은 공통모드의 입력 전압을 갖는 차동 증폭기를 통해 측정하도록 하여 정밀한 이득과 전압의 측정에 안정성에 제공하도록 한 것으로,In the battery management system of the electric vehicle, the battery voltage is measured through a differential amplifier having a high common mode input voltage, thereby providing stability for precise gain and voltage measurement.
전기자동차에 있어서, 배터리 각 단위 셀의 양단간 전압을 입력받으며, 상위 프로세서에서 인가되는 순차적인 채널 선택신호로 지정되는 해당 단위 셀의 전압을 출력하는 멀티플렉서와, 상기 멀티플렉서에서 출력되는 배터리 단위 셀의 전압을 비반전 및 반전 신호로 입력받아 비교한 다음 해당 단위 셀에 대한 전압을 출력하며, 출력단과 반전 단자 사이에 설치된 이득 조정용 저항에 의해 출력값이 결정되는 차동 증폭기와, 상기 차동 증폭기의 출력을 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기 및, A/D 변환기에서 인가되는 배터리의 각 단위 셀 전압으로부터 SOC를 검출하여 제어 변수로 출력하는 제어부를 포함한다.In an electric vehicle, a multiplexer receives a voltage between both ends of each unit cell of a battery, and outputs a voltage of a corresponding unit cell designated as a sequential channel selection signal applied from a higher processor, and a voltage of a battery unit cell output from the multiplexer. Is inputted as a non-inverting and inverting signal, compared, and outputs a voltage for a corresponding unit cell, and a differential amplifier whose output value is determined by a gain adjusting resistor installed between an output terminal and an inverting terminal, and the output of the differential amplifier is a digital signal. An A / D converter converting to a subfield, and a control unit for detecting the SOC from each unit cell voltage of the battery applied by the A / D converter and outputting the SOC as a control variable.
Description
본 발명은 전기자동차의 배터리 종합 관리장치(Battery Management System ; BMS)에 관한 것으로, 더 상세하게는 배터리의 각 셀에 대한 전압을 아날로그 멀티플렉서(Analog Multiplex)와 높은 공통모드(Common Mode)의 입력 전압 특성을 갖는 차동 증폭기(Differential Amplifier)를 통해 측정하여 정밀한 이득과 전압의 측정에 안정성에 제공하도록 한 배터리 종합 관리장치의 배터리 전압 측정장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery management system (BMS) of an electric vehicle. More specifically, the voltage for each cell of the battery is converted into an analog multiplexer and an input voltage of a high common mode. The present invention relates to a battery voltage measuring device of a battery integrated management device, which is measured through a differential amplifier having a characteristic to provide stability in precise measurement of a gain and voltage.
전기자동차(EV) 및 하이브리드 전기자동차(HEV,FCEV)에서 배터리 종합 관리장치는 유일한 전력원인 고가의 배터리를 효율적으로 관리하기 위한 장치로, 배터리를 구성하고 있는 각 셀의 상태 점검과 충전상태(State Of Charge :SOC)를 정확히 연산하여 차량 제어의 제어 변수로 제공하고, 배터리의 수명을 예측하는 기능 등을 담당한다.In the EV and hybrid electric vehicles (HEV, FCEV), the comprehensive battery management system is a device for efficiently managing expensive batteries, which are the only power sources, and check the state and state of charge of each cell constituting the battery. Of Charge (SOC) is calculated accurately and provided as a control variable of vehicle control, and it is responsible for predicting the life of the battery.
최근들어 배터리의 보다 정밀한 관리 위한 많은 알고리즘이 개발되고 있으며, 이를 적용하기 위하여 배터리 전압값을 정확하고 안정적이며 고속으로 측정할 필요성이 증대되고 있다.Recently, many algorithms for more precise management of batteries have been developed, and in order to apply them, the necessity of measuring battery voltage values accurately, stably and at high speed is increasing.
이와 같은 기능을 담당하는 배터리 종합 관리장치에서 배터리 전압을 측정하는 종래의 배터리 전압 측정장치는 첨부된 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 배터리를 구성하고 있는 각 단위 셀(#1 - #32)의 전압을 인터페이스하는 전압 인터페이스부(1)와, 전압 측정을 위한 커플링 캐패시터(C)와, 전압 인터페이스부(1)를 통해 인가되는 전압에 의해 충전된 커플링 캐패시터(C)의 방전 전압을 측정하는 전압 측정부(2)와, 도시되지 않는 상위 프로세서인 CPU의 제어에 따라 상기 전압 인터페이스부(1)와 전압 측정부(2)내의 스위치 동작을 제어하는 구동부(3) 및, 상기 전압 측정부(2)의 출력 신호를 증폭하여 A/D 컨버터측에 출력하는 증폭기(4)로 구성되며, 상기한 각 구성 요소는 단일의 모듈로 구성된다.The conventional battery voltage measuring device for measuring the battery voltage in the battery integrated management device that is responsible for such a function, as can be seen in the accompanying Figure 3, of each unit cell (# 1-# 32) constituting the battery The discharge voltage of the coupling capacitor C charged by the voltage interface unit 1 for interfacing the voltage, the coupling capacitor C for measuring the voltage, and the voltage applied through the voltage interface unit 1 is measured. A driving unit 3 for controlling switch operations in the voltage interface unit 1 and the voltage measuring unit 2 under the control of a voltage measuring unit 2 and a CPU, a higher processor not shown, and the voltage measuring unit. It consists of an amplifier 4 which amplifies the output signal of (2) and outputs it to the A / D converter side, wherein each of the above components is composed of a single module.
상기한 구조의 전압 측정장치를 간략화하면 도 4와 같이 표현되는데, 도 4에서 스위치(S1a-S32a)는 구동부(3)의 드라이브 신호에 의해 스위칭되는 전압 인터페이스부(1)내의 스위치를 의미하고, 스위치(S1b-S32b)는 구동부(3)의 드라이브 신호에 의해 스위칭되는 전압 측정부(2)내의 스위치를 의미한다.The voltage measuring device having the above structure is simplified as shown in FIG. 4, wherein the switches S1a to S32a mean switches in the voltage interface unit 1 that are switched by the drive signal of the driving unit 3. The switches S1b to S32b mean switches in the voltage measuring unit 2 that are switched by the drive signal of the driving unit 3.
상기한 구성을 갖는 종래 배터리 종합 관리장치의 배터리 전압 측정장치에서 배터리 전압을 측정하는 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of measuring the battery voltage in the battery voltage measuring device of the conventional battery integrated management device having the above configuration as follows.
상위 프로세서인 CPU의 배터리 전압 측정 요구 신호가 구동부(3)에 인가되면 구동부(3)는 배터리의 단위 셀(#1-#32)의 출력단자에 연결되어 있는 전압 인터페이스부(1)내의 스위치(S1a-S32a)의 접점을 오프의 상태에서 온 상태로 절환한다.When the battery voltage measurement request signal of the CPU, which is an upper processor, is applied to the driver 3, the driver 3 is connected to a switch in the voltage interface unit 1 connected to the output terminal of the unit cells # 1-# 32 of the battery. The contacts of S1a-S32a) are switched from the off state to the on state.
이때, 스위치(S1a-S32a)의 접점을 통해 인가되는 단위 셀(#1-#32)의 전압은 커플링 캐패시터(C)에 충전되며, 이 상태에서 전압 인터페이스(1)내의 스위치(S1a-S32a)의 접점을 온 상태에서 오프의 상태로 절환하고, 전압 측정부(2)내의 스위치(S1b-S32b)의 접점을 오프의 상태에서 온 상태로 절환하게 되면 커플링 캐패시터(C)에 충전되어 있는 전압이 방전하여 증폭부(4)에 인가된다.At this time, the voltage of the unit cells # 1-# 32 applied through the contacts of the switches S1a-S32a is charged in the coupling capacitor C, and in this state, the switches S1a-S32a in the voltage interface 1. ) Is switched from the on state to the off state, and the contacts of the switches S1b-S32b in the voltage measuring unit 2 are switched from the off state to the on state, which is charged in the coupling capacitor C. The voltage is discharged and applied to the amplifier 4.
증폭부(4)는 인가되는 전압을 설정된 소정의 레벨로 증폭하여 배터리 종합 관리장치에 인가하므로 배터리 종합 관리장치내의 A/D 컨버터는 인가되는 아날로그 상태의 전압신호를 디지털 신호로 변환하여 상위 프로세서인 CPU측에 인가함으로써 배터리의 단위 셀에 대한 전압이 측정되어 진다.Since the amplifier 4 amplifies the applied voltage to a predetermined level and applies the integrated voltage to the battery integrated management device, the A / D converter in the integrated battery management device converts the applied voltage signal of the analog state into a digital signal, By applying to the CPU side, the voltage for the unit cell of the battery is measured.
상기한 종래의 배터리 종합 관리장치에서 배터리 전압 측정장치는 복수개의 하드웨어를 구비하여 각 셀당 전압 측정을 위한 모듈로 구성하고 있어 구조가 복잡하고, 차량의 진동 등에 의한 외부 충격에 의해 부품들의 연결이 끊어지는 경우 전체 모듈에 연쇄적인 고장이 발생하는 문제점이 있으며, 스위치 및 커플링 캐패시터 등 많은 소자들을 필요로 하고 있어 많은 공간을 차지하고, 이들 스위치를 제어하기 위한 구동회로가 다수 필요하며 차량의 진동에 취약한 이층구조의 기판을 사용하고 있다.In the conventional battery comprehensive management apparatus, the battery voltage measuring apparatus includes a plurality of hardware and is configured as a module for measuring voltage per cell, and thus the structure is complicated, and parts are disconnected due to external shock due to vibration of the vehicle. In case of losing, there is a problem that a chain failure occurs in the whole module, and it requires a lot of elements such as switches and coupling capacitors, which takes up a lot of space, requires a large number of driving circuits to control these switches, and is vulnerable to vibration of the vehicle. The board | substrate of a two-layer structure is used.
또한, 전압 센싱을 위해 사용되는 커플링 캐패시터들간의 제품상 편차로 측정되는 배터리 단위 셀 전압들간에 편차가 발생하게 되어 효율적인 배터리 관리가 이루어지지 못하는 문제점이 있으며, 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 커플링 캐패시터의 전압을 측정하는데 있어 커플링 캐패시터의 충전 및 방전에 대한 지연시간이 발생하게 되어 전체 단위 셀 전압을 모두 측정하는데 많은 시간 지연이 발생하게 되어 시스템의 고성능화와 대용량화에 한계성을 주는 단점이 있다.In addition, there is a problem in that efficient battery management is not performed because deviations occur between battery unit cell voltages measured as product deviations between coupling capacitors used for voltage sensing, and as shown in FIG. In measuring the voltage of the ring capacitor, a delay time for charging and discharging of the coupling capacitor is generated, which causes a lot of time delay in measuring all the unit cell voltages, which has a disadvantage in limiting the performance and capacity of the system. .
또한, 전압 인터페이스부내의 스위칭수단인 포터 커플러와 커플링 캐패시터 및 전압측정부내의 스위칭수단인 포터 커플러의 동작에 의한 지연시간이 소요되므로, 배터리의 전체 셀(#1-#32) 전압을 판독하는데 있어 많은 시간 지연이 발생되는 문제점이 있다. In addition, since a delay time caused by the operation of the port coupler, the switching means in the voltage interface unit, the coupling capacitor, and the port coupler, the switching means in the voltage measuring unit is required, it is necessary to read the voltage of the entire cell (# 1-# 32) of the battery. There is a problem that a lot of time delay occurs.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 전기자동차에서 배터리 각 단위 셀의 전압을 아날로그 멀티플렉서를 통해 검출한 다음 순차적인 채널 선택으로 해당 셀 전압이 차동 증폭기측에 인가되도록 함으로서, 전력원인 배터리 전압을 높은 공통모드의 입력 전압까지 작동되는 특성의 차동 증폭기를 통해 측정하여, 배터리의 각 단위 셀 전압 측정에 안정성에 제공하고, 보다 정밀한 이득을 얻을 수 있도록 한 것이다.The present invention has been invented to solve the above problems, and the object of the present invention is to detect the voltage of each unit cell of the battery in an electric vehicle through an analog multiplexer and then apply the corresponding cell voltage to the differential amplifier by sequential channel selection. By measuring the voltage of the battery as a power source through a differential amplifier operating up to the input voltage of a high common mode, it provides stability to the measurement of each unit cell voltage of the battery and obtains a more precise gain.
또한, 배터리를 구성하고 있는 각 단위 셀들의 출력을 직접적으로 판독하여 A/D 컨버터로 전송되도록 함으로써 각 단위 셀들에 대한 전압의 고속 측정 및 대용량화를 제공하도록 한 것이다.In addition, by directly reading the output of each unit cell constituting the battery to be transmitted to the A / D converter to provide a high-speed measurement and large capacity of the voltage for each unit cell.
또한, 차동 증폭기를 단일 칩으로 구성하여 한정된 공간을 효율적으로 사용할 수 있도록 하고, 고장 발생시 칩 자체의 높은 입력 전압의 특성으로 인접한 다른 칩에 영향을 미치지 않도록 하여 안정성을 제공하도록 한 것이다.In addition, the differential amplifier is composed of a single chip to efficiently use the limited space, and in case of failure, the high input voltage of the chip itself does not affect other adjacent chips to provide stability.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 전기자동차에 있어서, 배터리 각 단위 셀의 양단간 전압을 입력받으며, 상위 프로세서에서 인가되는 순차적인 채널 선택신호로 지정되는 해당 단위 셀의 전압을 출력하는 멀티플렉서와; 상기 멀티플렉서에서 출력되는 배터리 단위 셀의 전압을 비반전 및 반전 신호로 입력받아 비교한 다음 해당 단위 셀에 대한 전압을 출력하며, 출력단과 반전 단자 사이에 설치된 이득 조정용 저항에 의해 출력값이 결정되는 차동 증폭기와; 상기 차동 증폭기의 출력을 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기 및; 상기 A/D 변환기에서 인가되는 배터리의 각 단위 셀 전압으로부터 SOC를 검출하여 제어 변수로 출력하는 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a multiplexer for receiving a voltage between both ends of each unit cell of a battery and outputting a voltage of a corresponding unit cell designated as a sequential channel selection signal applied from an upper processor. ; A differential amplifier in which the voltage of the battery unit cell output from the multiplexer is input as a non-inverting and inverting signal, compared, and then outputs a voltage for the corresponding unit cell, and the output value is determined by a gain adjusting resistor installed between the output terminal and the inverting terminal. Wow; An A / D converter converting the output of the differential amplifier into a digital signal; And a control unit for detecting SOC from each unit cell voltage of the battery applied by the A / D converter and outputting the SOC as a control variable.
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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 배터리 종합 관리장치의 배터리 전압 측정장치는 전압 측정부(10)와 A/D 컨버터(20) 및 제어부(30)로 이루어지는데, 전압 측정부(10)는 전기자동차에서 배터리를 구성하고 있는 각 단위 셀(#1 - #32)의 전압을 측정하여 측정된 신호를 출력한다.As can be seen in FIG. 1, the battery voltage measuring apparatus of the integrated battery management apparatus according to the present invention includes a voltage measuring unit 10, an A / D converter 20, and a controller 30. ) Measures the voltage of each unit cell (# 1-# 32) constituting the battery in the electric vehicle and outputs the measured signal.
본 발명에서는 전압 측정부(10)가 배터리의 전체 단위 셀(#1-#32)의 전압 전부를 인가받는 것으로 설명하고 있으나, 이는 전압 측정부(10)의 데이터 처리 능력등을 감안하여 8개의 단위 셀로 구분하여 하나의 전기자동차에 4개의 전압 측정부를 구성할 수 있으며, 이는 설계자에 따라 가변 가능하다. In the present invention, the voltage measuring unit 10 is described as receiving all the voltages of the entire unit cells (# 1-# 32) of the battery, but this is in consideration of the data processing capacity of the voltage measuring unit 10, etc. Four voltage measurement units can be configured in one electric vehicle by dividing into unit cells, which can be changed according to designers.
상기의 전압 측정부(10)는 첨부된 도 2의 일 실시예에서 알 수 있는 바와 같이, 멀티플렉서(11)와 차동증폭기(12) 및 복수개의 저항으로 이루어지는데, 멀티플렉서(11)는 배터리를 구성하는 각 단위 셀(#1 - #32)의 + 단자와 - 단자간 전압을 인가 받으며, 도시되지 않은 상위 프로세서로부터 인가되는 순차적인 채널 선택신호에 따라 각 단위 셀(#1-#32)의 양단간(+,-) 전압을 차동증폭기(12)측에 인가한다.As can be seen in the embodiment of FIG. 2, the voltage measuring unit 10 includes a multiplexer 11, a differential amplifier 12, and a plurality of resistors. The multiplexer 11 constitutes a battery. The voltage between the + terminal and the-terminal of each unit cell (# 1-# 32) is applied, and between both ends of each unit cell (# 1- # 32) according to a sequential channel selection signal applied from an upper processor (not shown). (+,-) Voltage is applied to the differential amplifier 12 side.
차동증폭기(12)는 상기 아날로그 멀티플렉서(11)로부터 저항(R10)(R11)을 통해 반전단자(-) 및 비반전단자(+)에 인가되는 상기 각 단위 셀(#1 - #32)의 양단간 (+,-)전압차를 비교한 다음 그 출력값을 차동 증폭하여 해당 단위 셀(#1 - #32)에 대한 전압을 아날로그 신호로 출력한다.The differential amplifier 12 is provided between the both ends of each unit cell (# 1-# 32) applied from the analog multiplexer 11 to the inverting terminal (-) and the non-inverting terminal (+) through the resistors R10 and R11. After comparing the (+,-) voltage difference, the output value is differentially amplified and the voltage for the unit cell (# 1-# 32) is output as an analog signal.
A/D 컨버터(20)는 상기 전압 측정부(10)로부터 인가되는 각 단위 셀에 대한 아날로그 전압을 제어부(30)가 인식할 수 있는 디지털 신호로 변환한다.The A / D converter 20 converts an analog voltage for each unit cell applied from the voltage measuring unit 10 into a digital signal that can be recognized by the controller 30.
제어부(30)는 상기 A/D 컨버터(20)를 통해 인가되는 배터리의 각 단위 셀 전압을 분석하여 배터리의 충전상태(SOC)를 검출한 다음 상위 프로세서측에 제어 변수로 제공하여 보다 안정된 배터리 관리 및 주행이 유지되도록 한다.The controller 30 analyzes the unit cell voltage of the battery applied through the A / D converter 20, detects the state of charge (SOC) of the battery, and provides the control variable to a higher processor side to provide more stable battery management. And running is maintained.
전술한 바와 같은 기능을 포함하는 구성의 본 발명에서 배터리 전압을 측정하는 동작은 다음과 같다. In the present invention having a configuration including the function as described above, the operation of measuring the battery voltage is as follows.
전기자동차의 배터리 전압을 측정할 수 있는 인에이블 상태가 되면 전압 측정부(10)는 첨부된 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 배터리를 구성하고 있는 각 단위 셀(#1 - #32)의 +단자와 -단자의 전압이 멀티플렉서(11)측에 인가된다.When it is enabled to measure the battery voltage of the electric vehicle, the voltage measuring unit 10, as shown in the accompanying Figure 2, the + of each unit cell (# 1-# 32) constituting the battery The voltages of the terminal and the-terminal are applied to the multiplexer 11 side.
이때, 도시되지 않은 상위 프로세서에서 배터리의 각 단위 셀(#1-#32)에 대한 전압을 측정하고자 멀티플렉서(11)측에 순차적인 채널 선택신호를 인가하게 되면 멀티플렉서(11)는 선택되는 채널에 대한 단위 셀의 전압을 출력하여 차동 증폭기(12)의 반전단자(-) 및 비반전단자(+)에 인가된다.At this time, when the upper processor (not shown) applies a sequential channel selection signal to the multiplexer 11 to measure the voltage for each unit cell (# 1-# 32) of the battery, the multiplexer 11 is connected to the selected channel. The voltage of the unit cell is output and applied to the inverting terminal (-) and the non-inverting terminal (+) of the differential amplifier 12.
차동 증폭기(12)는 반전단자(-) 및 비반전단자(+)에 인가되는 단위 셀의 양단간 전압을 비교한 다음 출력값을 차동 증폭하여 해당 단위 셀의 전압을 A/D 컨버터(20)에 인가한다.The differential amplifier 12 compares the voltage between both terminals of the unit cells applied to the inverting terminal (-) and the non-inverting terminal (+), and then differentially amplifies the output value to apply the voltage of the corresponding unit cell to the A / D converter 20. do.
A/D 컨버터(20)는 입력되는 단위 셀의 아날로그 전압 신호를 디지털 신호로 변환된 다음 데이터 버스를 통해 제어부(30)측에 인가한다.The A / D converter 20 converts an analog voltage signal of an input unit cell into a digital signal and then applies it to the controller 30 through a data bus.
따라서, 제어부(30)는 인가되는 각 단위 셀(#1 - #32)의 전압 정보를 분석하여 배터리의 충전 상태를 검출한 다음 상위 프로세서측에 제어 변수로 제공하여 보다 안정된 배터리 관리 및 주행이 유지되도록 한다.Therefore, the controller 30 analyzes the voltage information of each unit cell (# 1-# 32) to be applied, detects the state of charge of the battery and provides it as a control variable to the upper processor side to maintain more stable battery management and running. Be sure to
상기한 설명에서는 멀티플렉서(11)와 차동증폭기(12)로 구성되는 전압측정부(10)를 단일로 하여 배터리의 전체 단위 셀 전압을 측정하는 동작과 그에 대한 도면으로 표기되어 있으나, 이는 하나의 일 실시예의 설명이다.In the above description, the voltage measuring unit 10 including the multiplexer 11 and the differential amplifier 12 is used as a single unit to measure the total unit cell voltage of the battery, and the drawings thereof are described. Description of Examples.
보다 바람직하게는 멀티플렉서의 스위칭 능력을 감안하여 배터리의 단위 셀의 전압을 8개로 입력받도록 하여, 32개의 단위 셀을 갖는 경우 멀티플렉서와 차동증폭기로 구성되는 전압측정부를 4개 설치하는 것이 전압의 검출을 고속으로 수행할 수 있으며, 어느 하나의 모듈이 이상이 발생되는 경우 다른 모듈의 동작에는 지장을 초래하지 않아 배터리 관리에 신뢰성 및 안정성이 제공된다. More preferably, in consideration of the switching capability of the multiplexer, the voltage of the unit cell of the battery is input to eight, and in the case of 32 unit cells, the four voltage measuring units composed of the multiplexer and the differential amplifier are installed to detect the voltage. It can be performed at high speed, and if one module fails, operation of the other module does not interfere, thereby providing reliability and stability in battery management.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 전기자동차에서 배터리 전압을 차동 증폭기를 이용하여 검출함으로써 외부 충격에 내구성이 뛰어나며, 고장 발생시 높은 입력 전압의 특성으로 인접한 다음 검출장치에 영향을 미치지 않으며, 단일 칩을 통한 구성으로 한정된 공간을 효율적으로 사용한다.As described above, the present invention has excellent durability against external shock by detecting battery voltage in an electric vehicle using a differential amplifier, and does not affect adjacent next detection devices due to the characteristics of high input voltage in the event of a failure. Efficient use of space limited by configuration.
또한, 배터리 전압의 이득을 정밀하게 추출함으로써 전압값의 측정에 신뢰성이 제공되고, 차동 증폭기의 전압값을 다른 매체의 경우 없이 디지털신호로 변환함으로써 다량의 단위 셀에 대한 고속 센싱이 가능하여 시스템의 고성능화 및 대용량화가 가능하다. In addition, by accurately extracting the gain of the battery voltage, reliability is provided for the measurement of the voltage value, and by converting the voltage value of the differential amplifier into a digital signal without any other medium, high-speed sensing of a large number of unit cells is possible. High performance and large capacity are possible.
도 1은 본 발명에 따른 배터리 종합 관리장치의 배터리 전압 측정장치에 대한 구성도.1 is a block diagram of a battery voltage measuring device of a comprehensive battery management apparatus according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 배터리 종합 관리장치의 배터리 전압 측정장치에서 전압 측정부의 상세 구성도.Figure 2 is a detailed configuration of the voltage measuring unit in the battery voltage measuring device of the integrated battery management device according to the present invention.
도 3은 종래 배터리 종합 관리장치의 배터리 전압 측정장치에 대한 구성도.3 is a block diagram of a battery voltage measuring device of a conventional battery comprehensive management device.
도 4는 종래 배터리 종합 관리장치의 배터리 전압 측정장치를 간략화한 구성도.4 is a simplified configuration diagram of a battery voltage measuring apparatus of a conventional battery comprehensive management apparatus.
도 5는 종래 배터리 종합 관리장치의 배터리 전압 측정장치에서 셀 전압 측정을 도시한 타이밍도.5 is a timing diagram illustrating cell voltage measurement in a battery voltage measuring apparatus of a conventional battery comprehensive management apparatus.
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| KR100950459B1 (en) * | 2007-12-17 | 2010-04-02 | 에이치케이산업(주) | The module of battery management system |
| KR101423677B1 (en) * | 2012-04-30 | 2014-07-31 | 동림지앤텍(주) | Battery diagnostic circuit of lift magnet controller |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980041602A (en) * | 1996-11-30 | 1998-08-17 | 김광호 | Battery level indicator |
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980041602A (en) * | 1996-11-30 | 1998-08-17 | 김광호 | Battery level indicator |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101068156B1 (en) | 2009-11-18 | 2011-09-28 | 엔테크주식회사 | Battery cell voltage monitoring circuit |
| KR101268847B1 (en) | 2011-12-29 | 2013-06-04 | 한국항공우주연구원 | Apparatus and method for measuring battery cell voltage |
| US12111365B2 (en) | 2020-10-06 | 2024-10-08 | Lg Energy Solution, Ltd. | Battery apparatus and method for measuring cell voltage |
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