KR101448936B1 - 전류센서용 션트 저항 모듈과 이를 이용한 차량용 배터리 - Google Patents

Abstract

제조 공정이 간단하고, 고장 발생 시 수리가 용이한 전류센서를 제작할 수 있으며, 그 출력신호의 활용범위가 넓은 전류센서용 션트저항 모듈과 이를 이용한 차량용 배터리가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 션트저항 모듈은 중앙의 저항부와 양단의 제1단자부, 제2단자부로 이루어진 션트 저항, 션트 저항의 제1단자부, 제2단자부 각각에 적어도 하나가 결합된 복수의 전극핀, 저항부 및 전극핀을 감싸는 형태로 이루어지고, 일측에 전극핀이 내부에 배치된 커넥터부가 형성되어, 외부 장치가 결합되는 경우 전극핀에 전기적으로 연결되게 하는 하우징을 포함한다.

Description

전류센서용 션트 저항 모듈과 이를 이용한 차량용 배터리{Shunt resistor module and vehicle battery using the module}

본 발명은 차량의 배터리로부터 각종 전기장치로 공급되는 전류의 양을 측정하는 전류센서용 션트 저항 모듈과 이를 이용한 차량용 배터리에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에 설치된 각종 전기장치를 구동하기 위해서는 전기가 필요하므로, 차량에는 전기장치에 전기를 공급하기 위하여 배터리와 발전기가 구비되어 있다. 차량이 운행되기 전에는 전기장치에 배터리로부터 전기가 공급되며, 차량이 운행되기 시작하면 발전기에 의해 생성된 전기가 전기장치에 공급된다.

최근에는 차량이 고급화됨에 따라 많은 자동화 장치가 부착되고 있으며, 자동화 장치의 대부분은 전기에 의해 구동된다. 자동화 장치의 구동을 위해 더 많은 전기가 요구되고 있으며, 이에 따라 배터리를 보조 전원으로 사용하는 경우가 더욱 많아지고 있다. 이 때문에, 배터리에 충전된 전기를 시동을 걸기 위해 필요한 최소한의 전기마저 소모할 가능성이 더욱 높아지고 있다.

최근에는 더 큰 용량의 배터리와 발전기를 사용하지 않고도 차량에 부착된 자동화 장치나 부가 전자장치에 사용되는 전기를 효율적으로 사용하기 위한 방안이 모색되고 있다. 이들 방안의 대부분은 배터리로부터 공급되는 전류의 양을 전류센서에 의해 측정하는 것으로부터 출발하고 있다.

이러한 전류센서는 전류가 유도되는 션트 저항(shunt resistor), 션트 저항양단의 전압에 따른 전기신호를 수신하여 전류를 산출하는 피씨비 앗세이(PCB ASS'Y), 전류센서와 외부 장치의 연결을 위한 커넥터부를 센서바디 내에 삽입하여 형성하는 것이 일반적이다.

한편, 종래의 일 예에 따른 전류센서에 의하면, 센서 바디 내에 피씨비 앗세이를 삽입한 후, 습도ㅇ온도 등의 외부 환경 요소로부터 피씨비 앗세이를 보호하기 위하여 경화성 실링부재로 센서 바디 내부를 충전한다. 그런데, 이로 인해 전류센서 제작공정이 복잡해지고, 피씨비 앗세이의 회로 소자가 고장이 발생하여 정상적인 전류값을 산출하지 못하는 경우 수리가 난해하다는 문제가 있다.

또한, 종래의 일 예에 따른 전류센서에 의하면, 센서 바디 내에 삽입되는 피씨비 앗세이의 회로구성에 따라 전류센서가 송출하는 전기신호가 결정되므로, 전류센서로부터 송출되는 전기신호의 값이나 종류를 변경하고자 하는 경우에는 전류센서 전체를 변경하여야 하는 단점이 있었다.

본 발명의 과제는 제조 공정이 간단하고, 고장 발생 시 수리가 용이한 전류센서를 제작할 수 있으며, 그 출력신호의 활용범위가 넓은 전류센서용 션트저항 모듈과 이를 이용한 차량용 배터리를 제공하는 데에 있다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전류센서용 션트 저항 모듈은 중앙의 저항부와 양단의 제1단자부, 제2단자부로 이루어진 션트 저항; 상기 션트 저항의 제1단자부, 제2단자부 각각에 적어도 하나가 결합된 복수의 전극핀; 상기 저항부 및 상기 전극핀을 감싸는 형태로 이루어지고, 일측에 상기 전극핀이 내부에 배치된 커넥터부가 형성되어, 외부 장치가 결합되는 경우 상기 전극핀에 전기적으로 연결되게 하는 하우징;을 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 전극핀은 상기 션트 저항에 용접하거나 솔더링되어 결합될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 전류센서용 션트 저항 모듈의 전극핀의 개수는 2개일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 전류센서용 션트 저항 모듈은 리드선을 구비한 온도센서와 상기 리드선에 전기적으로 연결된 온도센서용 전극핀을 더 포함하고, 상기 온도센서용 전극핀의 일단이 상기 커넥터부 내부에 배치될 수 있다.

본 발명에 따른 전류센서용 션트 저항 모듈과 이를 이용한 차량용 배터리는 제작 공정이 간단하며, 전압에 따른 아날로그 전기 신호만을 외부로 송출하고, 전류값은 외부의 피씨비 앗세이에서 산출하므로 회로 소자가 고장 등으로 오동작하여 잘못된 전류값이 산출될 때에 수리 등의 대처가 용이하다.

또한, 전류센서용 션트 저항 모듈이 송출하는 전압에 따른 아날로그 전기 신호를 다양한 용도로 활용할 수 있다.

또한, 피씨비 앗세이와 션트 저항간의 전기적 연결을 커넥터를 통해 용이하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류센서용 션트 저항 모듈의 사시도.
도 2는 도 1의 전류센서용 션트 저항 모듈에서 하우징을 제외한 도면.
도 3은 도 1의 션트 저항 모듈의 정면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전류센서용 션트 저항 모듈에서 하우징을 제외한 사시도.
도 5는 도 4의 션트 저항 모듈의 정면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리를 도시한 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류센서용 션트 저항 모듈(100)을 도시되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류센서용 션트 저항 모듈(100)의 사시도이고, 도 2는 도1의 전류센서용 션트 저항 모듈(100)에서 하우징(30)을 제외한 도면이며, 도 3은 도 1의 전류센서용 션트 저항 모듈(100)의 정면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류센서용 션트 저항 모듈(100)은 션트 저항(10), 전극핀(20), 하우징(30)으로 이루어진다.

션트 저항(10)은 양단에 마련된 2개의 도전성 부분들 중간에 저항이 포함된 형태로 이루어진다. 션트 저항(10)의 단자부(11, 12)는 구리와 같은 도전성 금속 소재로 이루어질 수 있다. 그리고 저항부(13)는 망간과 같은 재질로 만들어질 수 있다.

션트 저항(10)은 일단부가 포스터 터미널(미도시)에 연결되고, 타단부가 그라운드 케이블(미도시)에 연결되는 부재이다. 따라서, 션트 저항(10)은 배터리의 마이너스 단자에 연결된 포스트 터미널을 통해 전류가 유도되며, 차체에 연결된 그라운드 케이블을 통해 접지된다. 도 2의 션트 저항(10)의 양 단자부(11, 12)에는 이러한 연결을 위한 홀(11a, 12a)가 형성되어 있다. 션트 저항(10)에 배터리의 전류가 흐르게 되면, 션트 저항(10)의 저항부(13)에서 전압강하가 발생하는데, 이 전압을 측정함으로써 전류값이 산출될 수 있다.

전극핀(20)은 션트 저항(10)의 제1단자부, 제2단자부 각각에 적어도 하나가 결합된다. 제1단자부, 제2단자부 각각에 적어도 하나의 전극핀(20)이 연결되어 각 단자부의 전위를 측정함으로써, 저항부의 전압을 측정할 수 있게 된다. 도 1의 션트 저항(10)의 제1단자부, 제2단자부에는 각각 하나의 전극핀(20)이 연결되어 있다. 전극핀(20)은 전도성 금속 소재로 제조될 수 있다. 전극핀(20)은 션트 저항(10)에 용접하거나 솔더링되어 결합될 수 있다.

하우징(30)은 저항부 및 전극핀(20)을 감싸는 형태로 이루어진다. 션트 저항(10)의 양 단자부(11, 12)는 포스트 터미널과 그라운드 케이블 등과 연결하기 위하여 하우징(30)에 감싸지지 않고 외부로 노출된다. 하우징(30)은 션트 저항(10) 및 전극핀(20)을 인서트하여 사출 성형될 수 있다. 하우징(30)이 션트 저항(10) 및 전극핀(20)을 인서트하여 사출 성형되어 일체화됨으로써 차량의 진동으로부터 견고해질 수 있다. 하우징(30)은 플라스틱 소재로 제조될 수 있다.

하우징(30)의 일측에는 상기 전극핀(20)이 내부에 배치된 커넥터부(31)가 형성되어, 외부 장치가 결합되는 경우 외부장치가 전극핀(20)에 전기적으로 연결되게 한다. 커넥터부(31)는 션트 저항(10) 양단의 전압값에 해당하는 신호를 외부로 전송하는 기능을 한다. 외부장치가 커넥터부(31)에 결합되어 전극핀(20)에 전기적으로 연결됨으로써, 션트 저항(10) 양단의 전압 값에 해당하는 신호를 수신하고, 이 신호를 이용하여 전류값을 산출하게 된다. 따라서, 커넥터부(31)에 결합되는 외부장치에는 전압값을 이용하여 전류값을 산출하는 회로소자를 구비한 PCB가 포함될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 전류센서용 션트 저항 모듈(100)은 션트 저항(10), 전극핀(20), 하우징(30)만으로 구성되므로, 제조 공정이 간단하다. 또한, 신호의 변환 없이 션트 저항(10) 양단의 전압에 따른 아날로그 신호만을 외부로 전송하므로, 종래의 전류센서와 같이 회로소자의 고장 등으로 인해 잘못된 신호를 출력하는 문제가 없다. 또한, 외부의 피씨비 앗세이에서 잘못된 전류값이 산출되면, 용이하게 수리 등의 조치를 취할 수 있다. 그리고, 전류센서용 션트 저항 모듈(100)에서 송출하는 아날로그 신호를 다양한 용도로 활용할 수 있는 장점이 있다. 더불어 션트 저항(10)과 션트 저항(10)에서 송출되는 전기 신호를 이용하여 전류값을 산출하는 PCB와의 전기적 연결을 커넥터를 통해 용이하게 할 수 있다는 장점이 있다.

도 4 내지 도 5에는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전류센서용 션트 저항 모듈(100)이 도시되어 있다. 도 4 내지 도 5의 전류센서용 션트 저항 모듈(100)에는 도 1 내지 도 3의 전류센서용 션트 저항 모듈(100)에 비해 온도센서(41)가 더 구비되어 있다. 온도센서(41)는 NTC(Negative temperature coefficient) 서미스터(thermistor)나 PTC(Positive temperature coefficient) 서미스터가 사용될 수 있다.

온도센서(41)는 저항부(13)의 온도를 측정하여 온도신호를 외부 장치로 송출한다. 이를 위하여 온도센서(41)의 리드선(42)에 전기적으로 연결된 온도센서용 전극핀(40)의 일단이 커넥터부(31) 내부에 배치되어 있다.

따라서 외부장치는 커넥터부(31)와의 결합을 통해 온도센서(41)에서 측정된 저항부(13)의 온도에 따른 신호를 수신할 수 있다. 외부장치에서는 이 신호를 이용하여 저항부(13)의 온도에 맞추어 션트 저항(10)의 저항값을 보정함으로써 정밀한 전류값을 산출할 수가 있게 된다.

도 6에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전류센서용 션트 저항 모듈(100)을 이용한 차량용 배터리가 도시되어 있다. 도 6에 도시된 차랑용 배터리(1000)는 피씨비 앗세이(200), BMS(600), 배터리 셀(300), FAN(400), 레벨 컨버터(500)를 포함하며 내부에 전류센서용 션트 저항 모듈(100)이 설치되어 있다. 배터리 셀(300)은 납축전지를 이용한 것일 수도 있고 리튬 이온을 이용한 것일 수도 있는데, 리튬 이온 셀이 바람직하다. 본 발명에 따른 차량용 배터리(1000)는 전류센서용 션트 저항 모듈(100)이 배터리 내부에 삽입되어 설치됨으로써, 설치가 쉽고 취급이 용이하다. 또한, 원가를 절감할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10 : 션트 저항 11 : 제1단자부
12: 제2단자부 13 : 저항부
20 : 전극핀 30 : 하우징
31 : 커넥터부 40 : 온도센서용 전극핀
41 : 온도센서 100 : 전류센서용 션트 저항 모듈

Claims (5)

1. 중앙의 저항부와 양단의 제1단자부, 제2단자부로 이루어진 션트 저항;
   상기 션트 저항의 제1단자부, 제2단자부 각각에 적어도 하나가 결합된 복수의 전극핀;
   상기 저항부 및 상기 전극핀을 감싸는 형태로 이루어지고, 일측에 상기 전극핀이 내부에 배치된 커넥터부가 형성되어, 외부 장치가 결합되는 경우 상기 전극핀에 전기적으로 연결되게 하는 하우징;
   리드선을 구비한 온도센서와 상기 리드선에 전기적으로 연결된 온도센서용 전극핀;을 포함하고,
   상기 온도센서용 전극핀의 일단이 상기 커넥터부 내부에 배치된 것을 특징으로 하는 전류센서용 션트 저항 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전극핀은 상기 션트 저항에 용접하거나 솔더링되어 결합된 것을 특징으로 하는 전류센서용 션트 저항 모듈.
3. 제1항에 있어서,
   상기 전극핀의 개수는 2개인 것을 특징으로 하는 전류센서용 션트 저항 모듈.
4. 삭제
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 전류센서용 션트 저항 모듈을 구비한 차량용 배터리.

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