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KR102020042B1 - Apparatus for Protecting Cell Sensing Circuit of Low-Voltage Battery in Vehicle - Google Patents

Apparatus for Protecting Cell Sensing Circuit of Low-Voltage Battery in Vehicle Download PDF

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KR102020042B1
KR102020042B1 KR1020170172545A KR20170172545A KR102020042B1 KR 102020042 B1 KR102020042 B1 KR 102020042B1 KR 1020170172545 A KR1020170172545 A KR 1020170172545A KR 20170172545 A KR20170172545 A KR 20170172545A KR 102020042 B1 KR102020042 B1 KR 102020042B1
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박현석
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현대오트론 주식회사
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Abstract

본 발명은 셀 센싱부와 차량 접지 간 절연하지 않으면서도 배터리 접지 단선 시에 셀 센싱부를 통해 흐르는 부하 전류 흐름의 경로를 차단하는 차량 저전압 배터리의 셀 센싱 회로 보호 장치에 관한 것이다. 본 발명의 차량 저전압 배터리의 셀 센싱 회로 보호 장치는, 직렬 구조로 연결되는 복수개의 배터리 셀을 구비하는 저전압 배터리, 상기 저전압 배터리와 부하 라인으로 직렬 연결되어 동작 전원을 공급받는 레귤레이터의 부하, 상기 저전압 배터리 내에 직렬 구조로 연결된 각각의 배터리 셀에 연결되는 센싱 라인을 통해 각 배터리 셀의 전압을 센싱하여 마이컴으로 전달하는 셀 센싱부, 및 상기 저전압 배터리 및 셀 센싱부 사이의 센싱 라인에 각각 위치하여, 저전압 배터리의 접지선 단선 시에 셀 센싱부를 통해 흐르는 부하 전류를 차단하는 차단부를 포함한다. The present invention relates to an apparatus for protecting a cell sensing circuit of a low voltage battery of a vehicle, which does not insulate the cell sensing unit from the vehicle ground and blocks a path of the load current flow flowing through the cell sensing unit when the battery is grounded. The cell sensing circuit protection device for a vehicle low voltage battery according to the present invention includes a low voltage battery having a plurality of battery cells connected in series, a load of a regulator connected in series with the low voltage battery and a load line, and supplied with operating power, and the low voltage. Located in the cell sensing unit for sensing the voltage of each battery cell to be transferred to the microcomputer through a sensing line connected to each battery cell connected in series in the battery, and the sensing line between the low voltage battery and the cell sensing unit, And a blocking unit to block a load current flowing through the cell sensing unit when the ground line of the low voltage battery is disconnected.

Description

차량 저전압 배터리의 셀 센싱 회로 보호 장치{Apparatus for Protecting Cell Sensing Circuit of Low-Voltage Battery in Vehicle}Apparatus for Protecting Cell Sensing Circuit of Low-Voltage Battery in Vehicle}

본 발명은 차량 저전압 배터리의 셀 센싱에 관한 것으로, 구체적으로, 차량용 저전압 배터리의 셀 센싱 제어 회로에서 저전압 배터리의 접지 단선 시 셀 센싱 회로(반도체)를 통해 흐르는 부하 전류를 차단하여 셀 센싱 회로를 보호하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to cell sensing of a vehicle low voltage battery. Specifically, the cell sensing control circuit of a vehicle low voltage battery protects a cell sensing circuit by cutting off a load current flowing through the cell sensing circuit (semiconductor) when the low voltage battery is grounded. It relates to a device to.

가솔린이나 중유를 주연료로 사용하는 내연 엔진을 이용하는 자동차는 대기오염 등 공해발생에 심각한 영향을 주고 있다. 따라서 최근에는 공해발생을 줄이기 위하여, 전기 자동차 또는 하이브리드(Hybrid) 자동차의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.Automobiles using internal combustion engines that use gasoline or heavy oil as their main fuels have serious effects on pollution, such as air pollution. Therefore, in recent years, in order to reduce the occurrence of pollution, much efforts have been made in the development of electric vehicles or hybrid vehicles.

전기 자동차는 배터리(battery)에서 출력되는 전기에너지에 의해 동작하는 배터리 엔진을 이용하는 자동차를 일컫는다. 이러한 전기 자동차는 충방전이 가능한 다수의 2차 전지(cell)가 하나의 팩(pack)으로 형성된 배터리를 주동력원으로 이용하기 때문에 배기가스가 전혀 없으며 소음이 아주 작은 장점이 있다.An electric vehicle refers to a vehicle using a battery engine operated by electric energy output from a battery. Such an electric vehicle uses no battery as a main power source because a plurality of secondary cells capable of charging and discharging are used as a pack has no exhaust gas and has a very small noise.

한편, 하이브리드 자동차라 함은 내연 엔진을 이용하는 자동차와 전기 자동차의 중간 단계의 자동차로서, 두 가지 이상의 동력원, 예컨대 내연 엔진 및 배터리 엔진을 사용하는 자동차이다. 현재에는, 내연 엔진과 수소와 산소를 연속적으로 공급하면서 화학반응을 일으켜 직접 전기 에너지를 얻는 연료 전지를 이용하거나, 배터리와 연료 전지를 이용하는 등 혼합된 형태의 하이브리드 자동차가 개발되고 있다.A hybrid vehicle, on the other hand, is an intermediate vehicle between an automobile using an internal combustion engine and an electric vehicle, and a vehicle using two or more power sources such as an internal combustion engine and a battery engine. At present, a hybrid vehicle of a hybrid type has been developed, such as using a fuel cell that directly generates an electric energy by chemical reaction while continuously supplying an internal combustion engine and hydrogen and oxygen, or uses a battery and a fuel cell.

한편, 이러한 전기 자동차 혹은 하이브리드 전기 자동차는 일반 내연기관의 차량과는 상이하게 DC/DC 컨버터를 이용하여 수백 V의 전압을 유지하고 있는 고전압 배터리의 전압을 각 전장 부하의 전압에 적합한 12V의 전압으로 변환하여 저전압 배터리에 저장시키고, 이를 각 전장용 부하의 구동 전압을 공급하는 구성을 가지고 있다.On the other hand, such an electric vehicle or hybrid electric vehicle is a voltage of a high-voltage battery that maintains a voltage of several hundred V by using a DC / DC converter different from a vehicle of a general internal combustion engine to a voltage of 12V suitable for the voltage of each electric load It is converted and stored in a low voltage battery, and has a configuration for supplying the driving voltage of each electric load.

도 1 및 도 2 는 차량 저전압 배터리의 셀 센싱 회로의 구성을 나타낸 회로도로서, 도 1은 정상 상태일 때의 전류 흐름을 나타내고 있으며, 도 2는 접지선 단선 시의 전류 흐름을 나타내고 있다.1 and 2 are circuit diagrams showing the configuration of a cell sensing circuit of a vehicle low voltage battery, in which FIG. 1 shows a current flow in a steady state, and FIG. 2 shows a current flow in disconnection of a ground line.

먼저, 도면을 참조하여, 자동차용 저전압 배터리의 구성을 설명하면, 도시하고 있는 것과 같이, 저전압 배터리의 셀 센싱 회로는 직렬 구조로 연결되는 복수개의 배터리 셀을 구비하는 저전압 배터리(10)와, 상기 저전압 배터리(10)와 부하 라인으로 직렬 연결되어 동작 전원을 공급받는 레귤레이터의 부하(20)와, 상기 저전압 배터리(10)내에 직렬 구조로 연결된 각각의 배터리 셀에 연결되는 센싱 라인을 통해 각 배터리 셀(10)의 전압을 센싱하여 마이컴으로 전달하는 셀 센싱부(30)와, 저전압 배터리(10)와, 부하(20) 및 셀 센싱부(30)를 서로 연결하는 커넥터(40)를 포함한다.First, referring to the drawings, a configuration of a low-voltage battery for an automobile will be described. As shown, a cell sensing circuit of a low-voltage battery includes a low voltage battery 10 having a plurality of battery cells connected in series, and Each battery cell is connected via a low voltage battery 10 and a load line of a regulator connected in series with a load line to receive operating power, and a sensing line connected to each battery cell connected in series in the low voltage battery 10. And a cell sensing unit 30 for sensing the voltage of 10 and transmitting the same to the microcomputer, a low voltage battery 10, and a connector 40 connecting the load 20 and the cell sensing unit 30 to each other.

이때, 상기 셀 센싱부(30)는 각각의 배터리 셀과 연결되어 각 배터리 셀의 전압을 측정하는 AD 컨버터(ADC)와, 상기 컨버터(ADC)에 인가되는 센싱 라인에 병렬 연결된 다이오드를 이용하여 상기 AD 컨버터(ADC)에 인가되는 각 배터리 셀의 전압을 클램핑(clamping)하는 클램핑부로 구성된다.In this case, the cell sensing unit 30 is connected to each battery cell to measure the voltage of each battery cell by using an AD converter ADC and a diode connected in parallel to a sensing line applied to the converter ADC. The clamping unit is configured to clamp the voltage of each battery cell applied to the AD converter ADC.

이러한 구성으로, 도 1에서 도시하고 있는 정상 동작인 경우에는 부하 라인의 경로로 부하 전류가 흘러가게 됨에 따라, 저전압 배터리(10)에서 공급되는 5V의 동작 전원이 레귤레이터의 부하(20)에 공급되게 된다.In this configuration, in the normal operation shown in FIG. 1, as the load current flows through the path of the load line, 5 V operating power supplied from the low voltage battery 10 is supplied to the regulator load 20. do.

그러나, 도 2에서 도시하고 있는 커넥터(40) A의 단선으로 인해 부하 전류가 부하 라인으로 흘러가지 못하는 경우, 부하 전류는 셀 센싱부(30)의 클램핑부로 구현되는 다이오드로 경로가 생기게 되어 부하 전류가 센싱 라인으로 흐르게 되는 경우가 발생된다. However, when the load current does not flow to the load line due to the disconnection of the connector 40 A shown in FIG. 2, the load current is routed to the diode implemented by the clamping part of the cell sensing unit 30, thereby providing the load current. Is caused to flow to the sensing line.

이는 저전압 배터리(10)의 경우, 고전압 배터리와 달리 저전압 배터리(10)의 전압을 센싱하는 셀 센싱부(30)의 접지와 차량 접지가 공통으로 연결되어 있기 때문에 발생된다. 따라서, 셀 센싱부(30)의 접지를 차량 접지와 절연하지 않은 이상 저전압 배터리(10)의 접지선 단선이 발생되면, 부하 전류가 센싱 라인으로 흐르게 되는 것을 막을 수 없다.In the case of the low voltage battery 10, unlike the high voltage battery, the ground of the cell sensing unit 30 sensing the voltage of the low voltage battery 10 and the vehicle ground are commonly connected. Therefore, when the ground line break of the low voltage battery 10 is generated unless the ground of the cell sensing unit 30 is insulated from the vehicle ground, load current cannot be prevented from flowing to the sensing line.

그러나, 셀 센싱부(30)는 저전압 배터리(10)의 전압을 센싱하기 위한 것으로 전류는 거의 흐르지 않게 된다. 따라서 셀 센싱부(30)에 전류가 흐르게 되면 셀 센싱부(30)는 손쉽게 소손되게 된다.However, the cell sensing unit 30 is for sensing the voltage of the low voltage battery 10, and the current hardly flows. Therefore, when current flows in the cell sensing unit 30, the cell sensing unit 30 is easily burned out.

그런데, 도 2와 같이, 저전압 배터리(10)의 접지선에 단선이 발생하게 되면, 부하 전류가 센싱 라인을 통해 셀 센싱부(30)로 전류 흐름 경로가 생기게 되어 셀 센싱부(30)로 부하 전류가 흐르게 된다. 이는 셀 센싱부(30)에 부하 전류의 대전류가 흐르게 됨에 따라, 셀 센싱부(30)가 소손되는 원인이 된다.However, as shown in FIG. 2, when disconnection occurs in the ground line of the low voltage battery 10, the load current generates a current flow path through the sensing line to the cell sensing unit 30, thereby loading the load current into the cell sensing unit 30. Will flow. This causes the cell sensing unit 30 to be burned out as a large current of the load current flows through the cell sensing unit 30.

종래에도 이러한 문제점을 해결하기 위해, 셀 센싱부(30)와 차량 접지 간에 별도의 절연 회로를 구성하고 있는데, 이러한 절연 회로는 많은 소자가 소요되어 원가 상승 및 사이즈 증가의 원인이 되는 문제점이 있다.Conventionally, in order to solve such a problem, a separate insulation circuit is configured between the cell sensing unit 30 and the vehicle ground, and this insulation circuit requires a large number of devices, causing a problem of cost increase and size increase.

본 발명은, 셀 센싱부와 차량 접지 간 절연하지 않으면서도 배터리 접지 단선 시에 셀 센싱부를 통해 흐르는 부하 전류 흐름의 경로를 차단하는 차량 저전압 배터리의 셀 센싱 회로 보호 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a cell sensing circuit protection device for a vehicle low voltage battery that blocks a path of a load current flow flowing through the cell sensing unit at the time of disconnection of the battery without insulated between the cell sensing unit and the vehicle ground.

본 발명의 다른 목적은 차량용 저전압 배터리의 셀 센싱 제어 회로에서 저전압 배터리의 접지 단선 시 셀 센싱부를 통해 흐르는 부하 전류를 차단하여 셀 센싱부(반도체)를 보호하는 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus for protecting a cell sensing unit (semiconductor) by blocking a load current flowing through the cell sensing unit when the ground voltage of the low voltage battery is disconnected in the cell sensing control circuit of the vehicle low voltage battery.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention, which are not mentioned above, can be understood by the following description, and more clearly by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 차량 저전압 배터리의 셀 센싱 회로 보호 장치는, 직렬 구조로 연결되는 복수개의 배터리 셀을 구비하는 저전압 배터리, 상기 저전압 배터리와 부하 라인으로 직렬 연결되어 동작 전원을 공급받는 레귤레이터의 부하, 상기 저전압 배터리 내에 직렬 구조로 연결된 각각의 배터리 셀에 연결되는 센싱 라인을 통해 각 배터리 셀의 전압을 센싱하여 마이컴으로 전달하는 셀 센싱부, 및 상기 저전압 배터리 및 셀 센싱부 사이의 센싱 라인에 각각 위치하여, 저전압 배터리의 접지선 단선 시에 셀 센싱부를 통해 흐르는 부하 전류를 차단하는 차단부를 포함한다. In order to solve this problem, the cell sensing circuit protection device for a vehicle low voltage battery of the present invention, a low voltage battery having a plurality of battery cells connected in series, the low voltage battery is connected in series with the load line to supply the operating power A cell sensing unit which senses a voltage of each battery cell and transmits the voltage to each microcomputer through a sensing load connected to each of the battery cells connected in series in the low voltage battery in a supplied regulator, and the low voltage battery and the cell sensing unit. Located in the sensing line of each, and includes a blocking unit for blocking the load current flowing through the cell sensing unit when the ground line of the low voltage battery is disconnected.

또한, 상기 셀 센싱부는 각각의 배터리 셀과 연결되어 각 배터리 셀의 전압을 측정하고, 측정된 배터리 셀의 전압을 마이컴으로 전달하는 AD 컨버터, 및 상기 컨버터(ADC)에 인가되는 센싱 라인에 병렬 연결된 다이오드를 이용하여 상기 AD 컨버터(ADC)에 인가되는 각 배터리 셀의 전압을 클램핑(clamping)하는 클램핑부를 포함한다.In addition, the cell sensing unit is connected to each battery cell to measure the voltage of each battery cell, the AD converter for transferring the measured voltage of the battery cell to the microcomputer, and connected in parallel to the sensing line applied to the converter (ADC) And a clamping part for clamping a voltage of each battery cell applied to the AD converter ADC by using a diode.

또한, 상기 차단부는 상기 저전압 배터리의 접지선 단선 시, 센싱 라인으로 생기는 전류 흐름 경로에 역방향으로 위치되어 부하 전류를 차단하는 다이오드, 및 상기 셀 센싱부에서 각 배터리 셀의 전압을 센싱할 때, 상기 다이오드에서 발생되는 전압 강하(Vf) 값을 각각 측정하여 마이컴으로 전달하는 AD 컨버터를 포함한다.In addition, the breaker is located in the reverse direction of the current flow path generated by the sensing line when the ground line of the low voltage battery, the diode to cut off the load current, and when the cell sensing unit senses the voltage of each battery cell, the diode It includes an AD converter for measuring the voltage drop (Vf) value generated in each of the transfer to the microcomputer.

또한, 상기 AD 컨버터는 측정된 전압 강하 값과 함께 해당 다이오드의 고유 ID도 함께 마이컴으로 전달한다.In addition, the AD converter transmits the unique ID of the corresponding diode along with the measured voltage drop value to the microcomputer.

또한, 상기 마이컴에서 전달되는 각 배터리 셀의 전압 및 차단부에서 전달되는 각 다이오드의 전압 강화 값을 이용하여 각 다이오드로 인해 발생되는 전압 편차를 보상한다.In addition, the voltage variation caused by each diode is compensated for by using the voltage of each battery cell delivered from the microcomputer and the voltage enhancement value of each diode delivered from the blocking unit.

또한, 상기 차단부는 저전압 배터리의 접지선 단선 시, 센싱 라인으로 생기는 전류 흐름 경로에 역방향으로 위치되어 부하 전류를 차단하는 다이오드, 부하 라인을 통해 흐르는 부하 전류(5V)의 입력으로 턴온되는 이미터 단이 접지된 트랜지스터, 및 상기 센싱 라인에 연결되고, 상기 트랜지스터의 콜렉터 단이 게이트 단에 연결되어, 상기 트랜지스터가 턴온 시 턴온되는 박막트랜지스터(TFT)를 포함한다.In addition, when the ground line of the low voltage battery is disconnected, the breaker is located in the reverse direction in the current flow path generated by the sensing line and cuts off the load current, and the emitter stage turned on by the input of the load current (5V) flowing through the load line. And a thin film transistor (TFT) connected to the grounded transistor and the sensing line, and the collector terminal of the transistor connected to the gate terminal, and turned on when the transistor is turned on.

또한 상기 TFT는 게이트 단과 소스 단이 서로 연결된다.In addition, the TFT has a gate end and a source end connected to each other.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 본 발명의 차량 저전압 배터리의 셀 센싱 회로 보호 장치는, 저전압 배터리의 접지선 단선 시에도, 부하 전류가 센싱 라인을 통해 셀 센싱부로 전류 흐름이 일어나지 않도록 함으로써, 셀 센싱부의 소손을 방지할 수 있다.According to the present invention as described above, the cell sensing circuit protection device of the vehicle low voltage battery of the present invention, even when the ground line of the low voltage battery is disconnected, the load current does not occur to the cell sensing unit through the sensing line, the cell sensing We can prevent the burnout.

또한, 종래에 저전압 배터리의 접지선 단선으로 발생되는 셀 센싱부의 소손을 방지하기 위해 구현되는 셀 센싱부와 차량 접지 간 절연 회로의 구성없이 전류 흐름을 차단하는 회로를 설계하여 원가절감 및 사이즈 감소 효과를 가질 수 있다. In addition, a circuit that cuts the current flow without configuring an isolation circuit between the cell sensing unit and the vehicle ground, which is conventionally implemented to prevent burnout of the cell sensing unit caused by the ground wire disconnection of the low voltage battery, reduces cost and reduces the size. Can have

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다. In addition to the effects described above, the specific effects of the present invention will be described together with the following description of specifics for carrying out the invention.

도 1 및 도 2 는 차량 저전압 배터리의 셀 센싱 회로의 구성을 나타낸 회로도
도 3 은 본 발명의 차량 저전압 배터리의 셀 센싱 회로 보호 장치의 구성을 나타낸 제 1 실시예
도 4 는 본 발명의 차량 저전압 배터리의 셀 센싱 회로 보호 장치의 구성을 나타낸 제 2 실시예1 and 2 are circuit diagrams showing the configuration of a cell sensing circuit of a vehicle low voltage battery
Figure 3 is a first embodiment showing the configuration of a cell sensing circuit protection device of a vehicle low voltage battery of the present invention
Figure 4 is a second embodiment showing the configuration of a cell sensing circuit protection device of a vehicle low voltage battery of the present invention;

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above objects, features, and advantages will be described in detail with reference to the accompanying drawings, whereby those skilled in the art to which the present invention pertains may easily implement the technical idea of the present invention. In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar components.

이하에서는, 도 3 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 차량 저전압 배터리의 셀 센싱 회로 보호 장치에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, a cell sensing circuit protection device for a vehicle low voltage battery according to some embodiments of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 3 to 4.

도 3 은 본 발명의 차량 저전압 배터리의 셀 센싱 회로 보호 장치의 구성을 나타낸 제 1 실시예이다.3 is a first embodiment showing the configuration of a cell sensing circuit protection device of a vehicle low voltage battery of the present invention.

도 3에서 도시하고 있는 것과 같이, 본 발명의 저전압 배터리의 셀 센싱 회로의 보호 장치는 직렬 구조로 연결되는 복수개의 배터리 셀을 구비하는 저전압 배터리(100)와, 상기 저전압 배터리(100)와 부하 라인으로 직렬 연결되어 동작 전원을 공급받는 레귤레이터의 부하(200)와, 상기 저전압 배터리(100)내에 직렬 구조로 연결된 각각의 배터리 셀에 연결되는 센싱 라인을 통해 각 배터리 셀의 전압을 센싱하여 마이컴으로 전달하는 셀 센싱부(300)와, 상기 저전압 배터리(100) 및 셀 센싱부(300) 사이의 센싱 라인에 각각 위치하여, 저전압 배터리(100)의 접지선 단선 시에 셀 센싱부(300)를 통해 흐르는 부하 전류를 차단하는 제 1 차단부(400)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the protection device of the cell sensing circuit of the low voltage battery of the present invention includes a low voltage battery 100 having a plurality of battery cells connected in series, the low voltage battery 100 and a load line. The voltage of each battery cell is sensed and transferred to the microcomputer through a load line of the regulator 200 connected in series and supplied with operating power, and a sensing line connected to each battery cell connected in series in the low voltage battery 100. Located in the sensing line between the cell sensing unit 300 and the low voltage battery 100 and the cell sensing unit 300, respectively, flowing through the cell sensing unit 300 when the ground line of the low voltage battery 100 is disconnected It includes a first blocking unit 400 for blocking the load current.

이때, 상기 셀 센싱부(300)는 각각의 배터리 셀과 연결되어 각 배터리 셀의 전압을 측정하고, 측정된 배터리 셀의 전압을 마이컴으로 전달하는 AD 컨버터(ADC)와, 상기 컨버터(ADC)에 인가되는 센싱 라인에 병렬 연결된 다이오드를 이용하여 상기 AD 컨버터(ADC)에 인가되는 각 배터리 셀의 전압을 클램핑(clamping)하는 클램핑부를 포함한다. 상기 AD 컨버터(ADC)는 측정된 배터리 셀의 전압과 함께 배터리 셀의 고유 ID를 함께 마이컴으로 전달한다. 한편, 상기 클램핑부의 구성은 바람직한 하나의 일 실시예일뿐, 이에 한정되지 않는다.In this case, the cell sensing unit 300 is connected to each battery cell to measure the voltage of each battery cell, and transmits the measured voltage of the battery cell to the microcomputer AD converter (ADC), and the converter (ADC) And a clamping unit for clamping a voltage of each battery cell applied to the AD converter ADC by using a diode connected in parallel to an applied sensing line. The AD converter (ADC) transfers the unique ID of the battery cell together with the measured voltage of the battery cell to the microcomputer. On the other hand, the configuration of the clamping portion is only one preferred embodiment, it is not limited thereto.

그리고 상기 제 1 차단부(400)는 저전압 배터리(100)의 접지선 단선 시, 센싱 라인으로 생기는 전류 흐름 경로에 역방향으로 위치되어 부하 전류를 차단하는 다이오드(402)와, 셀 센싱부(300)에서 각 배터리 셀의 전압을 센싱할 때, 상기 다이오드(402)에서 발생되는 전압 강하(Vf) 값을 각각 측정하여 마이컴으로 전달하는 AD 컨버터(401)를 포함한다. 이때 상기 AD 컨버터(401)는 측정된 전압 강하 값과 함께 해당 다이오드(402)의 고유 ID도 함께 마이컴으로 전달한다.When the ground line of the low voltage battery 100 is disconnected, the first blocking unit 400 is located in a reverse direction in the current flow path generated by the sensing line, and blocks the load current from the diode 402 and the cell sensing unit 300. When sensing the voltage of each battery cell, it comprises an AD converter 401 for measuring the voltage drop (Vf) generated by the diode 402, respectively, and transmits it to the microcomputer. At this time, the AD converter 401 transmits the unique ID of the corresponding diode 402 together with the measured voltage drop value to the microcomputer.

즉, 도 3에서 도시하고 있는 것과 같이, 커넥터(40) A의 단선으로 인해 부하 전류가 부하 라인으로 흘러가지 못하는 경우, 셀 센싱부(300)의 클램핑부로 구현되는 다이오드로 부하 전류가 흐르는 경로가 생기게 된다. 이때, 상기 생겨난 경로에 제 1 차단부(400)의 다이오드(402)가 부하 전류가 흐르는 방향의 역방향으로 위치하게 됨에 따라, 부하 전류가 센싱 라인을 통해 셀 센싱부(300)로 흐르는 부하 전류가 차단된다.That is, as shown in FIG. 3, when the load current does not flow to the load line due to the disconnection of the connector 40 A, a path through which the load current flows to the diode implemented by the clamping part of the cell sensing unit 300 is Will be created. At this time, as the diode 402 of the first blocking unit 400 is located in the reverse direction of the direction in which the load current flows in the generated path, the load current flowing through the sensing line to the cell sensing unit 300 is increased. Is blocked.

그러나, 제 1 차단부(400)는 저전압 배터리(100) 및 셀 센싱부(300) 사이의 센싱 라인에 위치하고 있으므로, 셀 센싱부(300)에서 각 배터리 셀의 전압을 센싱할 때, 다이오드(402)를 거치게 된다. 이때, 다이오드(402) 마다 서로 다른 전압 강하 값을 가지게 된다. However, since the first blocking unit 400 is positioned in the sensing line between the low voltage battery 100 and the cell sensing unit 300, the diode 402 when the cell sensing unit 300 senses the voltage of each battery cell. ). At this time, each diode 402 has a different voltage drop.

따라서, 셀 센싱부(300)는 각 배터리 셀의 전압을 각각 센싱할 때, 서로 다른 전압 강하 값을 갖는 다이오드(402)를 거치게 되므로 셀 센싱부(300)에서 센싱되는 각각의 값은 다이오드(402)의 전압 강하 차에 따른 전압 편차가 발생되게 된다. 이러한 전압 편차로 인해 셀 센싱부(300)에서 측정되는 전압이 서로 달라지게 되어 셀 센싱의 정밀도에 영향을 주게 된다.Accordingly, when the cell sensing unit 300 senses the voltage of each battery cell, the cell sensing unit 300 passes through the diode 402 having a different voltage drop value, so that each value sensed by the cell sensing unit 300 is a diode 402. The voltage deviation according to the voltage drop difference of) is generated. Due to the voltage deviation, the voltages measured by the cell sensing unit 300 are different from each other, which affects the precision of cell sensing.

따라서, AD 컨버터(401)는 각 다이오드(402)에서 발생되는 전압 강하 값을 측정하여 마이컴으로 전달함으로써, 상기 마이컴은 상기 셀 센싱부(300)에서 전달된 각 배터리 셀의 전압을 상기 AD 컨버터(401)에서 전달되는 전압 강하 값으로 보상하여, 각 다이오드(402)로 인해 발생되는 전압 편차를 보상하게 된다. 이때, 마이컴은 고유의 값을 갖는 다이오드 별로 AD 컨버터(401)에서 전달되는 다이오드 별 전압 강하 값을 인식하고, 이에 대응되는 셀 센싱부(300)에서 전달되는 배터리 셀과 매칭시켜, 발생된 전압 강화 차만큼을 보상한다.Accordingly, the AD converter 401 measures the voltage drop value generated by each diode 402 and transmits the measured voltage drop value to the microcomputer, so that the microcomputer converts the voltage of each battery cell transferred from the cell sensing unit 300 to the AD converter. By compensating with the voltage drop value delivered from 401, the voltage deviation caused by each diode 402 is compensated for. At this time, the microcomputer recognizes the voltage drop value of each diode transmitted from the AD converter 401 for each diode having a unique value and matches the battery cell delivered from the cell sensing unit 300 corresponding thereto to enhance the generated voltage. Reward as much as the car.

이에 따라, 셀 센싱부(300)에서 센싱된 각 배터리 셀의 전압은 서로 다른 전압 강화를 갖는 각 다이오드(402)로 인해 서로 간에 전압 편차가 발생되더라도 마이컴을 통한 보상으로 셀 센싱의 정밀도를 유지할 수 있다.Accordingly, the voltage of each battery cell sensed by the cell sensing unit 300 may maintain the precision of the cell sensing by compensation through the microcomputer even if voltage deviation occurs due to each diode 402 having different voltage enhancement. have.

이러한 구성으로, 도 3에서 도시하고 있는 커넥터(40) A의 단선으로 인해 부하 전류가 부하 라인으로 흘러가지 못하는 경우, 부하 전류는 셀 센싱부(300)의 클램핑부로 구현되는 다이오드로 경로가 생기게 된다.In this configuration, when the load current does not flow to the load line due to the disconnection of the connector 40 A shown in FIG. 3, the load current is routed to the diode implemented by the clamping part of the cell sensing unit 300. .

이때, 상기 생겨난 경로에 제 1 차단부(400)가 위치되게 된다. 그리고 제 1 차단부(400)내에서 경로를 통해 부하 전류가 흐르는 방향의 역방향으로 다이오드(402)가 위치하게 됨에 따라, 부하 전류가 센싱 라인을 통해 셀 센싱부로 흐르는 부하 전류가 다이오드(402)로 인해 차단된다.At this time, the first blocking unit 400 is located in the generated path. As the diode 402 is positioned in the reverse direction of the load current flowing through the path in the first blocking unit 400, the load current flowing through the sensing line to the cell sensing unit is transferred to the diode 402. Due to blockage.

이처럼, 저전압 배터리의 접지선 단선 시에도, 부하 전류가 센싱 라인을 통해 셀 센싱부(300)로 흐르는 부하 전류를 다이오드(402)를 이용하여 차단할 수 있다. 또한 AD 컨버터(401)를 통해 다이오드(402)로 인해 셀 센싱부(300) 간에 발생되는 전압 편차를 보상하여 셀 센싱의 정밀도를 유지시킬 수 있다.As such, even when the ground line of the low voltage battery is disconnected, the load current flowing through the sensing line to the cell sensing unit 300 may be blocked using the diode 402. In addition, the AD converter 401 may compensate for the voltage deviation generated between the cell sensing units 300 due to the diode 402 to maintain the accuracy of cell sensing.

도 4 는 본 발명의 차량 저전압 배터리의 셀 센싱 회로 보호 장치의 구성을 나타낸 제 2 실시예이다. Figure 4 is a second embodiment showing the configuration of a cell sensing circuit protection device of a vehicle low voltage battery of the present invention.

도 4에서 도시하고 있는 것과 같이, 본 발명의 저전압 배터리의 셀 센싱 회로의 보호 장치는 직렬 구조로 연결되는 복수개의 배터리 셀을 구비하는 저전압 배터리(100)와, 상기 저전압 배터리(100)와 부하 라인으로 직렬 연결되어 동작 전원을 공급받는 레귤레이터의 부하(200)와, 상기 저전압 배터리(100)내에 직렬 구조로 연결된 각각의 배터리 셀에 연결되는 센싱 라인을 통해 각 배터리 셀의 전압을 센싱하여 마이컴으로 전달하는 셀 센싱부(300)와, 상기 저전압 배터리(100) 및 셀 센싱부(300) 사이의 센싱 라인에 각각 위치하여, 저전압 배터리(100)의 접지선 단선 시에 셀 센싱부(300)를 통해 흐르는 부하 전류를 차단하는 제 2 차단부(500)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the protection device of the cell sensing circuit of the low voltage battery of the present invention includes a low voltage battery 100 including a plurality of battery cells connected in series, the low voltage battery 100 and a load line. The voltage of each battery cell is sensed and transferred to the microcomputer through a load line of the regulator 200 connected in series and supplied with operating power, and a sensing line connected to each battery cell connected in series in the low voltage battery 100. Located in the sensing line between the cell sensing unit 300 and the low voltage battery 100 and the cell sensing unit 300, respectively, flowing through the cell sensing unit 300 when the ground line of the low voltage battery 100 is disconnected And a second blocking unit 500 for blocking the load current.

이때, 상기 셀 센싱부(300)는 각각의 배터리 셀과 연결되어 각 배터리 셀의 전압을 측정하는 AD 컨버터(ADC)와, 상기 컨버터(ADC)에 인가되는 센싱 라인에 병렬 연결된 다이오드를 이용하여 상기 AD 컨버터(ADC)에 인가되는 각 배터리 셀의 전압을 클램핑(clamping)하는 클램핑부를 포함한다. 상기 클램핑부의 구성은 바람직한 하나의 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지 않는다.In this case, the cell sensing unit 300 is connected to each battery cell to measure the voltage of each battery cell by using an AD converter ADC and a diode connected in parallel to a sensing line applied to the converter ADC. It includes a clamping portion for clamping the voltage of each battery cell applied to the AD converter (ADC). The configuration of the clamping portion is only one preferred embodiment, but is not limited thereto.

그리고 상기 제 2 차단부(500)는 저전압 배터리(100)의 접지선 단선 시, 센싱 라인으로 생기는 전류 흐름 경로에 역방향으로 위치되어 부하 전류를 차단하는 다이오드(D1)와, 부하 라인을 통해 흐르는 부하 전류(5V)의 입력으로 턴온되는 이미터 단이 접지된 트랜지스터(T1)와, 상기 센싱 라인에 연결되고, 상기 트랜지스터(T1)의 콜렉터 단이 게이트 단에 연결되어, 상기 트랜지스터(T1)가 턴온 시 턴온되는 게이트 단과 소스 단이 연결된 P채널 박막트랜지스터(TFT)(T2)를 포함한다.When the ground line of the low voltage battery 100 is disconnected, the second blocking unit 500 is positioned in a reverse direction in the current flow path generated by the sensing line to block the load current, and the load current flowing through the load line. When the emitter stage turned on to the input of 5V is grounded transistor T1, the sensing line is connected, and the collector terminal of the transistor T1 is connected to the gate terminal, and the transistor T1 is turned on. It includes a P-channel thin film transistor (TFT) (T2) is connected to the gate terminal and the source terminal is turned on.

이때, 상기 TFT(T2)는 턴온이 되려면 전위가 0이 되어야 하기 때문에 게이트 단과 소스 단을 연결한다.At this time, the TFT (T2) is connected to the gate terminal and the source terminal because the potential must be zero to turn on.

이에 따라, 정상 동작인 경우에는 부하 라인을 통해 부하 전류(5V)가 흐르게 됨에 따라, 트랜지스터(T1)는 부하 전류(5V)가 입력되어 턴온되고, 이에 따라, TFT(T2)도 턴온된다. Accordingly, in the normal operation, as the load current 5V flows through the load line, the transistor T1 receives the load current 5V and is turned on, thereby turning on the TFT T2.

따라서, 셀 센싱부(300)에서 각 배터리 셀의 전압을 센싱할 때, 제 2 차단부(500)는 저전압 배터리(100) 및 셀 센싱부(300) 사이의 센싱 라인에 위치하고 있으므로, TFT(T2)를 거쳐 셀 센싱부(300)에서 각 배터리 셀의 전압을 센싱한다. 이때, TFT는 소자 특성상 전압 강하가 거의 없고, 전류도 거의 흐르지 않기 때문에 상기 제 1 실시예에서의 다이오드(402)처럼 전압 편차를 고려하지 않아도 된다.Therefore, when the cell sensing unit 300 senses the voltage of each battery cell, the second blocking unit 500 is located in the sensing line between the low voltage battery 100 and the cell sensing unit 300, and thus, TFT (T2). The cell sensing unit 300 senses the voltage of each battery cell. At this time, since the TFT has little voltage drop and little current flows due to device characteristics, it is not necessary to consider the voltage deviation as in the diode 402 in the first embodiment.

또한, 커넥터(40) A의 단선으로 인해 부하 전류가 부하 라인으로 흘러가지 못하는 경우에는 셀 센싱부(300)의 클램핑부로 구현되는 다이오드로 부하 전류가 흐르는 경로가 생기게 된다. 이때, 상기 생겨난 경로에 제 2 차단부(500)가 위치하게 된다.In addition, when the load current does not flow to the load line due to the disconnection of the connector 40 A, there is a path through which the load current flows to the diode implemented by the clamping part of the cell sensing unit 300. At this time, the second blocking unit 500 is located in the generated path.

상기 제 2 차단부(500)는 커넥터(40) A의 단선으로 인해 부하 라인을 통해 부하 전류(5V)가 흘러가지 못하게 됨에 따라, 트랜지스터(T1)에 입력되는 부하 전류가 OV가 되어 트랜지스터(T1)는 턴오프 되고, 이에 따라, TFT(T2)도 턴오프된다. 이때, 부하 라인을 통해 부하 전류(5V)가 흘러가지 못하게 되는 시점이 경로를 통해 부하 전류가 셀 센싱부(300)로 흐르는 시점 이후에 이루어지는 경우가 발생될 수도 있다. 즉, 부하(200)나 트랜지스터(T1) 등에 의해 일시적으로 부하 라인에 흐르는 부하 전류가 유지될 수 있다. 그러나, 이는 일시적으로 발생되는 것으로, TFT(T2)의 턴오프의 시점에는 큰 영향을 미치지는 못한다.As the second blocking unit 500 prevents the load current 5V from flowing through the load line due to the disconnection of the connector 40 A, the load current input to the transistor T1 becomes OV, and thus the transistor T1. ) Is turned off, and accordingly, the TFT (T2) is also turned off. In this case, a time point at which the load current 5V cannot flow through the load line may occur after a time point at which the load current flows to the cell sensing unit 300 through the path. That is, the load current flowing through the load line temporarily by the load 200 or the transistor T1 can be maintained. However, this occurs temporarily, and does not significantly affect the timing of turning off the TFT T2.

이에 따라, 상기 생겨난 경로에 제 2 차단부(500)의 다이오드(D1)가 부하 전류가 흐르는 방향의 역방향으로 위치하게 됨에 따라, 부하 전류가 센싱 라인을 통해 셀 센싱부(300)로 흐르는 부하 전류가 차단된다. Accordingly, as the diode D1 of the second blocking unit 500 is located in the opposite direction to the load current flowing in the generated path, the load current flows to the cell sensing unit 300 through the sensing line. Is blocked.

이러한 구성으로, 도 4에서 도시하고 있는 커넥터(40) A의 단선으로 인해 부하 전류가 부하 라인으로 흘러가지 못하는 경우, 부하 전류는 셀 센싱부(300)의 클램핑부로 구현되는 다이오드로 경로가 생기게 된다.In this configuration, when the load current does not flow to the load line due to the disconnection of the connector 40 A shown in FIG. 4, the load current is routed to a diode implemented by the clamping part of the cell sensing unit 300. .

이때, 상기 생겨난 경로에 제 2 차단부(500)가 위치되게 되고, TFT(T2)가 턴오프되어, 경로를 통해 부하 전류가 흐르는 방향의 역방향으로 다이오드(D1)가 위치하게 된다. 따라서, 부하 전류가 센싱 라인을 통해 셀 센싱부(300)로 흐르는 부하 전류가 다이오드(D1)로 인해 차단된다.In this case, the second blocking unit 500 is positioned in the generated path, and the TFT T2 is turned off, so that the diode D1 is located in the reverse direction of the load current flowing through the path. Therefore, the load current flowing through the sensing line to the cell sensing unit 300 is blocked by the diode D1.

이처럼, 저전압 배터리(100)의 접지선 단선 시에도, 부하 전류가 센싱 라인을 통해 셀 센싱부(300)로 흐르는 부하 전류를 다이오드(402)를 이용하여 차단할 수 있다. As such, even when the ground line of the low voltage battery 100 is disconnected, the load current flowing through the sensing line to the cell sensing unit 300 may be blocked using the diode 402.

또한 셀 센싱부(300)에서 각 배터리 셀의 전압을 센싱할 때, 제 2 차단부(500)는 TFT(T2)를 거쳐 셀 센싱부(300)에서 각 배터리 셀의 전압을 센싱하므로, TFT의 특성상 전압 강하가 거의 없고, 전류도 거의 흐르지 않기 때문에 셀 센싱의 정밀도를 유지시킬 수 있다.In addition, when the cell sensing unit 300 senses the voltage of each battery cell, the second blocking unit 500 senses the voltage of each battery cell in the cell sensing unit 300 via the TFT (T2). Due to the characteristics, there is little voltage drop and little current flows, thereby maintaining the accuracy of cell sensing.

따라서, 제 2 실시예는 정상 동작인 경우에는 TFT(T2)를 거쳐 셀 센싱부(300)에서 각 배터리 셀의 전압을 센싱하고, 커넥터(40) A의 단선으로 인한 접지선 단선 시에는 다이오드(D1)가 부하 전류가 센싱 라인을 통해 셀 센싱부(300)로 흐르는 부하 전류를 차단한다.Therefore, in the second embodiment, the cell sensing unit 300 senses the voltage of each battery cell through the TFT T2 in the normal operation, and the diode D1 when the ground line is disconnected due to the disconnection of the connector 40 A. The load current blocks the load current flowing through the sensing line to the cell sensing unit 300.

한편, 상기 도 3의 제 1 실시예는 구성되는 제 1 차단부(400)에서 셀 센싱부(300)를 통해 흐르는 부하 전류를 차단하고, 제 1 차단부(400)에서 발생되는 전압 편차의 문제는 마이컴으로 전달하여 보상되도록 구성하고 있다. 즉, 셀 센싱부(300)에서 센싱된 각 배터리 셀의 전압이 서로 다른 전압 강화를 갖는 각 다이오드(402)로 인해 서로 간에 전압 편차가 발생되는 문제를 AD 컨버터(401)를 통해 각 다이오드(402)에서 측정된 각 다이오드(402)의 전압 강화 값을 마이컴으로 전달하여, 마이컴에서 각 배터리 셀의 전압 편차를 보상하도록 하고 있다.Meanwhile, in the first embodiment of FIG. 3, the load current flowing through the cell sensing unit 300 is blocked by the first blocking unit 400, and the voltage deviation generated in the first blocking unit 400 is prevented. Is configured to be rewarded by passing it to the microcomputer. That is, the voltages of the battery cells sensed by the cell sensing unit 300 are different from each other due to the voltage difference between the diodes 402 having different voltage enhancements. The voltage enhancement values of the diodes 402 measured at) are transferred to the microcomputer so that the microcomputer compensates the voltage deviation of each battery cell.

그러나 도 4의 제 2 실시예는 구성되는 제 2 차단부(500)에서 셀 센싱부(300)를 통해 흐르는 부하 전류의 차단은 물론, 제 2 차단부(500)에서 발생되는 전압 편차의 문제도 함께 해결할 수 있도록 구성하고 있다.However, in the second embodiment of FIG. 4, not only the blocking of the load current flowing through the cell sensing unit 300 in the second blocking unit 500, but also the problem of voltage deviation occurring in the second blocking unit 500 It is configured to solve together.

이처럼, 제 1, 2 실시예는 셀 센싱부(300)를 통해 흐르는 부하 전류를 차단하는 차단부(400)(500)의 전압 편차의 문제점을 제 1 실시예와 같이, 외부 마이컴을 통해 보상할 수도 있고, 제 2 실시예와 같이 내부 회로적으로 해소할 수도 있음을 나타내기 위한 바람직한 실시예일 뿐이다. 따라서, 전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.As described above, the first and second embodiments compensate for the problem of voltage deviation of the blocking units 400 and 500 blocking the load current flowing through the cell sensing unit 300 through the external micom, as in the first embodiment. It is just a preferred embodiment for showing that it may be solved internally as in the second embodiment. Therefore, the above-described present invention can be variously substituted, modified, and changed without departing from the technical spirit of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.

100 : 저전압 배터리 200 : 부하
300 : 셀 센싱부 400 : 제 1 차단부
500 : 제 2 차단부100: low voltage battery 200: load
300: cell sensing unit 400: first blocking unit
500: second blocking unit

Claims (7)

직렬 구조로 연결되는 복수개의 배터리 셀을 구비하는 저전압 배터리;
상기 저전압 배터리와 부하 라인으로 직렬 연결되어 동작 전원을 공급받는 레귤레이터의 부하;
상기 저전압 배터리 내에 직렬 구조로 연결된 각각의 배터리 셀에 연결되는 센싱 라인을 통해 각 배터리 셀의 전압을 센싱하여 마이컴으로 전달하는 셀 센싱부; 및
상기 저전압 배터리 및 셀 센싱부 사이의 센싱 라인에 각각 위치하여, 저전압 배터리의 접지선 단선 시에 셀 센싱부를 통해 흐르는 부하 전류를 차단하는 차단부를 포함하고,
상기 차단부는
상기 저전압 배터리의 접지선 단선 시, 센싱 라인으로 생기는 전류 흐름 경로에 역방향으로 위치되어 부하 전류를 차단하는 다이오드; 및
상기 셀 센싱부에서 각 배터리 셀의 전압을 센싱할 때, 상기 다이오드에서 발생되는 전압 강하(Vf) 값을 각각 측정하여 마이컴으로 전달하는 AD 컨버터를 포함하는
차량 저전압 배터리의 셀 센싱 회로 보호 장치.
A low voltage battery having a plurality of battery cells connected in series;
A load of a regulator connected in series with the low voltage battery and a load line to receive operating power;
A cell sensing unit sensing a voltage of each battery cell through a sensing line connected to each battery cell connected in series in the low voltage battery and transferring the voltage to the microcomputer; And
Located in the sensing line between the low voltage battery and the cell sensing unit, respectively, and a blocking unit for blocking the load current flowing through the cell sensing unit when the ground line of the low voltage battery is disconnected,
The blocking part
When the ground line of the low voltage battery is disconnected, the diode is located in the reverse direction in the current flow path generated by the sensing line to block the load current; And
When the cell sensing unit senses the voltage of each battery cell, the AD converter for measuring each voltage drop (Vf) generated by the diode and delivers to the microcomputer;
Cell sensing circuit protection device of vehicle low voltage battery.
제 1 항에 있어서,
상기 셀 센싱부는
각각의 배터리 셀과 연결되어 각 배터리 셀의 전압을 측정하고, 측정된 배터리 셀의 전압을 마이컴으로 전달하는 AD 컨버터; 및
상기 컨버터(ADC)에 인가되는 센싱 라인에 병렬 연결된 다이오드를 이용하여 상기 AD 컨버터(ADC)에 인가되는 각 배터리 셀의 전압을 클램핑(clamping)하는 클램핑부를 포함하는
차량 저전압 배터리의 셀 센싱 회로 보호 장치.
The method of claim 1,
The cell sensing unit
An AD converter connected to each battery cell to measure a voltage of each battery cell and transferring the measured voltage of the battery cell to the microcomputer; And
And a clamping unit configured to clamp the voltage of each battery cell applied to the AD converter ADC by using a diode connected in parallel to a sensing line applied to the converter ADC.
Cell sensing circuit protection device of vehicle low voltage battery.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 AD 컨버터는 측정된 전압 강하 값과 함께 해당 다이오드의 고유 ID도 함께 마이컴으로 전달하는 차량 저전압 배터리의 셀 센싱 회로 보호 장치.
The method of claim 1,
The AD converter protects the cell sensing circuit of the low voltage battery of the vehicle, together with the measured voltage drop and the unique ID of the corresponding diode.
제 1 항에 있어서,
상기 마이컴에서 전달되는 각 배터리 셀의 전압 및 차단부에서 전달되는 각 다이오드의 전압 강하 값을 이용하여 각 다이오드로 인해 발생되는 전압 편차를 보상하는 차량 저전압 배터리의 셀 센싱 회로 보호 장치.

The method of claim 1,
And a voltage drop value of each diode transmitted from the microcomputer and a voltage drop value of each diode transmitted from the blocking unit to compensate for the voltage deviation caused by each diode.

삭제delete 삭제delete
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003533118A (en) * 2000-05-09 2003-11-05 ミネベア株式会社 Circuit that simulates a diode
JP2009219215A (en) * 2008-03-07 2009-09-24 Toshiba Corp Battery system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3395952B2 (en) * 1997-11-26 2003-04-14 株式会社デンソー Voltage detector for assembled batteries for electric vehicles

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003533118A (en) * 2000-05-09 2003-11-05 ミネベア株式会社 Circuit that simulates a diode
JP2009219215A (en) * 2008-03-07 2009-09-24 Toshiba Corp Battery system

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