(57)【要約】  本発明は、シャント抵抗を用いた電流測定装置に関し、従来の１個のシャント（Ｓｈｕｎｔ）抵抗が適用されたバスバー（Ｂｕｓｂａｒ）タイプの部品を２個以上を１個のバスバーモジュールに一体化し、一つに一体化したバスバーモジュールに含まれた複数のシャント抵抗を介してバッテリーモジュールの電圧を測定することにより、バッテリーモジュール及びバッテリーパックの体積を減らし、価格を減少させることができ、複数の測定部を介して複数のシャント抵抗を各々測定することにより、信頼性のある電圧値を測定できるシャント抵抗を用いた電流測定装置に関する。【選択図】  図3
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流測定装置であって、
バッテリーパック内に含まれた２個のバッテリーモジュールのモジュール端子を互いに連結する１個以上のバスバー（Ｂｕｓｂａｒ）と、
前記バスバー上に位置し、前記バスバーを少なくとも２以上の領域に分離させる少なくとも２以上のシャント抵抗と、及び
前記２以上のシャント抵抗に印加される電圧値を各々測定し、前記測定された電圧値に基づいて電流値を各々算出する１個以上の測定部と、を備えてなることを特徴とする、シャント抵抗を用いた電流測定装置。
【請求項２】
前記測定部は、
前記シャント抵抗に印加される電圧値を増幅する電圧増幅部と、及び
前記増幅された電圧値に基づいて前記バッテリーモジュールの電流値を算出する電流算出部と、を備えてなることを特徴とする、請求項１に記載のシャント抵抗を用いた電流測定装置。
【請求項３】
前記１個以上の測定部は、１個の測定モジュールで構成されてなり、
前記測定モジュールは、前記１個以上の測定部の動作を制御する制御部を備えてなることを特徴とする、請求項１に記載のシャント抵抗を用いた電流測定装置。
【請求項４】
少なくとも一部領域に貫通孔を有する端子シャント抵抗と、及び
前記端子シャント抵抗の両端に印加される電圧値を測定するための第１接続端子及び第２接続端子とを更に備えてなり、
前記端子シャント抵抗を前記第１接続端子及び前記第２接続端子の間に置いて前記モジュール端子を前記貫通孔に挿入して設けることを特徴とする、請求項１に記載のシャント抵抗を用いた電流測定装置。
【請求項５】
前記端子シャント抵抗はワッシャ形態であり、
前記モジュール端子はボルト形態であり、
前記ワッシャ形態のシャント抵抗の内部に形成された貫通孔をボルト形態のモジュール端子にネジ結合して前記端子シャント抵抗と前記モジュール端子を電気的に連結することを特徴とする、請求項４に記載のシャント抵抗を用いた電流測定装置。
【請求項６】
電流測定装置であって、
バッテリーパック内に含まれた２個のバッテリーモジュールのモジュール端子を互いに連結する１個以上のバスバー（Ｂｕｓｂａｒ）と、
前記バスバー上に位置し、前記バスバーを二つの領域に分離させるシャント抵抗と、及び
前記シャント抵抗に含まれた３個以上のノードのうち少なくとも２個のノードを選択し、前記選択された２個のノード間に印加される電圧値に基づいて、前記バッテリーモジュールの電流値を測定する１個以上の測定部と、を備えてなることを特徴とする、シャント抵抗を用いた電流測定装置。
【請求項７】
前記測定部は、
前記シャント抵抗に印加される電圧値を増幅する電圧増幅部と、及び
前記増幅された電圧値に基づいて前記バッテリーモジュールの電流値を算出する電流算出部と、を備えてなることを特徴とする、請求項６に記載のシャント抵抗を用いた電流測定装置。
【請求項８】
前記１個以上の測定部は、１個の測定モジュールで構成され、
前記測定モジュールは、前記１個以上の測定部の動作を制御し、前記シャント抵抗の電圧値を測定するためのノードを選択する制御部を備えてなることを特徴とする、請求項６に記載のシャント抵抗を用いた電流測定装置。
【請求項９】
少なくとも一部領域に貫通孔を有する端子シャント抵抗と、及び
前記端子シャント抵抗の両端に印加される電圧値を測定するための第１接続端子及び第２接続端子とを更に備えてなり、
前記端子シャント抵抗を前記第１接続端子及び前記第２接続端子の間に置いて前記モジュール端子を前記貫通孔に挿入して設けることを特徴とする、請求項６に記載のシャント抵抗を用いた電流測定装置。
【請求項１０】
前記端子シャント抵抗はワッシャ形態であり、
前記モジュール端子はボルト形態であり、
前記ワッシャ形態のシャント抵抗の内部に形成された貫通孔をボルト形態のモジュール端子にネジ結合して前記端子シャント抵抗と前記モジュール端子を電気的に連結することを特徴とする、請求項９に記載のシャント抵抗を用いた電流測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願〕
本出願は２０１６年０７月２９日付けの韓国特許出願第１０−２０１６−００９７２４５号に基づいた優先権の利益を主張し、該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
【０００２】
本発明は、シャント抵抗を用いた電流測定装置に関し、１個のシャント（Ｓｈｕｎｔ）抵抗が含まれたバスバー（Ｂｕｓｂａｒ）２個以上を１個のバスバーモジュールに一体化し、一体化したバスバーに含まれた複数のシャント抵抗の両端に印加される電圧を測定することにより、バッテリーモジュールの電圧を算出するシャント抵抗を用いた電流測定装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
製品群に応じた適用容易性が高く、高いエネルギー密度等の電気的特性を有する二次電池は、携帯用機器だけでなく、電気的駆動源により駆動する電気車両（ＥＶ、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）、ハイブリッド車両（ＨＶ、Ｈｙｂｒｉｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）、または家庭用または産業用として用いられる中大型バッテリーを用いるエネルギー貯蔵システム（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｓｙｓｔｅｍ；ＥＳＳ）や無停電電源装置（Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ；ＵＰＳ）システム等に普遍的に応用されている。
【０００４】
このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少できるという一次的な長所だけでなく、エネルギーの使用に応じた副産物が全く発生しないという点で環境への優しさ及びエネルギー効率性の向上のための新しいエネルギー源として注目されている。
【０００５】
二次電池は、携帯端末等のバッテリーに実現される場合は必ずしもそうであるものではないが、上記のように電気車両またはエネルギー貯蔵源等に適用されるバッテリーは、通常、単位二次電池セル（ｃｅｌｌ）が複数集合される形態で用いられて高容量の環境に適合性を高めるようになる。
【０００６】
このように複数集合される形態で用いられる場合、過電流が流れる等の動作異常が発生した場合には過熱によって単位セルが膨らんで破損する等の問題が生じうるため、常に各個別セルの電圧、温度等の色々な状態値を測定及びモニターして単位セルに過充電または過放電が印加されるのを防止しなければならないという点が考慮されなければならない。
【０００７】
従来、このような二次電池モジュールの電圧及び電流を測定し、それによって過電圧及び過電圧状態を判断するために、電圧測定用シャント（Ｓｈｕｎｔ）抵抗をバスバー（Ｂｕｓｂａｒ）のような二次電池モジュール及び二次電池パックに含まれる部品に設け、それによって測定された電圧値に基づいてバッテリーモジュールの電流を算出することにより、二次電池モジュールの状態を診断する。しかし、信頼性の高い測定値を得るために複数のシャント抵抗及び測定素子を用いる場合、バスバー数が多くなるため、二次電池モジュール及び二次電池パックの体積及び価格が増加するという問題点がある。このような二次電池モジュールの体積増加は、二次電池の高効率化及び高エネルギー密度化に悪影響を及ぼす。
【０００８】
したがって、二次電池の効率及びエネルギー密度の改善のためには二次電池モジュールの小型化が必須であるだけに、二次電池の電圧及び電流測定の信頼度を向上させ、シャント抵抗が含まれたバスバーが有している体積的及び価格的な短所を補完しなければならない必要性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、信頼性の高い電圧値を測定するために、従来のシャント抵抗が含まれたバスバータイプの部品を複数用いることにより発生する体積的及び価格的な短所を補完するために、一体化したバスバーを用いて電圧値を測定できる電流測定装置及び方法を提供する。
【００１０】
また、本発明の一実施形態によれば、一体化したバスバーに含まれたシャント抵抗を用いて電圧値を測定することにより、バッテリーモジュール及びバッテリーパックの体積を減らし、価格を減少できる電流測定装置及び方法を提供する。
【００１１】
なお、本発明の一実施形態によれば、複数の測定部を介して複数のシャント抵抗を各々測定することにより、信頼性のある電圧値を測定できるシャント抵抗を用いた電流測定装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一実施形態によるシャント抵抗を用いた電流測定装置は、バッテリーパック内に含まれた２個のバッテリーモジュールのモジュール端子を互いに連結する１個以上のバスバー（Ｂｕｓｂａｒ）、前記バスバー上に位置し、前記バスバーを少なくとも２以上の領域に分離させる少なくとも２以上のシャント抵抗、及び前記２以上のシャント抵抗に印加される電圧値を各々測定し、前記測定された電圧値に基づいて電流値を各々算出する１個以上の測定部を含んで構成される。
【００１３】
前記測定部は、前記シャント抵抗に印加される電圧値を増幅する電圧増幅部、及び前記増幅された電圧値に基づいて前記バッテリーモジュールの電流値を算出する電流算出部を含んでもよい。
【００１４】
前記１個以上の測定部は、１個の測定モジュールで構成され、前記測定モジュールは、前記１個以上の測定部の動作を制御する制御部を含んでもよい。
【００１５】
前記シャント抵抗を用いた電流測定装置は、少なくとも一部領域に貫通孔を有する端子シャント抵抗、及び前記端子シャント抵抗の両端に印加される電圧値を測定するための第１接続端子及び第２接続端子をさらに含み、前記端子シャント抵抗を前記第１及び第２接続端子の間に置いて前記モジュール端子を前記貫通孔に挿入して設けてもよい。
【００１６】
前記端子シャント抵抗はワッシャ形態であり、前記モジュール端子はボルト形態であり、前記ワッシャ形態のシャント抵抗の内部に形成された貫通孔をボルト形態のモジュール端子にネジ結合して前記端子シャント抵抗と前記モジュール端子を電気的に連結してもよい。
【００１７】
本発明の一実施形態によるシャント抵抗を用いた電流測定装置は、バッテリーパック内に含まれた２個のバッテリーモジュールのモジュール端子を互いに連結する１個以上のバスバー（Ｂｕｓｂａｒ）、前記バスバー上に位置し、前記バスバーを二つの領域に分離させるシャント抵抗、及び前記シャント抵抗に含まれた３個以上のノードのうち少なくとも２個のノードを選択し、前記選択された２個のノードの間に印加される電圧値に基づいて、前記バッテリーモジュールの電流値を測定する１個以上の測定部を含んで構成される。
【００１８】
前記測定部は、前記シャント抵抗に印加される電圧値を増幅する電圧増幅部、及び前記増幅された電圧値に基づいて前記バッテリーモジュールの電流値を算出する電流算出部を含んでもよい。
【００１９】
前記１個以上の測定部は、１個の測定モジュールで構成され、前記測定モジュールは、前記１個以上の測定部の動作を制御し、前記シャント抵抗の電圧値を測定するためのノードを選択する制御部を含んでもよい。
【００２０】
前記シャント抵抗を用いた電流測定装置は、少なくとも一部領域に貫通孔を有する端子シャント抵抗、及び前記端子シャント抵抗の両端に印加される電圧値を測定するための第１接続端子及び第２接続端子をさらに含み、前記端子シャント抵抗を前記第１及び第２接続端子の間に置いて前記モジュール端子を前記貫通孔に挿入して設けてもよい。
【００２１】
前記端子シャント抵抗はワッシャ形態であり、前記モジュール端子はボルト形態であり、前記ワッシャ形態のシャント抵抗の内部に形成された貫通孔をボルト形態のモジュール端子にネジ結合して前記端子シャント抵抗と前記モジュール端子を電気的に連結してもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の一側面によれば、信頼性の高い電圧値を測定するために、従来のシャント抵抗が含まれたバスバータイプの部品を複数用いることなく一つに一体化できる電流測定装置及び方法を提供することができる。
【００２３】
また、本発明の一側面によれば、一体化したバスバーモジュールに含まれた複数のシャント抵抗を介してバッテリーモジュールの電圧を測定することにより、バッテリーモジュール及びバッテリーパックの体積を減らし、価格を減少させることができる。
【００２４】
なお、本発明の一側面によれば、複数のバスバータイプの部品を用いなくても複数の測定部を介して複数のシャント抵抗を各々測定することにより、信頼性のある電圧値を測定できるシャント抵抗を用いた電流測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態によるシャント抵抗を用いた電流測定装置が適用される電気自動車を概略的に示す図である。
【図２】１個のシャント抵抗を含むバスバーを用いた電流測定装置を概略的に示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるシャント抵抗を用いた電流測定装置を概略的に示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態によるシャント抵抗を用いた電流測定装置を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明を添付図面を参照して詳細に説明すれば以下のとおりである。ここで、繰り返される説明、本発明の要旨を不要に濁す恐れのある公知機能及び構成に関する詳細な説明は省略する。本発明の実施形態は当業界で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。よって、図面での要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
【００２７】
明細書の全体にかけて、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいことを意味する。
【００２８】
また、明細書に記載された「．．．部」という用語は一つ以上の機能や動作を処理する単位を意味し、これは、ハードウェアやソフトウェアまたはハードウェア及びソフトウェアの結合で実現されることができる。
【００２９】
図１は、本発明の一実施形態によるシャント（Ｓｈｕｎｔ）抵抗を用いた電流測定装置が適用される電気自動車を概略的に示す図である。
【００３０】
図１は本発明の一実施形態によるシャント抵抗を用いた電流測定装置が電気自動車１に適用された例を示しているが、本発明の一実施形態によるシャント抵抗を用いた電流測定装置は、電気自動車の他にも家庭用または産業用エネルギー貯蔵システム（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｓｙｓｔｅｍ；ＥＳＳ）や無停電電源装置（Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ；ＵＰＳ）システム等の二次電池が適用できる分野であれば、いかなる技術分野にも適用できる。
【００３１】
電気自動車１は、バッテリー１０、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）２０、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）３０、インバータ４０及びモータ５０を含んで構成されることができる。
【００３２】
バッテリー１０は、モータ５０に駆動力を提供して電気自動車１を駆動させる電気エネルギー源である。バッテリー１０は、モータ５０及び／又は内燃機関（図示せず）の駆動に応じてインバータ４０によって充電または放電される。
【００３３】
ここで、バッテリー１０の種類は特に限定されず、例えば、バッテリー１０はリチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池等で構成されることができる。
【００３４】
また、バッテリー１０は、複数の電池セルが直列及び／又は並列に連結された電池パックで形成される。そして、バッテリー１０は１個以上の電池パックを含むことができる。
【００３５】
ＢＭＳ２０は、バッテリー１０の状態を推定し、推定した状態情報を用いてバッテリー１０を管理する。例えば、ＢＭＳ２０は、バッテリー１０の残存容量（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｉｎｇ；ＳＯＣ）、残存寿命（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｈｅａｌｔｈ；ＳＯＨ）、最大入出力電力許容量、出力電圧等のバッテリー１０状態情報を推定し管理する。そして、ＢＭＳ２０は、このような状態情報を用いてバッテリー１０の充電または放電を制御し、さらにはバッテリー１０の交替時期の推定も可能である。
【００３６】
ＢＭＳ２０は、後述する本発明の一実施形態によるシャント抵抗を用いた電流測定装置（図３の１００（ａ）及び図４の１００（ｂ））を含むか、またはシャント抵抗を用いた電流測定装置に連結されて動作することができる。ＢＭＳ２０は、シャント抵抗を用いた電流測定装置（１００（ａ）及び１００（ｂ））に含まれたシャント抵抗を用いてバッテリーの充放電電流値を測定し、それに基づいてバッテリー１０の低電圧及び過電圧状態のような動作異常状態を判断することができる。
【００３７】
ＥＣＵ３０は、電気自動車１の状態を制御する電子的な制御装置である。例えば、ＥＣＵ３０は、アクセラレータ（ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ）、ブレーキ（ｂｒｅａｋ）、速度等の情報に基づいてトルク程度を決定し、モータ５０の出力がトルク情報に合うように制御する。
【００３８】
また、ＥＣＵ３０は、ＢＭＳ２０によってバッテリー１０が充電または放電されるようにインバータ４０に制御信号を送る。
【００３９】
インバータ４０は、ＥＣＵ３０の制御信号に基づいてバッテリー１０が充電または放電されるようにする。
【００４０】
モータ５０は、バッテリー１０の電気エネルギーを用いて、ＥＣＵ３０から伝達される制御情報（例えば、トルク情報）に基づいて電気自動車１を駆動する。
【００４１】
以下、図２〜図４を参照して本発明の一実施形態によるシャント抵抗を用いた電流測定装置について説明する。
【００４２】
図２は、１個のシャント抵抗を含むバスバーを用いた電流測定装置を概略的に示す図である。
【００４３】
図２を参照すれば、電流測定素子は、バッテリーモジュールの電流を測定するために、シャント抵抗１２０に電流が流れる時、シャント抵抗１２０の両端に印加される電圧値に基づいて、測定部１３０においてバッテリー１０モジュールの電流値を算出する。
【００４４】
このように、１個のシャント抵抗１２０及び１個の測定部１３０を介してバッテリーモジュールの電流値を算出する場合には信頼度が高くないため、高信頼性のシャント抵抗１２０及び測定部１３０を用いるか、または複数のシャント抵抗１２０及び複数の測定部１３０を介してバッテリー１０モジュールの電流を算出しなければならない。しかし、電流測定装置において、高信頼性のシャント抵抗１２０及び測定部１３０は価格的な問題があり、複数のシャント抵抗１２０及び測定部１３０を用いる場合には、バッテリー１０モジュールの体積が増加するため、バッテリー１０モジュールの高効率化及び高エネルギー密度化に悪影響を及ぼす。
【００４５】
図３は、本発明の第１実施形態によるシャント抵抗を用いた電流測定装置を概略的に示す図である。
【００４６】
図３を参照すれば、シャント抵抗を用いた電流測定装置１００（ａ）は、バスバー１１０、シャント抵抗１２０及び測定部１３０を含んで構成されることができる。
【００４７】
図３に示されたシャント抵抗を用いた電流測定装置１００（ａ）は一実施形態によるものであり、その構成要素が図４に示された実施形態に限定されるものではなく、必要により、付加、変更または削除されてもよい。
【００４８】
バスバー１１０は、バッテリー１０パック内に含まれた２個のバッテリー１０モジュールのモジュール端子を互いに連結することができる。しかし、本発明はこれに制限されず、バスバー１１０は、適用しようとするシャント抵抗を用いた電流測定装置１００（ａ）の個数に応じて２個以上のバッテリー１０モジュールのモジュール端子を互いに連結することができる。バスバー１１０の形態も、連結しようとするバッテリー１０モジュールの形態及び配置に応じて多様に形成されることができる。一例として、使用者が３個以上のバッテリー１０モジュールのモジュール端子を連結するためにシャント抵抗を用いた電流測定装置１００（ａ）が適用されたバスバーを利用しようとする場合、３個以上のバッテリー１０モジュールを連結するための３個以上のバスバーを一体化した１個のバスバー１１０を用いて３個以上のバッテリー１０モジュールのモジュール端子を連結することができる。
【００４９】
また、バスバー１１０は、後述するシャント抵抗１２０を２個以上含むことができる。
【００５０】
シャント抵抗１２０はバッテリー１０モジュールの電圧を測定するために用いられ、バスバー１１０上に２以上のシャント抵抗１２０が位置してバスバー１１０を少なくとも２以上の領域に分離させることができる。
【００５１】
さらに、シャント抵抗を用いた電流測定装置１００（ａ）は、端子シャント抵抗（図示せず）をさらに含むことができる。
【００５２】
端子シャント抵抗（図示せず）は、少なくとも一部領域に貫通孔を含み、バッテリー１０モジュールのモジュール端子に追加的に設けることにより、電流測定の信頼性を高めることができる。ここで、貫通孔は、バッテリー１０モジュールのモジュール端子を挿入させるようにバッテリー１０モジュール端子の直径大きさ以上に形成されることができる。
【００５３】
また、端子シャント抵抗は、第１接続端子（図示せず）及び第２接続端子（図示せず）を含むことができる。
【００５４】
第１接続端子及び第２接続端子は、端子シャント抵抗の両端に印加される電圧値を測定するために設けられることができる。
【００５５】
このために第１接続端子及び第２接続端子の一部領域に貫通孔が含まれ、第１接続端子及び第２接続端子の間に端子シャント抵抗を置いてバッテリー１０モジュールのモジュール端子に挿入して設けることができる。一例として、端子シャント抵抗、第１接続端子及び第２接続端子はワッシャ形態で形成され、バッテリー１０モジュールのモジュール端子はボルト形態で形成されることができる。ワッシャ形態で形成された端子シャント抵抗、第１接続端子及び第２接続端子は、内部に形成された貫通孔をボルト形態のモジュール端子にネジ結合して電気的に連結されることができる。
【００５６】
また、第１接続端子、端子シャント抵抗及び第２接続端子は結合された形態に製作されることができる。一例として、第１接続端子、第２接続端子及び端子シャント抵抗が１個のワッシャ形態に製作されることができる。
【００５７】
測定部１３０は、２以上のシャント抵抗１２０に印加される電圧値を各々測定し、測定された電圧値に基づいて電流値を各々算出することができる。
【００５８】
このために１個以上の測定部１３０を含むことができる。また、測定部１３０は、電圧増幅部１３１及び電流算出部１３２を含むことができる。
【００５９】
電圧増幅部１３１は、シャント抵抗１２０に印加されるバッテリー１０モジュールの電圧値を増幅させる役割をすることができる。一般にシャント抵抗の抵抗値は、負荷に及ぼす影響を最小化するために、非常に小さい値の抵抗を用いる。一例として、シャント抵抗１２０の抵抗値は１００ｕΩであってもよい。したがって、シャント抵抗１２０に印加されるバッテリー１０モジュールの電圧値は非常に小さいため、それを増幅させる必要性がある。
【００６０】
したがって、電圧増幅部１３１は、シャント抵抗に印加される小さい電圧値を増幅することができる。一例として、電圧増幅部１３１は、１個以上の演算増幅器（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）が直列及び並列に連結された回路であってもよく、演算増幅器に既に設定されたゲイン（Ｇａｉｎ）値に基づいてシャント抵抗１２０の両端に印加される電圧値を増幅させることができる。
【００６１】
電流算出部１３２は、電圧増幅部１３１を介して増幅されたシャント抵抗１２０の両端に印加される電圧値に基づいてバッテリー１０モジュールの電流を算出することができる。例えば、１００ｕΩのシャント抵抗１７０に電流が流れると、オームの法則（Ｖ＝Ｉ＊Ｒ）によって１ｍＶの電位差が発生し、発生した電位差は増幅部１３１に既に設定されたゲイン（ｇａｉｎ）値をかけただけに増幅して出力される。その逆に、出力電圧が４．５Ｖである場合、既に設定されたゲイン（ｇａｉｎ）値で分けると、０．０４５Ｖという電位差が発生したことが分かり、オームの法則（Ｖ＝Ｉ＊Ｒ）によって４５０Ａが流れることが分かる。
【００６２】
複数のシャント抵抗１２０を各々測定するために、電流測定装置は１個以上の測定部１３０を備え、１個以上の測定部１３０は１個の測定モジュール１５０を構成することができる。
【００６３】
測定モジュール１５０は１個以上の測定部１３０で構成され、１個以上の測定部１３０の動作を制御できる制御部（図示せず）を含むことができる。
【００６４】
制御部は、１個以上の測定部の動作をオンまたはオフに制御することができる。制御部は、異常のある測定部の動作をオフにすることができる。また、高信頼性が要求されない場合、制御部は、複数の測定部のうち一部の測定部のみを選択的に動作させて使用することができる。一例として、１個以上の測定部１３０は各々スイッチ（図示せず）と連結され、制御部は測定部１３０と連結されたスイッチのオンまたはオフを制御することにより測定部１３０の動作を制御することができる。
【００６５】
図４は、本発明の第２実施形態によるシャント抵抗を用いた電流測定装置を概略的に示す図である。
【００６６】
図４を参照すれば、シャント抵抗を用いた電流測定装置１００（ｂ）は、シャント抵抗を用いた電流測定装置１００（ａ）と同様に、バスバー１１０’、シャント抵抗１２０’及び測定部１３０’を含んで構成されることができる。
【００６７】
バスバー１１０’は、第１実施形態におけるバスバー１１０と同様に、バッテリー１０パック内に含まれた２個のバッテリー１０モジュールのモジュール端子を互いに連結することができる。バスバー１１０’は、適用しようとするシャント抵抗を用いた電流測定装置１００（ｂ）の個数に応じて、２個以上のバッテリー１０モジュールのモジュール端子を互いに連結することができる。バスバー１１０の形態も、連結しようとするバッテリー１０モジュールの形態及び配置に応じて多様に形成されることができる。
【００６８】
シャント抵抗１２０’は、バッテリー１０モジュールの電圧を測定するために用いられることができる。また、シャント抵抗１２０’は、バスバー１１０’上に位置し、バスバー１１０’を二つの領域に分離させることができる。しかし、本発明はこれに制限されず、使用者の要求及び使用環境に応じて、１個以上のシャント抵抗１２０’はバスバー１１０’上に位置し、バスバー１２０’を少なくとも２以上の領域に分離させることができる。
【００６９】
シャント抵抗１２０はバッテリー１０モジュールの電圧を測定するために用いられ、バスバー１１０上に２以上のシャント抵抗１２０が位置してバスバー１１０を少なくとも２以上の領域に分離させることができる。
【００７０】
さらに、シャント抵抗を用いた電流測定装置１００（ｂ）は、端子シャント抵抗（図示せず）をさらに含むことができる。
【００７１】
端子シャント抵抗（図示せず）は、少なくとも一部領域にモジュール端子直径大きさの貫通孔を含み、バッテリー１０モジュールのモジュール端子に追加的に設けることにより、電流測定の信頼性を高めることができる。このために、端子シャント抵抗は、第１接続端子（図示せず）及び第２接続端子（図示せず）を含むことができる。
【００７２】
第１接続端子及び第２接続端子は、端子シャント抵抗の両端に印加される電圧値を測定するために設けられることができる。
【００７３】
このために第１接続端子及び第２接続端子の一部領域に貫通孔が含まれ、第１接続端子及び第２接続端子の間に端子シャント抵抗を置いてバッテリー１０モジュールのモジュール端子に挿入して設けることができる。一例として、第１実施形態のように端子シャント抵抗、第１接続端子及び第２接続端子はワッシャ形態に形成されることができる。また、第１接続端子、端子シャント抵抗及び第２接続端子は結合された形態に製作されることができる。
【００７４】
また、シャント抵抗１２０’は後述するノード部１４０を含むことができる。
【００７５】
ノード部１４０はシャント抵抗１２０’の電圧値を測定するための接点であり、シャント抵抗内に少なくとも３個以上のノード１４１、１４２、１４３を含むことができる。
【００７６】
ノード１４１、１４２、１４３の位置及び個数は、シャント抵抗１２０’の種類、大きさ、測定部１３０’の個数及び使用者の要求に応じて形成されることができる。
【００７７】
測定部１３０’は１個以上で構成され、シャント抵抗１２０’に含まれた３個以上のノード１４１、１４２、１４３のうち少なくとも２個のノードを選択することができる。測定部１３０’は、選択したノード間に印加される電圧値に基づいて、バッテリーモジュールの電流値を測定することができる。
【００７８】
また、測定部１３０’は、第１実施形態における測定部１３０と同様に、電圧増幅部１３１’及び電流算出部１３２’を含むことができる。
【００７９】
ここで、電圧増幅部１３１’及び電流算出部１３２’の役割及び原理は、第１実施形態における電圧増幅部１３１及び電流算出部１３２と同様である。
【００８０】
測定部１３０’は、シャント抵抗１２０’に含まれたノード１４１、１４２、１４３間の電圧値を各々測定するために１個以上で構成されることができる。１個以上の測定部１３０’は、１個の測定モジュール１５０’を構成することができる。
【００８１】
測定モジュール１５０’は１個以上の測定部１３０’を含み、１個以上の測定部１３０’の動作を制御できる制御部（図示せず）を含むことができる。
【００８２】
制御部は、１個以上の測定部の動作をオンまたはオフに制御し、それにより、異常のある測定部の動作をオフにすることができる。また、制御部は、高信頼性が要求されない場合、複数の測定部のうち一部の測定部のみを選択的に動作させることができる。さらに、制御部は、シャント抵抗１２０’内に含まれた３個以上のノード１４１、１４２、１４３のうち少なくとも２個以上のノードを選択することができる。一例として、各ノード１４１、１４２、１４３はノード１４１とノード１４２、ノード１４１とノード１４３、及びノード１４２とノード１４３等の様々な組み合わせを有し、それぞれの組み合わせごとにスイッチ（図示せず）が連結されることができる。制御部は、組み合わせられたノード１４１、１４２、１４３間に連結されたスイッチを制御することにより、少なくとも２個以上で構成された組み合わせを選択することができる。
【００８３】
以上、本発明の特定の実施形態を図示し説明したが、本発明の技術思想は添付された図面と上記説明内容に限定されるものではなく、本発明の思想を逸脱しない範囲内で様々な形態の変形が可能であるということは本分野の通常の知識を有する者にとって明らかなことであり、このような形態の変形は本発明の精神に違背しない範囲内で本発明の特許請求の範囲に属するとみなすことができる。
【図１】
2018536166.tif 000003
【図２】
2018536166.tif 000004
【図３】
2018536166.tif 000005
【図４】
2018536166.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月1日(2018.6.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
なお、本発明の一実施形態によれば、複数の測定部を介して複数のシャント抵抗を各々測定することにより、信頼性のある電圧値を測定できるシャント抵抗を用いた電流測定装置を提供する。
本発明の一の態様は以下の通りである。
〔１〕  電流測定装置であって、
バッテリーパック内に含まれた２個のバッテリーモジュールのモジュール端子を互いに連結する１個以上のバスバー（Ｂｕｓｂａｒ）と、
前記バスバー上に位置し、前記バスバーを少なくとも２以上の領域に分離させる少なくとも２以上のシャント抵抗と、及び
前記２以上のシャント抵抗に印加される電圧値を各々測定し、前記測定された電圧値に基づいて電流値を各々算出する１個以上の測定部と、を備えてなることを特徴とする、シャント抵抗を用いた電流測定装置。
〔２〕  前記測定部は、
前記シャント抵抗に印加される電圧値を増幅する電圧増幅部と、及び
前記増幅された電圧値に基づいて前記バッテリーモジュールの電流値を算出する電流算出部と、を備えてなることを特徴とする、〔１〕に記載のシャント抵抗を用いた電流測定装置。
〔３〕  前記１個以上の測定部は、１個の測定モジュールで構成されてなり、
前記測定モジュールは、前記１個以上の測定部の動作を制御する制御部を備えてなることを特徴とする、〔１〕又は〔２〕に記載のシャント抵抗を用いた電流測定装置。
〔４〕  少なくとも一部領域に貫通孔を有する端子シャント抵抗と、及び
前記端子シャント抵抗の両端に印加される電圧値を測定するための第１接続端子及び第２接続端子とを更に備えてなり、
前記端子シャント抵抗を前記第１接続端子及び前記第２接続端子の間に置いて前記モジュール端子を前記貫通孔に挿入して設けることを特徴とする、〔１〕〜〔３〕の何れか一項に記載のシャント抵抗を用いた電流測定装置。
〔５〕  前記端子シャント抵抗はワッシャ形態であり、
前記モジュール端子はボルト形態であり、
前記ワッシャ形態のシャント抵抗の内部に形成された貫通孔をボルト形態のモジュール端子にネジ結合して前記端子シャント抵抗と前記モジュール端子を電気的に連結することを特徴とする、〔４〕に記載のシャント抵抗を用いた電流測定装置。
〔６〕  電流測定装置であって、
バッテリーパック内に含まれた２個のバッテリーモジュールのモジュール端子を互いに連結する１個以上のバスバー（Ｂｕｓｂａｒ）と、
前記バスバー上に位置し、前記バスバーを二つの領域に分離させるシャント抵抗と、及び
前記シャント抵抗に含まれた３個以上のノードのうち少なくとも２個のノードを選択し、前記選択された２個のノード間に印加される電圧値に基づいて、前記バッテリーモジュールの電流値を測定する１個以上の測定部と、を備えてなることを特徴とする、シャント抵抗を用いた電流測定装置。
〔７〕  前記測定部は、
前記シャント抵抗に印加される電圧値を増幅する電圧増幅部と、及び
前記増幅された電圧値に基づいて前記バッテリーモジュールの電流値を算出する電流算出部と、を備えてなることを特徴とする、〔６〕に記載のシャント抵抗を用いた電流測定装置。
〔８〕  前記１個以上の測定部は、１個の測定モジュールで構成され、
前記測定モジュールは、前記１個以上の測定部の動作を制御し、前記シャント抵抗の電圧値を測定するためのノードを選択する制御部を備えてなることを特徴とする、〔６〕又は〔７〕に記載のシャント抵抗を用いた電流測定装置。
〔９〕  少なくとも一部領域に貫通孔を有する端子シャント抵抗と、及び
前記端子シャント抵抗の両端に印加される電圧値を測定するための第１接続端子及び第２接続端子とを更に備えてなり、
前記端子シャント抵抗を前記第１接続端子及び前記第２接続端子の間に置いて前記モジュール端子を前記貫通孔に挿入して設けることを特徴とする、〔６〕〜〔８〕の何れか一項に記載のシャント抵抗を用いた電流測定装置。
〔１０〕  前記端子シャント抵抗はワッシャ形態であり、
前記モジュール端子はボルト形態であり、
前記ワッシャ形態のシャント抵抗の内部に形成された貫通孔をボルト形態のモジュール端子にネジ結合して前記端子シャント抵抗と前記モジュール端子を電気的に連結することを特徴とする、〔９〕に記載のシャント抵抗を用いた電流測定装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流測定装置であって、
バッテリーパック内に含まれた２個のバッテリーモジュールのモジュール端子を互いに連結する１個以上のバスバー（Ｂｕｓｂａｒ）と、
前記バスバー上に位置し、前記バスバーを少なくとも２以上の領域に分離させる少なくとも２以上のシャント抵抗と、及び
前記２以上のシャント抵抗に印加される電圧値を各々測定し、前記測定された電圧値に基づいて電流値を各々算出する１個以上の測定部と、を備えてなることを特徴とする、シャント抵抗を用いた電流測定装置。
【請求項２】
前記測定部は、
前記シャント抵抗に印加される電圧値を増幅する電圧増幅部と、及び
前記増幅された電圧値に基づいて前記バッテリーモジュールの電流値を算出する電流算出部と、を備えてなることを特徴とする、請求項１に記載のシャント抵抗を用いた電流測定装置。
【請求項３】
前記１個以上の測定部は、１個の測定モジュールで構成されてなり、
前記測定モジュールは、前記１個以上の測定部の動作を制御する制御部を備えてなることを特徴とする、請求項１又は２に記載のシャント抵抗を用いた電流測定装置。
【請求項４】
少なくとも一部領域に貫通孔を有する端子シャント抵抗と、及び
前記端子シャント抵抗の両端に印加される電圧値を測定するための第１接続端子及び第２接続端子とを更に備えてなり、
前記端子シャント抵抗を前記第１接続端子及び前記第２接続端子の間に置いて前記モジュール端子を前記貫通孔に挿入して設けることを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載のシャント抵抗を用いた電流測定装置。
【請求項５】
前記端子シャント抵抗はワッシャ形態であり、
前記モジュール端子はボルト形態であり、
前記ワッシャ形態のシャント抵抗の内部に形成された貫通孔をボルト形態のモジュール端子にネジ結合して前記端子シャント抵抗と前記モジュール端子を電気的に連結することを特徴とする、請求項４に記載のシャント抵抗を用いた電流測定装置。
【請求項６】
電流測定装置であって、
バッテリーパック内に含まれた２個のバッテリーモジュールのモジュール端子を互いに連結する１個以上のバスバー（Ｂｕｓｂａｒ）と、
前記バスバー上に位置し、前記バスバーを二つの領域に分離させるシャント抵抗と、及び
前記シャント抵抗に含まれた３個以上のノードのうち少なくとも２個のノードを選択し、前記選択された２個のノード間に印加される電圧値に基づいて、前記バッテリーモジュールの電流値を測定する１個以上の測定部と、を備えてなることを特徴とする、シャント抵抗を用いた電流測定装置。
【請求項７】
前記測定部は、
前記シャント抵抗に印加される電圧値を増幅する電圧増幅部と、及び
前記増幅された電圧値に基づいて前記バッテリーモジュールの電流値を算出する電流算出部と、を備えてなることを特徴とする、請求項６に記載のシャント抵抗を用いた電流測定装置。
【請求項８】
前記１個以上の測定部は、１個の測定モジュールで構成され、
前記測定モジュールは、前記１個以上の測定部の動作を制御し、前記シャント抵抗の電圧値を測定するためのノードを選択する制御部を備えてなることを特徴とする、請求項６又は７に記載のシャント抵抗を用いた電流測定装置。
【請求項９】
少なくとも一部領域に貫通孔を有する端子シャント抵抗と、及び
前記端子シャント抵抗の両端に印加される電圧値を測定するための第１接続端子及び第２接続端子とを更に備えてなり、
前記端子シャント抵抗を前記第１接続端子及び前記第２接続端子の間に置いて前記モジュール端子を前記貫通孔に挿入して設けることを特徴とする、請求項６〜８の何れか一項に記載のシャント抵抗を用いた電流測定装置。
【請求項１０】
前記端子シャント抵抗はワッシャ形態であり、
前記モジュール端子はボルト形態であり、
前記ワッシャ形態のシャント抵抗の内部に形成された貫通孔をボルト形態のモジュール端子にネジ結合して前記端子シャント抵抗と前記モジュール端子を電気的に連結することを特徴とする、請求項９に記載のシャント抵抗を用いた電流測定装置。
【国際調査報告】
2018536166.tif 000007
2018536166.tif 000008
2018536166.tif 000009
2018536166.tif 000010