转换继电器和使用转换继电器的电池电压测量系统的制作方法

本申请要求于2015年6月16日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2015-0085311的优先权和权益，本申请的整个内容通过引用并入到本文中。

本发明涉及一种变压器继电器和使用该变压器继电器的电池电压测量系统，并且更具体地说，涉及一种变压器继电器和使用该变压器继电器的电池电压测量系统，其通过使用变压器单元来转换从控制单元发送的电压测量信号的电压，并且通过在测量电池的电压的测量单元中和导通或切断电池的电气连接的继电器单元输入所转换的电压测量信号的电压来导通继电器单元，从而测量电池的电压。

背景技术：

近年来，由于矿物燃料的消耗和通过矿物能源的使用导致的环境污染，能够由二次电池能够驱动的电子产品的兴趣日益增长。因此，随着对移动设备、电动车辆(ev)、混合电动车辆(hev)、插电式混合电动车辆(phev)、能量存储系统(ess)、不间断电源(ups)等等的技术发展和需求增长，对作为能源的二次电池的需求正在迅速增长。

二次电池作为用于促进生态友好性能和能量效率的新能源已经引起公众关注，其中根本没有根据能量的使用以及戏显著地降低矿物能源的使用的主要优点产生副产物。

具体地，在电动车辆、混合电动车辆、能量存储系统、和不间断电源中使用的二次电池要求高输出和大容量的特性并且为了维持这些特性，频繁地测量和监测二次电池的电压是重要的。

结果，在现有技术中，将光-mos继电器连接在二次电池和测量单元之间并且通过在当需要测量二次电池的电压时的时间处将光-mos继电器的操作状态控制成导通(on)状态来测量二次电池的电压，但是因为内部的发光二极管(led)的寿命短，所以光-mos继电器的可用时段短并且难以使光-mos继电器小型化。

因此，本发明人已经发明变压器继电器和使用该变压器继电器的电池电压测量系统，其通过使用变压器单元来转换从控制单元发送的电压测量信号的电压并且通过在测量电池的电压的测量单元中和导通或切断电池的电气连接的继电器单元输入所转换的电压测量信号的电压来导通继电器单元，从而测量电池的电压。

技术实现要素：

技术问题

本发明的目的是为了提供一种变压器继电器和使用该变压器继电器的电池电压测量系统，其通过使用变压器单元来转换从控制单元发送的电压测量信号的电压，并且通过在测量电池的电压的测量单元中和导通或切断电池的电气连接的继电器单元输入所转换的电压测量信号的电压来导通继电器单元，从而测量电池的电压。

技术解决方案

根据本发明的使用变压器继电器的电池电压测量系统被配置为包括：变压器单元，该变压器单元根据第一绕组和第二绕组的匝数比率转换电压测量信号的电压；继电器单元，当输入电压测量单元的转换的电压时，将操作状态变化为导通状态，同时传送电池的电压；以及测量单元，该测量单元通过从继电器单元接收电池的电压来测量电池电压值。

使用变压器继电器的电池电压测量系统可以进一步包括控制单元，该控制单元在预先确定的时间处将用于测量电池的电压的电压测量信号发送到变压器单元的初级端子。

继电器单元可以是包括栅极端子、源极端子、和漏极端子的金属氧化物硅场效应晶体管(mosfet)。

可以将变压器单元的次级侧连接到栅极端子，以输入电压测量信号的转换的电压，可以将电池连接到源极端子，以输入电池的电压，以及可以将测量单元连接到漏极端子，以将源极端子中输入的电池的电压输出到测量单元。

匝数比率可以是1:1。

根据本发明的变压器继电器被配置为包括：变压器单元，该变压器单元根据第一绕组和第二绕组的匝数比率转换电压测量信号的电压；以及继电器单元，当输入电压测量信号的转换的电压时，将操作状态变化为导通状态，同时转换电池的电压。

变压器单元可以在预先确定的时间处通过其初级端子接收用于测量电池的电压的电压测量信号。

继电器单元可以是包括栅极端子、源极端子、和漏极端子的金属氧化物硅场效应晶体管(mosfet)。

可以将变压器单元的次级侧连接到栅极端子，以输入电压测量信号的转换的电压，可以将电池连接到源极端子，以输入电池的电压，以及可以将测量电池电压的测量单元连接到漏极端子，以将源极端子中输入的电池的电压输出到测量单元。

匝数比率可以是1:1。

有利效果

根据本发明的变压器继电器和使用该变压器继电器的电池电压测量系统通过使用变压器单元来转换从控制单元发送的电压测量信号的电压，并且通过在测量电池的电压的测量单元中和导通或切断电池的电气连接的继电器单元输入所转换的电压测量信号的电压来导通继电器单元，从而测量电池的电压，以在没有寿命的限制的情况下测量电压的电压并且维持高电压电池和控制单元的绝缘。

附图说明

图1是示意性地图示根据本发明的实施例可以应用使用变压器继电器的电池电压测量系统的电动车辆的图。

图2是图示使用根据本发明的实施例的变压器继电器的电池电压测量系统的配置的框图。

图3是图示使用根据本发明的实施例的变压器继电器的电池电压测量系统的详细配置的一个示例的图。

具体实施方式

将会在下面参考附图详细地描述本发明。在本文中，将会省略可能不必要地使本发明的精神含糊不清的已知功能和配置的重复描述和详细描述。将会为本领域的技术人员更加全面地描述本发明提供本发明的实施例。因此，为了更清楚的说明，可以放大附图中的元件的形状、大小等等。

在整个说明书中，除非明确的相反描述，单词“包含(comprise)”和诸如“包含(comprises)”或“含有(comprising)”的变化形式将会被理解为暗示包括所述的元件但不排除任何其它元件。

此外，在说明书中公开的术语“单元”意旨处理至少一个功能或者操作并且这个可以通过硬件或软件或者硬件和软件的组合来实现。

图1是示意性地图示根据本发明的实施例可以应用使用变压器继电器的电池电压测量系统的电动车辆的图。

在图1中，图示其中将使用根据本发明的实施例的变压器继电器的(图2和图3的)电池电压测量系统1000应用到电动车辆1的示例，但是可以甚至将使用根据本发明的实施例的变压器继电器的电池电压测量系统1000应用到除了电动车辆10之外可以向其应用诸如移动设备、能量存储系统(ess)、或不间断电源(ups)的二次电池的全部技术领域。

电动车辆1可以被配置为包括电池10、电池管理系统(bms)20、电子控制单元(ecu)30、逆变器40、和电动机50。

电池10是通过将驱动力提供到电动机50驱动电动车辆1的电能量源。可以通过驱动电动机50或内燃机、通过逆变器40对电池10充电或放电(未图示)。

在本文中，没有具体地限制电池10的类型并且可以通过例如锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、锌镍电池等等组成电池。

bms20估计电池10的状态并且通过使用所估计的状态信息管理电池10。例如，bms估计和管理电池10的状态信息，该状态信息包括电池10的充电的状态(soc)、健康状态(soh)、最大输入/输出功率裕量、输出电压等等。此外，bms20可以通过使用状态信息控制电池10的充电或者放电，还可以估计电池10的更换时间。

为此，bms20包括使用将要在下面描述的变压器继电器的电池电压测量系统1000以定期地或在通过用户设定的预先确定的时间处测量电池10的电压，同时维持电池10和bms20之间的绝缘以及基于电池10的所测量的电压估计和管理电池10的状态信息，该状态信息包括soc、soh、最大输入/输出功率裕量、输出电压等等。

ecu30是控制电动车辆1的状态的电子控制设备。例如，ecu30基于诸如加速器、制动、速度等等的信息确定转矩程度，并且根据转矩信息控制电动机50的输出。

另外，ecu30将控制信号发送到逆变器40，使得基于通过bms20传送的诸如电池10的soc、soh等等的状态信息对电池10进行充电或放电。

逆变器40允许电池10基于ecu30的控制信号进行充电或放电。

电动机50通过使用电池10的电能基于从ecu30传送的控制信息(例如，转矩信息)驱动电动车辆1。

图2是图示使用根据本发明的实施例的变压器继电器的电池电压测量系统的配置的框图，以及图3是图示使用根据本发明的实施例的变压器继电器的电池电压测量系统的详细配置的一个示例的图。

参考图2和图3，使用变压器继电器的电池电压测量系统1000可以被配置以包括变压器继电器100、控制单元120、和测量单元130。在图2和图3中图示的电池电压测量系统1000遵循实施例，以及其组成元件不限于在图2和图3中图示的实施例并且必要时，可以添加、修改、或者删除组成元件。

根据本发明的实施例的电池电压测量系统1000可以基于电池10的电压、电流、和温度计算电池10的充电状态(soc)、健康状态(soh)、和最大输入/输出功率裕量，并且将其设置在(图1的)bms20中，该bms20使用电池10的所计算的状态信息控制对电池10充电或放电，以测量电池10的电压。

根据本发明的实施例的变压器继电器100可以用作根据来自于控制单元200的电压测量信号导通或切断在电池10和测量单元300之间的电气连接。

为此，变压器继电器100可以被配置为包括变压器单元110和继电器单元120。

更详细地说，可以将从控制单元200接收的电压测量信号的电压施加到变压器单元110的初级绕组l1以及可以将根据变压器单元110的匝数比率转换的电压测量信号的电压感应到次级绕组l2。

在此，电压测量信号可以是用于导通电池10和测量单元300之间的电气连接的控制信号，以便在预先确定的时间处测量电池10的电压。

在这样的情况下，控制单元200可以用作将电压测量信号发送到变压器单元110并且可定期地设定或者通过用户或管理员任意地设定预先确定的时间。

同时，变压器110的匝数比率可以是1:1。结果，通过变压器110转换的电压测量信号的电压和从控制单元200接收的电压测量信号的电压可以彼此相同。

即，当变压器的匝数比率是1:1时，在转换之前和之后的电压测量信号的电压被维持为是彼此相同的，以及向其施加高电压的电池10和控制单元200可以彼此绝缘。

继电器单元120接收通过变压器单元110转换的电压测量信号的电压，并且结果，将继电器单元120的操作状态变化为导通状态。因此，继电器单元120可以用作导通电池10和测量单元300之间的电气连接。

在实施例中，继电器单元120可以是包括栅极端子g、源极端子s、和漏极端子d的金属氧化物硅场效应晶体管(mosfet)，以及栅极端子g、源极端子s和漏极端子d可以分别与变压器单元110的次级侧、电池10和测量单元300连接。

可以在栅极端子g中输入感应到二次绕组l2的电压测量信号的电压。也就是，可以在栅极端子g中输入通过变压器单元110转换的电压测量信号的电压。

在这个情况下，在栅极端子g中输入的电压测量信号的电压可以是继电器单元120阈值电压的电压或更高。

结果，导通源极端子s和漏极端子d，并且结果，将在源极端子s中输入的电池10的电压输入到漏极端子d，以将其输入在测量单元300中。

如上所述，变压器单元100通过使用变压器单元110将从控制单元200接收的电压控制信号传送到继电器单元120，以绝缘易于受到高电压和高电流的控制单元200和电池10，从而保护控制单元200和包括控制单元200的bms20免于噪声。

测量单元300可以用作通过接收从继电器单元120输出的电池10的电压测量对电池10充电的电池电压值。

在此，电池10可以是其中以串联地或并联地连接多个电池单元(未图示)的二次电池。

结果，测量单元300可以测量多个电池单元电压值。

为了执行任务，测量单元300可以包括一个或多个开关元件、电容器、导通线等等。

同时，可以将通过测量单元300测量的电池电压值发送到bms20。

已经参考优选实施例描述本发明。然而，本领域的技术人员将会显而易见的是，在不脱离在所附的权利要求和它们的等效物中限定的本发明的精神和范围的情况下，能够进行本发明的各种修改和变化。