KR100742831B1 - 전지 팩 - Google Patents

Abstract

CPU를 내장하여 측정 데이터의 보정을 가능하게 한 전지 팩에 있어서, CPU는, 적어도 측정에 의해 셀의 전압과 충방전 전류와 온도 데이터를 입수하여 충방전을 제어하여 잔량 적산을 행하는 메인 프로그램과, 외부 기기와 통신하는 통신 프로그램과, 측정 데이터를 입수하여 상기 측정 데이터로부터 일정값을 산출하는 보정배율을 구해 메모리에 격납하는 보정 프로그램을 구비하여, 셀의 상태를 일정값으로 설정한 후, 보정 프로그램을 기동하여 보정배율을 구해 메모리에 격납하고, 메인 프로그램으로 측정한 셀의 전압과 충방전 전류와 온도 데이터를 보정배율로 보정하고, 충방전을 제어하여 잔량 적산을 행하여, 저렴한 부재를 사용해도 측정의 정밀도를 높이고, 비용을 내릴 수 있다.

Description

전지 팩{Battery pack}

도 1은 본 발명의 전지 팩의 실시형태를 설명하기 위한 도면,

도 2는 본 발명의 전지 팩의 구성 개요를 나타낸 도면이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 … 전지 2 … 전지 전압 감시 IC

3 … 충방전용 제어 FET 4 … 마이크로 컴퓨터

5 … 전류 검출 저항 6 … OPAMP

7 … EEPROM 9 … LED 표시기

본 발명은 CPU를 내장하여 측정 데이터의 보정을 가능하게 한 전지 팩에 관한 것이다.

CPU(원 칩 마이크로 컴퓨터)을 내장하고 있는 전지 팩에 있어서, 통상의 CPU 제어에서는, 측정에 의해 셀의 전압과 충방전 전류와 온도 데이터를 입수하여 충방전을 제어하여 잔량 적산 등을 행하고 있다. 종래, 이러한 전압, 전류, 온도의 측정을 행하는 경우에는, 주변 회로에 사용하는 저항, 앰프 등의 부품의 정밀도를 높여, 제품별 불균일을 적게 함으로써, 측정 정밀도를 높이고 있었다. 그래서, 정밀도가 높은 고가의 부품을 사용해야만 하여, 단가가 올라가 전지 팩 자체가 고가의 것이 되어 있었다.

본 발명은 상기 과제를 해결하는 것으로서, 저렴한 부재를 사용해도 셀의 전압, 충방전 전류, 온도 데이터의 보정을 행하여, 측정 정밀도를 높이고 비용도 내릴 수 있도록 하는 것이다.

이를 위해, 본 발명은 CPU를 내장하여 측정 데이터의 보정을 가능하게 한 전지 팩에 있어서, CPU는, 적어도 측정에 의해 셀의 전압과 충방전 전류와 온도 데이터를 입수하여 충방전을 제어하여 잔량 적산을 행하는 메인 프로그램과, 외부 기기와 통신하는 통신 프로그램과, 측정 데이터를 입수하여 상기 측정 데이터로부터 일정값을 산출하는 보정배율을 구해 메모리에 격납하는 보정 프로그램을 구비하여, 셀의 상태를 일정값으로 설정한 후, 상기 보정 프로그램을 기동하여 보정배율을 구해 상기 메모리에 격납하고, 상기 메인 프로그램은, 측정한 셀의 전압과 충방전 전류와 온도 데이터를 보정배율로 보정하고 충방전을 제어하여 잔량 적산을 행하는 것을 특징으로 한다.

상기 보정 프로그램은, 구한 보정배율이 일정 범위에 들어가는지를 판단하여, 보정배율이 일정 범위에 들어가는 것을 조건으로 구한 보정배율을 메모리에 격납한다.

또, 상기 보정 프로그램은, 보정배율의 초기값을 갖고, 보정 프로그램에 의해 보정배율이 구해지지 않는 경우 또는 구한 보정배율이 일정 범위에 들어가지 않는 경우에 상기 초기값을 상기 메모리에 격납한다. 상기 보정 프로그램은, 구한 보정배율이 일정 범위에 들어가지 않는 경우에 에러 정보를 외부에 출력한다. 상기 보정 프로그램은, 외부 기기로부터 발행되는 소정의 명령을 통신 프로그램이 수신함으로써, 또는 상기 CPU의 빈 포트를 조작함으로써 기동된다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하면서 설명한다.

전지 팩에 내장되는 CPU(원 칩 마이크로 컴퓨터)는 도 1(A)에 나타낸 바와 같이 셀 전압과 충방전 전류와 온도 데이터를 입수하여 충방전을 제어하여 잔량 적산 등을 행하는 메인 프로그램과 외부 기기와 통신하는 통신 프로그램과, 그 통신 프로그램으로 전압, 전류, 온도 데이터의 보정을 행하는 명령을 수신한 경우에 보정을 행하는 보정 프로그램을 갖고 있다.

이 전지 팩에서 통상의 CPU 제어는 메인 프로그램이 행한다. 메인 프로그램은, 측정에 의해 셀의 전압과 충방전 전류와 온도 데이터를 입수하여 충방전을 제어하여 잔량 적산 등을 행하고, 외부 기기로부터의 수신 및 외부 기기로의 송신시, 통신 프로그램을 적절하게 불러내어 통신 처리를 행한다.

통신 프로그램은 송신 데이터의 작성과 수신 데이터의 처리를 행하며, 통신 프로그램이 외부 기기로부터 소정의 명령을 수신하면, 제어는 메인 프로그램으로부터 보정 프로그램으로 이행한다. 이 때의 명령은 은닉성이 높은 명령으로 할 필요가 있다.

보정 프로그램은, 보정 명령을 수신하면 셀 전압, 충방전 전류, 온도 데이터의 측정을 행하여, 그 때의 측정한 값을 정해진 값이 되도록 보정을 행하는 보정배율을 산출한다. 또, 산출된 보정배율이 어느 일정 범위에서 벗어나 있는 경우는, 기판에 입력되어 있는 전압, 전류, 온도가 틀렸거나, 회로의 불량 가능성이 있으므로, 에러 코드를 발행하고, 보정배율에 초기값을 재입력한다. 보정배율이 적정한 경우에는, 그대로 보정배율을 메모리 내에 격납하고, 전압, 전류, 온도의 측정시에 그 측정한 데이터 값에 보정배율을 곱한 값을 각 측정 데이터의 바른 값으로서 사용한다.

본 발명의 전지 팩은, 상기와 같이 외부 기기로부터 통신으로 소정의 명령이 입력되면, 제어는 메인 프로그램으로부터 보정 프로그램으로 이행하여, 전압, 전류, 온도 데이터를 읽어, 정확한 값이 되도록 보정배율을 산출하여 전압, 전류, 온도 데이터를 보정하는 것이 가능하도록 되어 있다.

또, 보정을 행하기 전이라도, 보정배율의 초기값(이론값)이 대입됨으로써, 거의 정확한 값을 산출할 수 있고, 보정을 행한 후, 그 보정배율이 적정한지를 판단하여, NG라면 에러 코드를 외부에 통신한다. 상기 판단에서 NG가 된 경우, 보정배율의 초기값(이론값)을 다시 대입하여, 전압, 전류, 온도 데이터가 바르지 않은 값이 되어 전지 팩으로서 동작하지 않게 되는 것을 방지한다.

다음으로, 셀 전압의 보정배율의 산출, 격납을 행하는 전압 보정 절차의 예를 설명한다. 여기서, 보정은 셀 전압을 5V가 되도록 보정배율을 산출하는 것으로 한다. 또, 보정배율은 1.1 ∼ 0.9의 범위를 적정한 값으로 한다.

전압 보정 절차에서는, 도 1(B)에 나타낸 바와 같이 먼저 외부 기기로부터 각 셀 전압을 5V로 세트하고(단계 S11), 셀 전압 보정 명령을 전지 팩에 발행한다(단계 S12).

전지 팩의 CPU는 보정 명령을 수신하면(단계 S13), 메인 프로그램으로부터 빠져나와, 보정 프로그램으로 이행한다. 그리고, 셀 전압의 측정을 행하여 셀 전압을 읽어들여(단계 S14),

보정배율 = 5V/전압 측정값

에 의해 보정배율을 산출한다(단계 S15).

산출된 보정배율이 1.1 ∼ 0.9의 범위에 들어있는지를 체크한다(단계 S16). 보정배율이 그 범위에 들어 있으면 그 값을 보정배율로 하여 메모리에 격납하고(단계 S17), 보정배율이 그 범위에 들어있지 않으면 에러 코드를 발행하여(단계 S18), 보정배율에 초기값을 재입력한다(단계 S19).

전지 팩의 CPU는 이상의 처리에 의해 보정 프로그램을 종료하여 메인 프로그램으로 복귀한다. 이 보정 프로그램의 실행에 의해 메인 프로그램은 전압, 전류의 측정을 행하고, 메모리에 격납한 보정배율을 사용하여,

보정 실시값 = 측정값 × 보정배율

에 의해 보정 실시값을 구한다.

한편, 보정 종료 후, 외부 기기에서는 에러 코드가 돌아왔는지를 판단하여(단계 S20), 에러 코드가 돌아온 경우에는 보정 명령을 재송신한다(단계 S12).

도 2는 본발명의 전지 팩의 구성 개요를 나타낸 도면이며, 1은 전지, 2는 전 지 전압 감시 IC, 3은 충방전용 제어 FET, 4는 마이크로 컴퓨터, 5는 전류 검출 저항, 6은 OPAMP, 7은 EEPROM, 9는 LED 표시기를 나타낸다.

도 2에서, 전지(1)는 3개의 직렬로 셀이 접속된 이차 전지이며, 전류 검출 저항(5)은 그 충방전 전류(I)를 검출하고, OPAMP(6)는 전류 검출 저항(5)에 의해 검출된 미소 전압을 증폭하는 증폭기이다. 전지 전압 감시 IC(2)는 전지 전압을 검출하여 충방전 제어를 행하는 보호 IC이다. 마이크로 컴퓨터(4)는 상기 메인 프로그램과 통신 프로그램과 보정 프로그램을 갖고, 전지 팩 내의 각종 제어, 이상 검출 등을 행하는 것이며, 그를 위한 연산 처리를 행하고, 또 외부 호스트 장치에 대해 통신 등을 행한다. EEPROM(7)은 프로그램이나 제어 데이터, 이상 데이터, 이력·축적 데이터 등을 저장하는 기억 수단이다. 충방전용 제어 FET(3)는 전지 전압 감시 IC(2) 또는 마이크로 컴퓨터(4)로부터의 신호에 의해 충방전을 온, 오프 제어하는 스위치 소자이다. LED 표시기(9)는 용량 표시용으로서 잔량을 표시함과 동시에, 온도 휴즈가 녹아 끊어진 경우에 자동적으로 또는 별도로 스위치를 설치하여, 이를 누름으로써 이상 정보를 예를 들면 수 비트의 2진 코드로 표시한다.

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 여러 가지 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는, 소정의 명령을 발행함으로써 보정을 행하도록 했으나, 통신으로 명령을 발행하는 것이 아니라, 상기 원 칩 CPU의 빈 포트를 조작함으로써 보정을 행하도록 해도 된다.

이상의 설명에서 알 수 있듯이, 본 발명에 의하면, CPU를 내장하여 측정 데 이터의 보정을 가능하게 한 전지 팩에 있어서, CPU는, 적어도 측정에 의해 셀의 전압과 충방전 전류와 온도 데이터를 입수하여 충방전을 제어하여 잔량 적산을 행하는 메인 프로그램과, 외부 기기와 통신하는 통신 프로그램과, 측정 데이터를 입수하여 상기 측정 데이터로부터 일정값을 산출하는 보정배율을 구해 메모리에 격납하는 보정 프로그램을 구비하여, 셀의 상태를 일정값으로 설정한 후, 보정 프로그램을 기동하여 보정배율을 구해 메모리에 격납하고, 메인 프로그램은, 측정한 셀의 전압과 충방전 전류와 온도 데이터를 보정배율로 보정하여 충방전을 제어하여 잔량 적산을 행하므로, 저렴한 부재를 사용해도, 셀의 전압, 충방전 전류, 온도 데이터의 보정을 행하여, 측정의 정밀도를 높이고 비용을 내릴 수 있다.

보정 프로그램은, 구한 보정배율이 일정 범위에 들어가는지를 판단하여, 보정배율이 일정 범위에 들어가는 것을 조건으로 구한 보정배율을 메모리에 격납하고, 또 보정배율의 초기값을 갖고, 보정 프로그램에 의해 보정배율이 구해지지 않는 경우 또는 구한 보정배율이 일정 범위에 들어가지 않는 경우에 초기값을 메모리에 격납하고, 구한 보정배율이 일정 범위에 들어가지 않는 경우에 에러 정보를 외부에 출력하므로, 기판에 입력되어 있는 전압, 전류, 온도가 틀렸거나, 회로가 불량한 경우에, 그 상태로 보정배율율 사용하는 것을 방지할 수 있고, 외부 기기로부터 발행되는 소정의 명령을 통신 프로그램이 수신함으로써, 또는 CPU의 빈 포트를 조작함으로써 기동되므로, 보정 조작을 간단히 행할 수 있다. 따라서, 지금까지 정밀도가 높은 부품을 사용했던 것이, 저렴한 보통의 정밀도의 부품을 사용해도, 전압, 전류, 온도를 고정밀도로 측정할 수 있어, 보다 정확한 잔량 관리, 충방전 관리를 행할 수 있다.

Claims (6)

1. CPU를 내장하여 측정 데이터의 보정을 가능하게 한 전지 팩에 있어서,

   상기 CPU는, 적어도 측정에 의해 셀의 전압과 충방전 전류와 온도 데이터를 구하여 충방전을 제어하여 잔량 적산을 행하는 메인 프로그램과,

   외부 기기와 통신하는 통신 프로그램과,

   측정 데이터를 구하여 상기 측정 데이터로부터 일정값을 산출하는 보정배율을 구해 메모리에 저장하는 보정 프로그램을 구비하여,

   셀의 상태를 일정값으로 설정한 후, 상기 보정 프로그램을 기동하여 보정배율을 구해 상기 메모리에 저장하고, 상기 메인 프로그램은, 측정한 셀의 전압과 충방전 전류와 온도 데이터를 보정배율로 보정하고 충방전을 제어하여 잔량 적산을 행하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 보정 프로그램은, 구한 보정배율이 일정 범위에 들어가는지를 판단하여, 보정배율이 일정 범위에 들어가는 것을 조건으로 구한 보정배율을 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 보정 프로그램은, 보정배율의 초기값을 갖고, 보정 프로그램에 의해 보정배율이 구해지지 않는 경우 또는 구한 보정배율이 일정 범위에 들어가지 않는 경우에 상기 초기값을 상기 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 보정 프로그램은, 구한 보정배율이 일정 범위에 들어가지 않는 경우에 에러 정보를 외부에 출력하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 보정 프로그램은, 외부 기기로부터 발행되는 소정의 명령을 통신 프로그램이 수신함으로써 기동되는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 보정 프로그램은, 상기 CPU의 빈 포트를 조작함으로써 기동되는 것을 특징으로 하는 전지 팩.

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