KR100950425B1

KR100950425B1 - 2차전지 보호회로 및 그의 제어방법

Info

Publication number: KR100950425B1
Application number: KR1020070023733A
Authority: KR
Inventors: 신준영; 이석훈; 한현
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2007-03-09
Filing date: 2007-03-09
Publication date: 2010-03-29
Also published as: KR20080082869A

Abstract

본 발명은 2차전지 보호회로에 관한 것으로, 특히 2차 전지의 이상 현상이 발생하는 경우에 외부 장치로 2차 전지의 전지 내부상태 정보를 전송하여 고장 원인을 분석할 수 있도록 한 2차전지 보호회로 및 그의 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 2차전지 보호회로는, 2차 전지의 전압을 센싱하는 센싱 와이어; 상기 2차 전지의 충방전 전류를 센싱하는 센싱수단과; 상기 2차 전지의 온도변화에 따라 저항이 가변되는 서미스터와; 퓨즈 구동신호에 의해 상기 2차 전지의 충방전 전류 경로를 차단하는 퓨즈와; 상기 2차 전지의 충방전 모드 수행중에 2차 전지의 이상현상 발생시, 상기 퓨즈 구동신호를 인가하고, 퓨즈의 융단전과 융단 이후 시점동안 상기 센싱 와이어와 센싱수단 및 서미스터를 통해 2차 전지의 전지 내부 상태정보를 획득하여 외부 장치로 전송하도록 제어하는 마이크로 컨트롤러를 포함하여 구성된다. 본 발명에 따르면, 2차 전지 이상 현상으로 인해 불량 분석에 소요되는 시간을 절약할 수 있을 뿐만 아니라, 2차 전지의 기능을 개선하기 위한 기초 정보를 빠르게 획득할 수 있는 효과가 있다.

2차 전지, 2차 전지 보호회로, 퓨즈, 외부 장치

Description

2차전지 보호회로 및 그의 제어방법{PROTECTIVE CIRCUIT OF SECONDARY CELL AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 2차 전지 보호회로를 보인 구성도.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 퓨즈 융단시의 2차전지 상태 변화를 보인 타이밍도.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 2차 전지 보호회로의 제어방법을 보인 흐름도.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>

10: 셀 11: 센싱 와이어

12: 센싱 수단 13: 서미스터

14: 퓨즈 구동 스위치 15: 퓨즈

16: 스위치 16a, 16b: 전계효과 트랜지스터

17: 마이크로 컨트롤러 20: 메모리

30: 통신라인 100: 2차 전지

200: 외부장치

본 발명은 2차전지 보호회로에 관한 것으로, 특히 2차 전지의 이상 현상이 발생하는 경우에 외부 장치로 2차 전지의 전지 내부상태 정보를 전송하여 고장 원인을 분석할 수 있도록 한 2차전지 보호회로 및 그의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 비디오 카메라, 휴대용 전화기, 휴대용 PC 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충 방전이 가능한 고성능 2차 전지에 대한 연구가 집중적으로 진행되고 있다.

현재 상용화된 2차 전지로는 니켈 카드늄 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이중에서 리튬 2차 전지는 메모리 효과가 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높아 소형화, 경량화에 유리한 이점이 있어 범용적으로 널리 사용되고 있다. 이러한 2차 전지는 외부 장치(예를 들어, 컴퓨터, 노트북)에 전원을 공급할 수 있다.

상기 컴퓨터 시스템는 2차 전지로부터 전원을 공급받아 2차 전지의 잔존 용량과 사용시간 등의 기본적인 정보를 2차전지 보호회로로부터 수신한다. 그러면 상기 컴퓨터 시스템은 화면의 트레이박스에 2차 전지의 잔존용량과 사용시간 등을 그 래픽 인터페이스로 표시한다.

그러나, 종래 2차 전지 보호회로는 2차 전지의 이상현상이 발생되면, 단순히 퓨즈(fuse)를 융단하여 2차 전지를 보호한다. 이후, 2차 전지의 해당 제조회사로 에프터 서비스(A/S)를 의뢰하게 되는 경우, 상기 2차 전지가 입고되는 과정중에 주위환경에 따라 2차 전지의 상태 데이터가 변경되거나, 퓨즈 융단 원인이 정확히 기록되어 있지 않으면, 실제 2차 전지의 고장원인에 대한 분석 작업시 원인 규명상 어려운 문제점이 있었다. 또한 2차 전지가 고장을 일으켜 발화/폭발하면 2차 전지 보호회로 내부에 탑재된 메모리가 파손되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출한 것으로, 특히 2차 전지의 이상 현상이 발생하는 경우에 외부 장치로 2차 전지의 전지 내부상태 정보를 전송하여 고장 원인을 분석할 수 있도록 한 2차전지 보호회로 및 그의 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명의 목적은 2차 전지의 이상 현상에 따라 2차 전지 보호회로의 퓨즈를 융단함과 아울러, 퓨즈의 융단원인을 정확하게 분석하도록 2차 전지의 내부상태정보를 외부 장치로 전송하여 저장할 수 있도록 한 2차전지 보호회로 및 그의 제어방법을 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 2차 전지의 이상 현상에 따라 2차 전지 보호회로의 퓨즈 융단 전후 시점의 모니터링한 2차 전지의 전지 내부상태 정보를 외부 장치에 전송하여 분석할 수 있도록 한 2차전지 보호회로 및 그의 제어방법을 제공하 는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 2차 전지의 전압을 센싱하는 센싱 와이어; 상기 2차 전지의 충방전 전류를 센싱하는 센싱수단과; 상기 2차 전지의 온도변화에 따라 저항이 가변되는 서미스터와; 퓨즈 구동신호에 의해 상기 2차 전지의 충방전 전류 경로를 차단하는 퓨즈와; 상기 2차 전지의 충방전 모드 수행중에 2차 전지의 이상현상 발생시, 상기 퓨즈 구동신호를 인가하고, 상기 센싱 와이어와 센싱수단 및 서미스터를 통해 퓨즈의 융단 이전 시점과 융단 이후 시점에 해당하는 2차 전지의 전지 내부 상태정보를 획득하여 외부 장치로 전송하도록 제어하는 마이크로 컨트롤러를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 마이크로 컨트롤러는 소정 주기로 2차 전지의 각 셀의 전압, 그 2차 전지 셀의 총 전압, 상기 센싱 수단을 통하여 흐르는 전류, 서미스터 소자를 이용하여 전지 내부의 온도를 모니터링하게 구성된다.

바람직하게, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 2차 전지의 전지 내부 상태정보가 저장되는 메모리를 더 포함하여 구성된다.

바람직하게, 상기 마이크로 컨트롤러는 소정주기로 상기 센싱 와이어, 센싱 수단 및 서미스터를 이용하여 모니터링한 2차 전지 셀의 양단 전압, 2차 전지를 통하여 흐르는 전류 및 2차 전지 내부 온도의 전지 내부 상태정보를 메모리에 저장하고, 2차 전지의 이상현상이 감지되면, 퓨즈 융단 이전 시점에 해당하는 전지 내부 상태정보를 상기 메모리로부터 독출하여 통신라인을 통해 외부 장치로 전송하며, 상기 2차 전지의 이상현상 발생으로 퓨즈를 융단시키고, 퓨즈 융단 이후 시점에 해당하는 전지 내부 상태정보를 상기 메모리로부터 독출하여 상기 통신라인을 통해 외부 장치로 전송하게 구성된다.

바람직하게, 상기 메모리는 소정주기로 상기 센싱 와이어, 센싱 수단 및 서미스터를 이용하여 모니터링한 2차 전지 셀의 양단 전압, 2차 전지를 통하여 흐르는 전류 및 2차 전지 내부 온도의 전지 내부 상태정보가 저장된다.

바람직하게, 상기 전지 내부 상태 정보는 과전압 유지시간, 과전류 유지시간, 이상온도 유지시간, 전지 동작 유지시간, 충전 동작 시간, 방전 동작 시간 및 충방전 싸이클 정보중 적어도 하나 이상의 정보로 이루어진다.

바람직하게, 상기 전지 내부 상태 정보는 알엠에이(RMA; Return Analysis Function) 기초 정보가 된다.

바람직하게, 상기 외부 장치는 퓨즈 융단 이전과 이후 시점의 전지 내부 상태정보를 수신하여 저장한다.

바람직하게, 상기 융단 이전 시점은 t0-Δt이고, 상기 융단 이후 시점은 t0+Δt이며, 융단 시점은 t0인 것이다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 2차 전지의 전압을 센싱하는 센싱 와이어; 상기 2차 전지의 충방전 전류를 센싱하는 센싱수단과; 상기 2차 전지의 온도변화에 따라 저항이 가변되는 서미스터와; 퓨즈 구동신호에 의해 상기 2차 전지의 충방전 전류 경로를 차단하는 퓨즈를 포함하여 구성된 2차 전지 보호회로에서 2차 전지의 이상현상 발생시, 상기 퓨즈를 융단하여 2차전지를 보호하 는 제어방법에 있어서, 2차 전지의 충전 또는 방전 모드 수행중에 2차 전지의 이상현상 발생시, 상기 센싱 와이어와 센싱수단 및 서미스터를 통해 퓨즈의 융단 이전과 융단 이후 시점에 해당하는 2차 전지의 전지 내부 상태정보를 획득하여 외부 장치로 전송하고, 상기 퓨즈 융단 이전과 융단 이후 사이에 퓨즈를 융단하여 2차 전지의 동작을 정지시키는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 2차 전지의 동작을 정지시키는 과정은 소정주기로 상기 센싱 와이어, 센싱 수단 및 서미스터를 이용하여 2차 전지 셀의 양단 전압, 2차 전지를 통하여 흐르는 전류 및 2차 전지 내부 온도의 전지 내부 상태정보를 모니터링하여 2차전지 보호회로의 내부의 메모리에 저장하는 단계와; 상기 2차 전지의 이상현상이 감지되면, 퓨즈 융단 이전 시점에 해당하는 전지 내부 상태정보를 상기 메모리로부터 독출하여 통신라인을 통해 외부 장치로 전송하는 단계와; 상기 전지 내부 상태정보 전송후, 2차 전지의 이상현상 감지 시점에 퓨즈를 융단하는 단계와; 상기 퓨즈 융단 이후 시점에 해당하는 전지 내부 상태정보를 상기 메모리로부터 독출하여 상기 통신라인을 통해 외부 장치로 전송하는 단계를 포함하여 이루어진다.

바람직하게, 상기 2차 전지의 동작을 정지시키는 과정은 상기 외부장치가 퓨즈 융단 전과 후의 전지 내부 상태정보를 수신하는 단계와; 상기 수신된 전지 내부 상태정보를 저장하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의기와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

또한 하기의 설명에서 본 발명의 2차전지 보호회로 및 그의 제어방법의 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들 없이 또한 이들의 변형에 의해서도 본 발명이 용이하게 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

하기의 설명에서 전지 내부 상태 정보는 과전압 유지시간, 과전류 유지시간, 이상온도 유지시간, 전지 동작 유지시간, 충전 동작 시간, 방전 동작 시간 및 충방 전 싸이클 정보중 적어도 하나 이상의 정보로 이루어진 정보를 의미하는 바로 사용될 것이다.

한편, 본 발명의 2차전지 보호회로 및 그의 제어방법은 2차 전지의 동작수행중, 소정 주기로 2차 전지의 각 셀의 전압, 그 2차 전지 셀의 총 전압, 상기 센싱 수단을 통하여 흐르는 전류, 서미스터 소자를 이용하여 전지 내부의 온도를 모니터링하여 메모리에 저장한다. 그리고, 상기 2차 전지의 동작 수행중에 2차 전지에서 과전압, 과전류, 과충전, 과방전, 온도 급상승 등과 같은 이상 현상이 발생되면, Pack+단의 퓨즈를 융단함과 아울러 퓨즈의 융단시점(t0)을 기준으로 퓨즈 융단 이전 시점(t0-Δt)과 융단 이후 시점(t0+Δt)의 2차 전지 각 셀 전압, 전류, 온도, 동작모드(충전 또는 방전), 과전압 유지시간, 과전류 유지시간, 작동시간, 충방전 싸이클 수 정보로 이루어진 전지 내부 상태 정보를 상기 메모리로부터 획득하여 통신라인을 통해 외부장치로 전송하는 기술적 구성을 제안한다. 그래서, 상기 외부장치에서 수신된 전지 내부상태 정보를 저장하며, 이를 분석하여 2차 전지의 고장원인을 용이하게 파악할 수 있도록 함을 제안한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 2차 전지 보호회로를 보인 구성도이다. 여기서, 2차 전지 보호회로는 외부 장치(200)에 결합되어 전원을 공급할 수 있다. 상기 외부 장치(200)는 일 예로, 노트북일 수 있다.

도 1을 참조하면, 센싱 와이어(11)는 2차 전지(100)의 각 셀(10)의 전압을 센싱하거나 셀(10) 전체의 총전압을 센싱한다. 또한 상기 센싱 와이어(11)는 충방전 모드에 따라 2차 전지(100)의 충전 전압 또는 방전 전압을 센싱한다.

센싱수단(12)은 상기 2차 전지(100)의 충방전 전류를 센싱한다. 여기서 상기 센싱수단(12)은 Pack-단에 설치된 센스 저항이다.

서미스터(13)는 상기 2차 전지(100)의 내부 온도변화에 따라 저항이 가변된다. 또한 상기 서미스터(13)는 온도 상승에 대하여 급격히 저항이 감소하는 부온도특성(NTC: Negative Temperature Coefficient)서미스터 또는 온도 상승에 대하여 급격히 저항이 증가하는 정온도특성(PTC: Positive Temperature Coefficient)서미스터가 있다. 바람직하게 본 발명에서는 온도 상승에 대하여 저항이 증가하는 정온도특성 서미스터를 사용하도록 한다.

퓨즈 구동 스위치(14)는 퓨즈 구동신호에 의해 동작되어 퓨즈(15)가 융단되도록 한다.

퓨즈(15)는 2차 전지(100)의 충방전 전류 경로를 차단한다. 또한 상기 퓨즈(15)는 상기 퓨즈 구동 스위치(14)가 온되면, 저항소자(R1, R2)로 충방전 전류가 흘러 상기 저항소자(R1, R2)에서 발생된 주울열에 의해 Pack+단의 융단 소자를 절단한다.

스위치(16)는 스위치 제어신호에 의해 스위칭된다. 이에, 상기 스위치(16)는 제1 스위치 제어신호가 입력되면, 충전전류 혹은 방전전류의 전류 경로가 제공되도록 스위칭된다. 그러나, 상기 스위치(16)는 제2 스위치 제어신호가 입력되면 2차 전지(100)의 충전전류와 방전 전류 경로가 차단되도록 스위칭된다. 또한 상기 스위치(16)는 충전모드, 방전모드에 따라 각각 충전전류, 방전전류의 경로를 제공 또는 차단할 수 있도록 개별적으로 스위치를 구비함이 바람직하다. 여기서 상기 스위 치(16)는 스위치 제어신호에 의해 스위칭될 수 있도록 하는 스위치 소자면 어느 것이든 무관하다. 본 발명의 실시 예에서는 도 1에 도시된 바와 같이 제1, 제2 스위치 제어신호에 의해 스위칭되는 전계효과 트랜지스터(FET;Field Effect Transistor) 2개(16a, 16b)를 사용한다. 여기서, 상기 스위치(22)인 전계효과 트랜지스터(16a, 16b)에 대한 동작설명은 일반적인 전계효과 트랜지스터의 동작과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

마이크로 컨트롤러(17)는 2차 전지(100)의 충전모드와 방전모드에 따른 보호회로의 전반적인 동작을 제어한다. 또한 상기 마이크로 컨트롤러(17)는 센싱와이어(11)를 통하여 2차 전지(100)의 각 셀(10)의 전압과 셀(10)의 총 전압을 모니터링한다. 또한 상기 마이크로 컨트롤러(17)는 센싱 수단(12)을 통하여 충전 전류 또는 방전 전류를 모니터링한다. 또한 상기 마이크로 컨트롤러(17)는 서미스터(13)를 통하여 2차 전지(100)의 내부온도를 모니터링한다. 또한 상기 마이크로 컨트롤러(17)는 상술한 모니터링중 과충전에 의해 2차 전지(100)의 양단전압(BAT+~BAT-)이 과도하게 상승하거나, 센싱 수단을 통해 과도한 전류가 흐르거나, 2차 전지 내부의 온도가 한계이상으로 상승 또는 하강하면, 퓨즈 구동신호를 퓨즈 구동 스위치(14)에 인가한다. 또한, 상기 마이크로 컨트롤러(17)는 빠른 클럭(CLOCK) 속도를 이용하여 소정시간(일 예로, 125msec)주기로 각 셀(10)의 전압, 전류, 전지 내부온도, 전지의 동작모드, 과전압 유지시간, 과전류 유지시간, 이상온도 유지시간, 전지 누적사용시간, 전지 누적 충전시간, 전지 누적 방전시간, 전지의 누적 충방전 싸이클 정보인 전지 내부상태 정보를 메모리(20)에 저장한다. 또한 상기 마이크로 컨트롤러(17)는 상기 전지 내부상태 정보에 대한 기록을 일정 시간동안 유지하다가 일정 시간이 경과하면 메모리(20)에서 삭제한다. 또한 상기 마이크로 컨트롤러(17)는 2차 전지(100)의 이상현상이 감지되면, 퓨즈 구동 스위치(14)를 즉각적으로 구동하지 않고, 상기 메모리(20)로부터 퓨즈 융단 이전 시점의 저장된 전지 내부상태 정보를 독출하여 통신라인(30)을 통해 외부 장치(200)로 전송한다. 또한, 상기 마이크로 컨트롤러(17)는 상기 메모리(20)로부터 퓨즈 융단 이후 시점의 저장된 전지 내부상태 정보를 독출하여 상기 통신라인(30)을 통해 외부 장치(200)로 전송한다. 즉, 상기 마이크로 컨트롤러(17)는 퓨즈 융단 전후에 대한 전지 내부상태 정보를 상기 외부 장치(200)로 전송하여 관리할 수 있도록 한다. 그러면 상기 외부 장치(200)는 수신된 전지 내부상태 정보를 이용하여 2차 전지의 고장원인을 분석하여 그 분석결과에 따른 결과 데이터를 디스플레이한다.

도 1과 도 2를 참조하여, 본 발명의 2차전지 보호회로에 대한 동작을 살펴보면 다음과 같다.

마이크로 컨트롤러(17)는 도 2에 도시된 바와 같이 소정 주기(125mSec)로 센싱 와이어(11)와 센싱수단(12)과 서미스터(13)로부터 전지 내부상태 정보(도 2의 (b)~(e)정보)를 모니터링하여 메모리(20)에 저장한다. 이후, 상기 마이크로 컨트롤러(17)는 도 2에 도시된 바와 같이 2차 전지(100)의 이상현상이 ①지점에서 감지되면, 그 ①지점의 이전 시점인 ②지점에서의 전지 내부상태 정보가 저장된 메모리(20)로부터 해당 정보를 독출하여 통신라인(30)을 통해 외부 장치(200)로 전송한다. 그리고, 상기 마이크로 컨트롤러(17)는 퓨즈 구동신호를 퓨즈 구동 스위치(14) 에 인가하여 퓨즈(15)가 ①지점에서 융단되도록 한다. 이후, 상기 마이크로 컨트롤러(17)는 상기 퓨즈(15)의 융단 이후 ③지점에서 메모리(20)에 저장된 전지 내부 상태 정보(도 2의 (b)~(e)정보)를 독출하여 통신라인(30)을 통해 외부 장치(200)로 전송한다. 이에, 상기 외부 장치(200)는 상술한 퓨즈의 융단 시점 이전과 이후의 전지 내부상태정보를 수신하여 내부 저장수단(일예로, 하드디스크)에 저장한다. 향후, 2차 전지(100)가 고장났을때 2차 전지 에프터 서비스(A/S)시 상기 2차전지(100)가 사용되었던 외부 장치(200)의 저장수단에 기록된 전지 내부상태정보를 분석하면 배터리 제조사에서 손쉽게 고장원인을 분석할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 2차전지 보호회로의 제어방법을 보인 흐름도이다. 여기서 도 3과 같은 과정을 수행하기 위해서 2차 전지 보호회로에는 2차 전지(100)의 전압을 센싱하는 센싱 와이어(11), 상기 2차 전지(100)의 충방전 전류를 센싱하는 센싱수단(12), 상기 2차 전지(100)의 온도변화에 따라 저항이 가변되는 서미스터(13), 퓨즈 구동신호에 의해 상기 2차 전지(100)의 충방전 전류 경로를 차단하는 퓨즈(15)를 포함한다.

도 3을 참조하면, 301단계에서 마이크로 컨트롤러(17)는 2차전지(100)의 배터리 잔량 전압에 따라 충전모드 혹은 방전모드에 따른 전반적인 동작을 수행한다.

이때, 303단계에서 상기 마이크로 컨트롤러(17)는 일정시간 카운트를 시작하며 305단계로 진행한다.

상기 305단계에서 상기 마이크로 컨트롤러(17)는 카운트 한 시간이 소정시간 경과하였는지를 판단하고, 그 판단결과 소정시간 경과했다고 판단되면, 307단계로 진행하고, 상기 판단결과 소정시간 경과하지 않으면, 소정 시간이 경과할때까지 계속해서 상기 303단계로 반복수행한다.

상기 307단계에서 상기 마이크로 컨트롤러(17)는 전지 내부상태 정보를 모니터링하고, 309단계에서 상기 모니터링한 전지 내부상태 정보를 메모리(20)에 저장한다.

311단계에서 상기 마이크로 컨트롤러(17)는 2차 전지(100)의 이상 현상이 감지되는지 확인한다. 상기 이상 현상은 상술한 전지 내부상태 정보에 의해 감지되게 된다.

상기 감지결과, 2차 전지(100)의 이상 현상이 감지되지 않으면, 상기 301단계로 복귀하여 계속해서 반복수행한다. 또한 후술되는 2차 전지의 이상현상이 발생되는 시점에서도 상기 마이크로 컨트롤러(17)는 상기 301~309단계를 수행하여 전지 내부상태 정보를 메모리(20)에 계속적으로 저장함을 인지해야 한다.

그러나, 상기 감지결과, 2차 전지(100)의 이상 현상이 감지되면, 313단계에서 상기 마이크로 컨트롤러(17)는 퓨즈(15)를 융단하기 이전 시점(t0-Δt)의 메모리(20)에 저장된 전지 내부상태 정보를 독출하여 통신라인(30)을 통해 외부 장치(200)로 전송한다.

그러면, 315단계에서 상기 외부 장치(200)는 수신된 전지 내부 상태정보를 저장한다.

이후, 317단계에서 상기 마이크로 컨트롤러(17)는 퓨즈 융단시점(t0)에 구동 신호를 인가하여 퓨즈(15)를 융단하여 전류 경로를 차단한다.

상기 퓨즈(15)의 융단에 의해 2차 전지(100)의 동작 정지후, 319단계에서 상기 마이크로 컨트롤러(17)는 상기 퓨즈(15) 융단 이후 시점(t0+Δt)의 메모리(20)에 저장된 전지 내부상태 정보를 독출하여 통신라인(30)을 통해 외부 장치(200)로 전송한다.

그러면, 321단계에서 상기 외부 장치(200)는 수신된 전지 내부 상태정보를 저장한다. 이에 따라 상기 외부 장치(200)는 퓨즈 융단 전후의 2차 전지(100)의 고장 원인에 따른 전지 내부상태 정보만을 저장하게 된다.

따라서, 본 발명의 2차전지 보호회로 및 그의 제어방법은 2차전지의 충전모드 또는 방전모드에 따른 동작 수행 중, 주기적으로 2차 전지 각 셀의 전압, 전류, 전지 내부온도, 2차 전지의 동작모드, 과전압 지속시간, 과전류 유지시간, 이상온도 유지시간, 전지 누적 사용시간, 전지 누적 충전시간, 전지 누적 방전시간, 전지의 누적 충방전 사이클 정보의 전지 내부상태정보를 메모리에 저장하고, 2차 전지의 이상현상이 감지되면, 퓨즈 융단 전후의 전지 내부상태정보를 메모리로부터 독출하여 통신라인에 의해 통신하는 외부 장치로 전송한다. 그러면 상기 외부장치는 전지 내부상태정보를 수신하여 이를 저장함과 동시에 2차 전지의 고장원인을 분석하여 퓨즈 융단을 유발한 이상 원인을 디스플레이한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해 져야 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 2차 전지의 이상 현상이 발생하는 경우에 퓨즈 동작 시점 전후의 2차 전지의 전지 내부상태 정보를 통신라인을 통해 연결된 컴퓨터(노트북)로 전송함으로써, 그 컴퓨터에서 전지 내부 상태정보를 이용하여 2차 전지의 고장원인을 신속 정확하게 분석할 수 있는 효과가 있다.

또한, 2차전지 보호회로가 컴퓨터에 연결되어 전원을 공급함과 동시에, 그 컴퓨터측으로 2차 전지의 고장원인을 신속히 전송하여 컴퓨터를 통해 고장원인을 분석함으로써, 불량 분석에 소요되는 시간을 절약할 수 있을 뿐만 아니라, 2차 전지의 기능을 개선 정보를 빠르게 획득할 수 있는 효과가 있다.

또한, 2차 전지의 고장원인에 대한 이력을 컴퓨터에서 저장 및 관리함으로써, 고장 원인을 해결할 수 있는 폭넓은 수단을 제공받을 수 있는 효과가 있다.

Claims

2차 전지의 전압을 센싱하는 센싱 와이어;

상기 2차 전지의 충방전 전류를 센싱하는 센싱수단과;

상기 2차 전지의 온도변화에 따라 저항이 가변되는 서미스터와;

퓨즈 구동신호에 의해 상기 2차 전지의 충방전 전류 경로를 차단하는 퓨즈와;

상기 2차 전지의 충방전 모드 수행중에 2차 전지의 이상현상 발생시, 상기 퓨즈 구동신호를 인가하고, 상기 센싱 와이어와 센싱수단 및 서미스터를 통해 퓨즈의 융단 이전 시점과 융단 이후 시점에 해당하는 2차 전지의 전지 내부 상태정보를 획득하여 외부 장치로 전송하도록 제어하는 마이크로 컨트롤러를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로.
제1 항에 있어서,

상기 마이크로 컨트롤러는,

소정 주기로 2차 전지의 각 셀의 전압, 그 2차 전지 셀의 총 전압, 상기 센싱 수단을 통하여 흐르는 전류, 서미스터 소자를 이용하여 전지 내부의 온도를 모니터링하게 구성된 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로.
제1 항에 있어서,

상기 마이크로 컨트롤러는,

상기 2차 전지의 전지 내부 상태정보가 저장되는 메모리를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로.
제1 항에 있어서,

상기 마이크로 컨트롤러는,

소정주기로 상기 센싱 와이어, 센싱 수단 및 서미스터를 이용하여 모니터링한 2차 전지 셀의 양단 전압, 2차 전지를 통하여 흐르는 전류 및 2차 전지 내부 온도의 전지 내부 상태정보를 메모리에 저장하고,

2차 전지의 이상현상이 감지되면, 퓨즈 융단 이전 시점에 해당하는 전지 내부 상태정보를 상기 메모리로부터 독출하여 통신라인을 통해 외부 장치로 전송하며,

상기 2차 전지의 이상현상 발생으로 퓨즈를 융단시키고, 퓨즈 융단 이후 시점에 해당하는 전지 내부 상태정보를 상기 메모리로부터 독출하여 상기 통신라인을 통해 외부 장치로 전송하게 구성된 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로.
제3 항에 있어서,

상기 메모리는,

소정주기로 상기 센싱 와이어, 센싱 수단 및 서미스터를 이용하여 모니터링한 2차 전지 셀의 양단 전압, 2차 전지를 통하여 흐르는 전류 및 2차 전지 내부 온 도의 전지 내부 상태정보가 저장되는 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로.
제1 항에 있어서,

상기 전지 내부 상태 정보는,

과전압 유지시간, 과전류 유지시간, 이상온도 유지시간, 전지 동작 유지시간, 충전 동작 시간, 방전 동작 시간 및 충방전 싸이클 정보중 적어도 하나 이상의 정보로 이루어진 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로.
제1 항에 있어서,

상기 전지 내부 상태 정보는,

알엠에이(RMA; Return Analysis Function) 기초 정보가 되는 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로.
제1 항에 있어서,

상기 외부 장치는,

퓨즈 융단 이전과 이후 시점의 전지 내부 상태정보를 수신하여 저장하는 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로.
제1 항에 있어서,

상기 융단 이전 시점은 t0-Δt이고, 상기 융단 이후 시점은 t0+Δt이며, 융 단 시점은 t0인 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로.
2차 전지의 전압을 센싱하는 센싱 와이어; 상기 2차 전지의 충방전 전류를 센싱하는 센싱수단과; 상기 2차 전지의 온도변화에 따라 저항이 가변되는 서미스터와; 퓨즈 구동신호에 의해 상기 2차 전지의 충방전 전류 경로를 차단하는 퓨즈를 포함하여 구성된 2차 전지 보호회로에서 2차 전지의 이상현상 발생시, 상기 퓨즈를 융단하여 2차전지를 보호하는 제어방법에 있어서,

2차 전지의 충전 또는 방전 모드 수행중에 2차 전지의 이상현상 발생시, 상기 센싱 와이어와 센싱수단 및 서미스터를 통해 퓨즈의 융단 이전과 융단 이후 시점에 해당하는 2차 전지의 전지 내부 상태정보를 획득하여 외부 장치로 전송하고, 상기 퓨즈 융단 이전과 융단 이후 사이에 퓨즈를 융단하여 2차 전지의 동작을 정지시키는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로의 제어방법.
제10 항에 있어서,

상기 2차 전지의 동작을 정지시키는 과정은,

소정주기로 상기 센싱 와이어, 센싱 수단 및 서미스터를 이용하여 2차 전지 셀의 양단 전압, 2차 전지를 통하여 흐르는 전류 및 2차 전지 내부 온도의 전지 내부 상태정보를 모니터링하여 2차전지 보호회로의 내부의 메모리에 저장하는 단계와;

상기 2차 전지의 이상현상이 감지되면, 퓨즈 융단 이전 시점에 해당하는 전지 내부 상태정보를 상기 메모리로부터 독출하여 통신라인을 통해 외부 장치로 전송하는 단계와;

상기 전지 내부 상태정보 전송후, 2차 전지의 이상현상 감지 시점에 퓨즈를 융단하는 단계와;

상기 퓨즈 융단 이후 시점에 해당하는 전지 내부 상태정보를 상기 메모리로부터 독출하여 상기 통신라인을 통해 외부 장치로 전송하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로의 제어방법.
제10 항에 있어서,

상기 전지 내부 상태 정보는,

과전압 유지시간, 과전류 유지시간, 이상온도 유지시간, 전지 동작 유지시간, 충전 동작 시간, 방전 동작 시간 및 충방전 싸이클 정보중 적어도 하나 이상의 정보로 이루어진 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로의 제어방법.
제10 항에 있어서,

상기 전지 내부 상태 정보는,

알엠에이(RMA; Return Analysis Function) 기초 정보가 되는 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로의 제어방법.
제10 항에 있어서,

상기 2차 전지의 동작을 정지시키는 과정은,

상기 외부장치가 퓨즈 융단 전과 후의 전지 내부 상태정보를 수신하는 단계와;

상기 수신된 전지 내부 상태정보를 저장하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로의 제어방법.
제10 항에 있어서,

상기 융단 이전 시점은 t0-Δt이고, 상기 융단 이후 시점은 t0+Δt이며, 융단 시점은 t0인 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로의 제어방법.