KR101005851B1 - 직렬 루프에 의한 배터리 멀티 셀 보호회로의 과전류 검사장치 - Google Patents

직렬 루프에 의한 배터리 멀티 셀 보호회로의 과전류 검사장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 멀티 셀 보호회로의 릴레이 접점을 활용하여 직렬 루프를 형성하고 이 직렬 루프에 과전류를 한꺼번에 흘려주어 멀티 셀 보호회로가 정상적으로 동작하는지 검사할 수 있도록 하는 직렬 루프에 의한 배터리 멀티 셀 보호회로의 과전류 검사장치에 관한 것으로, 일측 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈의 전류 측정용 저항(Shunt)이 연결된 충전기측 단자(P-)와 상기 충전기측 단자(P-) 측면에 배열된 다른 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈의 배터리측 단자(B-)를 각각 직렬 연결하고, 직렬 연결된 다수의 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈의 배터리측 단자(B-)와 충전기측 단자(P-)에 직렬 루프를 형성하여 과전류를 공급하는 과전류공급부(130)와; 상기 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈에서 과전류에 의한 차단동작을 수행하는 스위칭소자(FET)가 내부에 구비된 배터리측 단자(B+)와 충전기측 단자(P+)에 각각 차단 확인 전류를 공급한 후 전류 검출을 통하여 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈의 과전류 차단 유무를 판단하는 단락검출부(140)와; 상기 과전류공급부(130) 및 단락검출부(140)에 전원을 공급하는 전원공급부(180)와; 상기 과전류 검사장치(100)의 동작 환경을 설정하고 표시하는 설정표시부(160)와; 상기 각 구성부의 동작을 제어하는 마이컴(110);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
배터리, 보호회로, 멀티 셀, 과전류, 직렬 루프

Description

직렬 루프에 의한 배터리 멀티 셀 보호회로의 과전류 검사장치 {Overcurrent Testing Apparatus of Battery Multi Cell Protection Circuit with Serial Loop }
본 발명은 배터리 멀티 셀 보호회로의 과전류 검사장치에 관한 것으로, 특히 멀티 셀 보호회로의 릴레이 접점을 활용하여 직렬 루프를 형성하고 이 직렬 루프에 과전류를 한꺼번에 흘려주어 멀티 셀 보호회로가 정상적으로 동작하는지 검사할 수 있도록 하는 직렬 루프에 의한 배터리 멀티 셀 보호회로의 과전류 검사장치에 관한 것이다.
전기장치는 외부로부터 전원을 공급받아 동작하는데, 상용전원을 직접 공급받을 수 없는 이동형 전기장치는 2차 전지인 배터리를 통하여 전원을 공급받아 동작하게 된다.
이러한 배터리를 통하여 전원을 공급받아 동작하는 전기장치는 노트북, PDP, 휴대전화 등의 전자기기뿐만 아니라 자동차 등 다양한 산업현장에서 적용되고 있는데, 근래에 들어 배터리가 과열로 인해 폭발하는 경우가 종종 발생하여 배터리 폭 발 방지를 위한 보호회로의 중요성이 점차 강조되고 있다.
통상적으로 배터리 셀이 내장된 배터리 팩 내측에는 배터리 셀의 과충전, 과방전, 과전류, 단락 등으로부터 배터리 셀을 보호하여 배터리 셀이 과열되거나 폭발하는 것을 방지하기 위한 배터리 셀 보호회로가 구비되어 있는데, 이 배터리 셀 보호회로는 정상적으로 동작하는지의 여부를 확인하기 위하여 다양한 기능 검사를 거치게 된다.
이러한 배터리 셀 보호회로의 기능 검사 중에서 과전류에 대한 검사가 무엇보다 중요한데, 이는 과전류 공급시 배터리 셀의 전원을 차단하지 못하면 배터리 셀이 과열되어 폭발할 위험이 있기 때문이다.
통상, 배터리 셀 보호회로는 제작 시 하나의 기판 위에 다수 개가 순차적으로 배열되어 생산되며, 생산된 배터리 셀 보호회로의 검사 또한 다수 개가 배열된 상태에서 한꺼번에 또는 순차적으로 이루어지게 된다.
도 1은 종래 다수 개의 배터리 셀 보호회로의 과전류 검사를 한꺼번에 수행하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 셀 보호회로의 과전류 검사장치는 전원을 공급하는 전원공급부(10)와, 상기 전원공급부(10)의 전원을 통하여 배터리 셀 보호회로에 과전류를 공급하는 과전류공급부(20)와, 상기 과전류공급부(20)를 통하여 과전류가 배터리 셀 보호회로에 공급되는 경우 배터리 셀 보호회로가 정상적으로 동작되는지를 판별하는 다수의 단락검출모듈이 구비된 단락검출부(30)를 포함하여 이루어진다.
상기 과전류공급부(20)를 통하여 과전류가 배터리 셀 보호회로에 공급되면 배터리 셀 보호회로는 배터리의 공급 전원을 차단시키게 되는데, 상기 단락검출부(30)에 구비된 단락검출모듈은 배터리 셀 보호회로에 의해 배터리의 전원 공급이 차단되는지를 각각 검출하여 배터리 셀 보호회로의 과전류 차단 기능이 정상적으로 동작하는지 판별하게 된다.
상기 배터리 셀 보호회로의 과전류 검사 시 각 배터리 셀에 공급되는 전류가 20A이고 한꺼번에 검사되는 배터리 셀 보호회로의 수가 10개라고 가정하면, 상기 전원공급부(10)에는 과전류 검사를 위하여 총 200A(20A×10)의 전류가 필요한데, 전원공급부(10)의 전압이 5V라면 총 1KW(200A×5V)의 전력을 필요로 하게 된다. 따라서, 한꺼번에 검사하고자 하는 배터리 셀 보호회로의 수가 늘어나게 되면 과전류공급부(20)의 과전류 공급모듈이 추가되어야 하며, 전원공급부(10)의 용량 또한 증가하여야 한다. 따라서, 이러한 종래의 배터리 셀 보호회로의 과전류 검사 장치는 검사하고자 하는 배터리 셀 보호회로의 개수에 따라 전원공급부(10) 및 과전류공급부(20)의 설계를 변경하여야 하는 문제가 있었으며, 전원공급부(10) 용량 증대로 인하여 장비의 부피 및 무게가 증가하여 설치 운영이 어려운 문제점이 있었다.
한편, 도 2는 종래 다수 개의 배터리 셀 보호회로의 과전류 검사를 순차적으로 수행하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 2에 도시된 배터리 셀 보호회로의 과전류 검사장치는 전원공급부(10)와 과전류공급부(20) 사이에 릴레이(40)가 각각 설치되어 있고, 상기 릴레이(40)가 순 차적으로 구동되어 배터리 셀 보호회로에 과전류가 순차적으로 공급된다.
상기 배터리 셀 보호회로의 과전류 검사장치는 배터리 셀 보호회로의 과전류 검사 시 각 배터리 셀 보호회로에 순차적으로 과전류를 공급하기 때문에 배터리 셀 보호회로의 개수에 관계없이 일정량의 전류만이 소모된다. 즉, 각 배터리 셀 보호회로에 공급되는 과전류가 20A이고 검사되는 배터리 셀 보호회로의 수가 10개라고 가정하면, 상기 전원공급부(10)에는 배터리 셀 보호회로의 개수에 관계없이 20A의 전류가 필요하며, 이에 따라 전원공급부(10)의 전압이 5V라면 총 100W(20A×5V)의 전력을 필요로 하게 된다. 따라서, 검사하고자 하는 배터리 셀 보호회로의 수가 늘어나도 전원공급부(10)의 용량은 변동이 없기 때문에 장비의 설치 운영이 용이한 장점이 있다. 하지만, 상기의 배터리 셀 보호회로의 과전류 검사장치는 릴레이(40)를 구동하여 순차적으로 배터리 셀 보호회로에 과전류를 공급하기 때문에 전체적인 배터리 셀 보호회로의 과전류 검사 시간이 많이 소요되는 문제점이 발생한다. 즉, 하나의 배터리 셀 보호회로의 검사에 소요되는 시간이 200ms 라며, 총 10개의 배터리 셀 보호회로의 검사를 위하여는 총 2s(200ms×10)가 소요되며, 검사대상 배터리 셀 보호회로의 개수가 늘어날수록 검사 시간이 비례하여 증가하는 문제점 있었다.
특히, 이러한 종래 배터리 셀 보호회로의 과전류 검사장치는 단일 셀을 주 대상으로 하기 때문에 멀티 셀이 적용된 배터리 멀티 셀 보호회로의 과전류 검사장치에 적용하기 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 다수의 배터리 셀 보호회로의 과전류 검사 시 배터리 셀 보호회로에 직렬 루프를 형성하여 동시에 과전류를 공급할 수 있도록 함으로써 검사대상 배터리 셀 보호회로의 개수에 관계없이 일정량의 전력을 필요로 하여 검사대상 배터리 셀 보호회로가 늘어나더라도 전원공급부를 재설계할 필요가 없는 배터리 멀티 셀 보호회로의 과전류 검사장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 다수의 배터리 멀티 셀 보호회로에 형성되는 직렬 루프에 과전류를 동시에 공급할 수 있도록 함으로써 검사대상 배터리 셀 보호회로의 개수에 관계없이 일정한 검사 시간이 소요되어 검사 시간을 단축시킬 수 있도록 하는 배터리 멀티 셀 보호회로의 과전류 검사장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 배터리 멀티 셀 보호회로의 과전류 검사장치는 배열된 다수의 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈의 과전류 차단 기능을 검사하기 위한 과전류 검사장치에 있어서, 일측 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈의 전류 측정용 저항(Shunt)이 연결된 충전기측 단자(P-)와 상기 충전기측 단자(P-) 측면에 배열된 다른 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈의 배터리측 단자(B-)를 각각 직렬 연결하고, 직렬 연결된 다수의 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈의 배터리측 단자(B-)와 충전기 측 단자(P-)에 직렬 루프를 형성하여 과전류를 공급하는 과전류공급부와; 상기 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈에서 과전류에 의한 차단동작을 수행하는 스위칭소자(FET)가 내부에 구비된 배터리측 단자(B+)와 충전기측 단자(P+)에 각각 차단 확인 전류를 공급한 후 전류 검출을 통하여 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈의 과전류 차단 유무를 판단하는 단락검출부와; 상기 과전류공급부 및 단락검출부에 전원을 공급하는 전원공급부와; 상기 과전류 검사장치의 동작 환경을 설정하고 표시하는 설정표시부와; 상기 각 구성부의 동작을 제어하는 마이컴;을 포함하여 이루어진다.
상기 직렬 연결되는 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈의 충전기측 단자(P-)와 배터리측 단자(B-)는 릴레이를 통하여 각각 연결되고, 상기 릴레이는 마이컴에 의해 구동되는 릴레이제어부를 통하여 동작이 제어된다.
상기 배터리 멀티 셀 보호회로의 과전류 검사장치에는 단락검출부를 통하여 검출되는 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈의 과전류 차단 검사 결과를 외부의 컴퓨터에 전송하는 PC 통신부와, 상기 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈의 데이터 단자(DATA)로부터 충전 및 방전 전류량을 전송받아 설정표시부에 표시하는 SMbus 통신부가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈은 전류 측정용 저항(Shunt)이 충전기측 - 단자(B-)와 배터리측 - 단자(B-)에 연결되고 상기 과전류 차단용 스위칭소자(FET)가 충전기측 + 단자(P+)와 배터리측 + 단자(B+) 사이에 연결된 Positive 방식의 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈은 전류 측정용 저항(Shunt)이 충 전기측 + 단자(P+)와 배터리측 + 단자(B+)에 연결되고 상기 과전류 차단용 스위칭소자(FET)가 충전기측 - 단자(P-)와 배터리측 - 단자(B-) 사이에 연결되거나, 전류 측정용 저항(Shunt) 및 상기 과전류 차단용 스위칭소자(FET)가 충전기측 - 단자(P-)와 배터리측 - 단자(B-) 사이에 연결된 Negative 방식의 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 멀티 셀 보호회로의 과전류 검사장치는 다수의 배터리 멀티 셀 보호회로에 직렬 루프를 형성하여 한꺼번에 과전류를 공급하여 배터리 멀티 셀 보호회로의 과전류 차단 동작을 한꺼번에 검사할 수 있도록 함으로써, 검사대상 배터리 셀 보호회로의 개수가 증가하더라도 동일한 전원공급부를 적용할 수 있으며 검사에 소요되는 시간 또한 일정하게 유지되어 검사 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 적용되는 배터리 멀티 셀 보호회로의 블록 구성도를 나타낸 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 배터리 멀티 셀 보호회로에는 다수의 배터리 셀과 각각 연결되는 배터리측 단자(B+, B3, B2, B1, B-)와, 충전기와 연결되는 충전기측 단자(P+, P-)와, 신호 동기화를 위한 클럭 단자(CLK)와, 외부 장치와의 통신을 위한 데이터 단자(DATA) 등이 구비되어 있다. 또한, 배터리 멀티 셀 보호회로의 내측에는 보호회로의 동작을 제어하는 제어부(Control IC)와, 과전류 측정을 위한 저항(Shunt)과, 과전류 공급시 배터리 전원 공급을 차단시키는 전계 효과 트랜지스터(FET ; Field-Effect Transistor) 반도체 소자로 이루어지는 스위칭소자(FET)가 설치된다. 통상 전류 측정용 저항(Shunt)은 배터리측 - 단자(B-) 및 충전기측 - 단자(P-) 사이에 설치되며, 상기 과전류 차단용 스위칭소자(FET)는 Positive 방식인 경우 배터리측 + 단자(B+) 및 충전기측 + 단자(P+) 사이에 설치된다. 반면, Negative 방식인 경우 배터리측 - 단자(B-) 및 충전기측 - 단자(P-)에 과전류 차단용 스위칭소자(FET)가 설치되고, 전류 측정용 저항(Shunt)은 배터리측 + 단자(B+) 및 충전기측 + 단자(P+) 사이에 설치되거나 배터리측 - 단자(B-) 및 충전기측 - 단자(P-)에 과전류 차단용 스위칭소자(FET)와 함께 설치된다. 본 발명의 실시예에서는 상기 과전류 차단용 스위칭소자(FET)가 Positive 방식으로 배터리측 + 단자(B+) 및 충전기측 + 단자(P+) 사이에 설치되는 것으로 설명한다.
상기의 구성으로 이루어진 배터리 멀티 셀 보호회로는 충전기측 단자(P-)를 통하여 배터리측 단자(B-)에 과전류가 공급되는 경우, 즉 충전기측 - 단자(P-)와 배터리측 - 단자(B-) 사이에 흐르는 전류가 과전류인 경우 제어부(Control IC)는 과전류 차단용 스위칭소자(FET)를 구동시켜 충전기측 + 단자(P+)와 배터리측 + 단자(B+)의 연결을 차단시켜 배터리에 공급되는 전원을 차단시키게 된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 멀티 셀 보호회로와 과전류 검사장치의 연결 개념도를 나타낸 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 과전류 검사장치는 다수의 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(이하, 다수의 배터리 멀티 셀 보호회로를 구성하는 각각의 배터리 멀티 셀 보호회로를 "배터리 멀티 셀 보호회로 모듈"이라 명칭한다)(200)과 직렬 루프를 형성하여 동시에 과전류를 공급하고, 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 스위칭소자(FET) 각각의 동작을 검사하여 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)이 정상적으로 동작되는지를 검사하게 된다.
이를 위하여 배열된 다수의 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 충전기측 - 단자(P-)와 배터리측 - 단자(B-)는 릴레이(151)를 통하여 직렬 연결되고, 이 직렬 연결된 다수의 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)에 과전류공급부(130)에서 과전류가 공급된 후, 단락검출부(140)를 통하여 각 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 과전류 차단 유무를 검사하여 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 과전류 동작을 검사하게 된다. 따라서, 과전류 검사장치에서 과전류를 공급하는 과전류공급부(130)와 다수의 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)은 릴레이(151)를 경유하여 직렬 루프가 형성되게 되는데, 상기 릴레이(151)는 과전류 검사장치에 구비된 릴레이제어부(150)에 의해 제어되며, 상기 릴레이제어부(150)는 마이컴(110)의 제 어에 의해 구동된다.
한편, 상기 도 4의 연결 개념도에서는 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 과전류 차단 기능을 검사하기 위한 과전류 차단장치의 개략적인 구성만 도시하였는데, 이 과전류 검사장치에는 검사되는 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 상태를 컴퓨터에 전송하여, 관리자가 원격에서 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 과전류 동작 상태를 확인할 수 있도록 하는 기능이 구비되어 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 과전류 검사장치의 블록 구성도를 나타낸 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 과전류 검사장치(100)에는 SMbus 통신부(120), 과전류공급부(130), 단락검출부(140), 릴레이제어부(150), 설정표시부(160), PC 통신부(170), 전원공급부(180) 및 마이컴(110) 등이 구비되어 있다.
상기 SMbus 통신부(120)는 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)에 구비되는 클럭 신호 단자(LCK) 및 데이터 단자(DATA)와 연결되어 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 과충전 전류, 과방전 전류 등의 상태를 전송받는 통신모듈이다.
상기 과전류공급부(130)는 릴레이(151)를 통하여 직렬 연결되는 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 충전기측 - 단자(P-) 및 배터리측 - 단자(B-)에 과전류를 공급하는 과전류 공급장치로서, 이 과전류공급부(130)는 릴레이(151)를 통하여 연결된 다수의 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 충전기측 - 단자(P-) 및 배터리측 - 단자(B-)와 직렬 루프를 형성하게 된다. 즉, 일측 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈의 충전기측 - 단자(P-)와 상기 충전기측 - 단자(P-) 측면에 배열된 다른 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈의 배터리측 - 단자(B-)가 릴레이(151)를 통하여 각각 직렬 연결되고, 직렬 연결된 다수의 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈의 최선단에 위치한 배터리측 - 단자(B-)와 최후단에 위치한 충전기측 - 단자(P-)는 과전류공급부(130)와 연결되어 직렬 루프를 형성하게 된다. 따라서, 이 과전류공급부(130)는 직렬 루프를 통하여 다수의 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)에 동시에 과전류를 공급하기 때문에 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 개수에 관계없이 일정량의 전류만을 소모하게 된다.
상기 단락검출부(140)는 각 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)에서 과전류에 의한 차단동작을 수행하는 스위칭소자(FET)가 내부에 구비된 배터리측 + 단자(B+)와 충전기측 + 단자(P+)와 연결되어, 차단 확인 전류를 공급한 후 전류 검출을 통하여 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 과전류 차단 동작이 정상적으로 이루어지는 지를 검사하는 과전류 차단 검사장치이다. 상기 단락검출부(140)는 과전류공급부(130)를 통하여 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)에 과전류가 공급되는 동안 모든 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 단락 검출을 수행하여야 하기 때문에, 이 단락검출부(140)에는 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 과전류 차단 유무를 각각 검출하는 다수의 단락검출모듈, 즉 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 개수만큼의 단락검출모듈이 구비된다.
상기 릴레이제어부(150)는 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 충전기측 - 단자(P-) 및 배터리측 - 단자(B-)를 연결하는 릴레이(151)의 구동을 제어하는 릴레 이 제어장치로서, 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)에 동시에 과전류를 공급하기 위하여 과전류 검사 시 릴레이(151)를 턴온시켜 과전류공급부(130)와 다수의 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)간에 직렬 루프가 형성되도록 한다.
상기 설정표시부(160)는 과전류 검사장치(100)의 동작 환경을 설정하고 표시하기 위한 입출력 장치로서, 이 설정표시부(160)는 통하여 과전류 값을 설정할 수 있으며 SMbus 통신부(120)를 통하여 수신되는 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 과충전 전류, 과방전 전류 등을 화면에 표시하게 된다.
상기 PC 통신부(170)는 과전류 검사장치(100)를 통하여 파악되는 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 상태를 컴퓨터(300)에 전송하는 통신 인터페이스로서, 본 발명의 실시예에서 상기 PC 통신부(170)는 RS-232C 통신 포트 또는 USB 통신 포트를 통하여 구현된다.
상기 전원공급부(180)는 상기 각 구성부에 전원을 공급하는 파워 서플라이로서, 외부로부터 공급되는 상용전원을 각 구성부에 필요한 전원으로 변환하여 공급하게 된다.
상기 마이컴(110)은 상기 각 구성부의 동작을 제어하는 중앙제어장치로서, 이 마이컴(110)에는 각 구성부의 동작을 제어하는 제어 프로그램이 내장된 메모리와, 상기 메모리에 저장된 제어 프로그램을 실행하여 각 구성부의 동작을 제어하는 중앙처리장치가 구비되어 있다.
이하, 상기의 구성으로 이루어지는 과전류 검사장치를 통하여 배터리 멀티 셀 보호회로의 과전류 동작이 검사되는 과정에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 멀티 셀 보호회로의 과전류 동작이 검사되는 과정을 나타낸 흐름도이다.
단계 S110 : 먼저, 과전류 검사장치(100)에 전원이 공급되어 턴온되면, 과전류 검사장치(100)의 SMbus 통신부(120)는 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)로부터 충전 또는 방전 상태 등의 정보를 전송받아 설정표시부(160)를 통하여 화면에 표시하게 된다.
단계 S120, S130, S140 : 사용자는 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 과전류를 검사하기 위하여 설정표시부(160)를 통하여 과전류 값을 설정하게 되고(S120), 이에 따라 릴레이제어부(150)가 릴레이(151)를 턴온시키게 되면(S130), 과전류공급부(130)와 직렬 루프가 형성된 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 충전기측 - 단자(P-)와 배터리측 - 단자(B-)에는 과전류가 공급된다(S140).
단계 S150 : 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)에 과전류가 공급되면, 단락검출부(140)는 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 스위칭소자(FET)가 설치된 충전기측 + 단자(P+)와 배터리측 + 단자(B+)에 각각 차단 확인 전류를 공급한 후 전류를 검출하게 된다.
단계 S160, S161 : 만약, 단락검출부(140)에서 전류가 검출되면(S160), 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 과전류 차단용 스위칭소자(FET)가 과전류에 따른 차단 동작을 수행하지 못한 것으로 설정표시부(160)에는 전류 검출에 따른 과전류 차단 동작의 오류 신호가 표시되게 된다(S161). 이를 확인한 사용자는 해당 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)을 교체하거나 폐기함으로써 필요한 조치를 취하게 된다.
단계 S170 : 만약, 상기 단계에서 단락검출부(140)에서 전류가 검출되지 않으면, 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 과전류 차단용 스위칭소자(FET)가 과전류에 따른 차단 동작을 정상적으로 수행한 것으로 설정표시부(160)에는 전류 검출에 따른 과전류 차단 동작의 정상 신호가 표시되게 된다(S170).
단계 S180, S190 : 상기 과전류 검사장치(100)를 통한 과전류 측정 검사 결과는 PC 통신부(170)를 통하여 컴퓨터(300)에 전송되어(S180), 컴퓨터(300) 화면에 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 상태가 표시됨으로써 관리자가 다른 장소에서도 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 상태를 파악할 수 있도록 한다. 한편, 상기 PC 통신부(170)는 SMbus 통신부(120)를 통하여 파악되는 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 과충전 전류나 과방전 전류 등의 상태 정보를 컴퓨터(300)에 전송하여 원격에서 이를 확인할 수 있도록 한다.
단계 S200 : 상기의 과정을 통하여 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 과전류 차단 검사가 완료되면, 새로운 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)을 검사하고자 하는 경우 상기 단계 S110으로 돌아가 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈(200)의 과전류 검사 과정을 반복 수행하게 된다.
상술한 본 발명의 실시예에서는 과전류 검사장치(100)가 전류 측정용 저항(Shunt)이 충전기측 - 단자(P-)와 배터리측 - 단자(B-) 사이에 설치되고 과전류 차단용 스위칭소자(FET)가 충전기측 + 단자(P+)와 배터리측 + 단자(B+) 사이에 설치되는 Positive 방식의 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈에 적용된 것으로 설명하였다. 하지만, 본 발명은 이러한 Positive 방식의 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈에만 한정되는 것은 아니라 다른 방식의 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈에도 동일하게 적용될 수 있다.
예를 들면, 전류 측정용 저항(Shunt)이 충전기측 + 단자(P+)와 배터리측 + 단자(B+) 사이에 설치되고 과전류 차단용 스위칭소자(FET)가 충전기측 - 단자(P-)와 배터리측 - 단자(B-) 사이에 설치되거나, 전류 측정용 저항(Shunt)과 과전류 차단용 스위칭소자(FET) 모두가 충전기측 - 단자(P-)와 배터리측 - 단자(B-) 사이에 설치되는 Negative 방식의 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈에도 동일하게 적용될 수 있다.
즉, 전류 측정용 저항(Shunt)이 충전기측 + 단자(P+)와 배터리측 + 단자(B+) 사이에 설치되고 과전류 차단용 스위칭소자(FET)가 충전기측 - 단자(P-)와 배터리측 - 단자(B-) 사이에 설치된 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈의 경우 릴레이(151)가 충전기측 + 단자(P+)와 배터리측 + 단자(B+) 사이에 설치되어 과전류공급부(130)와 직렬 루프를 형성하도록 하고, 단락검출부(140)를 충전기측 - 단자(P-)와 배터리측 - 단자(B-) 사이에 설치하여 과전류 차단 유무를 검사하도록 구성할 수 있다. 또한, 전류 측정용 저항(Shunt)과 과전류 차단용 스위칭소자(FET) 모두가 충전기측 - 단자(P-)와 배터리측 - 단자(B-) 사이에 설치되는 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈의 경우 릴레이(151)와 단락검출부(140)를 모두 충전기측 - 단자(P-)와 배터리측 - 단 자(B-) 사이에 설치하여 과전류 차단 유무를 검사하도록 구성할 수 있음은 당연하다.
따라서, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구 범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
도 1은 종래 다수 개의 배터리 셀 보호회로의 과전류 검사를 한꺼번에 수행하는 방법을 나타낸 개념도,
도 2는 종래 다수 개의 배터리 셀 보호회로의 과전류 검사를 순차적으로 수행하는 방법을 나타낸 개념도,
도 3은 본 발명에 적용되는 배터리 멀티 셀 보호회로의 블록 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 배터리 멀티 셀 보호회로와 과전류 검사장치의 연결 개념도,
도 5는 본 발명에 따른 과전류 검사장치의 블록 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 배터리 멀티 셀 보호회로의 과전류 동작이 검사되는 과정을 나타낸 흐름도이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 과전류 검사장치 110 : 마이컴
120 : SMbus 통신부 130 : 과전류공급부
140 : 단락검출부 150 : 릴레이제어부
151 : 릴레이 160 : 설정표시부
170 : PC 통신부 180 : 전원공급부
200 : 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈 300 : 컴퓨터(PC)

Claims (7)

  1. 배열된 다수의 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈의 과전류 차단 기능을 검사하기 위한 과전류 검사장치에 있어서,
    일측 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈의 전류 측정용 저항(Shunt)이 연결된 충전기측 단자(P-)와 상기 충전기측 단자(P-) 측면에 배열된 다른 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈의 배터리측 단자(B-)를 각각 직렬 연결하고, 직렬 연결된 다수의 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈의 배터리측 단자(B-)와 충전기측 단자(P-)와 직렬 루프를 형성하여 과전류를 공급하는 과전류공급부(130)와;
    상기 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈에서 과전류에 의한 차단동작을 수행하는 스위칭소자(FET)가 내부에 구비된 배터리측 단자(B+)와 충전기측 단자(P+)에 각각 차단 확인 전류를 공급한 후 전류 검출을 통하여 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈의 과전류 차단 유무를 판단하는 단락검출부(140)와;
    상기 과전류공급부(130) 및 단락검출부(140)에 전원을 공급하는 전원공급부(180)와;
    상기 과전류 검사장치(100)의 동작 환경을 설정하고 표시하는 설정표시부(160)와;
    상기 각 구성부의 동작을 제어하는 마이컴(110);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 멀티 셀 보호회로의 과전류 검사장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 직렬 연결되는 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈의 충전기측 단자(P-)와 배터리측 단자(B-)는 릴레이(151)를 통하여 각각 연결되고,
    상기 릴레이(151)는 마이컴(110)에 의해 구동되는 릴레이제어부(150)를 통하여 동작이 제어되는 것을 특징으로 하는 배터리 멀티 셀 보호회로의 과전류 검사장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 배터리 멀티 셀 보호회로의 과전류 검사장치(100)에는
    상기 단락검출부(140)를 통하여 검출되는 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈의 과전류 차단 검사 결과를 외부의 컴퓨터(300)에 전송하는 PC 통신부(170)가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 멀티 셀 보호회로의 과전류 검사장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 배터리 멀티 셀 보호회로의 과전류 검사장치(100)에는
    상기 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈의 데이터 단자(DATA)로부터 충전 및 방전 전류량을 전송받아 설정표시부(160)에 표시하는 SMbus 통신부(120)가 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 멀티 셀 보호회로의 과전류 검사장치.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈은
    상기 전류 측정용 저항(Shunt)이 충전기 - 단자(P-)와 배터리 - 단자(B-)에 연결되고,
    상기 과전류 차단용 스위칭소자(FET)가 충전기 + 단자(P+)와 배터리 + 단자(B+) 사이에 연결된 Positive 방식의 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈인 것을 특징으로 하는 배터리 멀티 셀 보호회로의 과전류 검사장치.
  6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈은
    상기 전류 측정용 저항(Shunt)이 충전기 + 단자(P+)와 배터리 + 단자(B+)에 연결되고, 상기 과전류 차단용 스위칭소자(FET)가 충전기 - 단자(P-)와 배터리 - 단자(B-) 사이에 연결된 Negative 방식의 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈인 것을 특징으로 하는 배터리 멀티 셀 보호회로의 과전류 검사장치.
  7. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈은
    상기 전류 측정용 저항(Shunt) 및 상기 과전류 차단용 스위칭소자(FET)가 충전기측 - 단자(P-)와 배터리측 - 단자(B-) 사이에 연결된 Negative 방식의 배터리 멀티 셀 보호회로 모듈인 것을 특징으로 하는 배터리 멀티 셀 보호회로의 과전류 검사장치.
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