KR101146433B1 - 배터리 팩의 ｏｖｐ 모니터링 시스템 및 그에 따른 모니터링 방법 - Google Patents

배터리 팩의 ｏｖｐ 모니터링 시스템 및 그에 따른 모니터링 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리 팩의 OVP 모니터링 시스템 및 OVP 모니터링 방법에 관한 것이다.
본 발명은, 배터리 전압 값이 저장되는 제 1 메모리부; 배터리의 OVP(Over Voltage Protection) 횟수가 저장되는 제 1 서브 메모리 및 제 2 서브 메모리를 포함하는 제 2 메모리부; OVP 동작 발생 시 상기 제 1 메모리부에 배터리 전압 값을 저장하고, 상기 제 1 메모리부에 저장된 배터리 전압 값에 따라 상기 제 1 서브 메모리 또는 상기 제 2 서브 메모리에 저장된 OVP 횟수를 증가시키는 제어부; 및 상기 제 2 메모리부에 저장된 OVP 횟수에 따라 외부 시스템 점검을 위한 제 1 알람 신호 또는 배터리 점검을 알리기 위한 제 2 알람 신호를 발생시키는 신호 발생부를 포함하는 배터리 팩의 OVP 모니터링 시스템을 개시한다.

Description

배터리 팩의 ＯＶＰ 모니터링 시스템 및 그에 따른 모니터링 방법{SYSTEM FOR MONITORING TO OVER VOLTAGE PROTECTION OF BATTERY PACK AND METHOD THEREFOR}
본 발명은 배터리 팩의 OVP 모니터링 시스템 및 OVP 모니터링 방법에 관한 것이다.
이차 전지는 셀룰러 폰(Cellular phone), 노트북 컴퓨터, 캠코더, PDA(personal digital assistants) 등 휴대용 전자기기의 개발로 활발히 연구되고 있다.
이러한 이차 전지는 배터리 셀과 충방전 회로를 포함하는 배터리 팩 형태로 제작되고 있으며, 배터리 팩에 설치되는 외부 단자를 통해 외부 전원 또는 외부 시스템에 의한 배터리 셀의 충전 또는 방전이 이루어지고 있다. 즉, 외부 단자를 통해 배터리 팩에 외부 전원이 연결되면 외부 단자와 충방전 회로를 통해 공급되는 외부 전원에 의해 배터리 셀이 충전되며, 외부 단자를 통해 배터리 팩에 외부 시스템이 연결되면 배터리 셀의 전원이 충방전 회로와 외부 단자를 통해 외부 부하에 공급되는 방전 동작이 일어난다.
배터리 팩의 충방전 과정에서 외부 전원에 의해 배터리가 높은 전압으로 충전되거나 배터리의 문제로 인해 셀 불균형(cell imbalance)이 발생될 경우 배터리 팩에는 OVP(over voltage protection) 동작이 발생할 수 있다. 이러한 경우 OVP에 빈번히 발생될 경우, 그 발생 원인이 외부 시스템에 있는지 외부 전원에 있는지 판단하기 어렵다.
본 발명은 배터리 팩의 OVP(Over Voltage Protection) 발생 시 문제가 있는지에 대한 정보를 알려줄 수 있는 배터리 팩의 OVP 모니터링 시스템 및 그에 따른 모니터링 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩의 OVP 모니터링 시스템은, 배터리 전압 값이 저장되는 제 1 메모리부; 배터리의 OVP(Over Voltage Protection) 횟수가 저장되는 제 1 서브 메모리 및 제 2 서브 메모리를 포함하는 제 2 메모리부; OVP 동작 발생 시 상기 제 1 메모리부에 배터리 전압 값을 저장하고, 상기 제 1 메모리부에 저장된 배터리 전압 값에 따라 상기 제 1 서브 메모리 또는 상기 제 2 서브 메모리에 저장된 OVP 횟수를 증가시키는 제어부; 및 상기 제 2 메모리부에 저장된 OVP 횟수에 따라 외부 시스템 점검을 위한 제 1 알람 신호 또는 배터리 점검을 알리기 위한 제 2 알람 신호를 발생시키는 신호 발생부를 포함한다.
또한, 배터리의 OVP 동작을 감지하여 상기 제어부에 알리는 감지부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, OVP 동작이 2회 이상 발생되는 경우 마지막 OVP 동작 발생 시 측정된 배터리 전압 값을 상기 제 1 메모리부에 저장할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제 1 메모리부에 저장된 배터리 전압 값 및 기설정된 기준 전압 값을 비교하고, 상기 제 1 메모리부에 저장된 배터리 전압 값이 상기 기준 전압 값을 초과하는 경우 상기 제 1 서브 메모리에 저장된 OVP 횟수를 증가시키고, 상기 제 1 메모리부에 저장된 배터리 전압 값이 상기 기준 전압 값 이하인 경우 상기 제 2 서브 메모리에 저장된 OVP 횟수를 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 신호 발생부는, 상기 제 2 메모리부에 저장된 OVP 총 횟수 및 기설정된 OVP 총 기준 횟수를 비교하고, 상기 제 2 메모리부에 저장된 OVP 총 횟수가 상기 OVP 총 기준 횟수를 초과하는 경우 상기 제 1 서브 메모리에 저장된 OVP 횟수 및 기설정된 제 1 OVP 기준 횟수를 비교하고, 상기 제 1 서브 메모리에 저장된 OVP 횟수가 상기 제 1 OVP 기준 횟수를 초과하는 경우 상기 제 1 알람 신호를 출력하고, 상기 제 1 서브 메모리에 저장된 OVP 횟수가 상기 제 1 OVP 기준 횟수를 초과하지 않는 경우 상기 제 2 알람 신호를 출력할 수 있다.
또한, 상기 제 1 서브 메모리 및 상기 제 2 서브 메모리는 하나의 주소를 갖는 저장 영역에서 상위 영역과 하위 영역으로 구분된 메모리일 수 있다.
또한, 상기 신호 발생부는, 상기 제 1 서브 메모리에 저장된 OVP 횟수 및 기설정된 제 1 OVP 기준 횟수를 비교하여, 상기 제 1 서브 메모리에 저장된 OVP 횟수가 상기 제 1 OVP 기준 횟수를 초과하는 경우 상기 제 1 알람 신호를 발생시키고, 상기 제 2 서브 메모리에 저장된 OVP 횟수 및 기설정된 제 2 OVP 기준 횟수를 비교하여, 상기 제 2 서브 메모리에 저장된 OVP 횟수가 상기 제 2 OVP 기준 횟수를 초과하는 경우 상기 제 2 알람 신호를 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 제 1 서브 메모리 및 상기 제 2 서브 메모리는 서로 다른 주소를 갖는 서로 다른 메모리일 수 있다.
또한, 상기 신호 발생부는 상기 제 1 알람 신호 및 상기 제 2 알람 신호를 상기 외부 시스템으로 출력하고, 상기 외부 시스템은 상기 제 1 알람 신호 및 상기 제 2 알람 신호에 대한 정보를 표시할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩의 OVP 모니터링 방법은, 배터리의 OVP(Over Voltage Protection) 동작 발생 시 측정된 배터리 전압 값을 제 1 논리적 저장 공간에 저장하는 저장 단계; 상기 제 1 논리적 저장 공간에 저장된 배터리 전압 값에 따라 제 2 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수를 증가시키거나 제 3 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수를 증가시키는 카운트-업 단계; 및 상기 제 2 논리적 저장 공간 및 상기 제 3 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수에 따라 외부 시스템 점검을 위한 제 1 알람 신호 또는 배터리 점검을 알리기 위한 제 2 알람 신호를 발생시키는 신호 발생 단계를 포함한다.
또한, 상기 저장 단계 이전에 배터리의 OVP 동작을 감지하는 감지 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 저장 단계는, OVP 동작이 2회 이상 발생되는 경우 마지막 OVP 동작 발생 시 측정된 배터리 전압 값을 저장할 수 있다.
또한, 상기 카운트-업 단계는, 상기 제 1 논리적 저장 공간에 저장된 배터리 전압 값 및 기설정된 기준 전압 값을 비교하는 단계; 및 상기 제 1 논리적 저장 공간에 저장된 배터리 전압 값이 상기 기준 전압 값을 초과하는 경우 상기 제 2 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수를 증가시키거나, 상기 제 1 논리적 저장 공간에 저장된 배터리 전압 값이 상기 기준 전압 값 이하인 경우 제 3 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수를 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 신호 발생 단계는, 상기 제 2 논리적 저장 공간 및 상기 제 3 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 총 횟수 및 기설정된 OVP 총 기준 횟수를 비교하는 단계; 상기 OVP 총 횟수가 상기 OVP 총 기준 횟수를 초과하는 경우 상기 제 2 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수 및 기설정된 제 1 OVP 기준 횟수를 비교하는 단계; 상기 제 2 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수가 상기 제 1 OVP 기준 횟수를 초과하는 경우 상기 제 1 알람 신호를 출력하고, 상기 제 2 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수가 상기 제 1 OVP 기준 횟수를 초과하지 않는 경우 상기 제 2 알람 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 논리적 저장 공간 및 상기 제 2 논리적 저장 공간은 하나의 주소를 갖는 저장 영역에서 상위 영역과 하위 영역으로 구분된 저장 영역일 수 있다.
또한, 상기 신호 발생 단계는, 상기 제 2 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수 및 기설정된 제 1 OVP 기준 횟수를 비교하여, 상기 제 2 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수가 상기 제 1 OVP 기준 횟수를 초과하는 경우 제 1 알람 신호를 발생시키고, 상기 제 3 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수 및 기설정된 제 2 OVP 기준 횟수를 비교하여, 상기 제 3 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수가 상기 제 2 OVP 기준 횟수를 초과하는 경우 제 2 알람 신호를 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 제 1 논리적 저장 공간 및 상기 제 2 논리적 저장 공간은 서로 다른 주소를 갖는 서로 다른 저장 영역일 수 있다.
본 발명에 따르면, 배터리 팩의 OVP(Over Voltage Protection) 발생 시 문제가 있는지에 대한 정보를 알려줄 수 있는 배터리 팩의 OVP 모니터링 시스템 및 그에 따른 모니터링 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩의 전체적인 구성을 나타낸 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 OVP 모니터링 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 OVP 모니터링 방법을 설명하기 위해 나타낸 흐름도이다.
도 4는 도 3에 도시된 카운트 업 단계를 설명하기 위해 나타낸 흐름도이다.
도 5는 도 3에 도시된 신호 발생 단계의 첫 번째 예를 설명하기 위해 나타낸 흐름도이다.
도 6은 도 3에 도시된 신호 발생 단계의 두 번째 예를 설명하기 위해 나타낸 흐름도이다.
본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩의 OVP 모니터링 시스템에 대하여 설명하도록 한다.
우선, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩의 전체적인 구성에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩(10)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩(10)은 배터리(100), 배터리 관리 유닛(200), 충전 소자(300), 방전 소자(400), 커넥터(500), 및 센서 저항(600)을 포함할 수 있다.
외부 시스템(20)은 핸드폰 또는 휴대용 노트북 컴퓨터와 같은 외부 부하일 수 있으며, 배터리(100)의 충전을 위한 충전기일 수 있다.
배터리 팩(10)은 커넥터(500)를 통해 충전기(20)와 연결되어 배터리(100)의 충전 동작을 수행할 수 있다. 또한, 배터리 팩(10)은 커넥터(500)를 통해 노드북 컴퓨터와 같은 외부 부하(20)에 연결되어 배터리(100)의 방전 동작을 수행할 수 있다. 배터리(100)와 커넥터(500) 사이의 대전류 경로(HCP)는 충방전 경로로서 사용되며, 상기 대전류 경로(HCP)를 통해 비교적 큰 전류가 흐르게 된다. 충전기 혹은 외부 부하(20)의 전원 단자는 커넥터(500)의 제 1 팩 단자(P+) 및 제 2 팩 단자(P-)와 연결될 수 있으며 충전기(20)의 통신 단자는 커넥터(500)의 통신 단자(CLOCK, DATA)와 연결될 수 있다.
배터리(100)는 하나 이상의 배터리 셀(B1, B2, B3, B4)을 포함할 수 있으며, 일정 전압으로 충전 또는 방전될 수 있다. 도 1의 B+, B-는 전극 단자를 표시한 것이고, 각각은 직렬 연결된 배터리 셀(B1, B2, B3, B4)의 양극 단자(B+) 및 음극 단자(B-)를 나타낸 것이다. 상기 배터리(100)의 배터리 셀 수는 외부 부하가 필요로 하는 용량에 따라 달라질 수 있다.
배터리 관리 유닛(200)은 배터리(100)의 전압을 검출하고 충전 소자(300) 및 방전 소자(400)의 동작을 제어함으로써 배터리(100)의 충방전을 제어할 수 있다. 예를 들어, 커넥터(500)를 통하여 배터리 팩(10)과 충전기(20)가 연결될 경우, 배터리 관리 유닛(200)은 충전 소자(300)를 온(on) 상태로, 방전 소자(400)를 오프(off) 상태로 설정하여 배터리(100)가 충전될 수 있도록 한다. 또한, 커넥터(500)를 통해 배터리 팩(10)과 외부 시스템(20)이 연결될 경우, 배터리 관리 유닛(200)은 충전 소자(300)를 오프(off) 상태로, 방전 소자(400)를 온(on) 상태로 설정하여 배터리(100)가 방전될 수 있도록 한다. 한편 도시하진 않았으나 배터리 관리 유닛(200)은 배터리 셀들(B1, B2, B3, B4) 각각의 전압을 모두 감지할 수 있다.
이러한 배터리 관리 유닛(200) 내에는 OVP 모니터링 시스템이 구성될 수 있다. 상기 OVP 모니터링 시스템에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
충전 소자(300)와 방전 소자(400)는 배터리(100)와 커넥터(500) 사이의 대전류 경로(HCP) 상에 연결되고 배터리(100)의 충전 또는 방전을 수행할 수 있다. 충전 소자(300)는 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor; 이하 FET 1이라고 함)와 기생 다이오드(parasitic diode; 이하 D 1이라고 함)를 포함할 수 있다. 방전 소자(400)는 전계 효과 트랜지스터(이하 FET 2 이라고 함)와 기생 다이오드(이하 D 2라고 함)를 포함할 수 있다. FET 1의 소스와 드레인 사이의 접속 방향은, FET 2와 반대 방향으로 설정될 수 있다. 이러한 구성으로 FET 1은 커넥터(500)로부터 배터리(100)로의 전류 흐름을 제한할 수 있다. FET 2는 배터리(100)로부터 커넥터(500)의 전류 흐름을 제한하도록 접속될 수 있다. D 1과 D 2는 전류가 제한되는 방향에 반대 방향으로 전류가 흐르도록 구성될 수 있다.
커넥터(500)는 배터리(100)와 연결되어 있으며, 충전 시 충전기(20)와 연결되어 배터리(100)로의 충전을 위한 단자로서 작동하거나, 방전 시 외부 부하(20)와 연결되어 배터리(100)의 방전을 위한 단자로서 작동할 수 있다. 이를 위해, 커넥터(500)는 제 1 팩 단자(P+)와 제 2 팩 단자(P-)를 포함할 수 있다. 제 1 팩 단자(P+)는 배터리(100)의 양극 단자(B+)와 연결되는 양극 팩 단자일 수 있다. 제 2 팩 단자(P-)는 배터리(100)의 음극 단자(B-)와 연결되는 음극 팩 단자일 수 있다. 커넥터(500)에 충전기(20)가 연결되면, 충전기(20)로부터 배터리(100)로의 충전이 이루어질 수 있으며, 커넥터(500)에 외부 부하(20)가 연결되면 배터리(100)로부터 외부 부하(20)로의 방전이 이루어진다.
또한, 커넥터(500)는 배터리 관리 유닛(200)과 연결되는 통신 단자(CLOCK, DATA)를 포함할 수 있다. 통신 단자(CLOCK, DATA)는 클록 단자(CLOCK)와 데이터 단자(DATA)를 포함할 수 있다. 커넥터(500)에 충전기(20)가 연결되면, 통신 단자는 배터리 관리 유닛(200)과 충전기(20) 사이의 통신을 가능하게 한다. 예를 들어, 통신 단자(CLOCK, DATA)는 배터리 관리 유닛(200)으로부터 배터리(100)의 전압 정보 충전 제어 정보 등을 충전기(20)에 전달할 수 있으며, OVP 모니터링 시스템으로부터 출력되는 알람 신호 등을 외부 부하(20)다.
센서 저항(600)은 배터리(100)와 커넥터(500) 사이의 대전류 경로(HCP) 상에 연결될 수 있다. 구체적으로 센서 저항(600)은 배터리(100)의 음극 단자(B-)와 제 2 팩 단자(P-) 사이에 연결될 수 있다. 또한, 센서 저항(600)은 배터리 관리 유닛(200)과 연결될 수 있다. 이에 따라, 센서 저항(600)은 배터리 관리 유닛(200)이 센서 저항(600) 양단의 전압 값과 센서 저항(600)의 저항 값을 확인하여, 충방전 전류를 확인할 수 있게 한다. 따라서, 센서 저항(600)은 배터리(100)의 충전 전류 또는 방전 전류에 대한 정보를 배터리 관리 유닛(200)에 전달하는 역할을 한다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩의 OVP 모니터링 시스템에 대하여 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 OVP 모니터링 시스템(200A)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 OVP 모니터링 시스템(200A)은, 감지부(210), 제 1 메모리부(220), 제 2 메모리부(230), 제어부(240) 및 신호 발생부(250)를 포함한다.
감지부(210)는 배터리(100)의 OVP 동작을 감지하고, 감지 결과를 제어부(240)에게 알리는 역할을 할 수 있다. 배터리 관리 유닛(200)은 배터리(100)의 전압을 모니터링함으로써 과충전 및 과방전에 의한 OVP 동작을 수행하고, 이를 감지부(210)에게 알릴 수 있으며, 감지부(210)는 OVP 동작이 발생되었음을 감지할 수 있다.
제 1 메모리부(220)는 배터리의 전압 값을 저장할 수 있다. 여기서 배터리 전압 값은 배터리(100)의 충방전 제어를 위하여 배터리 관리 유닛(200)을 통해 측정된 전압 값일 수 있다.
제 2 메모리부(230)는 제 1 서브 메모리(230a) 및 제 2 서브 메모리(200b)를 포함할 수 있다. 제 1 서브 메모리(230a) 및 제 2 서브 메모리(200b)는 배터리(100)의 OVP의 발생 횟수를 저장할 수 있다. 여기서, 제 1 서브 메모리(230a) 및 제 2 서브 메모리(200b)는 상위 바이트와 하위 바이트로 구분된 하나의 저장 영역일 수 있다. 여기서 제 1 서브 메모리(230a)는 제 2 메모리부(230)의 상위 바이트로 구분된 영역일 수 있으며, 제 2 서브 메모리(200b)는 하위 바이트로 구분된 영역일 수 있다. 또한, 제 1 서브 메모리(230a) 및 제 2 서브 메모리(230b)는 서로 다른 주소로 구분된 서로 다른 저장 영역일 수도 있다.
제어부(240)는 OVP 동작 발생 시 제 1 메모리부(220)에 배터리 전압 값을 저장할 수 있다. 이때, OVP 동작이 여러 번 발생되는 경우 제어부(240)는 마지막 OVP 동작 발생 시 배터리 관리 유닛(200)을 통해 측정된 배터리 전압 값을 저장할 수 있다. 또한, 제어부(240)는 제 1 메모리부(220)에 저장된 배터리 전압 값에 따라 제 1 서브 메모리(230a) 또는 제 2 서브 메모리(230b)에 저장된 OVP 횟수를 증가시킬 수 있다.
이러한 제어부(240)의 구성에 대하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
제어부(240)는 제 1 메모리부(220)에 저장된 배터리 전압 값과 미리 설정된 기준 전압 값을 비교할 수 있다. 그 결과, 제 1 메모리부(220)에 저장된 배터리 전압 값이 기준 전압 값을 초과할 경우 제 1 서브 메모리(230a)에 저장된 OVP 횟수를 증가시킬 수 있다. 이러한 경우는, 외부 시스템(20)에 문제가 있는 경우로서 예를 들어, 외부 시스템(20)이 필요 이상의 높은 전압으로 배터리(100)를 충전하고 있는 경우일 수 있다.
이와는 반대로, 제 1 메모리부(220)에 저장된 배터리 전압 값이 상기 기준 전압 값 이하인 경우 제 2 서브 메모리(230b)에 저장된 OVP 횟수를 증가시킬 수 있다. 이러한 경우는, 배터리(20)에 문제가 있는 경우로서 예를 들어, 배터리(20)의 셀 불균형(cell imbalance)가 발생된 경우일 수 있다.
신호 발생부(250)는 제 2 메모리부(230)에 저장된 OVP 횟수에 따라 외부 시스템(20)의 점검을 알리기 위한 제 1 알람 신호 또는 배터리(10)의 점검을 알리기 위한 제 2 알람 신호를 발생시킬 수 있다. 또한, 신호 발생부(250)는 커넥터(500)의 통신 단자(CLOCK, DATA)를 통해 제 1 알람 신호 및 제 2 알람 신호를 외부 시스템(20)으로 출력할 수 있다.
이러한 신호 발생부(250)의 구성에 대하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예에 따른 신호 발생부(250)은 두 가지 형태로 구성될 수 있다.
첫 번째 형태의 신호 발생부(250)에 대하여 설명하면 다음과 같다.
신호 발생부(250)는 일정한 주기로 제 2 메모리부(230)에 저장된 OVP 총 횟수에 대한 정보를 받을 수 있다. 또한, 신호 발생부(250)는 OVP 총 횟수와 미리 설정된 OVP 총 기준 횟수를 비교할 수 있다. 그 결과, OVP 총 횟수가 OVP 총 기준 횟수를 초과하는 경우 제 1 서브 메모리(230a)에 저장된 OVP 횟수와 미리 설정된 제 1 OVP 기준 횟수를 비교할 수 있다. 그리고, 그 결과, 제 1 서브 메모리(230a)에 저장된 OVP 횟수가 제 1 OVP 기준 횟수를 초과하는 경우 제 1 알람 신호를 출력할 수 있다. 이와 반대로, 제 1 서브 메모리(230a)에 저장된 OVP 횟수가 제 1 OVP 기준 횟수를 초과하지 않은 경우 제 2 알람 신호를 출력할 수 있다.
한편, OVP 총 횟수가 OVP 총 기준 횟수를 초과하는 경우 제 2 서브 메모리(230b)에 저장된 OVP 횟수와 미리 설정된 제 2 OVP 기준 횟수를 비교할 수 있다. 그리고, 그 결과, 제 2 서브 메모리(230b)에 저장된 OVP 횟수가 제 2 OVP 기준 횟수를 초과하는 경우 제 2 알람 신호를 출력할 수 있다. 이와 반대로, 제 2 서브 메모리(230b)에 저장된 OVP 횟수가 제 2 OVP 기준 횟수를 초과하지 않은 경우 제 1 알람 신호를 출력할 수도 있다.
이러한 구성을 갖는 신호 발생부(250)는 같은 주소를 갖는 하나의 저장 영역에서 구분된 제 1 서브 메모리(230a)와 제 2 서브 메모리(230b)를 이용한 경우이며, 상위 바이트로 구분된 제 1 서브 메모리(230a)에 저장되어 있는 OVP 횟수가 OVP 기준 횟수를 초과하였는지를 판별하여 제 1 알람 신호 또는 제 2 알람 신호를 출력할 수 있다.
두 번째 형태의 신호 발생부(250)의 구성을 설명하면 다음과 같다.
신호 발생부(250)는 일정한 주기로 제 1 서브 메모리(230a) 및 제 2 서브 메모리(230b)에 저장된 OVP 횟수에 대한 각각의 정보를 받을 수 있다. 또한, 신호 발생부(250)는 제 1 서브 메모리(230a)에 저장된 OVP 횟수와 미리 설정된 제 1 OVP 기준 횟수를 비교할 수 있다. 그 결과, 제 1 서브 메모리(230a)에 저장된 OVP 횟수가 제 1 OVP 횟수를 초과하는 경우 제 1 알람 신호를 발생시킬 수 있다. 또한, 신호 발생부(250)는 제 2 서브 메모리(230b)에 저장된 OVP 횟수와 미리 설정된 제 2 OVP 기준 횟수를 비교할 수 있다. 그리고 그 결과, 제 2 서브 메모리(230b)에 저장된 OVP 횟수가 제 2 OVP 횟수를 초과하는 경우 제 2 알람 신호를 발생시킬 수 있다.
이러한 구성을 갖는 신호 발생부(250)는 서로 다른 저장 영역인 제 1 서브 메모리(230a) 및 제 2 서브 메모리(200b)를 이용한 경우이며, 각각의 저장 영역에 저장된 OVP 횟수 대한 OVP 기준 횟수 초과 여부를 기준으로 제 1 알람 신호 또는 제 2 알람 신호를 출력한다.
신호 발생부(250)는 제 1 알람 신호와 제 2 알람 신호를 커넥터(500)의 통신 단자(CLOCK, DATA)를 통해 외부 시스템(20)으로 출력할 수 있다. 그리고, 외부 시스템(20)은 제 1 알람 신호와 제 2 알람 신호에 대한 정보를 사용자가 인식할 수 있도록 표시할 수 있다. 예를 들어, 외부 시스템은 OVP 모니터링 시스템으로부터 제 1 또는 제 2 알람 신호를 입력 받고, 해당 신호에 대한 정보를 디스플레이 또는 그 밖의 표시 장치를 통해 나타낼 수 있다. 또는, 정해진 소리나 진동과 방식으로 해당 신호에 대한 정보를 사용자에게 알릴 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 OVP(Over Voltage Protection) 모니터링 방법(S300)을 설명하기 위해 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 OVP 모니터링 방법(S300)은, OVP 감지 단계(S310), 배터리 전압 값 저장 단계(S320), 카운트 업 단계(S330) 및 신호 발생 단계(S340)를 포함한다.
OVP 감지 단계(S310)에서는 배터리의 OVP 동작이 발생되었는지를 감지할 수 있다.
배터리 전압 값 저장 단계(S320)에서는 배터리의 OVP 동작 발생 시 측정된 배터리 전압 값(VC)을 제 1 논리적 저장 공간에 저장할 수 있다. 여기서, OVP 동작이 여러 번 발생되는 경우 마지막 OVP 동작 발생 시 측정된 배터리 전압 값(VC)을 저장할 수 있다.
카운트 업 단계(S330)에서는 제 1 논리적 저장 공간에 저장된 배터리 전압 값(VC)에 따라 제 2 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수(Novp_2)를 증가시키거나 제 3 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수(Novp_3)를 증가시킬 수 있다.
여기서, 제 2 논리적 저장 공간 및 제 3 논리적 저장 공간은 상위 바이트와 하위 바이트로 구분된 하나의 저장 영역일 수 있다. 여기서, 제 2 논리적 저장 공간은 하나의 저장 영역 중 상위 바이트로 구분된 영역일 수 있으며, 제 3 논리적 저장 공간은 하위 바이트로 구분된 영역일 수 있다. 또한, 제 2 논리적 저장 공간 및 제 3 논리적 저장 공간은 서로 다른 주소로 구분된 서로 다른 저장 영역일 수도 있다.
도 4는 도 3에 도시된 카운트 업 단계(S330)를 설명하기 위해 나타낸 흐름도이다.
카운트 업 단계(S330)에서는, OVP가 발생되면 제 1 논리적 저장 공간에 저장된 배터리 전압 값(VC)과 미리 설정된 기준 전압 값(Vref)을 비교할 수 있다(S331). 그 결과, 제 1 논리적 저장 공간에 저장된 배터리 전압 값(VC)이 기준 전압 값(Vref)을 초과하는 경우 제 2 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수(Novp_2)를 증가시킨다(S333). 이러한 경우는, 외부 시스템(20)에 문제가 있는 것으로 판단한 경우로서 예를 들어, 외부 시스템(20)이 필요 이상의 높은 전압으로 배터리(100)를 충전하고 있는 경우일 수 있다. 이와는 반대로, 제 1 논리적 저장 공간에 저장된 배터리 전압 값(VC)이 기준 전압 값(Vref) 이하인 경우 제 3 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수(Novp_3)를 증가시킨다(S335). 이러한 경우는, 배터리에 문제가 있는 것으로 판단한 경우로서 예를 들어, 배터리의 셀 불균형(cell imbalance)가 발생된 경우일 수 있다.
신호 발생 단계(S340)에서는, 제 2 논리적 저장 공간 및 상기 제 3 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수에 따라 외부 시스템 점검을 위한 제 1 알람 신호 또는 배터리 점검을 알리기 위한 제 2 알람 신호를 발생시킬 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 신호 발생 단계(S340)는 두 가지 방식으로 실시할 수 있다.
도 5는 도 3에 도시된 신호 발생 단계의 첫 번째 예를 설명하기 위해 나타낸 흐름도이다. 도 6은 도 3에 도시된 신호 발생 단계의 두 번째 예를 설명하기 위해 나타낸 흐름도이다.
우선, 도 5를 참조하여 첫 번째 방식의 신호 발생 단계(S340A)에 대하여 설명하도록 한다.
먼저, 제 2 논리적 저장 공간과 제 3 논리적 저장 공간에 저장된 정보를 얻는다(S341a). 상기 정보는 제 2 논리적 저장 공간과 제 3 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 총 횟수(Novp_total)에 대한 정보일 수 있다.
다음, OVP 총 횟수(Novp_total)와 미리 설정된 OVP 총 기준 횟수(Novp_total_ref)를 비교할 수 있다(S343a). 그 결과, OVP 총 횟수(Novp_total)가 OVP 총 기준 횟수(Novp_total_ref)를 초과하는 경우 제 2 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수(Novp_2)와 미리 설정된 제 1 OVP 기준 횟수(Novp_2_ref)를 비교할 수 있다(S345a). 그리고 그 결과, 제 2 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수(Novp_2)가 제 1 OVP 기준 횟수(Novp_2_ref)를 초과하는 경우 제 1 알람 신호를 출력할 수 있다(S347a). 이와는 반대로, 제 2 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수(Novp_2)가 제 1 OVP 기준 횟수(Novp_2_ref) 이하인 경우 제 2 알람 신호를 출력할 수 있다(S349a).
또한, OVP 총 횟수(Novp_total)가 OVP 총 기준 횟수(Novp_total_ref)를 초과하는 경우 제 3 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수(Novp_3)와 미리 설정된 제 2 OVP 기준 횟수(Novp_3_ref)를 비교할 수 있다. 그리고 그 결과, 제 3 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수(Novp_3)가 제 2 OVP 기준 횟수(Novp_3_ref)를 초과하는 경우 제 2 알람 신호를 출력할 수 있다. 이와는 반대로, 제 3 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수(Novp_3)가 제 2 OVP 기준 횟수(Novp_3_ref) 이하인 경우 제 1 알람 신호를 출력할 수 있다.
첫 번째 방식의 신호 발생 단계(S340A)는, 같은 주소를 갖는 하나의 저장 영역에서 구분된 제 2 논리적 저장 공간과 제 3 논리적 저장 공간을 이용하며, 상위 바이트로 구분된 제 2 논리적 저장 공간에 저장되어 있는 OVP 횟수(Novp_2)가 제 1 OVP 기준 횟수(Novp_2_ref)를 초과하였는지를 판별하여 제 1 알람 신호 또는 제 2 알람 신호를 출력할 수 있다.
다음, 도 6을 참조하여 두 번째 방식의 신호 발생 단계(S340B)에 대하여 설명하도록 한다.
먼저, 제 2 논리적 저장 공간 및 제 3 논리적 저장 공간의 정보를 얻는다(S341b). 상기 정보는 제 2 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수(Novp_2)에 대한 정보 및 제 3 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수(Novp_3)에 대한 정보일 수 있다.
다음, 제 2 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수(Novp_2)와 미리 설정된 제 1 OVP 기준 횟수(Novp_2_ref)를 비교할 수 있다(S343b). 그 결과, 제 2 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수(Novp_2)가 제 1 OVP 기준 횟수(Novp_2_ref)를 초과하는 경우 제 1 알람 신호를 발생시킬 수 있다(S345b). 또한, 제 3 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수(Novp_3)와 미리 설정된 제 2 OVP 기준 횟수(Novp_3_ref)를 비교할 수 있다(S347b). 그리고 그 결과, 제 3 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수(Novp_3)가 제 2 OVP 기준 횟수(Novp_3_ref)를 초과하는 경우 제 2 알람 신호를 발생시킬 수 있다(S349b).
두 번째 방식의 신호 발생 단계(S340B)는, 서로 다른 저장 영역인 제 1 논리적 저장 영역 및 제 2 논리적 저장 영역을 이용하는 경우로서, 각각의 저장 영역에 저장된 OVP 횟수에 대한 OVP 기준 횟수 초과 여부를 기준으로 제 1 알람 신호 및/또는 제 2 알람 신호를 출력한다.
신호 발생 단계(S340)를 통해 출력된 제 1 알람 신호 및 제 2 알람 신호는 외부 시스템으로 입력되어 해당 알람 신호에 대한 정보를 표시하거나 알릴 수 있다. 예를 들어, 외부 시스템이 제 1 알람 신호를 입력 받고, 해당 신호에 대한 정보를 디스플레이 또는 그 밖의 표시 장치를 통해 나타낼 수 있다. 또는, 정해진 소리나 진동과 방식으로 해당 신호에 대한 정보를 사용자에게 알릴 수 있다.
본 발명에 따르면, 배터리 팩에서 OVP 동작이 빈번히 발생되는 경우, 그에 대한 문제가 배터리에 있는지 외부 시스템에 있는지를 판별하고, 그에 대한 정보를 즉시 알려줄 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
10: 배터리 팩
20: 외부 시스템
100: 배터리
200: 배터리 관리 유닛
200A: OVP 모니터링 시스템
210: 감지부
220: 제 1 메모리부
230: 제 2 메모리부
230a: 제 1 서브 메모리
230b: 제 2 서브 메모리
240: 제어부
250: 신호 발생부
300: 충전 소자
400: 방전 소자
500: 커넥터
600: 센서 저항

Claims (17)

  1. 배터리 전압 값이 저장되는 제 1 메모리부;
    배터리의 OVP(Over Voltage Protection) 횟수가 저장되는 제 1 서브 메모리 및 제 2 서브 메모리를 포함하는 제 2 메모리부;
    OVP 동작 발생 시 배터리 전압 값을 상기 제 1 메모리부에 저장하고, 상기 제 1 메모리부에 저장된 배터리 전압 값과 기설정된 기준 전압 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 제 1 서브 메모리 또는 상기 제 2 서브 메모리에 저장된 OVP 횟수를 증가시키는 제어부; 및
    상기 제 1 서브 메모리 및 제 2 서브 메모리에 저장된 OVP 횟수에 따라 외부 시스템 점검을 위한 제 1 알람 신호 또는 배터리 점검을 알리기 위한 제 2 알람 신호를 발생시키는 신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 OVP 모니터링 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    배터리의 OVP 동작을 감지하여 상기 제어부에 알리는 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 OVP 모니터링 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, OVP 동작이 2회 이상 발생되는 경우 마지막 OVP 동작 발생 시 측정된 배터리 전압 값을 상기 제 1 메모리부에 저장하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 OVP 모니터링 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 1 메모리부에 저장된 배터리 전압 값이 상기 기준 전압 값을 초과하는 경우 상기 제 1 서브 메모리에 저장된 OVP 횟수를 증가시키고,
    상기 제 1 메모리부에 저장된 배터리 전압 값이 상기 기준 전압 값 이하인 경우 상기 제 2 서브 메모리에 저장된 OVP 횟수를 증가시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 OVP 모니터링 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 발생부는,
    상기 제 2 메모리부에 저장된 OVP 총 횟수 및 기설정된 OVP 총 기준 횟수를 비교하고,
    상기 제 2 메모리부에 저장된 OVP 총 횟수가 상기 OVP 총 기준 횟수를 초과하는 경우 상기 제 1 서브 메모리에 저장된 OVP 횟수 및 기설정된 제 1 OVP 기준 횟수를 비교하고,
    상기 제 1 서브 메모리에 저장된 OVP 횟수가 상기 제 1 OVP 기준 횟수를 초과하는 경우 상기 제 1 알람 신호를 출력하고,
    상기 제 1 서브 메모리에 저장된 OVP 횟수가 상기 제 1 OVP 기준 횟수를 초과하지 않는 경우 상기 제 2 알람 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 OVP 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 서브 메모리 및 상기 제 2 서브 메모리는 하나의 주소를 갖는 저장 영역에서 상위 영역과 하위 영역으로 구분된 메모리인 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 OVP 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 발생부는,
    상기 제 1 서브 메모리에 저장된 OVP 횟수 및 기설정된 제 1 OVP 기준 횟수를 비교하여, 상기 제 1 서브 메모리에 저장된 OVP 횟수가 상기 제 1 OVP 기준 횟수를 초과하는 경우 상기 제 1 알람 신호를 발생시키고,
    상기 제 2 서브 메모리에 저장된 OVP 횟수 및 기설정된 제 2 OVP 기준 횟수를 비교하여, 상기 제 2 서브 메모리에 저장된 OVP 횟수가 상기 제 2 OVP 기준 횟수를 초과하는 경우 상기 제 2 알람 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 OVP 모니터링 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 서브 메모리 및 상기 제 2 서브 메모리는 서로 다른 주소를 갖는 서로 다른 메모리인 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 OVP 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 발생부는 상기 제 1 알람 신호 및 상기 제 2 알람 신호를 상기 외부 시스템으로 출력하고,
    상기 외부 시스템은 상기 제 1 알람 신호 및 상기 제 2 알람 신호에 대한 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 OVP 모니터링 시스템.
  10. 배터리의 OVP(Over Voltage Protection) 동작 발생 시 측정된 배터리 전압 값을 제 1 논리적 저장 공간에 저장하는 저장 단계;
    상기 제 1 논리적 저장 공간에 저장된 배터리 전압 값에 따라 제 2 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수를 증가시키거나 제 3 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수를 증가시키는 카운트-업 단계; 및
    상기 제 2 논리적 저장 공간 및 상기 제 3 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수에 따라 외부 시스템 점검을 위한 제 1 알람 신호 또는 배터리 점검을 알리기 위한 제 2 알람 신호를 발생시키는 신호 발생 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 OVP 모니터링 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 저장 단계 이전에 배터리의 OVP 동작을 감지하는 감지 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 OVP 모니터링 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 저장 단계는, OVP 동작이 2회 이상 발생되는 경우 마지막 OVP 동작 발생 시 측정된 배터리 전압 값을 저장하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 OVP 모니터링 방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 카운트-업 단계는,
    상기 제 1 논리적 저장 공간에 저장된 배터리 전압 값 및 기설정된 기준 전압 값을 비교하는 단계; 및
    상기 제 1 논리적 저장 공간에 저장된 배터리 전압 값이 상기 기준 전압 값을 초과하는 경우 상기 제 2 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수를 증가시키거나, 상기 제 1 논리적 저장 공간에 저장된 배터리 전압 값이 상기 기준 전압 값 이하인 경우 제 3 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수를 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 OVP 모니터링 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 신호 발생 단계는,
    상기 제 2 논리적 저장 공간 및 상기 제 3 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 총 횟수 및 기설정된 OVP 총 기준 횟수를 비교하는 단계;
    상기 OVP 총 횟수가 상기 OVP 총 기준 횟수를 초과하는 경우 상기 제 2 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수 및 기설정된 제 1 OVP 기준 횟수를 비교하는 단계;
    상기 제 2 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수가 상기 제 1 OVP 기준 횟수를 초과하는 경우 상기 제 1 알람 신호를 출력하고, 상기 제 2 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수가 상기 제 1 OVP 기준 횟수를 초과하지 않는 경우 상기 제 2 알람 신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 OVP 모니터링 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 논리적 저장 공간 및 상기 제 2 논리적 저장 공간은 하나의 주소를 갖는 저장 영역에서 상위 영역과 하위 영역으로 구분된 저장 영역인 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 OVP 모니터링 방법.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 신호 발생 단계는,
    상기 제 2 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수 및 기설정된 제 1 OVP 기준 횟수를 비교하여, 상기 제 2 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수가 상기 제 1 OVP 기준 횟수를 초과하는 경우 제 1 알람 신호를 발생시키고,
    상기 제 3 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수 및 기설정된 제 2 OVP 기준 횟수를 비교하여, 상기 제 3 논리적 저장 공간에 저장된 OVP 횟수가 상기 제 2 OVP 기준 횟수를 초과하는 경우 제 2 알람 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 OVP 모니터링 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 논리적 저장 공간 및 상기 제 2 논리적 저장 공간은 서로 다른 주소를 갖는 서로 다른 저장 영역인 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 OVP 모니터링 방법.
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