KR101147231B1 - 전지 팩 및 그의 충방전 제어 방법 - Google Patents

전지 팩 및 그의 충방전 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 안전하게 충방전을 제어할 수 있는 전지 팩 및 그의 충방전 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩은 적어도 하나의 셀을 포함하는 전지 조립체, 상기 전지 조립체에 전기적으로 연결되는 보호 회로 기판 및 상기 전지 조립체를 외부 전원 장치 또는 외부 부하와 전기적으로 연결하기 위한 외부 단자를 포함한다. 또한, 상기 보호 회로 기판은 상기 전지 조립체를 충전 및 방전하기 위한 충방전 소자, 상기 전지 조립체의 온도를 측정하기 위한 온도 소자 및 상기 전지 조립체, 상기 충방전 소자 및 상기 온도 소자와 전기적으로 연결되고 상기 전지 조립체의 충전 및 방전을 제어하기 위한 충방전 제어부를 포함한다. 상기 온도 소자는 상기 전지 조립체의 충전 및 방전이 중지된 상태에서 상기 전지 조립체의 온도를 측정하도록 설정된다.

Description

전지 팩 및 그의 충방전 제어 방법 {BATTERY PACK AND METHOD FOR CONTROLLING OF CHARGING AND DISCHRAGING OF THE SAME}
본 발명은 전지 팩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 안전하게 충방전을 제어할 수 있는 전지 팩 및 그의 충방전 제어 방법에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 일차 전지와 달리 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 외부의 전기 에너지를 화학 에너지의 형태로 바꾸어 저장해 두는 충전 과정과 화학 에너지를 전기 에너지의 형태로 바꾸어 사용하는 방전 과정을 반복할 수 있다.
이러한 이차 전지의 대표적인 예로는 니켈 수소 전지, 니켈 카드뮴 전지, 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지 등이 있으며, 저용량의 이차 전지는 휴대폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 널리 사용되고, 대용량의 이차 전지는 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원 및 전력 저장용 전지 등에 사용되고 있다.
이와 같이 실생활과 밀접한 분야에서 이차 전지의 사용이 증가함에 따라 이차 전지의 높은 안전성 및 신뢰성이 요구되고 있다.
한편, 이차 전지는 사용 목적 및 용도에 따라 하나 이상의 전지 셀(cell)을 포함하는 전지 조립체와, 이를 외부 전원 또는 외부 부하와 연결할 수 있는 외부 단자를 포함하는 전지 팩(battery pack)으로 사용할 수 있다. 일반적으로, 이러한 전지 팩은 충전 및 방전 과정에서 이차 전지에 과전압이 인가되거나 과전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 보호 장치를 구비한다. 일례로, 전지 팩이 충전 또는 방전 과정에서 설정된 값 이상의 전압 또는 전류가 감지되면 충전 및 방전을 중지시키는 보호 회로 등을 추가로 구비할 수 있다.
이와 같이 보호 회로 등을 통해 과전압 또는 과전류 등으로 전지 팩의 충전 및 방전이 중단된 경우에는, 일정한 조건에 의하여 충전 또는 방전을 재개할 수 있다. 하지만, 과전압 또는 과전류에 의하여 전지 팩의 전지 셀이 손상된 경우, 내부 화학 반응에 의해 셀의 온도가 높아져 재사용 시 위험한 상황이 발생할 수 있다.
따라서, 전지 팩의 충전 또는 방전의 재개하여 이를 재사용함에 있어서, 전지 셀이 손상되었는지 여부와 손상된 정도를 고려하여 안전하게 재사용하기 위한 보호 수단이 요구된다.
본 발명은 상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 과전압 또는 과전류에 의하여 전지 팩의 충전 및 방전이 중단된 경우, 안전하게 충전 또는 방전을 재개할 수 있는 전지 팩을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 상기와 같은 전지 팩의 충전 및 방전을 제어하는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩은 적어도 하나의 전지 셀을 포함하는 전지 조립체, 상기 전지 조립체에 전기적으로 연결되는 보호 회로 기판 및 상기 전지 조립체를 외부 전원 또는 외부 부하와 전기적으로 연결하기 위한 외부 단자를 포함한다. 또한, 상기 보호 회로 기판은 상기 전지 조립체를 충전 및 방전하기 위한 충방전 소자, 상기 전지 조립체의 온도를 측정하기 위한 온도 소자 및 상기 전지 조립체, 상기 충방전 소자 및 상기 온도 소자와 전기적으로 연결되고 상기 전지 조립체의 충전 및 방전을 제어하기 위한 충방전 제어부를 포함한다. 상기 온도 소자는 상기 전지 조립체의 충전 및 방전이 중지된 상태에서 상기 전지 조립체의 온도를 측정하도록 설정된다.
상기 보호 회로 기판은, 상기 충방전 제어부와 전기적으로 연결되고 상기 전지 조립체와 상기 외부 단자의 전기적인 연결을 조절하기 위한 스위칭 소자를 더 포함할 수 있다.
상기 보호 회로 기판은, 상기 충방전 제어부와 전기적으로 연결되는 전류 측정 소자를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 전류 측정 소자는 상기 전지 조립체가 충전 또는 방전되는 과정에서 상기 전지 조립체에 흐르는 과전류 또는 과전압을 감지하여, 상기 전지 조립체의 충전 및 방전의 중지 신호를 상기 충방전 제어부를 통해 상기 스위칭 소자로 전달할 수 있다.
상기 전류 측정 소자는 상기 전지 조립체의 충전 및 방전이 중지된 상태에서 상기 전지 조립체에 흐르는 전류를 측정하도록 설정될 수 있다.
상기 온도 소자는 상기 전지 조립체의 충전 및 방전이 중지된 상태에서 상기 전지 조립체에 흐르는 전류가 기준값 이하로 감소한 때부터 상기 전지 조립체의 온도를 측정하도록 설정될 수 있다.
상기 보호 회로 기판은, 상기 충방전 제어부에 전기적으로 연결되고 상기 스위칭 소자에 의하여 상기 전지 조립체의 충전 및 방전이 중지된 시간을 측정하기 위한 타이머를 더 포함할 수 있다.
상기 온도 소자는 상기 전지 조립체의 충전 및 방전이 중지된 후 기설정된 시간을 경과한 때부터 상기 전지 조립체의 온도를 측정하도록 설정될 수 있다.
상기 전류 측정 소자는 상기 전지 조립체의 충전 및 방전이 중지된 후 기설정된 시간을 경과한 때부터 상기 전지 조립체에 흐르는 전류를 측정하도록 설정될 수 있다.
상기 온도 소자는 상기 전지 조립체의 충전 및 방전이 중지된 상태에서 상기 전지 조립체에 흐르는 전류가 기준값 이하로 감소한 때부터 상기 전지 조립체의 온도를 측정하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩의 충방전 제어 방법은 전지 조립체의 전류를 측정하는 단계, 상기 전지 조립체의 과전류 또는 과전압을 감지하여 전지 조립체의 충전 및 방전을 중지하는 단계, 상기 전지 조립체의 온도를 측정하는 단계 및 상기 전지 조립체의 온도가 기준값 이하로 감소한 때에 상기 전지 조립체의 충전 또는 방전을 재개하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩의 충방전 제어 방법은 상기 전지 조립체의 충전 및 방전이 중지된 후 상기 전지 조립체에 흐르는 전류를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 전지 조립체의 충전 및 방전이 중지되고 상기 전지 조립체에 흐르는 전류가 기준값 이하로 감소한 후 상기 전지 조립체의 온도를 측정하는 단계를 수행할 수 있다.
상기 전지 조립체의 충전 및 방전이 중지되고 기설정된 시간이 경과한 후 상기 전지 조립체의 온도를 측정하는 단계를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩의 충방전 제어 방법은 상기 기설정된 시간이 경과한 후 상기 전지 조립체에 흐르는 전류를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 기설정된 시간이 경과하고 상기 전지 조립체에 흐르는 전류가 기준값 이하로 감소한 후 상기 전지 조립체의 온도를 측정하는 단계를 수행할 수 있다.
상기 전지 조립체의 충전 및 방전의 중지와, 충전 또는 방전의 재개는 상기 전지 조립체와 외부 단자에 전기적으로 연결된 스위칭 소자를 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 과전압 또는 과전류를 원인으로 전지 팩의 충전 및 방전이 중단된 후, 안전하게 충전 또는 방전을 재개할 수 있다.
특히, 과전압 또는 과전류에 의해 전지 팩의 전지 셀이 손상을 입은 경우에도, 전지 팩의 충전 또는 방전을 재개하는 데 있어서 안전성을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전지 팩의 충방전 제어 방법의 알고리즘을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전지 팩을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전지 팩의 충방전 제어 방법의 알고리즘을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전지 팩의 충방전 제어 방법의 알고리즘을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 전지 팩의 충방전 제어 방법의 알고리즘을 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자기 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명한다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여, 본 발명과 관계없는 부분에 대하여는 그 설명을 생략하고, 본 명세서 및 도면에서 동일한 구성요소에는 동일한 참조부호를 붙인다.
한편, 본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 두고 "전기적으로 연결"되는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전지 팩의 충방전 제어 방법의 알고리즘을 나타낸 순서도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전지 팩을 개략적으로 나타낸 블록도로서, 이하에서는 이들을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 전지 팩 및 그의 충방전 제어 방법에 대하여 설명한다.
우선 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 전지 팩의 충방전 제어 방법은 과전압 또는 과전류를 감지하는 단계(S110), 충전 및 방전을 중지하는 단계(S120), 전지 조립체(10)의 전지 셀(cell)의 온도를 측정하는 단계(S130) 및 전지 셀의 온도가 기준값 이하로 감소하였는지 여부를 판단하여(S140), 이를 만족하는 경우 충전 또는 방전을 재개하는 단계(S150)를 포함한다.
즉, 본 실시예에서는 과전압 또는 과전류에 의하여 전지 팩의 충전 및 방전이 중단된 경우, 전지 셀의 온도가 기준치 이하로 충분히 감소하였는지 여부를 기준으로 충전 또는 방전을 재개하게 된다. 이에 따라, 과전압 또는 과전류 등에 의해 전지 셀이 손상된 경우에는 내부 화학 반응에 의해 전지 셀의 온도가 높아질 수 있는 점을 고려하여 충전 및 방전을 재개함으로써, 보다 안전하게 전지 팩을 재사용할 수 있게 된다.
본 실시예에 따른 전지 팩은 전지 조립체(10), 보호 회로 기판(20) 및 외부 단자(P+, P-)를 포함하는 것으로, 도 2를 참조하여 이와 같은 전지 팩의 구성 및 그의 충방전 제어 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
전지 조립체(10)는 충전 및 방전이 가능한 적어도 하나의 전지 셀을 포함하여 형성되고, 보호 회로 기판(20) 및 외부 단자와 전기적으로 연결된다.
외부 단자는 양극 단자(P+)와 음극 단자(P-)를 포함하여, 전지 조립체(10)의 충전 및 방전 과정에서 이를 외부 전원 또는 외부 부하와 연결시켜 주는 역할을 한다. 일반적으로, 외부 단자가 외부 전원과 연결되는 경우에는 전지 조립체(10)의 충전이 이루어지고, 외부 단자가 외부 부하와 연결되는 경우에는 전지 조립체(10)의 방전이 이루어지게 된다.
보호 회로 기판(20)은 충방전 제어부(30), 충방전 소자(40), 전류 측정 소자(50), 스위칭 소자(60) 및 온도 소자(70)를 포함하여, 전지 조립체(10)에 과전압이 인가되거나 과전류가 흐르는 경우 충전 및 방전을 중단시키고, 이를 재개시키는 역할을 한다.
보호 회로 기판(20)의 충방전 소자(40)는 전지 조립체(10)와 연결되고, 충전 FET(Field Effect Transistor)(41) 및 방전 FET(42)를 포함하여, 충전 FET(41)가 구동되는 경우에는 충전이 수행되고, 방전 FET(42)가 구동되는 경우에는 방전이 수행되도록 한다. 충방전 소자(40)는 충방전 제어부(30)와도 연결되는데, 충방전 제어부(30)의 제어에 의해 충전 FET(41) 또는 방전 FET(42) 중 어느 하나가 구동되어 전지 조립체(10)의 충전 또는 방전이 수행된다.
보호 회로 기판(20)의 전류 측정 소자(50)는 센서 저항을 포함하고, 전지 조립체(10)와 연결되어 전지 조립체(10)에 흐르는 전류를 감지한다. 상기 전류 측정 소자(50)를 통하여 전지 조립체(10)에 미리 설정된 기준값 이상의 과전류가 흐르는 것이 감지되면, 전류 측정 소자(50)는 전지 조립체(10)의 충전 및 방전이 중단되도록 중지 신호가 충방전 제어부(30)로 전달되고, 중지 신호는 충방전 제어부(30)를 통해 스위칭 소자(60)로 전달된다. 한편, 전류 측정 소자(50)를 대신하여 전지 조립체(10)의 전압을 측정할 수 있는 전압 측정 소자가 형성될 수도 있고, 전류 측정 소자(50)에 추가로 전압 측정 소자가 형성될 수도 있다.
보호 회로 기판(20)의 스위칭 소자(60)는 전지 조립체(10)와 외부 단자 사이의 전기적 연결의 온/오프(on/off)를 조절할 수 있는 장치이다. 상기와 같이 충전 및 방전의 중지 신호가 충방전 제어부(30)를 거쳐 전달되면 스위칭 소자(60)가 오프되고, 이에 따라 전지 조립체(10)와 외부 전원 또는 외부 부하와의 연결이 차단되어 전지 조립체(10)의 충전 및 방전이 중단된다.
보호 회로 기판(20)의 온도 소자(70)는 전지 조립체(10)에 연결되어 전지 조립체(10)의 충전 및 방전이 중단된 후 전지 조립체(10)의 전지 셀의 온도를 측정하는 역할을 한다. 전술한 바와 같이, 과전압 또는 과전류에 의해 전지 셀이 손상된 경우에는 내부 화학 반응에 의해 전지 셀의 온도가 높아질 수 있고, 전지 셀의 온도가 높은 상태에서 충전 또는 방전이 이루어지게 되면 전지 팩의 열화 또는 폭발 등의 위험한 상황이 발생할 수 있기 때문에, 전지 셀의 온도가 기준값 이하로 내려간 경우에 한하여 충전 또는 방전이 재개된다. 즉, 온도 센서(70)는 전지 셀의 온도를 지속적으로 감지 및 측정하여, 전지 셀의 온도가 안전성을 고려하여 미리 설정된 기준값 이하로 감소한 때에 충전 또는 방전의 재개 신호를 충방전 제어부(30)에 전달한다. 이와 같은 충전 및 방전의 재개 신호는 충방전 제어부(30)를 거쳐 스위칭 소자(60)로 전달되고, 이에 따라 전지 조립체(10)와 외부 전원 또는 외부 부하와의 연결이 이루어져 전지 조립체(10)의 충전 또는 방전이 재개된다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 전지 팩은 온도 센서(70)를 포함하는 보호 회로 기판(20)을 포함함으로써 전지 조립체(10)의 전지 셀의 온도가 기준값 이하로 내려간 경우에 한하여 충전 및 방전을 재개함으로써, 전지 팩을 재사용하는데 있어서 안전성 및 신뢰성을 확보할 수 있다.
이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예들에 대하여 설명한다. 이 때, 각 실시예에 있어서 제1 실시예와 동일한 구성에 대하여는 그에 대한 설명을 간략히 하거나 이를 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전지 팩의 충방전 제어 방법의 알고리즘을 나타낸 순서도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 전지 팩의 충방전 제어 방법은 과전압 또는 과전류를 감지하는 단계(S210), 충전 및 방전을 중지하는 단계(S220), 기설정된 시간이 경과한 후(S230) 전지 조립체의 전지 셀의 온도를 측정하는 단계(S240) 및 전지 셀의 온도가 기준값 이하로 감소하였는지 여부를 판단하여(S250) 이를 만족하는 경우 충전 또는 방전을 재개하는 단계(S260)를 포함한다.
본 실시예를 제1 실시예와 비교하면, 전지 조립체의 충전 및 방전이 중지되고 기설정된 시간이 경과한 후에 비로소 전지 셀의 온도를 측정하는 점에서 차이를 보인다. 이 때, 상기 기설정된 시간은 과전압 또는 과전류가 감지되어 충전 및 방전을 중지한 후 전압 또는 전류가 일정한 수준으로 감소하는 데 걸리는 시간을 미리 설정한 것이다. 즉, 본 실시예에 따르면 전압 또는 전류가 일정한 수준 이하로 감소한 후에 전지 셀의 온도를 측정하게 된다.
본 실시예에 따른 전지 팩은 제1 실시예에 따른 전지 팩의 구성에서 보호 회로 기판에 포함된 타이머를 추가로 형성함으로써, 기설정된 시간이 경과했는지 여부를 확인하게 된다. 구체적으로, 추가로 형성되는 타이머는 보호 회로 기판의 충방전 제어부에 연결되어, 스위칭 소자가 오프되는 순간부터 미리 설정된 시간이 경과한 후에 온도 소자에서 전지 조립체의 전지 셀의 온도를 측정하도록 충방전 제어부에 측정 신호를 전달한다.
이에 따라, 전압 또는 전류가 일정한 수준 이하로 감소한 후에 충전 또는 방전을 재개하게 되어 보다 안전하게 전지 팩을 재사용할 수 있게 된다. 또한, 충전 및 방전이 중지되고 일정한 시간이 경과한 후부터 온도 소자를 이용해 전지 셀의 온도를 측정하게 되므로, 충전 및 방전이 중지된 직후부터 온도 소자를 작동시킬 필요가 없게 되어, 전지 팩의 충전 또는 방전의 재개 과정을 보다 효율적으로 수행할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전지 팩의 충방전 제어 방법의 알고리즘을 나타낸 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 전지 팩의 충방전 제어 방법은 과전압 또는 과전류를 감지하는 단계(S310), 충전 및 방전을 중지하는 단계(S320), 전지 조립체의 전류를 측정하는 단계(S330), 전류가 기준값 이하로 감소하였는지 여부를 판단하여(S340), 이를 만족하는 경우 전지 조립체의 전지 셀의 온도를 측정하는 단계(S350) 및 전지 셀의 온도가 기준값 이하로 감소하였는지 여부를 판단하여(S360) 이를 만족하는 경우 충전 또는 방전을 재개하는 단계(S370)를 포함한다.
본 실시예를 제1 실시예와 비교하면, 전지 조립체의 충전 및 방전이 중지되고 전류가 기준값 이하로 내려간 뒤에 비로소 전지 셀의 온도를 측정하는 점에서 차이를 보인다. 즉, 본 실시예에 따르면 전지 조립체에 흐르는 전류가 충전 또는 방전을 재개하여도 안전한 수준 이하로 감소한 후에 전지 셀의 온도를 측정하게 된다.
본 실시예에 따른 전지 팩은 제1 실시예에 따른 전지 팩의 구성과 유사하게 형성된다. 다만, 전지 조립체에 연결된 전류 측정 소자가 과전류를 감지하여 충전 및 방전 중지 신호를 충방전 제어부에 전달한 후에도, 지속적으로 전지 조립체의 전류를 감지 및 측정한다. 전류 측정 소자는 전지 조립체에 흐르는 전류가 일정한 수준 이하로 감소하는 경우, 온도 소자에서 전지 조립체의 전지 셀의 온도를 측정하도록 충방전 제어부에 측정 신호를 전달한다.
이에 따라, 전압 또는 전류가 일정한 수준 이하로 감소한 후에 충전 또는 방전을 재개하게 되어 보다 안전하게 전지 팩을 재사용할 수 있게 된다. 또한, 충전 및 방전이 중지되고 일정한 시간이 경과한 후부터 온도 소자를 이용해 전지 셀의 온도를 측정하게 되므로, 충전 및 방전이 중지된 직후부터 온도 소자를 작동시킬 필요가 없게 되어, 전지 팩의 충전 또는 방전의 재개 과정을 보다 효율적으로 수행할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 전지 팩의 충방전 제어 방법의 알고리즘을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 전지 팩의 충방전 제어 방법은 과전압 또는 과전류를 감지하는 단계(S410), 충전 및 방전을 중지하는 단계(S420), 기설정된 시간이 경과한 후(S430) 전지 조립체의 전류를 측정하는 단계(S440), 전류가 기준값 이하로 감소하였는지 여부를 판단하여(S450), 이를 만족하는 경우 전지 조립체의 전지 셀의 온도를 측정하는 단계(S460) 및 전지 셀의 온도가 기준값 이하로 감소하였는지 여부를 판단하여(S470) 이를 만족하는 경우 충전 또는 방전을 재개하는 단계(S480)를 포함한다.
본 실시예를 제1 실시예와 비교하면, 전지 조립체의 충전 및 방전지 중지된 후 기설정된 시간이 경과되고 전류가 기준값 이하로 내려간 뒤에 비로소 전지 셀의 온도를 측정하는 점에서 차이를 보인다. 이 때, 상기 기설정된 시간은 과전압 또는 과전류가 감지되어 충전 및 방전을 중지한 후 전압 또는 전류가 일정한 수준으로 감소하는 데 걸리는 시간을 미리 설정한 것이다.
본 실시예에 따른 전지 팩은 제2 실시예에 따른 전지 팩의 구성과 유사하게 형성된다. 즉, 본 실시예에 따른 전지 팩은 제1 실시예에 따른 전지 팩의 구성에서 보호 회로 기판에 포함된 타이머를 추가로 형성함으로써, 기설정된 시간이 경과했는지 여부를 확인하게 된다. 또한, 전지 조립체에 연결된 전류 측정 소자는 과전류를 감지하여 충전 및 방전 중지 신호를 충방전 제어부에 전달한 후에도, 지속적으로 전지 조립체의 전류를 감지 및 측정하여, 전지 조립체에 흐르는 전류가 일정한 수준 이하로 감소하였는지 여부를 확인하게 된다. 따라서, 충전 및 방전이 중지된 후 일정한 시간이 경과하고 전지 조립체에 흐르는 전류가 일정한 수준 이하로 감소한 경우, 온도 소자에서 전지 조립체의 전지 셀의 온도를 측정하도록 충방전 제어부에 측정 신호를 전달한다.
이에 따라, 전압 또는 전류가 일정한 수준 이하로 감소한 후에 충전 또는 방전을 재개하게 되어 보다 안전하게 전지 팩을 재사용할 수 있게 된다. 또한, 충전 및 방전이 중지되고 일정한 시간이 경과한 후부터 전류 측정 소자 및 온도 소자를 이용해 각각 전지 조립체에 흐르는 전류 및 전지 셀의 온도를 측정하게 되므로, 충전 및 방전이 중지된 직후부터 전류 측정 소자 및 온도 소자를 작동시킬 필요가 없게 되어, 전지 팩의 충전 또는 방전의 재개 과정을 보다 효율적으로 수행할 수 있게 된다.
이상과 같이, 본 발명을 바람직한 실시예들을 통하여 설명하였지만, 본 발명이 이 실시예들에 한정되지는 않는다. 본 발명의 범위는 다음에 기재하는 특허청구범위의 기재에 의하여 결정되는 것으로, 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
10: 전지 조립체 20: 보호 회로 기판
30: 충방전 제어부 40: 충방전 소자
41: 충전 FET 42: 방전 FET
50: 전류 측정 소자 60: 스위칭 소자
70: 온도 소자

Claims (14)

  1. 적어도 하나의 전지 셀을 포함하는 전지 조립체;
    상기 전지 조립체에 전기적으로 연결되는 보호 회로 기판; 및
    상기 전지 조립체를 외부 전원 또는 외부 부하와 전기적으로 연결하기 위한 외부 단자;
    를 포함하고,
    상기 보호 회로 기판은
    상기 전지 조립체를 충전 및 방전하기 위한 충방전 소자;
    상기 전지 조립체의 온도를 측정하기 위한 온도 소자;
    상기 전지 조립체, 상기 충방전 소자 및 상기 온도 소자와 전기적으로 연결되고, 상기 전지 조립체의 충전 및 방전을 제어하기 위한 충방전 제어부; 및
    상기 충방전 제어부와 전기적으로 연결되고 상기 전지 조립체와 상기 외부 단자의 전기적인 연결을 조절하기 위한 스위칭 소자;
    를 포함하고,
    상기 온도 소자는 상기 전지 조립체의 충전 및 방전이 중지된 상태에서 상기 전지 조립체의 온도를 측정하도록 설정된, 전지 팩.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보호 회로 기판은, 상기 충방전 제어부와 전기적으로 연결되는 전류 측정 소자를 더 포함하고,
    상기 전류 측정 소자는 상기 전지 조립체가 충전 또는 방전되는 과정에서 상기 전지 조립체에 흐르는 과전류 또는 과전압을 감지하여, 상기 전지 조립체의 충전 및 방전의 중지 신호를 상기 충방전 제어부를 통해 상기 스위칭 소자로 전달하는, 전지 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전류 측정 소자는 상기 전지 조립체의 충전 및 방전이 중지된 상태에서 상기 전지 조립체에 흐르는 전류를 측정하도록 설정된, 전지 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 온도 소자는 상기 전지 조립체의 충전 및 방전이 중지된 상태에서 상기 전지 조립체에 흐르는 전류가 기준값 이하로 감소한 때부터 상기 전지 조립체의 온도를 측정하도록 설정된, 전지 팩.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 보호 회로 기판은, 상기 충방전 제어부에 전기적으로 연결되고 상기 스위칭 소자에 의하여 상기 전지 조립체의 충전 및 방전이 중지된 시간을 측정하기 위한 타이머를 더 포함하는, 전지 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 온도 소자는 상기 전지 조립체의 충전 및 방전이 중지된 후 기설정된 시간을 경과한 때부터 상기 전지 조립체의 온도를 측정하도록 설정된, 전지 팩.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 전류 측정 소자는 상기 전지 조립체의 충전 및 방전이 중지된 후 기설정된 시간을 경과한 때부터 상기 전지 조립체에 흐르는 전류를 측정하도록 설정된, 전지 팩.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 온도 소자는 상기 전지 조립체의 충전 및 방전이 중지된 상태에서 상기 전지 조립체에 흐르는 전류가 기준값 이하로 감소한 때부터 상기 전지 조립체의 온도를 측정하도록 설정된, 전지 팩.
  10. 전지 조립체의 전류를 측정하는 단계;
    상기 전지 조립체의 과전류 또는 과전압을 감지하여 전지 조립체의 충전 및 방전을 중지하는 단계;
    상기 전지 조립체의 온도를 측정하는 단계; 및
    상기 전지 조립체의 온도가 기준값 이하로 감소한 때에 상기 전지 조립체의 충전 또는 방전을 재개하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 전지 조립체의 충전 및 방전의 중지와, 충전 또는 방전의 재개는 상기 전지 조립체와 외부 단자에 전기적으로 연결된 스위칭 소자를 이용하는 전지 팩의 충방전 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전지 조립체의 충전 및 방전이 중지된 후 상기 전지 조립체에 흐르는 전류를 측정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 전지 조립체의 충전 및 방전이 중지되고 상기 전지 조립체에 흐르는 전류가 기준값 이하로 감소한 후 상기 전지 조립체의 온도를 측정하는 단계를 수행하는, 전지 팩의 충방전 제어 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 전지 조립체의 충전 및 방전이 중지되고 기설정된 시간이 경과한 후 상기 전지 조립체의 온도를 측정하는 단계를 수행하는, 전지 팩의 충방전 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 기설정된 시간이 경과한 후 상기 전지 조립체에 흐르는 전류를 측정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 기설정된 시간이 경과하고 상기 전지 조립체에 흐르는 전류가 기준값 이하로 감소한 후 상기 전지 조립체의 온도를 측정하는 단계를 수행하는, 전지 팩의 충방전 제어 방법.
  14. 삭제
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