KR101222334B1 - Battery pack - Google Patents

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Abstract

본 발명은 2차 보호 회로에 의해 제어되는 퓨즈 및 내부 가열기로 구성된 자가 제어 보호장치(SCP)중 내부 가열기를 제거하여 부품수를 절감함으로써 제조비용을 줄일 수 있는 배터리 팩에 관한 것이다.The present invention relates to a battery pack that can reduce manufacturing costs by eliminating internal heaters in a self-controlled protective device (SCP) composed of a fuse and an internal heater controlled by a secondary protection circuit.

본 발명에 따른 배터리 팩은 충전 가능한 배터리 셀; 상기 배터리 셀과 병렬로 연결되며, 외부 전원 또는 부하와 연결되어 배터리 셀로의 충전 또는 배터리 셀에 의한 방전시 단자로서 작동하는 외부 포트; 상기 외부 포트와 상기 배터리 셀 사이에 직렬로 연결되어 충전 및 방전을 수행하는 충전 소자 및 방전 소자; 상기 배터리 셀에 병렬로 연결되며, 상기 배터리 셀의 전압을 검출하여 상기 충전 소자 및 방전 소자의 동작을 제어하는 1차 보호 회로; 상기 충전 및 방전 소자 사이에 직렬로 연결되어 상기 배터리 셀의 과충전시 용단되는 퓨즈; 상기 퓨즈의 일단에 연결되어 상기 배터리 셀의 과충전시 동작되는 스위치부; 및 상기 배터리 셀과 상기 스위치부 사이에 직렬로 연결되어, 상기 배터리 셀의 과충전시 상기 스위치부를 온(on) 시키는 2차 보호 회로를 포함함을 특징으로 한다.The battery pack according to the present invention includes a rechargeable battery cell; An external port connected in parallel with the battery cell and connected to an external power source or a load to operate as a terminal during charging or discharging by the battery cell; A charging element and a discharge element connected in series between the external port and the battery cell to perform charging and discharging; A primary protection circuit connected in parallel to the battery cells and detecting voltages of the battery cells to control operations of the charging device and the discharge device; A fuse connected in series between the charging and discharging elements to melt during overcharging of the battery cell; A switch unit connected to one end of the fuse and operated when the battery cell is overcharged; And a secondary protection circuit connected in series between the battery cell and the switch unit to turn on the switch unit when the battery cell is overcharged.

Description

배터리 팩{Battery pack}Battery pack

도 1은 종래의 배터리 팩의 구성을 나타내는 블럭도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a conventional battery pack.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 나타내는 블럭도이다.2 is a block diagram illustrating a configuration of a battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 배터리 팩에 외부 전원이 연결된 상태를 나타내는 회로도이다.3 is a circuit diagram illustrating a state in which an external power source is connected to the battery pack of FIG. 2.

도 4는 도 2의 배터리 팩에 외부 부하가 연결된 상태를 나타내는 회로도이다.4 is a circuit diagram illustrating a state in which an external load is connected to the battery pack of FIG. 2.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

100: 배터리 팩 111: 배터리 셀100: battery pack 111: battery cell

112: 외부 포트 113: 충전 소자112: external port 113: charging element

114: 방전 소자 115: 퓨즈114: discharge element 115: fuse

116: 1차 보호 회로 117: 2차 보호 회로116: primary protection circuit 117: secondary protection circuit

118: 제 1 스위치 119: 제 2 스위치118: first switch 119: second switch

120: 센서 저항 200: 외부 전원120: sensor resistance 200: external power

300: 외부 부하300: external load

본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2차 보호 회로에 의해 제어되는 퓨즈 및 내부 가열기로 구성된 자가 제어 보호장치(SCP)중 내부 가열기를 제거하여 부품수를 절감함으로써 제조비용을 줄일 수 있는 배터리 팩에 관한 것이다.The present invention relates to a battery pack, and more particularly, to reduce the manufacturing cost by removing the internal heater of the self-controlling protection device (SCP) consisting of a fuse and an internal heater controlled by the secondary protection circuit. It is about a battery pack.

일반적으로, 충방전이 가능한 이차 전지(rechargeable battery)는 셀룰러 폰(cellular phone), 노트북 컴퓨터, 캠코더, PDA(personal digital assistants) 등 휴대용 전자기기의 개발로 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 이러한 이차 전지는 니켈-카드뮴 전지(nikel-cadimium battery), 납 축전지, 니켈-수소 전지((NiMH: nickel metal hydride battery), 리튬-이온 전지(lithium ion battery), 리튬 폴리머 전지(lithium polymer battery), 금속 리튬 전지, 공기 아연 축전지 등 다양한 종류가 개발되고 있다. 이러한 이차 전지는 회로와 합쳐져서 배터리 팩을 구성하며, 배터리 팩의 외부 포트를 통해 충전과 방전이 이루어진다.In general, rechargeable batteries are being actively researched by the development of portable electronic devices such as cellular phones, notebook computers, camcorders, personal digital assistants (PDAs), and the like. In particular, such a secondary battery is a nickel-cadimium battery, a lead acid battery, a nickel metal hydride battery (NiMH), a lithium ion battery, a lithium polymer battery. Various kinds of secondary batteries are being developed such as battery, metal lithium battery, air zinc storage battery, etc. These secondary batteries are combined with a circuit to form a battery pack, and charge and discharge are performed through an external port of the battery pack.

도 1은 종래의 배터리 팩의 구성을 나타내는 블럭도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a conventional battery pack.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 배터리 팩은 배터리 셀(11), 외부 포트(12), 충방전 FET(Field Effect Transistor)(13), 온도 퓨즈(14), 퓨즈(15), 1차 보호 회로(16), 2차 보호 회로(17), 스마트 기능부(18), 및 센서 저항(19)으로 이루어져 있다.As shown in FIG. 1, a conventional battery pack includes a battery cell 11, an external port 12, a charge / discharge field effect transistor (FET) 13, a thermal fuse 14, a fuse 15, and a primary battery. The protection circuit 16, the secondary protection circuit 17, the smart function unit 18, and the sensor resistor 19.

상기와 같이 구성된 종래의 배터리 팩은 외부 포트(12)를 통해 외부의 전원 장치 또는 부하가 연결되어 충전 또는 방전이 이루어진다. 상기 외부 포트(12)와 배터리 셀(11) 사이의 경로는 충방전 경로로 사용되는 대전류 경로이며, 이 대전류 경로를 통해 비교적 큰 전류가 흐른다.In the conventional battery pack configured as described above, an external power supply or load is connected through an external port 12 to charge or discharge the battery pack. The path between the external port 12 and the battery cell 11 is a large current path used as a charge / discharge path, and a relatively large current flows through the large current path.

상기 외부 포트(12)에 전원 장치가 연결되면, 충전 동작이 일어나며, 이때의 충전 경로는 외부 포트(12), 충방전 FET 소자(13), 온도 퓨즈(14), 퓨즈(15)를 거쳐 배터리 셀(11)로 이어진다. 상기 외부 포트(12)에 부하(load)가 연결되면, 방전 동작이 일어나며, 이때의 방전 경로는 배터리 셀(11), 퓨즈(15), 온도 퓨즈(14), 충방전 FET 소자(13), 외부 포트(12)를 거쳐 부하로 이어진다. When the power supply device is connected to the external port 12, a charging operation occurs, and the charging path is performed through the external port 12, the charge / discharge FET device 13, the thermal fuse 14, and the fuse 15. Leads to cell 11. When a load is connected to the external port 12, a discharge operation occurs, and the discharge path at this time includes the battery cell 11, the fuse 15, the thermal fuse 14, the charge / discharge FET device 13, The external port 12 leads to the load.

상기 배터리 셀(11)은 그 내부의 각종 정보, 즉, 셀의 온도, 셀의 충전 전위 및 셀에 흐르는 전류량 등의 셀 관련 정보를 1차 및 2차 보호 회로(16,17)와 스마트 기능부(18)에 출력시킨다. 상기 1차 보호 회로(16)는 상기 배터리 셀(11)로부터 제공된 셀 관련 정보에 따라 충방전 FET 소자(13)의 온/오프(on/off)를 제어한다. 상기 2차 보호 회로(17)는 상기 배터리 셀(11)로부터 제공된 셀 관련 정보에 따라 상기 퓨즈(15)의 차단 여부를 제어하며, 예를 들어, 상기 배터리 셀(11)에 과전류가 흐를 경우에는 이를 감지하여 퓨즈(15)의 양단을 턴오프시킴으로써 배터리 셀(11)에 과전류가 흐르는 것을 방지한다. 이러한 퓨즈(15)는 히터(heater)와 함께 자가 제어 보호장치(Self Control Protector; SCP)를 구성하여, 배터리 셀(11)의 과충전시 히터가 가열되어 퓨즈(15)를 용단되게 하여 배터리 셀(11)의 충전을 차단한다. 상기 스마트 기능부(18)는 배터리 셀의 충전 상태 표시, 과충전 또는 과소 충전의 회피를 위한 경고등의 기능을 수행한다. 상기 온도 퓨즈(14)는 상기 충방전 FET 소자(13)의 온도 상태를 검출하여 정격 온도 이상인 경우에 양단을 차단시킴으로써, 상기 충방전 FET 소자(13)가 이상 현상에 의해 발화, 연소 또는 폭발하는 것을 방지한다. The battery cell 11 stores various information therein, that is, cell-related information such as the temperature of the cell, the charging potential of the cell, and the amount of current flowing through the cell, with the primary and secondary protection circuits 16 and 17 and the smart function unit. Output to (18). The primary protection circuit 16 controls on / off of the charge / discharge FET device 13 according to the cell related information provided from the battery cell 11. The secondary protection circuit 17 controls whether the fuse 15 is blocked according to the cell related information provided from the battery cell 11. For example, when an overcurrent flows in the battery cell 11, By detecting this, the both ends of the fuse 15 are turned off to prevent an overcurrent from flowing in the battery cell 11. The fuse 15 constitutes a Self Control Protector (SCP) together with a heater, and when the battery cell 11 is overcharged, the heater is heated to melt the fuse 15 to blow the battery cell ( 11) Cut off the charging. The smart function unit 18 performs a function of displaying a state of charge of the battery cell, a warning light for avoiding overcharging or undercharging. The temperature fuse 14 detects a temperature state of the charge / discharge FET element 13 and cuts both ends when the temperature is higher than the rated temperature, thereby causing the charge / discharge FET element 13 to ignite, burn, or explode due to an abnormal phenomenon. To prevent them.

상기와 같은 종래의 배터리 팩에서는, 대전류 경로상에 온도퓨즈가 구비되어 있으므로 대전류 경로 상의 소자 배치 설계에 어느 정도 제한을 가하는 요소가 되며, 상기 온도 퓨즈로 인해 대전류 경로의 임피던스(impeadance)가 상승하는 문제점이 발생하여 에너지 효율도 떨어 뜨린다.In the conventional battery pack as described above, since the temperature fuse is provided on the high current path, it becomes an element that places a certain limit on the device arrangement design on the high current path, and the impedance of the high current path is increased due to the temperature fuse. A problem arises, which reduces energy efficiency.

또한, 종래의 배터리 팩에서는, 배터리 셀의 과충전시 충전을 차단하기 위해 퓨즈가 용단 되어야 하는데, 퓨즈를 용단 되게 만들기 위해서는 내부 가열기인 히터가 별도로 필요하다. 이러한 내부 가열기를 별도로 구비해야 하므로 별도의 가열기로 인해 부품이 증가할 뿐 아니라, 내부 가열기가 고가이므로 배터리 팩의 보호회로의 제조비용이 증가하는 문제점이 있다.In addition, in a conventional battery pack, a fuse must be melted to block charging when the battery cell is overcharged, but a heater, which is an internal heater, is separately required to melt the fuse. Since the internal heater must be provided separately, not only the parts increase due to the separate heater, but the internal heater is expensive, and thus there is a problem in that the manufacturing cost of the protection circuit of the battery pack increases.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 2차 보호 회로에 의해 제어되는 퓨즈 및 내부 가열기로 구성된 자가 제어 보호장치(SCP) 중 내부 가열기를 제거하여 부품수를 절감함으로써 제조비용을 줄일 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, the manufacturing cost by reducing the number of parts by removing the internal heater of the self-control protection device (SCP) consisting of the fuse and the internal heater controlled by the secondary protection circuit It is an object to provide a battery pack that can be reduced.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은 충전 가능한 배터리 셀; 상기 배터리 셀과 병렬로 연결되며, 외부 전원 또는 부하와 연결되어 배터리 셀로의 충전 또는 배터리 셀에 의한 방전시 단자로서 작동하는 외부 포트; 상기 외부 포트와 상기 배터리 셀 사이에 직렬로 연결되어 충전 및 방전을 수행하는 충전 소자 및 방전 소자; 상기 배터리 셀에 병렬로 연결되며, 상기 배터리 셀의 전압을 검출하여 상기 충전 소자 및 방전 소자의 동작을 제어하는 1차 보호 회로; 상기 충전 및 방전 소자 사이에 직렬로 연결되어 상기 배터리 셀의 과충전시 용단되는 퓨즈; 상기 퓨즈의 일단에 연결되어 상기 배터리 셀의 과충전시 동작되는 스위치부; 및 상기 배터리 셀과 상기 스위치부 사이에 직렬로 연결되어, 상기 배터리 셀의 과충전시 상기 스위치부를 온(on) 시키는 2차 보호 회로를 포함함을 특징으로 한다.A battery pack according to the present invention for achieving the above object is a rechargeable battery cell; An external port connected in parallel with the battery cell and connected to an external power source or a load to operate as a terminal during charging or discharging by the battery cell; A charging element and a discharge element connected in series between the external port and the battery cell to perform charging and discharging; A primary protection circuit connected in parallel to the battery cells and detecting voltages of the battery cells to control operations of the charging device and the discharge device; A fuse connected in series between the charging and discharging elements to melt during overcharging of the battery cell; A switch unit connected to one end of the fuse and operated when the battery cell is overcharged; And a secondary protection circuit connected in series between the battery cell and the switch unit to turn on the switch unit when the battery cell is overcharged.

상기 스위치부는 일단이 상기 충전 소자와 상기 퓨즈 사이에 연결되고 타단이 상기 2차 보호 회로와 연결된 제 1 스위치와, 일단이 상기 방전 소자와 타단이 상기 2차 보호 회로와 연결된 제 2 스위치를 포함할 수 있다.The switch unit may include a first switch, one end of which is connected between the charging element and the fuse and the other end of which is connected to the secondary protection circuit, and a second switch of which one end is connected to the secondary protection circuit. Can be.

상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치는 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor)일 수 있다.The first switch and the second switch may be a field effect transistor.

상기 충전 및 방전 소자 각각은 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Trransition)와 기생 다이오드(Parasitic Diode)로 이루어질 수 있다.Each of the charging and discharging elements may include a field effect transistor and a parasitic diode.

상기 배터리 셀이 과충전되면, 상기 1차 보호 회로의 제어 신호에 의해 상기 충전 소자의 전계 효과 트랜지스터가 오프(off) 되어 상기 배터리 셀로의 충전이 차단될 수 있다.When the battery cell is overcharged, the field effect transistor of the charging device may be turned off by a control signal of the primary protection circuit, thereby preventing charging of the battery cell.

상기 배터리 셀이 과방전되면, 상기 1차 보호 회로의 제어 신호에 의해 상기 방전 소자의 전계 효과 트랜지스터가 오프(off) 되어 상기 배터리 셀의 방전이 차단될 수 있다.When the battery cell is over discharged, the field effect transistor of the discharge element may be turned off by the control signal of the primary protection circuit, thereby discharging the battery cell.

상기 배터리 셀의 과충전시 상기 1차 보호 회로가 미작동할 경우, 상기 2차 보호 회로는 상기 퓨즈가 용단 되도록 상기 제 1 스위치를 온(on) 시킴으로써 상기 배터리 셀로 흐르는 대전류가 상기 퓨즈를 통해 상기 제 1 스위치로 흐를 수 있다.When the primary protection circuit is inoperative during overcharging of the battery cell, the secondary protection circuit turns on the first switch to blow the fuse so that a large current flowing to the battery cell flows through the fuse. Can flow with 1 switch.

상기 배터리 셀의 과방전시 상기 1차 보호 회로가 미작동할 경우, 상기 2차 보호 회로는 상기 방전 소자가 오프(off)시키도록 상기 제 2 스위치를 온(on)시킬 수 있다.When the primary protection circuit is inoperative during overdischarge of the battery cell, the secondary protection circuit may turn on the second switch to turn off the discharge element.

본 발명에 따른 배터리 팩은 상기 배터리 셀과 상기 외부 포트 사이에 직렬로 연결되어 상기 배터리 셀의 전류를 감지하는 센서저항을 더 포함할 수 있다.The battery pack according to the present invention may further include a sensor resistor connected in series between the battery cell and the external port to sense current of the battery cell.

상기 센서저항으로부터 과전류가 검출되면, 상기 2차 보호 회로가 상기 스위치부를 제어할 수 있다.When the overcurrent is detected from the sensor resistance, the secondary protection circuit may control the switch unit.

상기 충전 소자가 상기 배터리 셀과 상기 방전 소자 사이에 위치하는 경우, 상기 충전 소자의 기생 다이오드의 애노드가 상기 배터리 셀의 양극과 연결될 수 있다.When the charging device is positioned between the battery cell and the discharge device, the anode of the parasitic diode of the charging device may be connected to the anode of the battery cell.

상기 배터리 셀의 과충전시 상기 1차 보호 회로 또는 상기 2차 보호 회로에 의해 충전이 차단되더라도 상기 기생 다이오드를 통해 상기 충전 소자와 상기 퓨즈 사이에 형성된 전원공급라인을 따라 상기 1차 보호 회로와 상기 2차 보호 회로에 전원이 공급될 수 있다.When the battery cell is overcharged, even though the charging is cut off by the primary protection circuit or the secondary protection circuit, the primary protection circuit and the second power supply line are formed along the power supply line formed between the charging element and the fuse through the parasitic diode. The car protection circuit can be powered.

상기 퓨즈는 상기 충전 및 방전 소자 위에 물리적으로 위치한 온도 퓨즈를 포함할 수 있다.The fuse may include a thermal fuse physically located above the charging and discharging element.

이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 나타내는 블럭도이고, 도 3은 도 2의 배터리 팩에 외부 전원이 연결된 상태를 나타내는 회로도이고, 도 4는 도 2의 배터리 팩에 외부 부하가 연결된 상태를 나타내는 회로도이다.2 is a block diagram illustrating a configuration of a battery pack according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an external power source connected to the battery pack of FIG. 2, and FIG. 4 is external to the battery pack of FIG. 2. A circuit diagram showing a state in which a load is connected.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 배터리 셀(111), 배터리 셀(111)과 병렬 연결된 외부 포트(112), 배터리 셀(111)과 외부 포트(112) 사이에 직렬로 연결된 충전 및 방전 소자(113,114), 배터리 셀(111)에 병렬 연결되어 충전 및 방전 소자(113,114)를 제어하는 1차 보호 회로(116), 충전 및 방전 소자(113,114) 사이에 직렬로 연결된 퓨즈(115), 퓨즈(115)의 일단에 연결되는 제 1 스위치(118), 방전 소자(114)의 일단에 연결된 제 2 스위치(119), 및 배터리 셀(111)에 연결되어 제 1 및 제 2 스위치(118,119)를 제어하는 2차 보호 회로(117)를 포함하여 이루어진다. 또한, 배터리 팩(100)은 배터리 셀(111)과 외부포트(112) 사이에 센서 저항(120)을 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the battery pack 100 according to an embodiment of the present invention includes a battery cell 111, an external port 112 connected in parallel with the battery cell 111, a battery cell 111, and an external port. Charge and discharge elements 113 and 114 connected in series between the lines 112, primary protection circuits 116 connected to the battery cells 111 in parallel to control the charge and discharge elements 113 and 114, and charge and discharge elements 113 and 114. A fuse 115 connected in series between the first switch 118 connected to one end of the fuse 115, a second switch 119 connected to one end of the discharge element 114, and a battery cell 111. And a secondary protection circuit 117 to control the first and second switches 118 and 119. In addition, the battery pack 100 may further include a sensor resistor 120 between the battery cell 111 and the external port 112.

상기와 같이 구성된 배터리 팩은 외부 포트(112)를 통해 외부의 전원 장치 또는 부하가 연결되어 충전 또는 방전이 이루어진다. 상기 외부 포트(112)와 배터리 셀(111) 사이의 경로는 충방전 경로로 사용되는 대전류 경로이며, 이 대전류 경로를 통해 비교적 큰 전류가 흐른다.The battery pack configured as described above is connected to an external power supply device or a load through an external port 112 to perform charging or discharging. The path between the external port 112 and the battery cell 111 is a large current path used as a charge / discharge path, and a relatively large current flows through the large current path.

상기 외부 포트(112)에 외부 전원 장치가 연결되면, 충전 동작이 일어나며, 이때의 충전 경로는 외부 전원으로부터 외부 포트(112), 방전 소자(114), 퓨즈(115), 충전 소자(113)를 거쳐 배터리 셀(111)로 이어진다. 상기 외부 포트(112)에 외부 부하(load)가 연결되면, 방전 동작이 일어나며, 이때의 방전 경로는 배터리 셀(111)로부터 충전 소자(113), 퓨즈(115), 방전 소자(114), 외부 포트(112)를 거쳐 부하로 이어진다. When an external power supply device is connected to the external port 112, a charging operation occurs, and the charging path at this time is connected to the external port 112, the discharge device 114, the fuse 115, and the charging device 113 from the external power source. It leads to the battery cell 111 through. When an external load is connected to the external port 112, a discharge operation occurs, and the discharge path at this time is from the battery cell 111 to the charging device 113, the fuse 115, the discharge device 114, and the external device. The port 112 leads to the load.

상기 배터리 셀(111)은 그 내부의 각종 정보, 즉, 셀의 온도, 셀의 충전 전위 및 셀에 흐르는 전류량 등의 셀 관련 정보를 1차 및 2차 보호 회로(116,117)에 출력시킨다. 상기 1차 보호 회로(116)는 상기 배터리 셀(111)로부터 제공된 셀 관련 정보에 따라 충전 및 방전소자(113,114)의 온/오프(on/off)를 제어한다. 상기 2차 보호 회로(117)는 상기 배터리 셀(111)로부터 제공된 셀 관련 정보에 따라 제 1 스위치(118) 및 제 2 스위치(119)를 제어하여 상기 퓨즈(115) 및 방전 소자(114)의 차단여부를 제어하며, 예를 들어, 상기 배터리 셀(111)에 과전류가 흐를 경우에는 이를 감지하여 제 1 스위치(118)를 통해 퓨즈(115)의 양단을 턴오프시킴으로써 배터리 셀(111)에 과전류가 흐르는 것을 방지한다.The battery cell 111 outputs various kinds of information therein, that is, cell related information such as the temperature of the cell, the charging potential of the cell, and the amount of current flowing through the cell, to the primary and secondary protection circuits 116 and 117. The primary protection circuit 116 controls on / off of the charging and discharging elements 113 and 114 according to the cell related information provided from the battery cell 111. The secondary protection circuit 117 controls the first switch 118 and the second switch 119 in accordance with the cell-related information provided from the battery cell 111 to determine the fuse 115 and the discharge element 114. For example, when the overcurrent flows in the battery cell 111, the controller senses whether the battery cell 111 is blocked, and turns off both ends of the fuse 115 through the first switch 118 to overcurrent the battery cell 111. To prevent it from flowing.

상기와 같은 배터리팩의 구성요소 및 배터리 팩의 보호 회로 동작을 도 3 및 도 4를 통해 자세히 살펴볼 것이다.The components of the battery pack and the protection circuit operation of the battery pack will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3 및 도 4를 참조하면, 먼저, 배터리 셀(111)은 충전 및 방전이 가능한 2차 배터리 셀로, 도면에서 B+, B-는 대전류단을 표시하고, 직렬로 연결된 배터리 셀들(111)의 양 끝단의 전원부를 나타낸다.3 and 4, first, the battery cell 111 is a secondary battery cell capable of charging and discharging. In the drawing, B + and B- indicate high current stages, and the amount of battery cells 111 connected in series. The power supply at the end is shown.

외부 포트(112)는 배터리 셀(111)과 병렬로 연결되며, 외부 전원 또는 부하 와 연결되어 배터리 셀(111)로의 충전 또는 배터리 셀(111)에 의한 방전시 단자로서 작동한다. 도면에서 P+는 배터리 셀(111)의 양극 전원부(B+)와 연결되는 양극 단자를, P-는 배터리 셀(111)의 음극 전원부(B-)와 연결되는 음극 단자를 나타낸다. 상기 외부 포트(112)를 통해 외부 전원(200) 또는 외부 부하(300)에 배터리 팩이 연결된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 외부 포트(112)에 외부 전원(200)이 연결되면 외부 전원(200)으로부터 배터리 셀(111)로의 충전이 이루어지며, 도 4에 도시된 바와 같이,상기 외부 포트(112)에 외부 부하(300)가 연결되면 배터리 셀(111)로부터 외부 부하(300)로의 방전이 이루어진다.The external port 112 is connected in parallel with the battery cell 111 and is connected to an external power source or a load to operate as a terminal during charging or discharging by the battery cell 111. In the drawing, P + denotes a positive terminal connected to the positive electrode power supply unit B + of the battery cell 111, and P− denotes a negative terminal connected to the negative electrode power supply unit B− of the battery cell 111. The battery pack is connected to the external power source 200 or the external load 300 through the external port 112. That is, as shown in FIG. 3, when the external power source 200 is connected to the external port 112, charging from the external power source 200 to the battery cell 111 is performed. As shown in FIG. 4, When the external load 300 is connected to the external port 112, the discharge from the battery cell 111 to the external load 300 is performed.

충전 및 방전 소자(113,114)는 외부 포트(12)와 배터리 셀(111) 사이에 직렬로 연결되어 배터리 팩의 충전 또는 방전을 수행한다. 충전 및 방전 소자(113,114) 각각은 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor; 이하 FET라함)와 기생 다이오드(parasitic diode; 이하 D라함)로 이루어진다, 즉 충전 소자(113)는 FET1과 D1으로 이루어지며, 방전 소자(114)는 FET2와 D2로 이루어진다. 충전 소자(113)의 전계 효과 트랜지스터(FET1)의 소스와 드레인 사이의 접속방향은 방전 소자(114)의 전계 효과 트랜지스터(FET2)와는 반대방향으로 설정한다. 이러한 구성으로 충전 소자(113)의 전계 효과 트랜지스터(FET1)는 외부 포트(112)로부터 배터리 셀(111)로의 전류 흐름을 제한하도록 접속되는 한편, 방전 소자의 전계 효과 트랜지스터(FET2)는 배터리 셀(111)로부터 외부 포트(112)의 전류 흐름을 제한하도록 접속된다. 여기서, 충전 및 방전 소자(113,114)의 전계 효과 트랜지스터(FET1, FET2)는 스위칭 소자이며, 본 발명의 기술적 범위는 여기에 한정되지 않고 다른 종 류의 스위칭 기능을 수행하는 전기소자가 사용될 수 있다. 또한, 충전 및 방전 소자(113,114)에 포함된 기생 다이오드(D1,D2)는 전류가 제한되는 방향에 반대방향으로 전류가 흐르도록 구성한다.  The charging and discharging elements 113 and 114 are connected in series between the external port 12 and the battery cell 111 to perform charging or discharging of the battery pack. Each of the charging and discharging elements 113 and 114 is composed of a field effect transistor (hereinafter referred to as FET) and a parasitic diode (hereinafter referred to as D), that is, the charging element 113 is composed of FET1 and D1, and is discharged. Element 114 consists of FET2 and D2. The connection direction between the source and the drain of the field effect transistor FET1 of the charging element 113 is set in the opposite direction to the field effect transistor FET2 of the discharge element 114. With this configuration, the field effect transistor FET1 of the charging element 113 is connected to limit the current flow from the external port 112 to the battery cell 111, while the field effect transistor FET2 of the discharge element is connected to the battery cell ( Connected to limit the current flow from the external port 112 from the 111. Here, the field effect transistors FET1 and FET2 of the charging and discharging elements 113 and 114 are switching elements, and the technical scope of the present invention is not limited thereto, and an electric element that performs another type of switching function may be used. In addition, the parasitic diodes D1 and D2 included in the charging and discharging elements 113 and 114 are configured such that the current flows in a direction opposite to the direction in which the current is restricted.

1차 보호 회로(116)는 배터리 셀(111)에 병렬로 연결되며, 배터리 셀(111)의 전압을 검출하여 상기 충전 및 방전 소자(113,114)의 동작을 제어한다. 자세히 설명하면, 배터리 셀(111)에 외부 전원(200)이 연결될 경우, 1차 보호 회로(116)는 충전 소자(113)의 전계 효과 트랜지스터(FET1)를 온(on)상태로, 방전 소자(114)의 전계 효과 트랜지스터(FET2)를 온(on)상태로 설정하여 배터리 셀(111)이 충전될 수 있도록 한다. 마찬가지로, 배터리 셀(111)에 외부 부하(300)가 연결되면, 1차 보호 회로(116)는 충전 소자(113)의 전계 효과 트랜지스터(FET1)를 온(on)상태로, 방전 소자(114)의 전계 효과 트랜지스터(FET2)를 온(on)상태로 설정하여 배터리 셀(111)이 방전될 수 있도록 한다. The primary protection circuit 116 is connected to the battery cell 111 in parallel and detects the voltage of the battery cell 111 to control the operation of the charging and discharging elements 113 and 114. In detail, when the external power source 200 is connected to the battery cell 111, the primary protection circuit 116 turns on the field effect transistor FET1 of the charging element 113, and the discharge element ( The field effect transistor FET2 of the 114 is turned on to allow the battery cell 111 to be charged. Similarly, when the external load 300 is connected to the battery cell 111, the primary protection circuit 116 turns on the field effect transistor FET1 of the charging element 113, and the discharge element 114. The field effect transistor FET2 is turned on to allow the battery cell 111 to be discharged.

한편, 배터리 셀(111)로부터 과전압이 검출되면, 1차 보호 회로(116)는 배터리 셀(111)을 과충전 상태로 판단하고 과전압(과충전)에 따른 제어신호를 출력하여 충전 소자(113)의 전계 효과 트랜지스터(FET1)를 오프(off) 시키도록 한다. 그럼, 외부전원(200)으로부터 배터리 셀(111)로의 충전이 차단된다. 이때, 충전 소자(113)의 기생 다이오드(D1)는 충전 소자(113)의 전계 효과 트랜지스터(FET1)가 오프(off)되더라도 배터리 팩의 방전기능이 수행될 수 있도록 하는 역할을 한다. 반대로, 배터리 셀(111)로부터 과소전압이 검출되면, 1차 보호 회로(116)는 배터리 셀(111)을 과방전 상태로 판단하고 과소 전압(과방전)에 따른 제어신호를 출력하여 방전 소자(114)의 전계 효과 트랜지스터(FET2)를 오프(off) 시키도록 한다. 그럼, 배터리 셀(111)로부터 외부 부하(300)로의 방전이 차단된다. 이때, 방전 소자(113)의 기생 다이오드(D2)는 방전 소자(114)의 전계 효과 트랜지스터(FET2)가 오프(off)되더라도 배터리 팩의 충전기능이 수행될 수 있도록 하는 역할을 한다. 상기와 같은 1차 보호 회로(116)는 도면에는 표시하지 않았지만, 배터리 셀(111)의 과전압 및 과소전압을 검출하기 위한 비교기, 저항 소자 등을 포함한다.On the other hand, when an overvoltage is detected from the battery cell 111, the primary protection circuit 116 determines the battery cell 111 as an overcharge state and outputs a control signal according to the overvoltage (overcharge) to generate an electric field of the charging element 113. The effect transistor FET1 is turned off. Then, charging from the external power source 200 to the battery cell 111 is cut off. In this case, the parasitic diode D1 of the charging device 113 may serve to discharge the battery pack even when the field effect transistor FET1 of the charging device 113 is turned off. On the contrary, when an undervoltage is detected from the battery cell 111, the primary protection circuit 116 determines the battery cell 111 as an overdischarge state and outputs a control signal according to the undervoltage (overdischarge) to discharge the discharge element ( The field effect transistor FET2 of 114 is turned off. Then, the discharge from the battery cell 111 to the external load 300 is cut off. At this time, the parasitic diode D2 of the discharge device 113 serves to perform a charging function of the battery pack even when the field effect transistor FET2 of the discharge device 114 is turned off. Although not shown in the drawing, the primary protection circuit 116 as described above includes a comparator, a resistor, and the like for detecting overvoltage and undervoltage of the battery cell 111.

본 발명의 특징인 퓨즈(115)는 상기 충전 및 방전 소자(113,114) 사이에 직렬로 연결되고, 제 1 스위치(118)는 상기 퓨즈(115)의 일단과 상기 충전 소자(113)의 전계 효과 트랜지스터(FET1)의 소스 단자 사이에 연결되고, 제 2 스위치(119)는 상기 방전소자(114)의 전계 효과 트랜지스터(FET2)의 게이트 단자에 연결된다. 이러한 제 1 및 제 2 스위치(118,119)는 배터리 셀(111)과 제 1 및 제 2 스위치(118,119) 사이에 연결된 2차 보호 회로(117)에 의해 제어되어 퓨즈(115)를 용단하거나 방전 소자(114)를 오프(off) 시킨다. A fuse 115, which is a feature of the present invention, is connected in series between the charging and discharging elements 113 and 114, and the first switch 118 is connected to one end of the fuse 115 and the field effect transistor of the charging element 113. It is connected between the source terminal of (FET1), the second switch 119 is connected to the gate terminal of the field effect transistor (FET2) of the discharge element (114). The first and second switches 118 and 119 are controlled by the secondary protection circuit 117 connected between the battery cell 111 and the first and second switches 118 and 119 to blow the fuse 115 or to discharge the discharge element ( 114 is turned off.

자세히 설명하면, 배터리 셀(111)이 과충전 상태인데 1차 보호 회로(116)가 정상적으로 동작하지 않을 때, 2차 보호 회로(117)는 제 1 스위치(SW1)(118)를 온(on)시켜 배터리 셀(111)로 흐르는 대전류를 제 1 스위치(118)로 유도시킨다. 이에 따라, 퓨즈(115)를 통과하여 제 1 스위치(118)로 유도된 과전류(I)로 인해 열이 발생하고, 발생된 열에 의해 퓨즈(15)가 용단되어 외부 전원(200)으로부터 배터리 셀(111)로의 충전이 차단된다. 여기서, 제 1 스위치(118)의 한 단자는 접지(ground)되어 있다. 상기와 같이, 본 발명의 퓨즈(115)는 종래의 내부 가열기에 의해 용단 되는 퓨즈와 달리 제 1 스위치(118)로 유도된 과전류에 의해 용단될 수 있어 별도의 내부 가열기가 필요 없다. 다른 말로, 충전 및 방전 소자(113,114) 위에 물리적으로 위치시켜, 그것의 온도가 허용치 이상 증가하면 끊어지는 온도퓨즈를 이용하여 충전 및 방전 소자(113,114)의 이상 온도시 온도퓨즈가 용단될 수 있어 발화, 연소 또는 폭발을 방지할 수 있다. In detail, when the battery cell 111 is in an overcharge state and the primary protection circuit 116 does not operate normally, the secondary protection circuit 117 turns on the first switch (SW1) 118. The large current flowing through the battery cell 111 is induced to the first switch 118. Accordingly, heat is generated due to the overcurrent I induced through the fuse 115 and led to the first switch 118, and the fuse 15 is blown out by the generated heat, and the battery cell ( Charging to 111) is cut off. Here, one terminal of the first switch 118 is grounded. As described above, the fuse 115 of the present invention can be melted by an overcurrent induced by the first switch 118, unlike a fuse melted by a conventional internal heater, so that a separate internal heater is not required. In other words, the temperature fuse may be melted at an abnormal temperature of the charging and discharging elements 113 and 114 by physically placing it on the charging and discharging elements 113 and 114 so that its temperature rises beyond the allowable value. Can prevent combustion or explosion.

반대로, 배터리 셀(111)이 과방전 상태인데 1차 보호 회로(116)가 정상적으로 동작하지 않을 때, 2차 보호 회로는 제 2 스위치(SW2)(119)를 온(on) 시켜 방전 소자(114)를 오프(off)시킴으로써 배터리 셀(111)에서 외부 부하(300)로의 방전을 차단한다. 여기서, 제 2 스위치(119)의 한 단자는 접지(ground)되어 있다.On the contrary, when the battery cell 111 is in an over discharge state and the primary protection circuit 116 does not operate normally, the secondary protection circuit turns on the second switch (SW2) 119 to discharge the discharge element 114. ) Off to discharge the discharge from the battery cell 111 to the external load (300). Here, one terminal of the second switch 119 is grounded.

상기와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은 비록 1차 보호 회로(116)가 정상적으로 작동하지 않더라도, 배터리 셀(111)의 과충전 또는 과방전시 2차 보호 회로(117)가 제 1 스위치(118) 또는 제 2 스위치(119)를 제어하여 배터리 셀(111)과 외부 포트(112)에 흐르는 대전류를 제 1 스위치(118)로 유도하여 충전을 차단하거나 제 2 스위치(119)를 이용하여 방전 소자를 오프(off)되게 하여 방전을 차단하도록 한다. As described above, in the battery pack according to the exemplary embodiment of the present invention, even when the primary protection circuit 116 does not operate normally, the secondary protection circuit 117 may switch to the first switch when overcharging or overdischarging the battery cell 111. 118 or the second switch 119 to control the large current flowing in the battery cell 111 and the external port 112 to the first switch 118 to cut off the charge or by using the second switch 119 The discharge element is turned off to block the discharge.

이렇게 배터리 셀(111)의 충전 및 방전 등을 제어하는 1차 및 2차 보호 회로(116,117)는 그 작동을 위해 전원을 필요로 한다. 이에 1차 및 2차 보호 회로(116,117)에는 배터리 셀(111)로 부터 전원이 항상 공급되어야 한다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 배터리 셀(111)의 방향에 충전 소자(113)가 있는 경우, 과충전시 상기 1차 보호 회로(116) 또는 상기 2차 보호 회로(117)의 제어로 인해 충전 소자 (113)의 전계 효과 트랜지스터(FET1)가 오프(off)되어 충전이 차단되더라도 충전 소자(113)의 기생 다이오드(D1)에 의해 상기 1차 보호 회로(116)와 상기 2차 보호 회로(117)에 전원이 공급될 수 있다. 다시 말하면, 배터리 셀(111)과 방전 소자(114) 사이에 충전 소자(113)가 있고 충전 소자(113)의 기생 다이오드(D1)의 애노드와 배터리 셀(111)의 양극 전원단이 연결된 경우, 과충전시 보호 회로에 의해 충전 소자(113)의 전계 효과 트랜지스터(FET1)가 오프되더라도 충전 소자(113)의 기생 다이오드(D1)를 통해 충전 소자(113)와 퓨즈(115) 사이에 1차 보호 회로(116)와 2차 보호 회로(117)로 전원을 공급하기 위해 형성된 전원공급라인(VSL)을 따라 1차 보호 회로(116)와 2차 보호 회로(117)에 전원을 계속적으로 공급할 수 있다. In this way, the primary and secondary protection circuits 116 and 117 that control the charging and discharging of the battery cell 111 require a power source for its operation. Accordingly, power must always be supplied from the battery cells 111 to the primary and secondary protection circuits 116 and 117. According to an embodiment of the present invention, when the charging element 113 is in the direction of the battery cell 111, the battery is charged due to the control of the primary protection circuit 116 or the secondary protection circuit 117 during overcharging. Even though the field effect transistor FET1 of the element 113 is turned off and charging is cut off, the primary protection circuit 116 and the secondary protection circuit 117 are caused by the parasitic diode D1 of the charging element 113. ) Can be powered. In other words, when there is a charging element 113 between the battery cell 111 and the discharge element 114 and the anode of the parasitic diode D1 of the charging element 113 and the anode power terminal of the battery cell 111, Even when the field effect transistor FET1 of the charging element 113 is turned off by the protection circuit during overcharging, the primary protection circuit is connected between the charging element 113 and the fuse 115 through the parasitic diode D1 of the charging element 113. Power may be continuously supplied to the primary protection circuit 116 and the secondary protection circuit 117 along the power supply line VSL formed to supply power to the 116 and the secondary protection circuit 117.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩은 배터리 셀(111)과 외부 포트(112) 사이에 직렬로 연결된 센서저항(120)을 더 포함한다.On the other hand, the battery pack according to an embodiment of the present invention further includes a sensor resistor 120 connected in series between the battery cell 111 and the external port 112.

센서저항(120)은 배터리 팩의 전류를 감지할 수 있는 수단이 된다. 이러한 센서저항에 감지된 전류 정보는 1차 보호 회(116)로 및 2차 보호 회로(117)에 입력된다. 만약 배터리 팩에 과전류가 흐르면, 1차 보호 회로(116) 또는 2차 보호 회로(117)는 전류의 흐름을 차단하는 제어신호를 출력하여 배터리 팩의 과전류 상태를 차단한다.The sensor resistor 120 is a means for sensing the current of the battery pack. Current information sensed by the sensor resistor is input to the primary protection circuit 116 and the secondary protection circuit 117. If an overcurrent flows in the battery pack, the primary protection circuit 116 or the secondary protection circuit 117 outputs a control signal that blocks the flow of current to block the overcurrent state of the battery pack.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 팩은 배터리 셀과 외부 포트 사이의 대전류 경로상에 퓨즈를 구비하여 1차 보호 회로가 고장 난다고 해도 배터리 셀의 과충전시 2차 보호 회로에 의해 제어되는 스위치를 이용하여 퓨즈를 용단함으로 써 충전을 차단할 수 있다. 이러한 본 발명의 배터리 팩은 종래의 배터리 팩에서 2차 보호 회로에 의해 제어되는 퓨즈 및 내부 가열기로 구성된 자가 제어 보호장치(SCP) 중 내부 가열기를 제거함으로써 그에 따른 부품수를 절감할 수 있다. 특히, 고가인 내부 가열기에 대한 비용을 제거함으로써, 배터리 팩의 전체 제조 비용을 절감할 수 있다.As described above, the battery pack according to the present invention includes a fuse on the large current path between the battery cell and the external port so that the switch controlled by the secondary protection circuit when the battery cell is overcharged even if the primary protection circuit fails. The fuse can be blown to cut off the charge. The battery pack of the present invention can reduce the number of parts by removing the internal heater of the self-control protection device (SCP) consisting of a fuse and the internal heater controlled by the secondary protection circuit in the conventional battery pack. In particular, by eliminating the cost for expensive internal heaters, the overall manufacturing cost of the battery pack can be reduced.

또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은 2차 보호 회로에 의해 제어되는 또다른 스위치를 이용하여 비록 1차 보호 회로가 고장 난다고 해도 배터리 셀의과방전시 방전 소자를 오프시킴으로써 방전을 차단할 수 있다.In addition, the battery pack according to the present invention can block the discharge by turning off the discharge element during overdischarge of the battery cell even if the primary protection circuit fails by using another switch controlled by the secondary protection circuit.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.As described above, the present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and any person skilled in the art may apply the present invention without departing from the gist of the present invention. It is to be understood that various changes and modifications may be practiced within the scope of the appended claims.

Claims (13)

충전 가능한 배터리 셀;Rechargeable battery cells; 상기 배터리 셀과 연결되며, 외부 전원 또는 부하와 연결되어 배터리 셀로의 충전 또는 배터리 셀에 의한 방전시 단자로서 작동하는 외부 포트;An external port connected to the battery cell, the external port being connected to an external power source or a load and operating as a terminal during charging or discharging by the battery cell; 상기 외부 포트와 상기 배터리 셀 사이에 연결되어 충전 및 방전을 수행하는 충전 소자 및 방전 소자;A charging element and a discharge element connected between the external port and the battery cell to perform charging and discharging; 상기 배터리 셀에 연결되며, 상기 배터리 셀의 전압을 검출하여 상기 충전 소자 및 방전 소자의 동작을 제어하는 1차 보호 회로;A primary protection circuit connected to the battery cell and detecting a voltage of the battery cell to control an operation of the charging device and the discharge device; 상기 충전 및 방전 소자 사이에 연결되어 상기 배터리 셀의 과충전시 용단되는 퓨즈;A fuse connected between the charging and discharging elements to be melted during overcharging of the battery cell; 상기 퓨즈의 일단에 연결되어 상기 배터리 셀의 과충전시 동작되는 스위치부; 및A switch unit connected to one end of the fuse and operated when the battery cell is overcharged; And 상기 배터리 셀과 상기 스위치부 사이에 연결되어, 상기 배터리 셀의 과충전시 상기 스위치부를 온(on) 시키는 2차 보호 회로를 포함하고,A secondary protection circuit connected between the battery cell and the switch unit to turn on the switch unit when the battery cell is overcharged, 상기 스위치부는 일단이 상기 충전 소자와 상기 퓨즈 사이에 연결되고 타단이 상기 2차 보호 회로와 연결된 제 1 스위치와, 일단이 상기 방전 소자와 타단이 상기 2차 보호 회로와 연결된 제 2 스위치를 포함함을 특징으로 하는 배터리 팩.The switch unit includes a first switch, one end of which is connected between the charging element and the fuse and the other end of which is connected to the secondary protection circuit, and a second switch of which one end is connected to the secondary protection circuit. Battery pack characterized in that. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치는 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor)인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.And the first switch and the second switch are field effect transistors. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 충전 및 방전 소자 각각은 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Trransition)와 기생 다이오드(Parasitic Diode)로 이루어짐을 특징으로 하는 배터리 팩.Each of the charging and discharging elements is a battery pack, characterized in that the field effect transistor (Field Effect Transistor) and the parasitic diode (Parasitic Diode). 제 4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 배터리 셀이 과충전되면, 상기 1차 보호 회로의 제어 신호에 의해 상기 충전 소자의 전계 효과 트랜지스터가 오프(off) 되어 상기 배터리 셀로의 충전이 차단됨을 특징으로 하는 배터리 팩.When the battery cell is overcharged, the field effect transistor of the charging element is turned off by a control signal of the primary protection circuit, so that charging to the battery cell is blocked. 제 4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 배터리 셀이 과방전되면, 상기 1차 보호 회로의 제어 신호에 의해 상기 방전 소자의 전계 효과 트랜지스터가 오프(off) 되어 상기 배터리 셀의 방전이 차단됨을 특징으로 하는 배터리 팩.And when the battery cell is over discharged, a field effect transistor of the discharge element is turned off by a control signal of the primary protection circuit, thereby discharging the battery cell. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 배터리 셀의 과충전시 상기 1차 보호 회로가 미작동할 경우, 상기 2차 보호 회로는 상기 퓨즈가 용단 되도록 상기 제 1 스위치를 온(on)시킴으로써 상기 배터리 셀로 흐르는 대전류가 상기 퓨즈를 통해 상기 제 1 스위치로 흐르는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.When the primary protection circuit is inoperative during overcharging of the battery cell, the secondary protection circuit turns on the first switch to blow the fuse so that a large current flowing to the battery cell flows through the fuse. A battery pack, characterized by flowing in one switch. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 배터리 셀의 과방전시 상기 1차 보호 회로가 미작동할 경우, 상기 2차 보호 회로는 상기 방전 소자가 오프(off)시키도록 상기 제 2 스위치를 온(on)시킴을 특징으로 하는 배터리 팩.And the secondary protection circuit turns on the second switch to turn off the discharge element when the primary protection circuit is inoperative during over discharge of the battery cell. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 배터리 셀과 상기 외부 포트 사이에 직렬로 연결되어 상기 배터리 셀의 전류를 감지하는 센서저항을 더 포함함을 특징으로 하는 배터리 팩.The battery pack further comprises a sensor resistor connected in series between the battery cell and the external port for sensing the current of the battery cell. 제 9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 센서저항으로부터 과전류가 검출되면, 상기 2차 보호 회로는 상기 스위치부를 제어함을 특징으로 하는 배터리 팩.And if the overcurrent is detected from the sensor resistance, the secondary protection circuit controls the switch unit. 제 4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 충전 소자가 상기 배터리 셀과 상기 방전 소자 사이에 위치하는 경우, 상기 충전 소자의 기생 다이오드의 애노드가 상기 배터리 셀의 양극과 연결됨을 특징으로 하는 배터리 팩.And the anode of the parasitic diode of the charging element is connected to the anode of the battery cell when the charging element is located between the battery cell and the discharge element. 제 11항에 있어서,12. The method of claim 11, 상기 배터리 셀의 과충전시 상기 1차 보호 회로 또는 상기 2차 보호 회로에 의해 충전이 차단되더라도 상기 기생 다이오드를 통해 상기 충전 소자와 상기 퓨즈 사이에 형성된 전원공급라인을 따라 상기 1차 보호 회로와 상기 2차 보호 회로에 전원이 공급됨을 특징으로 하는 배터리 팩. When the battery cell is overcharged, even though the charging is cut off by the primary protection circuit or the secondary protection circuit, the primary protection circuit and the second power supply line are formed along the power supply line formed between the charging element and the fuse through the parasitic diode. A battery pack, characterized in that power is supplied to a car protection circuit. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 퓨즈는 상기 충전 및 방전 소자 위에 물리적으로 위치한 온도 퓨즈를 포함함을 특징으로 하는 배터리 팩.The fuse comprises a thermal fuse physically located above the charging and discharging element.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11513139B2 (en) 2019-01-11 2022-11-29 Lg Energy Solution, Ltd. Battery pack diagnosis apparatus

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101091387B1 (en) * 2008-11-14 2011-12-07 주식회사 엘지화학 Apparatus and method protecting battery by comparing full charge capacity between real and reference value
KR101213480B1 (en) 2010-12-01 2012-12-20 삼성에스디아이 주식회사 Battery protecting circuit and controlling method of the same
KR101578707B1 (en) * 2013-02-01 2015-12-21 삼성에스디아이 주식회사 A battery pack and method for controlling the same
JP6385310B2 (en) * 2015-04-21 2018-09-05 エイブリック株式会社 Battery device
CN111527664B (en) * 2018-03-01 2023-06-30 株式会社村田制作所 Battery pack
KR102609004B1 (en) * 2018-04-24 2023-11-30 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery module
CN108845265A (en) * 2018-06-22 2018-11-20 广州极飞科技有限公司 Battery modules and voltage detection method, electrical equipment based on it
KR102134644B1 (en) * 2019-02-14 2020-07-16 엘지전자 주식회사 Power supply regulator and portable device therewith
KR102583439B1 (en) * 2023-07-13 2023-09-27 주식회사 에스비알테크놀로지 Circuit for battery pack operation

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1012282A (en) * 1996-06-20 1998-01-16 Sanyo Electric Co Ltd Pack battery having protective circuit
KR20030081934A (en) * 2002-04-15 2003-10-22 삼성에스디아이 주식회사 A battery pack having a second protection circuit isolated spatially

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1012282A (en) * 1996-06-20 1998-01-16 Sanyo Electric Co Ltd Pack battery having protective circuit
KR20030081934A (en) * 2002-04-15 2003-10-22 삼성에스디아이 주식회사 A battery pack having a second protection circuit isolated spatially

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11513139B2 (en) 2019-01-11 2022-11-29 Lg Energy Solution, Ltd. Battery pack diagnosis apparatus

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