KR101230223B1 - 전지 팩 및 그 단선 검지 방법 - Google Patents

전지 팩 및 그 단선 검지 방법 Download PDF

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Abstract

2차 전지의 셀이 복수개, 적어도 직렬로 접속되어 이루어지는 조립 전지와, 각 셀의 단자 전압을 검출하는 전압 검출부와, 전압 검출부에 의해서 검출된 각 셀의 단자 전압에 기초해서 조립 전지의 충방전을 제어하는 충방전 제어부와, 셀 간의 접속점을 하이측 또는 로우측의 전원 라인으로 단락시키거나 혹은 셀 간의 접속점 사이에서 단락시키는 단락부와, 단락부를 도통/차단 제어함과 아울러, 도통/차단 제어의 형태와, 전압 검출부에서 검출된 셀 간의 접속점의 전압, 하이측 또는 로우측의 전원 라인의 전압 및 각 셀의 단자 전압 중 적어도 하나에 기초해서 전압 검출부로부터 셀 간의 접속점으로의 접속 라인의 단선을 검지하는 단선 검지부를 구비하는 전지 팩으로서, 상시의 손실을 발생시키지 않고, 2차 전지의 셀의 중간탭의 플로우팅(접속 해제)을 확실하게 검지할 수 있다.

Description

전지 팩 및 그 단선 검지 방법{BATTERY PACK AND METHOD FOR DETECTING DISCONNECTION OF SAME}
본 발명은 전지 팩 및 그 단선 검지 방법에 관한 것이고, 특히 2차 전지의 셀이 복수개, 적어도 직렬로 접속되어 이루어지는 조립 전지(an assembled battery)를 갖고, 셀 간의 접속점으로의 접속 라인의 단선, 즉 중간탭의 플로우팅을 검지하기 위해서 적합하게 실시되는 것에 관한 것이다.
상기 중간탭의 플로우팅을 검지할 수 있는 전형적인 종래 기술은 예컨대 특허 문헌 1에 나타나 있다. 그 종래 기술에 의하면, 중간탭으로부터 전압 검출 수단으로의 접속 라인을 풀업 저항 또는 풀다운 저항을 사이에 두고 전원 라인에 접속해 두고, 상기 중간탭이 접속 해제되면, 접속 라인의 전압이 충전 금지 전압까지 상승함으로써, 과전압이나 과충전을 방지하도록 한 2차 전지의 보호 회로가 제안되어 있다.
그러나 상술한 종래 기술에서는, 정상 상태에서 상기 풀업 저항 또는 풀다운 저항에 의해 손실이 발생한다고 하는 문제가 있다. 따라서, 손실을 적게 하기 위 해서는 풀업 저항 또는 풀다운 저항의 저항값을 크게 할 필요가 있다.
한편, 전지 팩 내에는 전압 검출 수단과는 별도로, 각 셀의 단자 전압을 검출하여, 충방전 제어 수단과 동등 이상의 임계값으로부터 이상(異常)을 검출하여, 보호 동작을 행하는 이중 보호용 IC 등이 마련되는 경우가 많다. 상기 이중 보호용 IC가 마련되면, 상기 이중 보호용 IC 내의 균일한 내부 저항으로 전지 팩의 충전 단자간이 접속되기 때문에, 측정되는 셀 전압이 상기 충전 단자 사이의 토탈 전압을 균등하게 분담한 전압으로 분압되어 버려서, 실제의 과충전 상태를 검출할 수 없다고 하는 문제도 있다. 즉, 실전지(實電池)에 있어서의 상기 토탈 전압이 이상이 아니여도, 셀 밸런스의 붕괴로 인해 일부의 셀이 과충전 상태(본래, 상기 이중 보호용 IC로도 이상이 검출되어야 하는 상태)가 된 경우에, 상기 중간탭에 플로우팅이 발생하고 있으면, 상기 이중 보호용 IC의 분압 저항으로 균일화되어 버려서, 상기 전압 검출 수단 및 충방전 제어 수단에 의한 과충전 검출 및 상기 이중 보호용 IC에 의한 과충전 검출은 모두 기능하지 않아서, 과충전 상태여도 충전이 계속되어 버린다.
따라서, 상기 이중 보호용 IC와 같은 다른 회로가 상기 전압 검출 수단과 병렬로 마련되게 되면, 그 밖의 회로의 입력의 저항이나 용량, 나아가서는 내부의 분압 저항 등에 의해서, 각 셀의 단자에의 접속 라인의 단선 검지는 한층 더 곤란하게 된다. 특히, 상술한 바와 같이 손실을 작게 하기 위해서 상기 풀업 저항 또는 풀다운 저항의 저항값을 크게 하면, 상기 중간탭이 접속 해제되었을 때에 전압 검출 수단에 입력되는 전압에 큰 변화가 생기지 않아서, 검출이 곤란하게 된다.
특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 평 10-150721호 공보
본 발명의 목적은 저손실로, 단선을 확실하게 검지함으로써, 이상 상태에서의 충전 계속을 과충전 이전에 정지할 수 있는 전지 팩 및 그 단선 검지 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 전지 팩은 2차 전지의 셀이 복수개, 적어도 직렬로 접속되어 이루어지는 조립 전지와, 상기 각 셀의 단자 전압을 검출하는 전압 검출부와, 상기 전압 검출부에 의해서 검출된 상기 각 셀의 단자 전압에 기초해서 상기 조립 전지의 충방전을 제어하는 충방전 제어부와, 상기 셀 간의 접속점을 하이측 또는 로우측의 전원 라인으로 단락시키거나 혹은 상기 셀 간의 접속점 사이에서 단락시키는 단락부와, 상기 단락부를 도통/차단 제어함과 아울러, 상기 도통/차단 제어의 형태와, 상기 전압 검출부에서 검출된 상기 셀 간의 접속점의 전압, 상기 하이측 또는 로우측의 전원 라인의 전압 및 상기 각 셀의 단자 전압 중 적어도 하나에 기초해서 상기 전압 검출부로부터 상기 셀 간의 접속점으로의 접속 라인의 단선을 검지하는 단선 검지부를 구비한다.
상기 전지 팩에서는 2차 전지의 셀이 복수개, 적어도 직렬로 접속(필요에 따라 적절하게 병렬로도 복수의 셀이 접속되어 있어도 된다)되어 이루어지는 조립 전지, 전압 검출부 및 충방전 제어부를 구비하고, 전압 검출부에 의해서 검출된 각 셀의 단자 전압에 기초해서, 충방전 제어부가 예컨대, 충전시에 셀 밸런스의 어긋남에 의해 특정한 셀이 과전압이 되거나 과충전이 되거나 하는 일이 없게 충방전을 제어하도록 한 전지 팩에 있어서, 셀 간의 접속점, 즉 중간탭을 하이측 또는 로우측의 전원 라인으로 단락시키거나 혹은 접속점 사이에서 단락시키는 단락부로, 그 단락부를 도통/차단 제어함과 아울러, 그 제어 형태와, 전압 검출부에서 검출된 접속점의 전압, 전원 라인의 전압 및 각 셀의 단자 전압 중 적어도 하나로부터, 전압 검출부로부터 접속점으로의 접속 라인의 단선, 즉 중간탭의 플로우팅(접속 해제)을 검지하는 단선 검지부를 마련한다.
따라서, 각 셀의 단자에 접속되는 회로의 입력 저항이나 용량 등에 의해서, 단지 각 셀의 단자 전압만으로부터는 전압 검출부로부터 접속점으로의 접속 라인의 단선을 검지하는 것이 곤란한 것에 비해서, 단선 검지부가 단락부를 선택 구동함으로써, 셀 간의 접속점의 전압, 전원 라인의 전압 및 각 셀의 단자 전압 중 적어도 하나로부터, 이들에 기대되는 전압과, 실제로 전압 검출부에 의해서 검출된 전압의 어긋남으로부터, 접속 라인의 단선을 확실하게 검지할 수 있다. 이로써, 이상 상태에서의 충전 계속을, 과충전 이전에 정지할 수 있다. 또한, 단락부는 단선 검지시에 구동되기 때문에, 손실이 상시로 발생하지 않아서, 손실을 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 단선 검지 방법을 이용하는 충전 시스템의 전기적 구성을 나타내는 블록도,
도 2는 도 1의 전지 팩(1)의 내부 구성을 나타내는 블록도,
도 3은 도 2의 ASIC(40) 및 제어 IC(18)의 일 구성예를 나타내는 블록도,
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 중간탭의 플로우팅(접속 해제) 검지 동작을 설명하기 위한 파형도,
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 중간탭의 플로우팅(접속 해제) 검지 동작을 설명하기 위한 파형도,
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 중간탭의 플로우팅(접속 해제) 검지 동작을 설명하기 위한 파형도,
도 7은 본 발명의 실시예 1에 따른 중간탭의 플로우팅(접속 해제) 검지 동작을 설명하기 위한 파형도,
도 8은 본 발명의 실시예 1에 따른 중간탭의 플로우팅(접속 해제) 검지 동작의 처리 순서를 나타내는 흐름도,
도 9는 본 발명의 실시예 2에 따른 단선 검지 방법을 이용하는 전지 팩의 전기적 구성을 나타내는 블록도,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단선 검지 방법을 이용하는 충전 시스템의 전기적 구성을 나타내는 블록도,
도 11은 도 10의 ASIC(40) 및 제어 IC(18)의 일 구성예를 나타내는 블록도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 한편, 이 하의 도면의 기재에 있어서, 같은 요소 또는 유사한 요소에는 같은 또는 유사한 부호를 붙이고, 설명을 생략하는 경우가 있다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 단선 검지 방법을 이용하는 충전 시스템의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다. 이 충전 시스템은 전지 팩(1)과, 전지 팩(1)을 충전하는 충전기(2)를 구비하여 구성된다. 전지 팩(1)으로부터 급전이 행해지는, 도시하지 않는 부하 기기를 더 포함해서 전자 기기 시스템이 구성되어도 된다. 이 경우, 전지 팩(1)은 도 1에서는 충전기(2)로부터 충전이 행해지지만, 상기 전지 팩(1)이 상기 부하 기기에 장착되어, 부하 기기를 통해서 충전이 행해져도 된다. 전지 팩(1) 및 충전기(2)는 급전을 행하는 직류 하이측의 단자(T11, T21)와, 통신 신호의 단자(T12, T22)와, 급전 및 통신 신호를 위한 GND 단자(T13, T23)에 의해서 서로 접속된다. 상기 부하 기기가 마련되는 경우에도, 같은 단자가 마련된다.
상기 전지 팩(1) 내에서, 상기 단자(T11)로부터 연장되는 직류 하이측의 전원 라인인 충전 경로(11)에는 퓨즈(24, 25)가 개재됨과 아울러, 충전용과 방전용으로 서로 도전 형식이 다른 FET(12, 13)가 개재되어 있으며, 그 충전 경로(11)가 조립 전지(14)의 하이측 단자에 접속된다. 상기 조립 전지(14)의 로우측 단자는 직류 로우측의 전원 라인인 충전 경로(15)를 통해서 상기 GND 단자(T13)에 접속되고, 이 충전 경로(15)에는 충전 전류 및 방전 전류를 전압값으로 변환하는 전류 검출 저항(16)이 개재되어 있다.
상기 조립 전지(14)는 복수의 2차 전지의 셀이 적어도 직렬로 접속되어 이루어지고, 필요에 따라 적절하게 병렬로도 복수의 셀이 접속되어 있어도 된다. 상기 셀의 온도는 온도 센서(17)에 의해서 검출되어, 제어 IC(18) 내의 아날로그/디지털 변환기(19)에 입력된다.
또한, 상기 각 셀의 단자 전압은 후술하는 바와 같이, ASIC(Application Specific Integrated Circuit)(40)에 의해서 선택적으로 취출되어 상기 제어 IC(18) 내의 아날로그/디지털 변환기(19)에 입력된다. 그 셀의 선택은 충방전 제어 수단인 충방전 제어부(21)가 통신부(20)를 통해서 행한다. 또한, 상기 전류 검출 저항(16)에 의해서 검출된 전류값도, 상기 ASIC(40)에 의해서 취출되어 상기 제어 IC(18) 내의 아날로그/디지털 변환기(19)에 입력된다. 한편, 도 1에서는 각 셀의 단자 전압을 취출하는 ASIC(40)과 각 셀의 단자 전압을 측정하는 아날로그/디지털 변환기(19)는 서로 분리한 구성으로 되어있지만, 본 실시예는 이에 한정되지 않는다. 예컨대, ASIC(40) 내에 아날로그/디지털 변환기(19)를 구성해도 상관없다.
충방전 제어부(21)는 마이크로컴퓨터 및 그 주변 회로 등을 구비하여 이루어지고, 상기 아날로그/디지털 변환기(19)를 통한 각 입력값에 응답해서, 충전기(2)에 대해, 출력을 요구하는 충전 전류의 전압값 및 전류값을 연산하고, 통신부(22)로부터 단자(T12, T22; T13, T23)를 통해서 충전기(2)로 송신한다. 또한, 상기 충방전 제어부(21)는 상기 아날로그/디지털 변환기(19)를 통한 각 입력값으로부터, 단자(T11, T13) 사이의 단락이나 충전기(2)로부터의 이상 전류 등의 전지 팩(1) 외 부에서의 이상이 검출되면, 또는 상기 온도 센서(17)에 의해서 조립 전지(14)의 이상한 온도상승이 검출되면, 상기 FET(12, 13)를 차단하는 등의 보호 동작을 행한다.
한편, 상기 조립 전지(14)의 각 셀의 단자 전압은 ASIC(40)에 의한 취입과 같이, ASIC(40)과 병렬적으로 조립 전지(14)에 접속된 이중 보호 IC(23)에도 취입된다. 이중 보호 IC(23)에 의한 검출 결과가, 상기 충방전 제어부(21)에 있어서의 이상 판정의 임계값 이상으로 설정되는 이 이중 보호 IC(23)에서의 임계값 이상이 되면, 이중 보호 IC(23)는 FET(27)를 ON한다. 상기 FET(27)는 충전 경로(11)에 직렬로 개재된 상기 퓨즈(24, 25)에 관해서 마련되어 있고, 상기 퓨즈(24, 25)의 접속점은 발열 저항(26) 및 이 FET(27)를 통해서 접지되어 있다. 따라서, 상기 충방전 제어부(21)가 FET(27)를 ON함으로써, 발열 저항(26)이 발생한 열로 상기 퓨즈(24, 25)가 용단된다. 이로써, 상기 충방전 제어부(21)의 이상 등으로 셀의 과전압 등에 대응할 수 없는 심각한 이상시에는 상기 퓨즈(24, 25)가 용단됨으로써 이중의 보호 동작이 실현되게 되어 있다.
예컨대, 상기 충방전 제어부(21)가 FET(12, 13)를 OFF하는 통상의 충방전시에서의 과전압의 임계값 전압은 셀 당 4.35V이며, 이중 보호 IC(23)가 퓨즈(24, 25)를 용단하는 임계값 전압은 예컨대 셀 당 4.4V이다. 따라서, 통상 사용시의 과전압 정도에서는 복구 가능하고, 이상시의 과전압에서는 전지 팩(1)은 재사용이 불가능하게 되어 안전성의 향상이 도모되게 되어 있다.
그리고, 이중 보호 IC(23)에 의해서 FET(27)가 ON되면, 발열 저항(26)에서 발생된 열로 2개의 퓨즈(24, 25)는 용단한다. 이 때, 충전 상태에서는 먼저 조립 전지(14)측의 퓨즈(25)가 용단해도, 충전기(2)로부터 충전 전류가 공급됨으로써 충전기(2)측의 퓨즈(24)도 이후에 용단한다. 먼저 충전기(2)측의 퓨즈(24)가 용단해도, 조립 전지(14)가 상기 이중 보호 IC(23)에 FET(27)를 구동하는 전류를 공급할 수 있으면 조립 전지(14)측의 퓨즈(25)도 용단할 수 있다. 조립 전지(14)가 전류를 공급할 수 없으면, 상기 조립 전지(14)측의 퓨즈(25)는 용단하지 않는 채가 되지만, 상기 접속점으로부터도 조립 전지(14)측을 전지 팩(1)의 외부로 확실히 떼어낼 수 있다.
이에 대해서, 전지 팩(1)이 충전기(2)에 세트되어 있지 않은 방전 상태로, 조립 전지(14)가 상기 이중 보호 IC(23)에 FET(27)를 구동하는 전류를 공급할 수 있으면, 먼저 충전기(2)측의 퓨즈(24)가 용단해도, 이후에 조립 전지(14)측의 퓨즈(25)도 용단한다. 먼저 조립 전지(14)측의 퓨즈(25)가 용단한 경우에는 충전기(2)측의 퓨즈(24)는 용단하지 않은 채가 되지만, 상기 접속점으로부터도 조립 전지(14)측을 전지 팩(1)의 외부로 확실히 떼어낼 수 있다.
이렇게 해서, 직렬 접속된 퓨즈(24, 25)의 접속점을 발열 저항(26) 및 FET(27)에 의해서 접지함으로써, 전지 팩(1)이 충전기(2)에 세트되어 있는지 여부에 관계없이, 상기 접속점으로부터도 조립 전지(14)측을 전지 팩(1)의 외부로 확실하게 떼어낼 수 있게 되어 있다.
한편, 충전기(2)에서는, 전지 팩(1)으로부터의 출력 요구를 제어 IC(30)의 통신부(32)로 수신하고, 충전 제어부(31)가 충전 전류 공급 회로(33)를 제어하여, 상기 전압값 및 전류값으로 충전 전류를 공급시킨다. 충전 전류 공급 회로(33)는 AC-DC 컨버터나 DC-DC 컨버터 등으로 이루어져서, 입력 전압을 상기 충전 제어부(31)에서 지시된 전압값, 전류값 및 펄스폭으로 변환하여, 단자(T21, T11; T23, T13)를 통해서, 충전 경로(11, 15)에 공급한다.
도 2는 상기 전지 팩(1) 내의 구성을 더 자세하게 설명하는 블록도이다. 도 2의 예에서는 상기 조립 전지(14)는 4개의 셀(E1~E4)로 구성되어 있고, 상기 단자(T11)로부터 하이측의 충전 경로(11)에는 단자(T4)가 접속되어, 상기 단자(T13)로부터 로우측의 충전 경로(15)에는 GND 단자(T0)가 접속된다. 상기 단자(T0-T4) 사이에는 상기 4개의 셀(E1~E4)이 직렬로 접속되어 있고, 각 셀(E1~E4)은 서로 병렬로 접속되는 복수의 셀로 구성되어 있어도 된다. 그리고, 각 셀(E1~E4)의 접속점이 중간탭이 되는 단자(T1~T3)에 접속되어 있다.
도 3은 상기 ASIC(40)의 일 구성예 및 제어 IC(18)의 전압 측정에 관계되는 부분의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 2 및 3에 있어서 각 단자(T0~T4)에는 접속 라인(L0~L4)이 접속되어 있고, 상기 ASIC(40)와 이중 보호 IC(23)에 있어서는 상기 GND 단자(T0)를 제외하고, 단자(T1~T4)에 있어서의 전압 Vin1~Vin4이, 서로의 전압 검출에 영향을 주지 않도록, 입력 저항(R11~R14)과 입력 저항(R21~R24)을 각각 통해서, 단자(T30~T34; T40~T44)로부터 취입된다. 그리고, 각 단자(T30~T34; T40~T44) 사이에는 필요에 따라, 노이즈 제거용 콘덴서(C11~C14; C21~C24)가 마련되는 경우도 있다. 이들 콘덴서(C11~C14; C21~C24)는 각 단자(T30~T34; T40~T44) 사이가 아니라, 각 단자(T30~T34; T40~T44)와 GND 사이에 마련되어도 된다. 이중 보호 IC(23)의 각 입력 단자(T40~T44) 사이에는 상기 전압 Vin4을 등분압하는 저항(R31~R34)이 마련되어 있다.
상기 온도 센서(17)는 서미스터 등으로 이루어지며, 일단부가 미리 정한 전압 V0으로 바이어스되고, 타단부가 제어 IC(18)에 의해서 ON/OFF 구동되는 스위치(28)로부터 상기 전류 검출 저항(16)을 통해서 상기 로우측의 충전 경로(15)에 접속되고, 그 스위치(28)와의 접속점의 전압이 상기 제어 IC(18)의 아날로그/디지털 변환기(19)에 취입된다.
상기 각 단자(T30~T34)는 입력 변환부(41)를 통해서 전압 측정을 행하기 위한 상기 제어 IC(18)의 아날로그/디지털 변환기(19)에 선택적으로 접속된다. 상기 입력 전환부(41)는 스위치(S0L; S1L, S1H; S2L, S2H; S3L, S3H; S4H; STL, STH)를 구비하여 구성된다.
상기 스위치(S0L; S1L, S1H; S2L, S2H; S3L, S3H; S4H)는, 일단부측이 상기 각 단자(T30~T34)에 접속되고, 타단측이 상기 아날로그/디지털 변환기(19)의 하이측 입력단(19H) 또는 로우측 입력단(19L)에 접속된다. 상기 스위치(STL, STH)는 일단부측이 상기 전류 검출 저항(16)의 각 단자에 접속되고, 타단측이 상기 아날로그/디지털 변환기(19)의 하이측 입력단(19H)과 로우측 입력단(19L)에 각각 접속된다. 상기 스위치(S0L; S1L, S1H; S2L, S2H; S3L, S3H; S4H; STL, STH)는 셀 선택부(42)에 의해서 선택적으로 ON/OFF 구동된다.
따라서, 예컨대 스위치(STL, STH)를 ON하고, 스위치(S0L; S1L, S1H; S2L, S2H; S3L, S3H; S4H)를 OFF함으로써, 아날로그/디지털 변환기(19)는 전류 검출 저 항(16)의 단자간 전압, 따라서 각 셀(E1~E4)의 충방전의 전류를 검출할 수 있다. 또한, 예컨대 스위치(S0L, S4H)를 ON하고, 스위치(S1L, S1H; S2L, S2H; S3L, S3H; S5L, S5H)를 OFF함으로써, 아날로그/디지털 변환기(19)는 조립 전지(14) 전체에 걸친 충전 전압 또는 방전 전압을 검출할 수 있다.
상기 스위치(S0L; S1L, S1H; S2L, S2H; S3L, S3H; S4H; STL, STH)의 전환 신호는 제어 IC(18)측의 충방전 제어부(21) 내의 전환 제어부(211)에 의해서 발생되고, 상기 통신부(20)로부터 ASIC(40)측의 통신부(43)를 통해서, 상기 셀 선택부(42)에 주어진다. 그리고, 아날로그/디지털 변환기(19)에서 획득된 검출 결과로부터, 상기 충방전 제어부(21) 내의 단선 검지부(212)는 후술하는 바와 같이 하여 단선 검지를 행한다.
주목해야 할 점은 본 실시예에서는 상기 각 단자(T31~T34)에는 GND 단자(T30)와의 사이에, 단락 저항(R41~R44) 및 이와 쌍을 이루는 스위치(Q1~Q4)로 이루어지는 직렬 회로를 구비하여 구성되는 단락 회로(44)가 마련된다는 점이다. 상기 스위치(Q1~Q4)는 상기 통신부(43)를 통해서 수신된 전환 제어부(211)로부터의 전환 신호에 따라, 상기 셀 선택부(42)에 의해서 ON/OFF 제어된다. 스위치(Q1~Q4)가 ON 했을 때에, 각 스위치(Q1~Q4)에 접속된 각 단자(T31~T34)는 단락 저항(R41~R44)을 사이에 두고, GND 단자(T30)로 단락되게 된다.
도 4~도 7은 상기 단선 검지부(212)에 의한 접속 라인(L1~L3)의 단선, 즉 중간탭인 단자(T1~T3)의 플로우팅(접속 해제) 검지 동작을 설명하기 위한 파형도이다. 이 단선 검지시에는 전환 제어부(211)는 스위치(STL, STH)를 OFF한 채 그대로 한다. 도 4 및 도 5는 정상시의 파형도이고, 도 6 및 도 7은 단자(T3)에 플로우팅(접속 해제)이 발생했을 때의 파형도이다.
먼저, 도 4는 상기 전압 Vin1~Vin4의 변화를 나타내는 것으로, 전환 제어부(211)가 GND의 접속 라인(L0)에 대응한 스위치(S0L)를 ON하고, 또한 로우측의 스위치(S1L, S2L, S3L)를 OFF한 채로, 하이측의 접속 라인(L1~L4)에 대응한 스위치(S1H, S2H, S3H, S4H)를 택일적으로 ON함으로써, 아날로그/디지털 변환기(19)는 상기 전압 Vin1~Vin4의 변화를 판독할 수 있다. 그리고 기간 W1에 있어서는 대응하는 접속 라인(L1~L4)에 대응한 단락 스위치(Q1~Q4)가 셀 선택부(42)에 의해서 택일적으로 ON됨으로써 각 전압 Vin1~Vin4은 입력 저항(R11~R14)과 단락 저항(R41~R44)에 의한 분압비(대략 1:2)의 전압까지 각각 저하된다.
한편, 도 5는 각 단자(T0~T4) 사이의 셀 전압 A1~A4의 변화를 나타내는 파형도로, 전환 제어부(211)가 로우측의 스위치(S0L, S1L, S2L, S3L)와, 하이측의 스위치(S1H, S2H, S3H, S4H)를 한 쌍으로 ON함으로써, 아날로그/디지털 변환기(19)는 상기 셀 전압 A1~A4의 변화를 판독할 수 있다. 그리고, 이상이 발생하지 않았으면, 각 셀 전압 A1~A4은 입력 저항(R11~R14)과 단락 저항(R41~R44)에 의해 결정되는 것과 동일한 분압비(대략 1:2)의 전압으로 변화된다.
이것에 대하여, 예컨대 단자(T3)에 플로우팅(접속 해제)이 발생하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 전압 Vin1~Vin4 중, 해당 라인 이외의 전압 Vin1, Vin2, Vin4은 전술한 도 4와 같은 변화를 나타내는 데 반해서, 접속 해제되어 있는 라인(L3)에 해당하는 전압 Vin3은 단락 스위치(Q3)가 ON하면, 단락 저항(R43)에 의해 서 대략 GND 전위까지 저하된다. 이하에, 이 단락 저항(R43)에 의한 대략 GND 전위까지의 전압 저하에 대하여 설명한다.
상기 입력 저항(R11~R14; R21~R24)의 저항값은, 예컨대 kΩ 정도인 데 비해서, 상기 이중 보호 IC(23)내의 분압 저항(R31~R34)의 저항값은 서로 동일하게, 예컨대 MΩ 정도이다. 따라서, 단자(T3)에 플로우팅(접속 해제)이 발생해도, 단락 스위치(Q3)가 OFF되어 있으면, 전압 Vin3으로서는 상기 이중 보호 IC(23) 내에서 전압 Vin4으로부터 분압 저항(R31~R34)으로 분압된 전압이 그대로 나타나서, 정상 상태와 같게 된다(여기서는 셀(E1~E4)의 밸런스(발생 전압)가 균등하다고 하고 있다). 이에 비해서, 단락 스위치(Q3)가 ON하면, 상기 전압 Vin4은 저항값이 큰 상기 분압 저항(R34)에서 소비되어, 상술한 바와 같이 단자(T3)의 전압 Vin3은 대략 GND 전위까지 저하되게 된다.
또한, 도 7에서는 단자(T3)에 플로우팅(접속 해제)이 발생하면, 플로우팅(접속 해제)이 발생한 라인(L3)을 전압 검출에 사용하지 않는 셀 전압 A1, A2은, 전술한 도 6과 같은 변화를 나타낸다. 이것에 대하여, 접속 해제되어 있는 라인(L3)을 하이측으로 해서 전압 검출에 사용하는 셀 전압 A3은 단락 스위치(Q3)가 ON하면, 상술한 설명과 같이 단락 저항(R43)에 의해서 대략 GND 전위까지 저하된다. 따라서, 접속 해제되어 있는 라인(L3)을 로우측으로 해서 전압 검출에 사용하는 셀 전압 A4은 단락 스위치(Q4)가 ON하면, 대략 Vin4까지 상승한다.
도 8은 상술한 바와 같은 단선 검지부(212)에 의한 단선 검지 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 8의 예에서는 상기 도 5 및 도 7에 나타내는 셀 전압 A1~A4의 변화로부터 단선 검지를 행하는 경우를 나타내고 있다. 한편, 아날로그/디지털 변환기(19)는 예컨대 3.3V를 전원으로 하고, 입력 전압의 다이나믹 레인지를 2.5V로 한다. 따라서, 상기 입력단(19H, 19L) 사이의 전압은 1/3 분압해서 입력되는 것으로 한다.
스텝 S1에서는 상기 제어 IC(18)의 전환 제어부(211)로부터의 전환 신호에 의해서 검출 대상 라인이 선정된다. 그리고, 셀 선택부(42)는 대상이 되는 셀의 단자(T0~T4)로부터의 접속 라인(L0~L4)을, 스위치(S0L; S1L, S1H; S2L, S2H; S3L, S3H; S4H)에 의해서 아날로그/디지털 변환기(19)의 입력단(19L, 19H)에 접속시켜, 아날로그/디지털 변환기(19)에 의한 전압 측정이 행해진다. 또한, 셀 선택부(42)는 단락 스위치(Q1~Q4)를 택일적으로 ON한다. 그 후, 다시, 아날로그/디지털 변환기(19)에 의한 전압 측정이 행해진다.
스텝 S2에서는 단락 스위치(Q1~Q4)의 OFF 상태와 ON 상태의 전압의 차가, 상기 입력 저항(R11~R14) 및 단락 저항(R41~R44) 및 셀 전압 등에 의해서 미리 결정되는 임계값 전압, 예컨대 0.5V보다 큰지 여부가 판단된다. 작을 때에는(스텝 S2 아니오), 스텝 S3에서 모든 검출 대상 라인에 대해서 셀 전압 A1~A4의 측정이 종료했는지 여부가 판단되고, 종료하지 않았을 때에는(스텝 S3 아니오), 상기 스텝 S1으로 돌아간다. 종료했을 때에는(스텝 S3 예), 스텝 S4에서 모든 검출 대상 라인이 정상이라고 판정하고, 처리를 종료한다.
이에 비해서, 상기 스텝 S2에서, 검출된 셀 전압 A1~A4의 차이가 임계값 전압, 예컨대 0.5V보다 클 때에는(스텝 S2 예), 스텝 S5에서 이상(異常), 즉 플로우 팅(접속 해제)이 발생했다고 판정하여, 스텝 S6에서 상기 제어 IC(18)의 충방전 제어부(21)에 FET(12, 13)를 OFF시킴과 아울러, 요구하는 충전 전류의 전류값을 0으로 하고, 또한 에러 상태를 보고하고 처리를 종료한다.
이렇게 하여, 단선 검지부(212)는 단락 스위치(Q1~Q4) 및 스위치(S0L; S1L, S1H; S2L, S2H; S3L, S3H; S4H)의 제어 형태에 의해서 접속점의 전압 Vin1~Vin4 또는 셀 전압 A1~A4으로 해서 기대되는 전압과, 상기 아날로그/디지털 변환기(19)에서 실제로 검출된 전압과의 어긋남으로부터, 접속 라인(L1~L3)의 단선, 즉 중간탭인 단자(T1~T3)의 플로우팅(접속 해제)을 확실하게 검지할 수 있다. 이로써, 이상 상태에서의 충전 계속을 과충전 이전에 정지할 수 있다. 또한, 상기 단락 저항(R41~R44)은 단선 검지시에 구동되기 때문에, 손실이 상시로 발생하지 않아서, 손실을 저감할 수도 있다.
상기 단선 검지부(212)에서의 검출 결과는 충방전 제어부(21)에서의 충방전의 제어에 사용된다. 여기서, 단자(T0, T4)가 접속 해제되면 충방전은 불가능하게 되고, 안전상의 문제는 없다. 이에 대하여, 중간탭이 되는 상기 단자(T1~T3)가 상기 ASIC(40)나 이중 보호 IC(23)로의 접속 라인(L1~L3)으로부터 접속 해제되면, 셀 마다의 인가 전압을 알 수 없게 되어서, 충전기(2)에 의해서 단자(T0-T4) 사이의 충전 전압이 규정된 전압으로 유지되어 있어도, 셀 밸런스의 어긋남에 의해, 특정한 셀에 과전압이나 과충전의 염려가 생긴다. 그래서 상기 충방전 제어부(21)는 상기 단자(T1~T3)의 플로우팅(접속 해제)이 검지되면, FET(12, 13)를 OFF하여, 충방전을 금지한다. 이로써, 상기 단자(T1~T3)의 플로우팅(접속 해제)에 관한 안전 성을 확보할 수 있다. 한편, 충방전 제어부(21)는 단자(T1~T3)의 플로우팅(접속 해제)이 검지되면, FET(27)를 ON함으로써 퓨즈(24, 25)를 용단하여, 충방전을 완전하게 정지시켜도 된다.
특히, 전압 검출을 행하는 ASIC(40)과는 별도로, 각 셀(E1~E4)의 단자 전압을 검출하여, 상기 충방전 제어부(21)와 동등 이상의 임계값으로부터 이상을 검출하여, 보호 동작을 행하는 이중 보호 IC(23)가 마련되어 있는 경우, 그 이중 보호 IC(23)와 ASIC(40)이, 각 셀(E1~E4)의 단자(T0~T4)에 병렬로 접속되게 되고, 입력 저항(R11~R14, R21~R24)이나 용량(C11~C14, C21~C24), 더욱이는 상술한 바와 같이 내부의 분압 저항(R31~R34) 등에 의해서, 각 접속 라인(L0~L4)의 단선, 즉 단자(T0~T4)의 플로우팅(접속 해제)의 검지는 한층 더 곤란해서, 본 발명이 특히 효과적이다.
한편, 상술한 예에서는 각 접속 라인(L1~L4)을 GND의 라인(L0)으로 단락함으로써 단자(T1~T3)의 플로우팅(접속 해제)을 검출했지만, 각 접속 라인(L0~L3)을 하이측의 접속 라인(L4)으로 단락하거나, 각 접속 라인(L0~L3) 사이를 단락하도록 할 수도 있다.
(실시예 2)
도 9는 본 발명의 실시예 2에 따른 단선 검지 방법을 이용하는 전지 팩(1a)의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다. 이 전지 팩(1a)은 도 2에 나타내는 상술한 전지 팩(1)과 유사하며, 대응하는 부분에는 동일한 참조 부호를 붙여서 나타내 고, 그 설명을 생략한다. 이 전지 팩(1a)도, 상기 도 1에 나타내는 충전기(2)와 조합해서, 동일한 충전 시스템을 구성할 수 있다.
이 전지 팩(1a)에서는 상기 단자(T1~T4)에 접속되는 각 접속 라인(L1~L4)은 이중 보호 IC(23)의 입력측에 마련된 단락 스위치(Q1~Q4)에 의해서 상기 GND의 라인(L0)으로 단락되고, 그 단락 스위치(Q1~Q4)는 제어 IC(18a)에 의해서 ON/OFF 제어된다. 이 경우, ASIC(40a)에는 상기 단락 회로(44)가 마련되어 있지 않은 종래의 것을 사용할 수 있다.
또한, 이 경우, 이중 보호 IC(23)의 입력 저항(R21~R24)이 상기 단락 저항으로서 기능하지만, 플로우팅(접속 해제) 판정을 행하는 임계값 전압(상기 0.5V)은 회로 구성의 차이에 따라 적절하게 정해진다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 및 2에 따른 전지 팩 및 그 단선 검지 방법은 2차 전지의 셀이 복수개, 적어도 직렬로 접속되어 이루어지는 조립 전지, 전압 검출 수단 및 충방전 제어 수단을 구비하고, 상기 전압 검출 수단에 의해서 검출된 각 셀의 단자 전압에 기초해서, 상기 충방전 제어 수단이, 예컨대 충전시에 셀 밸런스의 어긋남에 의해 특정한 셀이 과전압이 되거나 과충전이 되거나 하는 일이 없도록 충방전을 제어하도록 한 전지 팩에 있어서, 상기 셀 간의 접속점, 즉 중간탭을 하이측 또는 로우측의 전원 라인 또는 접속점 사이에서 단락하는 단락 수단에, 그 단락 수단을 도통/차단 제어함과 아울러, 그 제어 형태와, 상기 전압 검출 수단에서 검출된 접속점의 전압, 전원 라인의 전압 및 각 셀의 단자 전압 중 적어도 하나로부터, 전압 검출 수단으로부터 상기 접속점으로의 접속 라인의 단선, 즉 상기 중간탭의 플로우팅(접속 해제)을 검지하는 단선 검지 수단을 마련한다.
따라서, 각 셀의 단자에 접속되는 회로의 입력 저항이나 용량 등에 의해서, 단지 상기 각 셀의 단자 전압만으로부터는 상기 접속 라인의 단선을 검지하는 것이 곤란한 데 비해서, 단선 검지 수단이 단락 수단을 선택 구동함으로써, 상기 접속점의 전압, 전원 라인의 전압 및 각 셀의 단자 전압 중 적어도 하나로부터, 이들에 기대되는 전압과, 실제로 전압 검출 수단에 의해서 검출된 전압의 어긋남으로부터, 상기 단선을 확실하게 검지할 수 있다. 이에 의해서, 이상 상태에서의 충전 계속을, 과충전 이전에 정지할 수 있다. 또한, 상기 단락 수단은 단선 검지시에 구동되기 때문에, 손실이 상시로 발생하지 않아서, 손실을 저감할 수 있다.
상기한 실시예 1 및 2는 이중 보호 IC(23)를 마련한 충전 시스템에 관한 것이였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다. 도 10에 도시한 바와 같이, 도 1의 전지 팩(1)으로부터 이중 보호 IC(23)를 마련하지 않은 구성이여도, 본 발명은 적용 가능하다. 단선 검지한 경우에는 충방전 제어부(21)가 FET(12, 13)를 OFF하여, 충방전 제어를 정지시켜도 되고, FET(27)를 ON함으로써 퓨즈(24, 25)를 용단하여, 충방전을 완전하게 정지시켜도 된다.
한편, 도 11에 나타낸 바와 같이, 이중 보호 IC(23)가 없는 경우에도, R11~R14가 같은 저항이고, C11~C14가 같은 용량이면, 예컨대 L1이 단선한 경우에 단자(T31)의 전위는 다음과 같이 되는, 즉 셀(E1, E2)의 각 셀 전압(A1, A2)의 평균값이 된다. 이와 같이, 이중 보호 IC(23)가 없는 경우에도, 종래의 방법에서는 단선을 검지할 수 없는 경우가 있을 수 있다. 따라서, 본 발명은 이중 보호 IC(23)가 없는 경우에도 유효하다.
상기한 각 실시예로부터 본 발명을 요약하면, 아래와 같이 된다. 즉, 본 발명에 따른 전지 팩은 2차 전지의 셀이 복수개, 적어도 직렬로 접속되어 이루어지는 조립 전지와, 상기 각 셀의 단자 전압을 검출하는 전압 검출부와, 상기 전압 검출부에 의해서 검출된 상기 각 셀의 단자 전압에 기초해서 상기 조립 전지의 충방전을 제어하는 충방전 제어부와, 상기 셀 간의 접속점을 하이측 또는 로우측의 전원 라인으로 단락시키거나 혹은 상기 셀 간의 접속점 사이에서 단락시키는 단락부와, 상기 단락부를 도통/차단 제어함과 아울러, 상기 도통/차단 제어의 형태와, 상기 전압 검출부에서 검출된 상기 셀 간의 접속점의 전압, 상기 하이측 또는 로우측의 전원 라인의 전압 및 상기 각 셀의 단자 전압 중 적어도 하나에 기초해서 상기 전압 검출부로부터 상기 셀 간의 접속점으로의 접속 라인의 단선을 검지하는 단선 검지부를 구비한다.
상기한 전지 팩에서는 2차 전지의 셀이 복수개, 적어도 직렬로 접속(필요에 따라 적절하게 병렬로도 복수의 셀이 접속되어 있어도 된다)되어 이루어지는 조립 전지, 전압 검출부 및 충방전 제어부를 구비하고, 전압 검출부에 의해서 검출된 각 셀의 단자 전압에 기초해서, 충방전 제어부가, 예컨대 충전시에 셀 밸런스의 어긋남에 의해 특정한 셀이 과전압이 되거나 과충전이 되거나 하는 일이 없게 충방전을 제어하도록 한 전지 팩에 있어서, 셀 간의 접속점, 즉 중간탭을 하이측 또는 로우측의 전원 라인으로 단락시키거나 혹은 접속점 사이에서 단락시키는 단락부에, 그 단락부를 도통/차단 제어함과 아울러, 그 제어 형태와, 전압 검출부에서 검출된 접속점의 전압, 전원 라인의 전압 및 각 셀의 단자 전압 중 적어도 하나로부터, 전압 검출부로부터 접속점으로의 접속 라인의 단선, 즉 중간탭의 플로우팅(접속 해제)을 검지하는 단선 검지부를 마련한다.
따라서, 각 셀의 단자에 접속되는 회로의 입력 저항이나 용량 등에 의해서, 단지 각 셀의 단자 전압만으로부터는 전압 검출부로부터 접속점으로의 접속 라인의 단선을 검지하는 것이 곤란한 데 비해서, 단선 검지부가 단락부를 선택 구동함으로써, 셀 간의 접속점의 전압, 전원 라인의 전압 및 각 셀의 단자 전압 중 적어도 하나로부터, 이들에 기대되는 전압과, 실제로 전압 검출부에 의해서 검출된 전압과의 어긋남으로부터, 접속 라인의 단선을 확실하게 검지할 수 있다. 이로써, 이상 상태에서의 충전 계속을 과충전 이전에 정지할 수 있다. 또한, 단락부는 단선 검지시에 구동되기 때문에, 손실이 상시로 발생하지 않아서, 손실을 저감할 수 있다.
상기한 전지 팩에 있어서, 상기 단락부는 상기 하이측의 전원 라인 및 상기 셀 간의 접속점을 상기 로우측의 전원 라인에 각각 단락시키는 단락 저항 및 스위치의 직렬 회로로 이루어지는 것이 바람직하다.
이 경우, 단선 검지부으로부터의 요구에 따라, 스위치를 ON/OFF 제어함으로써, 각 셀의 단자는 하이측의 전원 라인이나 셀 간의 접속점에 접속되어 있는 입력 저항으로부터 단락 저항을 사이에 두고 로우측의 전원 라인에 접속되게 된다.
따라서, 단선 검지부는 전압 검출부에 입력되는 스위치 OFF 시에서의 입력 저항을 사이에 둔 전압과, 스위치 ON 시에서의 입력 저항 및 단락 저항에 의한 분 압 전압으로부터, 전압 검출부로부터 접속점으로의 접속 라인의 단선을 검지할 수 있다.
상기 전지 팩에 있어서, 상기 전압 검출부는 상기 셀 간의 접속점의 전압을 측정하는 아날로그/디지털 변환기와, 상기 셀 간의 접속점을 선택적으로 상기 아날로그/디지털 변환기에 접속 가능한 입력 전환부를 포함하며, 상기 셀 간의 접속점은 상기 입력 전환부에 의해 상기 아날로그/디지털 변환기에 접속된 후에 상기 단락부에 의해 단락되는 것이 바람직하다.
이 경우, 셀 간의 접속점의 단락부에 의한 단락후의 전압을 확실하게 측정할 수 있다.
상기한 전지 팩에 있어서, 상기 셀 간의 접속점을 상기 아날로그/디지털 변환기에 상기 입력 전환부에 의해 접속한 후에 상기 단락부에 의해 단락시키는 셀 선택부를 더 구비하는 것이 바람직하다.
이 경우, 셀 선택부가 아날로그/디지털 변환기와 셀 간의 접속점과의 접속 및, 셀 간의 접속점의 단락을 함께 제어하기 때문에, 셀 간의 접속점의 단락 전후의 전압을 확실하게 측정할 수 있다.
상기한 전지 팩에 있어서, 상기 전압 검출부 및 상기 단락부는 ASIC으로서 일체로 구성되는 것이 바람직하다.
이 경우, 범용적인 전지 팩에 이 ASIC을 탑재하는 것만으로, 셀 간의 접속점과 전압 검출부 사이에 단선이 생긴 상태로 조립 전지의 충방전이 계속되어 버리는 일을 방지할 수 있다. 그리고, 이 ASIC 내의 단락부는 단선 검지시에만 2차 전지 의 셀의 단자를 단락시키기 때문에, 단락부에 의해 상시 전류가 소비되는 일이 없다. 이 때문에, 단락부에 의한 손실의 증대를 억제할 수 있다.
상기 전지 팩에 있어서, 상기 충방전 제어부는 상기 전압 검출부의 검출 결과를 미리 정한 임계값과 비교하여, 이상이 검출되면 보호 동작을 행하고, 상기 전압 검출부와는 별도로 상기 각 셀의 단자 전압을 검출하고, 상기 검출된 전압을 상기 충방전 제어부와 동등 이상의 임계값과 비교하여, 이상이 검출되면 보호 동작을 행하는 이중 보호용 IC를 더 구비하는 것이 바람직하다.
이 경우, 전압 검출부와는 별도로, 각 셀의 단자 전압을 검출하고, 그 검출 결과를 충방전 제어 수단과 동등 이상의 임계값과 비교함으로써, 과전압이나 과충전 등의 이상을 검출하여, 보호 동작을 행하는 이중 보호용 IC가 마련되면, 그 이중 보호용 IC와 전압 검출부가, 각 셀의 단자에 병렬로 접속되게 되어, 입력의 저항이나 용량, 더욱이는 내부의 분압 저항 등에 의해서, 각 셀의 단자로의 접속 라인의 단선 검지는 더욱 곤란하게 된다. 본 발명은 이중 보호용 IC를 마련했을 때에 특히 효과적이다.
본 발명에 관한 전지 팩의 단선 검지 방법은 2차 전지의 셀을 복수개, 적어도 직렬로 접속되어 이루어지는 조립 전지를 갖는 전지 팩의 단선 검지 방법으로서, 상기 셀 간의 접속점을 하이측 또는 로우측의 전원 라인으로 단락시키거나 혹은 상기 셀 간의 접속점 사이에서 단락시키는 단락 공정과, 상기 단락 공정의 단락의 형태와, 상기 단락 공정의 단락에 의해서 상기 셀 간의 접속점에 나타난 전압, 상기 하이측 또는 로우측의 전원 라인의 전압 및 상기 각 셀의 단자 전압 중 적어 도 하나에 기초해서 상기 셀 간의 접속점으로의 접속 라인의 단선을 검지하는 단선 검지 공정을 구비한다.
상기한 전지 팩의 단선 검지 방법에서는, 2차 전지의 셀이 복수개, 적어도 직렬로 접속(필요에 따라 적절하게 병렬로도 복수의 셀이 접속되어 있어도 된다)되어 이루어지는 조립 전지를 구비하고, 각 셀의 단자 전압에 기초해서, 예컨대 충전시에 셀 밸런스의 어긋남에 의해 특정한 셀이 과전압이 되거나 과충전이 되거나 하는 일이 없게 충방전을 제어하도록 한 전지 팩에 있어서, 셀 간의 접속점, 즉 중간탭을 하이측 또는 로우측의 전원 라인으로 단락시키거나 혹은 접속점 사이에서 단락시켜, 그 단락의 제어 형태와, 그 단락에 의해서 나타난 접속점의 전압, 전원 라인의 전압 및 각 셀의 단자 전압 중 적어도 하나로부터 접속점으로의 접속 라인의 단선, 즉 중간탭의 플로우팅(접속 해제)을 검지한다.
따라서, 각 셀의 단자에 접속되는 회로의 입력 저항이나 용량 등에 의해서, 단지 각 셀의 단자 전압만으로부터는 접속점으로의 접속 라인의 단선을 검지하는 것이 곤란한 데 비해서, 셀 간의 접속점의 단락에 의해 셀 간의 접속점의 전압, 전원 라인의 전압 및 각 셀의 단자 전압 중 적어도 하나로부터, 이들에 기대되는 전압과 실제로 검출된 전압과의 어긋남으로부터, 접속 라인의 단선을 확실하게 검지할 수 있다. 이로써, 이상 상태에서의 충전 계속을 과충전 이전에 정지할 수 있다. 또한, 셀 간의 접속점의 단락은 단선 검지시에 실시되기 때문에, 손실이 상시로 발생하지 않아서, 손실을 저감할 수 있다.
본 발명에 의하면, 풀업 저항 등과 같이 상시의 손실을 발생시키는 일없이, 입력 저항이나 입력 용량의 영향을 억제해서, 2차 전지의 셀이 복수개, 적어도 직렬로 접속되어 이루어지는 조립 전지에 있어서의 중간탭의 플로우팅(접속 해제)을 확실하게 검지할 수 있다.

Claims (7)

  1. 2차 전지의 셀이 복수개, 적어도 직렬로 접속되어 이루어지는 조립 전지(an assembled battery)와,
    상기 각 셀의 단자 전압을 검출하는 전압 검출부와,
    상기 전압 검출부에 의해서 검출된 상기 각 셀의 단자 전압에 기초해서 상기 조립 전지의 충방전을 제어하는 충방전 제어부와,
    상기 셀 간의 접속점을 하이측 또는 로우측의 전원 라인으로 단락시키거나 혹은 상기 셀 간의 접속점 사이에서 단락시키는 단락부와,
    상기 단락부를 도통/차단 제어함과 아울러, 상기 도통/차단 제어의 형태와, 상기 전압 검출부에서 검출된 상기 셀 간의 접속점의 전압, 상기 하이측 또는 로우측의 전원 라인의 전압 및 상기 각 셀의 단자 전압 중 적어도 하나에 기초해서, 상기 전압 검출부로부터 상기 셀 간의 접속점으로의 접속 라인의 단선을 검지하는 단선 검지부를 구비하는 것
    을 특징으로 하는 전지 팩.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단락부는 상기 하이측의 전원 라인 및 상기 셀 간의 접속점을 상기 로우측의 전원 라인으로 각각 단락시키는 단락 저항 및 스위치의 직렬 회로로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전압 검출부는
    상기 셀 간의 접속점의 전압을 측정하는 아날로그/디지털 변환기와,
    상기 셀 간의 접속점을 선택적으로 상기 아날로그/디지털 변환기에 접속 가능한 입력 전환부를 포함하며,
    상기 셀 간의 접속점은 상기 입력 전환부에 의해 상기 아날로그/디지털 변환기에 접속된 후에 상기 단락부에 의해 단락되는 것
    을 특징으로 하는 전지 팩.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 셀 간의 접속점을 상기 아날로그/디지털 변환기에 상기 입력 전환부에 의해 접속한 후에 상기 단락부에 의해 단락시키는 셀 선택부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전압 검출부 및 상기 단락부는 ASIC으로서 일체로 구성되는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 충방전 제어부는 상기 전압 검출부의 검출 결과를 미리 정한 임계값과 비교하여, 이상이 검출되면 보호 동작을 행하고,
    상기 전압 검출부와는 별도로 상기 각 셀의 단자 전압을 검출하여, 상기 검출된 전압을 상기 충방전 제어부와 동등 이상의 임계값과 비교하여, 이상이 검출되면 보호 동작을 행하는 이중 보호용 IC를 더 구비하는 것
    을 특징으로 하는 전지 팩.
  7. 2차 전지의 셀을 복수개, 적어도 직렬로 접속되어 이루어지는 조립 전지를 갖는 전지 팩의 단선 검지 방법으로서,
    상기 셀 간의 접속점을 하이측 또는 로우측의 전원 라인으로 단락시키거나 혹은 상기 셀 간의 접속점 사이에서 단락시키는 단락 공정과,
    상기 단락 공정의 단락의 형태와, 상기 단락 공정의 단락에 의해서 상기 셀 간의 접속점에 나타난 전압, 상기 하이측 또는 로우측의 전원 라인의 전압 및 상기 각 셀의 단자 전압 중 적어도 하나에 기초해서 상기 셀 간의 접속점으로의 접속 라 인의 단선을 검지하는 단선 검지 공정
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 전지 팩의 단선 검지 방법.
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