KR101377321B1 - Battery pack and portable device selecting battery cells and Method of controlling charging/discharging using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 휴대용 전자기기를 위한 배터리팩 및 이를 이용한 휴대용 전자기기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리팩 내부에 구비된 배터리셀을 선택하여 충전 및 방전할 수 있는 배터리팩과 이를 이용한 휴대용 전자기기에 관한 것이다. 본 발명은 소정전압에 의하여 충방전 가능한 둘 이상의 병렬 연결된 배터리셀(10)과; 상기 배터리셀(10)마다 직렬로 연결되는 연결스위치(20); 그리고 상기 연결스위치(20)를 제어함으로써 충전 또는 방전되는 배터리셀(10)의 수를 조절하는 컨트롤러(50)를 포함하여 구성된다. 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 다수의 배터리셀을 병렬연결하더라도 임피던스 불균형 및 전류의 경로차로 인한 열화현상을 방지할 수 있고, 각 배터리셀의 회로에의 단락 및 개방을 개별적으로 제어하여 시스템 상황 및 사용자의 요구에 따라 배터리의 충전 및 방전용량을 제어할 수 있다. The present invention relates to a battery pack for a portable electronic device and a portable electronic device using the same, and more particularly, to a battery pack and a portable electronic device using the same to select and charge and discharge the battery cells provided inside the battery pack It is about. The present invention provides a battery cell 10 connected in parallel with two or more chargeable and discharged by a predetermined voltage; A connection switch 20 connected to each of the battery cells 10 in series; And a controller 50 that controls the number of battery cells 10 that are charged or discharged by controlling the connection switch 20. According to the present invention having the configuration as described above, even if a plurality of battery cells are connected in parallel to prevent deterioration due to impedance imbalance and path difference of the current, it is possible to individually control the short circuit and opening of each battery cell to the circuit It is possible to control the charge and discharge capacity of the battery according to the system situation and user requirements.
배터리셀, 보호회로, 열화현상, 테이퍼(Taper) 전류 Battery Cell, Protection Circuit, Degradation, Taper Current
Description
도 1a는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 휴대용 전자기기의 배터리팩의 구성을 보인 블럭도.Figure 1a is a block diagram showing the configuration of a battery pack of a portable electronic device according to a specific embodiment of the present invention.
도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 의한 휴대용 전자기기의 배터리팩의 구성을 보인 블럭도.Figure 1b is a block diagram showing the configuration of a battery pack of a portable electronic device according to another embodiment of the present invention.
도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 시스템 부하량에 따른 방전 배터리셀의 수를 나타내는 테이블을 도시한 예시도.2A is an exemplary diagram showing a table showing the number of discharge battery cells according to the system load amount according to the first embodiment of the present invention.
도 2b는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 시스템 사용시간에 따른 충전 배터리셀의 수를 나타내는 테이블을 도시한 예시도.Figure 2b is an exemplary view showing a table showing the number of charge battery cells according to the system usage time according to a second embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 시스템 부하량에 따른 배터리 방전 제어방법을 단계적으로 도시한 흐름도.3 is a flowchart illustrating a battery discharge control method according to a system load amount according to a first embodiment of the present invention step by step;
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 시스템 사용시간 설정에 따른 배터리 충전 제어방법을 단계적으로 도시한 흐름도.4 is a flowchart illustrating a method for controlling battery charge according to a system usage time setting according to a second embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*Description of the Related Art [0002]
10: 배터리 셀 20: 연결스위치10: battery cell 20: connection switch
30: 전류센서 40: 전압센서30: current sensor 40: voltage sensor
50: 컨트롤러 60: 통신인터페이스50: controller 60: communication interface
70: 충방전스위치 80: 보호회로70: charge / discharge switch 80: protection circuit
본 발명은 휴대용 전자기기를 위한 배터리팩 및 이를 이용한 휴대용 전자기기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리팩 내부에 구비된 배터리셀을 선택하여 충전 및 방전할 수 있는 배터리팩과 이를 이용한 휴대용 전자기기에 관한 것이다.The present invention relates to a battery pack for a portable electronic device and a portable electronic device using the same, and more particularly, to a battery pack and a portable electronic device using the same to select and charge and discharge the battery cells provided inside the battery pack It is about.
최근에 다양한 휴대기기가 등장하여 널리 사용됨에 따라 휴대기기에 전원을 공급하는 배터리의 중요성이 날로 증대되고 있다.Recently, as a variety of portable devices have appeared and are widely used, the importance of a battery for supplying power to a portable device is increasing day by day.
이에 따라 배터리의 용량을 증가시켜 휴대기기의 사용시간을 연장하는 것 외에도 배터리 사용의 안전성 증대 및 배터리 잔류용량의 정확한 측정 등 배터리의 기능 향상을 위한 과제의 해결을 위한 노력이 계속되고 있다.Accordingly, in addition to extending the operating time of the portable device by increasing the capacity of the battery, efforts for solving the problems for improving the function of the battery such as increasing the safety of use of the battery and accurate measurement of the residual capacity of the battery have been continued.
이를 위하여 최근의 휴대용 전자기기를 위한 배터리는 수개의 배터리셀과 배터리잔량 측정을 위한 각종 센서 및 보호회로 등을 포함한 배터리팩의 형태로 제조된다.To this end, recently, a battery for a portable electronic device is manufactured in the form of a battery pack including several battery cells and various sensors and protection circuits for measuring the remaining battery capacity.
그러나 기존의 휴대용 전자기기에 구비되는 배터리팩에는 배터리셀이 단일연결되거나 2열로 병렬연결되는 경우가 대부분이었다. 3열 이상으로 병렬연결되면 각 배터리셀의 임피던스의 균형을 맞추기 어렵고, 각 병렬연결된 배터리셀에 흐르는 전류의 경로차이가 발생하여 일부 배터리셀에서 열화현상이 일어나기 때문이다.However, battery packs provided in existing portable electronic devices have been mostly connected to a single cell or two rows in parallel. This is because when three or more columns are connected in parallel, it is difficult to balance the impedance of each battery cell, and a path difference of current flowing through each parallel-connected battery cell occurs, causing degradation in some battery cells.
그리고 기존의 배터리팩에서는 배터리셀이 병렬연결되더라도 각 배터리셀의 단락 및 개방을 개별적으로 제어할 수 없었고, 배터리셀 일부에 이상이 감지되면 전체 배터리셀의 연결을 차단하였다.In the conventional battery pack, even if the battery cells are connected in parallel, the short circuit and the opening of each battery cell cannot be controlled individually.
위와 같은 종래기술에 의한 배터리팩 및 이를 이용한 휴대용 전자기기에는 다음과 같은 문제점이 있었다.The battery pack and the portable electronic device using the same according to the prior art have the following problems.
즉, 배터리셀을 3열 이상으로 병렬연결하기 어려우므로 배터리팩의 수명이 길지 않다는 문제점이 있었다.That is, since it is difficult to connect the battery cells in parallel in more than three rows, there is a problem that the life of the battery pack is not long.
그리고 종래기술에서는 각 배터리셀의 단락 및 개방을 개별적으로 제어할 수 없으므로, 하나의 배터리셀에 이상이 발생하면 배터리팩을 전체를 사용할 수 없다는 점과, 필요에 따라 연결되는 배터리셀을 변경하거나 배터리셀 수를 조절할 수 없다는 문제점이 있었다. In the prior art, the short-circuit and opening of each battery cell cannot be controlled individually, so that if an error occurs in one battery cell, the entire battery pack cannot be used. There was a problem that the number of cells can not be adjusted.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 배터리셀을 3열 이상 병렬연결하더라도 임피던스 불균형 및 전류의 경로차로 인한 열화현상을 방지할 수 있는 배터리팩, 이를 이용한 휴대용 전자기기 및 이들을 이용한 배터리 제어방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to provide a battery pack that can prevent deterioration due to impedance imbalance and current path difference even when the battery cells are connected in parallel to three or more columns, It is to provide a portable electronic device using the same and a battery control method using the same.
본 발명의 다른 목적은, 각 배터리셀의 회로에의 단락 및 개방을 개별적으로 제어하여 필요에 따라 배터리셀과 그 수를 선택적으로 충전 및 방전할 수 있는 배 터리팩, 이를 이용한 휴대용 전자기기 및 이들을 이용한 배터리 제어방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a battery pack capable of selectively charging and discharging a battery cell and its number as necessary by individually controlling the short circuit and opening of each battery cell to a circuit, a portable electronic device using the same, and It is to provide a battery control method.
본 발명의 또 다른 목적은, 휴대용 전자기기의 시스템 상황 및 사용자의 요구에 따라 배터리의 충전 및 방전용량을 제어할 수 있는 배터리팩, 이를 이용한 휴대용 전자기기 및 이들을 이용한 배터리 제어방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a battery pack capable of controlling charge and discharge capacity of a battery according to a system situation of a portable electronic device and a user's request, a portable electronic device using the same, and a battery control method using the same.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 소정전압에 의하여 충방전 가능한 병렬 연결된 둘 이상의 배터리셀과; 상기 배터리셀 각각에 직렬로 연결되는 연결스위치; 그리고 상기 연결스위치를 제어함으로써 상기 각각의 배터리셀의 충전 또는 방전을 조절하는 컨트롤러를 포함하여 구성된다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention comprises: two or more battery cells connected in parallel charge-dischargeable by a predetermined voltage; A connection switch connected to each of the battery cells in series; And a controller that controls charging or discharging of each of the battery cells by controlling the connection switch.
이때 상기 배터리팩은, 시스템 제어부와 상기 컨트롤러 사이의 통신을 위한 통신인터페이스를 더 포함하여 구성될 수 있다.In this case, the battery pack may further include a communication interface for communication between a system controller and the controller.
그리고 상기 컨트롤러는, 상기 시스템 제어부로부터 시스템 부하량 데이터를 수신하여 시스템 부하량에 따라 상기 연결스위치를 제어하여 방전 배터리셀의 수를 결정할 수 있다.The controller may receive the system load data from the system control unit and control the connection switch according to the system load to determine the number of discharge battery cells.
또한 상기 컨트롤러는, 상기 시스템 제어부로부터 시스템 사용시간 데이터를 수신하여 시스템 사용시간에 따라 상기 연결스위치를 제어하여 충전 배터리셀의 수를 결정할 수도 있다.The controller may determine the number of rechargeable battery cells by receiving system usage time data from the system controller and controlling the connection switch according to the system usage time.
그리고 상기 배터리팩은, 상기 배터리셀마다 구비되어 상기 배터리셀의 전압 및 전류를 측정하는 전류센서 및 전압센서를 더 포함하고; 상기 컨트롤러는, 상기 전류센서 및 상기 전압센서로부터 수신된 상기 배터리셀의 전류 및 전압 정보를 참조하여 상기 배터리셀의 이상유무를 판단하고, 이상이 감지된 배터리셀에 연결된 상기 연결스위치를 오프제어할 수 있다.The battery pack further includes a current sensor and a voltage sensor provided for each battery cell to measure voltage and current of the battery cell; The controller may determine whether there is an abnormality of the battery cell with reference to current and voltage information of the battery cell received from the current sensor and the voltage sensor, and control off the connection switch connected to the battery cell in which the abnormality is detected. Can be.
또한 상기 배터리팩은, 병렬연결되는 상기 배터리셀마다 구비되어 상기 배터리셀의 전압 및 전류를 측정하는 전류센서 및 전압센서와; 병렬연결되는 상기 배터리셀마다 직렬연결되어 상기 배터리셀의 충방전을 제어하는 충방전스위치; 그리고 상기 전류센서 및 상기 전압센서로부터 수신된 상기 배터리셀의 전류 및 전압 정보를 참조하여 상기 배터리셀의 이상유무를 판단하고, 이상이 감지된 상기 배터리셀에 연결된 상기 충방전스위치를 오프제어하는 보호회로를 더 포함하여 구성될 수도 있다.In addition, the battery pack includes a current sensor and a voltage sensor provided for each of the battery cells connected in parallel to measure the voltage and current of the battery cell; A charge / discharge switch connected in series for each battery cell connected in parallel to control charge / discharge of the battery cell; And determining whether there is an abnormality of the battery cell by referring to current and voltage information of the battery cell received from the current sensor and the voltage sensor, and off-controlling the charge / discharge switch connected to the battery cell in which the abnormality is detected. It may further comprise a circuit.
그리고 상기 배터리팩은, 병렬연결되는 상기 배터리셀마다 구비되어 상기 배터리셀의 전압 및 전류를 측정하는 전류센서 및 전압센서와; 상기 전류센서 및 상기 전압센서로부터 수신된 상기 배터리셀의 전류 및 전압 정보를 참조하여 상기 배터리셀의 이상유무를 판단하는 보호회로를 더 포함하고; 상기 컨트롤러는, 상기 보호회로와 통신하여 이상이 감지된 배터리셀에 연결된 상기 연결스위치는 오프제어하고, 이상이 감지되지 않은 배터리셀에 연결된 상기 연결스위치는 상기 충전 배터리셀의 수 또는 상기 방전 배터리셀의 수에 따라 제어할 수도 있다.The battery pack includes: a current sensor and a voltage sensor provided for each of the battery cells connected in parallel to measure voltage and current of the battery cell; A protection circuit for determining whether the battery cell is abnormal by referring to current and voltage information of the battery cell received from the current sensor and the voltage sensor; The controller may control the connection switch connected to the battery cell in which an abnormality is detected by communicating with the protection circuit, and the connection switch connected to the battery cell in which no abnormality is detected may be the number of the rechargeable battery cells or the discharge battery cell. It can also be controlled according to the number of.
한편 본 발명에 의한 휴대용 전자기기는, 소정전압에 의하여 충방전 가능한 병렬연결된 둘 이상의 배터리셀과; 상기 배터리셀 각각에 직렬로 연결되는 연결스 위치; 그리고 상기 연결스위치를 제어함으로써 상기 각각의 배터리셀의 충전 또는 방전을 조절하는 컨트롤러를 포함하여 구성될 수도 있다.On the other hand, the portable electronic device according to the present invention comprises: at least two battery cells connected in parallel to be charged and discharged by a predetermined voltage; A connection switch connected to each of the battery cells in series; And it may be configured to include a controller for controlling the charge or discharge of each of the battery cells by controlling the connection switch.
여기서 상기 컨트롤러는, 시스템 부하량에 따라 방전 배터리셀의 수를 결정하고; 상기 방전 배터리셀의 수에 따라 상기 배터리셀이 연결되도록 상기 연결스위치를 제어할 수 있다.Wherein the controller determines the number of discharge battery cells in accordance with the system load; The connection switch may be controlled to connect the battery cells according to the number of discharge battery cells.
또한 상기 컨트롤러는, 시스템 사용시간에 따라 충전 배터리셀의 수를 결정하고; 상기 충전 배터리셀의 수에 따라 상기 배터리셀이 연결되도록 상기 연결스위치를 제어할 수도 있다.The controller may also determine the number of rechargeable battery cells according to system usage time; The connection switch may be controlled to connect the battery cells according to the number of the rechargeable battery cells.
한편 본 발명에 의한 배터리 방전 제어방법은 병렬연결되는 둘 이상의 배터리셀과, 상기 배터리셀마다 직렬연결된 연결스위치를 포함하여 구성되는 배터리팩에 의하여 전원을 공급받는 휴대용 전자기기에 있어서, 시스템 부하량을 측정하는 측정단계와; 상기 측정단계에서 측정된 시스템 부하량에 따른 방전 배터리셀의 수를 판단하는 판단단계와; 상기 방전 배터리셀의 수에 따라 상기 연결스위치를 제어하는 제어단계를 포함할 수 있다.On the other hand, the battery discharge control method according to the present invention is a portable electronic device that is powered by a battery pack comprising two or more battery cells connected in parallel and a connection switch connected in series for each battery cell, the system load is measured A measuring step; A determination step of determining the number of discharge battery cells according to the system load measured in the measuring step; A control step of controlling the connection switch according to the number of the discharge battery cells may include.
그리고 상기 배터리 방전 제어방법은, 각 배터리셀의 이상유무를 감지하는 감지단계를 더 포함하고; 상기 제어단계는, 상기 감지단계에서 이상이 감지된 배터리셀에 연결된 상기 연결스위치는 오프되고, 이상이 감지되지 않은 배터리셀에 연결된 상기 연결스위치는 상기 방전 배터리셀의 수에 따라 제어될 수 있다.The battery discharge control method further includes a sensing step of detecting an abnormality of each battery cell; In the controlling step, the connection switch connected to the battery cell in which the abnormality is detected in the sensing step may be turned off, and the connection switch connected to the battery cell in which the abnormality is not detected may be controlled according to the number of discharge battery cells.
그리고 상기 배터리 방전 제어방법은, 각 배터리셀의 잔류용량을 검출하는 검출단계와; 상기 검출단계에서의 검출결과, 배터리셀의 잔류용량이 기준치 이상인 배터리셀의 수와 상기 방전 배터리셀의 수를 비교하는 비교단계; 그리고 상기 비교단계의 수행결과, 잔류용량이 기준치 이상인 배터리셀의 수가 상기 방전 배터리셀의 수 미만이면 시스템을 종료하는 종료단계를 더 포함할 수도 있다.The battery discharge control method includes: detecting a remaining capacity of each battery cell; A comparison step of comparing the number of discharge cells with the number of battery cells whose residual capacity is greater than or equal to a reference value as a result of the detection in the detection step; The method may further include a terminating step of terminating the system when the number of battery cells whose residual capacity is greater than or equal to the reference value is less than the number of the discharge battery cells.
한편 상기 감지단계는, 센서에 의하여 각 배터리셀의 전압 및 전류를 검출하는 검출단계와; 상기 검출단계에서 검출된 전압 및 전류값이 정상범위 내인지 레퍼런스와 비교하는 비교단계; 그리고 상기 비교단계 수행결과에 따라 전압 또는 전류값이 정상범위를 벗어나는 배터리셀의 연결을 차단하는 제어신호를 송출하는 송신단계를 포함할 수 있다.On the other hand, the sensing step, the detection step of detecting the voltage and current of each battery cell by the sensor; A comparison step of comparing the voltage and current values detected in the detection step with a reference whether they are within a normal range; And a transmitting step of transmitting a control signal for blocking the connection of the battery cell whose voltage or current value is outside the normal range according to the result of performing the comparing step.
한편 본 발명에 의한 배터리 충전 제어방법은 둘 이상의 배터리셀과 상기 배터리셀마다 직렬연결된 연결스위치를 포함하여 구성되는 배터리팩에 의하여 전원을 공급받는 휴대용 전자기기에 있어서, 시스템 사용시간을 입력받는 입력단계와; 상기 입력단계에서 입력된 시스템 사용시간에 따른 충전 배터리셀의 수를 판단하는 판단단계와; 상기 충전 배터리셀의 수에 따라 상기 연결스위치를 제어하는 제어단계를 포함할 수 있다.On the other hand, the battery charging control method according to the present invention is a portable electronic device powered by a battery pack comprising at least two battery cells and a connection switch connected in series for each battery cell, the input step of receiving the system use time Wow; A determination step of determining the number of charging battery cells according to the system usage time input in the input step; A control step of controlling the connection switch according to the number of the charge battery cells may include.
그리고 상기 배터리 충전 제어방법은, 각 배터리셀의 이상유무를 감지하는 감지단계를 더 포함하고; 상기 제어단계는, 상기 감지단계에서 이상이 감지된 배터리셀에 연결된 상기 연결스위치는 오프되고, 이상이 감지되지 않은 배터리셀에 연결된 상기 연결스위치는 상기 충전 배터리셀의 수에 따라 제어될 수 있다.The battery charging control method further includes a sensing step of detecting an abnormality of each battery cell; In the controlling step, the connection switch connected to the battery cell in which the abnormality is detected in the sensing step may be turned off, and the connection switch connected to the battery cell in which the abnormality is not detected may be controlled according to the number of the rechargeable battery cells.
한편 상기 감지단계는, 센서에 의하여 각 배터리셀의 전압 및 전류를 검출하는 검출단계와; 상기 검출단계에서 검출된 전압 및 전류값이 정상범위 내인지 레퍼 런스와 비교하는 비교단계; 그리고 상기 비교단계 수행결과에 따라 전압 또는 전류값이 정상범위를 벗어나는 배터리셀에 대한 제어신호를 송출하는 송신단계를 포함할 수 있다.On the other hand, the sensing step, the detection step of detecting the voltage and current of each battery cell by the sensor; A comparison step of comparing with the reference whether the voltage and current values detected in the detection step are within a normal range; And a transmitting step of transmitting a control signal for a battery cell whose voltage or current value is out of a normal range according to a result of performing the comparing step.
상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 배터리셀을 3열 이상 병렬연결하더라도 임피던스 불균형 및 전류의 경로차로 인한 열화현상을 방지할 수 있고, 각 배터리셀의 회로에의 단락 및 개방을 개별적으로 제어하여 시스템 상황 및 사용자의 요구에 따라 배터리의 충전 및 방전용량을 제어할 수 있다.According to the present invention having the configuration as described above, even if the battery cells are connected in parallel three or more columns can be prevented deterioration due to the impedance imbalance and the current path difference, and the short circuit and opening of each battery cell to the circuit individually By controlling, the charge and discharge capacity of the battery can be controlled according to the system situation and user's request.
이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 휴대용 전자기기의 배터리팩과 그 충방전 제어방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a battery pack of a portable electronic device and a charge / discharge control method thereof according to the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1a는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 휴대용 전자기기의 배터리팩의 구성을 보인 블럭도이고, 도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 의한 휴대용 전자기기의 배터리팩의 구성을 보인 블럭도이며, 도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 시스템 부하량에 따른 방전 배터리셀의 수를 나타내는 테이블을 도시한 예시도이고, 도 2b는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 시스템 사용시간에 따른 충전 배터리셀의 수를 나타내는 테이블을 도시한 예시도이다.Figure 1a is a block diagram showing the configuration of a battery pack of a portable electronic device according to a specific embodiment of the present invention, Figure 1b is a block diagram showing the configuration of a battery pack of a portable electronic device according to another embodiment of the present invention, 2A is an exemplary view showing a table showing the number of discharge battery cells according to the system load according to the first embodiment of the present invention, Figure 2b is a rechargeable battery according to the system usage time according to a second embodiment of the present invention It is an exemplary figure which shows the table which shows the number of cells.
도 1a에 도시된 바와 같이 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 휴대용 전자기기의 배터리팩은 다수의 배터리셀(10)을 포함하여 구성된다. 상기 배터리셀(10)들은 서로 병렬 연결된다. 이때 상기 배터리셀(10)은 한 개씩 병렬연결될 수도 있고, 둘 이상의 직렬연결된 배터리셀이 다시 병렬연결될 수도 있다. As illustrated in FIG. 1A, a battery pack of a portable electronic device according to a specific embodiment of the present invention includes a plurality of
다만 이하에서는 병렬연결되는 배터리셀(10)이 이루는 한 개의 열에는 상기 배터리셀(10)이 하나씩만 구비되는 것으로 가정하고 설명한다. In the following description, it is assumed that only one
여기서 상기 배터리셀(10)은 리튬 이온이나 니켈수소합금과 같은 충전 및 방전의 반복이 가능한 2차 전지셀로 구비된다.Here, the
그리고 병렬연결된 상기 배터리셀(10)에는 각각 연결스위치(20)가 직렬연결된다. 상기 연결스위치(20)는 상기 배터리셀(10)로의 전류방향으로 연결되어 상기 배터리셀(10)로 전류를 흐르게 하거나 또는 차단하는 역할을 한다.
이때 상기 연결스위치(20)는 전계효과트랜지스터 등의 회로소자로 구비된다.At this time, the
한편, 상기 배터리셀(10) 각각에는 전류센서(30)가 구비된다. 상기 전류센서는 전류센서저항으로 구비되거나 CT(current transformer)형 전류센서로 구비되는 등 다양한 형태의 센서가 될 수 있다.On the other hand, each of the
상기 전류센서는 상기 배터리셀(10)에 흐르는 전류값을 감지하는 역할을 한다.The current sensor serves to detect a current value flowing through the
그리고 상기 배터리셀(10)의 양단에는 전압센서(40)가 구비될 수 있다. 이때 상기 전압센서(40)는 도시된 바와 같이 직렬연결된 상기 배터리셀(10), 상기 연결스위치(20) 및 상기 전류센서(30)와 병렬연결되어 하나로 구비될 수도 있고, 또는 상기 연결스위치(20)와 상기 전류센서(30)를 제외한 상기 배터리셀(10)에만 병렬연결되어 상기 배터리셀(10)의 수만큼 구비될 수도 있다.A
이때 상기 전류센서(30)와 상기 전압센서(40)에서 측정된 상기 배터리셀(10)의 전류 및 전압값은 컨트롤러(50)에 전달된다. 상기 컨트롤러(50)는 상기 배터리셀(10)에 각각 연결된 상기 연결스위치(20)의 온/오프를 제어하는 제어수단이다.In this case, the current and voltage values of the
상기 컨트롤러(50)는 상기 전류센서(30)와 상기 전압센서(40)로부터 수신한 상기 배터리셀(10) 각각의 전류값 및 전압값 등을 참조로 상기 배터리셀(10)의 이상유무를 판단한다.The
즉, 상기 컨트롤러(50)는 상기 전류센서(30)와 상기 전압센서(40)로부터 수신한 상기 배터리셀(10)의 전류값 또는 전압값이 레퍼런스의 범위를 벗어나는 경우, 상기 배터리셀(10)에 이상이 발생한 것으로 판단하여 전류값 또는 전압값이 레퍼런스의 범위를 벗어나는 배터리셀(10)에 연결된 상기 연결스위치(20)를 오프한다.That is, when the current value or the voltage value of the
이때 상기 레퍼런스는 상기 배터리셀(10)의 특성 및 최대연속방전전류, 최대펄스방전전류, 회로의 특성, 시스템에 필요한 전류량 등의 측정값을 고려하여 결정된 상기 배터리셀(10)이 정상 동작하는 전류범위와 상기 배터리셀(10)이 제공하는 공칭전압 또는 정격전압 등을 고려하여 결정된 상기 배터리셀(10)이 정상 동작하는 전압범위를 말한다.In this case, the reference is a current in which the
상기 레퍼런스는 수회의 측정을 통해 결정되며, 상기 컨트롤러(50) 또는 상기 배터리팩에 구비된 저장수단에 미리 저장된다.The reference is determined through several measurements and stored in advance in the storage means provided in the
그리고 상기 전류센서(30) 또는 전압센서(40)로부터 수신한 값을 이용하여 상기 컨트롤러(50)는 상기 배터리셀(10)의 잔여용량을 계산한다. 계산결과에 따라 잔여용량이 적은 배터리셀(10)은 상기 연결스위치(20)를 오프함으로써 회로로부터의 연결을 차단한다. 특히 전압값이 차단전압보다 낮은 배터리셀(10)의 경우 연결을 차단함으로써 상기 배터리셀(10)에서 일정량 이상의 용량이 남을 수 있도록 한 다.The
이때 상기 차단전압은 배터리셀의 전압이 감소하여 특정 전압값에 다다르면 그 배터리셀의 연결이 차단되도록 설정된 경우의 상기 특정 전압값을 의미한다. 이는 배터리셀의 완전방전을 막기 위하여 특정 전압값 이하로 배터리셀의 전압이 감소하면 더이상 방전되지 않도록 배터리셀의 연결을 차단하기 위함이다.In this case, the blocking voltage refers to the specific voltage value when the voltage of the battery cell decreases to reach a specific voltage value and the connection of the battery cell is cut off. This is to block the connection of the battery cells so that they are no longer discharged when the voltage of the battery cells decreases below a certain voltage value in order to prevent complete discharge of the battery cells.
따라서 상기 컨트롤러(50)는 상기 전류센서(30)와 전압센서(40)로부터 수신된 정보에 의해, 이상이 발생한 배터리셀(10)과 차단전압이하로 전압값이 감소한 배터리셀(10)에 연결된 상기 연결스위치(20)를 오프제어함으로써 상기 배터리셀(10)을 보호한다.Therefore, the
그리고 상기 컨트롤러(50)는 이상이 발생한 배터리셀(10)과 차단전압이하로 전압값이 감소한 배터리셀(10)을 제외한 나머지 배터리셀(10)과 연결된 상기 연결스위치(20)를 제어하여 상기 배터리셀(10)을 회로에 연결한다.The
이때 상기 컨트롤러(50)은 상기 연결스위치(20)를 제어함으로써 회로에 연결되어 충전 또는 방전되는 배터리셀(10)의 수를 조절할 수 있다. 상기 컨트롤러(50)는 상기 배터리셀(10) 중 하나만을 선택하여 충전 또는 방전시키거나, 또는 모든 배터리셀(10)을 연결하여 충전 또는 방전시킬 수 있다.In this case, the
여기서 상기 컨트롤러(50)는 충전 또는 방전될 상기 배터리셀(10)의 수를 결정하고, 소정의 우선순위에 따라 상기 연결스위치(20)를 충전 또는 방전될 상기 배터리셀(10)의 수에 맞추어 온제어한다.Here, the
상기 우선순위는 배터리잔량이 많은 순서 또는 적은 순서에 의할 수 있다. 예를들어 상기 배터리셀(10)을 방전하는 경우, 잔류용량이 많은 배터리셀(10)부터 연결하여 방전시키고, 상기 배터리셀(10)을 충전하는 경우, 잔류용량이 적은 배터리셀(10)부터 충전하는 등이다. 또한 필요에 따라 위에 예시한 우선순위는 반대가 될 수도 있다.The priority may be in the order of high or low battery level. For example, when discharging the
그리고 상기 컨트롤러(50)가 충전 또는 방전될 상기 배터리셀(10)의 수를 결정하는데 필요한 정보를 입력받기 위하여 상기 배터리팩에는 통신인터페이스(60)가 구비된다. The battery pack is provided with a
상기 통신인터페이스(60)는 상기 배터리팩이 휴대용 전자기기에 장착된 경우, 상기 휴대용 전자기기의 시스템의 중앙처리장치와 상기 컨트롤러(50)를 연결하여 서로 통신가능하도록 하는 역할을 한다.When the battery pack is mounted on the portable electronic device, the
즉, 상기 컨트롤러(50)는 상기 통신인터페이스(60)를 통하여 상기 휴대용 전자기기의 중앙처리장치와 연결되어, 상기 중앙처리장치로부터 필요한 정보를 수신받고, 상기 중앙처리장치가 요구하는 정보를 송출한다.That is, the
상기 휴대용 전자기기의 시스템의 상기 중앙처리장치에서 수신받는 정보는 시스템 부하량 데이터 또는 시스템 사용시간 데이터 등이 될 수 있다. 이러한 데이터 및 이를 이용하는 배터리팩은 본 발명의 제 1 실시예와 제 2 실시예에서 후술한다. The information received by the central processing unit of the system of the portable electronic device may be system load data or system usage time data. Such data and a battery pack using the same will be described later in the first and second embodiments of the present invention.
한편, 도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 의한 배터리팩은 본 발명의 구체적인 실시예에서와 마찬가지로, 다수의 병렬연결된 배터리셀(10), 연결스위치(20), 전류센서(30), 전압센서(40), 컨트롤러(50) 및 통신인터페이 스(60)를 구비한다.On the other hand, as shown in Figure 1b, the battery pack according to another embodiment of the present invention, as in the specific embodiment of the present invention, a plurality of parallel connected
이때 상기 배터리셀(10), 상기 연결스위치(20), 상기 전류센서(30), 상기 전압센서(40), 상기 컨트롤러(50) 및 상기 통신인터페이스(60)는 그 구성 및 기능이 동일하거나 유사하므로 동일한 도면부호를 사용하여 설명한다.At this time, the
다만, 본 발명의 구체적인 실시예에서와는 달리 상기 전류센서(30)와 상기 전압센서(40)에서 측정된 전류 및 전압값은 상기 컨트롤러(50)로 송신되지 않고 보호회로(80)로 수신된다.However, unlike the specific embodiment of the present invention, the current and voltage values measured by the
그리고 상기 보호회로(80)가 전류 및 전압값에 따라 상기 배터리셀(10)의 이상유무를 판단하고 잔류용량을 파악한다. 그리고 상기 보호회로(80)는 이상이 감지된 배터리셀(10) 및 잔류용량이 부족한 배터리셀(10)을 회로로부터 차단하는데, 이를 위하여 상기 연결스위치(20) 외에 충방전스위치(70)가 구비될 수 있다.In addition, the
상기 보호회로(80)와 상기 충방전스위치(70)는 종래기술의 배터리팩 내에 구비된 보호회로(80)와 충방전스위치(70)와 같은 역할을 하지만 각 배터리셀(10)마다 별도로 구비된다는 점에서 차이가 있다.The
이에 따라 상기 컨트롤러(50)는 상기 휴대용 전자기기로부터 데이터를 수신하여, 수신된 데이터값에 따라 상기 연결스위치(20)를 온/오프 제어하고, 상기 보호회로(80)는 상기 전류센서(30)와 상기 전압센서(40)로부터 데이터를 수신하여, 수신된 값에 따라 상기 충방전스위치(70)를 온/오프 제어하게 된다.Accordingly, the
이때 상기 컨트롤러(50)가 상기 휴대용 전자기기로부터 상기 통신인터페이스(60)를 통하여 수신하는 데이터 및 이를 이용하는 배터리팩 또한 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에서 후술한다.In this case, the data received by the
그리고, 상기 충방전스위치(70)가 별도로 구비되지 않고, 상기 보호회로(80)와 상기 컨트롤러(50)가 서로 통신하여 상기 연결스위치(20)만을 온/오프 제어할 수도 있다. In addition, the charge /
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 휴대용 전자기기는 다수의 병렬연결된 배터리셀(10)과 상기 배터리셀(10)에 각각 직렬연결되는 연결스위치(20)가 구비되고 상기 연결스위치(20)를 제어하여 충전 또는 방전되는 배터리셀(10)을 조절할 수 있는 제어수단을 포함하여 구성된다. On the other hand, the portable electronic device according to another embodiment of the present invention is provided with a plurality of parallel connected
다만, 나머지 구성은 종래기술에 의한 휴대용 전자기기와 동일하므로 도 1a 및 도 1b를 계속 참조한다.However, since the rest of the configuration is the same as the portable electronic apparatus according to the prior art, it will continue to refer to Figs. 1A and 1B.
이때 상기 제어수단은 본 발명의 구체적인 실시예와 다른 실시예에서 설명한 바와 같이 배터리팩 내에 구비되는 컨트롤러(50)일 수 있으며, 또는 상기 휴대용 전자기기의 중앙처리장치일 수도 있다.At this time, the control means may be a
즉, 중앙처리장치에서 상기 배터리셀(10)에 연결된 상기 연결스위치(20)를 직접 제어하도록 상기 휴대용 전자기기를 설계하는 것도 가능하다.That is, the portable electronic device may be designed to directly control the
한편 본 발명의 제 1 실시예에 의하면, 상기 통신인터페이스(60)에서는 상기 휴대용 전자기기의 상기 중앙처리장치로부터 시스템 부하량 데이터가 수신된다. Meanwhile, according to the first embodiment of the present invention, system load data is received from the central processing unit of the portable electronic device in the
이때 본 발명의 제 1 실시예는 본 발명의 구체적인 실시예 및 다른 실시예, 또 다른 실시예에 의한 배터리팩 또는 휴대용 전자기기에서 모두 실시 가능하나 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 배터리팩을 예로 들어 도 1a를 참조하여 설명한다.At this time, the first embodiment of the present invention can be implemented in both a specific embodiment of the present invention and another embodiment, a battery pack or a portable electronic device according to another embodiment, but taking a battery pack according to a specific embodiment of the present invention as an example It demonstrates with reference to FIG. 1A.
상기 컨트롤러(50)는 상기 시스템 부하량 데이터에 따라 방전될 배터리셀(10)의 수를 결정하게 된다.The
즉, 상기 휴대용 전자기기의 시스템 부하량이 증가하여 순간적으로 더 많은 용량의 전원이 상기 배터리셀(10)로부터 공급되어야하는 경우, 상기 중앙처리장치가 이러한 시스템의 요구를 파악하여 상기 통신인터페이스(60)를 통해 상기 컨트롤러(50)에 시스템 부하량 정보를 송신한다.That is, when the system load of the portable electronic device increases and power of a larger capacity must be supplied from the
이때 상기 중앙처리장치는 상기 휴대용 전자기기에 각종 동작수행명령이 입력되면 이를 통해 미리 시스템 부하량을 예측하여, 예측된 시스템 부하량 데이터를 상기 컨트롤러(50)로 송신할 수 있다.In this case, when the CPU executes various operation execution commands, the CPU may predict a system load in advance and transmit the estimated system load data to the
그리고 이를 수신받은 상기 컨트롤러(50)는 수신된 시스템 부하량 데이터에 따라 방전되어야 할 상기 배터리셀(10)의 수를 파악하여, 그 수만큼의 상기 연결스위치(20)를 연결한다.The
이때 상기 중앙처리장치는 상술한 바와 같이 시스템 부하량 데이터를 송신할 수도 있으나, 시스템 부하량에 따라 방전되어야 할 배터리셀의 수를 미리 계산하여 상기 컨트롤러(50)에 송신할 수도 있다.In this case, the central processing unit may transmit the system load data as described above, but may calculate the number of battery cells to be discharged in advance according to the system load and transmit it to the
여기서 상기 시스템 부하량은 상기 휴대용 전자기기의 정상적인 동작 수행에 필요한 전원용량을 말하고, 상기 휴대용 전자기기에서 여러 동작이 동시에 수행되는 경우 상기 시스템 부하량은 증가한다. Here, the system load refers to a power capacity required for performing a normal operation of the portable electronic device, and the system load increases when several operations are simultaneously performed on the portable electronic device.
그리고 상기 휴대용 전자기기의 상기 시스템 부하량이 증가하여 배터리 용량이 필요한 전원용량보다 부족하게 경우, 순간적으로 전압강하가 발생하게 되므로 이를 방지하기 위하여 상기 컨트롤러(50)는 상기 중앙처리장치에서 전달된 상기 시스템 부하량에 따라 연결되는 배터리셀(10)의 수를 조절하게 된다.In addition, when the system load of the portable electronic device is increased and the battery capacity is less than the required power supply capacity, a voltage drop occurs momentarily, so that the
즉, 시스템의 부하량이 적을 때는 단일 열 또는 두 개의 열의 배터리셀(10)에서만 전원을 공급하는 것이 보다 안정적이므로 상기 연결스위치(20)를 하나 또는 두개만 연결하여 사용하고, 시스템의 부하량이 클 때 필요한 전원용량을 공급하지 못하면 시스템의 원활한 동작수행이 불가능하고 전압강하현상이 발생하므로 세 개의 열 이상의 배터리셀(10)에서 전원을 공급하게 된다.In other words, when the load of the system is small, it is more stable to supply power only from the
상술한 바와 같이 시스템의 부하량에 따라 방전되는 배터리셀(10)의 수는 저장수단에 미리 저장되어 상기 배터리팩의 제어를 위한 정보로 사용되는데, 이는 도 2a에 도시된 바와 같이 데이터테이블의 형태로 저장될 수 있다.As described above, the number of
예를 들어 시스템의 부하량이 50mA 이하인 경우 상기 배터리셀(10)을 하나만 연결하여 방전시켜도 전압강하가 일어나지 않는다. For example, if the load of the system is 50mA or less, the voltage drop does not occur even when only one
그러나 시스템에 동작수행명령이 추가로 입력되면 상기 중앙처리장치가 시스템 부하량을 예상하여, 예상된 시스템 부하량을 상기 컨트롤러(50)에 미리 송신하고, 이때 시스템 부하량이 70mA 이상이 될 것으로 예상되면 상기 컨트롤러(50)는 상기 배터리셀(10)에 연결된 상기 연결스위치(20) 중에서 이상이 감지되지 않고, 배터리셀(10)의 잔여용량도 충분한 3개의 배터리셀(10)의 연결스위치(20)를 온제어하여 동시에 3개의 배터리셀(10)을 방전시키게 된다.However, when an operation execution command is additionally input to the system, the central processing unit anticipates the system load, and transmits the expected system load to the
한편, 본 발명의 제 2 실시예에 의하면, 상기 컨트롤러(50)는 상기 통신인터페이스(60)를 통하여 상기 중앙처리장치로부터 시스템 사용시간 데이터를 수신할 수도 있다. 이때 상기 시스템 사용시간은 사용자가 상기 휴대용 전자기기를 사용하고자 하는 시간을 설정한 경우의 설정 시간을 의미한다.Meanwhile, according to the second embodiment of the present invention, the
본 발명의 제 2 실시예 또한 본 발명의 구체적인 실시예, 다른 실시예 및 또 다른 실시예에 의한 배터리팩 및 휴대용 전자기기 모두에 의하여 실시 가능하나 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 배터리팩의 경우를 예로 들어 도 1a를 참조하여 설명한다.The second embodiment of the present invention can also be implemented by both a battery pack and a portable electronic device according to a specific embodiment, another embodiment and another embodiment of the present invention, but the case of the battery pack according to a specific embodiment of the present invention An example will be described with reference to FIG. 1A.
즉, 사용자는 상기 휴대용 전자기기의 사용시간 및 충전시간을 조절하기 위하여 상기 휴대용 전자기기에 사용자가 원하는 시스템 사용시간을 입력할 수 있다. 그리고 상기 중앙처리장치는 이를 입력받아 상기 컨트롤러(50)에 전달한다.That is, the user may input a system use time desired by the user in the portable electronic device to adjust the use time and the charging time of the portable electronic device. The CPU receives the input and transfers it to the
상기 시스템 사용시간 데이터를 입력받은 상기 컨트롤러(50)는 상기 시스템 사용시간에 따라 충전되어야 할 배터리셀(10)의 수를 결정한다. 또는 상기 중앙처리장치에서 이를 미리 결정하여 상기 컨트롤러(50)에 충전되어야 할 배터리셀(10)의 수에 대한 데이터를 송신할 수도 있다.The
상기 컨트롤러(50)는 충전되어야 할 배터리셀(10)의 수에 따라 상기 연결스위치(20)를 제어한다. 즉, 충전되어야 할 배터리셀(10) 수만큼의 상기 연결스위치(20)를 온제어함으로써 사용자가 원하는 사용시간 동안 상기 휴대용 전자기기를 사용할 수 있는 용량의 전원을 상기 배터리셀(10)에 충전한다.The
이때 충전되어야 할 배터리셀(10)의 수는 상기 휴대용 전자기기의 사용시간에 따른 소모전원용량의 평균값을 이용하여 계산할 수 있고, 이를 미리 측정하고 계산하여 사용시간에 따라 필요한 전원용량 또는 사용시간에 따라 필요한 전원용량 을 제공할 수 있는 상기 배터리셀(10)의 수를 상기 배터리팩 또는 상기 휴대용 전자기기의 저장수단에 저장한다.At this time, the number of
상술한 바와 같이 시스템의 사용시간에 따라 충전되는 배터리셀의 수는 저장수단에 미리 저장되어 상기 배터리팩의 제어를 위한 정보로 사용되는데, 이는 도 2b에 도시된 바와 같이 데이터테이블의 형태로 저장될 수 있다.As described above, the number of battery cells charged according to the usage time of the system is previously stored in the storage means and used as information for controlling the battery pack, which is stored in the form of a data table as shown in FIG. 2B. Can be.
사용자가 상기 휴대용 전자기기의 충전시에 상기 휴대용 전자기기에 사용자가 원하는 시스템 사용시간을 2시간으로 입력하면, 상기 중앙처리장치는 이를 상기 컨트롤러(50)에 송신하고, 상기 컨트롤러(50)는 상기 배터리셀(10) 중에서 이상이 감지되지 않고, 배터리셀(10)의 잔여용량도 충분한 한 개의 배터리셀(10)의 연결스위치(20)를 온제어하여, 한 개의 배터리셀(10)만을 충전시킨다.When the user inputs the system usage time desired by the user to the portable electronic device at the time of charging the portable electronic device, the central processing unit transmits it to the
여기서 연결된 한 개의 배터리셀(10)의 충전이 완료되면, 충전완료된 배터리셀(10)에 연결된 상기 전류센서(30)는 테이퍼(taper) 전류값을 감지하게 되고, 상기 전압센서(40)는 충전한계전압(Over voltage limit)에 가까운 전압값을 감지하게 되므로 이러한 값의 감지를 통하여 충전완료됨을 판단하여 상기 휴대용 전자기기 또는 상기 휴대용 전자기기의 충전기 등을 통하여 충전완료됨을 표시할 수 있다.When the charging of one
이때 본 발명의 제 2 실시예에 의한 시스템 사용시간에 따라 충전되는 배터리셀(10)의 수를 결정하는 배터리팩은 하나의 배터리셀(10) 또는 직렬연결된 한 단위의 배터리셀(10) 만으로도 시스템 부하량을 충족할 수 있는 경우를 전제한다.At this time, the battery pack for determining the number of
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 시스템 부하량에 따른 배터리 방전 제어방법을 단계적으로 도시한 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 시 스템 사용시간 설정에 따른 배터리 충전 제어방법을 단계적으로 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a battery discharge control method according to a system load amount according to a first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a battery charge control according to a system usage time setting according to a second embodiment of the present invention. A flow chart showing the method step by step.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 의한 배터리 방전 제어방법은, 상기 휴대용 전자기기의 상기 중앙처리장치에서 시스템 부하량을 측정하는 단계(S100)로부터 시작된다.As shown in FIG. 3, the method for controlling battery discharge according to the first embodiment of the present invention starts from measuring a system load in the central processing unit of the portable electronic device (S100).
그리고 상기 제 100단계에서 측정된 시스템 부하량은 상기 중앙처리장치에서 또는 배터리팩 내에 별도로 구비되는 상기 컨트롤러(50)에서 방전될 배터리셀 수를 결정하는 기준으로 이용된다(S110).The system load measured in
즉, 상기 시스템 부하량이 증가하면 상기 중앙처리장치 또는 상기 컨트롤러(50)는 그에 따라 방전될 배터리셀(10)의 수도 늘어나도록 배터리셀(10)의 수를 정한다.That is, when the system load increases, the CPU or the
한편, 상기 배터리팩 내에 있는 각종 센서로부터의 정보에 의해 각 배터리셀(10)의 이상유무 및 배터리셀(10)의 잔류용량을 측정하는 단계가 수행된다(S120).On the other hand, the step of measuring the presence or absence of each
이때 상기 제 120단계는 상기 제 100단계 및 제 110단계 이전에 수행될 수도 있고, 동시에 수행될 수도 있다. In this case, step 120 may be performed before
상기 제 120단계에서 상기 각종 센서는 본 발명의 구체적인 실시예와 다른 실시예에서 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명한 바와 같이 전류센서(30), 전압센서(40)와 그 밖에 온도센서 등이 될 수 있다.In the 120th step, the various sensors may be the
그리고 상기 각종 센서로부터 상기 배터리셀(10)들의 전압값 및 전류값, 온 도 등을 측정하여 상기 전압값, 전류값 또는 온도 중에서 어느 하나라도 레퍼런스 범위를 벗어나는 것으로 판단되면 그 배터리셀(10)은 방전될 배터리셀(10)의 수에 따라 연결될 배터리셀(10)을 결정하는데 있어서 배제된다.The
이때 상기 레퍼런스는 본 발명의 구체적인 실시예에서 설명한 바와 같다.At this time, the reference is as described in the specific embodiment of the present invention.
또한 상기 각종 센서로부터 측정된 상기 배터리셀(10)들의 전압값 및 전류값, 온도 등을 통하여 상기 배터리셀(10)의 잔류용량을 판단하여 기준치 미만의 잔류용량을 가진 배터리셀(10)도 방전될 배터리셀(10)의 수에 따라 연결될 배터리셀(10)을 결정하는데 있어서 배제한다.In addition, by determining the remaining capacity of the
여기서 상기 잔류용량이 기준치 미만인지 여부는 다양한 방법에 의하여 판단될 수 있으나 일반적으로 전압이 차단전압 미만인지 여부로 판단하고, 이는 본 발명의 구체적인 실시예에서와 같다.Here, whether the residual capacity is less than the reference value may be determined by various methods, but in general, it is determined whether the voltage is less than the cutoff voltage, which is the same as in a specific embodiment of the present invention.
그리고 위와 같이 이상이 감지되거나 잔류용량이 기준치 미만인 배터리셀(10)을 제외한 나머지 배터리셀(10)의 수가 상기 제 110단계에서 결정된 방전될 배터리셀(10)의 수 이상인지 여부를 판단하는 단계가 수행된다(S130).The step of determining whether the number of remaining
즉, 시스템 부하량에 따라 결정된 방전되어야 할 배터리셀(10)의 수가 정상동작가능한 배터리셀(10)의 수보다 더 많으면 시스템에 정상적인 전원의 공급이 불가능하므로 이를 판단하는 단계가 진행된다.That is, if the number of
그리고 상기 제 130단계에서 방전될 배터리셀(10)의 수가, 이상이 감지되지 않고 배터리 잔류용량도 충분한 배터리셀(10)의 수보다 많은 것으로 판단되면 시스템에 원활한 전원공급이 불가능하므로 상기 휴대용 전자기기의 상기 중앙처리장치 는 시스템 모드를 슬립모드로 변환하거나, 시스템을 종료한다(S150).In addition, if it is determined that the number of
그러나 상기 제 130단계에서 방전될 배터리셀(10)의 수보다 이상이 감지되지 않고 배터리 잔류용량도 충분한 배터리셀(10)의 수가 더 많은 것으로 판단되면 상기 컨트롤러(10) 또는 상기 중앙처리장치는 잔류용량이 많은 배터리셀(10)의 순서로 상기 제 110단계에서 결정된 방전될 배터리셀(10)의 수만큼의 상기 배터리셀(10)에 연결된 상기 연결스위치(20)를 연결한다(S140).However, if no abnormality is detected than the number of
그리고 다시 제 100단계부터 그 이하의 단계가 반복된다.Then, the following steps are repeated from
한편, 본 발명의 제 2 실시예에 의한 배터리 충전 제어방법은 도 4에 도시된 바와 같이, 시스템 사용시간을 사용자로부터 입력받는 단계로부터 시작된다(S200).On the other hand, the battery charge control method according to a second embodiment of the present invention, as shown in Figure 4, starts from the step of receiving a system use time from the user (S200).
그리고 상기 컨트롤러(50) 또는 상기 중앙처리장치에서 상기 제 200단계에서 입력받은 시스템 사용시간에 따라 충전되어야 할 배터리셀(10)의 수를 결정한다(S210).The
한편 제 220단계에서는 상기 각 배터리셀(10)의 이상유무를 판단하는 단계가 수행된다. 이때 상기 배터리셀(10)의 이상유무의 판단을 위해서, 각종 센서로부터의 정보를 참조하는데, 상기 각종 센서는 상기 전류센서(20), 전압센서(30)와 온도센서 등이 될 수 있다.On the other hand, in
그리고 상기 제 200단계에서 이상이 있는 것으로 감지된 배터리셀(10)은 충전될 배터리셀(10)에서 배제된다.In addition, the
상기 제 220단계에서 이상이 감지된 상기 배터리셀(10)을 제외한 나머지 배터리셀(10) 중에서 상기 제 210단계에서 결정된 충전되어야 할 배터리셀(10)의 수 만큼의 상기 배터리셀(10)에 연결된 상기 연결스위치(20)를 연결하여 상기 배터리셀(10)을 충전시킨다(S230).The number of
이때 상기 연결스위치(20)를 연결함으로써 충전될 배터리셀(10)은 소정의 우선순위에 의하여 결정될 수 있고, 이러한 우선순위는 충전을 빨리 수행하기 위해서 잔류용량이 큰 배터리셀(10)의 순서에 의할 수 있으나 필요에 따라 반대가 될 수도 있다.At this time, the
그리고 상기 제 230단계에서 연결된 배터리셀이 모두 충전된 것으로 확인되면, 나머지 배터리셀을 연결하여 충전하거나 충전을 종료한다(S240).If it is determined in
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.The rights of the present invention are not limited to the embodiments described above, but are defined by the claims, and those skilled in the art can make various modifications and adaptations within the scope of the claims. It is self-evident.
위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 배터리팩, 휴대용 전자기기 및 이를 이용한 배터리 충방전 제어방법에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.In the battery pack, the portable electronic device, and the battery charge / discharge control method using the same according to the present invention as described in detail above, the following effects can be expected.
즉, 배터리셀마다 이상을 감지하여 이상이 감지된 배터리셀의 연결만을 차단할 수 있으므로 배터리셀을 3열 이상 병렬연결할 수 있어 배터리의 사용시간이 연장된다는 장점이 있다.That is, by detecting an abnormality for each battery cell, it is possible to block only the connection of the battery cell in which an abnormality is detected, so that the battery cells can be connected in parallel by three or more rows, thereby extending the use time of the battery.
그리고 본 발명에 의한 배터리팩, 휴대용 전자기기 및 이를 이용한 배터리 충방전 제어방법에서는, 시스템 부하량에 따라 방전되는 배터리셀의 수를 감소시키 거나 증가시킬 수 있으므로, 시스템 부하량이 적을 때는 단일열 또는 두 개의 열의 배터리셀만을 연결하여 배터리셀의 열화현상을 방지할 수 있다는 장점이 있다. In the battery pack, the portable electronic device, and the battery charge / discharge control method using the same, the number of battery cells discharged according to the system load can be reduced or increased. There is an advantage in that the deterioration of the battery cells can be prevented by connecting only the battery cells.
한편 시스템 부하량이 클 때는 다수의 배터리셀을 연결하여 필요한 전원용량을 충분히 공급함으로써 과부하시의 시스템에서의 전압강하현상을 방지하면서, 동시에 3열 이상의 배터리셀의 연결로 인한 배터리셀의 이상 발생여부도 감지하여 배터리셀이 손상되기 전에 이상이 발생한 배터리셀의 연결을 차단함으로써 배터리셀을 보호할 수 있다는 장점이 있다.On the other hand, when the system load is large, connecting a plurality of battery cells to supply the necessary power capacity to prevent the voltage drop in the system during overload, and at the same time whether the battery cells are abnormal due to the connection of three or more battery cells. There is an advantage that the battery cell can be protected by detecting and blocking the connection of the battery cell in which an abnormality occurs before the battery cell is damaged.
또한 본 발명에 의한 배터리팩, 휴대용 전자기기 및 이를 이용한 배터리 충방전 제어방법에서는, 시스템 사용시간에 따라 충전되는 배터리셀의 수를 조절할 수 있으므로, 사용자가 외출 전에 미리 사용시간을 입력하여 배터리를 충전하면, 사용자가 필요로 하는 전원용량만큼만 배터리가 충전되므로, 필요이상으로 충전시간을 기다리거나 배터리의 충전이 부족하게 되는 경우를 예방할 수 있다는 이점이 있다. In addition, in the battery pack, the portable electronic device and the battery charge / discharge control method using the same according to the present invention, the number of battery cells charged according to the system usage time can be adjusted, so that the user charges the battery by inputting the usage time before going out. In this case, since the battery is charged only as much as the power capacity required by the user, there is an advantage that it is possible to prevent a case where the charging time is exceeded or the battery is insufficiently charged.
그리고 본 발명에 의한 배터리팩, 휴대용 전자기기 및 이를 이용한 배터리 충방전 제어방법에서는, 각 배터리셀을 개별적으로 제어할 수 있으므로 하나의 배터리셀에 이상이 발생하더라도 나머지 배터리셀을 이용할 수 있다는 장점이 있다.In addition, the battery pack, the portable electronic device, and the battery charge / discharge control method using the same according to the present invention can control each battery cell individually, and thus there is an advantage that the remaining battery cells can be used even when an abnormality occurs in one battery cell. .
또한 본 발명에 의한 배터리팩, 휴대용 전자기기 및 이를 이용한 배터리 충방전 제어방법에서는, 각 배터리셀에 전류, 전압 등의 이상을 개별적으로 측정하여 연결을 차단하므로 배터리셀이 열화되는 것을 방지할 수 있다는 장점이 있다. In addition, the battery pack, the portable electronic device and the battery charge / discharge control method using the same according to the present invention, by separately measuring the abnormality, such as current, voltage, etc. to each battery cell can be prevented from deteriorating the battery cell. There is an advantage.
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