KR101578707B1 - A battery pack and method for controlling the same - Google Patents

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Abstract

전압 측정시 병렬 연결된 셀 들 간의 전류 흐름을 차단함으로써 특정 배터리 셀이 저 전압인 경우에 나머지 병렬 연결된 배터리 셀 들을 통해 자동 충전되는 것을 방지하고, 직렬 연결된 배터리 셀의 전압을 각각 검출하여 특정 배터리 셀의 이상 유무를 정확하게 판단하고, 이에 따른 보호 조치를 취할 수 있는 배터리 팩 및 이의 제어 방법이 제공된다. 본 발명에 따른 배터리 팩은 각각 직렬 및 병렬로 연결된 다수의 배터리 셀 및 이의 보호회로를 포함하고, 병렬로 연결된 배터리 셀들 사이에 접속되는 전류 제한 소자, 및 상기 전류 제한 소자와 병렬로 연결되는 스위치를 포함한다. 상기 보호 회로는 적어도 2 이상의 직렬로 연결된 배터리 셀들에 대해 배터리 셀 전압들을 각각 측정한다.It is possible to prevent the battery cells from being automatically charged through the remaining parallel-connected battery cells when the specific battery cell is at a low voltage by blocking the current flow between the cells connected in parallel during the voltage measurement, A battery pack and its control method capable of accurately determining whether or not an abnormality is present and taking protective measures accordingly can be provided. The battery pack according to the present invention includes a plurality of battery cells connected in series and in parallel and a protection circuit thereof, each of which includes a current limiting element connected between parallel connected battery cells, and a switch connected in parallel with the current limiting element . The protection circuit measures battery cell voltages for at least two or more serially connected battery cells.

Description

배터리 팩 및 이의 제어 방법{A battery pack and method for controlling the same}[0001] The present invention relates to a battery pack and a control method thereof,

본 발명은 배터리 팩과 이의 제어 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 배터리 팩의 셀 간 불균형 또는 저전압을 방지하기 위한 배터리 팩 및 이의 제어 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery pack and a control method thereof, and more particularly, to a battery pack and a control method thereof for preventing unbalance or undervoltage between cells of 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 단자를 통해 충전과 방전이 이루어진다.2. Description of the Related Art Generally, rechargeable batteries capable of charging and discharging have been actively studied due to development of portable electronic devices such as cellular phones, notebook computers, camcorders, and personal digital assistants (PDAs). Particularly, such a secondary battery may be a nickel-cadmium battery, a lead acid battery, a nickel metal hydride battery (NiMH), a lithium ion battery, a lithium polymer battery ), Metal lithium batteries, and air zinc storage batteries. The secondary battery is combined with the circuit to form a battery pack, and charging and discharging are performed through the external terminal of the battery pack.

종래의 배터리 팩은 크게 배터리 셀과, 충방전 회로를 포함하는 주변회로를 포함하여 이루어지며, 이 주변회로는 인쇄 회로 기판으로 제작된 후, 상기 배터리 셀과 결합된다. 배터리 팩의 외부 단자를 통해 외부 전원이 연결되면, 외부 단자와 충방전 회로를 통해 공급되는 외부 전원에 의해 배터리 셀이 충전되며, 외부 단자를 통해 부하(load)가 연결되면, 배터리 셀의 전원이 충방전 회로와 외부 단자를 통해 부하에 공급되는 동작이 일어난다. 이때, 충방전 회로는 외부 단자와 배터리 셀 사이에서 배터리 셀의 충방전을 제어한다. 일반적으로 배터리 셀은 부하의 소모 용량에 맞도록 다수의 배터리 셀을 직렬 및 병렬로 연결하여 사용한다.The conventional battery pack largely comprises a battery cell and a peripheral circuit including a charge / discharge circuit, which is fabricated as a printed circuit board, and then coupled to the battery cell. When the external power is connected through the external terminal of the battery pack, the battery cell is charged by the external terminal and the external power supplied through the charge / discharge circuit. When the load is connected through the external terminal, An operation to be supplied to the load occurs through the charge / discharge circuit and the external terminal. At this time, the charge / discharge circuit controls charge / discharge of the battery cell between the external terminal and the battery cell. Generally, a battery cell uses a plurality of battery cells connected in series and in parallel so as to match a consumption capacity of a load.

본 발명의 일 실시 예는 특정 배터리 셀의 이상 유무를 판단할 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것이다.An embodiment of the present invention is to provide a battery pack capable of determining the presence or absence of a specific battery cell.

본 발명의 다른 실시 예는 직렬 및 병렬 연결된 다수의 배터리 셀에서, 전압 측정시 병렬 연결된 셀 들 간의 전류 흐름을 차단함으로써 특정 배터리 셀이 저전압인 경우에 나머지 병렬 연결된 배터리 셀 들을 통해 자동 충전되는 것을 방지하고, 직렬 연결된 배터리 셀의 전압을 각각 검출하여 특정 배터리 셀의 이상 유무를 정확하게 판단하고, 이에 따른 보호 조치를 취할 수 있는 배터리 팩 및 배터리 팩의 제어 방법을 제공하는 것이다. In another embodiment of the present invention, in a plurality of battery cells connected in series and in parallel, current flow between cells connected in parallel during voltage measurement is cut off, thereby preventing automatic charging through the remaining parallel-connected battery cells when the specific battery cell is at a low voltage The present invention also provides a battery pack and a method of controlling the battery pack, which can accurately detect the presence or absence of an abnormality of a specific battery cell by detecting voltages of battery cells connected in series and take protective measures accordingly.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다수의 배터리 셀 및 이의 보호회로를 포함하는 배터리 팩은 상기 다수의 배터리 셀은 직렬 및 병렬로 연결되고, 상기 병렬로 연결된 배터리 셀 사이에 접속된 전류 제한 소자와 상기 전류 제한 소자와 병렬로 연결된 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 보호회로는 적어도 2 이상의 직렬로 연결된 배터리 셀에 대해 배터리 셀 전압을 측정한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery pack including a plurality of battery cells and a protection circuit therefor, wherein the plurality of battery cells are connected in series and in parallel, And a switch connected in parallel with the current limiting element. The protection circuit measures the battery cell voltage for at least two or more serially connected battery cells.

상기 전류 제한 소자는 적어도 2 이상이고, 적어도 2 이상의 병렬로 연결된 배터리 셀에 대해 각각 접속된 것을 특징으로 한다.The current limiting element is at least two or more and is connected to at least two or more parallel-connected battery cells.

상기 스위치는 상기 다수의 배터리 셀의 충전 또는 방전시 턴 온 되는 것을 특징으로 한다.And the switch is turned on when charging or discharging the plurality of battery cells.

상기 스위치는 상기 적어도 2 이상의 직렬로 연결된 배터리 셀에 대해 전압 측정시 턴 오프 되는 것을 특징으로 한다.And the switch is turned off when voltage measurement is applied to the at least two or more series-connected battery cells.

상기 보호회로는 상기 측정한 전압을 기준 전압과 비교하고, 상기 측정한 전압과 기준 전압의 차이가 제1 임계값 이상인 경우, 상기 다수의 배터리 셀의 충전 또는 방전을 제어하는 충전 스위치 또는 방전 스위치를 턴 오프 시키거나, 상기 다수의 배터리 셀의 대전류 경로에 배치된 퓨즈를 용단시키는 것을 특징으로 한다.Wherein the protection circuit compares the measured voltage with a reference voltage and controls a charging switch or a discharging switch for controlling charging or discharging of the plurality of battery cells when the difference between the measured voltage and the reference voltage is equal to or greater than a first threshold value And turning off the fuse or blowing the fuse disposed in the large current path of the plurality of battery cells.

상기 스위치는 FET(Field Effect Transistor)인 것을 특징으로 한다.The switch is an FET (Field Effect Transistor).

상기 전류 제한 소자는 PTC 소자인 것을 특징으로 한다.And the current limiting element is a PTC element.

상기 전류 제한 소자는 저항인 것을 특징으로 한다.And the current limiting element is a resistor.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다수의 배터리 셀 및 이의 보호회로를 포함하는 배터리 팩은 상기 다수의 배터리 셀은 적어도 2 이상의 배터리 셀이 적어도 2 이상의 직렬 및 병렬로 연결되고, 적어도 2 이상의 병렬로 연결된 적어도 2 이상의 배터리 셀의 양극 단자 사이에 접속된 적어도 2 이상의 전류 제한 소자; 및 상기 적어도 2 이상의 전류 제한 소자 중 상기 다수의 배터리 셀의 대전류단 측에 접속된 전류 제한 소자와 병렬로 연결된 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a battery pack including a plurality of battery cells and a protection circuit therefor, wherein the plurality of battery cells include at least two or more battery cells connected in series and in parallel At least two current limiting elements connected between the positive terminals of at least two or more battery cells connected and connected in at least two or more in parallel; And a switch connected in parallel with the current limiting element connected to the large current end side of the plurality of battery cells among the at least two current limiting elements.

상기 보호 회로는 상기 적어도 2 이상의 직렬로 연결된 적어도 2 이상의 배터리 셀 각각에 대해 배터리 셀 전압을 측정하는 것을 특징으로 한다.The protection circuit measures the battery cell voltage for each of at least two or more battery cells connected in series with each other.

상기 스위치는 상기 다수의 배터리 셀의 충전 또는 방전시 턴 온 되고, 상기 적어도 2 이상의 직렬로 연결된 적어도 2 이상의 배터리 셀 각각에 대해 배터리 셀 전압 측정시 턴 오프 되는 것을 특징으로 한다.The switch is turned on when charging or discharging the plurality of battery cells, and is turned off when measuring the battery cell voltage for each of at least two or more battery cells connected in series.

상기 보호회로는 상기 측정한 배터리 셀 전압을 기준 전압과 비교하고, 상기 측정한 배터리 셀 전압과 기준전압의 차이가 제1 임계값 이상인 경우, 상기 다수의 배터리 셀의 충전 또는 방전을 제어하는 충전 스위치 또는 방전 스위치를 턴 오프시키거나, 상기 다수의 배터리 셀의 대전류 경로에 배치된 퓨즈를 용단시키는 것을 특징으로 한다.Wherein the protection circuit compares the measured battery cell voltage with a reference voltage and controls charging or discharging of the plurality of battery cells when the difference between the measured battery cell voltage and the reference voltage is equal to or greater than a first threshold value, Or the discharge switch is turned off, or fuses arranged in the large current path of the plurality of battery cells are blown.

상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 다수의 배터리 셀 및 이의 보호회로를 포함하는 배터리 팩의 제어 방법은 적어도 2 이상의 직렬 및 병렬로 연결된 다수의 배터리 셀에 대해 상기 병렬로 연결된 적어도 2 이상의 배터리 셀 사이의 전류 흐름을 제한하는 단계; 상기 적어도 2 이상의 직렬로 연결된 적어도 2 이상의 배터리 셀 각각에 대해 배터리 셀 전압을 측정하는 단계; 및 상기 측정한 배터리 셀 전압을 기준 전압과 비교함으로써 상기 다수의 배터리 셀의 이상 유무를 판단하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a battery pack including a plurality of battery cells and a protection circuit therefor, the method comprising: Limiting current flow between the at least two battery cells connected in parallel; Measuring a battery cell voltage for each of at least two or more battery cells connected in series with each other; And comparing the measured battery cell voltage with a reference voltage to determine an abnormality of the plurality of battery cells.

상기 제어 방법은 상기 측정한 배터리 셀 전압과 기준 전압의 차이가 제1 임계값 이상인 경우, 상기 다수의 배터리 셀의 충전 또는 방전을 제어하는 충전 스위치 또는 방전 스위치를 턴 오프시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The control method further includes turning off a charging switch or a discharging switch for controlling charging or discharging of the plurality of battery cells when the difference between the measured battery cell voltage and the reference voltage is equal to or greater than a first threshold value .

상기 제어 방법은 상기 측정한 배터리 셀 전압과 기준 전압의 차이가 제1 임계값 이상인 경우, 상기 다수의 배터리 셀의 대전류 경로에 배치된 퓨즈를 용단시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The control method may further include fusing a fuse disposed in a large current path of the plurality of battery cells when the difference between the measured battery cell voltage and the reference voltage is equal to or greater than a first threshold value.

상기 제한 단계는 상기 다수의 배터리 셀의 충전 또는 방전시, 상기 다수의 배터리 셀의 대전류단 측의 제한된 전류 흐름을 해제시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The limiting step may further include canceling a limited current flow at the large current end side of the plurality of battery cells when charging or discharging the plurality of battery cells.

본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩은 특정 배터리 셀의 이상 유무를 정확하게 판단할 수 있다. The battery pack according to an embodiment of the present invention can accurately determine whether there is an abnormality in a specific battery cell.

또한, 직렬 및 병렬 연결된 다수의 배터리 셀에서, 전압 측정시 병렬 연결된 셀 들 간의 전류 흐름을 차단함으로써 특정 배터리 셀이 저전압인 경우에 나머지 병렬 연결된 배터리 셀 들을 통해 자동 충전되는 것을 방지하고, 직렬 연결된 배터리 셀의 전압을 각각 검출하여 특정 배터리 셀의 이상 유무를 정확하게 판단하고, 이에 따른 보호 조치를 취함으로써 배터리 팩의 안정성을 높일 수 있다.In addition, in a plurality of battery cells connected in series and in parallel, current flow between cells connected in parallel during voltage measurement is cut off, thereby preventing automatic charging through the remaining parallel-connected battery cells when the specific battery cell is at a low voltage, It is possible to accurately determine the presence or absence of an abnormality in a specific battery cell by detecting each of the voltages of the cells, and to take measures to protect the battery cell, thereby enhancing the stability of the battery pack.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩(100)의 회로도이다.
도 2는 도 1에 도시된 다수의 배터리 셀(100)의 연결 관계 및 배터리 셀의 전압 측정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리 팩의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
1 is a circuit diagram of a battery pack 100 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining the connection relationship of the plurality of battery cells 100 shown in FIG. 1 and the voltage measurement of the battery cell.
3 is a view for explaining a battery pack according to another embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a battery pack according to another embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of controlling a battery pack according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the embodiment of the present invention will be described, and descriptions of other parts may be omitted so as not to disturb the gist of the present invention.

또한, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
In addition, terms and words used in the following description and claims should not be construed to be limited to ordinary or dictionary meanings, but are to be construed in a manner consistent with the technical idea of the present invention As well as the concept.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩(100)의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a battery pack 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩(100)은 충전 가능한 배터리 셀(130)과 보호 회로를 포함하여 이루어지며, 휴대용 노트북 컴퓨터와 같은 외부 시스템에 탑재되어 배터리 셀(130)로의 충전 및 배터리 셀(130)에 의한 방전을 수행한다.Referring to FIG. 1, a battery pack 100 according to an embodiment of the present invention includes a rechargeable battery cell 130 and a protection circuit. The battery pack 100 is mounted on an external system such as a portable notebook computer, And discharge by the battery cell 130 are performed.

배터리 팩(100)은 배터리 셀(130), 배터리 셀(130)과 병렬로 연결되는 외부 단자(미 도시), 및 배터리 셀(130)과 상기 외부 단자 사이의 대전류 경로(High Current Path, 이하 'HCP'라 한다)에 직렬로 연결된 충전소자(140) 및 방전소자(150), 방전소자(150)와 상기 외부 단자 사이의 대전류 경로(HCP)에 직렬로 연결된 퓨즈(160), 배터리 셀(130)과 충전소자(140) 및 방전소자(150)와 병렬로 연결된 아날로그 프런트 엔드(Analog Front End, 이하 'AFE'라 한다)IC(120), 일단은 AFE IC(120)와 타단은 퓨즈(160)에 연결된 마이크로 컴퓨터(110)를 포함하는 보호 회로를 구비하여 이루어진다. 또한, 마이크로 컴퓨터(110) 또는 외부 시스템의 제어에 따라 퓨즈(160)를 용단시키기 위한 자가 보호 제어 장치(미 도시)를 더 포함할 수 있다. The battery pack 100 includes a battery cell 130, an external terminal (not shown) connected in parallel to the battery cell 130, and a high current path A fuse 160 connected in series with a high current path (HCP) between the discharging device 150 and the external terminal, a charging device 140 and a discharging device 150 connected in series to the battery cell 130 An analog front end (AFE) IC 120 connected in parallel with the charging device 140 and the discharging device 150, one end of the AFE IC 120 and the other end of the fuse 160 And a microcomputer 110 connected to the microcomputer 110. The microcomputer 110 may further include a self-protection control device (not shown) for fusing the fuse 160 under the control of the external system.

마이크로 컴퓨터(110)는 배터리 셀(130)을 과충전 및 과방전 상태로 판단했을 때, 상술한 바와 같이 충전소자(140) 및 방전소자(150)를 오프시키거나, 퓨즈(160)를 용단시켜 배터리 셀(130)의 과충전 및 과방전을 차단한다. 즉, 마이크로 컴퓨터(110)는 배터리 셀(130)을 과충전 및 과방전 상태로 판단하면 그에 대응하는 제어 신호를 출력하여 제어 스위치(미 도시)와 히터(미 도시)를 통해 퓨즈(160)를 용단시킨다. The microcomputer 110 turns off the charging device 140 and the discharging device 150 or fuses the fuse 160 as described above when the battery cell 130 is determined to be in an overcharged or overdischarged state, Thereby preventing the cell 130 from being overcharged or overdischarged. That is, when the microcomputer 110 determines that the battery cell 130 is in the overcharge or overdischarge state, the microcomputer 110 outputs a control signal corresponding to the overcurrent state and the overdischarge state to supply the fuse 160 through the control switch (not shown) .

상기와 같이 구성된 배터리 팩(100)은 외부 단자를 통해 외부 시스템과 연결되어 충전 또는 방전이 이루어진다. 상기 외부 단자와 배터리 셀(130) 사이의 대전류 경로(HCP)는 충방전 경로로 사용되며, 이 대전류 경로(HCP)를 통해 큰 전류가 흐른다. 이러한 배터리 팩(100)은 외부 시스템과의 통신을 위해 보호회로의 마이크로 컴퓨터(110)와 외부 단자 사이에는 SMBUS(System Management BUS)를 더 포함한다.The battery pack 100 constructed as described above is connected to an external system through an external terminal to perform charging or discharging. The large current path (HCP) between the external terminal and the battery cell 130 is used as a charge / discharge path, and a large current flows through the large current path (HCP). The battery pack 100 further includes an SMBUS (System Management Bus) between the microcomputer 110 and the external terminal of the protection circuit for communication with the external system.

여기서, 외부 단자를 통해 연결되는 외부 시스템은 휴대용 전자기기, 예를 들어 휴대용 노트북 컴퓨터로, 별도로 전원공급을 위한 어댑터를 포함할 수 있다. 이에, 외부 시스템이 어댑터와 연결되면, 외부 시스템은 어댑터의 의해 동작할 수 있으며, 어댑터의 전원은 외부 단자를 통해 대전류 경로(HCP)를 거쳐 배터리 셀(130)로 공급되어 배터리 셀(130)을 충전시킬 수 있다. 그리고 외부 시스템이 어댑터와 분리되면, 배터리 셀(130)로부터 외부 단자를 통해 외부 시스템의 부하로의 방전이 이루어질 수 있다. 즉, 상기 외부 단자에 어댑터가 연결된 외부 시스템이 연결되면, 충전 동작이 일어나며, 이때의 충전 경로는 어댑터로부터 외부 단자, 방전소자(150), 충전소자(140)를 거쳐 배터리 셀(130)로 이어진다. 상기 외부 시스템에서 어댑터가 분리되고 상기 외부 단자에 외부 시스템의 부하가 연결되면, 방전 동작이 일어나며, 이때의 방전 경로는 배터리 셀(130)로부터 충전소자(140), 방전소자(150), 외부 단자를 거쳐 외부 시스템의 부하로 이어진다.Here, the external system connected through the external terminal may include a portable electronic device, for example, a portable notebook computer, and an adapter for separately supplying power. When the external system is connected to the adapter, the external system can be operated by the adapter, and the power of the adapter is supplied to the battery cell 130 through the high current path (HCP) through the external terminal, Can be charged. When the external system is disconnected from the adapter, the discharge from the battery cell 130 to the load of the external system can be performed through the external terminal. That is, when an external system to which an adapter is connected is connected to the external terminal, a charging operation is performed. At this time, the charging path leads from the adapter to the battery cell 130 via the external terminal, the discharging device 150, the charging device 140 . When the adapter is disconnected from the external system and the load of the external system is connected to the external terminal, a discharging operation is performed. The discharging path starts from the battery cell 130 to the charging device 140, the discharging device 150, To the load of the external system.

여기서, 배터리 셀(130)은 충전 및 방전 가능한 2차 배터리 셀로, 도면에서 B+, B-는 대전류 단을 표시하고, 직렬로 연결된 배터리 셀의 양 끝단을 나타낸다. 이러한 배터리 셀(130)은 그 내부의 각종 정보, 즉, 셀의 온도, 셀의 충전 전압 및 셀에 흐르는 전류량 등의 셀 관련 정보를 AFE IC(120)에 출력한시킨다.Here, the battery cell 130 is a secondary battery cell that can be charged and discharged. In the figure, B + and B- denote the large current terminals and both ends of the series connected battery cells. The battery cell 130 outputs cell-related information such as the temperature of the cell, the charging voltage of the cell, and the amount of current flowing in the cell to the AFE IC 120.

충전소자(140) 및 방전소자(150)는 외부 단자와 배터리 셀(130) 사이의 대전류 경로(HCP) 상에 직렬로 연결되어 배터리 팩의 충전 또는 방전을 수행한다. 충전소자(140) 및 방전소자(150) 각각은 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor, 이하 'FET'라 한다)로 구성된다. The charging device 140 and the discharging device 150 are connected in series on the high current path (HCP) between the external terminal and the battery cell 130 to perform charging or discharging of the battery pack. Each of the charging device 140 and the discharging device 150 is composed of a field effect transistor (FET).

AFE IC(120)는 배터리 셀(130)과 충전소자(140) 및 방전소자(150) 사이에서 병렬로 연결되고, 배터리 셀(130)과 마이크로 컴퓨터(110) 사이에서 직렬로 연결된다. AFE IC(120)는 배터리 셀(130)의 전압을 검출하여 검출된 전압을 마이크로 컴퓨터(110)에 전달하고, 마이크로 컴퓨터(110)의 제어에 의해 상기 충전소자(140) 및 방전소자(150)의 동작을 제어한다.The AFE IC 120 is connected in parallel between the battery cell 130 and the charging device 140 and the discharging device 150 and is connected in series between the battery cell 130 and the microcomputer 110. The AFE IC 120 detects the voltage of the battery cell 130 and transmits the detected voltage to the microcomputer 110 and controls the charging device 140 and the discharging device 150 under the control of the microcomputer 110. [ .

마이크로 컴퓨터(110)는 AFE IC(120)와 외부 시스템 사이에 직렬로 연결되는 집적회로(Integrated Circuit)로서, AFE IC(120)를 통해 충전소자(140) 및 방전소자(150)를 제어함으로써 배터리 셀(130)의 과충전, 과방전 및 과전류를 차단하는 역할을 한다. 즉, 배터리 셀(130)로부터 AFE IC(120)를 통해 수신한 배터리 셀(130)의 전압을 내부에 설정된 전압 레벨 값과 비교하여, 비교 결과에 따른 제어신호를 AFE IC(120)로 출력하여 충전소자(140) 및 방전소자(150)를 온 또는 오프시킴으로써, 배터리 셀(130)의 과충전, 과방전을 차단한다.The microcomputer 110 is an integrated circuit that is connected in series between the AFE IC 120 and an external system and controls the charging device 140 and the discharging device 150 via the AFE IC 120, And overcharge, overdischarge, and overcurrent of the cell 130. That is, the voltage of the battery cell 130 received from the battery cell 130 via the AFE IC 120 is compared with the voltage level value set therein, and the control signal according to the comparison result is output to the AFE IC 120 The charging device 140 and the discharging device 150 are turned on or off to thereby prevent the battery cell 130 from being overcharged or overdischarged.

예를 들면, 마이크로 컴퓨터(110)로 수신된 배터리 셀(130)의 전압이 내부에 설정된 과충전 레벨 전압 값, 예를 들어 4.35V 이상이면, 마이크로 컴퓨터(110)는 과충전 상태로 판단하고 그에 대응하는 제어신호를 AFE IC(120)에 출력하여 충전소자(140)의 전계 효과 트랜지스터(FET1)를 오프시킨다. 그럼, 외부 시스템(200)의 어댑터(221)로부터 배터리 셀(130)로의 충전이 차단된다. 반대로, 마이크로 컴퓨터(110)로 수신된 배터리 셀(130)의 전압이 내부에 설정된 과방전 레벨 전압 값, 예를 들어 2.30V 이하이면, 마이크로 컴퓨터(110)는 과방전 상태로 판단하고 그에 대응하는 제어신호를 AFE IC(120)에 출력하여 방전소자(150)의 전계 효과 트랜지스터(FET2)를 오프시킨다. 그럼, 배터리 셀(130)로부터 외부 시스템의 부하로의 방전이 차단된다. 여기서는, 마이크로 컴퓨터(110)의 제어에 따라 AFE IC(120)가 충전 소자(140) 또는 방전 소자(150)의 스위칭을 제어하는 것으로 설명하였지만, 마이크로 컴퓨터(110)가 직접 충전 소자(140) 또는 방전 소자(150)의 스위칭 동작을 제어할 수도 있다.For example, when the voltage of the battery cell 130 received by the microcomputer 110 is the overcharge level voltage value set in the internal circuit, for example, 4.35 V or more, the microcomputer 110 determines that the battery cell 130 is overcharged, And outputs a control signal to the AFE IC 120 to turn off the field effect transistor FET1 of the charging device 140. [ Then, the charging of the external system 200 from the adapter 221 to the battery cell 130 is interrupted. On the contrary, if the voltage of the battery cell 130 received by the microcomputer 110 is the over-discharge level voltage value, for example, 2.30 V or less set in the microcomputer 110, the microcomputer 110 determines that the over- And outputs a control signal to the AFE IC 120 to turn off the field effect transistor FET2 of the discharging element 150. [ Then, the discharge from the battery cell 130 to the load of the external system is cut off. The AFE IC 120 controls the switching of the charging device 140 or the discharging device 150 under the control of the microcomputer 110. The microcomputer 110 may directly control the switching of the charging device 140 or the discharging device 150, The switching operation of the discharging element 150 may be controlled.

도 2는 도 1에 도시된 다수의 배터리 셀(100)의 연결 관계 및 배터리 셀의 전압 측정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a view for explaining the connection relationship of the plurality of battery cells 100 shown in FIG. 1 and the voltage measurement of the battery cell.

도 1 및 2를 함께 참조하면, 다수의 배터리 셀(231 내지 236)이 직렬 및 병렬로 접속되어 있고, 배터리 셀(231)과 배터리 셀(234), 배터리 셀(232)과 배터리 셀(235), 및 배터리 셀(233)과 배터리 셀(236), 즉 병렬 연결된 배터리 셀의 전압을 AFE IC(120)가 측정하고, 측정한 배터리 셀 전압(V1, V2, V3)을 마이크로 컴퓨터(110)에 전달한다. 여기서, 측정한 전압은 병렬 연결된 배터리 셀의 전압이다. 마이크로 컴퓨터(110)는 측정 전압과 기준 전압을 비교하여 과충전 또는 과방전을 판단한다. 그리고 설정된 기준 레벨에 따라 배터리 팩(100)의 보호 조치, 예를 들면 충전 소자(140) 또는 방전 소자(150)를 오프시키거나, 퓨즈를 용단시키는 등의 조치를 취한다. 하지만, 병렬 연결된 배터리 셀 전압을 측정하는 경우, 각각의 병렬 연결된 배터리 셀 전압(V1,V2,V3)을 감지하여 보호하기 때문에, 특정 배터리 셀, 예를 들면 배터리 셀(232)이 저전압인 경우에도, 이와 병렬 연결된 배터리 셀(235)로부터 자동 충전되기 때문에, 배터리 셀(232)이 저전압 상태라는 것을 파악하고, 이에 대응하기가 어렵다는 문제가 있다. 특히, 여기서는 2 병렬 연결된 것을 설명하였지만, 배터리 용량을 늘리기 위해, 그 이상의 개수, 예를 들면 4 병렬 이상으로 연결된 경우에는 4개의 배터리 셀 중 어느 것이 불량 또는 저전압인지를 파악하기가 더욱 어렵다.
1 and 2, a plurality of battery cells 231 to 236 are connected in series and in parallel, and the battery cells 231 and the battery cells 234, the battery cells 232 and the battery cells 235, And the AFE IC 120 measures the voltages of the battery cells 233 and the battery cells 236 or the battery cells 236 connected in parallel to each other and measures the measured battery cell voltages V1, V2, and V3 to the microcomputer 110 . Here, the measured voltage is the voltage of the battery cells connected in parallel. The microcomputer 110 compares the measured voltage with the reference voltage to determine overcharge or overdischarge. The protection measures of the battery pack 100, for example, turning off the charging device 140 or the discharging device 150, and blowing the fuse are taken according to the set reference level. However, when the voltage of the parallel-connected battery cell is measured, since the voltage of each of the parallel-connected battery cells V1, V2 and V3 is sensed and protected, even when a specific battery cell, for example, , The battery cell 232 is automatically charged from the battery cell 235 connected in parallel thereto. Therefore, there is a problem in that it is difficult to recognize that the battery cell 232 is in a low-voltage state and cope with it. In particular, although two parallel connections are described here, it is more difficult to determine which one of the four battery cells is defective or under-voltage in order to increase the battery capacity.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a battery pack according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 다수의 배터리 셀(331 내지 336)이 직렬 및 병렬로 접속되어 있고, 병렬 연결된 배터리 셀들(331 및 334, 332 및 335, 333 및 336)의 양극들 사이에 각각 전류 제한 소자들(337 내지 339)이 접속되어 있다. 즉, 이러한 구성을 통해 병렬 연결된 셀들 간의 전류 흐름을 차단함으로써 특정 배터리 셀이 저전압인 경우에 나머지 병렬 연결된 배터리 셀들을 통해 자동 충전되는 것을 방지한다.3, a plurality of battery cells 331 to 336 are connected in series and in parallel, and between the anodes of the parallel-connected battery cells 331 and 334, 332 and 335, 333 and 336, 337 to 339 are connected. That is, by preventing current flow between the cells connected in parallel through such a configuration, it is prevented that the specific battery cell is automatically charged through the remaining parallel-connected battery cells when the voltage is low.

도 1 및 3을 함께 참조하면, 다수의 배터리 셀(331 내지 336)이 직렬 및 병렬로 접속되어 있고, 배터리 셀(331)과 배터리 셀(334), 배터리 셀(332)과 배터리 셀(335), 및 배터리 셀(333)과 배터리 셀(336) 사이에 각각 전류 제한 소자들(337 내지 339)이 접속되어 있다. 여기서, 직렬 연결된 배터리 셀들(331,332,333)의 전압(V3a)과 직렬 연결된 배터리 셀들(334,335,336)의 전압(V3b)을 AFE IC(120)가 측정하고, 측정한 배터리 셀 전압(V3a, V3b)을 마이크로 컴퓨터(110)에 전달한다. 여기서, 측정한 전압은 직렬 연결된 배터리 셀의 전압이다. 마이크로 컴퓨터(110)는 측정 전압과 기준 전압을 비교하여 과충전 또는 과방전을 판단한다. 그리고 설정된 기준 레벨에 따라 배터리 팩(100)의 보호 조치, 예를 들면 충전 소자(140) 또는 방전 소자(150)를 오프시키거나, 퓨즈를 용단시키는 조치를 취한다. 따라서, 특정 배터리 셀(332)의 불균형 또는 저전압인 경우에 직렬 연결된 배터리 셀 전압(V3a)을 측정하여 기준 전압과 비교함으로써 이상 유무를 알 수 있다. 예를 들면, 다수의 배터리 셀(331 내지 336)의 전압이 3V가 정상 범위인 경우에, 배터리 셀(332)이 2.8V이고, 배터리 셀(335)이 3.2V인 경우라면, 배터리 셀(332)은 과방전 상태이고, 배터리 셀(335)은 과충전 상태라고 판단할 수 있다. 이 경우, 도 2에 도시된 방법과 같이 병렬 연결된 배터리 셀 전압을 측정한다면 전체 배터리 셀 전압이 9V로 정상범위 내라고 판단하게 된다. 하지만, 도 3에 도시된 방법과 같이 직렬 연결된 배터리 셀 전압(V3a 및 V3b)을 측정하기 때문에, V3a는 8.8V이고, V3b는 9.2V로 측정하게 되며, 정상 범위인 9.0V를 벗어나는 것으로 판단한다. 즉, 측정한 직렬 연결된 배터리 전압 값이 8.8V 또는 9.2V이고, 기준 전압 값이 9V이고, 차이를 판단하는 임계값을 0.2V라고 한다면, 측정한 전압 값과 기준 전압 값의 차이는 ±0.2 V이고, 이는 임계값 이상이므로 정상 범위를 벗어나는 것으로 판단하여 보호 동작, 충방전 금지 또는 퓨즈 용단 등의 조치를 취할 수 있다.1 and 3 together, a plurality of battery cells 331 to 336 are connected in series and in parallel, and the battery cells 331 and the battery cells 334, the battery cells 332 and the battery cells 335, And current limiting elements 337 to 339 are connected between the battery cell 333 and the battery cell 336, respectively. The AFE IC 120 measures the voltage V3a of the series connected battery cells 331, 332 and 333 and the voltage V3b of the battery cells 334, 335 and 336 connected in series and measures the battery cell voltages V3a and V3b, (110). Here, the measured voltage is the voltage of the battery cell connected in series. The microcomputer 110 compares the measured voltage with the reference voltage to determine overcharge or overdischarge. The protection measures of the battery pack 100, for example, the charging device 140 or the discharging device 150 are turned off or the fuse is blown in accordance with the set reference level. Therefore, when the specific battery cell 332 is unbalanced or under-voltage, the battery cell voltage V3a connected in series is measured and compared with the reference voltage to determine whether or not an abnormality exists. For example, if the voltage of the battery cells 331 to 336 is in the normal range of 3V, if the battery cell 332 is 2.8V and the battery cell 335 is 3.2V, the battery cell 332 Is in an overdischarge state, and the battery cell 335 can be determined to be in an overcharged state. In this case, if the voltage of the battery cells connected in parallel is measured as shown in FIG. 2, it is judged that the entire battery cell voltage is in the normal range of 9V. However, since the series-connected battery cell voltages V3a and V3b are measured in the manner shown in FIG. 3, it is determined that V3a is 8.8 V, V3b is 9.2 V, and the voltage falls outside the normal range of 9.0 V . That is, if the measured value of the series-connected battery is 8.8 V or 9.2 V, the reference voltage value is 9 V, and the threshold value for determining the difference is 0.2 V, the difference between the measured voltage value and the reference voltage value is ± 0.2 V It is judged that it is out of the normal range because it is equal to or higher than the threshold value, so that it is possible to take measures such as protection operation, charging / discharging prohibition, fuse blowing or the like.

도 3에 도시된 전류 제한 소자(337 내지 339)는 저항일 수 있으며, 특히, PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자일 수 있다. PTC 소자는 특정 온도에 도달하면 온도 상승에 대하여 급격히 저항값이 증가하는 정 특성 계수를 갖는 소자로서, BaTiO3를 주성분으로 하고 도펀트를 첨가해서 도전성을 갖게 한 N형 반도체의 하나이다. 본 발명의 일 실시 예에서, 저항 또는 PTC 소자를 예로써 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 병렬 연결된 배터리 셀 간의 전류 흐름을 제한할 수 있는 소자는 본 발명의 범위에 포함된다.
The current limiting elements 337 to 339 shown in FIG. 3 may be a resistor, and in particular, may be a PTC (Positive Temperature Coefficient) element. A PTC device is a device with a constant coefficient of characteristic which rapidly increases its resistance value against temperature rise when a certain temperature is reached. It is one of N-type semiconductors in which BaTiO 3 is the main component and dopant is added to make it conductive. In one embodiment of the present invention, a resistor or a PTC device is described as an example, but the present invention is not limited thereto, and an element that can restrict the current flow between parallel-connected battery cells is included in the scope of the present invention.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a battery pack according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 다수의 배터리 셀(431 내지 436)이 직렬 및 병렬로 접속되어 있고, 병렬 연결된 배터리 셀들(431 및 434, 432 및 435, 433 및 436)의 양극들 사이에 각각 전류 제한 소자들(437 내지 439)이 접속되어 있다. 또한, 전류 제한 소자(437)와 병렬로 접속된 스위치(440)가 도시되어 있다. 즉, 이러한 구성을 통해 병렬 연결된 셀들 간의 전류 흐름을 차단함으로써 특정 배터리 셀이 저전압인 경우에 나머지 병렬 연결된 배터리 셀들을 통해 자동 충전되는 것을 방지함과 동시에, 배터리 셀(430)의 충전 또는 방전시에는 스위치(440)를 턴 온시켜 전류 제한 소자를 단락시킴으로써 차단된 전류 흐름을 해제시켜 배터리 셀(430)로의 충전 전류 또는 배터리 셀(430)로부터의 방전 전류의 흐름을 제한하지 않도록 한다. 이를 위해, 대전류가 나가는 측, 즉 대전류단 측에 배치된 전류 제한 소자(437)를 통한 전류 제한을 해제시킨다. 즉, 배터리 셀(430)의 전압 검출 시에는 스위치는 턴 오프 상태를 유지하고, 충전 또는 방전시에만 턴 온 되어 전류 제한을 해제시킨다.4, a plurality of battery cells 431 to 436 are connected in series and in parallel, and between the anodes of the parallel-connected battery cells 431 and 434, 432 and 435, 433 and 436, 437 to 439 are connected. Also shown is a switch 440 connected in parallel with the current limiting element 437. [ That is, by preventing current flow between the cells connected in parallel through such a configuration, it is possible to prevent the battery cells 430 from being automatically charged through the remaining parallel-connected battery cells when the specific battery cell is at a low voltage, and at the time of charging or discharging the battery cell 430 The switch 440 is turned on so that the current limiting element is short-circuited to release the flow of the cut-off current so as not to restrict the charging current to the battery cell 430 or the flow of the discharging current from the battery cell 430. To this end, the current limitation through the current limiting element 437 disposed on the side where the large current flows out, that is, the large current end side is released. That is, at the time of detecting the voltage of the battery cell 430, the switch maintains the turn-off state and turns on only at the time of charging or discharging to release the current limitation.

이러한 스위치(440)는 설정에 따라 나머지 전류 제한 소자들(438 및 439)과도 병렬로 접속되도록 추가할 수 있다. 또한, 스위치(440)는 FET를 사용할 수 있으며, 제어 신호(control signal)에 의해 턴 온 또는 턴 오프되며, 이러한 제어 신호는 도 1에 도시된 AFE IC(120) 또는 마이크로 컴퓨터(110)로부터 전달될 수 있다.
Such a switch 440 may be added to be connected in parallel with the remaining current limiting elements 438 and 439 according to the setting. Also, the switch 440 may use a FET and may be turned on or off by a control signal, which is transmitted from the AFE IC 120 or the microcomputer 110 shown in FIG. 1 .

도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리 팩의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a method of controlling a battery pack according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 단계 500 및 502에서, 2 이상의 직렬 및 병렬로 연결된 다수의 배터리 셀에 대해, 2 이상의 병렬로 연결된 배터리 셀 사이의 전류 흐름을 제한한다. 여기서, 2 이상의 병렬로 연결된 배터리 셀 사이에 전류 제한 소자, 예를 들면 PTC 소자를 배치함으로써 배터리 셀의 온도 상승에 따라 증가한 저항 성분으로 인하여 병렬 연결된 배터리 셀 사이의 전류 흐름을 제한한다.Referring to FIG. 5, in steps 500 and 502, for multiple battery cells connected in series and in parallel, current flow between two or more battery cells connected in parallel is limited. By disposing a current limiting element, for example, a PTC element, between two or more battery cells connected in parallel, current flow between the battery cells connected in parallel is limited due to the increased resistance component due to the temperature rise of the battery cell.

단계 504에서, 배터리 셀의 충전 또는 방전 상태인지를 판단하고, 충전 또는 방전 상태인 경우에는 단계 514로 진행하여 대전류단 측의 제한된 전류 흐름을 해제하여 배터리 셀로의 충전 전류 또는 배터리 셀로부터의 방전 전류가 제한되지 않도록 한다.In step 504, it is determined whether the battery cell is charged or discharged. If the battery cell is in the charging or discharging state, the flow advances to step 514 to release the limited current flow on the large current side to determine the charging current to the battery cell or the discharging current Is not limited.

단계 504에서, 충전 또는 방전 상태가 아닌 경우에는, 단계 506에서, 배터리 셀 전압 측정 단계인지 판단한다. 배터리 셀 전압 측정은 주기적 또는 비주기적으로 보호회로 측에서 모니터링을 통해 수행할 수 있다. 단계 508에서, 2 이상의 직렬 연결된 배터리 셀의 전압을 측정한다. 단계 502에서, 2 이상의 병렬 연결된 배터리 셀 사이의 전류 흐름이 차단되었으므로, 병렬 연결된 배터리 셀 간의 자동 충전의 문제는 발생하지 않는다. 따라서, 직렬 연결된 배터리 셀 전압의 측정을 통해 특정 배터리 셀의 불균형 또는 저전압 상태임을 판단할 수 있다. 이를 위해, 단계 510에서, 측정한 배터리 셀 전압과 기준 전압을 비교하여, 측정한 배터리 셀 전압, 즉 측정한 직렬 연결된 배터리 셀 전압과 기준 전압의 차이가 제1 임계값 이상인 경우에는 단계 512에서, 충전 또는 방전 스위치를 오프시키거나, 대전류 경로 상에 배치된 퓨즈를 용단시킴으로써 배터리 팩의 안정성을 확보할 수 있다. 여기서, 제1 임계값은 임의로 결정할 수 있는 값이며, 배터리 팩의 안정성 설계 사양에 따라 다르게 결정할 수 있는 값이다. 예를 들면, 2 이상의 직렬 및 병렬 연결된 배터리 셀의 전압을 측정하는 경우, 어느 한 직렬 배터리 셀 전압을 8.8V 또는 9.2V로 측정하더라도, 이를 기준 전압 값, 예를 들면 9V와 비교하여 일정한 차이, 예를 들면 0.2V 이상이므로, 이는 정상 범위를 벗어나는 것으로 판단하여 보호 동작, 충방전 금지 또는 퓨즈 용단 등의 조치를 취할 수 있다.If it is determined in step 504 that the battery is not in the charging or discharging state, it is determined in step 506 whether it is the battery cell voltage measuring step. Battery cell voltage measurement can be performed periodically or non-periodically by monitoring on the protection circuit side. In step 508, the voltage of two or more series-connected battery cells is measured. In step 502, since the current flow between two or more parallel-connected battery cells is interrupted, the problem of automatic charging among the parallel-connected battery cells does not occur. Thus, it can be determined that the specific battery cell is in an unbalanced state or a low-voltage state through measurement of the series-connected battery cell voltage. If the measured battery cell voltage, that is, the difference between the measured battery cell voltage and the reference voltage is equal to or greater than the first threshold value in step 510, The stability of the battery pack can be ensured by turning off the charging or discharging switch or blowing the fuse arranged on the large current path. Here, the first threshold value is a value that can be arbitrarily determined, and can be determined differently according to the stability design specification of the battery pack. For example, when measuring the voltage of two or more series-connected and parallel-connected battery cells, even if one of the series battery cell voltages is measured at 8.8 V or 9.2 V, it is compared with a reference voltage value, For example, 0.2 V or more, it is determined that the voltage falls outside the normal range, and protection actions, charging / discharging inhibition, fuse blowing, and the like can be taken.

한편, 본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.Meanwhile, the present invention can be embodied in computer readable code on a computer readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.Examples of the computer-readable recording medium include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, and the like. In addition, the computer-readable recording medium may be distributed over network-connected computer systems so that computer readable codes can be stored and executed in a distributed manner. In addition, functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily deduced by programmers skilled in the art to which the present invention belongs.

이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.The present invention has been described above with reference to preferred embodiments. It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in various other forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Therefore, the above-described embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is indicated by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

100: 배터리 팩
110: 마이크로 컴퓨터
120: AFE IC
130,230,330,430: 배터리 셀
140: 충전 소자
150: 방전 소자
337,338,339: 전류 제한 소자
440: 스위치
100: Battery pack
110: microcomputer
120: AFE IC
130, 230, 330,
140: charging element
150: discharge element
337, 338, 339:
440: Switch

Claims (8)

직렬 및 병렬로 연결되는 복수의 배터리 셀들;
상기 복수의 배터리 셀들 중에서 병렬로 연결된 배터리 셀들 사이에 각각 접속되는 전류 제한 소자들;
상기 전류 제한 소자들 중 적어도 하나의 전류 제한 소자와 병렬로 연결되어, 턴 온 시에 상기 적어도 하나의 전류 제한 소자를 단락시키는 적어도 하나의 스위치; 및
상기 복수의 배터리 셀들 중에서 적어도 2 이상의 직렬로 연결된 배터리 셀들에 대해 배터리 셀 전압들을 각각 측정하는 보호회로를 포함하는 배터리 팩.
A plurality of battery cells connected in series and in parallel;
Current limiting elements connected between battery cells connected in parallel among the plurality of battery cells;
At least one switch connected in parallel with at least one current limiting element of the current limiting elements to short-circuit the at least one current limiting element upon turn-on; And
And a protection circuit for measuring battery cell voltages for at least two or more serially connected battery cells among the plurality of battery cells.
제1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 스위치는 상기 전류 제한 소자들과 각각 병렬로 연결되는 복수의 스위치들을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
The method according to claim 1,
Wherein the at least one switch includes a plurality of switches connected in parallel with the current limiting elements.
제1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 스위치는 상기 복수의 배터리 셀들의 충전 또는 방전 시에 턴 온 되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
The method according to claim 1,
Wherein the at least one switch is turned on when charging or discharging the plurality of battery cells.
제1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 스위치는 상기 보호회로가 상기 적어도 2 이상의 직렬로 연결된 배터리 셀들에 대해 배터리 셀 전압들을 각각 측정할 때 턴 오프 되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
The method according to claim 1,
Wherein the at least one switch is turned off when the protection circuit measures the battery cell voltages for the at least two or more serially connected battery cells.
제1 항에 있어서,
상기 보호회로는 상기 복수의 배터리 셀들의 충전과 방전을 각각 제어하기 위한 충전 스위치와 방전 스위치, 및 퓨즈를 포함하고,
상기 충전 스위치와 방전 스위치, 및 퓨즈는 상기 복수의 배터리 셀들의 대전류 경로 상에 배치되고,
상기 보호회로는 상기 측정한 배터리 셀 전압들과 기준 전압과 비교하고, 상기 측정한 배터리 셀 전압들과 상기 기준 전압의 차이가 제1 임계값 이상인 경우, 상기 충전 스위치 또는 상기 방전 스위치를 턴 오프 시키거나, 상기 퓨즈를 용단시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
The method according to claim 1,
Wherein the protection circuit includes a charging switch and a discharging switch for controlling charging and discharging of the plurality of battery cells, respectively, and a fuse,
Wherein the charging switch, the discharging switch, and the fuse are disposed on a large current path of the plurality of battery cells,
Wherein the protection circuit compares the measured battery cell voltages with a reference voltage and turns off the charging switch or the discharging switch when the difference between the measured battery cell voltages and the reference voltage is equal to or greater than a first threshold value Or fuses the fuse.
제1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 스위치는 FET(Field Effect Transistor)인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
The method according to claim 1,
Wherein the at least one switch is a field effect transistor (FET).
제1 항에 있어서,
상기 전류 제한 소자는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
The method according to claim 1,
Wherein the current limiting element is a PTC (Positive Temperature Coefficient) element.
제1 항에 있어서,
상기 병렬로 연결된 배터리 셀들은 모두 동일 종류인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
The method according to claim 1,
And the battery cells connected in parallel are all the same type.
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