KR101863092B1 - 배터리 충전 제어 방법, 및 이를 적용한 배터리 팩 - Google Patents

배터리 충전 제어 방법, 및 이를 적용한 배터리 팩 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예들은 배터리 충전 제어 방법, 및 이를 적용한 배터리 팩에 관한 것이다. 배터리 충전 제어 방법은 배터리 충전을 제어하는 방법으로서, 기준 시간 동안 배터리의 충방전 사이클 증가 횟수를 카운트하는 단계, 상기 카운트된 충방전 사이클 증가 횟수에 따라 상기 배터리의 사용자 타입을 결정하는 단계 및 상기 결정된 사용자 타입에 따라 상기 배터리 충전 전압을 제1 기준 전압으로부터 제2 기준 전압까지 단계적으로 감소시키는 단계를 포함한다.

Description

배터리 충전 제어 방법, 및 이를 적용한 배터리 팩{Method for controlling battery charging and battery pack being applied the method}
본 발명의 일 실시 예들은 배터리 충전 제어 방법, 및 이를 적용한 배터리 팩에 관한 것이다.
휴대용 전자기기, 예를 들어, 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북 등이 널리 사용됨에 따라서 이들 휴대용 전자기기를 동작시키기 위한 전원을 공급하는 배터리에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있다. 배터리는 배터리의 충전 및 방전을 제어하는 보호회로와 함께 배터리 팩 형태로 제공되며, 배터리를 효율적으로 그리고 안전하게 충전 또는 방전하기 위한 보호회로에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다.
국내 공개 특허공보 제2010-0097917
본 발명이 해결하고자 하는 기술적인 과제는 배터리의 사용자 타입을 결정하고, 결정된 배터리 사용자 타입에 따라 배터리 충전 전압을 조정하여, 배터리의 초기 용량을 보존하면서 배터리 사용 기간을 늘릴 수 있는 배터리 충전 제어 방법, 및 이를 적용한 배터리 팩을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 따른 배터리 충전 제어 방법은 배터리 충전을 제어하는 방법으로서, 기준 시간 동안 배터리의 충방전 사이클 증가 횟수를 카운트하는 단계; 상기 카운트된 충방전 사이클 증가 횟수에 따라 상기 배터리의 사용자 타입을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 사용자 타입에 따라 상기 배터리 충전 전압을 제1 기준 전압으로부터 제2 기준 전압까지 단계적으로 감소시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 사용자 타입을 결정하는 단계는 상기 기준 시간 동안 상기 배터리의 충방전 사이클 증가 횟수가 N회 이상이면 배터리에 의해 구동되고 있는 배터리 사용자 타입으로 결정하는 단계; 및 상기 기준 시간 동안 상태 배터리의 충방전 사이클 증가 횟수가 N회 미만이면 어댑터를 통한 AC에 의해 구동되고 있는 AC 사용자 타입으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 기준 전압은 상기 배터리를 만 충전시키는 전압인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 기준전압은 상기 배터리의 충방전 사이클이 기준 사이클 이상일 때의 충전 전압인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 기준 전압은 상기 배터리의 사용시간이 기준 시간을 초과할 때의 충전 전압인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 결정된 사용자 타입이 배터리 사용자 타입이고, 상기 배터리의 충방전 사이클 횟수가 기준 사이클을 초과하면 상기 배터리의 충전 전압 감소 동작을 중단시키고 일정한 충전 전압을 유지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 사용자 타입이 AC 사용자 타입이고, 상기 배터리 사용시간이 기준시가을 초과하면 상기 배터리의 충전 전압 감소 동작을 중단시키고 일정한 충전 전압을 유지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 따른 배터리 충전 제어 방법을 적용한 배터리 팩은 충전 가능한 배터리; 상기 배터리의 충전 전압을 조정하는 전압 조정부; 및 상기 배터리의 사용자 타입을 결정하고, 결정된 사용자 타입에 따라 상기 전압 조정부로 상기 배터리의 충전 전압을 단계적으로 감소시키는 제어 신호를 출력하는 배터리 관리부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 배터리 관리부는 상기 기준 시간 동안 상기 배터리의 충방전 사이클 증가 횟수가 N회 이상이면 배터리에 의해 구동되고 있는 배터리 사용자 타입으로 판단하고, 상기 기준 시간 동안 상태 배터리의 충방전 사이클 증가 횟수가 N회 미만이면 어댑터를 통한 AC에 의해 구동되고 있는 AC 사용자 타입으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 배터리 관리부는 상기 결정된 사용자 타입이 배터리 사용자 타입인 경우, 상기 배터리의 충방전 사이클 횟수가 기준 사이클을 초과하면 상기 배터리의 충전 전압 감소 동작을 중단시키고 일정한 충전 전압을 유지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 배터리 관리부는 상기 사용자 타입이 AC 사용자 타입인 경우, 상기 배터리 사용시간이 기준시간을 초과하면 상기 배터리의 충전 전압 감소 동작을 중단시키고 일정한 충전 전압을 유지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 배터리 관리부는 상기 배터리 사용시간을 측정하는 타이머; 상기 배터리의 충방전 사이클을 카운트 하는 카운터; 기준 시간 동안 상기 카운터가 카운트한 배터리의 충방전 사이클 증가 횟수로부터 사용자 타입을 결정하는 사용자 타입 결정부; 및 상기 결정된 사용자 타입에 따라 상기 배터리 충전 전압을 제1 기준 전압으로부터 제2 기준 전압까지 단계적으로 감소시키는 제어 신호를 상기 전압 조정부로 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 기준 전압은 상기 배터리를 만 충전시키는 전압인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 기준전압은 상기 배터리의 충방전 사이클이 기준 사이클 이상일 때의 충전 전압인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 기준 전압은 상기 배터리의 사용시간이 기준 시간을 초과할 때의 충전 전압인 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 배터리의 사용자 타입을 결정하고, 결정된 배터리 사용자 타입에 따라 배터리 충전 전압을 조정함으로써, 배터리의 초기 용량을 보존하면서 배터리 사용 기간을 늘릴 수 있는 효과를 창출한다.
도 1은 본 발명에 따른 배터리 팩이 장착된 휴대용 전자기기 중 노트북을 보이는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2 중 배터리 관리부의 상세도 이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리의 충전 제어 방법을 나타내는 흐름도 이다.
도 5는 도 4 중 일 실시 예에 따른 배터리의 충전 전압 감소 중단 방법을 나타내는 흐름도 이다.
도 6은 도 4 중 다른 실시 예에 따른 배터리의 충전 전압 감소 중단 방법을 나타내는 흐름도 이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 배터리 팩이 장착된 휴대용 전자기기 중 노트북을 보이는 도면이다.
도 1을 참조하면 노트북은 휴대하여 사용할 수 있도록 제조된 것으로, 노트북은 어댑터(2)를 이용하여 AC 전원을 공급 받아 사용하거나, 어댑터(2) 없이 배터리 팩(1)으로부터 전원을 공급 받아 사용할 수 있다. 또한 어댑터(2)를 이용하여 배터리 팩(1)을 충전할 수 있다. 본 실시 예에서는 기준시간 이상 어댑터(2)를 이용하여 AC 전원을 공급 받아 노트북을 구동하는 경우를 AC 사용자 모드로, 기준시간 이상 배터리 팩(1)으로부터 전원을 공급 받아 노트북을 구동하는 경우를 배터리 사용자 모드라 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩(1)을 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 배터리 팩(1)은 배터리(10), 배터리 관리부(battery management system, 이하 BMS라 한다)(20), 충전 제어 스위치(30), 방전 제어 스위치(31), 퓨즈(40), 퓨즈 제어 스위치(50), 단자부(60), 전압 조정부(70)를 포함한다.
배터리(10)는 배터리 팩(1)이 장착되는 전자기기에 저장된 전력을 공급한다. 도 1을 참조하면 배터리(10)는 노트북에 장착되어 노트북에 전력을 공급한다. 또한 충전기가 배터리 팩(1)에 연결되어 있는 경우 배터리(10)는 외부 전력에 의하여 충전될 수 있다. 도 1을 참조하여 배터리(10)는 어댑터(2)에 의해 충전될 수 있다. 배터리(10)는 적어도 하나의 배터리 셀(11)을 포함할 수 있다. 배터리 셀(11)은 니켈-카드뮴 전지(nickel-cadmium battery), 납 축전지, 니켈-수소 전지(NiMH: nickel metal hydride battery), 리튬-이온 전지(lithium ion battery), 리튬 폴리머 전지(lithium polymer battery) 등의 충전 가능한 이차 전지일 수 있다.
BMS(20)는 배터리(10)의 충전 및 방전 제어, 배터리(10)에 포함된 배터리 셀(11)의 밸런싱 제어 등의 기능을 수행한다. 또한 BMS(20)는 충전 전류 값을 인가 받고, 인가 받은 충전 전류 값을 적산하여 배터리(10)의 충전 상태(SOC: state of charge)를 계산할 수 있다. BMS(20)는 계산한 충전 상태를 통하여 충전량을 판단한다. 그 밖에 본 실시 예에서 BMS(20)는 기준 시간 동안 배터리(10)의 충방전 사이클 횟수를 카운트하여 배터리(10)를 주로 사용하는 배터리 사용자 타입인지 어댑터(2)를 이용한 AC 사용자 타입인지를 결정하고, 결정된 사용자 타입에 따라 배터리(10)의 충전 전압을 단계적으로 감소시킨다. 이러한 BMS(20) 동작은 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.
BMS(20)는 전원 전압이 인가되는 전원 단자(VDD), 그라운드 전압이 인가되는 그라운드 단자(VSS), 충전 제어 단자(CHG), 방전 제어 단자(DCG), 퓨즈 제어 단자(FC), 데이터 출력 단자(DO), 전압 조정 제어 신호 출력 단자(VD) 등을 포함할 수 있다.
BMS(20)는 배터리 팩(1)에 이상이 있는 경우, 충전 제어 스위치(30)의 동작을 제어하는 충전 제어신호 또는 방전 제어 스위치(31)의 동작을 제어하는 방전 제어 신호를 생성한다. 생성한 충전 제어 신호 또는 방전 제어 신호는 충전 제어 단자(CHG)와 방전 제어 단자(DCG)를 통하여 각각 외부로 출력된다.
BMS(20)는 퓨즈(40)를 차단하기 위하여, 퓨즈 차단 스위치(50)에 인가되는 퓨즈 차단 신호를 생성한다. 생성한 퓨즈 차단 신호는 퓨즈 제어 단자(FC)를 통하여 외부로 출력된다.
BMS(20)는 배터리(10)의 충전량에 대한 데이터나, 기타 각종 데이터를 데이터 출력 단자(D0)를 통하여 외부 장치, 예를 들어 배터리 팩(1)이 연결되는 전자기기나 충전기로 전송할 수 있다.
도 2에서는 BMS(20)가 배터리 팩(1) 내의 각 구성을 모두 제어하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 배터리(10)의 상태를 모니터링 하고, 충전 제어 스위치(30) 및 방전 제어 스위치(31)의 동작을 제어하는 아날로그 프론트 엔드(미도시)를 더 포함하고, BMS(20)가 아날로그 프론트 엔드를 제어 하도록 구성할 수도 있다.
충전 제어 스위치(30)는 배터리 팩(1)에 이상이 발생할 때, BMS(20)의 제어에 의하여 충전 전류를 차단한다. 방전 제어 스위치(31)는 배터리 팩(1)에 이상이 발생할 때, BMS(20)의 제어에 의하여 방전 전류를 차단한다.
충전 제어 스위치(30)는 전계 효과 트랜지스터 FET1과 기생 다이오드 D1을 포함한다. FET1은 양극 단자(61)로부터 배터리(10) 또는 배터리(10)로부터 음극 단자(62)로의 전류 흐름을 제한하도록 접속된다. 즉, FET1을 사용하여 충전 전류가 흐르는 것을 차단한다. 이때 기생 다이오드 D1을 통하여 방전 전류가 흐를 수 있도록 FET1을 형성한다.
방전 제어 스위치(31)는 전계 효과 트랜지스터 FET2와 기생 다이오드 D2를 포함한다. FET2는 음극 단자(62)로부터 배터리(10) 또는 배터리(10)로부터 양극 단자(61)로의 전류 흐름을 제한하도록 접속된다. 즉 FET2를 사용하여 방전 전류가 흐르는 것을 차단한다. 이 때 기생 다이오드 D2를 통하여 충전 전류가 흐를 수 있도록 FET2를 형성한다. FET2의 소스 전극과 드레인 전극의 접속 방향은 FET1의 소스 전극과 드레인 전극의 접속 방향과 반대이다.
충전 제어 스위치(30) 및 방전 제어 스위치(31)는 스위칭 소자로서, 전계 효과 트랜지스터에 한정되는 것은 아니며, 스위칭 기능을 수행하는 다양한 소자가 사용될 수 있다.
퓨즈(40)는 배터리(10)와 단자부(60) 사이에서 상대적으로 큰 전류가 흐르는 대전류 경로 상에 형성되며, 배터리 팩(1)에 이상이 있는 경우 차단되어 충전 전류 또는 방전 전류가 흐르지 못하도록 한다. 퓨즈(40)에 포함되어 있는 저항 R1은 대전류 경로와 그라운드 사이에 연결된다. 저항 R1을 통하여 일정 크기 이상의 전류가 흐르면 저항 R1에서 발생하는 열에 의하여 퓨즈(40)가 녹아 전류의 흐름을 차단하게 된다.
배터리 팩(1)에 이상이 발생한 경우, 먼저 충전 제어 스위치(31) 및/또는 방전 제어 스위치(32)를 사용하여 충전 전류 또는 방전 전류의 흐름을 차단한다. 그러나 충전 제어 스위치(31) 및/또는 방전 제어 스위치(32)를 제어하였음에도 불구하고 배터리 팩(1)에서 발생한 이상이 해소되지 않는 경우, 퓨즈940)를 차단하여 전류의 흐름을 영구히 차단한다. 즉 배터리 팩(1)을 영구적으로 사용하지 못하도록 한다.
퓨즈 제어 스위치(50)는 퓨즈(40)에 포함된 저항 R1에 전류가 흐르게 하여 퓨즈(40)가 차단되도록 한다. 퓨즈 차단 스위치(50)는 퓨즈(40)와 그라운드 사이에 형성되며, BMS(20)로부터 퓨즈 차단 신호를 인가 받아 온 상태가 되며, 이로 인하여 저항 R1에 전류가 흐르게 한다. 퓨즈 차단 스위치(50)는 전계 효과 트랜지스터 FET3와 기생 다이오드 D3를 포함할 수 있다.
단자부(60)는 배터리 팩(1)과 외부 장치를 연결한다. 여기서 외부 장치는 전자기기 혹은 충전기 일 수 있다. 단자부(60)는 양극 단자(61)와 음극 단자(62)를 포함한다. 양극 단자(61)로는 충전 전류가 유입되고 방전 전류가 나간다. 반대로 음극 단자(62)로는 충전 전류가 나가고 방전 전류가 유입된다. 또한 단자부(60)는 BMS(20)의 데이터 출력 단자(DO)와 연결되어 외부 장치로 배터리(10)의 충전량에 대한 데이터, 기타 각종 데이터나 제어신호를 전송하는 출력 단자를 포함한다.
전압 조정부(70)는 대전류 경로 상에 형성되며, BMS(20)의 전압 조정 제어 신호 출력 단자(VD)로부터 출력되는 전압 제어 신호로 배터리(10)를 충전하는 전압을 조정한다.
도 2에서는 전압 조정부(70)가 충전 제어 스위치(30) 앞에 구비된 것으로 도시하였으나, 이는 예시적인 것으로 이에 한정 되는 것은 아니다. 즉, 전압 조정부(70)는 배터리(10)의 충전 전압을 조장할 수 있는 어떤 위치에라도 위치할 수 있을 것이다. 또한 도 2에서는 전압 조정부(70)가 BMS(20)와 별도로 구비되도록 배터리 팩(1)을 구성하였으나, 전압 조정부(70)가 BMS(20)에 포함되도록 배터리 팩(1)을 구성할 수도 있을 것이다.
도 3은 도 2 중 배터리 팩(1)의 충전을 제어하는 BMS(20)의 상세도 이다. 도 3을 참조하면 BMS(20)는 타이머(21), 카운터(22), 사용자 타입 결정부(23) 및 제어부(24)를 포함한다.
타이머(21)는 배터리(10)의 사용 시간을 측정하고, 카운터(22)는 배터리(10)의 충방전 사이클을 카운트한다.
사용자 타입 결정부(23)는 기준시간 동안 카운터(22)가 카운트한 배터리(10)의 충방전 사이클 증가 횟수로부터 사용자 타입을 결정한다. 여기서 기준시간은 예를 들어 240시간을 주기로 한다.
사용자 타입 결정부(23)는 기준시간인 240 시간 동안 카운터(22)가 카운트한 배터리(10)의 충방전 사이클이 기준 횟수 이상, 예를 들어 3번 증가한 경우, 전자기기가 배터리(10)를 이용하여 구동되고 있음을 나타내는 배터리 사용자 모드로 결정한다.
반면에, 사용자 타입 결정부(23)는 기준 시간인 240 시간 동안 카운터(220)가 카운트한 배터리(10)의 충방전 사이클이 기준 횟수 미만, 예를 들어 0∼1번 증가한 경우, 전자기기가 어댑터를 이용한 AC를 이용하여 구동되고 있음을 나타내는 AC 사용자 모드로 결정한다.
제어부(24)는 사용자 타입 결정부(23)가 결정한 사용자 타입에 따라 배터리(10)의 충전 전압을 단계적으로 감소시키는 제어신호를 전압 조정부(70)로 출력한다.
제어부(24)는 배터리 사용자 모드에서, 매 충방전 사이클 마다 배터리(10) 충전 전압을 단계적으로 감소시키는 제어 신호를 전압 조정부(70)로 출력하고, 감소된 충전 전압을 업데이트 한다. 예를 들어, 배터리(10)를 만 충전시키는 전압(제1 기준전압)이 4.2V인 경우, 매 충방전 사이클 마다 배터리(10) 충전 전압을 0.1mV씩 감소시키는 제어 신호를 출력한다. 처음에는 4.2V로 배터리(10)를 충전시키고, 1회 충방전 사이클이 완료되면 4.19V로 배터리(10)를 충전시키고 다음 1회 충방전 사이클이 완료되면 4.18V로 배터리(10)를 충전시킨다.
본 실시 예에서는 1회 충방전 사이클 마다 배터리(10) 충전 전압을 전압이 0.1mV씩 감소하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제어부(24)는 최종 충전 전압 및 감소 전압을 다음 수학식 1로 계산할 수 있다.
Figure 112011095731292-pat00001
이렇게 단계적으로 배터리(10) 충전 전압을 감소시키다가, 충방전 사이클 증가 횟수가 기준 사이클 이상이면, 제어부(24)는 배터리(10) 충전 전압 감소 동작을 중지하고 일정한 충전 전압 예를 들어 전 단계의 충전 전압을 유지하는 제어 신호를 전압 조정부(70)로 출력한다. 여기서 기준 사이클은 예를 들어, 일반 배터리 팩의 보증 사이클인 300 사이클 일 수 있다.
제어부(24)는 AC 사용자 모드에서, 정해진 시간(예를 들어 4시간)마다 배터리(10) 충전 전압을 단계적으로 감소시키는 제어 신호를 전압 조정부(70)로 출력하고, 감소된 충전 전압을 업데이트 한다. 예를 들어, 배터리(10)를 만 충전시키는 전압(제1 기준전압)이 4.2V인 경우, 4시간 마다 배터리(10) 충전 전압을 0.m1V씩 감소시키는 제어 신호를 출력한다. 처음에는 4.2V로 배터리(10)를 충전시키고, 처음 4시간이 경과하면 4.19V로 배터리(10)를 충전시키고 다음 4시간이 경과하면 4.18V로 배터리(10)를 충전시킨다.
본 실시 예에서는 기준 시간인 4시간 마다 배터리(10) 충전 전압을 전압이 0.1mV씩 감소하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제어부(24)는 최종 충전 전압 및 감소 전압을 다음 수학식 2로 계산할 수 있다.
Figure 112011095731292-pat00002
이렇게 단계적으로 배터리(10) 충전 전압을 감소시키다가, 배터리(10) 사용 시간이 기준 시간을 초과하면, 제어부(24)는 배터리(10) 충전 전압 감소 동작을 중지하고 일정한 충전 전압 예를 들어 전 단계의 충전 전압을 유지하는 제어 신호를 전압 조정부(70)로 출력한다. 여기서 기준 시간은 일반 배터리 팩의 보증 수명인 1년일 수 있다.
이와 같은 동작으로 배터리(10)의 초기 용량을 보존하면서 사용 기간을 늘릴 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리(10)의 충전 제어 방법을 나타내는 흐름도 이다.
도 4를 참조하면 BMS(20)는 기준시간(예를 들어 240 시간) 배터리(10)의 충방전 사이클 증가 횟수를 판단한다(410단계).
BMS(20)는 240 시간 동안 배터리(10)의 충방전 사이클이 N번(예를 들어 3번) 증가하였는지 판단하여(420단계), 240 시간 동안 배터리(10)의 충방전 사이클이 3번 증가한 경우 현재 전자기기가 배터리(10)를 이용하여 구동되고 있음을 나타내는 배터리 사용자 모드로 판단한다(430단계).
BMS(20)는 배터리 사용자 모드에서, 매 충방전 사이클 마다 배터리(10) 충전 전압을 단계적으로 감소시키는 제어 신호를 전압 조정부(70)로 출력하고, 감소된 충전 전압을 업데이트 한다(440단계).
반면에, 240 시간 동안 배터리(10)의 충방전 사이클이 0∼1번 증가한 경우, BMS(20)는 현재 전자기기가 어댑터를 이용한 AC를 이용하여 구동되고 있음을 나타내는 AC 사용자 모드로 결정한다(450단계).
BMS(20)는 AC 사용자 모드에서, 정해진 시간(예를 들어 4시간)마다 배터리(10) 충전 전압을 단계적으로 감소시키는 제어 신호를 전압 조정부(70)로 출력하고, 감소된 충전 전압을 업데이트 한다(460단계).
도 5는 도 4 중 배터리 사용자 모드에서 배터리(10)의 충전 전압 감소 중단 방법을 나타내는 흐름도 이다.
계속해서 배터리(10)의 충전 전압을 낮추게 되면 배터리(10)의 충전이 불가능한 상태의 전압까지 감소하게 되므로, 이를 방지하기 위해 기준값까지 배터리의 충전 전압 감소를 진행하다가, 기준값이 되면 충전 전압 감소 동작을 중단하고 일정한 전압, 예를 들어 전 단계의 충전 전압을 유지시키도록 한다.
도 5를 참조하면, BMS(20)는 배터리(10)의 충방전 사이클 증가 횟수가 기준 사이클 이상인지 판단하여(441단계), 배터리(10)의 충방전 사이클 증가 횟수가 기준 사이클 이상인 경우 충전 전압 감소 동작을 중지하고 일정한 충전 전압 예를 들어 전 단계의 충전 전압을 유지하는 제어 신호를 전압 조정부(70)로 출력한다(442단계).
그러나 배터리(10)의 충방전 사이클 증가 횟수가 기준 사이클에 못 미치는 경우, 매 충방전 사이클당 배터리(10)의 충전 전압을 단계적으로 감소시키는 제어신호를 전압 조정부(70)로 출력한다(443단계).
도 6 도 4 중 AC 사용자 모드에서 배터리(10)의 충전 전압 감소 중단 방법을 나타내는 흐름도 이다.
도 6을 참조하면, BMS(20)는 배터리(10) 사용 시간이 기준 시간을 초과하였는지 판단하여(461단계), 배터리(10) 사용 시간이 기준 시간을 초과하면, BMS(20)는 배터리(10) 충전 전압 감소 동작을 중지하고 일정한 충전 전압 예를 들어 전 단계의 충전 전압을 유지하는 제어 신호를 전압 조정부(70)로 출력한다(462단계).
그러나 배터리(10) 사용 시간이 기준 시간을 초과하지 않은 경우, 정해진 시간 마다 배터리(10)의 충전 전압을 단계적으로 감소시키는 제어신호를 전압 조정부(70)로 출력한다(463단계).
이와 같은 동작으로 배터리(10)의 초기 용량을 보존하면서 사용 기간을 늘릴 수 있게 된다.
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.
1: 배터리팩 10: 배터리
20: 배터리 관리부 21:타이머
22: 카운터 23: 사용자 타입 결정부
24: 제어부 70: 전압 조정부

Claims (15)

  1. 배터리 충전을 제어하는 방법으로서,
    제1 기준 시간 동안 배터리의 충방전 사이클 증가 횟수를 카운트하는 단계;
    상기 카운트된 충방전 사이클 증가 횟수에 따라 전자기기가 배터리에 의해 구동되고 있는 배터리 사용자 타입인지, 상기 전자기기가 어댑터를 통한 AC에 의해 구동되고 있는 AC 사용자 타입인지를 나타내는 상기 배터리의 사용자 타입을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 사용자 타입에 따라 상기 배터리 충전 전압을 제1 기준 전압으로부터 제2 기준 전압까지 단계적으로 감소시키는 단계를 포함하고,
    상기 배터리의 사용자 타입을 결정하는 단계는,
    상기 제1 기준 시간 동안 상기 배터리의 충방전 사이클 증가 횟수가 N회 이상이면 상기 배터리 사용자 타입으로 결정하는 단계; 및
    상기 제1 기준 시간 동안 상태 배터리의 충방전 사이클 증가 횟수가 N회 미만이면 상기 AC 사용자 타입으로 결정하는 단계를 포함하는 배터리 충전 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제1 기준 전압은
    상기 배터리를 만 충전시키는 전압인 것을 특징으로 하는 배터리 충전 제어 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제2 기준 전압은
    상기 배터리의 충방전 사이클이 기준 사이클 이상일 때의 충전 전압인 것을 특징으로 하는 배터리 충전 제어 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제2 기준 전압은
    상기 배터리의 사용시간이 제2 기준 시간을 초과할 때의 충전 전압인 것을 특징으로 하는 배터리 충전 제어 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 결정된 사용자 타입이 배터리 사용자 타입이고,
    상기 배터리의 충방전 사이클 횟수가 기준 사이클을 초과하면 상기 배터리의 충전 전압 감소 동작을 중단시키고 일정한 충전 전압을 유지하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 제어 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 사용자 타입이 AC 사용자 타입이고,
    상기 배터리 사용시간이 제2 기준 시간을 초과하면 상기 배터리의 충전 전압 감소 동작을 중단시키고 일정한 충전 전압을 유지하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 제어 방법.
  8. 충전 가능한 배터리;
    상기 배터리의 충전 전압을 조정하는 전압 조정부; 및
    전자기기가 배터리에 의해 구동되고 있는 배터리 사용자 타입인지, 상기 전자기기가 어댑터를 통한 AC에 의해 구동되고 있는 AC 사용자 타입인지를 나타내는 상기 배터리의 사용자 타입을 결정하고, 결정된 사용자 타입에 따라 상기 전압 조정부로 상기 배터리의 충전 전압을 단계적으로 감소시키는 제어 신호를 출력하는 배터리 관리부를 포함하고,
    상기 배터리 관리부는
    제1 기준 시간 동안 상기 배터리의 충방전 사이클 증가 횟수가 N회 이상이면 상기 배터리 사용자 타입으로 판단하고, 상기 제1 기준 시간 동안 상태 배터리의 충방전 사이클 증가 횟수가 N회 미만이면 상기 AC 사용자 타입으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 삭제
  10. 제 8항에 있어서, 상기 배터리 관리부는
    상기 결정된 사용자 타입이 배터리 사용자 타입인 경우, 상기 배터리의 충방전 사이클 횟수가 기준 사이클을 초과하면 상기 배터리의 충전 전압 감소 동작을 중단시키고 일정한 충전 전압을 유지하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제 8항에 있어서, 상기 배터리 관리부는
    상기 사용자 타입이 AC 사용자 타입인 경우, 상기 배터리 사용시간이 제2 기준시 간을 초과하면 상기 배터리의 충전 전압 감소 동작을 중단시키고 일정한 충전 전압을 유지하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제 8항에 있어서, 상기 배터리 관리부는
    상기 배터리 사용시간을 측정하는 타이머;
    상기 배터리의 충방전 사이클을 카운트 하는 카운터;
    상기 제1 기준 시간 동안 상기 카운터가 카운트한 배터리의 충방전 사이클 증가 횟수로부터 사용자 타입을 결정하는 사용자 타입 결정부; 및
    상기 결정된 사용자 타입에 따라 상기 배터리 충전 전압을 제1 기준 전압으로부터 제2 기준 전압까지 단계적으로 감소시키는 제어 신호를 상기 전압 조정부로 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 제1 기준 전압은
    상기 배터리를 만 충전시키는 전압인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 제 12항에 있어서, 상기 제2 기준 전압은
    상기 배터리의 충방전 사이클이 기준 사이클 이상일 때의 충전 전압인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 제 12항에 있어서, 상기 제2 기준 전압은
    상기 배터리의 사용시간이 제2 기준 시간을 초과할 때의 충전 전압인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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