KR102224137B1 - 과충전 방지 장치 및 방지 방법 - Google Patents

과충전 방지 장치 및 방지 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 과충전 방지 장치는 배터리의 충, 방전을 제어하는 MCU(Micro Controller Unit), 상기 배터리를 센싱하여 센싱 정보를 획득하는 센싱부, 상기 센싱 정보를 상기 MCU로 송신하는 트랜시버 및 상기 트랜시버의 신호에 따라 상기 배터리에 공급되는 전압을 차단시키는 스위치를 포함하고, 상기 MCU, 트랜시버 및 센싱부는 외부 전원부로부터 전원을 공급받을 수 있다.
본 발명에 따르면, MCU의 동작 여부에 상관없이 배터리의 과충전 여부를 감지하므로, 안전 사양이 강화될 수 있다는 효과가 있다.

Description

과충전 방지 장치 및 방지 방법{DEVICE AND METHOD FOR OVERCHARGE PROTECTION}
본 발명은 과충전 방지 장치 및 방지 방법에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 전기 자동차의 배터리가 과충전이 되는 경우를 방지할 수 있는 과충전 방지 장치 및 방지 방법에 관한 것이다.
전기 자동차는 배터리의 전원을 이용하여 AC 또는 DC 모터를 구동시킴으로써 동력을 얻는 자동차를 의미하는바, 배터리의 성능이 자동차의 성능에 직접적인 영향을 미친다.
배터리 관리 시스템은 이러한 배터리를 관리하는 시스템으로서, 배터리의 각 전지 셀의 전압, 전체 배터리의 전압 및 전류 등을 측정하여 각 전지 셀의 충, 방전을 효율적으로 관리하거나, 각 전지 셀을 센싱하는 셀 센싱 IC 의 상태를 모니터링하여 해당 셀의 안정적인 컨트롤을 수행한다.
한편 배터리 셀은 동일한 충전 전압을 가하여도 특정 배터리 셀이 다른 배터리 셀에 비해 과충전될 수 있다. 따라서 배터리 관리 시스템은 배터리 셀이 과충전된 경우, 충전을 중단시키는 과충전 방지 장치가 필수적으로 요구된다.
이러한 과충전 방지 장치는 일반적으로 배터리 셀의 전압이 기준 값 이상인 경우, 배터리 셀을 과충전으로 판단하고 배터리 셀과 부하간 연결된 스위치를 제어하여 배터리 셀의 과충전을 방지한다.
한편 배터리 관리 시스템을 구성하는 MCU가 파손되거나 작동이 멈추는 현상이 발생하는 경우, 배터리를 제어할 수 없거나 잘못된 제어 명령을 출력하게 되며, 이로 인해 배터리의 수명 단축, 효율 저하, 폭발 현상이 일어나고 차량에 필요한 전력을 공급할 수 없게 되어 전체 차량의 안전에 심각한 문제가 발생할 수 있다.
따라서 MCU의 동작이 불안정한 상태라 하더라도 배터리의 과충전을 감지하여 위급 상황을 방지하는 과충전 방지 장치에 대한 연구가 계속되고 있다. 본 발명은 이와 관련된 것이다.
대한민국 공개특허공보 제2018-0023647호(2018.03.07)
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 안전 사양이 강화된 과충전 방지 장치 및 방지 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 MCU의 동작이 불안정하더라도, 배터리의 과충전 여부를 판단하여 위급 상황을 방지하는 과충전 방지 장치 및 방지 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 과충전 방지 장치는 배터리의 충, 방전을 제어하는 MCU(Micro Controller Unit), 상기 배터리를 센싱하여 센싱 정보를 획득하는 센싱부, 상기 센싱 정보를 상기 MCU로 송신하는 트랜시버 및 상기 트랜시버의 신호에 따라 상기 배터리에 공급되는 전압을 차단시키는 스위치를 포함하고, 상기 MCU, 트랜시버 및 센싱부는 외부 전원부로부터 전원을 공급받을 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 외부 전원부는 상기 트랜시버와 센싱부로 제1전원을 공급할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 외부 전원부는 상기 MCU와 트랜시버로 상기 제1전원과 독립적인 제2전원을 공급할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 트랜시버가 제1전원을 공급받는 경우에, 상기 트랜시버는 상기 제1전원을 공급받아 상기 트랜시버의 동작에 필요한 전원을 생성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 트랜시버가 제2전원을 공급받는 경우에, 상기 트랜시버는 상기 MCU와 통신하되, 상기 트랜시버의 IO레벨은 상기 MCU의 입력 전원 레벨과 동일할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 센싱부는 상기 배터리의 과충전상태 또는 과방전상태 여부에 따라 서로 다른 파형의 신호를 발생시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 배터리가 과충전 상태인 경우에, 상기 센싱부는 상기 배터리가 정상 상태인 경우에 발생시키는 신호보다 주기가 긴 신호를 발생시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 배터리가 과충전 상태인 경우에, 상기 트랜시버는 상기 배터리에 공급되는 전압을 차단하도록 상기 스위치를 오프(OFF)시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 트랜시버는 상기 MCU로 센싱 정보를 송신하는 통신 기능 및 상기 배터리가 과충전 상태인 경우에 배터리에 공급되는 전압을 차단시키는 OPD(Over Power Detect) 기능 중 어느 하나 이상의 기능을 절연시키는 절연 기능부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 외부전원부로부터 공급되는 전원을 상기 MCU에 공급할 수 있도록 변환하는 내부 전원부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 트랜시버는, 상기 MCU와 통신하기 위한 IO(InputOutput) 전압을 상기 내부 전원부로부터 공급 받으며, 상기 공급 받은 IO 전압을 오픈 드레인 타입의 High Level 인식 전압의 기준점으로 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 트랜시버가 배터리의 과충전을 방지하는 방법은, 센싱부로부터 센싱 정보를 수신하는 단계, 상기 센싱 정보를 이용하여 배터리의 과충전 상태임을 판단하는 단계 및 상기 배터리가 과충전 상태인 경우에, 스위치를 오프(OFF)시키는 제어 신호를 스위치로 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, MCU의 동작 여부에 상관없이 배터리의 과충전 여부를 감지하므로, 안전 사양이 강화될 수 있다는 효과가 있다.
또한, 배터리의 전압을 안정적으로 유지하여 배터리의 수명이 연장되고, 배터리의 내구성 및 성능을 유지시킬 수 있다는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 과충전 방지 장치의 구성도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센싱부가 배터리가 정상 상태인 경우에 발생시킨 신호의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센싱부가 배터리가 과충전 상태인 경우에 발생시킨 신호의 예시를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트랜시버의 구성도를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 과충전 방지 장치에서 트랜시버가 수행하는 동작의 순서도를 나타낸 도면이다
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
한편, 본 명세서에서 사용되는 배터리(200)라는 용어는 전기 자동차의 동력원으로 사용되는 배터리, 보다 구체적으로 복수의 배터리 셀이 직렬 또는 병렬로 연결된 집합을 의미하는 것으로 볼 것이며, 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprises)" 및/또는 "포함하는 (comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
아울러, 편의상 도면상의 도면 부호와 소자 기호가 병행되어 작성될 수 있음을 전제한다.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 과충전 방지 장치(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 과충전 방지 장치(100)는 센싱부(10), 트랜시버(20), MCU(30) 및 스위치(40)를 포함한다.
먼저 센싱부(10)는 배터리(200)의 전류 또는 전압을 센싱하여 센싱 정보를 획득하고, 획득한 센싱 정보는 후술할 트랜시버(20)를 통해 MCU(30)로 송신될 수 있다.
여기서 센싱 정보는 일정한 파형을 나타내는 신호를 포함할 수 있는바, 센싱부(10)는 배터리(200)의 과충전 또는 과방전 여부에 따라 서로 다른 파형의 신호를 발생시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센싱부가 배터리가 정상 상태인 경우에 발생시킨 신호의 예시를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센싱부가 배터리가 과충전 상태인 경우에 발생시킨 신호의 예시를 나타낸 도면이다.
도 2 를 참조하면, 센싱부(10)가 배터리(200)가 정상 상태인 경우에 일정한 주기를 갖는 파형의 신호를 발생시키는 것을 확인할 수 있다.
도 3을 참조하면, 센싱부(10)가 배터리(200)가 과충전 상태인 경우에 상기 배터리(200)가 정상인 경우에 발생시키는 신호보다 주기가 더 긴 신호를 발생시키는 것을 확인할 수 있다.
한편, 센싱부(10)는 배터리(200)가 복수의 배터리 셀이 직렬 또는 병렬로 구성되는 경우, 배터리 셀을 각각 측정할 수 있도록 하나 이상으로 구성되거나, 하나의 센싱부(10)로 하나의 배터리 셀 또는 전체의 배터리 셀을 측정할 수도 있다.
트랜시버(20)는 센싱부(10)에서 획득한 센싱 정보를 후술할 MCU(30)로 송신할 수 있으며, 이를 위해, 트랜시버(20)는 MCU(30)와 송수신할 수 있도록 오픈 드레인 타입의 통신 핀을 포함할 수 있다.
한편, 트랜시버(20)는 배터리(200)가 과충전 상태인 경우에 발생되는 신호를 센싱부(10)로부터 수신하여 스위치(40)를 오프(OFF)시켜 배터리(200)에 공급되는 전압을 차단하는바, 배터리(200)의 과충전 상태를 방지할 수 있다.
더 나아가, 트랜시버(20)는 절연 기능을 수행하는 절연 기능부(28)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 절연 기능부(28)는MCU(30)로 센싱 정보를 송신하는 통신 기능 및 센싱부(10)로부터 수신한 신호에 따라 배터리(200)에 공급되는 전압을 차단하도록 스위치(40)를 오프시키는 OPD(Over Power Detect) 기능을 절연시킬 수 있다.
스위치(40)는 배터리(200)가 과충전 상태인 경우에, 트랜시버(20)의 신호에 따라 오프(OFF)되면서, 배터리(200)에 공급되는 전압을 차단시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 스위치(40)는 배터리(200)의 안정성을 높이기 위해 하나 이상 구비될 수 있으며, 그 종류 및 개수는 사용자의 요구 및 요구되는 안정성 등에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 스위치(40)는 릴레이(Relay), 콘텍터(Contactor), 트랜지스터(Transistor), 사이리스터(Thyristor) 등과 같은 스위칭 소자 중 어느 하나 이상을 통해 구현될 수 있으나, 이에 반드시 한정하지는 않는다.
MCU(30)(Micro Controller Unit)는 배터리(200)를 제어하기 위한 프로세서로서, 앞서 설명한 센싱 정보를 이용하여 배터리(200)의 충, 방전을 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, MCU(30)는 센싱 정보를 이용하여 배터리(200)를 구성하는 적어도 하나 이상의 배터리 셀의 상태를 모니터링 할 수 있다.
한편, MCU(30)는 센싱부(10)로부터 전달받은 배터리(200) 전류, 배터리(200) 전압, 각 전지 셀 전압, 셀 온도 및 주변 온도에 기초하여 배터리(200)의 충전 상태(state of charging, SOC)또는 배터리(200) 내부의 저항 변화를 계산하여 노화 상태 또는 건강 상태(state of health, SOH)를 계산하여 배터리(200)의 상태를 알려주는 정보를 생성할 수 있다.
지금까지 본 발명의 일 실시 예에 따른 과충전 방지 장치(100)가 포함하는 구성인 센싱부(10), 트랜시버(20) 및 MCU(30)에 대하여 설명하였다. 이러한 구성들 역시 구동을 위한 전원이 필요한바, 자동차에 설치되는 일반적인 배터리인 외부 전원부(300)로부터 전원을 공급받을 수 있다. 이하 자세히 설명하도록 한다.
센싱부(10), 트랜시버(20) 및 MCU(30)는 외부 전원부(300)로부터 전원을 공급받을 수 있다.
보다 구체적으로, 외부 전원부(300)는 트랜시버(20)로 제1전원(a) 및 제1전원(a)과 독립적인 제2전원(b)을 공급하고, MCU(30)로 제2전원(b)을 공급할 수 있다. 이 경우 일단이 트랜시버(20)와 연결된 센싱부(10)는 외부 전원부(300)로부터 MCU(30)와 독립적인 전원인 제1전원(a)을 공급받을 수 있으며, 더 나아가 센싱부(10)는 타단이 배터리(200)와 연결되어 있기 때문에 배터리(200)로부터 전원을 공급받을 수도 있다.
트랜시버(20) 및 센싱부(10)에 공급되는 제1전원(a)은 고 전압 전원일 수 있고, MCU(30)에 공급되는 제2전원(b)은 제1전원(a)보다 낮은 저 전압 전원일 수 있다. 예를 들어, 제1전원(a)은 12V, 제2전원(b)은 5V일 수 있으나, 이에 반드시 한정하지는 않는다.
한편, 트랜시버(20)는 외부 전원부(300)로부터 제1전원(a)과 제2전원(b)을 공급받는 경우에 수행하는 동작이 다를 수 있는바, 이하 자세히 설명하도록 한다.
먼저, 트랜시버(20)가 제1전원(a)을 공급받는 경우, 트랜시버(20)의 동작에 필요한 자체 전원을 생성할 수 있다. 여기서 트랜시버(20)의 동작은 센싱부(10)로부터 센싱 정보를 수신하거나, 센싱 정보를 이용하여 스위치(40)를 제어하는 동작을 의미하나, 이에 반드시 한정하지는 않는다.
트랜시버(20)가 제2전원(b)을 공급받는 경우, 트랜시버(20)는 MCU(30)와 통신할 수 있는바, 보다 구체적으로 트랜시버(20)는 센싱 정보를 MCU(30)로 송신할 수 있다. 이 경우 트랜시버(20)의 IO 레벨은 MCU(30)의 입력 전원 레벨과 동일한바, 트랜시버(20)의 IO레벨과 MCU(30)의 입력 전원 레벨이 동일해야 MCU(30)와 통신이 가능하다.
이와 같이, 트랜시버(20)는 MCU(30)에 공급되는 전원과 독립적인 제1전원(b)을 공급받음으로써 MCU(30)를 통해 전원을 공급받을 필요 없이 트랜시버(20)의 기능을 수행할 수 있으므로, MCU(30)의 동작여부에 상관없이 배터리(200)의 과충전을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 과충전 방지 장치(100)는 외부 전원부(300)로부터 공급받은 전원을 변환하기 위한 내부 전원부(50)를 더 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 내부 전원부(50)는 외부 전원부(300)로부터 공급받은 전원을 보다 낮은 전원으로 변환하여 트랜시버(20) 및 MCU(30)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 내부 전원부(50)는 외부 전원부(300)로부터 공급받은 12 V의 전원을 5V의 전원으로 변환하여 트랜시버(20) 및 MCU(30)에 공급할 수 있다. 즉, 내부 전원부(50)는 트랜시버(20) 및 MCU(30)가 외부 전원부(300)로부터 제2 전원(b)을 공급 받는 경우에 이용된다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 트랜시버(20)에 대해 자세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트랜시버(20)의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 트랜시버(20)는 통신부(22), 전원 생성부(26), 절연 기능부(28) 및 스위치 제어부(24)를 포함한다.
통신부(22)는 MCU(30)와 통신할 수 있으며, 통신부(22)의 IO(InputOutput)레벨은 MCU(30)의 입력 전원 레벨과 동일해야 통신이 가능함은 앞서 설명하였다.
한편, 통신부(22)는 동작에 필요한 전원을 전원 생성부(26)로부터 공급 받으며, MCU(30)와 통신하기 위한 IO 전압을 내부 전원부(50)로부터 공급 받아, 오픈 드레인 타입의 High Level 인식 전압의 기준점으로 사용한다. 즉, 통신부(22)는 MCU(30)와 통신하기 위한 오픈 드레인 타입의 통신 핀을 포함하며, 이를 통해 트랜시버(20)는 MCU(30)와 양방향 통신을 할 수 있다.
통신부(22)는 MCU(30)와 통신하기 위한 IO(InputOutput) 전압을 내부 전원부(50)로부터 공급 받아 오픈 드레인 타입의 HIGH Level 인식 전압의 기준점으로 사용할 수 있다.
전원 생성부(26)는 외부 전원부(300)로부터 제1전원(a)을 공급 받아 트랜시버(20)의 동작에 필요한 전원을 생성할 수 있다.즉, 트랜시버(20)는 전원 생성부(26)를 통해 직접 전원을 생성할 수 있으므로, 별도의 전원 소자를 필요로 하지 않는다.
절연 기능부(28)는 트랜시버(20)가 수행하는 기능 즉, 센싱 정보를 MCU(30)로 송신하는 통신 기능 및 센싱부(10)의 신호를 감지하여 배터리(200)에 공급되는 전압을 차단하도록 스위치(40)를 제어하는 OPD(Over Power Detect) 기능을 절연시킬 수 있다.
이와 같이, 트랜시버(20)는 절연 기능부(28)를 통해 절연 기능을 수행할 수 있으므로 별도의 외장 절연소자를 필요로 하지 않는다. 따라서 과충전 방지 장치(100)는 트랜시버(20)의 실장 면적이 감소되어, 전체 사이즈가 소형화될 수 있다.
스위치 제어부(24)는 센싱부(10)로부터 신호를 감지하여 스위치(40)를 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 스위치 제어부(24)는 센싱부(10)로부터 배터리(200)가 정상인 경우에 발생되는 신호와 다른 파형의 신호가 감지되면 스위치(40)를 오프(OFF)시키도록 할 수 있다. 예를 들어, 상기 다른 파형의 신호는 배터리(200)의 정상인 경우에 발생되는 신호보다 주기가 긴 신호일 수 있으나 이에 반드시 한정하지는 않는다.
즉, 트랜시버(20)는 스위치 제어부(24)를 통해 MCU(30)가 고장이거나, MCU(30)의 전원 공급이 이상한 등의 경우에도 배터리(200)의 과충전 상태를 인식하고 이를 방지할 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 과충전 방지 장치(100)에서 트랜시버(20)가 수행하는 동작에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 과충전 방지 장치(100)에서 트랜시버(20)가 수행하는 동작의 순서도를 나타낸 도면이다.
이는 본 발명의 목적을 달성함에 있어서 바람직한 순서도에 해당하나, 필요에 따라 일부 단계가 추가되거나 삭제될 수 있음은 물론이다.
우선, 트랜시버(20)는 센싱부(10)로부터 센싱 정보를 수신한다(S110).
보다 구체적으로, 트랜시버(20)가 센싱부(10)로부터 센싱 정보를 수신하는 경우, 트랜시버(20)는 센싱 정보를 MCU(30)로 송신할 수 있다. 예를 들어, 센싱 정보는 배터리 셀의 전압 또는 전류를 센싱부(10)가 측정한 정보일 수 있다.
이후, 트랜시버(20)는 센싱 정보를 이용하여 배터리(200)의 과충전 상태임을 판단한다 (S120).
보다 구체적으로, 트랜시버(20)는 센싱 정보가 포함하는 센싱 신호 즉, 센싱부(10)로부터 배터리(200)가 과충전 상태인 경우에 발생되는 신호를 감지하여 배터리(200)가 과충전 상태임을 판단할 수 있다.
배터리(200)가 과충전 상태인 경우에 발생되는 신호는 배터리(200)가 정상 상태인 경우에 발생되는 신호보다 주기가 긴 신호일 수 있으나 이에 반드시 한정하지는 않는다.
트랜시버(20)가 배터리(20)의 상태를 과충전 상태가 아니라고 판단한 경우, 트랜시버(20)는 앞서 서술한 S110 단계를 재 수행한다.
트랜시버(20)가 배터리(20)의 상태를 과충전 상태라고 판단한 경우, 트랜시버(20)는 스위치(40)를 오프(OFF)시키는 제어 신호를 스위치(40)로 송신한다 (S130).
보다 구체적으로, 트랜시버(20)는 스위치(40)를 오프(OFF)시키는 제어 신호를 송신하여 스위치(40)를 오프(OFF)시킴으로써 배터리(200)에 공급되는 전원을 차단시킬 수 있으며, 이를 통해 배터리(200)의 과충전 상태를 방지할 수 있다.
지금까지 본 발명의 일 실시 예에 따른 과충전 방지 장치(100)에 대하여 설명하였다.
본 발명에 따르면, MCU(30)의 동작 여부에 상관없이 배터리(200)의 과충전 상태임을 파악하여 위급 상황을 방지하므로 안전사양이 강화될 수 있으며, 과충전 상태를 지속적으로 감지하기 때문에 배터리(200)의 안전한 상태를 지속적으로 유지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 과충전 방지 장치
10: 센싱부
20: 트랜시버
30: MCU
40: 스위치
50: 내부 전원부
200: 배터리
300: 외부 전원부

Claims (12)

  1. 배터리의 충, 방전을 제어하는 MCU(Micro Controller Unit);
    상기 배터리를 센싱하여 센싱 정보를 획득하는 센싱부;
    상기 센싱 정보를 상기 MCU로 송신하는 트랜시버;
    상기 트랜시버의 신호에 따라 상기 배터리에 공급되는 전압을 차단시키는 스위치;
    상기 MCU, 트랜시버 및 센싱부로 전원을 공급하는 외부 전원부; 및
    상기 외부 전원부로부터 공급되는 전원을 변환하는 내부 전원부;를 포함하되,
    상기 외부 전원부는 상기 트랜시버와 센싱부로 제1전원을 공급하고,
    상기 내부 전원부는 상기 외부 전원부로부터 공급되는 전원을 상기 제1전원과 독립적인 제2전원으로 변환하여 상기 MCU와 트랜시버로 공급하며,
    상기 트랜시버는,
    상기 MCU와 통신할 수 있는 통신부와;
    상기 센싱부로부터 신호를 감지하여 상기 스위치를 제어하는 스위치 제어부와;
    상기 외부 전원부로부터 제1전원을 공급 받아 상기통신부의 동작에 필요한 전원을 생성하는 전원 생성부와;
    상기 MCU로 센싱 정보를 송신하는 통신 기능 및 상기 센싱부로부터 수신한 신호에 따라 상기 배터리가 과충전 상태인 경우에 배터리에 공급되는 전압을 차단하도록 스위치를 오프시키는 OPD(Over Power Detect) 기능을 절연시키는 절연 기능부;가 회로구성을 통해 통합 방식으로 구현되고,
    상기 센싱부는 상기 배터리의 전류 또는 전압을 센싱하여 일정한 파형을 나타내는 신호를 포함하는 센싱 정보를 획득하고, 획득한 센싱 정보를 상기 트랜시버를 통해 상기 MCU로 송신하며, 상기 배터리의 과충전 또는 과방전 여부에 따라 서로 다른 파형의 신호를 발생시키되, 상기 배터리가 과충전 상태인 경우에는 상기 배터리가 정상 상태인 경우에 발생시키는 신호보다 주기가 긴 신호를 발생시키고,
    상기 센싱부 및 트랜시버에 공급되는 상기 제1전원은 고 전압 전원이고, 상기 트랜시버 및 MCU에 공급되는 상기 제2전원은 상기 제1전원보다 낮은 저 전압 전원이며,
    상기 트랜시버는 상기 제1전원 또는 제2전원을 공급받는 경우에 수행하는 동작을 달리하되, 상기 제1전원을 공급받는 경우에는 상기 트랜시버의 동작에 필요한 전원을 생성하고, 상기 제2전원을 공급받는 경우에는 상기 MCU와의 통신을 위한 전원을 생성하는 것을 특징으로 하는 과충전 방지 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
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  6. 삭제
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  9. 삭제
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  11. 제1항에 있어서,
    상기 트랜시버는,
    상기 MCU와 통신하기 위한 IO(InputOutput) 전압을 상기 내부 전원부로부터 공급 받으며,
    상기 공급 받은 IO 전압을 오픈 드레인 타입의 High Level 인식 전압의 기준점으로 사용하는,
    과충전 방지 장치.

  12. 삭제
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