KR102312488B1 - Integratied active fuse module and method for preventing overvoltage using there of - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리를 통하는 전압값 및 배터리에서 발산되는 발열 온도를 실시간으로 감지하고 감지 결과 과전압에 해당하는 것으로 판단될 경우 발열 소자를 발열시킴으로써 퓨즈를 자동 단락시킬 수 있고, 또한 감지 결과 출력되는 시그널의 레벨을 설정함으로써 레벨에 맞추어 과전압에 대응할 수 있으며, 특히 이러한 배터리의 전압값, 발열 온도를 감지하는 감지 수단, 과전압을 판단하는 판단 수단, 발열 수단 및 퓨즈를 단락시키는 단락 수단을 하나의 패키지로 일체화시킴으로써 고가의 능동소자를 배제하고도 능동적이고 신속하게 동작할 수 있는 일체화 된 능동 퓨즈 모듈 및 이를 통한 과전압 방지 방법에 관한 것이다.The present invention detects the voltage value passing through the battery and the heating temperature emitted from the battery in real time, and when it is determined that the detection result corresponds to overvoltage, the fuse can be automatically short-circuited by heating the heating element, and the detection result of the output signal By setting the level, it is possible to respond to overvoltage according to the level. In particular, the sensing means for detecting the voltage value of the battery and the heating temperature, the determining means for judging the overvoltage, the heating means and the short circuit means for shorting the fuse are integrated into one package. It relates to an integrated active fuse module that can operate actively and quickly even without expensive active elements by doing so, and a method for preventing overvoltage through the module.

Description

일체화 된 능동 퓨즈 모듈 및 이를 통한 과전압 방지 방법{INTEGRATIED ACTIVE FUSE MODULE AND METHOD FOR PREVENTING OVERVOLTAGE USING THERE OF}INTEGRATIED ACTIVE FUSE MODULE AND METHOD FOR PREVENTING OVERVOLTAGE USING THERE OF

본 발명은 일체화 된 능동 퓨즈 모듈 및 이를 통한 과전압 방지 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 배터리를 통하는 전압값 및 배터리에서 발산되는 발열 온도를 실시간으로 감지하고 감지 결과 과전압에 해당하는 것으로 판단될 경우 발열 소자를 발열시킴으로써 퓨즈를 자동 단락시킬 수 있고, 또한 감지 결과 출력되는 시그널의 레벨을 설정함으로써 레벨에 맞추어 과전압에 대응할 수 있으며, 특히 이러한 배터리의 전압값, 발열 온도를 감지하는 감지 수단, 과전압을 판단하는 판단 수단, 발열 수단 및 퓨즈를 단락시키는 단락 수단을 하나의 패키지로 일체화시킴으로써 고가의 능동소자를 배제하고도 능동적이고 신속하게 동작할 수 있는 일체화 된 능동 퓨즈 모듈 및 이를 통한 과전압 방지 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated active fuse module and a method for preventing overvoltage through the same, and more particularly, when a voltage value passing through a battery and a heating temperature emitted from the battery are sensed in real time, and the detection result is determined to correspond to overvoltage By heating the heating element, the fuse can be automatically short-circuited, and by setting the level of the signal output as a result of detection, it is possible to respond to overvoltage according to the level. An integrated active fuse module capable of active and rapid operation even without expensive active elements by integrating a judgment means for judging, a heating means, and a short circuit means for shorting a fuse into one package, and a method for preventing overvoltage through the same will be.

일반적으로, 자동차용 퓨즈(AUTOMOTIVE FUSE)에 이용되는 퓨즈는 배터리를 통하는 전류값을 감지하여 동작되는 퓨즈가 이용되고 있는데, 보호기능의 다변화에 의해 과전압이나 고온에서도 이상없이 동작되는 퓨즈의 개발이 요구되는 실정이다.In general, fuses used in automotive fuses (AUTOMOTIVE FUSEs) are fuses operated by sensing the current value passing through the battery. Due to the diversification of protection functions, the development of fuses that operate without abnormality even at overvoltage or high temperature is required. it is becoming.

현재는 과전압이나 고온에 의한 퓨즈의 동작을 제어하기 위해서는, 전압값이나 온도값을 감지한 후 감지결과를 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU) 등에 전달하고, MCU로부터 퓨즈를 동작시키기 위한 시그널을 인가받은 후 퓨즈의 동작을 제어하고 있는데, 이러한 점은 MCU와 같은 고가의 능동소자가 중간에서 과전압, 고온의 판단을 하여야 한다는 점에서 과전압 및 고온에 대응하거나 동작하기에 신속하지 못하다는 문제점을 가지고 있다.Currently, in order to control the operation of a fuse due to overvoltage or high temperature, a voltage value or a temperature value is sensed, the detection result is transmitted to a microcontroller unit (MCU), etc., and a signal for operating the fuse is applied from the MCU to the fuse In this regard, there is a problem in that an expensive active device such as an MCU has to judge overvoltage and high temperature in the middle, so it is not quick to respond or operate to overvoltage and high temperature.

이에 본 상술한 종래의 과전압 및 고온에 적용되는 퓨즈의 동작을 제어하기 위한 기술이 가지는 문제점 및 한계점을 해결하기 위하여, 배터리를 통하는 전압값 및 배터리에서 발산되는 발열 온도를 실시간으로 감지하고 감지 결과 과전압에 해당하는 것으로 판단될 경우 발열 소자를 발열시킴으로써 퓨즈를 자동 단락시킬 수 있고, 또한 감지 결과 출력되는 시그널의 레벨을 설정함으로써 레벨에 맞추어 과전압에 대응할 수 있으며, 특히 이러한 배터리의 전압값, 발열 온도를 감지하는 감지 수단, 과전압을 판단하는 판단 수단, 발열 수단 및 퓨즈를 단락시키는 단락 수단을 하나의 패키지로 일체화시킴으로써 고가의 능동소자를 배제하고도 능동적이고 신속하게 동작할 수 있는 일체화 된 능동 퓨즈 모듈 및 이를 통한 과전압 방지 방법을 개발하기에 이르렀다.Accordingly, in order to solve the problems and limitations of the above-described conventional technology for controlling the operation of a fuse applied to overvoltage and high temperature, the voltage value passing through the battery and the heating temperature emitted from the battery are sensed in real time, and the detection result of the overvoltage If it is determined that it corresponds to the above, the fuse can be automatically short-circuited by heating the heating element, and by setting the level of the signal output as a result of detection, it is possible to respond to overvoltage according to the level. An integrated active fuse module that can operate actively and quickly even without expensive active elements by integrating the sensing means for detecting, overvoltage determination, heating means, and short circuit means for shorting the fuse into one package; and This led to the development of an overvoltage prevention method.

한국등록특허 10-1016825호Korean Patent No. 10-1016825

본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 배터리를 통하는 전압값 및 배터리에서 발산되는 발열 온도를 실시간으로 감지하고 감지 결과 과전압에 해당하는 것으로 판단될 경우 발열 소자를 발열시킴으로써 퓨즈를 자동 단락시킬 수 있는 일체화 된 능동 퓨즈 모듈 및 이를 통한 과전압 방지 방법을 제공하고자 한다.The present invention was derived to solve the above-described problems, and detects a voltage value passing through a battery and a heating temperature emitted from the battery in real time, and automatically shorts a fuse by heating a heating element when it is determined that the detection result corresponds to an overvoltage It is intended to provide an integrated active fuse module that can make

또한 본 발명은, 감지 결과 출력되는 시그널의 레벨을 설정함으로써 레벨에 맞추어 과전압에 대응할 수 있는 일체화 된 능동 퓨즈 모듈 및 이를 통한 과전압 방지 방법을 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide an integrated active fuse module capable of responding to overvoltage according to the level by setting the level of a signal output as a result of detection, and an overvoltage prevention method through the same.

또한 본 발명은, 이러한 배터리의 전압값, 발열 온도를 감지하는 감지 수단, 과전압을 판단하는 판단 수단, 발열 수단 및 퓨즈를 단락시키는 단락 수단을 하나의 패키지로 일체화시킴으로써 고가의 능동소자를 배제하고도 능동적이고 신속하게 동작할 수 있는 일체화 된 능동 퓨즈 모듈 및 이를 통한 과전압 방지 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention integrates the sensing means for detecting the voltage value of the battery, the heating temperature, the determining means for determining the overvoltage, the heating means and the short circuit means for shorting the fuse into one package, thereby excluding expensive active elements. An object of the present invention is to provide an integrated active fuse module that can be actively and quickly operated and a method for preventing overvoltage through the module.

본 발명의 일 실시예에 따른 일체화 된 능동 퓨즈 모듈은 배터리와 연결된 퓨즈부, 상기 퓨즈부와 연결된 발열부, 상기 배터리에 도통되는 전압값 및 상기 배터리를 통해 발산되는 열의 온도값을 감지하는 감지부, 상기 감지부의 감지 결과를 통해, 상기 배터리의 과전류 도통 여부를 판단하고 발열 시그널을 출력하는 판단부 및 상기 발열 시그널이 출력됨에 따라, 상기 발열부의 발열 동작을 개시하여 상기 퓨즈부를 단락시키는 동작부를 포함할 수 있다.In an integrated active fuse module according to an embodiment of the present invention, a fuse unit connected to a battery, a heat generating unit connected to the fuse unit, a voltage value conducted to the battery, and a sensing unit for detecting a temperature value of heat emitted through the battery , a determination unit that determines whether overcurrent of the battery is conducted through the detection result of the sensing unit and outputs a heating signal, and an operation unit that starts a heating operation of the heating unit and short-circuits the fuse when the heating signal is output can do.

일 실시예에서, 상기 퓨즈부, 발열부, 감지부, 판단부 및 동작부는 하나의 패키지 형태로 일체화되어 구성될 수 있다.In an embodiment, the fuse unit, the heating unit, the sensing unit, the determining unit, and the operating unit may be integrated into one package.

일 실시예에서, 상기 감지부는 상기 배터리를 통해 발산되는 열의 온도값을 감지하기 위한 온도 센서를 포함할 수 있다.In an embodiment, the sensing unit may include a temperature sensor for sensing a temperature value of heat emitted through the battery.

일 실시예에서, 상기 판단부는 상기 감지부로부터 제1 감지레벨 시그널이 출력되는 경우, 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)에 릴레이 오픈 시그널을 전달하거나 또는 알람 시그널을 전달하고, 상기 감지부로부터 제2 감지레벨 시그널이 출력되는 경우, 상기 발열 시그널을 상기 동작부로 출력하여 상기 동작부에서 상기 발열부의 발열 동작을 개시하여 상기 퓨즈부를 단락시킬 수 있다.In one embodiment, when the first detection level signal is output from the detection unit, the determination unit transmits a relay open signal or an alarm signal to the microcontroller unit (MCU), and transmits a second detection level from the detection unit When the signal is output, the heating signal may be output to the operation unit to initiate a heating operation of the heating unit in the operation unit to short-circuit the fuse unit.

일 실시예에서, 상기 제2 감지레벨 시그널 출력 후 상기 발열부의 발열 동작을 통해 상기 퓨즈부가 단락되는 경우, 상기 판단부는 상기 퓨즈부의 단락 결과를 상기 MCU에 전달할 수 있다.In an embodiment, when the fuse unit is short-circuited through a heating operation of the heating unit after outputting the second detection level signal, the determination unit may transmit a short-circuit result of the fuse unit to the MCU.

본 발명의 다른 실시예에 따른 일체화 된 능동 퓨즈 모듈을 통한 과전압 방지 방법은 감지부에서 배터리에 도통되는 전압값 및 상기 배터리를 통해 발산되는 열의 온도값을 감지하는 단계, 상기 감지부의 감지 결과를 통해, 판단부에서 상기 배터리의 과전류 도통 여부를 판단하고 발열 시그널을 출력하는 단계 및 상기 발열 시그널이 출력됨에 따라, 동작부에서는 퓨즈부와 연결된 발열부의 발열 동작을 개시하여 상기 퓨즈부를 단락시키는 단계를 포함할 수 있다.The overvoltage prevention method through an integrated active fuse module according to another embodiment of the present invention includes the steps of detecting a voltage value conducted to a battery and a temperature value of heat emitted through the battery by a detection unit, through the detection result of the detection unit , determining whether the overcurrent of the battery is conducted by the determination unit and outputting a heating signal, and when the heating signal is output, the operation unit initiates a heating operation of the heating unit connected to the fuse unit and short-circuiting the fuse unit. can do.

본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리를 통하는 전압값 및 배터리에서 발산되는 발열 온도를 실시간으로 감지하고 감지 결과 과전압에 해당하는 것으로 판단될 경우 발열 소자를 발열시킴으로써 퓨즈를 자동 단락시킬 수 있고, 또한 감지 결과 출력되는 시그널의 레벨을 설정함으로써 레벨에 맞추어 과전압에 대응할 수 있으며, 특히 이러한 배터리의 전압값, 발열 온도를 감지하는 감지 수단, 과전압을 판단하는 판단 수단, 발열 수단 및 퓨즈를 단락시키는 단락 수단을 하나의 패키지로 일체화시킴으로써 고가의 능동소자를 배제하고도 능동적이고 신속하게 동작할 수 있는 이점을 가진다.According to one aspect of the present invention, the fuse can be automatically short-circuited by sensing the voltage value passing through the battery and the heating temperature emitted from the battery in real time and heating the heating element when it is determined that the detection result corresponds to overvoltage, and also detects By setting the level of the signal output as a result, it is possible to respond to overvoltage according to the level. In particular, a sensing means for detecting the voltage value of the battery, the heating temperature, a determining means for judging the overvoltage, a heating means and a short circuit means for shorting the fuse are provided. By integrating it into one package, it has the advantage of being able to actively and quickly operate without expensive active elements.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체화 된 능동 퓨즈 모듈(100)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 감지부(130)를 통해 회로 상의 배터리(1)의 전압값 및 온도값을 감지하는 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 일체화 된 능동 퓨즈 모듈(100)을 통해 배터리의 과전압을 방지하는 과정을 순서대로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a configuration of an integrated active fuse module 100 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a process of detecting a voltage value and a temperature value of the battery 1 on a circuit through the sensing unit 130 shown in FIG. 1 .
FIG. 3 is a view sequentially illustrating a process of preventing overvoltage of a battery through the integrated active fuse module 100 shown in FIG. 1 .

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are presented to help the understanding of the present invention. However, the following examples are only provided for easier understanding of the present invention, and the content of the present invention is not limited by the examples.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체화 된 능동 퓨즈 모듈(100)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a configuration of an integrated active fuse module 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 일체화 된 능동 퓨즈 모듈(100)은 퓨즈부(110), 발열부(120), 감지부(130), 판단부(140) 및 동작부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1 , an integrated active fuse module 100 according to an embodiment of the present invention includes a fuse unit 110 , a heating unit 120 , a sensing unit 130 , a determination unit 140 , and an operation unit 150 . ) may be included.

먼저, 퓨즈부(110)는 회로 상의 배터리와 일측이 연결되어 후술되는 발열부(120)로부터 발산되는 열기에 의해 단락됨으로써 배터리와 회로 간의 연결상태를 끊는 역할을 할 수 있다.First, the fuse unit 110 may serve to break the connection state between the battery and the circuit by short-circuiting one side of the fuse unit 110 with the battery on the circuit by being short-circuited by the heat emitted from the heat generating unit 120 to be described later.

이러한 퓨즈부(110)는 종래의 일반적인 퓨즈가 적용될 수 있기에 그 종류는 제한되지 아니한다.The type of the fuse unit 110 is not limited because a conventional general fuse can be applied.

다음으로, 발열부(120)는 후술되는 판단부(140)로부터 출력되는 발열 시그널에 의하여 발열을 개시함으로써 상술한 퓨즈부(110)에 열에너지를 인가하여 퓨즈부(110)를 단락시키는 역할을 할 수 있으며, 발열부(120)는 종래의 일반적인 발열소자(예컨데, PTC 등)가 적용될 수 있기에 그 종류는 제한되지 아니한다.Next, the heating unit 120 applies thermal energy to the above-described fuse unit 110 by initiating heat generation by a heating signal output from the determination unit 140 to be described later to short-circuit the fuse unit 110 . In addition, the type of the heating unit 120 is not limited because a conventional general heating element (eg, PTC, etc.) may be applied.

이러한 발열부(120)는 퓨즈부(110)와 인접하게 접함으로써 발산되는 열을 통해 퓨즈부(110)의 일측을 녹여 끊을 수 있는 구조이기에, 퓨즈부(110)를 제외한 어떠한 회로 및 소자에는 영향을 끼치지 않도록 배치됨을 유의한다.Since the heating unit 120 has a structure that can melt and blow one side of the fuse unit 110 through heat emitted by being adjacent to the fuse unit 110 , any circuits and elements except the fuse unit 110 are affected. Note that it is placed so as not to cause harm.

또한, 이러한 발열부(120)의 동작을 온 또는 오프시키는 것은 후술되는 동작부(150)의 제어 동작에 영향을 받을 수 있는데, 이는 후술하기로 한다.In addition, turning on or off the operation of the heating unit 120 may be affected by the control operation of the operation unit 150 to be described later, which will be described later.

다음으로, 감지부(130)는 배터리에 도통되는 전압값 및 배터리를 통해 발산되는 열의 온도값을 감지하고, 감지 결과를 후술되는 판단부(140)에 제공하는 역할을 할 수 있다.Next, the sensing unit 130 may detect a voltage value conducted to the battery and a temperature value of heat radiated through the battery, and may serve to provide the sensing result to the determination unit 140 to be described later.

이러한 감지부(130)는 전압값을 감지하기 위한 전압 검출기(VOLTAGE DETECTOR)가 적용될 수 있으며 또한 감지부(130)는 발산되는 열의 온도값을 감지하기 위한 온도 센서(TEMPERATURE SENSOR)가 적용될 수 있다.A voltage detector (VOLTAGE DETECTOR) for sensing a voltage value may be applied to the sensing unit 130, and a temperature sensor (TEMPERATURE SENSOR) for sensing a temperature value of radiated heat may be applied to the sensing unit 130.

따라서, 감지부(130)는 전압 검출기를 통해 배터리에 도통되는 전류의 전압값을 감지할 수도 있고, 온도 센서를 통해 배터리로부터 발산되는 열의 온도값을 감지할 수도 있다.Accordingly, the sensing unit 130 may sense the voltage value of the current conducted to the battery through the voltage detector, or may sense the temperature value of heat emitted from the battery through the temperature sensor.

감지부(130)는 전압값의 감지 결과 혹은 온도값의 감지 결과 각각을 판단부(140)에 개별적으로 전달할 수도 있고, 전압값의 감지 결과 및 온도값의 감지 결과를 모두 판단부(140)에 일괄적으로 전달할 수도 있다.The detection unit 130 may individually transmit each of the detection result of the voltage value or the detection result of the temperature value to the determination unit 140 , and both the detection result of the voltage value and the detection result of the temperature value are transmitted to the determination unit 140 . It can also be delivered in bulk.

한편, 감지부(130)에서 전압값을 감지하는 수단(예컨데, 전압 검출기) 과 온도값을 감지하는 수단(예컨데, 온도 센서)는 그 종류가 제한되지 아니하며, 온도값을 감지하는 수단의 경우에는 초음파를 이용한 온도 감지 수단이 적용될 수도 있다.On the other hand, the means (eg, voltage detector) and the means (eg, temperature sensor) for sensing a voltage value in the sensing unit 130 are not limited in types, and in the case of a means for sensing a temperature value, Temperature sensing means using ultrasonic waves may be applied.

다음으로, 판단부(140)는 상술한 감지부(130)로부터 전달되는 전압값의 감지 결과 혹은 온도값의 감지 결과를 통해, 배터리가 현재 과전압상태에 해당하는지 여부를 판단하는 역할을 할 수 있다.Next, the determination unit 140 may serve to determine whether the battery is currently in an overvoltage state through the detection result of the voltage value or the detection result of the temperature value transmitted from the above-described detection unit 130 . .

판단 결과, 배터리가 현재 과전압상태에 해당하는 것으로 판단되는 경우, 후술되는 동작부(150)에 발열 시그널을 출력하게 되고, 동작부(150)에서는 발열 시그널의 출력을 시작으로 상술한 발열부(120)의 발열 동작을 온 시킴으로써 발열 동작이 개시되도록 한다.As a result of the determination, when it is determined that the battery corresponds to the current overvoltage state, a heating signal is output to the operation unit 150 to be described later, and the operation unit 150 starts with the output of the heating signal and the heating unit 120 described above. ) to start the heating operation by turning on the heating operation.

일 실시예에서, 판단부(140)는 감지부(130)로부터 전달(혹은 출력)되는 전압값의 감지 결과 혹은 온도값의 감지 결과가 제1 감지레벨 시그널에 해당하는 것으로 판단될 경우, 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU, 미도시)에 회로 상의 릴레이(RELAY)를 오픈시키기 위한 릴레이 오픈 시그널을 전달하거나 또는 알람 이벤트를 발생시키기 위한 알람 시그널을 전달할 수 있다.In one embodiment, the determination unit 140 determines that the detection result of the voltage value transmitted (or output) from the detection unit 130 or the detection result of the temperature value corresponds to the first detection level signal, the microcontroller A relay open signal for opening a relay RELAY on a circuit may be transmitted to a unit (MCU, not shown) or an alarm signal for generating an alarm event may be transmitted.

여기에서, 제1 감지레벨 시그널이라 함은, 배터리에 도통되는 전압값이 기 설정된 1단계 전압값을 초과하였거나 배터리로부터 발산되는 열의 온도값이 기 설정된 1단계 온도값을 초과하였을 경우 감지부(130)로부터 출력되는 시그널을 의미할 수 있다.Here, the first detection level signal refers to the detection unit 130 when the voltage value conducted to the battery exceeds the preset first-stage voltage value or the temperature value of heat emitted from the battery exceeds the preset first-stage temperature value. ) may mean a signal output from

또한, 일 실시예에서 판단부(140)는 감지부(130)로부터 전달(혹은 출력)되는 전압값의 감지 결과 혹은 온도값의 감지 결과가 제2 감지레벨 시그널에 해당하는 것으로 판단될 경우, 후술되는 동작부(150)에 발열 시그널을 출력하게 되고, 동작부(150)에서는 발열 시그널의 출력을 시작으로 상술한 발열부(120)의 발열 동작을 온 시킴으로써 발열 동작이 개시되도록 한다.In addition, in an embodiment, the determination unit 140 determines that the detection result of the voltage value transmitted (or output) from the detection unit 130 or the detection result of the temperature value corresponds to the second detection level signal, which will be described later. A heating signal is output to the operating unit 150 that is used, and the heating operation is started by turning on the heating operation of the above-described heating unit 120 starting with the output of the heating signal in the operation unit 150 .

여기에서, 제2 감지레벨 시그널이라 함은, 배터리에 도통되는 전압값이 기 설정된 제1 단계 전압값은 물론 제2 단계 전압값을 초과하였거나 배터리로부터 발산되는 열의 온도값이 기설정된 제1 단계 온도값은 물론 제2 단계 온도값을 초과하였을 경우 감지부(130)로부터 출력되는 시그널을 의미할 수 있다.Here, the second detection level signal means that the voltage value conducted to the battery exceeds the preset first stage voltage value as well as the second stage voltage value or the temperature value of heat emitted from the battery is the preset first stage temperature The value, of course, may mean a signal output from the sensing unit 130 when the second stage temperature value is exceeded.

즉, 감지부(130)는 배터리에 도통되는 전압값이 기 설정된 전압값을 초과하거나 배터리로부터 발산되는 열이 기 설정된 온도값을 초과하는 경우, 판단부(140)에 감지 결과를 전달할 수도 있고, 일 실시예에서는 이러한 감지 결과를 제1 감지레벨 시그널 및 제2 감지레벨 시그널로 구별하여 판단부(140)에 전달할 수도 있다.That is, when the voltage value conducted to the battery exceeds a preset voltage value or the heat emitted from the battery exceeds a preset temperature value, the detection unit 130 may transmit the detection result to the determination unit 140, In an embodiment, the detection result may be divided into a first detection level signal and a second detection level signal and transmitted to the determination unit 140 .

따라서, 판단부(140)에서는 전달된 감지 결과를 통해 동작부(150)에 발열 시그널을 바로 출력할 수도 있고, 제1 감지레벨 시그널 및 제2 감지레벨 시그널에 대응하여 MCU에 릴레이 오픈 시그널 혹은 알람 시그널을 전달하거나 발열 시그널을 출력할 수도 있다.Accordingly, the determination unit 140 may directly output a heat signal to the operation unit 150 through the transmitted detection result, or a relay open signal or alarm to the MCU in response to the first detection level signal and the second detection level signal. It can transmit a signal or output a heat signal.

또한, 일 실시예에서 판단부(140)는 제2 감지레벨 시그널 출력 후 발열부(120)의 발열 동작에 의해 퓨즈부(110)가 단락되는 경우, 퓨즈부(110)의 단락 결과를 MCU에 전달할 수 있다.Also, in an embodiment, when the fuse unit 110 is short-circuited by the heating operation of the heating unit 120 after outputting the second detection level signal, the determination unit 140 sends the short-circuit result of the fuse unit 110 to the MCU. can transmit

다음으로, 동작부(150)는 판단부(140)로부터 발열 시그널이 출력되는 경우, 동작부(150)의 오프 상태가 온 상태로 천이되면서 발열부(120)의 발열이 개시되도록 하는 스위치 역할을 할 수 있다.Next, when a heating signal is output from the determination unit 140 , the operation unit 150 serves as a switch to initiate heat generation of the heating unit 120 while the off state of the operation unit 150 transitions to an on state. can do.

따라서, 동작부(150)의 상태가 오프 상태에서 온 상태로 천이됨에 따라, 발열부(120)는 도통 상태가 개시되면서 발열이 개시되게 되며, 발열부(120)의 발열 개시에 의해 발산되는 열을 통해, 인접한 퓨즈부(110)는 녹아서 단락되고 결과적으로 회로는 단락상태가 된다.Accordingly, as the state of the operation unit 150 transitions from the off state to the on state, the heating unit 120 starts to generate heat while the conduction state is initiated, and heat emitted by the initiation of heat generation of the heating unit 120 . Through the , the adjacent fuse unit 110 is melted and short circuited, and as a result, the circuit is in a short circuit state.

또한, 본 발명의 일 실시예에서 상술한 퓨즈부(110), 발열부(120), 감지부(130), 판단부(140) 및 동작부(150)는 하나의 패키지 형태로 일체화되어 구성될 수 있으며, 이를 통해 종래의 MCU와 같은 고가의 능동소자에 과전압, 고온 판단에 의존하지 않고도 신속하게 퓨즈부(110)의 단락 동작을 제어할 수 있게 된다.In addition, in an embodiment of the present invention, the above-described fuse unit 110 , the heating unit 120 , the sensing unit 130 , the determining unit 140 , and the operating unit 150 may be integrated into one package. Through this, it is possible to quickly control the short circuit operation of the fuse unit 110 without relying on overvoltage and high temperature determination in an expensive active device such as a conventional MCU.

도 2는 도 1에 도시된 감지부(130)를 통해 회로 상의 배터리(1)의 전압값 및 온도값을 감지하는 과정을 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a process of detecting a voltage value and a temperature value of the battery 1 on a circuit through the sensing unit 130 shown in FIG. 1 .

도 2를 살펴보면, 도 2(a)는 감지부(130) 내의 전압 검출기와 배터리팩(1)의 일단이 연결됨으로써 배터리팩 전압에 대한 과전압 도통 여부를 감지하는 과정을 도시한 도면이고, 도 2(b)는 감지부(130) 내의 전압 검출기와 배터리팩(1)의 배터리셀(2)의 일단이 연결됨으로써 배터리셀 전압에 대한 과전압 도통 여부를 감지하는 과정을 도시한 도면이다. 또한, 도 2(c)는 감지부(130)와 연결된 온도 센서가 배터리팩(1) 혹은 배터리셀(2)과 인접하게 위치함으로써 배터리팩(1) 혹은 배터리셀(2)로부터 발산되는 열의 온도값을 실시간으로 감지하는 과정을 도시한 도면이다.Referring to FIG. 2 , FIG. 2A is a diagram illustrating a process of detecting whether overvoltage conduction with respect to the battery pack voltage is conducted by connecting a voltage detector in the sensing unit 130 and one end of the battery pack 1 , FIG. 2 (b) is a diagram illustrating a process of detecting whether or not overvoltage conduction with respect to the battery cell voltage by connecting the voltage detector in the sensing unit 130 and one end of the battery cell 2 of the battery pack 1 . In addition, FIG. 2( c ) shows the temperature of the heat emitted from the battery pack 1 or the battery cell 2 because the temperature sensor connected to the sensing unit 130 is positioned adjacent to the battery pack 1 or the battery cell 2 . It is a diagram showing a process of detecting a value in real time.

이러한 도 2(a) 내지 도 2(c)의 과정을 통해, 감지부(130)는 배터리팩(1) 혹은 배터리셀(2)에 도통되는 전압값의 과전압 여부 및 온도값의 이상 초과여부를 감지할 수 있게 된다.2(a) to 2(c), the sensing unit 130 detects whether the voltage value conducted to the battery pack 1 or the battery cell 2 is overvoltage and whether the temperature value is abnormally exceeded. be able to detect

다음으로는, 상술한 도 1 및 도 2를 통해 설명한 일체화 된 능동 퓨즈 모듈(100)을 이용하여 배터리의 과전압을 방지하는 과정을 순서대로 살펴보기로 한다.Next, a process of preventing overvoltage of a battery using the integrated active fuse module 100 described with reference to FIGS. 1 and 2 will be described in order.

도 3은 도 1에 도시된 일체화 된 능동 퓨즈 모듈(100)을 통해 배터리의 과전압을 방지하는 과정을 순서대로 도시한 도면이다.FIG. 3 is a view sequentially illustrating a process of preventing overvoltage of a battery through the integrated active fuse module 100 shown in FIG. 1 .

도 3(a)를 살펴보면, 도 3(a)는 감지부(130)로부터 배터리에 도통되는 전압값의 과전압 여부 및 고온 여부에 대한 감지 결과가 전달(혹은 출력)되는 경우를 도시한 도면으로써, 먼저 감지부(130)에서 배터리에 도통되는 전류의 과전압여부 및 고온여부를 감지하여 판단부(140)로 감지 결과를 전달하고(S301), 판단부(140)에서는 배터리에 도통되는 전류가 과전압에 해당하거나 혹은 발산되는 열이 고온에 해당하는 것으로 판단될 경우 발열 시그널을 동작부(150)에 출력한다(S302).Referring to FIG. 3 ( a ), FIG. 3 ( a ) is a diagram illustrating a case in which the detection result of whether the voltage value conducted to the battery is overvoltage and high temperature is transmitted (or output) from the detection unit 130 , First, the detection unit 130 detects whether the current conducted to the battery is overvoltage and high temperature, and transmits the detection result to the determination unit 140 (S301), and the determination unit 140 determines whether the current conducted to the battery is overvoltage When it is determined that the corresponding or emitted heat corresponds to a high temperature, a heating signal is output to the operation unit 150 (S302).

동작부(150)는 상기 발열 시그널을 시작으로 동작 상태가 오프에서 온으로 천이되고(S303), 발열부(120)에 전류가 인가되면서 발열 동작이 개시되며(S304), 그에 따라 퓨즈부(110)가 단락되게 된다(S305).The operation unit 150 transitions from OFF to ON starting with the heating signal (S303), and as a current is applied to the heating unit 120, a heating operation is started (S304), and accordingly, the fuse unit 110 ) is short-circuited (S305).

도 3(b)를 살펴보면, 도 3(b)는 감지부(130)로부터 배터리에 도통되는 전압값의 과전압 여부 및 고온 여부에 대한 감지 결과가 전달(혹은 출력)되되, 제1 및 제2 감지레벨 시그널 형태로 구분되어 전달되는 경우를 도시한 도면으로써, 먼저 감지부(130)에서 배터리에 도통되는 전류의 과전압여부 및 고온여부를 감지하여 판단부(140)로 감지 결과에 대한 시그널을 전달하되, 제1 감지레벨 시그널 및 제2 감지레벨 시그널로 구분하여 전달한다(S301')Referring to FIG. 3 ( b ), in FIG. 3 ( b ), the detection result of whether the voltage value conducted to the battery is overvoltage and high temperature is transmitted (or output) from the sensing unit 130, and the first and second detections are performed. As a diagram showing a case where the level signal is divided and transmitted in the form of a level signal, first, the detection unit 130 detects whether the current conducted to the battery is overvoltage or high temperature, and transmits a signal for the detection result to the determination unit 140, but , the first detection level signal and the second detection level signal are divided and transmitted (S301')

판단부(140)에서는 감지 결과에 대한 시그널이 제1 감지레벨 시그널인지, 제2 감지레벨 시그널인지를 판단하여 만약 제1 감지레벨 시그널에 해당하는 경우에는, 폴트(FAULT) 시그널을 출력하고(S302') MCU에 상기 폴트 시그널이 인가되어(S303') MCU에서는 릴레이가 오픈되거나 또는 경고용 알람 신호가 출력된다(S304').The determination unit 140 determines whether the signal for the detection result is a first detection level signal or a second detection level signal, and if it corresponds to the first detection level signal, outputs a FAULT signal (S302) ') When the fault signal is applied to the MCU (S303'), the relay is opened in the MCU or an alarm signal for warning is output (S304').

만약 판단부(140)에서 감지 결과에 대한 시그널을 판단한 결과 제2 감지레벨 시그널에 해당하는 경우에는, 판단부(140)에서는 배터리에 도통되는 전류가 과전압에 해당하거나 혹은 발산되는 열이 고온에 해당하는 것으로 판단하여 발열 시그널을 동작부(150)에 출력한다(S302").If the determination unit 140 determines the signal for the detection result and corresponds to the second detection level signal, in the determination unit 140, the current conducted to the battery corresponds to overvoltage or the emitted heat corresponds to high temperature. It is determined that the heating signal is output to the operation unit 150 (S302").

동작부(150)는 상기 발열 시그널을 시작으로 동작 상태가 오프에서 온으로 천이되고(S303"), 발열부(120)에 전류가 인가되면서 발열 동작이 개시되며(S304"), 그에 따라 퓨즈부(110)가 단락되게 되고 또한 판단부(140)에서 MCU에 퓨즈부(110)의 단락 결과를 출력하게 된다(S305").The operation unit 150 transitions from OFF to ON starting with the heating signal (S303"), and as a current is applied to the heating unit 120, a heating operation is started (S304"), and accordingly, the fuse unit 110 is short-circuited, and the determination unit 140 outputs the short-circuit result of the fuse unit 110 to the MCU (S305").

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention within the scope without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that it can be done.

1: 배터리팩
2: 배터리셀
100: 일체화 된 능동 퓨즈 모듈
110: 퓨즈부
120: 발열부
130: 감지부
140: 판단부
150: 동작부1: battery pack
2: battery cell
100: integrated active fuse module
110: fuse unit
120: heating part
130: sensing unit
140: judgment unit
150: operation unit

Claims (10)

배터리와 연결된 퓨즈부;
상기 퓨즈부와 연결된 발열부;
상기 배터리에 도통되는 전압값 및 상기 배터리를 통해 발산되는 열의 온도값을 감지하는 감지부;
상기 감지부의 감지 결과를 통해, 상기 배터리의 과전류 도통 여부를 판단하고 발열 시그널을 출력하는 판단부; 및
상기 발열 시그널이 출력됨에 따라, 상기 발열부의 발열 동작을 개시하여 상기 퓨즈부를 단락시키는 동작부;를 포함하고,
상기 퓨즈부, 상기 발열부, 상기 감지부, 상기 판단부 및 상기 동작부는, 능동 소자를 포함하지 않는 하나의 패키지 형태로 일체화되며,
상기 능동 소자는 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)를 포함하는, 일체화된 퓨즈 모듈.
a fuse unit connected to the battery;
a heating unit connected to the fuse unit;
a sensing unit sensing a voltage value conducted to the battery and a temperature value of heat emitted through the battery;
a determination unit configured to determine whether overcurrent of the battery is conducted and output a heating signal based on the detection result of the sensing unit; and
and an operation unit that short-circuits the fuse unit by initiating a heating operation of the heating unit in response to the output of the heating signal;
The fuse unit, the heating unit, the sensing unit, the determination unit, and the operation unit are integrated into a single package that does not include an active element,
wherein the active element includes a microcontroller unit (MCU).
 제1항에 있어서,
상기 감지부는,
상기 배터리를 통해 발산되는 열의 온도값을 감지하기 위한 온도 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 일체화된 퓨즈 모듈.
According to claim 1,
The sensing unit,
and a temperature sensor for detecting a temperature value of heat emitted through the battery.
 제1항에 있어서,
상기 판단부는,
상기 감지부로부터 제1 감지레벨 시그널이 출력되는 경우, 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)에 릴레이 오픈 시그널을 전달하거나, 또는 알람 시그널을 전달하고,
상기 감지부로부터 제2 감지레벨 시그널이 출력되는 경우, 상기 발열 시그널을 상기 동작부로 출력하여 상기 동작부에서 상기 발열부의 발열 동작을 개시하여 상기 퓨즈부를 단락시키는 것을 특징으로 하는, 일체화된 퓨즈 모듈.
According to claim 1,
The judging unit,
When the first detection level signal is output from the detection unit, a relay open signal is transmitted to the microcontroller unit (MCU), or an alarm signal is transmitted,
The integrated fuse module, characterized in that when a second detection level signal is output from the sensing unit, the heating signal is output to the operation unit to initiate a heating operation of the heating unit in the operation unit to short-circuit the fuse unit.
 제3항에 있어서,
상기 제2 감지레벨 시그널 출력 후 상기 발열부의 발열 동작을 통해 상기 퓨즈부가 단락되는 경우,
상기 판단부는 상기 퓨즈부의 단락 결과를 상기 MCU에 전달하는 것을 특징으로 하는, 일체화된 퓨즈 모듈.
4. The method of claim 3,
When the fuse unit is short-circuited through the heating operation of the heating unit after the second detection level signal is output,
and the determination unit transmits a short circuit result of the fuse unit to the MCU.
 감지부에서 배터리에 도통되는 전압값 및 상기 배터리를 통해 발산되는 열의 온도값을 감지하는 단계;
상기 감지부의 감지 결과를 통해, 판단부에서 상기 배터리의 과전류 도통 여부를 판단하고 발열 시그널을 출력하는 단계; 및
상기 발열 시그널이 출력됨에 따라, 동작부에서는 퓨즈부와 연결된 발열부의 발열 동작을 개시하여 상기 퓨즈부를 단락시키는 단계;를 포함하고,
상기 퓨즈부, 상기 발열부, 상기 감지부, 상기 판단부 및 상기 동작부는, 능동 소자를 포함하지 않는 하나의 패키지 형태로 일체화되며,
상기 능동 소자는 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)를 포함하는, 일체화된 퓨즈 모듈을 이용한 과전압 방지 방법.
detecting, by a sensing unit, a voltage value conducted to the battery and a temperature value of heat emitted through the battery;
determining whether the overcurrent of the battery is conducted by the determination unit based on the detection result of the sensing unit and outputting a heating signal; and
In accordance with the output of the heating signal, the operation unit initiates a heating operation of the heating unit connected to the fuse unit to short-circuit the fuse unit;
The fuse unit, the heating unit, the sensing unit, the determination unit, and the operation unit are integrated into a single package that does not include an active element,
The active element includes a microcontroller unit (MCU), an overvoltage protection method using an integrated fuse module.
 제5항에 있어서,
상기 감지부는,
상기 배터리를 통해 발산되는 열의 온도값을 감지하기 위한 온도 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 일체화된 퓨즈 모듈을 이용한 과전압 방지 방법.
6. The method of claim 5,
The sensing unit,
and a temperature sensor for detecting a temperature value of heat emitted through the battery.
 제5항에 있어서,
상기 판단부는,
상기 감지부로부터 제1 감지레벨 시그널이 출력되는 경우, 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)에 릴레이 오픈 시그널을 전달하거나, 또는 알람 시그널을 전달하고,
상기 감지부로부터 제2 감지레벨 시그널이 출력되는 경우, 상기 발열 시그널을 상기 동작부로 출력하여 상기 동작부에서 상기 발열부의 발열 동작을 개시하여 상기 퓨즈부를 단락시키는 것을 특징으로 하는, 일체화된 퓨즈 모듈을 이용한 과전압 방지 방법.
6. The method of claim 5,
The judging unit,
When the first detection level signal is output from the detection unit, a relay open signal is transmitted to the microcontroller unit (MCU), or an alarm signal is transmitted,
An integrated fuse module, characterized in that when a second detection level signal is output from the sensing unit, the heating signal is output to the operating unit to initiate a heating operation of the heating unit in the operating unit to short-circuit the fuse unit. How to prevent overvoltage using.
 제7항에 있어서,
상기 제2 감지레벨 시그널 출력 후 상기 발열부의 발열 동작을 통해 상기 퓨즈부가 단락되는 경우,
상기 판단부는 상기 퓨즈부의 단락 결과를 상기 MCU에 전달하는 것을 특징으로 하는, 일체화된 퓨즈 모듈을 이용한 과전압 방지 방법.8. The method of claim 7,
When the fuse unit is short-circuited through the heating operation of the heating unit after the second detection level signal is output,
The overvoltage prevention method using an integrated fuse module, characterized in that the determination unit transmits a short circuit result of the fuse unit to the MCU. 삭제delete 삭제delete
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