KR102408041B1 - 센서를 이용하여 배터리의 상태를 감지 및 제어하는 방법 및 이를 사용하는 전자 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 다양한 실시예들은, 센서를 이용하여 배터리의 상태를 감지 및 제어하는 방법 및 이를 사용하는 전자 장치로서, 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치되고, 적어도 하나의 가스 센서를 포함하는 수용부; 상기 하우징의 내부에 배치되는 배터리; 상기 배터리로부터 누출되어 상기 적어도 하나의 가스 센서에 의해 획득되는 가스 정보 및 전자 장치의 동작 제어 정보를 저장하는 메모리; 및 상기 메모리와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 가스 센서를 이용하여 상기 배터리로부터 누출되는 가스 감지 신호를 획득하고, 상기 획득된 가스 감지 신호가 소정의 임계값을 초과하면, 상기 전자 장치의 적어도 일부의 동작 및/또는 상기 배터리의 충전 특성을 제어하도록 설정됨으로써, 전자 장치가 고온에 노출되거나 발열에 의해 발생하는 배터리의 가스 누출을 실시간으로 감지하고, 배터리의 상태를 제어함으로써, 배터리에 의한 안전 사고를 예방할 수 있다. 본 발명에 개시된 다양한 실시예들 이외의 다른 다양한 실시예가 가능하다.

Description

센서를 이용하여 배터리의 상태를 감지 및 제어하는 방법 및 이를 사용하는 전자 장치{Method for sensing and controlling condition of battery using sensor and electronic device using the same}
본 발명의 다양한 실시예들은, 센서를 이용하여 배터리의 상태를 감지 및 제어하는 방법 및 이를 사용하는 전자 장치에 관한 것이다.
스마트 폰, 태블릿, 및 웨어러블 기기와 같은 휴대용 전자 장치의 사용이 증가하고 있다.
휴대용 전자 장치는 통화, 사진 촬영, 동영상 재생 및 게임 등의 다양한 기능을 제공할 수 있다.
휴대용 전자 장치는 상기와 같은 다양한 기능을 수행할 수 있도록 전원을 공급하는 배터리를 구비할 수 있다.
상기 휴대용 전자 장치가 다양한 기능을 수행함에 따라, 배터리의 용량 및 급속 충전 등에 관한 이슈가 중요한 문제로 발생되고 있다.
상기 배터리는 전자 장치 각각의 사용 목적에 따라 다른 종류 및 다른 환경 특성을 가질 수 있다.
상기 배터리는 과충전, 고온에의 노출 및 내부 단락 등에 의해 전해질이 분해됨에 따라 가스가 발생되거나 파열되는 문제를 발생할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는, 센서를 이용하여 배터리로부터 발생되는 가스를 감지하고, 배터리의 상태를 제어할 수 있는 방법 및 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는, 배터리로부터 발생되는 가스를 전자 장치의 외부로 배출시킬 수 있는 방법 및 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 일 실시예의 전자 장치는, 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치되고, 적어도 하나의 가스 센서를 포함하는 수용부; 상기 하우징의 내부에 배치되는 배터리; 상기 배터리로부터 누출되어 상기 적어도 하나의 가스 센서에 의해 획득되는 가스 정보 및 전자 장치의 동작 제어 정보를 저장하는 메모리; 및 상기 메모리와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 가스 센서를 이용하여 상기 배터리로부터 누출되는 가스 감지 신호를 획득하고, 상기 획득된 가스 감지 신호가 소정의 임계값을 초과하면, 상기 전자 장치의 적어도 일부의 동작 및/또는 상기 배터리의 충전 특성을 제어하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 다른 실시예의 전자 장치는, 하우징; 상기 하우징 내부에 배치되고, 적어도 하나의 가스 센서를 포함하는 수용부; 및 상기 하우징의 내부에 배치되는 배티리를 포함하고, 상기 적어도 하나의 가스 센서를 포함하는 수용부는, 제 1 방향에 형성된 제 1 홀; 및 제 2 방향에 형성된 제 2 홀을 포함하되, 상기 제 1 홀은 상기 하우징에 형성된 홀과 대응되는 위치에 배치되고, 상기 제 2 홀은 상기 배터리에 형성된 홀과 대응되는 위치에 배치되어, 상기 적어도 하나의 가스 센서가 상기 배터리에 형성된 홀로부터 누출되어 상기 제 2 홀을 통해 유입되는 가스를 감지하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 센서를 이용하여 배터리의 상태를 감지 및 제어하는 방법은, 상기 전자 장치의 프로세서가, 적어도 하나의 가스 센서를 이용하여 상기 배터리로부터 누출되는 가스 감지 신호를 획득하는 동작; 및 상기 획득된 가스 감지 신호가 소정의 임계값을 초과하면, 상기 전자 장치의 적어도 일부의 동작 및/또는 상기 배터리의 충전 특성을 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치가 고온에 노출되거나 발열에 의해 발생하는 배터리의 가스 누출을 실시간으로 감지하고, 배터리의 상태를 제어함으로써, 배터리에 의한 안전 사고를 예방할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 배터리로부터 발생되는 가스를 전자 장치의 외부로 배출시킴으로써, 전자 장치에 사용되는 배터리의 안정성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 도 1의 전력 관리 모듈 및 배터리에 대한 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 도 1의 전자 장치의 전개 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 센서를 이용하여 배터리의 상태를 감지 및 제어할 수 있는 전자 장치의 개략적인 블록도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 센서를 이용하여 배터리의 상태를 감지할 수 있는 전자 장치의 일 예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 수용부, 제 1 홀 및 제 2 홀 사이의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 수용부의 실장 구조에 대한 일 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 수용부의 실장 구조에 대한 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 수용부의 실장 구조에 대한 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 가스 센서의 다양한 구성을 설명하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 디스플레이를 통해 표시되는 사용자 인터페이스(UI)의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 센서를 이용하여 배터리의 상태를 감지 및 제어하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리의 가스 누출 결정에 따라 배터리의 충전을 제어하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 외부 가스 존재에 따라 배터리의 충전을 제어하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 배터리의 가스 누출을 감지하고, 이 감지 신호에 따라 전자 장치의 동작을 제어하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 가스 감지 신호를 획득하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 시간 주기에 따라 가스 감지 신호를 획득하고, 배터리의 가스 누출 상태에 기반하여 배터리의 충전 동작을 제어하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 및 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 예를 들면, 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)의 경우와 같이, 일부의 구성요소들이 통합되어 구현될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 구동하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 운영되고, 추가적으로 또는 대체적으로, 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화된 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 여기서, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로 또는 임베디드되어 운영될 수 있다.
이런 경우, 보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 수행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))과 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부 구성 요소로서 구현될 수 있다. 메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 저장되는 소프트웨어로서, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신하기 위한 장치로서, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력하기 위한 장치로서, 예를 들면, 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용되는 스피커와 전화 수신 전용으로 사용되는 리시버를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 일체 또는 별도로 형성될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 사용자에게 정보를 시각적으로 제공하기 위한 장치로서, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치 회로(touch circuitry) 또는 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 유선 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 내부의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 가스 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 유선 또는 무선으로 연결할 수 있는 지정된 프로토콜을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는 HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))를 물리적으로 연결시킬 수 있는 커넥터, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈, 이미지 센서, 이미지 시그널 프로세서, 또는 플래시를 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리하기 위한 모듈로서, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 유선 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되는, 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함하고, 그 중 해당하는 통신 모듈을 이용하여 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 상술한 여러 종류의 통신 모듈(190)은 하나의 칩으로 구현되거나 또는 각각 별도의 칩으로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 사용자 정보를 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 구별 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부로 송신하거나 외부로부터 수신하기 위한 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)(예: 무선 통신 모듈(192))은 통신 방식에 적합한 안테나를 통하여 신호를 외부 전자 장치로 송신하거나, 외부 전자 장치로부터 수신할 수 있다.
상기 구성요소들 중 일부 구성요소들은 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input/output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되어 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 외부 전자 장치에서 실행될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 외부 전자 장치에게 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 외부 전자 장치는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 도 1의 전자 장치(101)의 전력 관리 모듈(188) 및 배터리(189)에 대한 블럭도(200)이다.
도 2를 참조하면, 전자 장치(101)의 전력 관리 모듈(188)은 충전 회로(210), 전력 조정기(220), 또는 연료 게이지(230)를 포함할 수 있다. 충전 회로(210)는 전자 장치(101)에 대한 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다.
충전 회로(210)는 외부 전원의 종류(예: 전원 어댑터, USB 또는 무선충전), 상기 외부 전원으로부터 공급 가능한 전력의 크기(예: 약 20와트 이상), 또는 배터리(189)의 속성 중 적어도 일부에 기반하여 충전 방식(예: 일반 충전 또는 급속 충전)을 선택하고, 상기 선택된 충전 방식을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 외부 전원은, 예를 들면, 연결 단자(178)를 통해 유선 연결되거나, 또는 안테나 모듈(197)를 통해 무선으로 연결될 수 있다.
전력 조정기(220)는 외부 전원 또는 배터리(189)로부터 공급되는 전력의 전압 레벨 또는 전류 레벨을 조정함으로써 다른 전압 또는 다른 전류 레벨을 갖는 복수의 전력들을 생성할 수 있다. 전력 조정기(220)는 상기 외부 전원 또는 배터리(189)의 전력을 전자 장치(101)에 포함된 구성 요소들의 각각의 구성 요소에게 적합한 전압 또는 전류 레벨로 조정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 조정기(220)는 LDO(low drop out) regulator 또는 switching regulator의 형태로 구현될 수 있다.
연료 게이지(230)는 배터리(189)의 사용 상태 정보(예: 배터리의 용량, 충방전 횟수, 전압, 또는 온도)를 측정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, 충전회로(210), 전압 조정기(220), 또는 연료 게이지(230)를 이용하여, 상기 측정된 사용 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 충전과 관련된 충전 상태 정보(예: 수명, 과전압, 저전압, 과전류, 과충전, 과방전(over discharge), 과열, 단락, 또는 팽창(swelling))을 결정하고, 상기 결정된 충전 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 이상 상태 또는 정상 상태의 여부를 판단한 후, 이상 상태로 판단되는 경우 배터리(189)에 대한 충전을 조정(예: 충전 전류 또는 전압 감소, 또는 충전 중지)할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)의 기능들 중 적어도 일부 기능은 외부 제어 장치(예: 프로세서(120))에 의해서 수행될 수 있다.
배터리(189)는, 일 실시예에 따르면, 배터리 보호 회로(protection circuit module(PCM))(240)를 포함할 수 있다. 배터리 보호 회로(240)는 배터리(189)의 성능 저하 또는 소손을 방지하기 위한 다양한 기능(예: 사전 차단 기능)을 수행할 수 있다. 배터리 보호 회로(240)는, 추가적으로 또는 대체적으로(in alternative to), 셀 밸런싱, 배터리의 용량 측정, 충방전 횟수 측정, 온도 측정, 또는 전압 측정을 수행하기 위한 배터리 관리 시스템(battery management system(BMS))의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리(189)의 상기 사용 상태 정보 또는 상기 충전 상태 정보의 적어도 일부는 연료 게이지(230), 전력 관리 모듈(188) 또는 센서 모듈(176) 중 해당하는 센서(예: 가스 센서, 온도 센서, 습도 센서)를 이용하여 측정될 수 있다. 이런 경우, 일 실시예에 따르면, 상기 센서 모듈(176) 중 상기 해당하는 센서(예: 가스 센서, 온도 센서, 습도 센서)는 배터리 보호 회로(240)의 일부로 포함되거나, 또는 이와는 별도의 장치로서 배터리(189)의 인근에 배치될 수 있다.
도 3은, 다양한 실시예들에 따른, 도 1의 전자 장치(101)의 전개 사시도이다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(101)는, 하우징(310), 제 1 지지부재(311)(예: 브라켓), 전면 플레이트(320), 디스플레이(330)(예: 도 1의 표시 장치(160)), 인쇄 회로 기판(340), 배터리(350)(예: 도 1 및 도 2의 배터리(189)), 제 2 지지부재(360)(예: 리어 케이스), 안테나(370)(예: 도 1의 안테나 모듈(197)), 및 후면 플레이트(380)를 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 제 1 지지부재(311), 또는 제 2 지지부재(360))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나는, 도 1의 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나와 동일, 또는 유사할 수 있으며, 중복되는 설명은 이하 생략한다.
제 1 지지부재(311)는, 전자 장치(101) 내부에 배치되어 하우징(310)과 연결될 수 있거나, 하우징(310)과 일체로 형성될 수 있다. 하우징(310)은 예를 들면 측면 베젤 구조를 가질 수 있다. 제 1 지지부재(311)는, 예를 들어, 금속 재질 및/또는 비금속 (예: 폴리머) 재질로 형성될 수 있다. 제 1 지지부재(311)는, 일면에 디스플레이(330)가 결합되고 타면에 인쇄 회로 기판(340)이 결합될 수 있다.
인쇄 회로 기판(340)에는, 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120)), 메모리(예: 도 1의 메모리(130)), 및/또는 인터페이스(예: 도 1의 인터페이스(177))가 장착될 수 있다. 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))는, 예를 들어, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 메모리(예: 도 1의 메모리(130))는, 예를 들어, 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 인터페이스(예: 도 1의 인터페이스(177))는, 예를 들어, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 및/또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는, 예를 들어, 전자 장치(101)를 외부 전자 장치와 전기적 또는 물리적으로 연결시킬 수 있으며, USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터를 포함할 수 있다.
배터리(350)(예: 도 1의 배터리(189))는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 또는 재충전 가능한 2차 전지, 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 배터리(350)의 적어도 일부는, 예를 들어, 인쇄 회로 기판(340)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(350)는 전자 장치(101) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(101)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.
안테나(370)는, 후면 플레이트(380)와 배터리(350) 사이에 배치될 수 있다. 안테나(370)는, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 안테나(370)는, 예를 들어, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있다. 다른 실시예에서는, 하우징(310) 및/또는 상기 제 1 지지부재(311)의 일부 또는 그 조합에 의하여 안테나 구조가 형성될 수 있다.
본 문서에 개시된 실시예들은, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 문서에서 기재된 기술의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 문서의 범위는, 본 문서의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 센서를 이용하여 배터리의 상태를 감지 및 제어할 수 있는 전자 장치의 개략적인 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(400)는, 센서 모듈(410), 메모리(420), 디스플레이(430), 전력 관리 모듈(440), 배터리(450) 및 프로세서(460)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치(400)는 도 1의 전자 장치(101, 102, 104) 또는 도 3의 전자 장치(101)의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 상기 센서 모듈(410)은 도 1의 센서 모듈(176)을 포함할 수 있다. 상기 메모리(420)는 도 1의 메모리(130)를 포함할 수 있다. 상기 디스플레이(430)는 도 1의 표시 장치(160) 또는 도 3의 디스플레이(330)를 포함할 수 있다. 상기 전력 관리 모듈(440)은 도 1 및 도 2의 전력 관리 모듈(188)을 포함할 수 있다. 상기 배터리(450)는 도 1 및 도 2의 배터리(189) 또는 도 3의 배터리(350)를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(460)는 도 1의 프로세서(120)를 포함할 수 있다.
상기 센서 모듈(410)은 가스 센서(412) 및 온도/습도 센서(414)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 센서 모듈(410)은 공기 유량(air flow) 센서 및 압력 센서 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 가스 센서(412)는 배터리(450)로부터 발생 및 누출되는 가스를 감지할 수 있다. 가스 센서(412)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스의 농도 및 종류를 식별할 수 있다. 가스 센서(412)는 반도체 타입, 전기화학 타입, 접촉연소 타입 및 광학 타입 등의 적어도 하나를 사용할 수 있다. 가스 센서(412)는 센서 모듈(410)에 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 센서 모듈(410) 내에 가스 센서(412)가 2개 구비되는 경우, 가스 검출의 속도에 따라 하나의 가스 센서는 전자 장치(400)의 외부에서 유입되는 가스를 검출하고, 다른 하나의 가스 센서는 전자 장치(400)의 내부 구성요소(예: 배터리(450))에서 누출되는 가스를 검출할 수 있다. 전자 장치(400)는 2개의 가스 센서를 통해 획득된 감지 신호를 기반으로, 외부 가스와 내부 가스에 관한 정보를 처리할 수 있다.
상기 온도/습도 센서(414)는 전자 장치(400)의 외부 및 내부의 온도와 습도를 감지할 수 있다. 온도/습도 센서(414)는 가스 센서(412)를 통해 감지된 가스 신호 값의 정확성을 향상시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 온도/습도 센서(414) 이외에 압력 센서 및 공기 유량(air flow) 센서 등을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 가스 센서(412)가 반도체 타입인 경우, 가스 센서(412)는 전원이 인가된 상태에서 전자 장치(400)의 외부 및 내부의 온도와 습도에 민감하게 반응하여 저항값과 가스 감도가 변화할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(400) 외부 및 내부의 온도가 고온인 경우, 가스 센서(412)의 반도체 특성과 전자 장치(400)의 내부에서 누출되는 가스로 인해 저항이 감소하고, 고습의 경우, 전자 장치(400) 주변의 수분이 환원가스로 작용하여 가스 센서(412)의 저항값이 감소할 수 있다. 전자 장치(400)는 온도/습도 센서(414)를 통해, 전자 장치(400) 주변의 온도 및 습도와 관련된 기준값이 변동하는 것을 확인하고, 온도 및 습도에 따른 기준값을 보정할 수 있다. 온도/습도 센서(414)는 가스 센서(412)와 인접하게 배치될 수 있다. 전자 장치(400)는 온도/습도 센서(414)를 통해 획득된 감지 신호를 기반으로, 가스 센서(412)를 통해 감지된 가스에 관한 정보를 처리할 수 있다.
상기 메모리(420)는 배터리(450)로부터 누출되어 가스 센서(412)를 통해 감지되는 가스의 종류, 농도, 확산 속도 등에 대응하는 전자 장치(400)의 동작 제어와 관련된 정보를 저장할 수 있다. 메모리(420)는 상기 동작 제어와 관련된 정보를 룩업(lookup) 테이블 형태로 저장할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 메모리(420)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스(예: CO2)의 농도가 일정 시간 안에 제 1 임계값(threshold)을 초과하는 것으로 가스 센서(412)에 의해 감지되면, 디스플레이(430)를 통해 사용자 인터페이스(user interface)를 통지할 수 있도록 하는 인스트럭션(instruction)을 프로세서(460)로 전달할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 메모리(420)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스의 농도가 일정 시간 안에 제 2 임계값을 초과하는 것으로 가스 센서(412)에 의해 감지되면, 전자 장치(400) 내의 인쇄회로기판(예: 도 3의 인쇄 회로 기판(340))에 실장된 회로를 통해 전달되는 신호들을 차단할 수 있도록 하는 인스트럭션을 프로세서(460)로 전달할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 메모리(420)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스의 농도가 일정 시간 안에 제 3 임계값을 초과하는 것으로 가스 센서(412)에 의해 감지되면, 네트워크(예: 도 1의 제 2 네트워크(199))를 통해, 예를 들면, 서비스 센터의 서버(예: 도 1의 서버(108))로 전자 장치(400)의 시리얼 넘버 및 감지된 가스 관련 정보를 전송하고, 전자 장치(400)의 전원을 오프(off)할 수 있도록 하는 인스트럭션을 프로세서(460)로 전달할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 메모리(420)는 전자 장치(400)로부터 검출되는 가스(예: 휘발성 유기 화합물(TVOC))의 농도가 소정의 임계값을 초과하는 것으로 가스 센서(412)에 의해 감지되면, 네트워크(예: 도 1의 제 1 네트워크(198))를 통해 사물 인터넷(IoT) 장치(예: 창문 및 공기 청정기 등)를 제어할 수 있도록 하는 인스트럭션을 프로세서(460)로 전달할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 메모리(420)는, 프로세서(460)의 처리 및 제어를 위한 프로그램, 운영체제(operating system; OS) 및 입/출력 데이터를 저장하는 기능을 수행하며, 전자 장치(400)의 전반적인 동작을 제어하는 프로그램이 저장될 수 있다. 메모리(420)는 전자 장치(400)에서 본 발명의 다양한 실시예와 관련된 기능 처리 시 필요한 다양한 설정 정보를 저장할 수 있다.
상기 디스플레이(430)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스(예: CO2)의 농도가 소정의 임계값을 초과하는 것으로 가스 센서(412)에 의해 감지되면, 이를 알리는 사용자 인터페이스(user interface)(예: 경고 문구)를 전자 장치(400)의 사용자에게 디스플레이할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 디스플레이(430)는 입력 기능 및 표시 기능을 수행할 수 있다. 이를 위해, 디스플레이(430)는 터치 패널을 포함할 수 있다. 디스플레이(430)는 액정표시장치(liquid crystal display; LCD), 유기 발광 다이오드(organic light emitting diodes: OLED), 능동형 유기발광 다이오드(active matrix organic light emitting diodes; AMOLED), 플렉서블 디스플레이(Flexible Display) 및 투명 디스플레이 등으로 형성될 수 있다. 디스플레이(430)는 전자 장치(400)의 메뉴, 입력된 데이터, 기능 설정정보 및 기타 다양한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다.
상기 전력 관리 모듈(440)은 전자 장치(400)의 전력을 관리할 수 있다. 전력 관리 모듈(440)은 프로세서(460)로부터 제어 신호를 수신하여, 배터리(450)에 대한 충전 제어 동작을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 전력 관리 모듈(440)은 PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC(charger integrated circuit), 또는 연료 게이지(battery or fuel gauge) 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(440)의 전원이 온(on))되면, 전력 관리 모듈(440)(예: PMIC)은 배터리(405)의 전력을 다른 구성 요소(예: 프로세서(460))에 공급할 수 있다. 전력 관리 모듈(440)은 프로세서(460)로부터 명령을 수신하고, 수신된 명령에 응답하여 전력 공급을 관리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 연료 게이지는 배터리(450)의 사용 상태 정보(예: 배터리(450)의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다.
상기 배터리(450)는 전자 장치(400)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 예를 들면, 배터리(450)는 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
상기 프로세서(460)는 전자 장치(400) 내의 센서 모듈(410), 메모리(420), 디스플레이(430), 전력 관리 모듈(440) 및 배터리(450)의 기능 및 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(460)는 가스 센서(412)를 이용하여 배터리(450)로부터 누출되는 가스 감지 신호를 획득할 수 있다. 프로세서(460)는 획득된 가스 감지 신호가 소정의 임계값을 초과하는 것으로 판단되면, 배터리(450)의 충전과 관련된 적어도 하나의 특성을 제어하도록 설정될 수 있다. 프로세서(460)는 배터리(450)로부터 가스 누출이 발생되었음을 알리는 사용자 인터페이스(UI)를 전자 장치(400)의 사용자에게 제공할 수 있다. 프로세서(460)는 상기 메모리(420)를 통해 전달되는 인스트럭션들을 수행하도록 동작될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 가스 누출 감지부(462) 및 동작 제어부(464)를 포함할 수 있다.
상기 가스 누출 감지부(462)는 가스 센서(412)를 통해 획득된 감지 신호를 기반으로, 배터리(450)로부터의 가스 누출을 감지할 수 있다. 예를 들면, 가스 누출 감지부(462)는 가스 센서(412)를 통해 획득된 가스 감지 신호의 세기가 클수록 배터리(450)로부터 누출되는 가스의 정도가 큰 것으로 판단할 수 있다. 가스 누출 감지부(462)는 가스 센서(412)를 통해 감지된 가스 신호 값의 정확성을 향상시킬 수 있도록, 온도/습도 센서(414)를 통해 전자 장치(400)의 외부 및 내부의 온도와 습도를 감지할 수 있다. 가스 누출 감지부(462)는 가스 센서(412)를 통해 획득된 가스 감지 신호뿐만 아니라, 전자 장치(400)의 내부 및/외부 온도, 가스 센서(412)를 통해 획득된 가스 감지 시간 정보 중 적어도 하나를 기반으로 하여, 배터리(450)로부터의 가스 누출을 감지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 가스 누출 감지부(462)는 배터리(450) 내부의 배터리 보호 회로(예: 도 2의 배터리 보호 회로(240))를 통해, 배터리 관련 정보(예: 충전 및 방전 횟수 등)를 획득하여 배터리(450)로부터의 가스 누출 여부를 판단할 수 있다.
상기 동작 제어부(464)는 가스 누출 감지부(462)를 통해 획득된 배터리(450)의 가스 누출 관련 정보(예: 가스 누출 정도, 가스 누출이 시작된 시점, 가스 누출이 지속된 시간 및 가스 누출의 정도에 따른 위험 수준 등)를 기반으로 전자 장치(400) 내의 전력 관리 모듈(440)의 동작을 제어할 수 있다. 동작 제어부(464)는 디스플레이(430)를 통해 전자 장치(400)의 사용자에게 가스 누출과 관련된 정보를 제공할 수 있다. 동작 제어부(464)는 배터리(450)를 통해 누출되는 가스의 유형에 따라 배터리(450)의 충전을 제어할 수 있다. 예를 들면, 동작 제어부(464)는 충전 중인 배터리(450)의 충전 전류 또는 충전 전압 등을 조절할 수 있다. 동작 제어부(464)는 충전 중인 배터리(450)의 충전을 중단 하거나, 처음부터 배터리(450)의 충전을 제한할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는, 전자 장치(400)의 전반적인 동작 및 내부 구성요소들 간의 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 기능을 수행할 수 있다. 프로세서(460)는 예를 들면, 중앙 처리 장치(central processing unit; CPU), 어플리케이션 프로세서(application processor) 및 통신 프로세서(communication processor) 등으로 구성될 수 있다. 프로세서(460)는 싱글 코어 프로세서(single core processor) 또는 멀티 코어 프로세서(multi-core processor)로 구성될 수 있으며, 다수의 프로세서로 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 센서를 이용하여 배터리의 상태를 감지할 수 있는 전자 장치의 일 예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(400)는, 하우징(510), 수용부(520), 배터리(450), 제 1 밀봉 부재(531), 제 2 밀봉 부재(532), 인쇄 회로 기판(540)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 하우징(510)은 도 3의 하우징(310)을 포함할 수 있다. 상기 인쇄 회로 기판(540)은 도 3의 인쇄 회로 기판(340)을 포함할 수 있다.
상기 하우징(510)은, 예를 들면, 측면 베젤 구조를 가질 수 있다. 하우징(510)은 적어도 하나의 홀(511)(예: 마이크 홀, 스피커 홀 및 커넥터 홀(예: USB 및 이어폰 잭))을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 홀(511)은 도 4의 가스 센서(412)를 통해 가스 감지 신호를 획득하기 위한 독립적인 홀일 수 있다.
상기 수용부(520)는 하우징(510)의 내부에 배치될 수 있다. 수용부(520)는 센서 모듈(410)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 수용부(520)는 박스 형상의 하우징으로 구성될 수 있다. 센서 모듈(410)은 적어도 하나의 가스 센서(412) 및 온도/습도 센서(414)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 온도/습도 센서(414)는 가스 센서(412)를 통해 감지된 가스 신호 값의 정확성을 향상시킬 수 있도록 더 구비될 수도 있다.
상기 수용부(520)는 인쇄 회로 기판(540) 상에 배치될 수 있다. 수용부(520)는 인쇄 회로 기판(540) 위의 다양한 소자에서 발생되는 가스로부터 센서 모듈(410)을 격리할 수 있다. 수용부(520)는 전자 장치(400) 내의 데드 스페이스(dead space)를 최소화하도록 설계될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 수용부 (520)는 가스 센서(412)를 감싸며, 인쇄 회로 기판(540)과 결합될 수 있다. 상기 수용부(520)는 전자 장치(400) 내부의 가스가 센서 모듈(410)로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 상기 수용부(520)는 전자 장치(400) 외부의 충격(예: 물리적인 충격, 먼지 및 수분 등의 환경적인 요인 등)으로부터 가스 센서(412) 및 온도/습도 센서(414)를 보호할 수 있다. 상기 수용부(520)의 재질은 아웃가스(out gas)가 낮은 금속류(예: 스테인레스 스틸 등)를 포함할 수 있다. 상기 수용부(520)의 사출 성형이 필요한 경우, 상기 수용부 (520)는 폴리카보네이트(polycarbonate) 및 폴리메타크릴산메틸(polymethylmethacrylate) 등으로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 수용부(520)는 제 1 방향에 형성된 제 1 홀(521) 및 제 2 방향에 형성된 제 2 홀(522)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 1 홀(521)은 하우징(510)의 홀(511)과 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 제 2 홀(522)은 배터리(450)의 소정 위치에 형성된 홀(451)과 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 제 2 홀(522)은 배터리(450)의 홀(451)로부터 누출되는 가스를 유입하는 유입구로 사용될 수 있다. 제 1 홀(521)은 배터리(450)의 홀(451)로부터 누출되는 가스를 하우징(510)의 외부로 배출하는 배출구로 사용될 수 있다. 수용부(520)에 형성된 제 1 홀(521) 및 제 2 홀(522)은 제 1 방향 및 제 2 방향에 따라 서로 마주보거나 인접한 서로 다른 방향에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 홀(521)은 물리적으로 형성되지 않고, 하우징(510)에 형성된 적어도 하나의 홀(511)로 대체될 수 있다. 상기 제 2 홀(522)은 물리적으로 형성되지 않고, 배터리 홀(451)로 대체될 수 있다.
상기 배터리(450)는 하우징(510)의 내부에 배치될 수 있다. 배터리(450)는 인쇄 회로 기판(540)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(450)는 전자 장치(400) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(400)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.
상기 제 1 밀봉 부재(531)는 수용부(520)의 제 1 홀(521)의 주변(예: 외측면)에 구비될 수 있다. 또는, 제 1 밀봉 부재(531)는 수용부(520)의 제 1 홀(521) 및 하우징(510)의 홀(511) 사이의 연결부에 배치될 수 있다. 제 1 밀봉 부재(531)는 고무 및 실리콘 등으로 구성될 수 있다. 제 1 밀봉 부재(531)는 하우징(510)의 홀(511)을 통해 수분 및 미세 먼지가 유입되지 않도록 방수 및 방진 기능을 수행할 수 있다. 제 1 밀봉 부재(531)는 메쉬 구조로 형성될 수 있다. 제 1 밀봉 부재(531)는 멤브레인을 포함할 수 있다.
상기 제 2 밀봉 부재(532)는 수용부(520)의 제 2 홀(522)의 주변(예: 내측면)에 구비될 수 있다. 또는, 제 2 밀봉 부재(532)는 수용부(520)의 제 2 홀(522) 및 배터리(450)의 홀(451) 사이의 연결부에 배치될 수 있다. 제 2 밀봉 부재(532)는 고무 및 실리콘 등으로 구성될 수 있다. 제 2 밀봉 부재(532)는 수분 및 미세 먼지가 배터리(450)의 홀(451)에 유입되지 않도록 방수 및 방진 기능을 수행할 수 있다. 제 2 밀봉 부재(532)는 메쉬 구조로 형성될 수 있다. 제 2 밀봉 부재(532)는 멤브레인을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 밀봉 부재(532)는 수분 및 미세 먼지가 배터리(450)의 홀(451)에 유입되지 않도록 선택적으로 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 밀봉 부재(531) 및 제 2 밀봉 부재(532)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스를 수용부(520)의 제 2 홀(522) 및 제 1 홀(521)을 통해 하우징(510)의 외부로 용이하게 배출시키기 위해 배치되지 않을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 수용부(520)의 제 2 홀(522)은 배터리(450)로부터 누출되는 가스가 더 빠르게 유입될 수 있도록 제 1 홀(521)의 크기보다 더 클 수 있다. 또한, 상기 수용부(520)의 제 2 홀(522)은 제 1 홀(521)의 크기와 동일할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 수용부(520)의 제 1 홀(521) 및 제 2 홀(522)의 크기 또는 길이는 전자 장치(400)의 구조 및 특징에 맞게 구성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 수용부, 제 1 홀 및 제 2 홀 사이의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(400)는 도 5의 구성과 달리, 수용부(520)와 제 1 홀(521) 사이에 제 1 관로(523)가 배치되고, 수용부(520)와 제 2 홀(522) 사이에 제 2 관로(525)가 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 관로(523) 및 제 2 관로(525)는 물리적인 관로가 아닐 수도 있으며, 가스가 지나갈 수 있는 경로일 수 있다.
상기 제 1 관로(523)는 하우징(510)의 외부와, 센서 모듈(410)이 포함된 수용부(520)를 연결하여 통로를 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 센서 모듈(410)은 제 1 관로(523)과 연결된 제 1 홀(521)을 통해 하우징(510)의 외부 공기가 유입되면, 온도/습도 센서(414)를 통해 전자 장치(400)의 사용자가 위치한 장소에 대한 온도 및 습도를 감지 및 검출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 관로(523)은 물리적으로 형성되지 않고, 하우징(510)에 형성된 적어도 하나의 홀(511)과 수용부(520)의 제 1 방향이 맞닿아 형성된 경로(path)로 대체될 수 있다. 상기 제 2 관로(525)는 물리적으로 형성되지 않고, 수용부(520)의 제 2 방향과 배터리 홀(451)이 맞닿아 형성된 경로(path)로 대체될 수 있다.
상기 제 2 관로(525)는 배터리(450)의 홀(451)과, 센서 모듈(410)이 포함된 수용부(520)를 연결하여 통로를 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 센서 모듈(410)은 제 2 관로(525)와 연결된 제 2 홀(522)을 통해 배터리(450)의 홀(451)로부터 가스가 유입되면, 이 유입된 가스를 가스 센서(412)를 통해 검출할 수 있다. 예를 들면, 상기 유입된 가스가 소정의 임계값을 초과하면, 전자 장치(400)의 프로세서는 배터리(450)에 이상이 발생되었음을 감지하고, 전자 장치(400)의 일부 기능을 차단할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 배터리(450)의 소정 위치에 형성된 홀(451)은, 배터리(450)의 내부에서 가스가 발생되면, 이 발생된 가스가 배터리(450)의 외부로 배출되게 하여, 배터리(450)가 팽창 및 파손되는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 관로(523) 및 제 2 관로(525)는 가스 및 공기의 흐름을 유도할 수 있도록 물리적으로 존재하는 관을 의미할 수 있다. 또한, 상기 제 1 관로(523) 및 제 2 관로(525)는 물리적으로 존재하지 않고, 가스 및 공기가 흘러가도록 형성된 경로(path)를 의미할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 관로(523) 및 제 2 관로(525)는 가스 및 공기의 흐름을 유도할 수 있도록 물리적으로 존재하는 관을 의미할 수 있다. 또한, 상기 제 1 관로(523) 및 제 2 관로(525)는 물리적으로 존재하지 않지만 가스 및 공기의 흐름을 유도하는 경로를 의미할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 관로(525)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스가 더 빠르게 유입될 수 있도록 제 1 관로(523)의 길이보다 더 짧을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 홀(521)과 연결된 제 1 관로(525)는 단독으로 생성될 수 있다. 또는, 상기 제 1 홀(521)과 연결된 제 1 관로(525)는 전자 장치(400)의 하우징(510)에 형성된 적어도 하나의 홀(511)(예: 마이크 홀, 스피커 홀 및 커넥터 홀(예: USB 및 이어폰 잭))을 이용할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 수용부의 실장 구조에 대한 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(400)의 수용부(520)는 전자 장치(400)에 착탈 가능하게 구비된 스마트 펜(524)의 삽입 경로를 제 1 관로(523)로 사용하여, 하우징(510)의 외부로부터 유입되는 공기 및 가스를 검출할 수 있다. 이 경우, 수용부(520)의 제 2 관로(525)는 배터리(450)가 실장되는 격벽의 일부를 관통하여 형성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 수용부의 실장 구조에 대한 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(400)의 수용부(520)는 제 1 관로(523) 및 제 2 관로(525)가 가장 짧게 구성될 수 있도록, 배터리(450)의 우측 상단에 구비된 인쇄 회로 기판(540) 상에 배치될 수 있다. 또한, 수용부(520)는 제 1 관로(523) 및 제 2 관로(525)가 가장 짧게 구성될 수 있도록, 배터리(450)의 우측 하단에 구비된 인쇄 회로 기판(540) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 수용부(520), 제 1 관로(523) 및 제 2 관로(525)의 위치는 배터리(450)에 형성된 홀(451)(예: 도 5 및 도 6의 배터리 홀(451))의 위치에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치(400)가 웨어러블 기기인 경우에도 도 8의 수용부(520)와 유사한 실장 구조를 적용할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 수용부의 실장 구조에 대한 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(400)의 수용부(520)는 배터리(450)의 상부 주변에 배치된 하우징(510)의 일부에 단독으로 홀을 관통하여 제 1 관로(523)를 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(400)에 착탈 가능하게 구비된 스마트 펜(524)의 삽입 경로를 수용부(520)의 제 1 관로(523)로 사용할 수 있다. 그러나, 이 경우, 제 1 관로(523)의 길이가 길어지게 되어, 하우징(520)의 외부로부터 유입되는 공기를 센서 모듈(410)에 의해 검출하기가 용이하지 않을 수 있다. 따라서, 상술한 도 9와 같이 수용부(520)의 제 1 관로(523)를 단독으로 형성하여, 센서 모듈(예: 도 4의 410)에 의해 외부 공기를 용이하게 검출할 수 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 가스 센서의 다양한 구성을 설명하는 도면이다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(400)의 가스 센서(412)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스의 종류 및 농도를 선택적으로 감지 및 검출할 수 있도록, 적어도 하나 이상의 셀(cell)로 구성된 어레이 형태를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도 10에 도시된 가스 센서(412)는 제 1 셀(412a) ~ 제 4 셀(412d))을 포함하고, 원형의 어레이 형태를 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도 11에 도시된 가스 센서(412)는 제 1 셀(412a) ~ 제 4 셀(412d))을 포함하고, 장방형의 어레이 형태를 가질 수 있다.
상기 가스 센서(412)의 제 1 셀(412a) ~ 제 4 셀(412d))은 배터리(450)로부터 누출되는 가스의 종류 및 농도를 선택적으로 감지 및 검출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 셀(412a)은 SnO2, 제 2 셀(412b)은 WO2, 제 3 셀(412c)은 TiO2, 제 4 셀(412d)은 ZnO 로 구성될 수 있다. 제 1 셀(412a) ~ 제 4 셀(412d))은 촉매제로 다양한 금속 및 세라믹 재료를 사용할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 가스 센서(412)의 제 1 셀(412a) ~ 제 4 셀(412d))은 각각 특정 가스를 검출하도록 구성될 수 있다. 상기 제 1 셀(412a) ~ 제 4 셀(412d))은 각 셀에 해당되는 특정 가스를 검출할 수 있도록, 각각의 히터를 포함할 수 있으며, 각각 다른 온도로 유지될 수 있다. 상기 제 1 셀(412a) ~ 제 4 셀(412d))을 통해 검출될 수 있는 특정 가스의 종류 및 농도에 관한 데이터는 메모리(420)에 룩업 테이블(lookup table)의 형태로 저장될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 셀(412a) ~ 제 4 셀(412d))은 각각 구비된 히터를 통해 순차적으로 온도를 제어하여, 배터리(450)로부터 누출되는 가스를 감지 및 검출할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제 1 셀(412a)은 이산화탄소(CO2)를 검출할 수 있다. 상기 이산화탄소(CO2)는 전자 장치(400)의 외부로부터 유입되는 가스이거나, 전자 장치(400)의 내부(예: 배터리(450))로부터 누출되는 가스일 수 있다. 이 경우, 제 1 셀(412a)은 제 2 셀(412b) ~ 제 4 셀(412d))을 통해 각각 검출되는 가스의 농도에 따라, 전자 장치(400)의 내부에서 발생하여 검출된 이산화탄소(CO2)인지, 전자 장치(400)의 외부 환경에서 검출된 이산화탄소(CO2)인지의 여부를 인식할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제 2 셀(412b)은 일산화탄소(CO)를 검출할 수 있다. 상기 일산화탄소(CO)는 전자 장치(400)의 외부로부터 유입되는 가스이거나, 전자 장치(400)의 내부(예: 배터리(450))로부터 누출되는 가스일 수 있다. 이 경우, 제 2 셀(412b)은 제 1 셀(412b), 제 3 셀(412c) 및 제 4 셀(412d))을 통해 각각 검출되는 가스의 농도에 따라, 전자 장치(400)의 내부에서 발생하여 검출된 일산화탄소(CO)인지, 전자 장치(400)의 외부 환경에서 검출된 일산화탄소(CO)인지의 여부를 인식할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제 3 셀(412c)은 수소(H2)를 검출할 수 있다. 상기 수소(H2)는 전자 장치(400)의 외부로부터 유입되는 가스이거나, 전자 장치(400)의 내부(예: 배터리(450))로부터 누출되는 가스일 수 있다. 이 경우, 제 3 셀(412c)은 제 1 셀(412b), 제 2 셀(412b) 및 제 4 셀(412d))을 통해 각각 검출되는 가스의 농도에 따라, 전자 장치(400)의 내부에서 발생하여 검출된 수소(H2)인지, 전자 장치(400)의 외부 환경에서 검출된 수소(H2)인지의 여부를 인식할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제 4 셀(412d)은 휘발성 유기 화합물(VOC)을 검출할 수 있다. 상기 휘발성 유기 화합물(VOC)은 전자 장치(400)의 외부로부터 유입되는 가스이거나, 전자 장치(400)의 내부(예: 배터리(450))로부터 누출되는 가스일 수 있다. 이 경우, 제 4 셀(412d)은 제 1 셀(412b) ~ 제 3 셀(412c))을 통해 각각 검출되는 가스의 농도에 따라, 전자 장치(400)의 내부에서 발생하여 검출된 휘발성 유기 화합물(VOC)인지, 전자 장치(400)의 외부 환경에서 검출된 휘발성 유기 화합물(VOC)인지의 여부를 인식할 수 있다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 디스플레이를 통해 표시되는 사용자 인터페이스(UI)의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(400)의 디스플레이(430)는, 예를 들어, 배터리(450)로부터 누출되는 가스의 농도가 소정의 임계값을 초과하는 것으로 가스 센서(412)에 의해 감지되면, 프로세서(460)의 제어에 따라 가스 누출과 관련된 사용자 인터페이스(UI)를 전자 장치(400)의 사용자에게 디스플레이할 수 있다. 예를 들면, 상기 사용자 인터페이스(UI)는 "배터리의 이상이 감지되어 전원을 오프(off) 합니다"와 같은 경고 문구를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(460)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스의 농도가 소정의 임계값을 초과하는 것으로 감지되면, 네트워크(예: 도 1의 제 2 네트워크(199))를 통해, 예를 들면, 서비스 센터의 서버(예: 도 1의 서버(108))로 전자 장치(400)의 시리얼 넘버 및 감지된 가스 관련 정보를 전송하고, 전자 장치(400)의 전원을 오프(off)하여, 배터리(450)로 인한 안전사고를 사전에 방지할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 센서를 이용하여 배터리의 상태를 감지 및 제어하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
동작 610에서, 전자 장치(400)의 프로세서(460)는 가스 센서(412)를 이용하여 배터리(450)로부터 누출되는 가스 감지 신호를 획득할 수 있다.
동작 620에서, 프로세서(460)는 상기 동작 610을 통해 획득된 가스 감지 신호가 소정의 임계값을 초과하는 지의 여부를 판단할 수 있다.
동작 630에서, 프로세서(460)는 상기 동작 620의 판단 결과, 상기 획득된 가스 감지 신호가 소정의 임계값을 초과하면, 배터리(450)의 충전과 관련된 적어도 하나의 특성을 제어할 수 있다. 아울러, 프로세서(460)는 배터리(450)로부터 가스 누출이 발생되었음을 알리는 사용자 인터페이스(UI)를 디스플레이할 수 있다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리의 가스 누출 결정에 따라 배터리의 충전을 제어하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
동작 710에서, 전자 장치(400)의 프로세서(460)는 가스 센서(412)를 이용하여 배터리(450)로부터 누출되는 가스 감지 신호를 획득할 수 있다.
동작 720에서, 프로세서(460)는 상기 동작 710을 통해 획득된 가스 감지 신호를 기반으로, 배터리(450)로부터 가스가 누출됨을 결정할 수 있다.
동작 730에서, 프로세서(460)는 상기 가스 누출 결정을 기반으로, 배터리(450)의 충전을 제어할 수 있다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 외부 가스 존재에 따라 배터리의 충전을 제어하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
동작 810에서, 전자 장치(400)의 프로세서(460)는 가스 센서(412)를 이용하여 배터리(450)로부터 누출되는 가스 감지 신호를 획득할 수 있다.
동작 820에서, 프로세서(460)는 가스 센서(412)를 이용하여 전자 장치(400)의 외부에 가스가 존재하는지를 확인할 수 있다.
동작 830에서, 프로세서(460)는 상기 동작 820을 통해 전자 장치(400)의 외부의 가스 존재 확인에 따라, 배터리(450)의 충전을 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(460)는 가스 센서(412)를 이용하여, 전자 장치(400)의 외부에 가스가 존재하는 것으로 확인된 경우, 배터리(450)의 충전을 억제하도록 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(460)는 가스 센서(412)를 이용하여, 전자 장치(400)의 외부에 가스가 존재하는 것으로 확인된 경우, 배터리(450)의 충전과 관련된 기준값을 조정할 수 있다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 배터리의 가스 누출을 감지하고, 이 감지 신호에 따라 전자 장치의 동작을 제어하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
동작 910에서, 전자 장치(400)의 프로세서(460)는 가스 센서(412)를 이용하여 전자 장치(400)의 외부 및 내부에 존재하는 가스를 감지할 수 있다.
동작 920에서, 프로세서(460)는 전자 장치(400)로부터 감지되는 가스가 배터리(450)로부터 누출되는 가스인지의 여부를 판단할 수 있다.
동작 930에서, 프로세서(460)는 상기 동작 920의 판단 결과, 배터리(450)로부터 누출되는 가스로 판단되면, 가스의 농도가 소정의 임계값을 초과하는 지의 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 상기 가스 농도에 적어도 기반하여, 배터리(450)로부터의 가스 누출 유형을 식별할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스의 절대적 농도 이외에도, 가스 누출의 시간에 따른 변화량을 검출하여, 배터리(450)로부터의 가스 누출이 기준 시간보다 길게 나타날 경우, 배터리(450)의 노후화로 인한 누출로 판단할 수 있다.
동작 940에서, 프로세서(460)는 상기 동작 930의 판단 결과, 상기 농도가 소정의 임계값을 초과한 것으로 판단되면, 가스 농도에 대응하여 전자 장치(400)의 동작을 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(460)는 상기 농도가 소정의 임계값을 초과한 것으로 판단되면, 배터리(450)의 충전 전류를 기준값 이하로 낮추거나, 배터리(450)의 충전을 중단할 수 있다.
아울러, 프로세서(460)는 배터리(450)로부터 가스 누출이 발생되었음을 알리는 사용자 인터페이스(UI)를 디스플레이(430)를 통해 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리(450)로부터 가스 누출이 발생한 경우, 상기 프로세서(460)는 배터리(450)로 인한 안전 사고, 전자 장치(400)의 방수 및 방진, 또는 배터리(450)의 사용 시간 감소 등의 문제가 발생될 수 있으므로, 디스플레이(430)를 통해 상기 가스 누출 발생과 관련된 사용자 인터페이스(UI)를 전자 장치(400)의 사용자에게 알려줄 수 있다. 예를 들면, 상기 프로세서(460)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스의 정도, 가스 누출의 유형에 관한 정보, 가스 누출에 따른 배터리(450)의 사용 시간, 전자 장치(40)의 방수 또는 방진 기능의 지원 가능 여부, 배터리(450)의 교체 필요성, 배터리(450)의 파손 및 발화 가능성 등에 관한 정보를 전자 장치(400)의 사용자에게 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스가 가스 센서(412)를 통해 감지됨에 따라, 배터리(450)의 충전과 관련된 동작의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 예를 들면, 배터리(450)로부터 가스 누출이 발생한 경우, 상기 프로세서(460)는 배터리(450)로부터의 가스 누출의 정도에 따라 배터리(450)의 충전 전압, 충전 전류 및 충전량 중 적어도 일부를 제어하여 배터리(450)로부터 추가적으로 가스가 누출되는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스가 가스 센서(412)를 통해 감지됨에 따라, 가스 누출의 해상도(resolution)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(400)에서 가스 누출이 발생한 경우에는 가스 센서(412)의 가스 감지 기준값이 상승하게 되어, 전자 장치(400)의 외부 가스에 따라 가스 감지가 부정확하게 되기 때문에, 누출된 가스를 정확하게 감지하기 위한 해상도가 제한될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 가스 센서(412)의 해상도를 제어하기 위해 가스 센서(412)의 민감도를 높일 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 전자 장치(400)는 가스 센서(412)의 가스 감지 구간을 100 레벨로 나누어서 더욱 정확하게 가스를 감지할 수 있도록 가스 감지 민감도를 높일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 가스 센서(412)의 해상도를 제어하기 위해 가스 센서(412)의 민감도를 낮출 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 전자 장치(400)는 90 레벨에 해당하는 가스 감지 구간을 45 레벨로 줄여, 해상도는 줄어들더라도 전자 장치(400)의 외부에 존재하는 가스 감지 시 민감도에 의한 차이가 크지 않도록 제어할 수 있다. 이로 인해, 전자 장치(400)를 사용하는데 있어서, 배터리(450)로 인한 오류(예: 배터리(450)의 발화 가능성)가 발생하는 정도를 낮출 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 가스 센서(412)를 통해 감지 및 검출되는 센서 값에 영향을 끼치는 발열, 습도, 배터리(450)의 가스 누출 등의 요소를 센서 모듈(410)을 통해 감지하고, 각각의 요소에 대하여 메모리(420)에 저장된 룩업(lookup) 테이블을 이용하여, 가스 센서(412)의 해상도 또는 민감도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈(410)을 통해서 발열을 감지하여 일정 기준 이상의 발열이 감지될 경우, 해당 발열에 대응하는 가스 센서(412)의 해상도 설정값이 저장된 룩업 테이블을 이용하여 가스 센서(412)의 센싱 민감도를 적절하게 조절할 수 있다. 이렇게 함으로써 전자 장치(400)의 가스 센서(412)가 높은 온도에서 부정확하게 센싱하게 되는 문제점들을 해결 할 수 있다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 가스 감지 신호를 획득하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
동작 1010에서, 전자 장치(400)의 프로세서(460)는 배터리(450)의 방전 및 충전 상태를 확인할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 배터리(450)의 충전량, 충전 전압, 충전 전류 또는 온도 변화량 등을 확인할 수 있다.
동작 1020에서, 프로세서(460)는 배터리(450)의 방전 진행 정도, 충전 전류량 또는 전자 장치(400)의 내부 온도 변화량이 소정의 기준값을 초과하는지의 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 전자 장치(400)가 높은 충전 전류로 배터리(450)를 충전하고 있거나, 일정 시간 동안 온도 변화량이 급격히 상승하거나, 또는 배터리(450)가 급격하게 방전되는 경우를 감지 및 판단할 수 있다.
동작 1030에서, 프로세서(460)는 상기 동작 1020의 판단 결과, 배터리(450)의 방전 진행 정도, 충전 전류량 또는 내부 온도 변화량이 소정의 기준값을 초과하면, 가스 센서(412)를 통해 배터리(450)로부터 누출되는 가스 감지 신호를 획득할 수 있다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 시간 주기에 따라 가스 감지 신호를 획득하고, 배터리의 가스 누출 상태에 기반하여 배터리의 충전 동작을 제어하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
동작, 1110에서, 전자 장치(400)의 프로세서(460)(또는 가스 센서(412))는 가스 감지를 제 1 시간 주기로 수행하여, 가스 감지 신호값을 획득할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스를 감지 및 검출하기 위해, 일정 시간을 갖는 주기 별로 가스 센서(412)로부터의 가스 감지 신호값을 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)(또는 가스 센서(412))는 전자 장치(400)의 운용 상태에 따라서 가스 감지 신호값의 확인 주기를 가변할 수 있다. 예를 들면, 상기 프로세서(460)(또는 가스 센서(412))는 디스플레이(430)가 오픈(off)된 상태에서는 가스 감지 신호 획득 주기를, 예를 들어 대략 50분~70분 간격으로 수행할 수 있다. 상기 프로세서(460)(또는 가스 센서(412))는 디스플레이(430)가 온(on)된 상태에서는 가스 감지 신호 획득 주기를, 예를 들어 대략 8분~12분 간격으로 수행할 수 있다. 상기 프로세서(460)(또는 가스 센서(412))는 전자 장치(400)의 배터리(450)가 충전 중인 상황에서는 가스 감지 신호 획득 주기를, 예를 들어 대략 50초~70초 간격으로 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)(또는 가스 센서(412))는 전자 장치(400)에서 사용되는 어플리케이션의 동작 상태에 따라서 상기 가스 감지 획득 주기를 가변할 수 있다. 예를 들면, 상기 프로세서(460)(또는 가스 센서(412))는 발열 또는 배터리(450)의 소모가 큰 어플리케이션을 실행하는 경우, 상기 가스 감지 획득 주기를, 예를 들어 대략 50초~ 70초 정도로 매우 짧게 변경할 수 있다. 상기 프로세서(460)(또는 가스 센서(412))는 발열 또는 배터리(450)의 소모가 적은 어플리케이션을 실행하는 경우, 상기 가스 감지 획득 주기를, 예를 들어 대략 8분~12분 정도로 변경할 수 있다.
동작 1120에서, 프로세서(460)는 상기 동작 1110을 통해 획득된 가스 감지 신호값의 변화량이 소정의 기준값을 초과하는지의 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 가스 센서(412)를 이용하여 감지 및 검출되는 가스의 절대적 농도가 소정의 기준을 초과하는지를 판단할 수 있다. 상기 프로세서(460)는 가스 센서(412)를 이용하여 감지 및 검출되는 가스의 측정 주기에 따른 변화량이 소정의 기준을 초과하는지를 판단할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 가스 센서(412)를 이용하여 감지 및 검출되는 가스의 절대적 농도 또는 가스의 측정 주기에 따른 변화량에 적어도 일부 기반하여, 배터리(450)로부터 누출되는 가스의 유형을 판단할 수 있다. 예를 들면, 상기 프로세서(460)는 배터리(450)로부터의 가스 누출을 제 1 배터리 가스 누출 상태(예: 배터리(450)의 내부 누설(leakage)에 따른 가스 누출) 또는 제 2 배터리 가스 누출 상태(예: 배터리(450)의 노후화에 따른 가스 누출)로 구분하여 식별할 수 있다.
동작 1130에서, 프로세서(460)는 상기 동작 1120의 판단 결과, 획득된 가스 감지 신호값의 변화량이 소정의 기준값을 초과하지 않으면, 가스 감지를 제 2 시간 주기로 수행하여, 가스 감지 신호값을 획득할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 2 시간 주기는 제 1 시간 주기보다 시간 간격이 넓을 수 있다. 예를 들면, 상기 프로세서(460)는 가스 센서(412)의 가스 감지 신호 획득 주기를 느리게 하여 상술한 제 2 배터리 가스 누출 상태를 감지할 수 있다. 상기 제 2 배터리 가스 누출 상태는 배터리(450)로부터의 가스 누출이 서서히 발생될 수 있다.
동작 1140에서, 프로세서(460)는 상기 동작 1120의 판단 결과, 획득된 가스 감지 신호값의 변화량이 소정의 기준값을 초과하면, 배터리(450)의 가스 누출 상태에 기반하여 전자 장치(400)의 동작을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 상기 제 1 시간 주기에 따라 감지된 가스 감지 신호값의 변화량이 소정의 기준값을 초과하는 경우, 상기 제 1 배터리 가스 누출 상태에 따라 전자 장치(400)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 프로세서(460)는 상기 제 1 배터리 가스 누출 상태에서, 배터리(450)의 충전을 중단 또는 차단하거나 만충 전압을 최소화할 수 있으며, 방전 동작을 최소화할 수 있다. 아울러, 프로세서(460)는 배터리(450)의 파손 또는 발화 등과 관련된 사용자 인터페이스(UI)를 전자 장치(400)의 사용자에게 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 상기 제 2 시간 주기에 따라 감지된 가스 감지 신호값의 변화량이 소정의 기준값을 초과하는 경우, 상기 제 2 배터리 가스 누출 상태에 따라 전자 장치(400)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 프로세서(460)는 상기 제 2 배터리 가스 누출 상태에서, 배터리(450)의 충전 전류 및 만충 전압 중 적어도 하나를 낮게 설정할 수 있다. 아울러, 프로세서(460)는 배터리(450)의 노후화에 따른 사용 시간의 감소와 관련된 사용자 인터페이스(UI)를 전자 장치(400)의 사용자에게 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(400)는 고온에 노출되거나 발열에 의해 발생하는 배터리(450)의 가스 누출을 실시간으로 감지하고, 배터리(450)의 상태를 제어함으로써, 배터리(450)에 의한 안전 사고를 사전에 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 다양한 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
410: 센서 모듈 412: 가스 센서
414: 온도/습도 센서 420: 메모리
430: 디스플레이 440: 전력 관리 모듈
450: 배터리 460: 프로세서
510: 하우징 520: 수용부
521: 제 1 홀 522: 제 2 홀
523: 제 1 관로 525: 제 2 관로

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징의 내부에 배치되고, 적어도 하나의 가스 센서를 포함하는 수용부;
    상기 하우징의 내부에 배치되는 배터리;
    상기 배터리로부터 누출되어 상기 적어도 하나의 가스 센서에 의해 획득되는 가스 정보 및 전자 장치의 동작 제어 정보를 저장하는 메모리; 및
    상기 메모리와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 적어도 하나의 가스 센서를 이용하여 상기 배터리로부터 누출되는 가스 감지 신호를 획득하고,
    상기 획득된 가스 감지 신호가 소정의 임계값을 초과하면, 상기 전자 장치의 적어도 일부의 동작 및/또는 상기 배터리의 충전 특성을 제어하도록 설정되고,
    상기 하우징은, 마이크 홀, 스피커 홀, 커넥터 홀 및 스마트 펜의 경로 중 적어도 하나에 형성된 홀을 포함하는 전자 장치.
  2. ◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 센서를 포함하는 수용부는,
    제 1 방향에 형성된 제 1 홀; 및
    제 2 방향에 형성된 제 2 홀을 포함하되,
    상기 제 1 홀은 상기 하우징에 형성된 홀과 대응되는 위치에 배치되고,
    상기 제 2 홀은 상기 배터리에 형성된 홀과 대응되는 위치에 배치되어,
    상기 적어도 하나의 가스 센서가 상기 배터리의 홀로부터 누출되어 상기 제 2 홀을 통해 유입되는 가스를 감지하도록 구성된 전자 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수용부는,
    상기 전자 장치의 내부 및 외부 환경을 감지하는 온도/습도 센서, 공기 유량 센서 및 압력 센서 중 적어도 하나를 더 포함하는 전자 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    디스플레이를 더 포함하되,
    상기 프로세서는,
    상기 획득된 가스 감지 신호가 소정의 임계값을 초과하면, 상기 배터리로부터 가스가 누출되는 것을 알리는 사용자 인터페이스를 상기 디스플레이를 통해 제공하는 전자 장치.
  5. ◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 2항에 있어서,
    상기 제 2 홀은 상기 배터리에 형성된 홀을 통해 누출되는 가스를 유입하고, 상기 제 1 홀은 상기 제 2 홀을 통해 유입된 가스를 상기 하우징의 외부로 배출하도록 구성된 전자 장치.
  6. ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 2항에 있어서,
    상기 제 1 홀 및 상기 하우징에 형성된 홀 사이에는 제 1 밀봉 부재가 배치
    된 전자 장치.
  7. ◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 2항에 있어서,
    상기 제 2 홀은 배터리로부터 누출되는 가스의 유입을 위해, 상기 제 1 홀의 크기보다 더 큰 전자 장치.
  8. ◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 2항에 있어서,
    상기 수용부 및 상기 제 1 홀 사이에는 제 1 관로가 배치되고,
    상기 수용부 및 상기 제 2 홀 사이에는 제 2 관로가 배치된 전자 장치.
  9. ◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 8항에 있어서,
    상기 제 2 관로는 상기 배터리에 형성된 홀로부터 누출되는 가스가 더 빠르게 유입될 수 있도록 상기 제 1 관로의 길이보다 더 짧은 전자 장치.
  10. 삭제
  11. ◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 센서가 2개 구비되는 경우,
    상기 적어도 하나의 가스 센서 중의 하나는 상기 제 1 홀을 통해 유입되는 가스를 감지하고,
    상기 적어도 하나의 가스 센서 중의 다른 하나는 상기 배터리로부터 누출되는 가스를 감지하는 전자 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 센서는,
    상기 배터리로부터 누출되는 가스의 종류 또는 농도를 감지하도록 적어도 하나의 셀로 구성된 전자 장치.
  13. 전자 장치에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징 내부에 배치되고, 적어도 하나의 가스 센서를 포함하는 수용부; 및
    상기 하우징의 내부에 배치되는 배터리를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 가스 센서를 포함하는 수용부는,
    제 1 방향에 형성된 제 1 홀; 및
    제 2 방향에 형성된 제 2 홀을 포함하되,
    상기 제 1 홀은 상기 하우징에 형성된 홀과 대응되는 위치에 배치되고,
    상기 제 2 홀은 상기 배터리에 형성된 홀과 대응되는 위치에 배치되어,
    상기 적어도 하나의 가스 센서가 상기 배터리에 형성된 홀로부터 누출되어 상기 제 2 홀을 통해 유입되는 가스를 감지하도록 구성되고,
    상기 하우징에 형성된 홀은, 마이크 홀, 스피커 홀, 커넥터 홀 및 스마트 펜의 경로 중 적어도 하나를 포함하는 전자 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 수용부는,
    상기 전자 장치의 내부 및 외부 환경을 감지하는 온도/습도 센서, 공기 유량 센서 및 압력 센서 중 적어도 하나를 더 포함하는 전자 장치.
  15. ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 13항에 있어서,
    상기 제 2 홀은 상기 배터리에 형성된 홀을 통해 누출되는 가스를 유입하고, 상기 제 1 홀은 상기 제 2 홀을 통해 유입된 가스를 상기 하우징의 외부로 배출하도록 구성된 전자 장치.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 제 1 홀 및 상기 하우징에 형성된 홀 사이에는 제 1 밀봉 부재가 배치
    된 전자 장치.
  17. 제 13항에 있어서,
    상기 수용부 및 상기 제 1 홀 사이에는 제 1 관로가 배치되고,
    상기 수용부 및 상기 제 2 홀 사이에는 제 2 관로가 배치된 전자 장치.
  18. 삭제
  19. 제 13항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 센서는,
    상기 배터리로부터 누출되는 가스의 종류 또는 농도를 감지하도록 적어도 하나의 셀로 구성된 전자 장치.
  20. 전자 장치에 구비된 배터리의 상태를 감지 및 제어하는 방법으로서,
    상기 전자 장치는, 하우징;
    상기 하우징의 내부에 배치되고, 적어도 하나의 가스 센서를 포함하는 수용부;
    상기 하우징의 내부에 배치되는 배터리;
    상기 배터리로부터 누출되어 상기 적어도 하나의 가스 센서에 의해 획득되는 가스 정보 및 전자 장치의 동작 제어 정보를 저장하는 메모리; 및
    상기 메모리와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는, 적어도 하나의 가스 센서를 이용하여 상기 배터리로부터 누출되는 가스 감지 신호를 획득하는 동작; 및
    상기 획득된 가스 감지 신호가 소정의 임계값을 초과하면, 상기 전자 장치의 적어도 일부의 동작 및/또는 상기 배터리의 충전 특성을 제어하는 동작을 포함하되,
    상기 하우징은, 마이크 홀, 스피커 홀, 커넥터 홀 및 스마트 펜의 경로 중 적어도 하나에 형성된 홀을 포함하는 방법.
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