KR102540501B1 - 제어 시스템, 제어 방법 및 이차전지 보호 집적 회로 - Google Patents

제어 시스템, 제어 방법 및 이차전지 보호 집적 회로 Download PDF

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Abstract

(과제)
직렬로 접속된 복수의 이차전지 셀의 각각의 셀 전압의 밸런스를 고정밀도로 제어하는 것.
(해결 수단)
이차전지 보호 장치와 외부 기기를 갖추고, 상기 이차전지 보호 장치는, 직렬로 접속된 복수의 이차전지 셀의 하나 이상의 부극의 전위를, 전원 경로와는 상이한 경로에서 모니터 가능하게 설치된 하나 이상의 모니터 단자와, 상기 하나 이상의 부극과 상기 하나 이상의 모니터 단자 사이에 개재되는 하나 이상의 내부 배선과, 상기 하나 이상의 내부 배선의 각각에 대하여 직렬로 삽입된 하나 이상의 내부 스위치를 가지고, 상기 외부 기기는, 상기 하나 이상의 모니터 단자의 전위에 기초하여, 상기 하나 이상의 내부 배선 중 적어도 하나의 내부 배선을 포함하는 배선 경로에 흐르는 전류를 제어함으로써, 상기 복수의 이차전지 셀의 각각의 셀 전압의 밸런스를 제어하는 밸런스 제어 회로를 가지는 제어 시스템.

Description

제어 시스템, 제어 방법 및 이차전지 보호 집적 회로{CONTROL SYSTEM, CONTROL METHOD, AND SECONDARY BATTERY PROTECTION INTEGRATED CIRCUIT}
본 발명은 제어 시스템, 제어 방법 및 이차전지 보호 집적 회로에 관한 것이다.
종래부터 직렬로 접속된 복수의 이차전지 셀과, 복수의 이차전지 셀 사이에 접속되는 중점 단자를 가지는 배터리 팩을 충전하는 충전 장치가 알려져 있다. 충전 장치는 중점 단자로부터 충방전을 행함으로써 셀 사이의 전압 밸런스를 조정하는 충전 제어 마이크로컴퓨터를 갖춘다. 충전 제어 마이크로컴퓨터는 배터리 팩의 +단자와 -단자 사이의 전압과, 중점 단자와 -단자의 전압으로부터, 2개의 셀의 전압을 산출하고, 양 셀의 전압의 차가 소정값 이상인 경우에, 셀 사이의 전압 밸런스를 조정한다. 한편, 배터리 팩은 복수의 이차전지 셀을 보호하는 한 쌍의 보호 FET를 -단자와 이차전지 셀 사이에 갖춘다.
일본 특개 2010-57249호 공보
그러나, -단자와 이차전지 셀 사이에 존재하는 한 쌍의 보호 FET의 온 저항에 의해 전압 강하가 발생하기 때문에, 중점 단자와 -단자 사이의 단자간 전압은 실제의 셀 전압보다 높게 된다. 그 결과, 셀 사이의 전압 밸런스의 조정 정밀도가 저하될 우려가 있다.
본 개시는 직렬로 접속된 복수의 이차전지 셀의 각각의 셀 전압의 밸런스를 고정밀도로 제어 가능한 제어 시스템, 제어 방법 및 이차전지 보호 집적 회로를 제공한다.
본 개시는,
직렬로 접속된 복수의 이차전지 셀;
상기 복수의 이차전지 셀에 직렬로 접속된 전원 경로;
상기 전원 경로에 직렬로 삽입된 적어도 하나의 스위치 소자;
상기 스위치 소자를 제어함으로써 상기 복수의 이차전지 셀을 보호하는 이차전지 보호 장치; 및
상기 복수의 이차전지 셀의 각각의 셀 전압의 밸런스를 제어하는 외부 기기;
를 갖추고,
상기 이차전지 보호 장치는,
상기 복수의 이차전지 셀의 전체 또는 각각의 전압을 감시하여 과충전 또는 과방전을 검출하는 이상 검출 회로;
상기 복수의 이차전지 셀의 전극 중 상기 스위치 소자가 접속된 전극을 포함한 하나 이상의 전극의 전위를 상기 스위치 소자를 포함하지 않는 경로에서 모니터 가능하게 설치된 하나 이상의 모니터 단자;
상기 하나 이상의 전극과 상기 하나 이상의 모니터 단자 사이에 개재되는 하나 이상의 내부 배선; 및
상기 하나 이상의 내부 배선의 각각에 대하여 직렬로 삽입되어, 상기 이상 검출 회로에 의해 과충전 또는 과방전이 검출된 상태에서 상기 내부 배선에 흐르는 전류를 차단하는 하나 이상의 내부 스위치;
상기 이상 검출 회로에 의한 이상 검출 결과에 따라, 상기 내부 스위치의 각각을 온/오프하는 스위치 제어 회로를 가지고,
상기 외부 기기는,
상기 내부 스위치가 온인 때에, 상기 하나 이상의 모니터 단자의 전위에 기초하여, 상기 하나 이상의 내부 배선 중 적어도 하나의 내부 배선을 포함하는 배선 경로에 흐르는 전류를 제어함으로써, 상기 복수의 이차전지 셀의 각각의 셀 전압의 밸런스를 제어하는 밸런스 제어 회로를 가지는 것을 특징으로 하는 제어 시스템을 제공한다.
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본 개시는,
직렬로 접속된 복수의 이차전지 셀의 전극의 전위를 모니터하는 기기가 행하는 제어 방법으로서,
상기 복수의 이차전지 셀은, 상기 복수의 이차전지 셀에 직렬로 접속된 전원 경로에 직렬로 삽입된 적어도 하나의 스위치 소자를 이차전지 보호 회로가 제어함으로써 보호되는 셀이며,
상기 이차전지 보호 회로는,
상기 복수의 이차전지 셀의 전체 또는 각각의 전압을 감시하여 과충전 또는 과방전을 검출하는 이상 검출 회로;
상기 복수의 이차전지 셀의 전극 중 상기 스위치 소자가 접속된 전극을 포함한 하나 이상의 전극의 전위를 상기 스위치 소자를 포함하지 않는 경로에서 모니터 가능하게 설치된 하나 이상의 모니터 단자;
상기 하나 이상의 전극과 상기 하나 이상의 모니터 단자 사이에 개재되는 하나 이상의 내부 배선; 및
상기 하나 이상의 내부 배선의 각각에 대하여 직렬로 삽입되어, 상기 이상 검출 회로에 의해 과충전 또는 과방전이 검출된 상태에서 상기 내부 배선에 흐르는 전류를 차단하는 하나 이상의 내부 스위치;
상기 이상 검출 회로에 의한 이상 검출 결과에 따라, 상기 내부 스위치의 각각을 온/오프하는 스위치 제어 회로를 가지고,
상기 기기는,
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상기 내부 스위치가 온인 때에, 상기 하나 이상의 모니터 단자의 전위에 기초하여, 상기 하나 이상의 내부 배선 중 적어도 하나의 내부 배선을 포함하는 배선 경로에 흐르는 전류를 제어함으로써, 상기 복수의 이차전지 셀의 각각의 셀 전압의 밸런스를 제어하는 것을 특징으로 하는 제어 방법을 제공한다.
본 개시는,
직렬로 접속된 복수의 이차전지 셀에 직렬로 접속된 전원 경로에 직렬로 삽입된 적어도 하나의 스위치 소자를 제어함으로써 상기 복수의 이차전지 셀을 보호하는 이차전지 보호 집적 회로로서,
상기 복수의 이차전지 셀의 전체 또는 각각의 전압을 감시하여 과충전 또는 과방전을 검출하는 이상 검출 회로;
상기 복수의 이차전지 셀의 전극 중 상기 스위치 소자가 접속된 전극을 포함한 하나 이상의 전극의 전위를 상기 스위치 소자를 포함하지 않는 경로에서 모니터 가능하게 설치된 하나 이상의 모니터 단자;
상기 하나 이상의 전극과 상기 하나 이상의 모니터 단자 사이에 개재되는 하나 이상의 내부 배선; 및
상기 하나 이상의 내부 배선의 각각에 대하여 직렬로 삽입되어, 상기 이상 검출 회로에 의해 과충전 또는 과방전이 검출된 상태에서 상기 내부 배선에 흐르는 전류를 차단하는 하나 이상의 내부 스위치;
상기 이상 검출 회로에 의한 이상 검출 결과에 따라, 상기 내부 스위치의 각각을 온/오프하는 스위치 제어 회로를 가지고,
외부 기기가, 상기 내부 스위치가 온인 때에, 상기 하나 이상의 모니터 단자의 전위에 기초하여, 상기 하나 이상의 내부 배선 중 적어도 하나의 내부 배선을 포함하는 배선 경로에 흐르는 전류를 제어함으로써, 상기 복수의 이차전지 셀의 각각의 셀 전압의 밸런스를 제어할 수 있도록, 상기 하나 이상의 모니터 단자는, 상기 하나 이상의 전극의 전위를 출력하는 것을 특징으로 하는 이차전지 보호 집적 회로를 제공한다.
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본 개시에 의하면, 직렬로 접속된 복수의 이차전지 셀의 각각의 셀 전압의 밸런스를 고정밀도로 제어할 수 있다.
도 1은 제1 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀의 이상이 검출되고 있지 않은 정상 상태에서의 제1 방전 경로를 나타내는 도면이다.
도 2는 제1 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀의 이상이 검출되고 있지 않은 정상 상태에서의 제2 방전 경로를 나타내는 도면이다.
도 3은 제1 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀 중 적어도 하나의 이차전지 셀의 과방전이 검출된 상태에서의 방전 경로를 나타내는 도면이다.
도 4는 제1 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀 중 적어도 하나의 이차전지 셀의 과방전이 검출된 상태에서 충전기가 접속된 경우의 충전 경로를 나타내는 도면이다.
도 5는 제1 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀 중 저전위측의 이차전지 셀의 과충전이 검출된 상태에서의 방전 경로를 나타내는 도면이다.
도 6은 제1 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀 중 고전위측의 이차전지 셀의 과충전이 검출된 상태에서의 방전 경로를 나타내는 도면이다.
도 7은 제2 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀 중 저전위측의 이차전지 셀의 충방전에 의한 셀 밸런스 제어에서의 충전 경로를 나타내는 도면이다.
도 8은 제2 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀 중 저전위측의 이차전지 셀의 충방전에 의한 셀 밸런스 제어에서의 방전 경로를 나타내는 도면이다.
도 9는 제3 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀 중 저전위측의 이차전지 셀의 방전에 의한 셀 밸런스 제어에서의 방전 경로를 나타내는 도면이다.
도 10은 제3 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀 중 고전위측의 이차전지 셀의 방전에 의한 셀 밸런스 제어에서의 방전 경로를 나타내는 도면이다.
도 11은 제3 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀 중 저전위측의 이차전지 셀의 충전에 의한 셀 밸런스 제어에서의 충전 경로를 나타내는 도면이다.
도 12는 제4 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀 중 저전위측의 이차전지 셀의 방전에 의한 셀 밸런스 제어에서의 방전 경로를 나타내는 도면이다.
도 13은 제4 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀 중 고전위측의 이차전지 셀의 방전 또는 저전위측의 이차전지 셀의 충전에 의한 셀 밸런스 제어에서의 충방전 경로를 나타내는 도면이다.
도 14는 제5 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀 중 고전위측의 이차전지 셀의 방전에 의한 셀 밸런스 제어에서의 방전 경로를 나타내는 도면이다.
도 15는 제6 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀 중 고전위측의 이차전지 셀의 방전에 의한 셀 밸런스 제어에서의 방전 경로를 나타내는 도면이다.
도 16은 각 상태에서의 스위치 제어와 단자 처리의 일례를 나타내는 도면이다.
이하, 본 개시의 실시형태를 도면에 따라 설명한다.
<제1 실시형태>
도 1은 제1 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면이다. 도 1에 나타내는 제어 시스템(301)은 직렬로 접속된 복수(이 예에서는 2개)의 이차전지 셀(201, 202)의 각각의 셀 전압의 밸런스를 제어하는 시스템이다. 제어 시스템(301)은 외부 기기(140)와 전지 팩(151)을 갖춘다.
외부 기기(140)는 전지 팩(151)에 접속되는 기기이다. 외부 기기(140)는 전지 팩(151)을 충전하는 충전기여도 되고, 전지 팩(151)으로부터 공급되는 전력으로 동작하는 기기여도 된다. 전지 팩(151)으로부터 공급되는 전력으로 동작하는 기기의 구체예로서, 스마트폰, 태블릿, 휴대전화 등의 전자 기기를 들 수 있다.
외부 기기(140)는 복수의 이차전지 셀의 각각의 셀 전압의 밸런스를 제어하는 밸런스 제어 회로(33)를 가진다. 밸런스 제어 회로(33)에 대해서는 후술한다.
전지 팩(151)은 직렬로 접속된 복수의 이차전지 셀(201, 202)을 수용하는 부품이며, 외부 기기(140)에 접속되어 사용된다. 전지 팩(151)은 복수의 이차전지 셀(201, 202)과 이차전지 보호 장치(110)를 갖춘다.
복수의 이차전지 셀(201, 201)은 충전 가능한 전지 셀이다. 이차전지의 구체예로서, 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지 등을 들 수 있다.
이차전지 셀(201)은 제1 이차전지 셀의 일례이며, 정극(201b)과 부극(201a)을 가진다. 정극(201b)은 제1 정극의 일례이다. 부극(201a)은 복수의 이차전지 셀의 각각의 저전위측의 전극인 복수의 부극 중에서 전위가 최저인 제1 부극의 일례이다. 이차전지 셀(202)은 제2 이차전지 셀의 일례이며, 정극(202b)과 부극(202a)을 가진다. 정극(202b)은 제2 정극의 일례이다. 부극(202a)은 정극(201b)에 접속되어 있다.
이차전지 보호 장치(110)는 복수의 이차전지 셀(201, 202)을 전원으로 하여 동작하고, 복수의 이차전지 셀(201, 202)의 충방전을 제어함으로써 복수의 이차전지 셀(201, 202)을 과방전 등으로부터 보호한다. 이차전지 보호 장치(110)는 예를 들면 스위치 회로(13), 보호 IC(120), 저항 소자(R1， R2， R3， R4， R5), 용량 소자(C1, C2) 및 이들이 실장되는 도시하지 않는 기판을 갖춘다.
기판의 구체예로서, 프린트 기판을 들 수 있다. 기판에는 단자(B-), 단자(B+), 단자(BM), 단자(P-), 단자(P+), 단자(BSL) 및 단자(BSM)가 설치되어 있다. 이들 각 단자는 예를 들면 기판에 형성된 전극이다. 또한 기판에는 전원 경로(7, 8)가 설치되어 있다.
단자(B-)는 전지 마이너스측 단자의 일례이며, 직렬로 접속된 이차전지 셀 중에서 가장 저전위의 이차전지 셀(201)의 부극(201a)에 접속된다. 단자(B+)는 전지 플러스측 단자의 일례이며, 직렬로 접속된 이차전지 셀 중에서 가장 고전위의 이차전지 셀(202)의 정극(202b)에 접속된다. 단자(BM)는 전지 모니터 단자의 일례이며, 직렬로 접속된 이차전지 셀 중 이웃하는 이차전지 셀 사이에 접속된다. 단자(BM)는 이 예에서는 이차전지 셀(201)의 정극(201b)과 이차전지 셀(202)의 부극(202a)에 접속된다.
단자(P-)는 부하 마이너스측 단자의 일례이며, 외부 기기(140)의 그라운드 단자에 접속된다. 단자(P+)는 부하 플러스측 단자의 일례이며, 외부 기기(140)의 전원 단자에 접속된다.
단자(B-)와 단자(P-)는 마이너스측의 전원 경로(7)에 의해 접속되어 있다. 전원 경로(7)는 단자(B-)와 단자(P-) 사이의 전류 경로이며, 충전 전류 또는 방전 전류가 흐른다. 전원 경로(7)는 이차전지 셀(201)의 부극(201a)에 직렬로 접속되어 있다.
단자(B+)와 단자(P+)는 플러스측의 전원 경로(8)에 의해 접속되어 있다. 전원 경로(8)는 단자(B+)와 단자(P+) 사이의 전류 경로이며, 충전 전류 또는 방전 전류가 흐른다. 전원 경로(8)는 이차전지 셀(202)의 정극(202b)에 직렬로 접속되어 있다.
단자(BSL)는 제1 모니터 단자의 일례이며, 이차전지 셀(201)의 부극(201a)의 전위를 전원 경로(7, 8)와는 상이한 경로에서 모니터 가능하게 설치되어 있다. 단자(BSL)는 밸런스 제어 회로(33)의 저전위측 모니터부에 접속된다. 단자(BSM)는 제2 모니터 단자의 일례이며, 이차전지 셀(202)의 부극(202a)의 전위를 전원 경로(7, 8)와는 상이한 경로에서 모니터 가능하게 설치되어 있다. 단자(BSM)는 밸런스 제어 회로(33)의 고전위측 모니터부에 접속된다.
스위치 회로(13)는 단자(B-)와 단자(P-) 사이의 전원 경로(7)에 직렬로 삽입된다. 스위치 회로(13)는 예를 들면 충전 제어 트랜지스터(11)와 방전 제어 트랜지스터(12)가 직렬로 접속된 직렬 회로이다. 충전 제어 트랜지스터(11)의 오프에 의해, 이차전지 셀(201, 202)의 충전 전류가 흐르는 전원 경로(7)가 차단되어, 이차전지 셀(201, 202)의 충전 전류의 흐름이 금지된다. 방전 제어 트랜지스터(12)의 오프에 의해, 이차전지 셀(201, 202)의 방전 전류가 흐르는 전원 경로(7)가 차단되어, 이차전지 셀(201, 202)의 방전 전류의 흐름이 금지된다.
충전 제어 트랜지스터(11)와 방전 제어 트랜지스터(12)는 각각 예를 들면 N채널형의 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)이다. 충전 제어 트랜지스터(11)는 충전 제어 트랜지스터(11)의 기생 다이오드의 순방향이 이차전지 셀(201, 202)의 방전 전류가 흐르는 방향과 일치하도록 전원 경로(7)에 직렬로 삽입된 스위치 소자이다. 방전 제어 트랜지스터(12)는 방전 제어 트랜지스터(12)의 기생 다이오드의 순방향이 이차전지 셀(201, 202)의 충전 전류가 흐르는 방향과 일치하도록 전원 경로(7)에 직렬로 삽입된 스위치 소자이다.
보호 IC(120)는 이차전지 보호 집적 회로의 일례이다. 보호 IC(120)는 이차전지 셀(201, 202)을 전원으로 하여 동작한다. 보호 IC(120)는 스위치 회로(13)를 제어함으로써, 이차전지 셀(201, 202)을 과방전 등으로부터 보호한다. 예를 들면, 보호 IC(120)는 충전 제어 트랜지스터(11)를 오프로 함으로써, 이차전지 셀(201, 202)을 충전 이상(예를 들면, 과충전, 충전 방향의 과전류(충전 과전류) 등)으로부터 보호한다. 한편, 보호 IC(120)는 방전 제어 트랜지스터(12)를 오프로 함으로써, 이차전지 셀(201, 202)을 방전 이상(예를 들면, 과방전, 방전 방향의 과전류(방전 과전류) 등)으로부터 보호한다.
보호 IC(120)는 단자(VDD), 단자(VSS), 단자(VBM), 단자(DO), 단자(CO), 단자(VM), 단자(BS1) 및 단자(BS2)를 갖춘다. 이들 단자는 보호 IC(120)의 내부 회로를 보호 IC(120) 외부와 접속하기 위한 외부 접속 단자이다.
단자(VDD)는 전원 경로(8)에 접속되는 플러스측 전원 단자의 일례이며, 단자(B+)를 통하여 이차전지 셀(202)의 정극(202b)에 접속된다. 이 예에서는, 단자(VDD)는 저항 소자(R1) 및 단자(B+)를 통하여 이차전지 셀(202)의 정극(202b)에 접속된다. 저항 소자(R1)와 용량 소자(C1)에 의해, CR 필터가 구성되어 있다.
단자(VSS)는 이차전지 셀(201)의 부극(201a)과 스위치 회로(13) 사이에서 전원 경로(7)에 접속되는 마이너스측 전원 단자의 일례이며, 단자(B-)를 통하여 이차전지 셀(201)의 부극(201a)에 접속되는 그라운드 단자이다.
단자(VBM)는 직렬로 접속된 이차전지 셀 중 이웃하는 이차전지 셀의 사이의 전위(중간 전위)를 모니터 가능하게 설치된 중간 모니터 단자의 일례이다. 이 예에서는, 단자(VBM)는 저항 소자(R2) 및 단자(BM)를 통하여 이차전지 셀(201)의 정극(201b)과 이차전지 셀(202)의 부극(202a) 사이에 접속된다. 저항 소자(R2)와 용량 소자(C2)에 의해, CR 필터가 구성되어 있다.
단자(CO)는 이차전지 셀(201, 202)의 충전을 금지하는 신호를 출력하는 충전 제어 단자의 일례이며, 충전 제어 트랜지스터(11)의 제어 전극(예를 들면, MOSFET의 경우, 게이트)에 접속된다.
단자(DO)는 이차전지 셀(201, 202)의 방전을 금지하는 신호를 출력하는 방전 제어 단자의 일례이며, 방전 제어 트랜지스터(12)의 제어 전극(예를 들면, MOSFET의 경우, 게이트)에 접속된다.
단자(VM)는 단자(P-)의 전위를 감시하는 감시 단자의 일례이며, 단자(P-)와 스위치 회로(13) 사이에서 전원 경로(7)에 접속된다. 단자(VM)는 저항 소자(R3)를 통하여 단자(P-)에 접속된다.
단자(BS1)는 단자(BSL)와 마찬가지로, 제1 모니터 단자의 일례이며, 이차전지 셀(201)의 부극(201a)의 전위를 전원 경로(7, 8)와는 상이한 경로에서 모니터 가능하게 설치되어 있다. 이 예에서는, 단자(BS1)는 저항 소자(R5)를 통하여 단자(BSL)에 접속된다. 단자(BS1) 및 단자(BSL)를 포함하는 배선 경로에 흐르는 전류의 전류값은 저항 소자(R5)의 저항값에 의해 조정 가능하게 된다.
단자(BS2)는 단자(BSM)와 마찬가지로, 제2 모니터 단자의 일례이며, 이차전지 셀(202)의 부극(202a)의 전위를 전원 경로(7, 8)와는 상이한 경로에서 모니터 가능하게 설치되어 있다. 단자(BS2)는 저항 소자(R4)를 통하여 단자(BSM)에 접속된다. 단자(BS2) 및 단자(BSM)를 포함하는 배선 경로에 흐르는 전류의 전류값은, 저항 소자(R4)의 저항값에 의해 조정 가능하게 된다.
보호 IC(120)는 방전 제어 회로(81), 충전 제어 회로(82), 스위치 제어 회로(83), 내부 배선(85, 86), 내부 스위치(21, 22, 23, 24, 43) 및 내부 저항(51, 52)을 갖춘다.
방전 제어 회로(81)는 이차전지 셀(201, 202)의 방전 이상을 검출하는 이상 검출 회로를 가진다. 방전 제어 회로(81)는 이차전지 셀(201, 202)의 방전 이상이 당해 이상 검출 회로에 의해 검출된 경우, 당해 이상 검출 회로의 검출 결과에 기초하여 스위치 회로(13)를 제어하는 제어 회로의 일례이다. 충전 제어 회로(82)는 이차전지 셀(201, 202)의 충전 이상을 검출하는 이상 검출 회로를 가진다. 충전 제어 회로(82)는 이차전지 셀(201, 202)의 충전 이상이 당해 이상 검출 회로에 의해 검출된 경우, 당해 이상 검출 회로의 검출 결과에 기초하여 스위치 회로(13)를 제어하는 제어 회로의 일례이다.
충전 제어 회로(82)는 이차전지 셀(201, 202)의 과충전(소정의 이상의 일례)을 검출하는 과충전 검출 회로(이상 검출 회로의 일례)를 갖춘다. 과충전 검출 회로는 단자(VDD)와 단자(VSS) 사이의 전원 전압(VD)을 감시한다. 과충전 검출 회로는 복수의 이차전지 셀(201, 202)의 각각의 셀 전압을 감시해도 된다. 예를 들면, 과충전 검출 회로는 단자(VBM)와 단자(VSS) 사이의 전압을 이차전지 셀(201)의 셀 전압(VC1)으로서 감시하고, 단자(VDD)와 단자(VBM) 사이의 전압을 이차전지 셀(202)의 셀 전압(VC2)으로서 감시한다. 셀 전압(VC1)과 셀 전압(VC2) 중 적어도 한쪽이 소정의 과충전 검출 역치(Vdet1) 이상이 되는 것이 과충전 검출 회로에 의해 검출된 경우, 충전 제어 회로(82)는 충전 제어 트랜지스터(11)를 오프시키는 충전 제어 신호를 단자(CO)로부터 출력한다(과충전 보호 동작). 충전 제어 트랜지스터(11)가 오프가 됨으로써, 이차전지 셀(201, 202)의 충전 방향의 전류가 차단되기 때문에, 이차전지 셀(201, 202)이 과충전되는 것을 방지할 수 있다.
방전 제어 회로(81)는 이차전지 셀(201, 202)의 과방전(소정의 이상의 일례)을 검출하는 과방전 검출 회로(이상 검출 회로의 일례)를 갖춘다. 과방전 검출 회로는 단자(VDD)와 단자(VSS) 사이의 전원 전압(VD)을 감시한다. 과방전 검출 회로는 복수의 이차전지 셀(201, 202)의 각각의 셀 전압을 감시해도 된다. 예를 들면, 과방전 검출 회로는 단자(VBM)와 단자(VSS) 사이의 전압을 이차전지 셀(201)의 셀 전압(VC1)으로서 감시하고, 단자(VDD)와 단자(VBM) 사이의 전압을 이차전지 셀(202)의 셀 전압(VC2)으로서 감시한다. 셀 전압(VC1)과 셀 전압(VC2) 중 적어도 한쪽이 소정의 과방전 검출 역치(Vdet2) 이하가 되는 것이 과방전 검출 회로에 의해 검출된 경우, 방전 제어 회로(81)는 방전 제어 트랜지스터(12)를 오프시키는 방전 제어 신호를 단자(DO)로부터 출력한다(과방전 보호 동작). 방전 제어 트랜지스터(12)가 오프가 됨으로써, 이차전지 셀(201, 202)의 방전 방향의 전류가 차단되기 때문에, 이차전지 셀(201, 202)이 과방전되는 것을 방지할 수 있다.
방전 제어 회로(81)는 이차전지 셀(201, 202)의 방전 과전류(소정의 이상의 일례)를 검출하는 방전 과전류 검출 회로(이상 검출 회로의 일례)를 갖춘다. 방전 과전류 검출 회로는 단자(VM)와 단자(VSS) 사이의 전류 검출 전압(VI)을 감시한다. 전류 검출 전압(VI)이 소정의 방전 과전류 검출 역치(Vdet3) 이상이 되는 것이 방전 과전류 검출 회로에 의해 검출된 경우, 방전 제어 회로(81)는 방전 제어 트랜지스터(12)를 오프시키는 방전 제어 신호를 단자(DO)로부터 출력한다(방전 과전류 보호 동작). 방전 제어 트랜지스터(12)가 오프가 됨으로써, 이차전지 셀(201, 202)의 방전 방향의 전류가 차단되기 때문에, 이차전지 셀(201, 202)을 방전시키는 방향으로 과전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다.
충전 제어 회로(82)는 이차전지 셀(201, 202)의 충전 과전류(소정의 이상의 일례)를 검출하는 충전 과전류 검출 회로(이상 검출 회로의 일례)를 갖춘다. 충전 과전류 검출 회로는 단자(VM)와 단자(VSS) 사이의 전류 검출 전압(VI)을 감시한다. 전류 검출 전압(VI)이 소정의 충전 과전류 검출 역치(Vdet4) 이하가 되는 것이 충전 과전류 검출 회로에 의해 검출된 경우, 충전 제어 회로(82)는 충전 제어 트랜지스터(11)를 오프시키는 충전 제어 신호를 단자(CO)로부터 출력한다(충전 과전류 보호 동작). 충전 제어 트랜지스터(11)가 오프가 됨으로써, 이차전지 셀(201, 202)의 충전 방향의 전류가 차단되기 때문에, 이차전지 셀(201, 202)을 충전시키는 방향으로 과전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다.
내부 배선(85)은 부극(201a)과 단자(BSL) 사이에 개재되는 전류 경로이며, 보다 상세하게는 단자(VSS)와 단자(BS1) 사이에 개재되는 전류 경로이다. 내부 배선(86)은 부극(202a)과 단자(BSM) 사이에 개재되는 전류 경로이며, 보다 상세하게는 단자(VBM)와 단자(BS2) 사이에 개재되는 전류 경로이다.
스위치 제어 회로(83)는 상기 서술한 이상 검출 회로에 의한 이상 검출 결과에 따라, 복수의 내부 스위치(21, 22, 23, 24, 43)의 각각을 온 또는 오프로 하는 회로이다.
내부 스위치(21)는 내부 배선(85)에 직렬로 삽입되어 있다. 내부 스위치(22)는 단자(BS1)와 단자(VM)를 쇼트 가능하게 설치되어 있다. 내부 스위치(23)는 내부 배선(86)에 직렬로 삽입되어 있다. 내부 스위치(24)는 단자(BS2)와 단자(VM)를 쇼트 가능하게 설치되어 있다. 내부 스위치(43)는 내부 저항(51)을 통하여 단자(VM)를 단자(VSS)에 풀다운한 상태와, 내부 저항(52)을 통하여 단자(VM)를 단자(VDD)에 풀업한 상태와, 풀업도 풀다운도 하지 않는 상태를 선택 가능하게 설치되어 있다. 복수의 내부 스위치(21, 22, 23, 24, 43)의 각각은 상기 서술한 이상 검출 회로에 의한 이상 검출 결과에 따라, 스위치 제어 회로(83)에 의해 온 또는 오프가 된다.
외부 기기(140)는 밸런스 제어 회로(33)를 갖춘다. 밸런스 제어 회로(33)는 복수의 단자(BSL, BSM)의 전위에 기초하여, 복수의 내부 배선(85, 86) 중 적어도 하나의 내부 배선을 포함하는 배선 경로에 흐르는 전류를 제어함으로써, 복수의 이차전지 셀(201, 202)의 각각의 셀 전압의 밸런스를 제어한다. 이 예에서는, 외부 기기(140)는 복수의 내부 배선(85, 86) 중 적어도 하나의 내부 배선을 포함하는 배선 경로에 흐르는 전류를 제어하는 전류 제어 회로(30)를 갖춘다. 밸런스 제어 회로(33)는 이 전류 제어 회로(30)를 제어함으로써, 복수의 이차전지 셀(201, 202)의 각각의 셀 전압의 밸런스를 제어한다.
전류 제어 회로(30)는 예를 들면 복수의 이차전지 셀(201, 202) 중 대응하는 이차전지 셀에 병렬로 접속된 복수의 전류원(31, 32)을 포함한다. 밸런스 제어 회로(33)는 복수의 전류원(31, 32) 중 한쪽으로부터, 복수의 내부 배선(85, 86) 중 적어도 하나의 내부 배선을 포함하는 배선 경로에 정전류가 흐르도록, 전류 제어 회로(30)를 제어함으로써, 복수의 이차전지 셀(201, 202)의 각각의 셀 전압의 밸런스를 제어한다.
전류원(32)은 예를 들면 이차전지 셀(201)에 병렬로 접속된 정전류원이다. 밸런스 제어 회로(33)는 전류원(32)에 의해 생성되는 정전류를, 내부 배선(86) 및 전원 경로(7)를 포함하는 배선 경로(DR1)(도 1 참조)에 흘림으로써, 이차전지 셀(201)의 방전량을 제어한다. 이것에 의해, 전지 팩(151) 내의 저항 소자(R4)의 저항값이 경년 열화나 설계 변경 등에 의해 변화해도, 외부 기기(140)는 이차전지 셀(201), 내부 배선(86) 및 전원 경로(7)를 포함하는 배선 경로(DR1)에, 소망하는 방전량의 방전 전류를 흘릴 수 있다.
전류원(31)은 예를 들면 이차전지 셀(202)에 병렬로 접속된 정전류원이다. 밸런스 제어 회로(33)는 전류원(31)에 의해 생성되는 정전류를, 내부 배선(86) 및 전원 경로(8)를 포함하는 배선 경로(DR2)(도 2 참조)에 흘림으로써, 이차전지 셀(202)의 방전량을 제어한다. 이것에 의해, 전지 팩(151) 내의 저항 소자(R4)의 저항값이 경년 열화나 설계 변경 등에 의해 변화해도, 외부 기기(140)는 이차전지 셀(202), 내부 배선(86) 및 전원 경로(7)를 포함하는 배선 경로(DR2)에, 소망하는 방전량의 방전 전류를 흘릴 수 있다.
전류 제어 회로(30)는 예를 들면 복수의 이차전지 셀(201, 202) 중 대응하는 이차전지 셀에 병렬로 접속된 복수의 스위치(25, 26)를 포함하는 전환 회로를 가진다. 밸런스 제어 회로(33)는 이 전환 회로를 제어함으로써, 복수의 이차전지 셀(201, 202)의 각각의 셀 전압의 밸런스를 제어한다. 전환 회로는 복수의 내부 배선(85, 86) 중 적어도 하나의 내부 배선을 포함하는 배선 경로의 도통과 비도통을 전환한다.
스위치(26)는 이차전지 셀(201)에 병렬로 또한 전류원(32)에 직렬로 접속되어 있다. 스위치(26)는 밸런스 제어 회로(33)로부터의 전환 신호에 따라, 내부 배선(86) 및 전원 경로(7)를 포함하는 배선 경로(DR1)(도 1 참조)의 도통과 비도통을 전환한다. 이것에 의해, 외부 기기(140)는 이차전지 셀(201), 내부 배선(86) 및 전원 경로(7)를 포함하는 배선 경로(DR1)에, 소망하는 방전량을 제어할 수 있다.
스위치(25)는 이차전지 셀(202)에 병렬로 또한 전류원(31)에 직렬로 접속되어 있다. 스위치(25)는 밸런스 제어 회로(33)로부터의 전환 신호에 따라, 내부 배선(86) 및 전원 경로(8)를 포함하는 배선 경로(DR2)(도 2 참조)의 도통과 비도통을 전환한다. 이것에 의해, 외부 기기(140)는 이차전지 셀(202), 내부 배선(86) 및 전원 경로(8)를 포함하는 배선 경로(DR2)에, 소망하는 방전량을 제어할 수 있다.
도 16은 각 상태에서의 스위치 제어와 단자 처리의 일례를 나타내는 도면이다. 이하, 도 16을 적절하게 참조하여, 제어 시스템의 동작예에 대해 설명한다.
충전 제어 회로(82)는 이차전지 셀(201, 202)의 과충전과 충전 과전류가 검출되고 있지 않은 경우, 충전 제어 트랜지스터(11)를 온으로 한다. 한편, 충전 제어 회로(82)는 이차전지 셀(201, 202)의 과충전과 충전 과전류의 적어도 한쪽이 검출된 경우, 충전 제어 트랜지스터(11)를 오프로 한다.
방전 제어 회로(81)는 이차전지 셀(201, 202)의 과방전과 방전 과전류가 검출되고 있지 않은 경우, 방전 제어 트랜지스터(12)를 온으로 한다. 한편, 방전 제어 회로(81)는 이차전지 셀(201, 202)의 과방전과 방전 과전류의 적어도 한쪽이 검출된 경우, 방전 제어 트랜지스터(12)를 오프로 한다.
도 1 및 도 2는 이차전지 셀(201, 202)의 이상이 검지되고 있지 않은 정상 상태인 경우를 나타낸다. 스위치 제어 회로(83)는 이차전지 셀(201, 202)의 과충전과 과방전과 방전 과전류와 충전 과전류가 검출되고 있지 않은 경우(정상 상태), 내부 스위치(21)를 온, 내부 스위치(22)를 오프, 내부 스위치(23)를 온, 내부 스위치(24)를 오프, 내부 스위치(43)를 오프로 한다. 이것에 의해, 단자(BSL)는 단자(B-), 단자(VSS) 및 부극(201a)과 대략 동전위가 됨과 아울러, 단자(BSM)는 단자(BM), 단자(VBM) 및 부극(202a)과 대략 동전위가 된다.
따라서, 도 1, 2에 나타내는 정상 상태에서는, 밸런스 제어 회로(33)는 단자(BSM)와 단자(P-)와의 전위차를 모니터함으로써, 이차전지 셀(201)의 셀 전압을 고정밀도로 측정할 수 있다. 또 도 1, 2에 나타내는 정상 상태에서는, 밸런스 제어 회로(33)는 단자(BSM)와 단자(P+)와의 전위차를 모니터함으로써, 이차전지 셀(202)의 셀 전압을 고정밀도로 측정할 수 있다. 또 도 1, 2에 나타내는 정상 상태에서는, 밸런스 제어 회로(33)는 단자(BSL)와 단자(P+)와의 전위차를 모니터함으로써, 이차전지 셀(201, 202)의 각각의 셀 전압을 더한 셀 전압(총 셀 전압(VC))을 고정밀도로 측정할 수 있다.
도 1은, 정상 상태에 있어서, 이차전지 셀(201)의 셀 전압이 이차전지 셀(202)의 셀 전압보다 높은 경우를 나타내고 있다. 밸런스 제어 회로(33)는 이차전지 셀(201)의 셀 전압이 이차전지 셀(202)의 셀 전압과 비교하여 높다고 판정한 경우, 이차전지 셀(201)의 셀 전압을 낮추기 위해서, 스위치(26)를 오프로부터 온으로 전환함으로써 이차전지 셀(201)을 배선 경로(DR1)에서 방전시킨다.
도 2는, 정상 상태에 있어서, 이차전지 셀(202)의 셀 전압이 이차전지 셀(201)의 셀 전압보다 높은 경우를 나타내고 있다. 밸런스 제어 회로(33)는 이차전지 셀(202)의 셀 전압이 이차전지 셀(201)의 셀 전압과 비교하여 높다고 판정한 경우, 이차전지 셀(202)의 셀 전압을 낮추기 위해서, 스위치(25)를 오프로부터 온으로 전환함으로써 이차전지 셀(202)을 배선 경로(DR2)에서 방전시킨다.
밸런스 제어 회로(33)는 이차전지 셀(201)의 셀 전압과 이차전지 셀(202)의 셀 전압의 차가 소정의 역치 이하가 된 경우, 스위치(25, 26)를 어느 것이나 오프로 함으로써, 셀 밸런스 제어에 의한 이차전지 셀(201, 202)의 방전을 정지시킨다.
도 3은 제1 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀 중 적어도 하나의 과방전이 검출된 상태에서의 방전 경로를 나타내는 도면이다. 스위치 제어 회로(83)는 복수의 이차전지 셀(201, 202) 중 적어도 하나의 이차전지 셀의 과방전이 검출된 상태에서는, 내부 스위치(21)를 오프, 내부 스위치(22)를 온, 내부 스위치(23)를 오프, 내부 스위치(24)를 온, 내부 스위치(43)를 풀업측으로 한다. 이것에 의해, 단자(BSL)(단자(BS1)) 및 단자(BSM)(단자(BS2))는 단자(P-)(단자(VM))에 쇼트되고, 단자(P-)는 단자(VDD)에 풀업된다. 따라서, 과방전이 검출된 상태에 있어서, 전원 경로(8)로부터, 외부 기기(140)의 전원 단자(VDD), 외부 기기(140)의 저항분(143) 및 기생 다이오드(141, 142)를 경유하여, 단자(BS1， BS2)에 흐르는 리크 전류 경로(DR3)를 차단할 수 있다. 그 결과, 이차전지 셀(201, 202)의 방전의 진행을 억제할 수 있다.
도 4는 제1 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀 중 적어도 하나의 이차전지 셀의 과방전이 검출된 상태에서 충전기가 접속된 경우의 충전 경로를 나타내는 도면이다. 스위치 제어 회로(83)는 복수의 이차전지 셀(201, 202) 중 적어도 하나의 이차전지 셀의 과방전이 검출된 상태에서 충전기(130)가 접속되면, 내부 스위치(21)를 온, 내부 스위치(22)를 오프, 내부 스위치(23)를 온, 내부 스위치(24)를 오프, 내부 스위치(43)를 풀업측으로 한다. 이것에 의해, 단자(BSL)(단자(BS1))는 단자(P-)(단자(VSS))에 쇼트되고, 단자(BSM)(단자(BS2))는 단자(BM)(단자(VBM))에 쇼트되며, 단자(P-)는 단자(VDD)에 풀업된다. 따라서, 과방전이 검출된 상태에서 충전기(130)가 접속되면, 충전기(130)로부터 이차전지 셀(201, 202)로의 배선 경로(CR1)에서 이차전지 셀(201, 202)을 충전할 수 있다. 또 외부 기기(140)는 기생 다이오드(141, 142)(도 3 참조)의 순방향 전압의 영향 없이, 이차전지 셀(201, 202)의 각각의 셀 전압을 고정밀도로 측정할 수 있으므로, 예비 충전과 급속 충전이 쓸데없이 반복되는 것을 억지할 수 있다.
도 5는 제1 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀 중 저전위측의 이차전지 셀의 과충전이 검출된 상태에서의 방전 경로를 나타내는 도면이다. 스위치 제어 회로(83)는 복수의 이차전지 셀(201, 202) 중 어느 한쪽만의 과충전이 검출된 상태에서는, 내부 스위치(21)를 오프, 내부 스위치(22)를 온, 내부 스위치(23)를 온, 내부 스위치(24)를 오프, 내부 스위치(43)를 오프로 한다. 이것에 의해, 단자(BSL)(단자(BS1))는 단자(P-)(단자(VM))에 쇼트되고, 단자(BSM)(단자(BS2))는 단자(BM)(단자(VBM))에 쇼트되며, 단자(P-)는 하이 임피던스(Hi-Z)가 된다. 밸런스 제어 회로(33)는 이차전지 셀(201)의 셀 전압이 이차전지 셀(202)의 셀 전압과 비교하여 높다고 판정한 경우, 이차전지 셀(201)의 셀 전압을 낮추기 위해서, 스위치(26)를 오프로부터 온으로 전환함으로써 이차전지 셀(201)을 배선 경로(DR1)에서 방전시킨다. 따라서, 과충전이 검출된 상태에서도, 셀 밸런스 제어에 의해 이차전지 셀(201)을 방전시키는 것이 가능하게 된다.
도 6은 제1 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀 중 고전위측의 이차전지 셀의 과충전이 검출된 상태에서의 방전 경로를 나타내는 도면이다. 스위치 제어 회로(83)는 복수의 이차전지 셀(201, 202) 중 어느 한쪽만의 과충전이 검출된 상태에서는, 내부 스위치(21)를 오프, 내부 스위치(22)를 온, 내부 스위치(23)를 온, 내부 스위치(24)를 오프, 내부 스위치(43)를 오프로 한다. 이것에 의해, 단자(BSL)(단자(BS1))는 단자(P-)(단자(VM))에 쇼트되고, 단자(BSM)(단자(BS2))는 단자(BM)(단자(VBM))에 쇼트되며, 단자(P-)는 하이 임피던스(Hi-Z)가 된다. 밸런스 제어 회로(33)는 이차전지 셀(202)의 셀 전압이 이차전지 셀(201)의 셀 전압과 비교하여 높다고 판정한 경우, 이차전지 셀(202)의 셀 전압을 낮추기 위해서, 스위치(25)를 오프로부터 온으로 전환함으로써 이차전지 셀(202)을 배선 경로(DR2)에서 방전시킨다. 따라서, 과충전이 검출된 상태에서도, 셀 밸런스 제어에 의해 이차전지 셀(202)을 방전시키는 것이 가능하게 된다.
다른 이상 검출 모드에 있어서의 각 스위치의 상태는 도 16에 나타나 있다. 또한 도 16에 있어서, BS1 검출 상태란 상기 서술한 이상 검출 회로가 단자(BS1)와 단자(VSS)를 연결하는 내부 배선(85)에 흐르는 과전류를 검출한 이상 상태를 나타낸다. BS2 검출 상태란 상기 서술한 이상 검출 회로가 단자(BS2)와 단자(VBM)를 연결하는 내부 배선(86)에 흐르는 과전류를 검출한 이상 상태를 나타낸다.
<제2 실시형태>
도 7은 제2 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀 중 저전위측의 이차전지 셀의 충방전에 의한 셀 밸런스 제어에서의 충전 경로를 나타내는 도면이다. 도 8은 제2 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀 중 저전위측의 이차전지 셀의 충방전에 의한 셀 밸런스 제어에서의 방전 경로를 나타내는 도면이다. 제2 실시형태에 있어서, 상기 서술한 실시형태와 마찬가지의 구성에 대한 설명은, 상기 서술한 설명을 원용함으로써 생략한다.
도 7, 8에 나타내는 제어 시스템(302)에서는, 외부 기기(140)는 복수의 내부 배선(85, 86) 중 적어도 하나의 내부 배선을 포함하는 배선 경로에 흐르는 전류를 제어하는 전류 제어 회로(30)를 갖춘다. 전류 제어 회로(30)는 내부 배선(86)에 직렬로 접속된 전류원(38)과, 전류원(38)에 직렬로 접속된 스위치(27)를 포함하는 전환 회로를 가진다.
도 7 및 도 8은 이차전지 셀(201, 202)의 이상이 검지되고 있지 않은 정상 상태인 경우를 나타낸다. 도 7, 8에 나타내는 정상 상태에서는, 밸런스 제어 회로(33)는 배선 경로(CR2)(도 7 참조)에서 흘리는 충전 전류에 의해 이차전지 셀(201)을 충전하고, 또는 배선 경로(DR1)(도 8 참조)에서 흘리는 방전 전류에 의해 이차전지 셀(201)을 방전시켜, 이차전지 셀(201)의 셀 전압을 이차전지 셀(202)의 셀 전압에 근접시킨다.
도 7은, 정상 상태에 있어서, 이차전지 셀(201)의 셀 전압이 이차전지 셀(202)의 셀 전압보다 낮은 경우를 나타내고 있다. 밸런스 제어 회로(33)는 이차전지 셀(201)의 셀 전압이 이차전지 셀(202)의 셀 전압과 비교하여 낮다고 판정한 경우, 이차전지 셀(201)의 셀 전압을 높이기 위해서, 스위치(27)를 오프로부터 온으로 전환함으로써 이차전지 셀(201)을 배선 경로(CR2)에서 충전시킨다. 이차전지 셀(201)은 전류원(38)에 의해 출력되는 전류로 충전된다. 전류원(38)은 예를 들면 정전류원이다.
도 8은, 정상 상태에 있어서, 이차전지 셀(201)의 셀 전압이 이차전지 셀(202)의 셀 전압보다 높은 경우를 나타내고 있다. 밸런스 제어 회로(33)는 이차전지 셀(201)의 셀 전압이 이차전지 셀(202)의 셀 전압과 비교하여 높다고 판정한 경우, 이차전지 셀(201)의 셀 전압을 낮추기 위해서, 스위치(26)를 오프로부터 온으로 전환함으로써 이차전지 셀(201)을 배선 경로(DR1)에서 방전시킨다. 이차전지 셀(201)은 전류원(32)에 의해 출력되는 전류로 방전된다. 전류원(32)은 예를 들면 정전류원이다.
<제3 실시형태>
도 9는 제3 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀 중 저전위측의 이차전지 셀의 방전에 의한 셀 밸런스 제어에서의 방전 경로를 나타내는 도면이다. 도 10은 제3 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀 중 고전위측의 이차전지 셀의 방전에 의한 셀 밸런스 제어에서의 방전 경로를 나타내는 도면이다. 도 11은 제3 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀 중 저전위측의 이차전지 셀의 충전에 의한 셀 밸런스 제어에서의 충전 경로를 나타내는 도면이다. 제3 실시형태에 있어서, 상기 서술한 실시형태와 마찬가지의 구성에 대한 설명은, 상기 서술한 설명을 원용함으로써 생략한다.
도 9, 10, 11에 나타내는 제어 시스템(303)에서는, 보호 IC(120)는 단자(BS1, BSL) 및 내부 배선(85)을 갖추지 않는다. 도 9, 10, 11은 이차전지 셀(201, 202)의 이상이 검지되고 있지 않은 정상 상태인 경우를 나타낸다.
도 9는, 정상 상태에 있어서, 이차전지 셀(201)의 셀 전압이 이차전지 셀(202)의 셀 전압보다 높은 경우를 나타내고 있다. 밸런스 제어 회로(33)는 이차전지 셀(201)의 셀 전압이 이차전지 셀(202)의 셀 전압과 비교하여 높다고 판정한 경우, 이차전지 셀(201)의 셀 전압을 낮추기 위해서, 스위치(26)를 오프로부터 온으로 전환함으로써 이차전지 셀(201)을 배선 경로(DR1)에서 방전시킨다. 이차전지 셀(201)은 전류원(32)에 의해 출력되는 전류로 방전된다. 전류원(32)은 예를 들면 정전류원이다.
도 10은, 정상 상태에 있어서, 이차전지 셀(202)의 셀 전압이 이차전지 셀(201)의 셀 전압보다 높은 경우를 나타내고 있다. 밸런스 제어 회로(33)는 이차전지 셀(202)의 셀 전압이 이차전지 셀(201)의 셀 전압과 비교하여 높다고 판정한 경우, 이차전지 셀(202)의 셀 전압을 낮추기 위해서, 스위치(25)를 오프로부터 온으로 전환함으로써 이차전지 셀(202)을 배선 경로(DR2)에서 방전시킨다. 이차전지 셀(202)은 전류원(31)에 의해 출력되는 전류로 방전된다. 전류원(31)은 예를 들면 정전류원이다.
도 11은, 정상 상태에 있어서, 이차전지 셀(201)의 셀 전압이 이차전지 셀(202)의 셀 전압보다 낮은 경우를 나타내고 있다. 밸런스 제어 회로(33)는 이차전지 셀(201)의 셀 전압이 이차전지 셀(202)의 셀 전압과 비교하여 낮다고 판정한 경우, 이차전지 셀(201)의 셀 전압을 높이기 위해서, 스위치(27)를 오프로부터 온으로 전환함으로써 이차전지 셀(201)을 배선 경로(CR2)에서 충전시킨다. 이차전지 셀(201)은 전류원(38)에 의해 출력되는 전류로 충전된다. 전류원(38)은 예를 들면 정전류원이다.
<제4 실시형태>
도 12는 제4 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀 중 저전위측의 이차전지 셀의 방전에 의한 셀 밸런스 제어에서의 방전 경로를 나타내는 도면이다. 도 13은 제4 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀 중 고전위측의 이차전지 셀의 방전 또는 저전위측의 이차전지 셀의 충전에 의한 셀 밸런스 제어에서의 충방전 경로를 나타내는 도면이다. 제4 실시형태에 있어서, 상기 서술한 실시형태와 마찬가지의 구성에 대한 설명은, 상기 서술한 설명을 원용함으로써 생략한다. 상기 서술한 실시형태에 있어서의 제어 시스템(301) 등에서는, 방전 전류가 흐르는 셀 밸런스 방전 경로는 외부 기기(140)를 경유한다. 이에 대해, 제4 실시형태에 있어서의 도 12, 13에 나타내는 제어 시스템(304)에서는, 방전 전류(후술하는 제어 전류를 제외)가 흐르는 셀 밸런스 방전 경로는 전지 팩(151)측에 있다.
도 12는, 정상 상태에 있어서, 이차전지 셀(201)의 셀 전압이 이차전지 셀(202)의 셀 전압보다 높은 경우를 나타내고 있다. 밸런스 제어 회로(33)는 이차전지 셀(201)의 셀 전압이 이차전지 셀(202)의 셀 전압과 비교하여 높다고 판정한 경우, 이차전지 셀(201)의 셀 전압을 낮추기 위해서, 스위치(29)를 오프로부터 온으로 전환한다. 이것에 의해, 이차전지 셀(201)의 정극(201b)으로부터, 단자(BM), 단자(VBM), 단자(BS2), 단자(BSM), 스위치(29), 단자(P-), 스위치 회로(13) 및 단자(B-)를 경유하여, 이차전지 셀(201)의 부극(201a)에 이르는 배선 경로(DR5)에서 흐르는 제어 전류가 생성된다.
이차전지 보호 장치(110)는 내부 배선(86)에 밸런스 제어 회로(33)의 제어에 의해 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출 회로(44)와, 복수의 이차전지 셀(201, 202)의 각각에 대하여 설치되는 복수의 방전 회로(36, 37)를 갖춘다. 전류 검출 회로(44) 및 방전 회로(36, 37)는 전지 IC(121)의 외부에 설치되어, 기판에 실장된다. 방전 회로(36)는 전류 검출 회로(44)에 의한 전류 검출 결과에 따라, 이차전지 셀(201, 202) 중 대응하는 이차전지 셀(201)을 방전시킨다. 방전 회로(37)는 전류 검출 회로(44)에 의한 전류 검출 결과에 따라, 이차전지 셀(201, 202) 중 대응하는 이차전지 셀(202)을 방전시킨다.
전류 검출 회로(44)는 이 예에서는 내부 배선(86)에 직렬로 접속된 저항 소자(R7)를 포함하고, 제어 전류에 의해 저항 소자(R7)에 발생하는 전압 강하를 검출한다. 저항 소자(R7)는 단자(BM)(부극(202a))와 단자(VBM) 사이의 전류 경로에 직렬로 삽입되어 있다.
방전 회로(36)는 저항 소자(R7)에 발생하는 전압 강하에 따라, 복수의 이차전지 셀(201, 202) 중 대응하는 이차전지 셀(201)을 방전시키는 스위치(41)와, 스위치(41)에 직렬로 접속되는 저항 소자(R9)를 포함한다. 스위치(41)와 저항 소자(R9)의 직렬 회로는 이차전지 셀(201)에 병렬로 접속되어 있다. 스위치(41)는 예를 들면 저항 소자(R7)의 일단에 접속되는 소스와, 저항 소자(R9)의 일단에 접속되는 드레인과, 저항 소자(R7)의 타단(단자(VBM))에 접속되는 게이트를 가지는 P채널형의 MOS 트랜지스터이다. 저항 소자(R9)의 타단은 단자(VSS)에 접속된다.
방전 회로(37)는 저항 소자(R8)에 발생하는 전압 강하에 따라, 복수의 이차전지 셀(201, 202) 중 대응하는 이차전지 셀(202)을 방전시키는 스위치(40)와, 스위치(40)에 직렬로 접속되는 저항 소자(R8)를 포함한다. 스위치(40)와 저항 소자(R8)의 직렬 회로는 이차전지 셀(202)에 병렬로 접속되어 있다. 스위치(40)는 예를 들면 저항 소자(R7)의 일단에 접속되는 소스와, 저항 소자(R8)의 일단에 접속되는 드레인과, 저항 소자(R7)의 타단(단자(VBM))에 접속되는 게이트를 가지는 N채널형의 MOS 트랜지스터이다. 저항 소자(R8)의 타단은 단자(VDD)에 접속된다.
밸런스 제어 회로(33)가 스위치(29)를 온으로 함으로써 제어 전류가 흐르는 것에 의해, 전류 검출 회로(44)가 역치 이상의 전압 강하량을 저항 소자(R7)에 의해 검출하면, 방전 회로(36)는 이차전지 셀(201)에 병렬로 접속된 스위치(41)를 온으로 함으로써 셀 밸런스 방전이 실행된다. 이것에 의해, 이차전지 셀(201)의 정극(201b)으로부터, 단자(BM), 저항 소자(R9), 스위치(41) 및 단자(B-)를 경유하여, 이차전지 셀(201)의 부극(201a)에 이르는 배선 경로(DR4)에서 흐르는 방전 전류가 생성된다. 저항 소자(R9)는 이 방전 전류의 전류값을 조정(제한)하기 위한 소자이다.
도 13은, 정상 상태에 있어서, 이차전지 셀(202)의 셀 전압이 이차전지 셀(201)의 셀 전압보다 높은 경우를 나타내고 있다. 밸런스 제어 회로(33)는 이차전지 셀(202)의 셀 전압이 이차전지 셀(201)의 셀 전압과 비교하여 높다고 판정한 경우, 이차전지 셀(202)의 셀 전압을 낮추기 위해서, 스위치(28)를 오프로부터 온으로 전환한다. 이것에 의해, 외부 기기(140)의 전원(V)으로부터, 스위치(28), 단자(BSM), 단자(BS2), 단자(VBM) 및 단자(BM)를 경유하여, 이차전지 셀(201)의 정극(201b)에 이르는 배선 경로(CR4)에서 흐르는 제어 전류가 생성된다.
밸런스 제어 회로(33)가 스위치(28)를 온으로 함으로써 제어 전류가 흐르는 것에 의해, 전류 검출 회로(44)가 역치 이상의 전압 강하량을 저항 소자(R7)에 의해 검출하면, 방전 회로(37)는 이차전지 셀(202)에 병렬로 접속된 스위치(40)를 온으로 함으로써 셀 밸런스 방전이 실행된다. 이것에 의해, 이차전지 셀(202)의 정극(202b)으로부터, 단자(B+), 저항 소자(R1), 저항 소자(R8), 스위치(40) 및 단자(BM)를 경유하여, 이차전지 셀(202)의 부극(202a)에 이르는 배선 경로(DR6)에서 흐르는 방전 전류가 생성된다. 저항 소자(R8)는 이 방전 전류의 전류값을 조정(제한)하기 위한 소자이다.
<제5 실시형태>
도 14는 제5 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀 중 고전위측의 이차전지 셀의 방전에 의한 셀 밸런스 제어에서의 방전 경로를 나타내는 도면이다. 제5 실시형태에 있어서, 상기 서술한 실시형태와 마찬가지의 구성에 대한 설명은, 상기 서술한 설명을 원용함으로써 생략한다.
도 14에 나타내는 제어 시스템(305)에서는, 외부 기기(140)는 복수의 내부 배선(85, 86) 중 적어도 하나의 내부 배선을 포함하는 배선 경로에 흐르는 전류를 제어하는 전류 제어 회로(30)를 갖춘다. 전류 제어 회로(30)는 내부 배선(86)에 직렬로 접속된 전류원(31)과, 전류원(31)에 직렬로 접속된 스위치(25)를 포함하는 전환 회로를 가진다.
도 14는 이차전지 셀(201, 202)의 이상이 검지되고 있지 않은 정상 상태인 경우를 나타낸다. 도 14에 나타내는 정상 상태에서는, 밸런스 제어 회로(33)는 배선 경로(DR2)(도 14 참조)에서 흘리는 방전 전류에 의해 이차전지 셀(202)을 방전시켜, 이차전지 셀(202)의 셀 전압을 이차전지 셀(201)의 셀 전압에 근접시킨다.
도 14는, 정상 상태에 있어서, 이차전지 셀(202)의 셀 전압이 이차전지 셀(201)의 셀 전압보다 높은 경우를 나타내고 있다. 밸런스 제어 회로(33)는 이차전지 셀(202)의 셀 전압이 이차전지 셀(201)의 셀 전압과 비교하여 높다고 판정한 경우, 이차전지 셀(202)의 셀 전압을 낮추기 위해서, 스위치(25)를 온 상태로 전환함으로써 이차전지 셀(202)을 배선 경로(DR2)에서 방전시킨다.
<제6 실시형태>
도 15는 제6 실시형태에 있어서의 제어 시스템의 하나의 구성예를 나타내는 도면으로서, 복수의 이차전지 셀 중 고전위측의 이차전지 셀의 방전에 의한 셀 밸런스 제어에서의 방전 경로를 나타내는 도면이다. 제6 실시형태에 있어서, 상기 서술한 실시형태와 마찬가지의 구성에 대한 설명은, 상기 서술한 설명을 원용함으로써 생략한다.
도 15에 나타내는 제어 시스템(306)에서는, 보호 IC(120)는 단자(VB2)를 갖추고, 기판은 단자(BSH)를 갖춘다. 내부 배선(86)은 단자(VBM2)와 단자(BS2) 사이을 연결한다. 단자(VBM2)는 저항 소자(R2)를 통하지 않고 단자(BM)에 접속되고, 단자(VBM1)는 저항 소자(R2)를 통하여 단자(BM)에 접속된다. 단자(BSH)는 저항 소자(R6)를 통하여 단자(B+)(정극(202b))에 접속되고, 단자(P+)는 저항 소자(R6)를 통하지 않고 단자(B+)(정극(202b))에 접속된다.
보호 IC(120)는 단자(VBM1)와 단자(VSS) 사이의 전위차를 검출함으로써 이차전지 셀(201)의 셀 전압을 측정하고, 단자(VBM1)와 단자(VDD) 사이의 전위차를 검출함으로써 이차전지 셀(202)의 셀 전압을 측정한다. 이것에 의해, 방전 전류가 흐르는 배선 경로와 상이한 배선 경로에서 이차전지 셀(201, 202)의 각각의 셀 전압을 측정하므로, 그 측정 정밀도가 향상된다.
또 밸런스 제어 회로(33)는 단자(BSH)와 단자(BSM) 사이의 전위차를 검출함으로써 이차전지 셀(202)의 셀 전압을 측정하고, 단자(BSH)와 단자(BSL) 사이의 전위차를 검출함으로써 이차전지 셀(201, 202)의 총 셀 전압(VC)을 측정한다. 이것에 의해, 방전 전류가 흐르는 배선 경로와 상이한 배선 경로에서, 이차전지 셀(202)의 셀 전압 및 이차전지 셀(201, 202)의 총 셀 전압(VC)을 측정하므로, 그 측정 정밀도가 향상된다.
이와 같이, 상기 서술한 각 실시형태에서는 외부 기기(140)는 스위치 회로(13)를 우회하여, 복수의 이차전지 셀(201, 202)의 각각의 셀 전압을 모니터할 수 있으므로, 그 모니터 정밀도가 높아진다. 따라서, 그 모니터 결과에 기초하여 셀 밸런스 제어를 행하므로, 복수의 이차전지 셀의 각각의 셀 전압의 밸런스를 고정밀도로 제어할 수 있다. 또 외부 기기(140)가 복수의 이차전지 셀의 각각의 셀 전압을 측정하기 위한 내부 배선에 내부 스위치가 직렬로 삽입되어 있으므로, 내부 스위치를 오프로 함으로써 내부 배선에 발생한 전류를 차단할 수 있다.
이상, 제어 시스템, 제어 방법 및 이차전지 보호 집적 회로를 실시형태에 따라 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시형태의 일부 또는 전부와의 조합이나 치환 등의 각종 변형 및 개량이 본 발명의 범위 내에서 가능하다.
또 예를 들면 충전 제어 트랜지스터(11)와 방전 제어 트랜지스터(12)의 배치 위치는 도시하는 위치에 대하여 서로 치환되어도 된다. 또 스위치 회로(13)는 보호 IC(120)에 내장되어도 된다. 또 충전기(130)는 기판에 실장되어 있어도 된다.
7, 8…전원 경로 13…스위치 회로
21, 22, 23, 24…내부 스위치
25, 26, 27, 28, 29, 40, 41, 42…스위치
30…전류 제어 회로 31, 32, 38…전류원
33…밸런스 제어 회로 36, 37…방전 회로
43…내부 스위치 44…전류 검출 회로
51, 52…내부 저항 81…방전 제어 회로
82…충전 제어 회로 83…스위치 제어 회로
85, 86…내부 배선 110…이차전지 보호 장치
120, 121…보호 IC 130…충전기
140…외부 기기 141, 142…기생 다이오드
143…저항분 151…전지 팩
201, 202…이차전지 셀 201a, 202a…부극
201b, 202b…정극
301, 302, 303, 304, 305, 306…제어 시스템

Claims (10)

  1. 직렬로 접속된 복수의 이차전지 셀;
    상기 복수의 이차전지 셀에 직렬로 접속된 전원 경로;
    상기 전원 경로에 직렬로 삽입된 적어도 하나의 스위치 소자;
    상기 스위치 소자를 제어함으로써 상기 복수의 이차전지 셀을 보호하는 이차전지 보호 장치; 및
    상기 복수의 이차전지 셀의 각각의 셀 전압의 밸런스를 제어하는 외부 기기;
    를 갖추고,
    상기 이차전지 보호 장치는,
    상기 복수의 이차전지 셀의 전체 또는 각각의 전압을 감시하여 과충전 또는 과방전을 검출하는 이상 검출 회로;
    상기 복수의 이차전지 셀의 전극 중 상기 스위치 소자가 접속된 전극을 포함한 하나 이상의 전극의 전위를 상기 스위치 소자를 포함하지 않는 경로에서 모니터 가능하게 설치된 하나 이상의 모니터 단자;
    상기 하나 이상의 전극과 상기 하나 이상의 모니터 단자 사이에 개재되는 하나 이상의 내부 배선;
    상기 하나 이상의 내부 배선의 각각에 대하여 직렬로 삽입되어, 상기 이상 검출 회로에 의해 과충전 또는 과방전이 검출된 상태에서 상기 내부 배선에 흐르는 전류를 차단하는 하나 이상의 내부 스위치; 및
    상기 이상 검출 회로에 의한 이상 검출 결과에 따라, 상기 내부 스위치의 각각을 온/오프하는 스위치 제어 회로를 가지고,
    상기 외부 기기는,
    상기 내부 스위치가 온인 때에, 상기 하나 이상의 모니터 단자의 전위에 기초하여, 상기 하나 이상의 내부 배선 중 적어도 하나의 내부 배선을 포함하는 배선 경로에 흐르는 전류를 제어함으로써, 상기 복수의 이차전지 셀의 각각의 셀 전압의 밸런스를 제어하는 밸런스 제어 회로를 가지는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 이차전지 보호 장치는, 상기 내부 배선에 상기 밸런스 제어 회로의 제어에 의해 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출 회로와, 상기 복수의 이차전지 셀의 각각에 대하여 설치되는 복수의 방전 회로를 갖추고,
    상기 복수의 방전 회로는, 상기 전류 검출 회로에 의한 전류 검출 결과에 따라, 상기 복수의 이차전지 셀 중 대응하는 이차전지 셀을 방전시키는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 전류 검출 회로는, 상기 내부 배선에 직렬로 접속된 저항 소자를 포함하고,
    상기 복수의 방전 회로는, 각각, 상기 저항 소자에 발생하는 전압 강하에 따라, 상기 복수의 이차전지 셀 중 대응하는 이차전지 셀을 방전시키는 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 배선 경로에 흐르는 전류를 제어하는 전류 제어 회로를 갖추고,
    상기 밸런스 제어 회로는, 상기 전류 제어 회로를 제어함으로써, 상기 복수의 이차전지 셀의 각각의 셀 전압의 밸런스를 제어하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 전류 제어 회로는, 상기 배선 경로의 도통과 비도통을 전환하는 전환 회로를 가지고,
    상기 밸런스 제어 회로는, 상기 전환 회로를 제어함으로써, 상기 복수의 이차전지 셀의 각각의 셀 전압의 밸런스를 제어하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 전환 회로는, 상기 복수의 이차전지 셀 중 대응하는 이차전지 셀에 병렬로 접속된 복수의 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  7. 제4 항에 있어서, 상기 전류 제어 회로는, 상기 복수의 이차전지 셀 중 대응하는 이차전지 셀에 병렬로 접속된 복수의 전류원과, 상기 복수의 전류원 중 대응하는 전류원에 직렬로 접속된 복수의 스위치를 포함하고,
    상기 밸런스 제어 회로는, 상기 복수의 전류원과 상기 복수의 스위치를 제어함으로써, 상기 복수의 이차전지 셀의 각각의 셀 전압의 밸런스를 제어하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 이차전지 셀은,
    제1 정극과, 상기 복수의 이차전지 셀의 부극 중에서 전위가 최저인 제1 부극을 가지는 제1 이차전지 셀; 및
    제2 정극과, 상기 제1 정극에 접속된 제2 부극을 가지는 제2 이차전지 셀;
    을 포함하고,
    상기 하나 이상의 모니터 단자는,
    상기 제2 부극의 전위를 모니터 가능하게 설치된 모니터 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  9. 직렬로 접속된 복수의 이차전지 셀의 전극의 전위를 모니터하는 기기가 행하는 제어 방법으로서,
    상기 복수의 이차전지 셀은, 상기 복수의 이차전지 셀에 직렬로 접속된 전원 경로에 직렬로 삽입된 적어도 하나의 스위치 소자를 이차전지 보호 회로가 제어함으로써 보호되는 셀이며,
    상기 이차전지 보호 회로는,
    상기 복수의 이차전지 셀의 전체 또는 각각의 전압을 감시하여 과충전 또는 과방전을 검출하는 이상 검출 회로;
    상기 복수의 이차전지 셀의 전극 중 상기 스위치 소자가 접속된 전극을 포함한 하나 이상의 전극의 전위를 상기 스위치 소자를 포함하지 않는 경로에서 모니터 가능하게 설치된 하나 이상의 모니터 단자;
    상기 하나 이상의 전극과 상기 하나 이상의 모니터 단자 사이에 개재되는 하나 이상의 내부 배선;
    상기 하나 이상의 내부 배선의 각각에 대하여 직렬로 삽입되어, 상기 이상 검출 회로에 의해 과충전 또는 과방전이 검출된 상태에서 상기 내부 배선에 흐르는 전류를 차단하는 하나 이상의 내부 스위치; 및
    상기 이상 검출 회로에 의한 이상 검출 결과에 따라, 상기 내부 스위치의 각각을 온/오프하는 스위치 제어 회로를 가지고,
    상기 기기는,
    상기 내부 스위치가 온인 때에, 상기 하나 이상의 모니터 단자의 전위에 기초하여, 상기 하나 이상의 내부 배선 중 적어도 하나의 내부 배선을 포함하는 배선 경로에 흐르는 전류를 제어함으로써, 상기 복수의 이차전지 셀의 각각의 셀 전압의 밸런스를 제어하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  10. 직렬로 접속된 복수의 이차전지 셀에 직렬로 접속된 전원 경로에 직렬로 삽입된 적어도 하나의 스위치 소자를 제어함으로써 상기 복수의 이차전지 셀을 보호하는 이차전지 보호 집적 회로로서,
    상기 복수의 이차전지 셀의 전체 또는 각각의 전압을 감시하여 과충전 또는 과방전을 검출하는 이상 검출 회로;
    상기 복수의 이차전지 셀의 전극 중 상기 스위치 소자가 접속된 전극을 포함한 하나 이상의 전극의 전위를 상기 스위치 소자를 포함하지 않는 경로에서 모니터 가능하게 설치된 하나 이상의 모니터 단자;
    상기 하나 이상의 전극과 상기 하나 이상의 모니터 단자 사이에 개재되는 하나 이상의 내부 배선;
    상기 하나 이상의 내부 배선의 각각에 대하여 직렬로 삽입되어, 상기 이상 검출 회로에 의해 과충전 또는 과방전이 검출된 상태에서 상기 내부 배선에 흐르는 전류를 차단하는 하나 이상의 내부 스위치; 및
    상기 이상 검출 회로에 의한 이상 검출 결과에 따라, 상기 내부 스위치의 각각을 온/오프하는 스위치 제어 회로를 가지고,
    외부 기기가, 상기 내부 스위치가 온인 때에, 상기 하나 이상의 모니터 단자의 전위에 기초하여, 상기 하나 이상의 내부 배선 중 적어도 하나의 내부 배선을 포함하는 배선 경로에 흐르는 전류를 제어함으로써, 상기 복수의 이차전지 셀의 각각의 셀 전압의 밸런스를 제어할 수 있도록, 상기 하나 이상의 모니터 단자는, 상기 하나 이상의 전극의 전위를 출력하는 것을 특징으로 하는 이차전지 보호 집적 회로.
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