KR200331896Y1

KR200331896Y1 - Battery having Identification Resistor

Info

Publication number: KR200331896Y1
Application number: KR20-2003-0024063U
Authority: KR
Inventors: 정진현
Original assignee: 유니모테크놀로지주식회사
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2003-07-25
Publication date: 2003-10-30

Abstract

본 고안은 니켈카드늄과 니켈수소, 리튬이온, 리튬폴리머 배터리팩등 여러 종류를 식별할 수 있는 식별 저항을 구비한 배터리를 개시한다.The present invention discloses a battery having an identification resistor capable of identifying various types such as nickel cadmium, nickel hydrogen, lithium ion, and lithium polymer battery pack.

본 고안의 목적은 간결한 구조로 배터리를 종류별로 정확하게 식별할수 있도록 하기 위하여 배터리의 내부에 규약에 의하여 정하여진 값을 가진 식별 저항을 설치하여 줌으로써 충전기의 마이크로 프로쎄서가 이를 식별하여 해당 배터리의 종류에 적합한 모드로 충전을 실시하도록 한다.The purpose of the present invention is to provide a simple structure to identify the battery by type so that the identification resistor having the value determined by the protocol is installed inside the battery, so that the microprocessor of the charger identifies it and is suitable for the type of the battery. Charge in mode.

이에 따라 본 고안은 다종 겸용 배터리 충전기가 배터리를 자동으로 식별하여 배터리 종류에 따라 적절한 모드로 충전 시키도록 할 수 있어서 충전기의 구조가 단순화되면서도 그 작동의 신뢰성이 높아 안심하고 사용할수 있게 되는 효과를 제공한다.Accordingly, the present invention enables the multi-purpose battery charger to automatically identify the battery and charge the battery in an appropriate mode according to the type of battery, thereby simplifying the structure of the charger and providing a reliable and reliable operation thereof. do.

Description

Battery with Identification Resistor {Battery having Identification Resistor}

본 고안은 식별 저항을 구비한 배터리에 관한 것으로, 더욱 상세히는 리튬이온전지나 리튬폴리머전지 및 니켈카드늄전지나 니켈수소전지등 전지의 종류를 충전기가 자동 인식하도록 하여 충전모드를 변환시킴으로써 혼선없이 종류에 따른에 최적의 충전모드로 충전이 가능하도록 한 식별 저항을 구비한 배터리에 관한 것이다.The present invention relates to a battery having an identification resistance, and more specifically, to a charger automatically recognizes a battery type such as a lithium ion battery, a lithium polymer battery, a nickel cadmium battery, or a nickel hydride battery, thereby changing the charging mode according to the type without any confusion. The present invention relates to a battery having an identification resistor to enable charging in an optimal charging mode.

주지하는 바와 같이 종래에는 무전기나 코드레스폰등 휴대용 기기의 전원으로 주로 니켈카드늄전지와 니켈수소가 사용되었으나, 근래에는 중량에너지밀도와, 체적에너지밀도가 높아 경량,소형이면서도 용량이 높으며, 자기 방전율이 낮고, 사용온도 변화에도 불구하고 안정화된 방전 용량 특성을 갖는 것이며, 동작 전압이 니켈카드늄전지나 니켈수소전지에 비하여 3배가량 높은 리튬이온전지나 리튬폴리머전지가 사용되고 있다.As is well known, nickel cadmium batteries and nickel hydrogen are conventionally used as a power source for portable devices such as radios and cordless phones. However, in recent years, the weight energy density and the volume energy density are high. This low and stable discharge capacity characteristic is achieved despite the change in the use temperature, and lithium ion batteries or lithium polymer batteries are used three times higher than nickel cadmium batteries and nickel hydrogen batteries.

반면에 이러한 리튬이온전지는 전지의 내부 임피던스가 높아 대전류 방전이 요구되는 용도로는 부적합하며, 충전시 과충전상태에서는 규정전압을 넘어서 계속 전압이 상승하므로 과충전 제어회로가 필수적으로 구비되어야 하고, 과방전상태에서는 부극 집전체인 구리의 용출이 시작되어 전지 용량이 급격히 노화되어 과방전 제어회로도 필요하게 되며, 전류 공급을 차단하더라도 이러한 과방전제어회로는 그 자체적으로 전력 소모를 수반하므로, 이러한 상태로 방지하면 대부분 과방전에 의한 급격한 노화로 인하여 폐기가 불가피하게 되는 단점이 있다. 또한, 만충전상태의 전지를 고온에서 보관하면 노화가 크기 때문에 보존환경에 주의를 기울여야 하는 등의 문제점을 내포하고 있다.On the other hand, such a lithium ion battery is not suitable for applications requiring large current discharge due to the high internal impedance of the battery, and the overcharge control circuit must be provided essentially because the voltage continues to rise beyond the specified voltage in an overcharge state during charging. In this state, the discharging of copper, which is a negative electrode current collector, begins to rapidly age and the overdischarge control circuit is required, and the overdischarge control circuit itself consumes power even when the current supply is cut off. In most cases, disposal is inevitable due to rapid aging due to overdischarge. In addition, storage of a fully charged battery at a high temperature may cause aging, which may require attention to a preservation environment.

또한, 리튬폴리머전지는 리튬 이온 폴리머 전지는 액체 전해질을 사용하는 리튬 이온 전지(LIB)의 안전성 문제를 해결하기 위한 노력에 의해 만들어진 전지로 누액 가능성과 폭발 위험성이 없다는 것이 가장 큰 장점이며, 고체 전해질을 사용하고 있어 형상을 다양하게 설계하는 것이 가능하다는 장점은 있으나, 이는 반면에 이온이동 물성의 부적합한 제어로 인하여 여전히 대 전류의 공급이 어렵고, 고분자 재료의 물성에 따른 설계 문제로 인하여 에너지밀도, 저온특성이 저조하며, 고분자 전해질과 전극사이의 화학적, 전기화학적 안정성 결여로 싸이클 중 가역성이 떨어짐으로 인하여 싸이클 수명을 보장하기 어려운 등 해결하여야 할 문제점이 많이 남아 있다. 그러므로, 현재는 이상에서 열거한 바와 같은 많은 여러 종류의 배터리들이 혼용되고 있는 실정이며, 이들 배터리들은 충전기에 마이크로 프로쎄서를 탑재하여 이에 의하여 특정한 종류에 적합하게 충전시킬수 있는 스텝을 수행하기 위한 프로그램에 따라 배터리를 충전하고 있는 것이다. 이에 따라, 호환 사용을 위하여 형상, 모양이나 규격등을 통일화하고 있는 많은 경우에 사용과정에서 혼란을 일으켜 부적절한 충전기로 충전하게 되는 사례가 빈번히 발생하고 있고, 배터리 및 충전기의 손상이 야기되어 경제적 손실을 입고 있음에도 불구하고 적절한 식별 방법이 마련되지 않아 혼란으로 인한 번거로움과 경제적 손실을 입고 있는 문제점이 있다.In addition, the lithium polymer battery is a lithium ion polymer battery is a battery made by efforts to solve the safety problem of the lithium ion battery (LIB) using a liquid electrolyte, the biggest advantage is that there is no possibility of leakage and explosion risk, solid electrolyte It is possible to design a variety of shapes, but on the other hand, it is still difficult to supply large current due to inadequate control of ion transport properties, and energy density and low temperature due to design problems according to the properties of polymer materials. The characteristics are poor, and due to the lack of chemical and electrochemical stability between the polymer electrolyte and the electrode, it is difficult to guarantee cycle life due to the lack of reversibility among the cycles. Therefore, many different types of batteries as mentioned above are used at present, and these batteries are equipped with a microprocessor in a charger, and according to a program for performing a step for charging accordingly to a specific type. The battery is charging. As a result, many cases of unifying shapes, shapes, and specifications for compatible use often cause confusion in the process of use and charge the battery with an improper charger, causing damage to the battery and charger, resulting in economic loss. In spite of wearing, there is a problem of having trouble and economic loss due to confusion because proper identification method is not prepared.

그러므로 근래에는 복수 종류의 배터리팩을 하나의 충전기로 충전하기 위한 기술이 제안되었다.Therefore, in recent years, a technique for charging a plurality of battery packs with a single charger has been proposed.

그 대표적인 예를 살펴보면 대한민국 공개특허번호 97-24434로 제안된 '겸용 배터리 충전기와 그 제어 방법'과 대한민국공개특허번호 2000-19007로 제안된 '리튬이온전지 및 니켈 수소전지 겸용 충전기와 겸용 충전기의 충전방법'을 살펴보면이는 충전시킬 배터리의 충전 전류와 충전 전압을 감시제어부에 의하여 감시하여데이터를 얻고 이에 의하여 마이크로프로세서에 의하여 배터리의 종류를 판정하여 적절한 모드의 충전이 실시되도록 함으로써 니켈수소 배터리나 리튬 이온 배터리를 공히 1대의 충전기에 의하여 충전시킬수 있도록 하였던 것이다.As a representative example, the 'combined battery charger and its control method' proposed in Korean Laid-Open Patent No. 97-24434 and the charge of a combined lithium ion battery and nickel-metal hydride charger and combined charger proposed in Korean Laid-open Patent No. 2000-19007 'Method' is to monitor the charging current and the charging voltage of the battery to be charged by the monitoring controller to obtain data, thereby determining the type of battery by the microprocessor and performing the appropriate mode charging. Ion battery can be charged by one charger.

반면에 배터리의 충전 전류와 충전 전압에 의하여 감시제어부에서 얻어지는 데이터만으로는 배터리의 식별이 부정확하여 작동의 신뢰성을 제공하기 어려운 문제점이 있다.On the other hand, only the data obtained from the monitoring and control unit by the charging current and the charging voltage of the battery has a problem that the identification of the battery is inaccurate and difficult to provide reliability of operation.

아울러 다른 형태의 겸용 충전기로서 대한민국 공개번호 특2000-0038858 '아이디 전류를 이용한 이동통신 단말기의 배터리 검출회로'는 이동통신 단말기에서 사용하는 배터리의 ID 전류를 측정하여 배터리 용량에 따른 배터리 용량를 확인하고, 이확인된 용량별 배터리에 적합한 시간대별 충전 전원을 공급하여 배터리의 충전이 가능하도록 하여서 된 것이며, 이는 특히 대, 중, 소용량의 배터리를 식별하여 충분한 충전이 이루어 질수 있도록 한 것이나, 종류가 다른 배터리들을 식별하여 해당 모드로 충전시킬 수 있는 기능이 없는 것이어서 적용이 불가능한 것이다.In addition, as a combined charger of another type, the Republic of Korea Publication No. 2000-0038858 'battery detection circuit of the mobile communication terminal using the ID current' to check the battery capacity according to the battery capacity by measuring the ID current of the battery used in the mobile communication terminal, This is because the battery can be charged by supplying the charging power according to the time slot that is suitable for the battery according to the identified capacity. This is to identify the batteries of large, medium and small capacity so that sufficient charging can be achieved, but the batteries of different types are available. There is no function to identify them and charge them in the corresponding mode.

또한, 대한민국 실용신안 등록번호 20-0218161 '다기종 겸용 배터리 충전기'는 이동전화(셀룰러폰, PCS폰 등), PDA 등배터리(충전지)를 사용하는 기기의 배터리 충전기에 관한 것으로서, 국내외 사용중인 다양한 모델의 이동전화기 등의 배터리 충전에 있어서, 이동전화(150)나 배터리 삽입시 막대기어(170)와 톱니기어(110) 등을 사용하여 정확히 가운데 위치로 삽입/지지되도록 하고, 접촉면의 접점을 수직 또는 사선 형태의 2차원 배열(120)로 구성하여 배터리 충전용 접속 단자의 위치 및 개수를 자체적으로 알아내어 배터리의 기종과 크기에 상관없이 하나의 충전기에서충전할 수 있도록 하고, 2차원 접점배열(120)의 각각의 핀배열은 일정한 탄성을 가져서 배터리의 금속단자에 밀착하도록 함으로써 모든 종류의 배터리를 충전할 수 있도록 한 것이다.In addition, Korea Utility Model Registration No. 20-0218161 'Multiple battery charger' refers to a battery charger of a device using a battery (charger) such as a mobile phone (cellular phone, PCS phone, etc.), PDA, In charging the battery of the mobile phone of the model, the mobile phone 150 or the toothed gear 110 and the toothed gear 110 are inserted / supported at the center position precisely when the battery is inserted, and the contact point of the contact surface is vertical. Or by configuring the two-dimensional array 120 of the diagonal shape to determine the position and number of the battery charging connection terminal by itself so that it can be charged in one charger regardless of the type and size of the battery, and the two-dimensional contact array ( Each pin array of 120 has a constant elasticity to be in close contact with the metal terminals of the battery to charge all kinds of batteries.

반면에 이는 그 구조가 복잡하여 고장률이 높고, 제작 비용이 많이 들며 부피가 크므로 설치 및 관리에 어려움이 있게 되는 것이다.On the other hand, it is difficult to install and manage because the structure is complicated, high failure rate, high production cost and bulky.

상술한 종래의 문제점을 감안하여 본 고안의 목적은 간결한 구조로 배터리를 종류별로 정확하게 식별할 수 있도록 한 다종 겸용 배터리 충전세트를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a multi-purpose battery charging set capable of accurately identifying batteries by type in a concise structure.

도1은 종래의 다종 겸용 배터리 충전기의 전기적 구성도.1 is an electrical configuration of a conventional multi-purpose battery charger.

도2는 본 고안에 의한 식별저항을 구비한 배터리와 충전기를 보인 회로도.Figure 2 is a circuit diagram showing a battery and a charger with an identification resistor according to the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

2:써미스터2: thermistor

5:식별저항5: identification resistance

9,10:충전단자9,10: charging terminal

11:식별단자11: Identification terminal

12:배터리셀12: battery cell

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 배터리의 내부에 규약에 의하여 정하여진 값을 가진 식별 저항을 설치하여 줌으로써 충전세트의 마이크로 프로쎄서가 이를 식별하여 해당 배터리의 종류에 적합한 모드로 충전을 실시하도록 한 식별저항을 구비한 배터리를 제안한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an identification resistor having a value determined by a protocol inside a battery so that the microprocessor of the charging set identifies the battery and performs charging in a mode suitable for the type of the battery. We propose a battery with an identification resistor.

상술한 구성에 의하여 본 고안은 다종 겸용 충전기에 의하여 그 종류가 정확하게 식별 가능하게 되어 안심하고 사용할 수 있게 되는 효과를 제공한다.By the above-described configuration, the present invention provides the effect that the kind can be accurately identified by the multi-purpose charger can be used with confidence.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도2에 본 고안에 의한 배터리의 구성을 도시하였다. 이에서 볼수 있는 바와 같이 본 고안은 충전단자에 연결되고, 배터리셀(12)에 충전 전류 공급을 위한 다이오드와 저항 그리고 배터리셀(12)의 표면 온도 측정을 위한 써미스터(2)와 충전단자(9,10)를 구비하여서 된 공지의 배터리 회로에 있어서, 배터리셀(12)에 연결되는 식별단자(11)와 연결된 식별저항(5)을 구비하여서 된 것이다.2 shows a configuration of a battery according to the present invention. As can be seen from this, the present invention is connected to a charging terminal, the thermistor (2) and the charging terminal (9) for measuring the surface temperature of the battery cell 12 and a diode and a resistor for supplying a charging current to the battery cell 12 In the known battery circuit provided with (10), the identification resistor (5) is connected to the identification terminal (11) connected to the battery cell (12).

이와 같이 된 본 고안은 배터리를 충전기의 컵에 삽입하면, 충전단자(14)와 배터리셀(12)의 단자가 접속됨과 아울러, 마이크로프로쎄서(6)는 먼저 식별저항(5)과 접속된 식별단자(11)에 정전압회로(7)에 의한 전류를 흘려주어 식별저항(5)과 배터리셀(12)이 직렬접속됨으로써 발생되는 전압, 전류값을 감지함으로써 저항값을 산출하게 된다. 이러한 감지된 배터리셀(12)에 내장된 식별저항값은 예를 들면 니켈카드늄배터리의 경우 500, 니켈수소배터리의 경우 1㏀, 리튬이온배터리의 경우 5㏀, 리튬폴리머배터리의 경우 10㏀이며, 이러한 값에 따라 마이크로 프로쎄서(6)의 메모리에 저장된 저항 데이터 범위를 참조하여 해당 배터리셀(12)의 종류를 정확하게 판별할수 있게 된다. 이러한 과정으로 배터리셀(12)의 종류를 판별한 마이크로프로쎄서(6)는 작동모드를 해당 배터리셀(12)의 종류에 적합하도록 메모리에 미리 저장된 충전모드로 변환시키며, 이어서, 전압감지부(1)를 통하여 배터리셀(12)의 전압을 감시하면서 배터리셀(12)을 충전시킬 수 있도록 보다 높은 전압으로 전원을 공급하는 것이며, 이를 위하여 충전제어회로(4)를 제어하여 각 배터리셀(12)의 종류에 따른 최적의 충전을 실시하게 된다. 이러한 과정으로 충전 완전제어회로(4)를 제어하여 과충전 상태가 되지 않도록 전원 공급을 차단하게 되는 것이며, 충전 완료후 사용자가 배터리셀(12)를 컵으로부터 탈거하면 초기의 상태로 복귀하여 작동을 대기하게 되고, 배터리셀(12)가 다시 삽입되면 전술한 바와 같은 과정으로 배터리셀(12)의 종류에 적합한 충전모드로 충전을 실시하게 되며, 다시 전압감지부(1)를 전압을 감시하면서 충전제어회로(4)를 제어하게 되는 것이다.According to the present invention, when the battery is inserted into the cup of the charger, the terminals of the charging terminal 14 and the battery cell 12 are connected, and the microprocessor 6 has the identification terminal connected to the identification resistor 5 first. The current by the constant voltage circuit 7 flows to (11), and the resistance value is calculated by sensing the voltage and current values generated by the identification resistor 5 and the battery cell 12 connected in series. The identification resistance value embedded in the detected battery cell 12 is, for example, 500 for a nickel cadmium battery. , 1 경우 for nickel-hydrogen batteries, 5 경우 for lithium-ion batteries, and 10 리튬 for lithium polymer batteries, and according to these values, the corresponding battery cell (12) ) Can be accurately determined. In this process, the microprocessor 6 that determines the type of the battery cell 12 converts the operation mode into a charging mode previously stored in the memory so as to be suitable for the type of the battery cell 12, and then the voltage sensing unit 1 By supplying the power to a higher voltage to charge the battery cell 12 while monitoring the voltage of the battery cell 12 through), for this purpose by controlling the charge control circuit (4) for each battery cell 12 Optimum charging is performed according to the type of the. In this process, the control of the complete charging control circuit (4) is to cut off the power supply so as not to be in an overcharge state. When the battery cell 12 is reinserted, the battery cell 12 is charged in a charging mode suitable for the type of the battery cell 12 in the same manner as described above, and the voltage detector 1 is again charged while monitoring the voltage. It is to control the circuit (4).

그리고 이상의 본 고안에 의한 실시예에서는 식별저항(5)의 값을 니켈카드늄, 니켈수소, 리튬이온, 리튬폴리머 배터리등 4개 종류의 배터리셀(12)의 예를 들었으나, 새로운 종류의 배터리셀(12)을 사용하는 경우에는 저항값을 상기 예와 달리하고 마이크로프로쎄서(6)의 메모리에 다른 종류의 배터리셀(12) 충전에 적합한 스텝을 데이터화하여 메모리에 저장함으로써 새로운 종류의 배터리셀이 출현한 경우에도 적용가능함은 물론이다.In the embodiment of the present invention described above, the value of the identification resistance 5 has been exemplified by four types of battery cells 12 such as nickel cadmium, nickel hydrogen, lithium ion, and lithium polymer batteries. In the case of using (12), a new kind of battery cell emerges by storing the value of the resistance that is different from the above example in the memory of the microprocessor 6 and storing the data in the memory in a step suitable for charging the other type of battery cell 12. Of course, it is also applicable to one case.

이와 같이 하여 본 고안은 배터리셀(12)의 내부에 식별저항(5)와 식별단자(11)를 설치하는 것만으로 충전기가 배터리셀(12)의 종류를 정확하게 식별하여 안전하고 효율적으로 충전시킬수 있는 것이어서 작동의 신뢰성이 높으므로 안심하고 사용할수 있게 되는 것일 뿐만 아니라, 그 구조가 간결하여 고장률이 낮으며, 제작이 용이하고 기존의 각종 제작 금형을 그대로 사용할수 있는 것이므로 염가로 제작이 가능하게 되는 것이며, 식별저항 값만을 변경시키면 어떠한 종류의 배터리셀(12)에도 적용가능한 것으로 적용 범위를 확장시킬 수 있는 유용한 효과를제공한다.In this way, the present invention can install the identification resistor 5 and the identification terminal 11 inside the battery cell 12 so that the charger can correctly and safely charge the battery cell 12 by identifying the type. Because of the high reliability of operation, not only can be used with confidence, but also its structure is simple, so the failure rate is low, it is easy to manufacture, and it can be used at low cost because it can use various kinds of existing molds as it is. By changing only the value of the identification resistance, it is applicable to any kind of battery cell 12, which provides a useful effect of extending the application range.

Claims

In the known cell having a diode and a resistor for supplying a charging current to the battery cell 12 and a thermistor 2 and charging terminals 9 and 10 for measuring the surface temperature of the battery cell 12, the battery cell ( 12) A battery having an identification resistor, characterized in that it comprises an identification resistor (5) connected to the identification terminal (11) connected to.