KR20050070192A - Battery charging control method - Google Patents

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KR20050070192A KR1020030099234A KR20030099234A KR20050070192A KR 20050070192 A KR20050070192 A KR 20050070192A KR 1020030099234 A KR1020030099234 A KR 1020030099234A KR 20030099234 A KR20030099234 A KR 20030099234A KR 20050070192 A KR20050070192 A KR 20050070192A
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Abstract

본 발명은 배터리 충전 제어 방법에 관한 것으로, 종래에는 배터리 온도 또는 배터리 전압에 관계없이 배터리를 충전하므로 배터리에 손상을 주어 배터리 수명을 줄이거나 배터리가 폭발할 수 있고, 배터리가 완전 방전되어 정보 가전기기에서 충전 제어를 수행하지 못할 경우 배터리 재충전이 불가능해지는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 감안한 본 발명은 어댑터가 접속된 상태에서 배터리 온도가 충전 온도 범위 내에 있는지를 판단하여 참이면 배터리가 저온 상태, 충전 완료 상태, 충전 중 상태, 충전 시작 상태인지를 판단하는 단계와; 상기 배터리가 저온 상태이면 소정 시간동안 미소 충전율로 배터리를 충전하는 단계와; 상기 배터리가 충전 완료 상태이면 미소 충전율로 소정 시간 동안 배터리를 충전하는 단계와; 상기 배터리가 충전 중 상태이면 배터리 온도가 고온인지를 판단하여 거짓이면 소정 충전율로 배터리를 충전하는 단계와; 상기 배터리가 충전 시작 상태이면 배터리 온도가 충전에 적합한 온도인지를 판단하여 참이면 소정 충전율로 배터리를 충전하는 단계와; 상기 배터리 온도가 충전 온도 범위 밖이면 충전 종료하는 단계로 이루어져 배터리 온도와 배터리 전압에 따라 충전 모드를 전환하여 배터리를 충전함으로써 고온 충전시 발생할 수 있는 배터리 폭발을 미연에 방지하고 저온 충전시 발생하는 배터리 손상을 방지하여 배터리 수명을 단축시키지 않는 효과가 있다.The present invention relates to a battery charging control method, and conventionally charges the battery regardless of the battery temperature or battery voltage, which may damage the battery to reduce battery life or explode the battery, the battery is completely discharged information information appliances There was a problem that the battery can not be recharged if the charging control is not performed in the. In view of the above problems, the present disclosure provides a method for determining whether a battery is in a low temperature state, a charging completion state, a charging state, and a charging start state if the battery temperature is within the charging temperature range by determining whether the battery is in the charging state; If the battery is in a low temperature state, charging the battery at a small charge rate for a predetermined time; Charging the battery for a predetermined time at a small charge rate when the battery is in a charged state; Determining whether the battery temperature is high when the battery is in a charging state and charging the battery at a predetermined charging rate if false; Determining whether the battery temperature is a temperature suitable for charging if the battery is in a charging start state and charging the battery at a predetermined charging rate if it is true; When the battery temperature is out of the charging temperature range, the charging is terminated, thereby switching the charging mode according to the battery temperature and the battery voltage to charge the battery, thereby preventing the battery explosion that may occur during high temperature charging and the battery generated during the low temperature charging. This prevents damage and does not shorten battery life.

Description

배터리 충전 제어 방법{BATTERY CHARGING CONTROL METHOD}Battery charging control method {BATTERY CHARGING CONTROL METHOD}

본 발명은 배터리 충전 제어 방법에 관한 것으로, 특히 배터리 상태를 판단하여 배터리를 안전하게 충전할 수 있게 한 배터리 충전 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery charge control method, and more particularly, to a battery charge control method capable of safely charging a battery by determining a battery state.

최근 통신망 발달과 반도체 집적 기술의 진보로 인해 정보 가전기기의 종류가 많아지고 있고 정보 가전기기의 경량 소형화가 진행됨에 따라 휴대가 용이하게 되었다. 한편으로, 정보 가전기기의 휴대가 용이해짐은 고용량 배터리의 개발과 생산 기술의 향상을 들 수 있고 배터리의 사용 범위는 점점 넓어지고 있는 추세이다.Recently, due to the development of communication networks and advances in semiconductor integrated technology, the types of information appliances have increased, and as the light weight and miniaturization of information appliances have progressed, portable devices have become easier. On the other hand, the ease of portability of information home appliances includes the development of high capacity batteries and the improvement of production technology, and the range of use of batteries is gradually increasing.

노트북과 같은 컴퓨터에는 고용량 배터리가 사용되고 사용 시간이 중요하므로 바이오스와 운영체제에서 지원하는 APM, ACPI의 전력제어 서비스는 배터리의 전력 사용을 제어하여 효율적으로 배터리를 운용하고 있다. 그러나, 대부분의 정보 가전기기에서 배터리의 전력 사용을 제어하는 서비스는 제한되어 있어 효율적이고 안정적인 배터리 운용에 한계가 있다. A high-capacity battery is used in a computer such as a notebook, and usage time is important, so the power control services of APM and ACPI supported by the BIOS and the operating system control the battery's power usage to efficiently operate the battery. However, in most information appliances, services for controlling the power use of the battery are limited, and thus there is a limit to efficient and stable battery operation.

일반 2차 배터리와 달리 스마트 배터리는 마이크로 컨트롤러를 내장하여 배터리 상태를 정확히 파악하고 SMBUS(System Management Bus)를 통해 외부로 배터리 정보를 출력한다.Unlike ordinary secondary batteries, smart batteries have a microcontroller built in to accurately identify the battery status and output battery information to the outside via SMBUS (System Management Bus).

종래 정보 가전기기에서 상기 스마트 배터리를 장착하면 스마트 배터리에서 전력을 공급받고 방전된 배터리를 다시 충전하여 사용하는데 이를 설명하면 다음과 같다.When the smart battery is mounted in a conventional information home appliance, the smart battery is supplied with power and recharged from the discharged battery.

도 1은 종래 배터리 충전 제어 방법의 동작 흐름도로서, 이에 도시된 바와 같이 정보 가전기기에서 2차 배터리가 장착됨을 감지하면 어댑터가 연결되는지를 판단하여 어댑터가 연결되면 배터리가 충전 완료인지를 판단하여 거짓이면 충전 모드로 전환하여 배터리를 충전하고 참이면 배터리를 충전하지 않는다.1 is an operation flowchart of a conventional battery charging control method. As shown in FIG. 1, when the information home appliance detects that the secondary battery is mounted, it is determined whether the adapter is connected. To charge the battery by switching to charging mode and to not charging the battery if true.

충전 모드에서는 배터리 온도와 상태에 관계없이 소정 충전율로 배터리에 전류를 공급하여 충전한다.In the charging mode, the battery is supplied with current at a predetermined charging rate regardless of the battery temperature and state.

상기 충전 방법은 배터리 온도가 기준 이상 높거나 낮을 경우 또는 배터리 전압이 기준 이상 낮을 경우에 관계없이 배터리를 충전하므로 배터리에 손상을 주어 배터리 수명을 줄일 수 있다. 또한, 배터리가 완전 방전되어 정보 가전기기에서 충전 제어를 수행하지 못할 경우 배터리 재충전이 불가능해지는 문제점이 있다.The charging method charges the battery regardless of whether the battery temperature is higher or lower than the reference value or the battery voltage is lower than the reference value, thereby damaging the battery and reducing battery life. In addition, when the battery is completely discharged and the charging control cannot be performed in the information household appliance, the battery may not be recharged.

특히, 배터리 온도가 과도하게 높은 경우에 배터리 충전을 시작하여 계속 충전하게 되면 배터리에 내장된 안전 회로가 동작되지 않아 배터리가 폭발하는 사고가 발생할 수 있는 문제점이 있다.In particular, when the battery temperature is excessively high, if the battery continues to be charged and continues to be charged, there is a problem that an accident that the battery may explode may occur because the safety circuit built in the battery does not operate.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 배터리 상태를 판단하여 배터리의 안전 회로가 고장인 경우에도 배터리를 안정적이고 효율적으로 충전할 수 있도록 한 배터리 충전 제어 방법을 제공함에 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and provides a battery charge control method for determining a battery state so that a battery can be stably and efficiently charged even when a safety circuit of the battery is broken. There is this.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 어댑터가 접속된 상태에서 배터리 온도가 충전 온도 범위 내에 있는지를 판단하여 참이면 배터리가 저온 상태, 충전 완료 상태, 충전 중 상태, 충전 시작 상태인지를 판단하는 단계와; 상기 배터리가 저온 상태이면 소정 시간동안 미소 충전율로 배터리를 충전하는 단계와; 상기 배터리가 충전 완료 상태이면 미소 충전율로 소정 시간 동안 배터리를 충전하는 단계와; 상기 배터리가 충전 중 상태이면 배터리 온도가 고온인지를 판단하여 거짓이면 소정 충전율로 배터리를 충전하는 단계와; 상기 배터리가 충전 시작 상태이면 배터리 온도가 충전에 적합한 온도인지를 판단하여 참이면 소정 충전율로 배터리를 충전하는 단계와; 상기 배터리 온도가 충전 온도 범위 밖이면 충전 종료하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.According to the present invention for achieving the above object, it is determined whether the battery temperature is within the charging temperature range when the adapter is connected, and if true, determines whether the battery is in a low temperature state, a charging completion state, a charging state, or a charging start state. Making a step; If the battery is in a low temperature state, charging the battery at a small charge rate for a predetermined time; Charging the battery for a predetermined time at a small charge rate when the battery is in a charged state; Determining whether the battery temperature is high when the battery is in a charging state and charging the battery at a predetermined charging rate if false; Determining whether the battery temperature is a temperature suitable for charging if the battery is in a charging start state and charging the battery at a predetermined charging rate if it is true; When the battery temperature is out of the charging temperature range, it is characterized in that the step of terminating the charge.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 충전 제어 방법의 동작 흐름도로서, 이에 도시된 바와 같이 어댑터가 접속된 상태에서 배터리 온도가 충전 온도 범위 내에 있는지를 판단하여 참이면 배터리와 통신이 가능한지를 판단하여 거짓이면 미소 충전율로 소정 시간 동안 배터리를 충전하는 단계와; 상기 배터리와 통신이 가능하면 배터리 상태를 판단하여 배터리가 저온 상태, 충전 완료 상태, 충전 중 상태, 충전 시작 상태인지를 판단하는 단계와; 상기 배터리가 저온 상태이면 소정 시간동안 미소 충전율로 배터리를 충전하는 단계와; 상기 배터리가 충전 완료 상태이면 미소 충전율로 소정 시간 동안 배터리를 충전하는 단계와; 상기 배터리가 충전 중 상태이면 배터리 온도가 고온인지를 판단하여 거짓이면 소정 충전율로 배터리를 충전하는 단계와; 상기 배터리가 충전 시작 상태이면 배터리 온도가 충전에 적합한 온도인지를 판단하여 참이면 소정 충전율로 배터리를 충전하는 단계와; 상기 배터리 온도가 충전 온도 범위 밖이면 충전 종료하는 단계로 이루어진다.2 is an operation flowchart of a battery charge control method according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, it is determined whether the battery temperature is within the charging temperature range when the adapter is connected to determine whether communication with the battery is true. If false, charging the battery for a predetermined time at a small charge rate; Determining whether the battery is in a low temperature state, a charging completion state, a charging state, or a charging start state by determining a battery state if communication with the battery is possible; If the battery is in a low temperature state, charging the battery at a small charge rate for a predetermined time; Charging the battery for a predetermined time at a small charge rate when the battery is in a charged state; Determining whether the battery temperature is high when the battery is in a charging state and charging the battery at a predetermined charging rate if false; Determining whether the battery temperature is a temperature suitable for charging if the battery is in a charging start state and charging the battery at a predetermined charging rate if it is true; When the battery temperature is out of the charging temperature range, the charging is completed.

정보 가전기기는 배터리 온도와 전압에 따라 주 충전, 유지 충전, 사전 충전의 세 가지 충전 모드로 전환하여 배터리를 상황에 맞게 충전한다. 예를 들어, 주 충전이 0.5C 충전율로 배터리를 충전한다면 유지 충전과 사전 충전은 제한 시간동안 0.25C 충전율로 배터리를 충전하도록 동작할 수 있다.Information appliances charge batteries according to the situation by switching between three charging modes: main charge, maintenance charge, and precharge depending on battery temperature and voltage. For example, if the main charge charges the battery at a 0.5C charge rate, sustain charge and precharge may operate to charge the battery at 0.25C charge rate for a limited time.

정보 가전기기는 어댑터 접속 유무, 배터리 온도 범위 판단, 충전 완료 판단, 충전 중 판단, 배터리 온도 판단, 제한 시간 판단 순으로 충전 제어 동작을 전환하여 충전 모드를 결정하고 배터리 충전을 시작한다. 이하, 판단 동작과 그에 따른 작업 실행을 설명한다.The information household appliance switches the charging control operation in the order of whether the adapter is connected, the battery temperature range determination, the charging completion determination, the charging during determination, the battery temperature determination, and the time limit determination to determine the charging mode and start charging the battery. Hereinafter, the determination operation and the execution of the job accordingly will be described.

정보 가전기기는 어댑터가 연결된 상태인지를 판단하고 어댑터가 연결된 상태이면 배터리의 서미스터의 저항 값을 검사하여 배터리가 시스템에 연결되어 있는지, 배터리 온도가 적정 구간 내에 존재하는지를 확인한다.The information household appliance determines whether the adapter is connected, and if the adapter is connected, checks the resistance value of the thermistor of the battery to determine whether the battery is connected to the system and whether the battery temperature is within an appropriate range.

배터리 온도가 -15℃이상이고 60℃이하인지를 판단하여 참이면 배터리가 시스템에 연결된 상태인 것으로 판단하고 거짓이면 배터리가 연결되지 않은 것으로 판단하여 배터리 충전 모드로 진입하지 않는다. 배터리가 정보 가전기기에 연결되지 않았다면 배터리 온도는 -15℃미만으로 감지된다.If it is true that the battery temperature is above -15 ℃ and below 60 ℃, it is determined that the battery is connected to the system. If it is false, it is determined that the battery is not connected. If the battery is not connected to an information appliance, the battery temperature is detected below -15 ° C.

배터리 온도가 60℃를 초과하면 배터리 충전 모드로 진입하지 않는데 이는 60℃이상에서 배터리를 충전하게 되면 배터리 수명에 악영향을 미치게 되고, 배터리 내부의 안전회로가 동작하지 않을 수 있고 이때, 배터리를 충전하면 배터리가 폭발할 수 있으므로 이를 방지하기 위해서이다.If the battery temperature exceeds 60 ℃, the battery charging mode will not be entered. If the battery is charged above 60 ℃, the battery life will be adversely affected, and the safety circuit inside the battery may not work. This is to prevent the battery may explode.

배터리 온도가 적정 온도 구간에 위치하면 배터리가 저온 상태인지를 판단하기 위해 -5℃이상인지를 판단하고 배터리 전압이 12V이상인지를 판단하고 SMBUS 통신을 시도하여 스마트 배터리와 통신이 수행되는지를 판단한다. 상기 세 판단 중 어느 하나라도 거짓이면 사전 충전 모드로 진입하여 배터리 충전을 시작한다. 사전 충전 모드에서는 0.25C 충전율로 충전하며 3분내에 주 충전 조건에 도달하지 못하면 충전을 중단하게 된다.When the battery temperature is located in the proper temperature range, it is determined whether the battery is low temperature or above -5 ℃, the battery voltage is 12V or higher, and the SMBUS communication is attempted to determine whether communication with the smart battery is performed. . If any of the above three judgments is false, the battery enters the pre-charging mode and starts charging the battery. In pre-charge mode, the battery charges at 0.25C charge rate and stops charging if the main charge condition is not reached within 3 minutes.

배터리 온도가 -5℃미만이거나 배터리 전압이 12V미만일 때 주 충전 모드로 동작하여 배터리를 충전하게 되면 배터리에 손상을 줄 수 있다. 또한, 배터리가 완전 방전된 경우 SMBUS 통신이 수행되지 않을 수 있고 이때, 사전 충전 모드가 실행되지 않으면 배터리 충전을 위해 별도의 지그에서 충전해야 하므로 사전 충전 모드는 배터리를 주 충전 모드에서 충전시키기 전에 배터리 상태를 주 충전 모드에서 요구하는 충전 조건을 만족시키는 동작을 수행한다.Charging the battery by operating in the main charging mode when the battery temperature is below -5 ° C or the battery voltage is below 12V can damage the battery. In addition, if the battery is completely discharged, SMBUS communication may not be performed, and if the precharge mode is not executed, the precharge mode needs to be charged in a separate jig to charge the battery. The operation satisfies the charging condition required by the main charging mode.

배터리 온도가 -5℃이상이고, SMBUS 통신이 수행되고, 배터리 전압이 12V이상이면 배터리가 충전 완료 상태인지를 판단한다. 충전 완료 상태인지를 판단하기 위해 충전 완료를 나타내는 충전 완료 비트가 거짓인지를 판단한다. 충전 완료 비트가 참이면 유지 충전 모드로 전환하여 미소 충전율로 배터리를 충전한다.If the battery temperature is more than -5 ℃, SMBUS communication is performed, and the battery voltage is more than 12V, it is determined whether the battery is fully charged. To determine whether the charging is completed, it is determined whether the charging completion bit indicating the charging completion is false. If the charge complete bit is true, the device enters maintenance charge mode to charge the battery at a small charge rate.

유지 충전 모드에서는 사전 충전 모드의 동작과 유사하게 충전율과 충전 제한 시간을 정해 배터리를 충전한다.In maintenance charge mode, the battery is charged by setting the charge rate and charge timeout, similar to the operation in precharge mode.

충전 완료 비트가 거짓이면 충전 중 비트가 참인지를 판단하여 배터리 온도를 달리 판단한다. 충전 중 비트는 정보 가전기기가 충전 모드로 진입하여 배터리 충전이 시작된 경우 참이 되고 반대로 배터리 충전이 시작되지 않은 경우 거짓이 된다.If the charge completion bit is false, the battery temperature is determined differently by determining whether the bit during charging is true. The charging bit is true if the information household appliance enters the charging mode and battery charging has started, and conversely, false if battery charging has not started.

충전 중 비트가 참이면 배터리 온도가 60℃미만인지를 판단하고 거짓이면 50℃미만인지를 판단하여 두 판단 결과가 참이면 주 충전 모드로 전환하여 0.5C 충전율로 배터리를 충전하고 반대로 두 판단 결과가 거짓이면 배터리 충전을 중지한다.If the bit during charging is true, it is determined whether the battery temperature is less than 60 ℃. If it is false, it is determined whether the battery temperature is less than 50 ℃. If false, stop charging the battery.

배터리 충전 시작시 배터리 온도가 50℃이상이거나 충전 동작시 배터리 온도가 60℃이상이면 배터리 충전을 중지하는데 이는 배터리 온도가 고온일 때 충전을 계속 수행하면 배터리 손상 및 폭발 사고가 발생할 수 있으므로 이를 방지하기 위해서이다.Stop charging the battery if the battery temperature is over 50 ℃ or the battery temperature is over 60 ℃ during charging operation.This can prevent battery damage and explosion accidents if charging continues while the battery temperature is high. For that.

배터리 충전시 배터리 온도가 적정 범위에 있고 저온 상태인지 고온 상태인지를 구분하여 각 배터리 온도 상태에 따라 배터리 충전 모드를 사전 충전, 유지 충전, 주 충전, 충전 종료로 동작시켜 배터리를 충전한다.When charging the battery, it distinguishes whether the battery temperature is in the proper range and whether it is low or high temperature, and charges the battery by operating the battery charging mode as precharge, maintenance charge, main charge, and end of charge according to each battery temperature state.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 배터리 온도에 따라 충전 모드를 전환하여 배터리를 충전함으로써 고온 충전시 발생할 수 있는 배터리 폭발을 미연에 방지하고 저온 충전시 발생하는 배터리 손상을 방지하여 배터리 수명을 단축시키지 않는 효과가 있다. As described in detail above, the present invention prevents battery explosion that may occur during high temperature charging by switching the charging mode according to the battery temperature and prevents battery damage that occurs during low temperature charging, thereby reducing battery life. There is no effect.

도 1은 종래 배터리 충전 제어 방법의 동작 흐름도.1 is an operation flowchart of a conventional battery charge control method.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 충전 제어 방법의 동작 흐름도.2 is a flowchart illustrating an operation of a battery charge control method according to an exemplary embodiment of the present invention.

Claims (3)

어댑터가 접속된 상태에서 배터리 온도가 충전 온도 범위 내에 있는지를 판단하여 참이면 배터리가 저온 상태, 충전 완료 상태, 충전 중 상태, 충전 시작 상태인지를 판단하는 단계와; 상기 배터리가 저온 상태이면 소정 시간동안 미소 충전율로 배터리를 충전하는 단계와; 상기 배터리가 충전 완료 상태이면 미소 충전율로 소정 시간 동안 배터리를 충전하는 단계와; 상기 배터리가 충전 중 상태이면 배터리 온도가 고온인지를 판단하여 거짓이면 소정 충전율로 배터리를 충전하는 단계와; 상기 배터리가 충전 시작 상태이면 배터리 온도가 충전에 적합한 온도인지를 판단하여 참이면 소정 충전율로 배터리를 충전하는 단계와; 상기 배터리 온도가 충전 온도 범위 밖이면 충전 종료하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 충전 제어 방법.Judging whether the battery temperature is within the charging temperature range in the connected state of the adapter and determining if the battery is in a low temperature state, a charging completion state, a charging state, or a charging start state; If the battery is in a low temperature state, charging the battery at a small charge rate for a predetermined time; Charging the battery for a predetermined time at a small charge rate when the battery is in a charged state; Determining whether the battery temperature is high when the battery is in a charging state and charging the battery at a predetermined charging rate if false; Determining whether the battery temperature is a temperature suitable for charging if the battery is in a charging start state and charging the battery at a predetermined charging rate if it is true; If the battery temperature is out of the charging temperature range, the step of terminating the charge, characterized in that the battery charge control method. 제1항에 있어서, 상기 배터리 상태 판단은 배터리 온도가 기준 저온 이하이고 배터리 전압이 기준 전압 미만이면 저온 상태로 판단하는 단계와; 상기 저온 상태가 아니면 충전 완료 비트가 클리어인지를 판단하여 거짓이면 충전 완료 상태로 판단하는 단계와; 상기 충전 완료 상태가 아니면 충전 중 비트가 클리어인지를 판단하여 거짓이면 충전 중 상태로 판단하고 참이면 충전 시작 상태로 판단하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 충전 제어 방법.The method of claim 1, wherein the determining of the battery state comprises: determining a low temperature state when the battery temperature is lower than the reference low temperature and the battery voltage is lower than the reference voltage; Judging whether the charge completion bit is clear if it is not the low temperature state, and if it is false, determining that it is in a charge completion state; Determining whether the bit is cleared if the bit is not cleared, and if it is false, determining that the charging state is true, and if it is true, determining the charging start state. 제1항에 있어서, 상기 배터리 온도가 충전 온도 범위 내에 있으면 배터리와 통신이 가능한지를 판단하여 거짓이면 미소 충전율로 소정 시간 동안 배터리를 충전하고 참이면 배터리 상태를 판단하여 충전하게 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 충전 제어 방법.The battery of claim 1, wherein when the battery temperature is within the charging temperature range, it is determined whether communication with the battery is possible, and when the battery temperature is false, the battery is charged for a predetermined time with a small charging rate, and when the battery temperature is true, the battery state is determined by charging. Charge control method.
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