KR20060011484A - Battery pack - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로서, 해결하고자 하는 기술적 과제는 다수의 베어 셀로 이루어진 뱅크간의 소비전류가 동일해지도록 함으로써, 특정 뱅크의 과충전 또는 과방전을 억제하는데 있다.The present invention relates to a battery pack, and the technical problem to be solved is to suppress the overcharge or over-discharge of a specific bank by making the current consumption between the bank consisting of a plurality of bare cells to be the same.

이를 위해 본 발명에 의한 해결 방법의 요지는 충,방전 가능한 제1뱅크와, 제1뱅크와 직렬로 연결된 충,방전 가능한 제2뱅크와, 제1뱅크 및 제2뱅크에 병렬로 연결된 외부 단자와, 제1뱅크와 외부 단자 사이에 직렬로 연결되어 충방전을 제어하는 스위치와, 제1뱅크의 전압 및 전류를 센싱하여 스위치의 온,오프 상태를 제어하는 제1뱅크 제1제어부와, 제2뱅크의 전압 및 전류를 센싱하여 스위치의 온,오프 상태를 제어하는 제2뱅크 제1제어부와, 제1뱅크 또는 제2뱅크중 선택된 어느 하나와 병렬로 연결되어, 제1뱅크 및 제2뱅크를 경유하는 전류의 소비량이 같아지도록 하는 밸런싱 저항으로 이루어진 배터리 팩이 개시된다.To this end, the gist of the solution according to the present invention includes a first bank capable of charging and discharging, a second bank capable of charging and discharging connected in series with the first bank, and an external terminal connected in parallel to the first bank and the second bank. A switch connected in series between the first bank and an external terminal to control charging and discharging, a first bank first control unit sensing a voltage and a current of the first bank to control an on / off state of the switch, and a second The second bank is configured to sense the voltage and current of the bank to control the on and off states of the switch, and is connected in parallel with any one selected from the first bank or the second bank, thereby connecting the first bank and the second bank. Disclosed is a battery pack made up of a balancing resistor that allows the consumption of currents to pass through to be the same.

배터리 팩, 밸린싱 저항, 스위치, 뱅크, 제어부Battery Packs, Balancing Resistors, Switches, Banks, Controls

Description

배터리 팩{Battery pack}Battery pack {Battery pack}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 의한 배터리 팩의 구성을 도시한 회로도이다.1 is a circuit diagram showing the configuration of a battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 배터리 팩의 구성을 도시한 회로도이다.2 is a circuit diagram showing the configuration of a battery pack according to another embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10; 제1뱅크 11; 베어 셀10; First bank 11; Bare cell

20; 제2뱅크 21; 베어 셀20; Second bank 21; Bare cell

30; 외부 단자 40; 스위치30; External terminal 40; switch

41; 방전 스위치 42; 충전 스위치41; Discharge switch 42; Charge switch

50; 제1뱅크 제1제어부 60; 제2뱅크 제1제어부50; A first bank first controller 60; Second Bank First Control Unit

70; 공통 라인 80; 밸런싱 저항70; Common line 80; Balancing resistor

90; 제1뱅크 센싱 저항 100; 제2뱅크 센싱 저항90; A first bank sensing resistor 100; Second bank sensing resistor

110; 온도 퓨즈 120; 퓨즈110; Thermal fuse 120; fuse

130; 제1뱅크 제2제어부 140; 제2뱅크 제2제어부130; A first bank second controller 140; Second Bank Second Control Unit

본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 상세히는 다수의 베어 셀로 이루어진 뱅크간의 소비전류가 동일해지도록 함으로써, 특정 뱅크의 과충전 또는 과방전을 억제할 수 있는 배터리 팩에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery pack, and more particularly, to a battery pack capable of suppressing overcharging or overdischarging of a specific bank by making the current consumption between banks composed of a plurality of bare cells the same.

일반적으로 리튬 이온 전지 또는 리튬 폴리머 전지 분야에서 베어 셀이라 함은 양극판, 세퍼레이터 및 음극판이 전해액과 함께 캔에 밀봉된 형태를 말한다. 또한, 배터리 팩이라 함은 상술한 베어 셀에 충,방전 제어 및 보호 기능을 갖는 보호회로기판이 부착된 것을 말한다. 한편, 최근의 노트북 피씨나 기타 전력을 많이 소비하는 전자기기에는 일정 공간의 뱅크를 적어도 하나 이상 형성하고, 상기 각 뱅크에 다수의 베어 셀을 직,병렬로 연결한 후, 모든 뱅크의 베어 셀을 하나의 보호회로기판에 전기적으로 연결한 대용량의 배터리 팩이 장착되고 있다.In general, in the field of a lithium ion battery or a lithium polymer battery, a bare cell refers to a form in which a positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate are sealed in a can together with an electrolyte solution. In addition, the battery pack refers to a protective circuit board having charge and discharge control and protection functions attached to the above-described bare cell. In recent years, at least one bank of a predetermined space is formed in a laptop PC or other electronic device that consumes a lot of power, and a plurality of bare cells are connected in parallel and parallel to each bank, and then the bare cells of all banks are connected. The battery pack is equipped with a large capacity battery that is electrically connected to one protection circuit board.

이러한 대용량의 배터리 팩은 다수의 뱅크로 이루어져 있고, 또한 각 뱅크의 전압 및 전류를 센싱하여 처리하도록 복잡한 회로가 연결되어 있음으로써, 각 뱅크에 연결된 회로 사이의 소비 전류가 각각 달라지는 경우가 있다. 예를 들어, 제1뱅크에 연결된 회로에서 소비되는 전류와, 제2뱅크에 연결된 회로에서 소비되는 전류가 달라질 수 있다.Such a large-capacity battery pack is composed of a plurality of banks, and complex circuits are connected to sense and process voltage and current of each bank, so that current consumption between circuits connected to each bank may vary. For example, the current consumed in the circuit connected to the first bank and the current consumed in the circuit connected to the second bank may vary.

이와 같이 각 뱅크에 연결된 회로에서 소비되는 전류가 달라질 경우에는 특정 뱅크가 쉽게 과충전되거나 또는 과방전되는 문제가 있다.As such, when the current consumed in the circuit connected to each bank is different, there is a problem that a particular bank is easily overcharged or overdischarged.

더욱이, 배터리 팩을 이루는 모든 뱅크의 충,방전 전압이 균일하지 않고, 상술한 바와 같이 특정 뱅크가 과충전 및 과방전됨으로써, 결국 배터리 팩의 수명이 크게 단축되는 문제도 있다.In addition, the charge and discharge voltages of all the banks constituting the battery pack are not uniform, and as described above, the specific bank is overcharged and overdischarged, resulting in a significant shortening of the life of the battery pack.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 다수의 베어 셀로 이루어진 뱅크간의 소비전류가 동일해지도록 함으로써, 특정 뱅크의 과충전 또는 과방전을 억제할 수 있는 배터리 팩을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to overcome the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a battery pack capable of suppressing overcharge or overdischarge of a specific bank by making the current consumption between banks composed of a plurality of bare cells the same. It is.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 배터리 팩은 적어도 하나 이상의 베어 셀로 이루어져 소정 전압으로 충,방전 가능한 제1뱅크와, 제1뱅크와 직렬로 연결된 동시에, 적어도 하나 이상의 베어 셀로 이루어져 소정 전압으로 충,방전 가능한 제2뱅크와, 직렬로 연결된 제1뱅크 및 제2뱅크에 병렬로 연결된 외부 단자와, 제1뱅크와 외부 단자 사이에 직렬로 연결되어 충방전을 제어하는 스위치와, 제1뱅크의 전압 및 전류를 센싱하여 스위치의 온,오프 상태를 제어하는 제1뱅크 제1제어부와, 제2뱅크의 전압 및 전류를 센싱하여 스위치의 온,오프 상태를 제어하는 제2뱅크 제1제어부와, 제1뱅크 또는 제2뱅크중 선택된 어느 하나와 병렬로 연결되어, 제1뱅크 및 제2뱅크를 경유하는 전류의 소비량이 모두 같아지도록 하는 밸런싱 저항을 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, the battery pack according to the present invention comprises at least one bare cell, the first bank capable of charging and discharging at a predetermined voltage, connected in series with the first bank, and at least one bare cell at a predetermined voltage. A second bank capable of charging and discharging, an external terminal connected in parallel to the first bank and the second bank connected in series, a switch connected in series between the first bank and the external terminal to control charging and discharging, and a first bank A first bank first control unit for controlling an on / off state of the switch by sensing a voltage and a current of the second bank; a second bank first control unit for controlling an on / off state of the switch by sensing a voltage and a current of the second bank; It may include a balancing resistor connected in parallel with any one selected from the first bank or the second bank, so that the current consumption through the first bank and the second bank are the same.

상기와 같이 하여 본 발명에 의한 배터리 팩은 제1뱅크 또는 제2뱅크에 밸런싱 저항이 더 연결됨으로써, 제1뱅크 및 제2뱅크를 경유하는 전류 소비량이 동일해진다.As described above, in the battery pack according to the present invention, a balancing resistor is further connected to the first bank or the second bank, so that the current consumption through the first bank and the second bank is the same.

또한 위와 같이 제1뱅크 및 제2뱅크에 충,방전되는 전압 및 전류가 동일해짐으로써, 결과적으로 특정 뱅크의 과충전 및 과방전 현상을 방지할 수 있다.In addition, as described above, the voltages and currents charged and discharged in the first bank and the second bank are the same, and as a result, overcharge and overdischarge of a specific bank can be prevented.

또한, 위와 같이 특정 뱅크의 과충전 및 과방전 현상이 억제됨으로써, 전체적인 배터리 팩의 수명이 증가한다.In addition, the overcharge and overdischarge phenomenon of a particular bank is suppressed as described above, thereby increasing the life of the overall battery pack.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings such that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 의한 배터리 팩의 구성이 회로도로서 도시되어 있고, 도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 배터리 팩의 구성이 회로도로서 도시되어 있다. Referring to FIG. 1, a configuration of a battery pack according to an embodiment of the present invention is shown as a circuit diagram, and referring to FIG. 2, a configuration of a battery pack according to another embodiment of the present invention is shown as a circuit diagram.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 배터리 팩은 제1뱅크(10), 제2뱅크(20), 외부 단자(30), 스위치(40), 제1뱅크 제1제어부(50), 제2뱅크 제1제어부(60), 공통 라인(70), 밸런싱 저항(80), 제1뱅크 센싱 저항(90), 제2뱅크 센싱 저항(100), 온도 퓨즈(110), 퓨즈(120), 제1뱅크 제2제어부(130), 제2뱅크 제2제어부(140)를 포함한다.As shown, the battery pack according to the present invention includes a first bank 10, a second bank 20, an external terminal 30, a switch 40, a first bank first control unit 50, and a second bank. The first control unit 60, the common line 70, the balancing resistor 80, the first bank sense resistor 90, the second bank sense resistor 100, the thermal fuse 110, the fuse 120, the first bank The second control unit 130 and the second bank second control unit 140 is included.

상기 제1뱅크(10)는 적어도 하나 이상의 베어 셀(11)로 이루어져 있으며, 이는 일정 전압으로 충,방전 가능하게 되어 있다. 도면에서는 상기 베어 셀(11)이 비록 직렬로 연결되어 있지만, 이는 다수의 직렬과 병렬로 혼용되어 연결될 수 있다.The first bank 10 is composed of at least one bare cell 11, which is capable of charging and discharging at a predetermined voltage. Although the bare cells 11 are connected in series in the drawing, they may be mixed and connected in parallel with a plurality of series.

상기 제2뱅크(20)는 상기 제1뱅크(10)와 직렬로 연결되어 있으며, 역시 적어도 하나 이상의 베어 셀(21)로 이루어져 일정 전압으로 충,방전 가능하게 되어 있다. 여기서도 도면에서는 상기 베어 셀(21)이 비록 직렬로 연결되어 있지만, 이는 다수의 직렬과 병렬로 혼용되어 연결될 수 있다.The second bank 20 is connected in series with the first bank 10, and is also made of at least one bare cell 21 to be charged and discharged at a predetermined voltage. Here, although the bare cells 21 are connected in series in the drawing, they may be mixed and connected in parallel with a plurality of series.

상기 외부 단자(30)는 상기 직렬로 연결된 제1뱅크(10) 및 제2뱅크(20)에 병렬로 연결되어 있다. 이러한 외부 단자(30)에는 물론 충전기 또는 부하가 연결된다.The external terminal 30 is connected in parallel to the first bank 10 and the second bank 20 connected in series. Of course, the external terminal 30 is connected to a charger or a load.

상기 스위치(40)는 상기 직렬로 연결된 제1뱅크(10) 및 제2뱅크(20)와 외부 단자(30) 사이의 대전류 경로에 연결되어 있다. 즉, 상기 스위치(40)는 대전류 경로에 연결되어, 충,방전 전류를 직접 차단할 수 있도록 되어 있다. 좀더 구체적으로 상기 스위치(40)는 방전 스위치(41)와 충전 스위치(42)로 이루어져 있다. 여기서, 상기 방전 스위치(41) 및 충전 스위치(42)는 기생 다이오드를 갖는 전계효과트랜지스터일 수 있으나, 이것으로 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 도면에는 N채널형 전계효과트랜지스터가 도시되어 있으나, P채널형 전계효과트랜지스터도 가능하다.The switch 40 is connected to a large current path between the first bank 10 and the second bank 20 and the external terminal 30 connected in series. That is, the switch 40 is connected to a large current path, so that the charge and discharge current can be cut off directly. More specifically, the switch 40 is composed of a discharge switch 41 and the charge switch 42. Here, the discharge switch 41 and the charge switch 42 may be a field effect transistor having a parasitic diode, but this is not a limitation of the present invention. Further, an N-channel field effect transistor is shown in the figure, but a P-channel field effect transistor is also possible.

상기 제1뱅크 제1제어부(50)는 상기 제1뱅크(10)에 병렬로 연결되어 있고, 또한 상기 스위치(40)를 직접 제어할 수 있게 되어 있다. 즉, 상기 스위치(40)는 상기 제1뱅크 제1제어부(50)에 의해 직접 온,오프가 결정된다.The first bank first control unit 50 is connected in parallel to the first bank 10, it is possible to directly control the switch 40. That is, the switch 40 is directly turned on and off by the first bank first control unit 50.

상기 제2뱅크 제1제어부(60)는 상기 제2뱅크(20)에 병렬로 연결되어 있고, 또한 상기 스위치(40)를 직접 제어할 수 있게 되어 있다. 즉, 상기 스위치(40)는 상기 제2뱅크 제1제어부(60)에 의해 직접 온,오프가 결정된다.The second bank first control unit 60 is connected in parallel to the second bank 20, it is possible to directly control the switch 40. That is, the switch 40 is directly turned on and off by the second bank first control unit 60.

상기 밸런싱 저항(80)은 도 1에 도시된 바와 같이 상기 제1뱅크(10)에 병렬로 연결될 수 있다. 좀더 구체적으로, 상기 제1뱅크(10)와 제2뱅크(20) 사이에는 상기 제1뱅크 제1제어부(50) 및 제2뱅크 제1제어부(60)에 공통으로 연결되는 공통 라인(70)이 형성되어 있다. 또한, 상기 공통 라인(70)과 제1뱅크(10) 사이에는 병렬로 밸런싱 저항(80)이 연결되어, 상기 제1뱅크(10)를 경유하는 전류의 소비량이 많아지도록 되어 있다.The balancing resistor 80 may be connected in parallel to the first bank 10 as shown in FIG. 1. More specifically, the common line 70 is commonly connected between the first bank first control unit 50 and the second bank first control unit 60 between the first bank 10 and the second bank 20. Is formed. In addition, the balancing resistor 80 is connected in parallel between the common line 70 and the first bank 10, so that the current consumption through the first bank 10 increases.

실제로, 상기 공통 라인(70)은 제1뱅크(10)의 관점에서는 그라운드(ground)이고, 제2뱅크(20)의 관점에서는 포지티브(positive) 전원이다. 이론적으로 상기 공통 라인(70)의 소비 전류는 상쇄되어야 하나, 각종 회로 및 소자 배치에 따라 많게는 30uA 이상의 소비 전류도 발생하게 된다. 예를 들어, 상기 밸런싱 저항(80)이 없을 경우 상기 제1뱅크(10)를 경유하는 전류 소비량은 10uA이고, 상기 제2뱅크(20)를 경유하는 전류 소비량은 20uA였다고 가정하면, 상기 밸런싱 저항(80)이 연결됨으로써, 상기 제1뱅크(10)를 경유하는 전류 소비량이 제2뱅크(20)와 마찬가지로 20uA가 될 수 있다.In fact, the common line 70 is ground in view of the first bank 10 and is a positive power source in view of the second bank 20. Theoretically, the current consumption of the common line 70 should be canceled, but according to various circuits and device arrangements, current consumption of as much as 30 uA or more will also occur. For example, assuming that there is no balancing resistor 80, it is assumed that the current consumption via the first bank 10 is 10 uA, and the current consumption through the second bank 20 is 20 uA. As the 80 is connected, the current consumption via the first bank 10 may be 20 uA, similarly to the second bank 20.

한편, 상기 밸런싱 저항(80)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제2뱅크(20)에 병렬로 연결될 수 있다. 좀더 구체적으로, 공통 라인(70)과 제2뱅크(20) 사이에는 병렬로 밸런싱 저항(80)이 연결되어, 상기 제2뱅크(20)를 경유하는 전류의 소비량이 많아지도록 되어 있다. 예를 들어, 상기 밸런싱 저항(80)이 없을 경우 상기 제1뱅크(10)를 경유하는 전류 소비량은 20uA이고, 상기 제2뱅크(20)를 경유하는 전류 소비량은 10uA였다고 가정하면, 상기 밸런싱 저항(80)이 연결됨으로써, 상기 제2뱅크(20)를 경유하는 전류 소비량이 제1뱅크(10)와 마찬가지로 20uA가 될 수 있다.Meanwhile, the balancing resistor 80 may be connected to the second bank 20 in parallel as shown in FIG. 2. More specifically, the balancing resistor 80 is connected in parallel between the common line 70 and the second bank 20, so that the current consumption through the second bank 20 increases. For example, when the balancing resistor 80 is absent, it is assumed that the current consumption through the first bank 10 is 20 uA, and the current consumption through the second bank 20 is 10 uA. As the 80 is connected, the current consumption via the second bank 20 may be 20 uA, similarly to the first bank 10.

상기와 같은 밸런싱 저항(80)에 의해 제1뱅크(10) 및 제2뱅크(20)를 경유하 는 전류 소비량이 동일해짐으로써, 결국 제1뱅크(10) 및 제2뱅크(20)에 대한 충,방전 전압 및 전류도 동일해진다. 따라서, 특정 뱅크의 과충전이나 과방전 현상이 억제될 수 있다. 더욱이, 특정 뱅크의 과충전이나 과방전 현상이 없음으로써, 배터리 팩의 전체적인 수명이 증가하게 된다. 물론, 여기서는 제1뱅크(10) 및 제2뱅크(20)만을 개시하였으나, 이러한 뱅크의 갯수는 더 많을 수 있으며, 또한 그 증가된 뱅크에 갯수에 적절하게 밸런싱 저항이 형성될 수 있다.As a result of the balancing resistor 80 as described above, the current consumption through the first bank 10 and the second bank 20 is equal to each other, resulting in the first bank 10 and the second bank 20. The charge and discharge voltages and currents are also the same. Therefore, overcharge or overdischarge phenomenon of a particular bank can be suppressed. Moreover, there is no overcharging or overdischarging phenomenon of a particular bank, thereby increasing the overall life of the battery pack. Of course, although only the first bank 10 and the second bank 20 are disclosed herein, the number of such banks may be larger, and a balancing resistor may be formed in the increased number of banks.

상기 제1뱅크 센서 저항(90)은 상기 공통 라인(70)에 연결되고, 이러한 제1뱅크 센서 저항(90)은 제1뱅크 제1제어부(50) 및 제2뱅크 제1제어부(60)에 각각 전류 정보를 입력한다. 따라서, 제1뱅크 제1제어부(50)는 상기 제1뱅크 센서 저항(90)을 이용하여 제1뱅크(10)의 전류값을 감지하게 된다. 물론, 도시되어 있지는 않지만 상기 제1뱅크 제1제어부(50) 및 제1뱅크 제2제어부(60)는 제1뱅크(10)에 병렬로 연결되어 직접 전압을 감지하게 된다.The first bank sensor resistor 90 is connected to the common line 70, and the first bank sensor resistor 90 is connected to the first bank first controller 50 and the second bank first controller 60. Enter the current information respectively. Accordingly, the first bank first controller 50 detects the current value of the first bank 10 by using the first bank sensor resistor 90. Of course, although not shown, the first bank first control unit 50 and the first bank second control unit 60 are connected in parallel to the first bank 10 to directly detect a voltage.

상기 제2뱅크 센싱 저항(100)은 제2뱅크(20)와 외부 단자(30) 사이에 형성되어, 상기 제1뱅크(10) 및 제2뱅크(20)의 전류 정보를 제2뱅크 제1제어부(60)에 입력한다. 따라서, 상기 제1뱅크 제2제어부(60)는 상기 제2뱅크 센서 저항(100)으로부터 얻은 값에서 제1뱅크 센서 저항(90)으로부터 얻은 값을 감산함으로써, 제2뱅크(20)만의 전류값을 감지하게 된다. 물론, 도시되어 있지는 않지만 상기 제2뱅크 제1제어부(60) 및 제2뱅크 제2제어부(140)는 제2뱅크(20)에 병렬로 연결되어 직접 전압을 감지하게 된다.The second bank sensing resistor 100 is formed between the second bank 20 and the external terminal 30 to display current information of the first bank 10 and the second bank 20 in the second bank first. Input to the control unit 60. Accordingly, the first bank second control unit 60 subtracts the value obtained from the first bank sensor resistor 90 from the value obtained from the second bank sensor resistor 100, thereby providing a current value of only the second bank 20. Will be detected. Of course, although not shown, the second bank first control unit 60 and the second bank second control unit 140 are connected in parallel to the second bank 20 to directly detect a voltage.

상기 온도 퓨즈(110)는 상기 스위치(40)와 외부 단자(30) 사이에 연결되어 있다. 즉, 대전류 경로에 연결되어 있다. 더욱이, 상기 온도 퓨즈(110)는 실제로 상기 스위치(40) 위에 형성된다. 따라서, 상기 스위치(40)의 온도가 일정 온도 이상이 되었을 때, 용단되어 회로를 개방하게 된다. 즉, 상기 스위치(40)의 온도가 일정 온도 이상이 되면, 정상적으로 충,방전 제어를 할 수 없게 되고, 따라서, 제1뱅크(10) 및 제2뱅크(20)에 과충전이나 과방전이 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 현상 발생시 상기 온도 퓨즈(110)가 용단됨으로써, 과충전이나 과방전에 위한 위험을 부수적으로 방지하게 된다.The thermal fuse 110 is connected between the switch 40 and the external terminal 30. That is, connected to a large current path. Moreover, the thermal fuse 110 is actually formed above the switch 40. Therefore, when the temperature of the switch 40 is above a certain temperature, the switch 40 is melted to open the circuit. That is, when the temperature of the switch 40 is greater than or equal to a predetermined temperature, normal charge and discharge control may not be performed, and thus, overcharge or overdischarge may occur in the first bank 10 and the second bank 20. . Therefore, when the phenomenon occurs, the thermal fuse 110 is melted, thereby additionally preventing a risk for overcharge or overdischarge.

상기 퓨즈(120)는 상기 온도 퓨즈(110)와 외부 단자(30) 사이에 연결되어 있다. 즉, 대전류 경로에 연결되어 있다. 또한 상기 퓨즈(120)에는 제1뱅크 제2제어부(130) 및 제2뱅크 제2제어부(140)가 연결됨으로서, 상기 제1뱅크 제2제어부(130) 및 제2뱅크 제2제어부(140)의 제어에 의해 용단되도록 되어 있다.The fuse 120 is connected between the thermal fuse 110 and the external terminal 30. That is, connected to a large current path. In addition, the first bank second control unit 130 and the second bank second control unit 140 are connected to the fuse 120, so that the first bank second control unit 130 and the second bank second control unit 140. It is melt | dissolved by control of the.

상기 제1뱅크 제2제어부(130)는 상기 제1뱅크 센서 저항(90)에 의한 전류값을 입력받는다. 즉, 상기 제1뱅크 제2제어부(130)는 상기 스위치(40)나 제1뱅크 제1제어부(50) 등의 고장으로 정상적인 충,방전 제어가 안될 경우 상기 퓨즈(120)를 용단시킴으로써, 과충전이나 과방전에 의한 위험을 부수적으로 방지하게 된다.The first bank second controller 130 receives a current value by the first bank sensor resistor 90. That is, when the first bank second control unit 130 does not normally charge and discharge control due to a failure of the switch 40 or the first bank first control unit 50, the fuse 120 is melted, thereby overcharging. This will additionally prevent the risk of over discharge.

상기 제2뱅크 제2제어부(140)는 상기 제2뱅크 센서 저항(100)에 의한 전류값을 입력받는다. 즉, 상기 제2뱅크 제2제어부(140)는 상기 스위치(40)나 제2뱅크 제1제어부(60) 등의 고장으로 정상적인 충,방전 제어가 안될 경우 상기 퓨즈(120)를 용단시킴으로써, 과충전이나 과방전에 의한 위험을 부수적으로 방지하게 된다.The second bank second control unit 140 receives a current value by the second bank sensor resistor 100. That is, when the second bank second control unit 140 does not normally charge and discharge control due to a failure of the switch 40 or the second bank first control unit 60, the fuse 120 is melted, thereby overcharging. This will additionally prevent the risk of over discharge.

상기와 같은 구성에 의해서 본 발명에 따른 배터리 팩은 다음과 같이 작동된다. By the above configuration, the battery pack according to the present invention operates as follows.

[정상 충방전 상태][Normal charge / discharge state]

외부 단자(30)에 충전기가 연결되면 제1뱅크(10) 및 제2뱅크(20)가 충전되고, 외부 단자(30)에 부하가 연결되면 제1뱅크(10) 및 제2뱅크(20)가 방전된다. 정상 충방전 상태에서 제1뱅크 제1제어부(50) 및 제2뱅크 제2제어부(140)는 각각 스위치(40) 즉, 방전 스위치(41) 및 충전 스위치(42)를 모두 온시킨다. 예를 들면, 방전 스위치(41) 및 충전 스위치(42)의 게이트에 하이 신호를 인가한다. 물론, 제1뱅크 제2제어부(130) 및 제2뱅크 제2제어부(140)는 퓨즈(120)를 동작시키지 않는다.When the charger is connected to the external terminal 30, the first bank 10 and the second bank 20 are charged. When the load is connected to the external terminal 30, the first bank 10 and the second bank 20 are charged. Is discharged. In the normal charging and discharging state, the first bank first controller 50 and the second bank second controller 140 turn on the switch 40, that is, the discharge switch 41 and the charge switch 42, respectively. For example, a high signal is applied to the gates of the discharge switch 41 and the charge switch 42. Of course, the first bank second controller 130 and the second bank second controller 140 do not operate the fuse 120.

[과충전 상태][Overcharge State]

한편, 외부 단자(30)에 충전기가 연결되어 제1뱅크(10) 및 제2뱅크(20)가 과충전되는 경우가 있다. 예를 들어, 제1뱅크(10)가 과충전되면 이를 제1뱅크 센서 저항(90)이 감지하여 제1뱅크 제1제어부(50)에 출력한다. 그러면, 상기 제1뱅크 제1제어부(50)는 스위치(40)중 충전 스위치(42)에 로우 신호를 인가하여 오프되도록 한다. 그러면 외부 단자(30)로부터 상기 스위치(40)를 경유하여 제1뱅크(10)로 전류가 흐를 수 없어 충전이 정지된다. 물론, 이러한 상태에서도 외부 단자(30)에 부하가 연결되면, 스위치(40)중 방전 스위치(41)는 온된 상태이고, 충전 스위치(42)에는 순방향의 기생 다이오드가 형성되어 있음으로서, 정상적인 방전이 이루어진다.On the other hand, the charger is connected to the external terminal 30, the first bank 10 and the second bank 20 may be overcharged. For example, when the first bank 10 is overcharged, it is detected by the first bank sensor resistor 90 and outputted to the first bank first controller 50. Then, the first bank first control unit 50 is turned off by applying a low signal to the charge switch 42 of the switch 40. Then, since the current cannot flow from the external terminal 30 to the first bank 10 via the switch 40, charging is stopped. Of course, even in such a state, when the load is connected to the external terminal 30, the discharge switch 41 of the switch 40 is in an on state, and the forward switch parasitic diode is formed in the charge switch 42, the normal discharge is Is done.

[과방전 상태][Over discharge state]

더불어, 외부 단자(30)에 부하가 연결되어 제1뱅크(10) 및 제2뱅크(20)가 과방전되는 경우가 있다. 예를 들어, 제1뱅크(10)가 과방전되면 이를 제1뱅크 센서 저항(90)이 감지하여 제1뱅크 제1제어부(50)에 출력한다. 그러면, 상기 제1뱅크 제1제어부(50)는 스위치(40)중 방전 스위치(41)에 로우 신호를 인가혀 오프되도록 한다. 그러면, 상기 제1뱅크(10)로부터 상기 스위치(40)를 경유하여 외부 단자(30)로 전류가 흐를 수 없어 과방전이 정지된다. 물론, 이러한 상태에서도 외부 단자(30)에 충전기가 연결되면, 충전 스위치(42)는 온된 상태이고, 방전 스위치(41)에는 순방향의 기생 다이오드가 형성되어 있음으로서, 정상적인 충전이 이루어진다.In addition, a load may be connected to the external terminal 30 so that the first bank 10 and the second bank 20 are over discharged. For example, when the first bank 10 is over-discharged, the first bank sensor resistor 90 senses this and outputs the same to the first bank first controller 50. Then, the first bank first control unit 50 is turned off by applying a low signal to the discharge switch 41 of the switch 40. Then, since the current cannot flow from the first bank 10 to the external terminal 30 via the switch 40, the overdischarge is stopped. Of course, in this state, when the charger is connected to the external terminal 30, the charge switch 42 is in an on state, and the discharge switch 41 is formed with a forward parasitic diode, thereby performing normal charging.

[제1뱅크와 제2뱅크의 전류 밸런싱 상태][Current balancing state of the first bank and the second bank]

상기 제1뱅크(10)와 제2뱅크(20) 사이에 연결된 공통 라인(70)에는 제1뱅크(10) 또는 제2뱅크(20)와 병렬로 밸런싱 저항(80)이 연결되어 있다. 예를 들어, 상기 제1뱅크(10)를 경유하는 전류 소비량이 제2뱅크(20)를 경유하는 전류 소비량보다 작을 경우에는 상기 제1뱅크(10)와 공통 라인(70)에 병렬로 밸런싱 저항(80)이 연결된다. 예를 들어, 상기 밸런싱 저항(80)이 없을 경우 상기 제1뱅크(10)를 경유하는 전류 소비량은 10uA이고, 상기 제2뱅크(20)를 경유하는 전류 소비량은 20uA였다고 가정하면, 상기 밸런싱 저항(80)이 연결됨으로써, 상기 제1뱅크(10)를 경유하는 전류 소비량이 제2뱅크(20)와 마찬가지로 20uA가 될 수 있다. The balancing resistor 80 is connected to the common line 70 connected between the first bank 10 and the second bank 20 in parallel with the first bank 10 or the second bank 20. For example, when the current consumption via the first bank 10 is smaller than the current consumption via the second bank 20, a balancing resistor is connected in parallel to the first bank 10 and the common line 70. 80 is connected. For example, assuming that there is no balancing resistor 80, it is assumed that the current consumption via the first bank 10 is 10 uA, and the current consumption through the second bank 20 is 20 uA. As the 80 is connected, the current consumption via the first bank 10 may be 20 uA, similarly to the second bank 20.

한편, 상기 제2뱅크(20)를 경유하는 전류 소비량이 제1뱅크(10)를 경유하는 전류 소비량보다 작을 경우에는 상기 제2뱅크(20)와 공통 라인(70)에 병렬로 밸런 싱 저항(80)이 연결된다. 예를 들어, 상기 밸런싱 저항(80)이 없을 경우 상기 제2뱅크(20)를 경유하는 전류 소비량은 10uA이고, 상기 제1뱅크(10)를 경유하는 전류 소비량은 20uA였다고 가정하면, 상기 밸런싱 저항(80)이 연결됨으로써, 상기 제2뱅크(20)를 경유하는 전류 소비량이 제1뱅크(20)와 마찬가지로 20uA가 될 수 있다. On the other hand, when the current consumption via the second bank 20 is smaller than the current consumption via the first bank 10, a balancing resistor (parallel to the second bank 20 and the common line 70) 80) is connected. For example, it is assumed that the current consumption via the second bank 20 is 10 uA and the current consumption via the first bank 10 is 20 uA when the balancing resistor 80 is not present. As the 80 is connected, the current consumption via the second bank 20 may be 20 uA, similarly to the first bank 20.

상기와 같이하여, 밸런싱 저항(80)에 의해 제1뱅크(10) 및 제2뱅크(20)를 경유하는 전류 소비량은 동일해지고, 따라서 제1뱅크(10) 및 제2뱅크(20)에 대한 충,방전 전압도 동일해진다. 즉, 특정 뱅크의 과충전이나 과방전 현상이 억제될 수 있다.As described above, the current consumption through the first bank 10 and the second bank 20 is equalized by the balancing resistor 80, and thus, the first bank 10 and the second bank 20 with respect to the first bank 10 and the second bank 20. The charge and discharge voltages are also the same. That is, overcharge or overdischarge of a particular bank can be suppressed.

또한, 상기와 같이 특정 뱅크의 과충전이나 과방전 현상이 없음으로써, 배터리 팩의 전체적인 수명이 증가하게 된다.In addition, since there is no overcharge or overdischarge of a particular bank as described above, the overall life of the battery pack is increased.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 팩은 제1뱅크 또는 제2뱅크에 밸런싱 저항이 더 연결됨으로써, 제1뱅크 및 제2뱅크를 경유하는 전류 소비량이 동일해지는 효과가 있다.As described above, in the battery pack according to the present invention, a balancing resistor is further connected to the first bank or the second bank, so that the current consumption through the first bank and the second bank is the same.

또한 위와 같이 제1뱅크 및 제2뱅크에 충,방전되는 전압 및 전류가 동일해짐으로써, 결과적으로 특정 뱅크의 과충전 및 과방전 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, as described above, the voltages and currents charged and discharged in the first bank and the second bank are the same, and as a result, an overcharge and overdischarge phenomenon of a specific bank can be prevented.

더불어, 위와 같이 특정 뱅크의 과충전 및 과방전 현상이 억제됨으로써, 전체적인 배터리 팩의 수명이 연장되는 효과도 있다.In addition, the overcharge and over-discharge phenomenon of a particular bank is suppressed as described above, thereby extending the life of the overall battery pack.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 배터리 팩을 실시하기 위한 하나의 실 시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one embodiment for carrying out the battery pack according to the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, it departs from the gist of the invention as claimed in the following claims Without this, anyone with ordinary knowledge in the field of the present invention will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.

Claims (8)

적어도 하나 이상의 베어 셀로 이루어져 소정 전압으로 충,방전 가능한 제1뱅크;A first bank comprising at least one bare cell and capable of charging and discharging at a predetermined voltage; 상기 제1뱅크와 직렬로 연결된 동시에, 적어도 하나 이상의 베어 셀로 이루어져 소정 전압으로 충,방전 가능한 제2뱅크;A second bank connected in series with the first bank and configured to include at least one bare cell to charge and discharge at a predetermined voltage; 상기 직렬로 연결된 제1뱅크 및 제2뱅크에 병렬로 연결된 외부 단자;External terminals connected in parallel to the first bank and the second bank connected in series; 상기 제1뱅크와 외부 단자 사이에 직렬로 연결되어 충방전을 제어하는 스위치;A switch connected in series between the first bank and an external terminal to control charge and discharge; 상기 제1뱅크의 전압 및 전류를 센싱하여 상기 스위치의 온,오프 상태를 제어하는 제1뱅크 제1제어부;A first bank first controller configured to control an on / off state of the switch by sensing a voltage and a current of the first bank; 상기 제2뱅크의 전압 및 전류를 센싱하여 상기 스위치의 온,오프 상태를 제어하는 제2뱅크 제1제어부; 및,A second bank first controller configured to control an on / off state of the switch by sensing a voltage and a current of the second bank; And, 상기 제1뱅크 또는 제2뱅크중 선택된 어느 하나와 병렬로 연결되어, 상기 제1뱅크 및 제2뱅크를 경유하는 전류의 소비량이 같아지도록 하는 밸런싱 저항을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 팩.And a balancing resistor connected in parallel with any one selected from the first bank and the second bank so that the current consumption through the first bank and the second bank is the same. 제 1 항에 있어서, 상기 제1뱅크와 제2뱅크 사이에는 상기 제1뱅크 제1제어부 및 제2뱅크 제1제어부에 연결되는 공통 라인이 형성되어 있고, 상기 공통 라인과 제1뱅크에 병렬로 밸런싱 저항이 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.The method of claim 1, wherein a common line is formed between the first bank and the second bank, the common line being connected to the first control unit and the second bank first control unit, in parallel to the common line and the first bank. A battery pack, characterized in that a balancing resistor is connected. 제 1 항에 있어서, 상기 제1뱅크와 제2뱅크 사이에는 상기 제1뱅크 제1제어부 및 제2뱅크 제1제어부에 연결되는 공통 라인이 형성되어 있고, 상기 공통 라인과 제2뱅크에 병렬로 밸런싱 저항이 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.The method of claim 1, wherein a common line is formed between the first bank and the second bank, the common line being connected to the first control unit and the second bank first control unit, in parallel to the common line and the second bank. A battery pack, characterized in that a balancing resistor is connected. 제 1 항에 있어서, 상기 스위치는 방전 스위치와 충전 스위치가 직렬로 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.The battery pack as claimed in claim 1, wherein the switch has a discharge switch and a charge switch connected in series. 제 4 항에 있어서, 상기 방전 스위치 및 충전 스위치는 기생 다이오드가 형성된 전계효과트랜지스터인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.The battery pack as claimed in claim 4, wherein the discharge switch and the charge switch are field effect transistors in which parasitic diodes are formed. 제 1 항에 있어서, 상기 제1뱅크와 제1뱅크 제1제어부 사이에는 상기 제1뱅크의 전압 및 전류를 센싱할 수 있도록 제1뱅크 센싱 저항이 형성되고, 상기 제2뱅크와 제2뱅크 제1제어부 사이에도 상기 제2뱅크의 전압 및 전류를 센싱할 수 있도록 제2뱅크 센싱 저항이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.The first bank sensing resistor is formed between the first bank and the first bank to control the voltage and current of the first bank. The battery pack, characterized in that the second bank sensing resistor is formed to sense the voltage and current of the second bank between the first control unit. 제 1 항에 있어서, 상기 스위치와 외부 단자 사이에는 상기 스위치가 일정 온도 이상으로 상승하면 용단되는 온도 퓨즈가 더 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.The battery pack as claimed in claim 1, further comprising a thermal fuse blown between the switch and the external terminal when the switch rises above a predetermined temperature. 제 1 항에 있어서, 상기 스위치와 외부 단자 사이에는 상기 스위치 또는 제1,2뱅크의 각 제1제어부 등의 고장시 용단되어 회로를 개방시키는 퓨즈가 더 설치되어 있고, 상기 퓨즈에는 상기 제1뱅크의 전압 및 전류를 센싱하여 처리하는 제1뱅크 제2제어부가 연결되어 있고, 상기 제2뱅크의 전압 및 전류를 센싱하여 처리하는 제2뱅크 제2제어부가 더 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to claim 1, Between the switch and the external terminal is further provided with a fuse for melting and opening the circuit in the case of failure of the switch or the first control unit of the first and second banks, etc. The first bank And a first bank second control unit for sensing and processing a voltage and a current of the second bank, and a second bank second control unit for sensing and processing a voltage and a current of the second bank.
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