KR20070082885A

KR20070082885A - 내부 저항을 측정하여 배터리의 상태를 모니터링하는 방법및 장치

Info

Publication number: KR20070082885A
Application number: KR1020070016381A
Authority: KR
Inventors: 융-셩 황
Original assignee: 비피파워 인코포레이티드
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2007-08-22
Also published as: EP1821112A1; JP2007218917A; CN101140316B; TWI368344B; US7902828B2; US20070194791A1; CN101140316A; TW200733455A; US20080094069A1

Abstract

방법은 제1 외부 부하로 제1 파워 트랜지스터를 배터리에 직렬로 연결하는 단계, 제2 외부 부하로 제2 파워 트랜지스터를 배터리에 직렬로 연결하는 단계, 각 파워 트랜지스터를 전도하여 샘플링된 기준 전압 및 샘플링된 부하 전압의 그룹을 복수의 회수에 대하여 샘플링하기 위하여 큰 과도 전류를 공급하는 단계와, 이에 따라 배터리의 내부 저항을 획득하는 단계를 포함한다. 그 다음, 배터리의 내부 저항이 경고값 이상인지 판단하기 위하여 기설정된 경고값과 비교될 수 있으며, 판단이 긍정인 경우에 I/O를 통해 경고를 발한다. 본 발명은 운전자가 최소 전력을 사용하면서도 실질적으로 실시간으로 배터리의 실제 상태를 정확하게 알 수 있도록 한다.

배터리, 자동차, 방전, 내부 저항

Description

내부 저항을 측정하여 배터리의 상태를 모니터링하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MONITORING THE CONDITION OF A BATTERY BY MEASURING ITS INTERNAL RESISTANCE}

도 1은 본 발명에 따라 배터리의 전력, 즉, 상태를 모니터링하는 과정을 도시한 플로우차트.

도 2는 도 1의 상세 플로우차트.

도 3은 본 발명에 따른 배터리 전력 모니터링 장치의 바람직한 제1 실시예에 대한 전기 블록도.

도 4는 본 발명에 따른 배터리 전력 모니터링 장치의 바람직한 제2 실시예에 대한 전기 블록도.

도 5은 본 발명에 따른 배터리 전력 모니터링 장치의 바람직한 제3 실시예에 대한 전기 블록도.

도 6은 본 발명에 따른 배터리 전력 모니터링 장치의 바람직한 제4 실시예에 대한 전기 블록도.

도 7은 본 발명에 따른 샘플링된 전압과 전압 샘플링 시간의 관계를 도시한 전압 그래프.

도 8은 본 발명에 따른 배터리 내부 저항과 방전 비율의 관계를 도시한 방전 그래프.

도 9는 본 발명에 따른 배터리와 일련의 외부 부하에 대한 등가 회로.

본 발명은 모니터링 장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 제1 외부 부하로서 제1 파워 트랜지스터를 전도시켜 기준 전압을 획득하고, 제2 외부 부하로서 제2 파워 트랜지스트를 전도시켜 그 다음 부하 전압을 획득하며, 배터리의 내부 저항을 설정된 경고값과 비교하는 것에 의하여 배터리의 내부 저항을 측정함으로써 엔진을 시동하기 전에 전력이 기설정된 레벨보다 낮은 경우 경고를 발하는 배터리 전력 모니터링하는 방법에 관한 것이다.

운전자는 자동차를 운전하기 전에 자동차 엔진의 시동을 걸어야 한다. 또한, 엔진을 성공적으로 시동을 걸기 위해서는, 배터리에 충분한 전력이 있어야 한다. 일반적으로, 배터리는 대략적인 수명이 있다. 그러나, 주변 온도, 충전 조건 및 시간, 부하 방전과 같은 인자는 배터리의 수명에 부정적인 영향을 미친다. 따라서, 실제로는, 운전자가(또는, 심지어 전문가가) 엔진의 시동 전에 배터리의 전력 레벨을 알 수 있는 방법은 없다. 일반적으로, 자동차 정비 센터의 기술자는 테스트 장비로 전력 레벨을 알 수 있다. 그러나, 테스트 장비는 다소 부피가 많이 나가며, 따라서, 자동차에 싣고 다니기는 곤란하다. 운전자는 엔진 시동에 실패하였을 때 배터리의 낮은 전력을 알게 되는 것이 일반적이다. 다른 경우에서는, 배터리는 이미 손상을 입었을 수 있으며, 운전자는 특정 시동에 성공하였어도 그 다음 시동 전에는 이것을 알지 못한다. 운전자가 아주 멀리 있는 지역, 산악 지역 또는 사막 지역에 자신의 차를 주차할 수 있기 때문에 이것은 바람직하지 않으며 심지어 위험할 수 있다.

유익하게는, 배터리 전력 측정 장치가 필수 장치로 차량에 설치될 수 있다. 그러나, 배터리의 전력 측정 또한 배터리 전력을 소모할 수 있다. 따라서, 전력을 자주 측정하는 것은 바람직하지 않으며, 비교적 짧은 시간에 최소 전력을 소모하면서 배터리 전력을 측정하는 것이 바람직하다. 본 출원은 동일인에게 양도되고 "자동차 전력 모니터링 장치 및 그 방법(Device for Monitoring Motor Vehicle's Electric Power and Method Thereof)"의 명칭을 갖는 미국 특허 제6,704,629호 및 제6,791,464호와 관련된다. 본 출원은 미국 특허출원공개공보 US2006/0001429 A1로 공개된 출원과 밀접하게 관련된다. 상기 출원은 샘플링된 전압과 비교하기 위한 기준 전압으로 부유 전압(V₀)을 이용하여 배터리의 양 단자에서의 내부 저항을 측정함으로써 배터리의 상태를 모니터링하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 그러나, 부유 전압(V₀)은 배터리의 단속적인 충전이나 양 단자에서의 부하의 상하 변동 또는 배터리의 노화에 의해 영향을 받기 때문에 그 값은 안정적이지 않다.

추지(Tsuji)에게 허여된 특허 제6,072,300호는 배터리의 대형 세트에서의 개 별 배터리의 특성에 관한 것이다. 내부 저항은 셀(cell) 전압으로부터 추정된다. (5열 32-38행 참조)

파크루딘(Fakruddin)에게 허여된 미국특허 제5,027,294호 역시 전압 측정값에 근거하여 배터리 상태의 특성을 기술한다.

본 출원자인 황(Huang)에게 허여된 미국특허 제6,704,629호는 본 발명의 방법의 일부인 짧은 시간 주기 동안 상당한 크기의 부하를 연결하여 배터리로부터 상당한 전류를 발생시킴으로써 배터리 상태를 측정하지만, 전압만을 측정한다.

아라이(Arai)에게 허여된 미국특허 제6,201,373호는 충전 상태(state of charge, SOC) 측정 회로를 개시하지만, 배터리 상태 평가 장치는 개시하지 않는다. 전압 및 전류는 모두 샘플링된다.

히르젤(Hirzel)에게 허여된 미국특허 제5,381,096호 또한 SOC 측정에 관한 것이다.

사타케(Satake)에게 허여된 미국특허 제6,531,875호는 일련의 측정으로부터 외삽법(extrapolation)에 따라 배터리의 개방 회로 전압을 측정하는 것을 개시한다.

디세르(Disser) 등에 의해 출원된 미국특허공개공보 US2003/0067221 A1은 자동차용 전압 조정기 회로를 개시한다.

요쿠(Yokoo)에게 허여된 미국특허 제5,828,218호는 방전시의 방전 전류 및 전압에 따라 배터리의 잔류 용량을 추정하는 방법을 개시한다.

문손(Munson)에게 허여된 미국특허 제5,900,734호는 배터리 전압이 고정 기 준값과 비교되고 배터리 전압이 기준값보다 낮은 경우 알람을 발생시키는 배터리 모니터링 시스템을 개시한다.

브람웰(Bramwell)에게 허여된 미국특허 제6,097,193호는 배터리에 대한 AC 소신호의 응용을 포함하고, 내부 저항을 측정하기 위하여 휘트스톤 브리지 또는 그 등가회로를 사용하여 배터리의 내부 저항 및/또는 임피던스를 측정하는 다양한 방법을 논의한다(1열 40-48행 참조). 브람웰의 방법은 차량이 정지하고 있을 때 시간 간격에서의 알고 있는 크기를 갖는 전류를 취득함으로써 배터리의 임피던스를 측정하는 단계를 포함한다(9열 18-50행 참조). QV가 기설정된 값 이하로 감소하면 알람 메시지를 발생할 수 있다. 골롬프(Gollomp) 또한 단말 전압을 측정하고 그로부터 임피던스를 결정한다.

터너(turner) 등에게 허여된 미국특허 제6,249,106호는 기설정된 값을 넘어서 배터리가 방전되는 것을 방지하기 위한 회로를 개시한다. 요크시(Yorksie) 등에게 허여된 미국특허 제3,852,732호는 동일한 목적을 갖는다. 핑거(Finger) 등에 허여된 미국특허 제4,193,026호는 문턱값 이하로 단말 전압이 감소한 것을 표시하는 신호를 통합하는 배터리의 SOC 측정 방법에 관한 것이다.

레허(Reher) 등에게 허여된 미국특허 제5,130,699호는 주기적인 간격으로 단말 전압을 측정하고 측정된 값을 기설정된 값과 비교하며 그 결과에 따라 시프트 레지스터에 플래그(flag)을 설정함으로써 배터리를 모니터링하는 장치를 개시한다. 기설정된 플래그 개수가 저전압 상태를 표시하면, 알람이 발생된다.

사토(Sato) 등에게 허여된 미국특허 제5,193,067호는 기설정된 전류를 방전 하는 동안 전압을 측정하거나 기설정된 전압을 방전하는 동안 전류를 측정함으로써 배터리의 내부 임피던스를 결정하는 것을 개시한다.

슬레피안(Slepian) 등에게 허여된 미국특허 제5,764,469호는 배터리 전압이 기설정된 값 이하로 감소하면 차량의 전자 장치들을 차단하는 것을 개시한다.

본 발명의 발명자인 황에게 허여된 미국특허 제6,791,464호는 시동 장치가 상당한 부하를 제공하는 반면, 시동하는 동안 배터리의 전압을 모니터링함으로써 차량의 상태를 평가하는 것을 개시한다. 시동하는 동안의 최소 전압은 배터리의 상태를 평가하기 위하여 기설정된 값에 비교된다.

골롬프 등에게 허여된 미국특허 제6,424,157호는 모든 것이 차단되어야 하는 개방 회로 전압(OCV)으로부터의 배터리 SOC 측정에 있어서의 장애에 대하여 언급한다. 대신, 골롬프는, 예를 들어, 차량이 정지되어 있을 때 30분 간격으로 측정된 것과 같은 정지 전압(quiescent voltage, QV)을 측정하는 것을 개시한다(9열 18-50행 참조). QV가 기설정된 값 이하로 감소하면 알람 메시지가 발생한다(11열 28-39행 참조). 또한 골롬프는 엔진의 시동시 전압과 전류를 측정하는 것을 개시한다(도 6 참조). 이 데이터는 메모리에 저장되고(12행 48-50행 참조), 동적 내부 저항(IR) 및 분극 저항(polarization resistance, PR)을 결정하는데 사용된다. 또한, 골롬프는 배터리가 차량을 시동걸 수 없게 되는 때를 결정하기 위하여 SOC 및 QV를 일정 시간 모니터링하는 것을 개시한다(도 3, 14열 22행 내지 16열 36행 참조). 또한, 골롬프는 예를 들어, 일정 시간 동안 IR 변화를 판단하는 것과 같은 "장래의 사용"을 위하여 배터리의 처음 IR 값을 저장하거나 그 다음 값을 저장하는 것을 개시한 다. PR도 이와 유사하게 일정시간 모니터링될 수 있다(17열 12행 내지 18열 35행 참조). 그 결과, 초기의 배터리 고장 또는 연결 등에 의한 문제에 대한 경고가 발생된다. 이러한 데이터는 연속된 시동 사이에서 모니터링될 수 있다(청구항 1 참조).

크차오(Kchao)에게 허여된 미국특허 제5,751,517호는 완충된 배터리에만 적용할 수 있고(3열 49-55행 참조) 배터리 충전기와 통합되는 배터리 임피던스를 평가하는 방법 및 회로를 개시한다. 본 출원의 장치는 완충된 배터리에만 한정되지 않으며, 단일 유닛으로 경제적으로 제공될 수 있다.

본 발명의 목적은, 비교적 짧은 샘플링 시간 동안에 큰 과도전류로 배터리의 양 단자에서 장기간에 걸쳐 모니터링을 하거나 단시간의 테스트를 하는 장치를 제공하여, 엔진을 가동하는 동안 또는 엔진에 시동을 걸기 전에 전력이 기설정된 값보다 낮으면, I/O 조작을 통해 운전자에게 경고가 표시될 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, (1) 배터리 종류와 측정될 상기 배터리의 내부 저항에 따라 외부 부하의 저항값을 설정하는 단계; (2) 측정될 상기 배터리의 내부 저항을 설정하는 단계; (3) 측정될 상기 배터리의 양 단자에서 전도된 제1 파워 트랜지스터로부터 공급된 큰 과도 전류로 복수의 제1 및 제2 회수로 순간적으로 샘플링하여 샘플링된 제1 및 제2 기준 전압의 각 그룹의 평균을 획득하는 단계; (4) 측정 될 상기 배터리의 양 단자에서 전도된 제2 파워 트랜지스터로부터 공급된 큰 과도 전류로 복수의 제1 및 제2 회수로 순간적으로 샘플링하여 샘플링된 제1 및 제2 부하 전압의 각 그룹의 평균을 획득하는 단계; (5) 상기 제1 및 제2 파워 트랜지스터를 제거하는 단계; (6) 샘플링된 상기 제2 부하 전압과 샘플링된 상기 제2 기준 전압의 차를 상기 외부 부하의 저항값으로 나누어 상기 배터리의 큰 과도 전압을 획득하는 단계; (7) 샘플링된 상기 제1 기준 전압의 평균과 샘플링된 상기 제1 부하 전압의 차를 상기 배터리의 큰 과도 전압으로 나누어 상기 배터리의 내부 저항값을 획득하는 단계; (8) 상기 배터리의 획득된 내부 저항값을 상기 배터리의 내부 저항의 기설정된 경고값과 비교하여 상기 배터리의 획득된 내부 저항값이 상기 기설정된 경고값 이상인지 판단하는 단계; 및 (9) 상기 단계(8)의 판단이 긍정이면 I/O를 통해 경고를 발하는 단계를 포함하는 배터리의 전력을 모니터링하는 방법을 제공하는 것이다. 이 방법을 이용함으로써, 운전자가 실질적으로 실시간으로 배터리의 실제 전력 용량을 알 수 있다.

본 발명의 다른 목적은, (1) 배터리의 양 단자에 제1 외부 부하로 제1 파워 트랜지스터를 연결하고, 샘플링 시간 동안의 과도 전류를 이용하여 기준 전압을 획득하는 단계; (2) 상기 배터리의 양 단자에 제2 외부 부하로 제2 파워 트랜지스터를 연결하고, 샘플링 시간 동안의 과도 전류를 이용하여 부하 전압을 획득하는 단계; (3) 상기 기준 전압에서 상기 부하 전압을 빼고 상기 과도 전류로 나누어 상기 배터리의 내부 저항을 계산하는 단계; 및 (4) 상기 배터리의 내부 저항을 기설정된 경고값과 비교하여 상기 전력이 기설정된 레벨보다 낮은 경우에 경고를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 전력을 모니터링하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 기설정된 시간 주기에서 배터리의 전압을 샘플링하고, 측정될 상기 배터리의 내부 저항을 계산하고, 상기 측정될 배터리의 내부 저항을 기설정된 경고값과 비교하기 위하여 장치를 상기 제어하는 MCU(Microprocessor Controller Unit); 측정될 상기 배터리의 내부 저항을 측정하기 위하여 측정될 상기 배터리에 직렬로 연결된 제1 및 제2 외부 부하; 측정될 상기 배터리, 상기 제1 파워 트랜지스터, 상기 제2 파워 트랜지스터의 양 단자에서 큰 과도 전류로 전압을 샘플링하는 전압-샘플링 회로; 제1 외부 부하에 직렬연결된 제1 파워 트랜지스터, 상기 제2 외부 부하에 직렬연결된 제2 파워 트랜지스터를 포함하며, 상기 장치의 스위치 역할을 하기 위하여 상기 MCU에 의해 제어되며 상기 제1 및 제2 파워 트랜지스터의 과도 전류의 크기를 제어하고 측정될 상기 배터리의 전압을 측정하는 과도 전류 제어 회로; 및 상기 MCU에 의한 비교가 측정될 상기 배터리의 내부 저항이 측정될 상기 배터리의 기설정된 경고값 이상인 경우에 경고를 발하는 I/O를 포함하는 배터리의 전력을 모니터링하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 대한 전술한 목적, 특성 및 장점은 첨부된 도면과 다음의 상세한 설명으로부터 명백할 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리(예를 들어, 자동차에 설치된 배터 리)의 전력을 모니터링하는 과정이 도시된다.

단계(1)에서, 배터리 종류와 측정될 배터리의 내부 저항에 따라 증폭기를 사용하여 25μΩ 내지 5000mΩ 사이의 값으로부터 선택되는 외부 부하의 저항값(R)이 설정된다.

단계(2)에서 배터리의 내부 저항(r)이 비교되는 기설정된 값이 배터리 종류에 따라 0.001Ω 내지 1.5Ω의 범위에서 선택된다. 기설정된 값과, 경고 범위 또는 방전의 종료 이전에 다중 경고를 위한 복수의 기설정된 경고값 중 하나를 제공하기 위하여 적용례에 따라 적절한 설정이 이루어진다(도 8 참조).

단계(3)에서 제1 파워 트랜지스터(Q1) 또는 이와 관련된 회로는 제1 외부 부하로 작용하도록 제어된다. 복수의 기준 전압을 획득하여 저장한다.

단계(4)에서, 제1 파워 트랜지스터(Q1)를 제어함으로써 제1 외부 부하에 의해 큰 과도 전류가 발생하는 동안 배터리의 양 단자의 기준 전압과 외부 부하가 샘플링되며, 단속적인 복수의 회수로 순간적으로 도전되어, 샘플링된 제1 및 제2 기준 전압의 각 그룹에 대한 복수의 평균값을 획득한다. 샘플링된 복수의 제1 및 제2 기준 전압을 연결함으로써 기준 전압 곡선이 만들어진다.

단계(5)에서 제2 파워 트랜지스터(Q2) 또는 이와 관련된 회로는 제1 외부 부하로 작용하도록 제어된다. 복수의 기준 전압을 획득하여 저장한다.

단계(6)에서, 제2 파워 트랜지스터(Q2)를 제어함으로써 제2 외부 부하에 의해 큰 과도 전류가 발생하는 동안 배터리 양단의 부하 전압과 외부 부하가 샘플링되며, 단속적인 복수의 회수로 순간적으로 도전되어, 샘플링된 제1 및 제2 부하 전 압의 각 그룹에 대한 복수의 평균값을 획득한다. 부하 전압 곡선이 샘플링된 복수의 제1 및 제2 부하 전압을 연결함으로써 만들어진다.

단계(7)에서, 제2 외부 부하(즉, 트랜지스트(Q2))를 제거한다.

단계(8)에서, 제1 외부 부하(즉, 트랜지스트(Q1))를 제거한다.

단계(9)에서, 제2 기간에서 샘플링된 평균 부하 전압과 제2 기간에서 샘플링된 평균 기준 전압 사이의 차이는 배터리의 전류를 획득하기 위하여 외부 부하(R)로 나누어진다. 차례로, 측정될 배터리의 내부 저항(r)은 제1 기간에서 샘플링된 평균 기준 전압과 배터리의 제1 기간에서 샘플링된 평균 부하 전압 사이의 차이를 전류(I)로 나눔으로써 획득된다. 다음으로, 획득된 배터리의 내부 저항은 기설정된 경고 범위 내에 있는지 판단하기 위하여 배터리의 기설정된 내부 저항값(r)과 비교된다.

단계(10)에서, 단계(9)에서의 비교에 응답하여 입출력(I/O) 동작이 수행된다. I/O는, 예를 들어, 디스플레이, 키보드 입력, 무선 동작, USB(Universal Serial Bus) 커넥터, 데이터버스, CAN(Controller Area Network) 버스, GPS(Global Positioning System), SMS(Simple Message Service), MMS(Multimedia Message Service), WAP(Wireless Application Protocal), 네트워크 또는 인터넷 연결과 같은 것들 중의 하나일 수 있다.

도 2, 7 및 8을 참조하여, 상술한 과정의 상세한 방법이 도시된다.

단계(11)의 과정은 인터럽트 벡터 어드레스를 프로그램의 초기 주소로 설정함으로써 시작된다.

단계(12)에서, 레지스터 및 I/O 핀은 레지스터의 초기값을 설정하기 위하여 초기화되고, 인터럽트 벡터와 타이머가 활성화되며, 각 I/O 핀의 상태와 초기값이 정의된다.

단계(13)에서, 외부 부하의 저항값(R)이 배터리 종류와 측정될 배터리의 내부저항에 대한 요구 사항에 따라 25μΩ 내지 5000mΩ 사이에서 설정된다. 외부 부하의 저항값(R)은 증폭될 수 있다.

단계(14)에서, 배터리의 내부 저항(r)이 비교되는 기설정된 값은 배터리 종류에 따라 0.001Ω 내지 1.5Ω 사이에서 설정된다. 방전 종료 이전에 기설정된 경고값를 제공하기 위하여 애플리케이션에 따라 적절한 설정이 이루어진다(도 8 참조).

단계(14a)에서, 제1 부하 역할을 하는 제1 파워 트랜지스터(Q1) 또는 이와 관련된 회로는 큰 과도 전류를 얻도록 전도되게 제어된다. 기준 전압(V_r)(도 7 참조)이 획득된다.

단계(15)에서, 기준 전압(Vr)은 복수의 회수로 샘플링된다. 순간 샘플링 시간은 0.01초 이내로 설정된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 배터리 양 단자 사이의 제1 파워 트랜지스터(Q1) 또는 이와 관련된 회로를 실행시킴으로써 아주 큰 과도 전류를 제공하면서, 측정되는 배터리 양단 사이의 기준 전압(V_r1)(도 7에 도시된)이 K1번 샘플링되며(K1≥1이다), 외부 부하의 양단 사이의 기준 전압(V_r2)은 L1번 샘플링되고(L1≥1이다), 따라서, 전압(V_r1)과 전압(V_r2)의 평균값이 계산되고 저장된다. 큰 과도 전류는 바람직하게는 1A 내지 500A의 범위에 있다.

단계(15a)에서, 제2 외부 부하 역할을 하는 제2 파워 트랜지스터(Q2) 또는 이와 관련된 회로는 큰 과도 전류를 얻도록 전도된다. 부하 전압(V_L)(도 7 참조)이 획득된다.

단계(15b)에서, 부하 전압(V_L)은 복수의 회수에 대하여 샘플링된다. 순간 샘플링 시간은 0.01초 이내로 설정된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 배터리 양단 사이의 제2 파워 트랜지스터(Q2) 또는 이와 관련된 회로를 실행시킴으로써 아주 큰 과도 전류를 제공하면서, 측정되는 배터리 양단 사이의 부하 전압(V_L1)(도 7에 도시된)이 K2번 샘플링되며(K2≥1이다), 외부 부하의 양단 사이의 부하 전압(V_L2)은 L2번 샘플링되고(L2≥1이다), 따라서, 전압(V_L1)과 전압(V_L2)의 평균값이 계산되고 저장된다. 큰 과도 전류는 바람직하게는 1A 내지 500A의 범위에 있다.

더욱 상세하게는, 본 명세서에서 사용된 "큰 과도 전류(large transient current)"는 1C와 5C 사이와 동등한 전류이며, "C"는 당업계에서 사용되는 바와 같이 주어진 배터리에 의해 20시간동안 제공될 수 있는 암페어-시(ampere-hour, a-h)의 수이다. 예를 들어, 34 a-h 정격의 배터리는 20시간 동안 방전된다면 34 a-h를 공급할 수 있으며, 따라서, 이 배터리에 대한 1C는 34 암페어이다.

단계(15c)에서, 제2 부하 저항을 갖는 제2 외부 회로(즉, 제2 파워 트랜지스터(Q2) 또는 그 관련 회로)가 제거된다. 제2 파워 트랜지스터(Q2) 또는 그 관련 회 로는 차단되어, 큰 과도 전류의 출력을 중지한다.

단계(15d)에서, 제1 부하 저항을 갖는 제1 외부 회로(즉, 제1 파워 트랜지스터(Q1) 또는 그 관련 회로)가 제거된다. 제1 파워 트랜지스터(Q1) 또는 그 관련 회로는 차단되어, 큰 과도 전류의 출력을 중지한다.

단계(15e)에서, 샘플의 개수가 N≥1인 N과 동일한지 판단되며, 동일하다면, 과정은 단계(16)로 진행한다. 그 반대의 경우, 과정은 단계(15)로 다시 돌아간다.

단계(16)에서, 측정될 배터리의 내부 저항(r)의 평균이 다음과 같이 도 9를 참조하여 계산된다. 측정될 배터리 전류(I)는 다음의 수학식으로부터 획득된다.

또한, 측정될 배터리의 내부 저항(r)은 다음의 수학식으로부터 계산된다.

더욱 상세하게는, 상기 수학식들을 완전히 이해하기 위해서, 외부 부하의 값을 R=1mΩ로 가정한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 곡선(V_B)은 측정될 배터리 양단의 전압을 나타내며, 곡선(V_R)은 외부 부하(R)의 양단의 전압을 나타낸다. 도 7에서, 값들은, V₀ = 12.70 V, V_r1 = 12.30 V, V_L1 = 11.55 V, V_g = 0 V, V_r2 = 0.25 V, V_L2 = 0.4V로 가정한다. 따라서, 수학식 1로부터 큰 과도 전류(I=ΔV_L/R)는, I=(0.4-0.25)/1x0.001=0.15/0.001=150(A)가 된다. 그리고, 수학식 2로부터, r=ΔV_r/I=(12.30-11.55)/150=0.005(Ω)=5(mΩ)에서 배터리의 내부 저항(r)을 얻을 수 있다.

단계(17)에서, 단계(16)에서 획득된 배터리의 내부 저항(r)이 경고 범위에 있는지 판단하기 위하여 단계(14)에서 선택된 배터리의 기설정된 내부 저항값과 비교된다.

단계(18)에서, I/O(예를 들어, 키보드 입력, 무선 동작, USB 커넥터, 데이터버스, CAN 버스, GPS, SMS, MMS, WAP 또는 인터넷 연결)가 단계(17)에 도달하기 위하여 수행된다.

단계(18a)에서, I/O를 통해 새로운 내부 저항(r_new)이 다음 샘플링 시간을 위해 설정된다. 새로운 내부 저항이 설정되면 과정은 단계(14a)로 다시 돌아가며, 그 반대의 경우 과정은 단계(19)로 진행한다.

단계(19)에서, 타이머는 시간을 계산하기 시작한다.

단계(20)에서, 시간이 다음 샘플링을 위한 시간(T2)과 동일한지 판단하고, 동일한 경우에 과정은 다음 샘플링을 위하여 단계(14a)로 돌아가며, 그 반대의 경우에 과정은 단계(19)로 돌아간다. 즉, 배터리 상태는 시간의 경과에 따라 평가되며, 발생된 전체 전류를 감소시킨다.

단계(15)에서 단계(15e)까지의 전압 샘플링 과정은 하나의 시간 주기를 갖는 다. 이것은 본 발명에 따른 전압 곡선을 위한 샘플링된 전압 및 샘플링 시간에 대한 도 7의 그래프에 도시된다. 무부하 상태에서 제1 외부 부하 상태로의 전압 변화 때문에 전도된 제1 파워 트랜지스터(Q1)에 의해 큰 과도 전류가 발성될 때, 전압 곡선(V_r1)은 측정될 배터리 배터리(7) 양 단자에서 측정된 기준 전압을 나타내며, 전압 곡선(V_r2)는 제1 외부 부하의 양 단자에서 측정된 기준 전압을 나타낸다(도 3 및 4 참조). 큰 과도 전류가 제1 외부 부하 상태에서 제2 외부 부하 상태로의 전압 변화 때문에 전도된 제2 파워 트랜지스터(Q2)에 의해 생성될 때, 전압 곡선(V_L1)은 측정될 배터리(7)의 양단에서 측정된 제1 부하 전압을 나타내며, 전압 곡선(V_L2)은 제2 외부 부하의 양단에서 측정된 제2 부하 전압을 나타낸다(도 3 및 4 참조). 도 7의 그래프에서, 기준 전압(V_r1, V_r2)은 단계(15)에서 획득되고, 부하 전압(V_L1, V_L2)은 단계(15b)에서 획득된다.

도 7의 전압 곡선을 다시 참조하면, 각각의 전압 곡선에 관한 샘플링이 용이하게 이해될 수 있다. 곡선(V_r1, V_r2)은 제1 파워 트랜지스터를 전도시키는 것에 의한 기준 전압 곡선이며, 곡선(V_L1, V_L2)은 제2 외부 부하(즉, 제2 파워 트랜지스터(Q2))의 부하 전압 곡선이다. 상세하게는, 전압 곡선(V_r1)은 제1 파워 트랜지스터(Q1)의 기준 전압이 K1번 샘플링되었다는 것을 나타낸다. 전압 곡선(V_L1)은 제2 파워 트랜지스터(Q2)의 부하 전압이 K2번 샘플링되었다는 것을 나타낸다. 이와 유 사하게, 전압 곡선(V_r2)은 제1 파워 트랜지스터(Q1)의 기준 전압이 L1번 전도되도록 동작되었다는 것을 나타낸다. 전압 곡선(V_L2)은 제2 파워 트랜지스터(Q2)의 부하 전압이 L2번 전도되도록 동작되었다는 것을 나타낸다. ΔV_r은 V_r1과 V_L1 사이의 차이다. ΔV_L은 V_L2와 V_r2 사이의 차이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 전력을 모니터링하는 장치에 대한 바람직한 제1 실시예의 전기 블록도가 도시된다. 도 3은 배터리(7)에 대한 연결(64A 및 64B, 65A 및 65B)에 의해 형성된 캘빈 연결을 도시한다. 이와 같은 캘빈 연결로, 두개의 연결부가 배터리(7)의 양 및 음의 단자에 제공된다. 이것은 한 쌍의 전기 연결(65A 및 65B)이 큰 과도 전류를 발생시키며, 다른 쌍의 전기 연결(64A 및 64B)은 정확한 전압값을 샘플링하는데 사용될 수 있다. 연결부(A/D와 65A, 65B)의 저항값은 아주 작으며 연결부(A/D와 65A, 65B)를 통해서는 실질적으로 전류가 흐르지 않기 때문에, 연결부(A/D와 65A, 65B)의 전기적인 연결을 통한 전압 강하는 거의 없으며, 이에 따라 더욱 정확한 전압 측정을 제공한다.

장치는 MCU(Microprocessor Control Unit)(62), 전압 안정화 회로(61)(실제 애플리케이션에 따라 선택적으로 제공됨), 외부 부하(63, 66) 전압 샘플링 회로(64), 과도 전류 제어 회로(65), 및 I/O(66)를 포함한다. 각 구성요소는 아래에서 상세히 설명한다.

MCU(62)는 기설정된 시간 주기로 전압을 샘플링하고 내부 저항의 경고치(r)를 필요한 경우 경고를 위한 기설정된 값과 비교하기 위하여 배터리(7)에 신호를 보내기 위한 장치(60)를 제어한다. 전압 안정화 회로(61)는 시간 주기 동안 장치(60)에 안정 전압을 공급하기 위하여 선택적으로 사용된다. 즉, 장치(60)가 안정된 DC 셀 또는 배터리를 사용한다면, 이에 따라 전압 안정화 회로(61)는 생략될 수 있다. 외부 부하(63, 66)는 기설정된 저항값을 갖는다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 외부 부하(63, 64)는 병렬 연결된 저항(R1, R2)(또는 이와 관련된 회로)이다. 제1 외부 부하(즉, 제1 파워 트랜지스터(Q1))의 저항값(R1)(63)은 25μΩ 내지 5000mΩ로 설정되고 배터리와 직렬로 연결되며, 제2 외부 부하(즉, 제2 파워 트랜지스타(Q2) 또는 이와 관련된 회로)의 저항값(R2)(66)은 25μΩ 내지 5000mΩ로 설정되고 배터리와 직렬로 연결되어, 배터리의 내부 저항(r)을 계산한다. 큰 과도 전류로 아주 짧은 순간 샘플링 시간 동안 배터리(7)의 전압을 샘플링하기 위하여 외부 부하(63, 66)는 실질적으로 매우 낮은 저항을 갖는다는 것에 주의해야 한다. 예를 들어, 1A 내지 500A의 큰 과도 전류를 선택적으로 인가하는 것에 의한 샘플링 전압이 0.01초 이내에 필요하다(즉, 전압을 샘플링하기 위하여). 또한, 외부 부하(63, 66)가 망간과 같은 저항기로 구현되거나 당업계에 공지된 다른 다수의 합금으로 형성되었다는 것에 주의해야 한다. 대신에, 외부 부하(63, 66)는 예를 들어 제1 및 제2 파워 트랜지스터(Q1, Q2)의 내부 저항과 같은 저항을 갖는 스위칭 소자로 구현될 수 있다. 이것은 과도 전류 제어 회로(65)에서 제1 및 제2 파워 트랜지스터(Q1, Q2)의 내부 저항이 외부 부하로 사용될 수 있어, 본 실시예에서의 외부 부하(63, 66)(즉, 저항(R1, R2)는 도 3의 회로(65A-65B)에서 생략될 수 있다. 또한, 외부 부하(63, 66)는 양 단자(63E, 63F)(R1 없음), 양 단자(66E, 66F)(R2 없 음) 또는 A/D 사이, 즉, 단자 사이의 도체 부분(A63-63E, 63C-63F, 66A-66E, 66C-66F)과 같이 배터리의 양 단자 사이에 연장된 도체의 일부에 의해 구현될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 전압 샘플링 회로(64)는 양 단자(64A, 64B) 사이의 전압을 샘플링한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 한 단자(64A)는 MCU(62)의 A/D 핀의 양의 단자와 배터리(7)의 양의 단자에 전기적으로 연결되고, 다른 단자(64B)는 MCU(62)의 A/D 핀의 음의 단자와 배터리(7)의 음의 단자에 전기적으로 연결된다. 그 결과, 정확한 전압이 샘플링될 수 있다. 즉, 단자(64A, 64B)에 연결된 신호 도체는 배터리의 전압을 부하(R)에 대한 전압과 별도로 측정할 수 있게 한다. 과도 전류 제어 회로(65)는 MCU(62)에 의하여 제어된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 과도 전류 제어 회로(65)는 배터리(7)에 병렬로 연결된 제1 파워 트랜지스터(Q1)와 제2 파워 트랜지스터(Q2)로 구현된다. 과도 전류 제어 회로(65)는 스위치 역할을 하며, 부하의 큰 과도 전류의 크기를 제어한다. 즉, 전압 샘플링 주기 동안 전압을 샘플링하기 위하여 조정된 큰 과도 전류가 배터리(7)로부터 발생된다. I/O(67)는, MCU(62)에 의한 배터리의 내부 저항과 기설정된 배터리의 내부 저항 경고값의 비교 결과가 경고값에 도달한 것을 나타내면, 키보드 입력, 무선 동작, 네트워크, USB 커넥터, 데이터버스, CAN 버스, GPS, SMS, MMS, WAP 또는 인터넷 연결 등에 의하여 경고를 표시한다.

간단히 말하면, 본 발명에 따른 배터리 전력 모니터링 장치(60)를 배터리(7)에 연결한 후에, 선택적으로는, 전압 안정화 회로(61)는 작동 주기 동안 MCU(62)를 포함하는 장치에 필요한 전압을 제공한다. 그 다음, MCU(62)는 배터리의 내부 저항 을 외부 부하의 저항과 비교함으로써 전력을 모니터링하는 방법에 따라 상기 작동을 수행한다. 먼저, 외부 부하가 임시로 제거될 때, 전압-샘플링 회로(64)는 배터리(7)의 전압을 샘플링한다. 제1 외부 부하(63)(즉, 파워 트랜지스터(Q1))를 장치에 추가한 후, 과도 전류 제어 회로(65)의 트랜지스터(Q1)는 큰 과도 전류를 제공하기 위해 전도되도록 제어된다. 그 다음, 전압-샘플링 회로(64)는 배터리(7)의 양 단자 사이의 기준 전압(V_r1)과, 외부 부하(63)의 양 단자 사이의 기준 전압(V_r2)을 각각 샘플링한다. 또한, 제2 외부 부하(66)(즉, 파워 트랜지스터(62))를 장치에 연결한 후, 과도 전류 제어 회로(65)의 제2 파워 트랜지스터(Q2)는 큰 과도 전류를 제공하기 위하여 전도된다. 다음으로, 전압-샘플링 회로(64)는 배터리(7)의 양 단자 사이의 부하 전압(V_L1)과 외부 부하(66)의 양 단자 사이의 부하 전압(V_L2)을 샘플링한다. 기설정된 시간 주기에서 기준 전압과 부하 전압을 N번 샘플링한 후에, MCU(62)는 제2 부하(Q2)를 제거하고 그 다음 제1 부하(Q1)를 제거한다. 다음으로, MCU(62)는 샘플링된 기준 전압과 부하 전압과 전술한 도 2의 단계(16)의 두 수학식을 이용하여 배터리(7)의 내부 저항(r)을 계산한다. 또한, 획득된 배터리(7)의 내부 저항(r)은 배터리의 기설정된 내부 저항과 비교된다. 그 결과, 필요한 경우에 I/O(67)를 통해 경고가 발생된다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 전력을 모니터링하는 장치에 대한 바람직한 제2 실시예의 전기 블록도가 도시된다. 바람직한 제2 실시예는 바람직한 제1 실시예와 구조가 실질적으로 동일하다. 바람직한 제2 실시예의 특징은 아래에 설명된다. 장치(60)의 과도 전류 제어 회로(65)는 2개의 병렬 연결된 트랜지스터(Q1, Q2)로 구현된다. 트랜지스터(Q1, Q2)는 양 단자 사이의 최소 전압값을 획득하도록 연속적으로 전도된다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 전력을 모니터링하는 장치에 대한 바람직한 제3 실시예의 전기 블록도가 도시된다. 바람직한 제3 실시예는 바람직한 제2 실시예와 구조가 실질적으로 동일하다. 바람직한 제3 실시예의 특징은 아래에 설명된다. 외부 부하(630)는 매우 낮은 저항을 갖는다. 증폭기(68)가 외부 부하(630)와 MCU(62)를 선택적으로 서로 연결한다. 바람직하게는, 외부 부하(63)는 5000μΩ보다 낮은 저항값을 갖는다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 전력을 모니터링하는 장치에 대한 바람직한 제4 실시예의 전기 블록도가 도시된다. 바람직한 제4 실시예는 바람직한 제2 실시예와 구조가 실질적으로 동일하다. 바람직한 제4 실시예의 특징은 아래에 설명된다. 외부 부하는 도면 부호(63S)를 갖는 션트 유닛(S)으로 구현된다. 바람직한 실시예에서, 측정될 단일 배터리의 션트 부하는 상술한 실시예 중 하나와 동일한 효과를 얻기 위한 션트 회로로 구현된다.

본 명세서에 개시된 본 발명은 특정 실시예로 설명되었지만, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 청구범위에 설명된 본 발명의 범위와 사상을 벗어나지 않고서 다양한 수정과 변형이 이루어질 수 있다.

본 발명에 따르면, 운전자가 최소 전력을 사용하면서도 실질적으로 실시간으로 배터리의 실제 상태를 정확하게 알 수 있는 효과가 있다.

Claims

배터리의 내부 저항을 측정하여 상기 배터리의 전력을 모니터링하는 방법에 있어서,

(1) 상기 배터리의 양 단자에 제1 외부 부하로 제1 파워 트랜지스터를 연결하고, 매우 짧은 순간 샘플링 시간 동안의 큰 과도 전류를 이용하여 기준 전압을 획득하는 단계;

(2) 상기 배터리의 양 단자에 제2 외부 부하로 제2 파워 트랜지스터를 연결하고, 매우 짧은 샘플링 시간 동안의 큰 과도 전류를 이용하여 부하 전압을 획득하는 단계;

(3) 상기 기준 전압에서 상기 부하 전압을 빼고 상기 큰 과도 전류로 나누어 상기 배터리의 내부 저항을 계산하는 단계; 및

(4) 상기 배터리의 내부 저항을 기설정된 경고값과 비교하여 상기 전력이 기설정된 레벨보다 낮은 경우에 경고를 표시하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 전력 모니터링 방법.
(1) 평가될 배터리의 종류에 따라 선택된 저항값(R)을 갖는 외부 부하를 선택하는 단계;

(2) 상기 종류에 따라 상기 배터리의 공칭 내부 저항값을 선택하는 단계;

(3) 기준 전압(V_r)을 획득하기 위하여 제1 파워 트랜지스터 또는 그와 관련된 회로를 제1 외부 부하로 선택하는 단계;

(4) 상기 배터리의 양 단자 사이로 상기 제1 외부 부하를 연결하기 위해 제어된 제1 파워 트랜지스터를 제공하여, 아주 짧은 순간 샘플링 시간 동안에 상기 제1 외부 부하에 의해 큰 과도 전류가 상기 배터리로부터 발생하도록 상기 제1 파워 트랜지스터를 전도시키고, 복수의 회수 각각에 대하여 상기 배터리의 양 단자 사이의 제1 기준 전압(V_r1)을 샘플링하고 상기 외부 부하의 양 단자 사이의 제2 기준 전압(V_r2)을 샘플링하며, 상기 전압(V_r1, V_r2)의 평균값을 계산하여 저장하도록 제어하는 단계;

(5) 부하 전압(V_L)을 획득하기 위하여 제2 파워 트랜지스터 또는 그와 관련된 회로를 제2 외부 부하로 선택하는 단계;

(6) 상기 배터리의 양 단자 사이로 상기 제2 외부 부하를 연결하기 위해 제어된 제2 파워 트랜지스터를 제공하여, 아주 짧은 순간 샘플링 시간 동안에 상기 제2 외부 부하에 의해 큰 과도 전류가 상기 배터리로부터 발생하도록 상기 제2 파워 트랜지스터를 전도시키고, 복수의 회수 각각에 대하여 상기 배터리의 양 단자 사이의 제1 부하 전압(V_L1)을 샘플링하고 상기 외부 부하의 양 단자 사이의 제2 부하 전압(V_L2)을 샘플링하며, 상기 전압(V_L1, V_L2)의 평균값을 계산하여 저장하도록 제어하는 단계;

(7) 상기 큰 과도 전류의 공급을 중단시키기 위하여 상기 제2 외부 부하를 제거하는 단계;

(8) 상기 큰 과도 전류의 공급을 중단시키기 위하여 상기 제1 외부 부하를 제거하는 단계;

(9) 상기 부하 전압(V_L2)에서 상기 기준 전압(V_r1)을 빼고 상기 저항값(R)으로 나누어 상기 부하에 의해 발생된 상기 큰 과도 전류(I)를 결정하는 단계;

(10) 상기 부하 전압(V_L1)에서 상기 기준 전압(V_r2)을 빼고 상기 큰 과도 전류(I)로 나누어 상기 배터리의 내부 저항(r)을 계산하는 단계;

(11) 상기 측정될 배터리의 획득된 내부저항을 상기 측정될 배터리의 내부 저항에 대한 기설정된 경고값과 비교하여 상기 측정될 배터리의 획득된 내부저항이 상기 기설정된 경고값보다 커거나 같은지 판단하는 단계; 및

(12) 상기 단계(11)에서의 판단이 긍정이면, I/O를 통해 경고를 발하는 단계;

를 포함하는 배터리 내부 저항 측정 방법.
제2항에 있어서,

측정될 상기 배터리의 내부 저항의 기설정된 경고값은 0.001Ω 내지 1.5Ω인것을 특징으로 하는 배터리 내부 저항 측정 방법.
제2항에 있어서,

상기 외부 부하의 저항값은 25μΩ 내지 5000mΩ의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 배터리 내부 저항 측정 방법.
제2항에 있어서,

상기 외부 부하의 저항값은 증폭기에 선택적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 내부 저항 측정 방법.
제2항에 있어서,

상기 외부 부하는 파워 트랜지스터의 내부 저항으로서 제공되는 것을 특징으로 하는 배터리 내부 저항 측정 방법.
제2항에 있어서,

상기 과도 전류는 1A 내지 500A의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 배터리 내부 저항 측정 방법.
제2항에 있어서,

상기 순간 샘플링 시간은 0.01초보다 짧은 것을 특징으로 하는 배터리 내부 저항 측정 방법.
제2항에 있어서,

상기 I/O는 디스플레이, 키보드 입력, 무선 동작, USB(Universal Serial Bus) 커넥터, 데이터버스, CAN(Controller Area Network) 버스, GPS(Global Positioning System), SMS(Simple Message Service), MMS(Multimedia Message Service), WAP(Wireless Application Protocal), 네트워크 또는 인터넷 연결 중 하나인 것을 특징으로 하는 배터리 내부 저항 측정 방법.
(1) 인터럽트 벡터 어드레스를 프로그램의 초기 주소로 설정하여 시작하는 단계;

(2) 레지스터의 초기값을 설정하고 상기 인터럽트 벡터와 타이머를 활성화하기 위하여 상기 레지스터와 I/O 핀들을 초기화하고, 상기 I/O 핀 각각의 상태와 초기값을 정의하는 단계;

(3) 평가될 배터리의 종류에 따라 외부 부하의 저항값(R)을 선택하는 단계;

(4) 상기 종류에 따라 상기 배터리의 공칭 내부 저항값을 선택하는 단계;

(5) 제1 외부 부하로 제1 파워 트랜지스터를 선택하고, 큰 과도 전류를 공급하기 위하여 상기 제1 파워 트랜지스터를 전도시키는 단계;

(6) 전도된 상기 제1 파워 트랜지스터로부터 공급된 큰 과도전류로 상기 배터리의 양 단자 사이를 각각 K1≥1인 K1에 대하여 K1번, L1≥1인 L1에 대하여 L1번 순간 샘플링하여, 상기 배터리의 양 단자 사이의 샘플링된 제1 기준 전압(V_r1)과 상기 외부 부하의 양 단자 사이의 샘플링된 제2 기준 전압(V_r2)의 각 그룹별 평균을 획득하는 단계;

(7) 제2 외부 부하로 제2 파워 트랜지스터를 선택하고, 큰 과도 전류를 공급하기 위하여 상기 제2 파워 트랜지스터를 전도시키는 단계;

(8) 전도된 상기 제2 파워 트랜지스터로부터 공급된 큰 과도전류로 상기 배터리의 양 단자 사이를 각각 K2≥1인 K2에 대하여 K2번, L2≥1인 L2에 대하여 L2번 순간 샘플링하여, 상기 배터리의 양 단자 사이의 샘플링된 제1 부하 전압(V_L1)과 상기 외부 부하의 양 단자 사이의 샘플링된 제2 부하 전압(V_L2)의 각 그룹별 평균을 획득하는 단계;

(9) 상기 큰 과도 전류의 공급을 중단시키기 위하여 상기 제2 외부 부하를 제거하는 단계;

(10) 상기 큰 과도 전류의 공급을 중단시키기 위하여 상기 제1 외부 부하를 제거하는 단계;

(11)상기 샘플링 회수가 N≥1인 N과 같은지 판단하고, 상기 판단이 부정이면 상기 단계(6)으로 회귀하는 단계;

(12) 상기 부하 전압(V_L2)에서 상기 기준 전압(V_r1)을 빼고 상기 저항값(R)으로 나누어 상기 부하에 의해 발생된 상기 큰 과도 전류(I)를 결정하는 단계;

(13) 상기 기준 전압(V_r1)에서 상기 부하 전압(V_L1)을 빼고 상기 배터리의 상기 큰 과도 전류(I)로 나누어 상기 배터리의 내부 저항(r)을 계산하는 단계; 및

(14) 상기 측정될 배터리의 획득된 내부저항을 상기 선택된 공칭값과 비교하여 상기 측정될 배터리의 상태를 결정하는 단계;

를 포함하는 배터리 상태 평가 방법.
제10항에 있어서,

상기 순간 샘플링 시간은 0,01초보다 짧은 것을 특징으로 하는 배터리 상태 평가 방법.
제10항에 있어서,

상기 I/O는 디스플레이, 키보드 입력, 무선 동작, USB(Universal Serial Bus) 커넥터, 데이터버스, CAN(Controller Area Network) 버스, GPS(Global Positioning System), SMS(Simple Message Service), MMS(Multimedia Message Service), WAP(Wireless Application Protocal), 네트워크 또는 인터넷 연결 중 하나인 것을 특징으로 하는 배터리 상태 평가 방법.
샘플링된 제1 기준 전압을 획득하기 위하여 제1 외부 부하로 제1 파워 트랜지스터를 연결하고 샘플링된 제2 기준 전압을 획득하기 위하여 제2 외부 부하로 제2 파워 트랜지스터를 연결하여 배터리의 상태를 모니터링하는 장치에 있어서,

상기 배터리의 종류에 따라 선택된 공지된 부하의 부과에 응답하여 기설정된 시간 주기에서 상기 배터리의 전압을 샘플링하고 상기 측정될 배터리의 내부 저항을 계산하고, 상기 측정될 배터리의 내부 저항을 기설정된 경고값과 비교하기 위하여 상기 장치를 제어하는 제어부;

부하 소자이며 기설정된 내부 저항을 가지며, 상기 배터리에 직렬로 각각 연결된 제1 및 제2 외부 부하를 포함하는 외부 부하;

상기 배터리의 양 단자에서 전압을 샘플링하는 전압-샘플링 회로;

상기 제1 파워 트랜지스터와 상기 제2 파워 트랜지스터를 포함하며, 상기 배터리의 양 단자에 연결되어 상기 장치의 스위치 역할을 하는 상기 제어부에 의해 제어되며, 상기 제1 및 제2 파워 트랜지스터의 큰 과도 전류가 상기 배터리로부터 상기 제1 및 제2 파워 트랜지스터에 의해 생성되며, 짧은 순간 샘플링 시간 동안 상기 배터리의 상기 전압을 복수의 회수로 샘플링하며, 샘플링된 상기 제2 부하 전압과 샘플링된 상기 제2 기준 전압의 차를 상기 외부 부하의 저항값으로 나누어 상기 배터리의 큰 과도 전류를 획득하고, 샘플링된 상기 제1 기준 전압의 평균과 샘플링된 상기 제1 부하 전압의 평균의 차를 상기 배터리의 상기 큰 과도 전류로 나누어 측정될 상기 배터리의 내부 저항을 획득하는 과도 전류 제어 회로; 및

상기 배터리의 계산된 내부 저항값과 상기 기설정된 값의 비교에 따른 경고를 발하기 위하여 상기 제어부에 응답하는 입출력(I/O) 수단;

을 포함하는 배터리 상태 모니터링 장치.
제13항에 있어서,

부하로 병렬 연결된 상기 제1 및 제2 트랜지스터에 선택적으로 연결되는 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 모니터링 장치.
제13항에 있어서,

상기 부하 소자는 상기 파워 트랜지스터의 내부 저항인 것을 특징으로 하는 배터리 상태 모니터링 장치.
제13항에 있어서,

상기 과도 전류 제어 회로는 두 개 이상의 병렬연결된 파워 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 모니터링 장치.
제13항에 있어서,

상기 제1 및 제2 파워 트랜지스터 각각의 저항값은 25μΩ 내지 5000mΩ의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 모니터링 장치.
제13항에 있어서,

측정될 상기 배터리의 내부 저항의 기설정된 경고값은 0.001Ω 내지 1.5Ω인 것을 특징으로 하는 배터리 상태 모니터링 장치.
제13항에 있어서,

상기 과도 전류는 1A 내지 500A의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 모니터링 장치.
제13항에 있어서,

상기 순간 샘플링 시간은 0.01초보다 짧은 것을 특징으로 하는 배터리 상태 모니터링 장치.
제13항에 있어서,

상기 I/O는 디스플레이, 키보드 입력, 무선 동작, USB(Universal Serial Bus) 커넥터, 데이터버스, CAN(Controller Area Network) 버스, GPS(Global Positioning System), SMS(Simple Message Service), MMS(Multimedia Message Service), WAP(Wireless Application Protocal), 네트워크 또는 인터넷 연결 중 하나인 것을 특징으로 하는 배터리 상태 모니터링 장치.
제13항에 있어서,

상기 배터리의 내부 저항값은 캘빈(Kelvin) 연결을 통해서 측정되는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 모니터링 장치.