KR20080062684A - 2차전지 보호회로 및 그의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2차전지 보호회로에 관한 것으로, 특히 충방전모드에 따른 2차 전지의 전류량에 따라 2차전지의 충방전 동작을 제어할 수 있도록 한 2차전지 보호회로 및 그의 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 2차전지 보호회로는 2차전지의 전류를 센싱하는 센싱수단과; 상기 센싱되는 전류를 측정하고, 그 측정된 전류를 누산한 전류량과 기준 전류량의 대소를 비교하고, 그 비교결과에 따라 스위치 제어신호를 출력하도록 하여 2차전지의 충방전 모드를 제어하는 마이크로 컨트롤러와; 상기 스위치 제어신호에 의해 2차 전지의 전류흐름을 선택적으로 도통/차단하는 스위치를 포함하여 구성된다. 본 발명에 따르면, 수명이 지난 2차전지의 사용으로부터 발생되는 각종 안전사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.

2차 전지, 2차 전지 보호회로, 충전전류, 방전전류

Description

2차전지 보호회로 및 그의 제어방법{PROTECTIVE CIRCUIT OF SECONDARY CELL AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 2차 전지 보호회로를 보인 회로도.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 2차 전지 보호회로의 제어방법을 보인 흐름도.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>

10: 배터리 팩 11: 연료 게이지 마이크로 컨트롤러

20: 2차 전지 보호회로 21: 마이크로 컨트롤러

22: 스위치 22a, 22b: 제1, 제2 FET

R1,R2: 제1, 제2 센싱수단

본 발명은 2차전지 보호회로에 관한 것으로, 특히 충방전모드에 따른 2차 전지의 전류량에 따라 2차전지의 충방전 동작을 제어할 수 있도록 한 2차전지 보호회로 및 그의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 비디오 카메라, 휴대용 전화기, 휴대용 PC 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충 방전이 가능한 고성능 2차 전지에 대한 연구가 집중적으로 진행되고 있다.

현재 상용화된 2차 전지로는 니켈 카드늄 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 2차 전지 등이 있는데, 이중에서 리튬 2차 전지는 메모리 효과가 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높아 소형화, 경량화에 유리한 이점이 있어 범용적으로 널리 사용되고 있다. 이러한 2차 전지는 충방전 싸이클 수명동안 2차전지 회로에 의해 충전과 방전과정을 수행하게 된다.

그러나, 종래 2차 전지 회로는 충방전 싸이클이 소정 회수를 초과하면 동작 안정성이 떨어져서 발화하거나 폭발할 위험이 있는 문제점이 있다. 또한 2차 전지 내부에 포함된 화학물질이 가스 형태로 분해되어 2차 전지의 내부 압력을 증가시킴으로써 외장 케이스가 팽창되는 현상이 발생되는 문제점이 있다. 따라서 충방전 싸 이클의 수명을 초과한 2차 전지는 폐기되어야 함에도 불구하고, 현재까지는 이를 강제할 방법이 없어 2차 전지가 그대로 사용되고 있는 실정이다.

이에 2차 전지 제조회사의 입장에서는 열화된 2차 전지의 사용에서 발생되는 각종 사고에 대한 제조물 책임 시비에 무방비로 노출되어 있는 상황이어서 이에 대한 대책이 시급한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출한 것으로, 충방전모드에 따른 2차 전지의 전류량에 따라 2차전지의 충방전 동작을 제어할 수 있도록 한 2차전지 보호회로 및 그의 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명의 목적은 2차 전지의 충방전 전류량을 누산하고, 그 누산된 충방전 전류량에 따라 열화여부를 판단하여 2차 전지의 충방전 동작을 제어할 수 있도록 한 2차전지 보호회로 및 그의 제어방법을 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 2차 전지의 충방전 전류량을 누산하고, 그 누산된 충방전 전류량에 따라 2차전지의 충방전 싸이클 수명을 판단하여 2차 전지의 충방전 동작을 제어할 수 있도록 한 2차전지 보호회로 및 그의 제어방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 2차전지의 전류를 센싱하는 센싱수단과; 상기 센싱되는 전류를 측정하고, 그 측정된 전류를 누산한 전류량과 기준 전류량의 대소를 비교하고, 그 비교결과에 따라 스위치 제어신호를 출력하도 록 하여 2차전지의 충방전 모드를 제어하는 마이크로 컨트롤러와; 상기 스위치 제어신호에 의해 2차 전지의 전류흐름을 선택적으로 도통/차단하는 스위치를 포함하여 구성된다.

바람직하게, 상기 마이크로 컨트롤러는 누산 전류량과 기준 전류량의 대소를 비교하여, 그 비교결과 상기 누산 전류량이 기준 전류량보다 작으면, 충방전 모드에 의한 전류흐름을 유지시키는 제1 스위치 제어신호를 출력하고, 상기 비교결과 상기 누산 전류량이 기준 전류량보다 크면, 충방전 모드에 의한 전류흐름을 차단시키는 제2 스위치 제어신호를 출력하도록 구성된다.

바람직하게, 상기 마이크로 컨트롤러는 충전모드시 누산된 충전전류량과 방전모드시 누산된 방전전류량을 기준전류량과 비교하여 누산된 충전전류량 또는 누산된 방전전류량중 어느 하나가 기준전류량보다 크면, 충방전 전류경로를 영구히 차단하도록 구성된다.

바람직하게, 상기 스위치는 충전모드시, 스위치 제어신호에 의해 선택적으로 스위칭되어 2차전지의 충전전류에 따른 전류경로를 도통/차단하는 제1 스위치와; 방전모드시, 스위치 제어신호에 의해 선택적으로 스위칭되어 2차전지의 방전전류에 따른 전류경로를 도통/차단하는 제2 스위치를 포함하여 구성된다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 2차전지의 센싱되는 전류를 측정하고, 그 측정된 전류를 누산한 전류량과 기준 전류량의 대소를 비교하고, 그 비교결과에 따라 스위치 제어신호를 출력하는 배터리 팩과; 상기 2차전지의 충방전 모드에 따른 전반적인 동작을 제어하는 마이크로 컨트롤러와; 상기 배터리 팩으로부터 스위치 제어신호를 입력받아 2차 전지의 전류흐름을 선택적으로 도통/차단하는 스위치를 포함하여 구성된다.

바람직하게, 상기 배터리 팩은 2차 전지의 충방전 전류를 센싱하는 센싱수단과; 상기 센싱수단에 의해 센싱되는 2차 전지의 충방전 전류를 측정하여 전류의 흐름량을 누산하고, 그 누산한 충방전 전류량과 기준전류량을 비교하여 그에 대응하는 스위치 제어신호를 출력하는 연료 게이지 마이크로 컨트롤러를 포함하여 구성된다.

바람직하게, 상기 연료 게이지 마이크로 컨트롤러는 충전모드시 누산한 충전전류량과 방전모드시 누산한 방전전류량을 기준전류량과 비교하여 누산한 충전전류량 또는 누산한 방전전류량중 어느 하나가 기준전류량보다 크면, 충방전 전류경로를 영구히 차단한다.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 충방전 모드를 수행하며 2차 전지의 전류를 제어하는 2차 전지 보호회로의 제어방법에 있어서, 2차 전지의 전류 흐름에 따른 전류량을 측정하여 누산하는 과정과; 상기 누산된 전류량과 기준전류량의 대소를 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 2차 전지의 전류 경로를 차단하는 과정을 포함하여 이루어진다.

바람직하게, 상기 전류량을 측정하여 누산하는 과정은 충전모드시, 2차 전지의 충전전류 흐름에 따른 전류량을 측정하고, 그 측정된 충전전류량을 누산하는 단계와; 방전모드시, 2차 전지의 방전전류 흐름에 따른 전류량을 측정하고, 그 측정된 방전전류량을 누산하는 단계를 포함하여 이루어진다.

바람직하게, 상기 2차 전지의 전류 경로를 차단하는 과정은 누산 전류량과 기준 전류량의 대소를 비교하여, 그 비교결과 상기 누산 전류량이 기준 전류량보다 작으면, 충방전 모드에 의한 전류흐름을 유지시키는 단계와; 상기 비교결과 상기 누산 전류량이 기준 전류량보다 크면, 충방전 모드에 의한 전류흐름을 영구히 차단하는 단계를 포함하여 이루어진다.

바람직하게, 상기 2차 전지의 전류 경로를 차단하는 과정은 충전모드시 누산한 충전전류량과 방전모드시 누산한 방전전류량을 기준전류량과 비교하여 누산한 충전전류량 또는 누산한 방전전류량중 어느 하나가 기준전류량보다 크면, 충방전 전류경로를 영구히 차단한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의기와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

또한 하기의 설명에서 본 발명의 2차전지 보호회로 및 그의 제어방법의 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들 없이 또한 이들의 변형에 의해서도 본 발명이 용이하게 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

하기의 설명에서 기준 전류량은 2차 전지의 열화여부를 판단하는 기준이 되는 설정값으로서, 충전모드시 2차 전지의 누산되는 충전전류량과 비교되는 대상이 되고, 방전모드시 2차 전지의 누산되는 방전전류량과 비교되는 대상이 되며, 충전모드와 방전모드시의 충전전류량와 방전전류량의 합과 비교될 수 있는 대상이 될 수 있도록 기 설정되는 전류량을 의미하는 바로 사용될 것이다.

한편, 본 발명의 2차전지 보호회로 및 그의 제어방법은 2차 전지의 충방전 싸이클 수명을 고려하여 2차 전지를 충방전하는 2차 전지 보호회로에 마이크로 컨트롤로를 구비하고, 필수구성요소가 아닌 배터리 팩에 연료 게이지 마이크로 컨트롤러를 구비한다. 그래서 상기 마이크로 컨트롤러 또는 연료 게이지 마이크로 컨트롤러중 어느 하나가 2차 전지의 충전전류와 방전전류를 각각 측정하여 누산하고, 그 누산된 충방전 전류량에 따라 2차 전지보호회로의 충방전 동작을 제어하도록 하는 기술적 구성을 제안한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 2차 전지 보호회로를 보인 회로도이다.

도 1을 참조하면, 우선 배터리 팩(10)은 2차 전지 보호회로(20)와 연결되어 충방전되는 2차 전지(Cell)가 실장된 팩이 된다. 또한 상기 배터리 팩(10)은 본 발 명의 실시 예에 따라 충방전모드에 따른 2차 전지(Cell)의 충방전 전류를 센싱하는 제1 센싱수단(R1)과, 상기 2차 전지(Cell) 전압에 의해 2차 전지(Cell)의 배터리 잔량을 측정하는 연료 게이지 마이크로 컨트롤러(fuel IC)(11)를 구비할 수 있다. 여기서 상기 제1 센싱수단(R1)은 2차 전지 전압을 감지할 수 있도록 하는 소자로서, 저항(R1)일 수 있으며 배터리 팩(10)에 구비된다. 여기서, 상기 저항(R1)은 충전전류와 방전전류의 흐름을 방해하지 않도록 하기 위해 낮은 저항값을 갖는 저항으로 하는 것이 바람직하다.

상기 연료 게이지 마이크로 컨트롤러(11)는 상기 배터리 팩(10)외에도 통합형인 2차 전지 보호회로인 경우에는 회로내부에 구비될 수도 있다. 그러나, 본 발명에서는 바람직하게 연료 게이지 마이크로 컨트롤러(11)를 배터리 팩(10)에 구비하여 일반적인 2차 전지(Cell)의 전압 잔량을 측정할 수 있도록 함과 아울러, 본 발명의 실시 예에 따라 제1 센싱수단(R1)에 의해 센싱된 2차전지(Cell)의 충방전 전류의 흐름량을 측정한다. 그래서 상기 측정된 충전전류와 방전전류의 흐름량을 개별적으로 누산한 충전전류량과 방전전류량을 기준전류량과 비교하여 그에 대응하는 제1, 제2 스위치 제어신호를 출력하도록 한다. 이러한 상기 제1, 제2 스위치 제어신호는 상기 연료 게이지 마이크로 컨트롤러(11) 또는 후술되는 마이크로 컨트롤러(21) 중 어느 하나에서 출력되도록 설계되도록 한다.

이에 따라, 상기 마이크로 컨트롤러(21)에서 전술한 동작을 수행하게 구성되면, 별도로 연료 게이지 마이크로 컨트롤러(11)는 구비할 필요가 없다.

제2 센싱수단(R2)은 상술한 배터리 팩(10)의 2차 전지(Cell)의 충방전전류를 센싱한다. 여기서, 상기 제2 센싱수단(R2)은 상기 제1 센싱수단(R1)과 같이 2차 전지(Cell)의 충방전 전류를 감지할 수 있는 소자로서, 저항(R2)이 될 수 있다. 여기서, 상기 저항(R2)은 충전전류와 방전전류의 흐름을 방해하지 않도록 하기 위해 낮은 저항값을 갖는 저항으로 하는 것이 바람직하다.

마이크로 컨트롤러(21)는 상기 제2 센싱수단(R2)에 의해 감지되는 충전전류 및 방전전류를 측정한다. 또한 상기 마이크로 컨트롤러(21)는 충전모드시 2차 전지(Cell)가 충전될 수 있도록 전반적인 동작을 제어한다. 또한 상기 마이크로 컨트롤러(21)는 상기 2차 전지(Cell)의 충전 완료시, 방전모드로 전환하여 상기 2차 전지(Cell)가 방전될 수 있도록 2차 전지 보호회로(20)의 전반적인 동작을 제어한다. 여기서 상기 2차전지(Cell)의 충방전 동작을 제어하는 기술은 다양하며, 이에 대한 기술은 이미 공지된 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다. 또한, 상기 마이크로 컨트롤러(21)는 2차 전지(Cell)의 충전모드가 종료된후에 방전모드를 수행하고, 그 방전모드가 종료된후에 충전모드를 수행할 수도 있으나, 충전모드와 방전모드를 동시에 수행할 수도 있다. 또한 상기 마이크로 컨트롤러(21)는 본 발명의 실시 예에 따라 상기 측정된 충전전류 및 방전전류를 누산한다. 또한 상기 마이크로 컨트롤러(21)는 본 발명의 실시 예에 따라 상기 누산된 각각의 충전전류량과 방전전류량을 기준전류량과 대소비교하고, 그 비교결과에 따라 상기 충전전류량과 방전전류량이 기준전류량보다 작으면, 2차전지(Cell)의 충전전류와 방전전류의 전류경로를 제공할 수 있도록 제1 스위치 제어신호를 출력한다. 그러나, 상기 마이크로 컨트롤러(21)는 상기 충전전류량 또는 방전전류량중 어느 하나가 기준전 류량보다 크면, 충전전류와 방전전류의 전류경로를 차단할 수 있도록 제2 스위치 제어신호를 출력한다.

스위치(22)는 상기 마이크로 컨트롤러(21)의 스위치 제어신호에 의해 스위칭된다. 이에, 상기 스위치(22)는 제1 스위치 제어신호가 입력되면, 충전모드 혹은 방전전류의 전류 경로가 제공되도록 스위칭된다. 그러나, 상기 스위치(22)는 제2 스위치 제어신호가 입력되면 2차 전지(Cell)의 충전전류와 방전 전류 경로가 차단되도록 스위칭된다. 또한 상기 스위치(22)는 충전모드, 방전모드에 따라 각각 충전전류, 방전전류의 경로를 제공할 수 있도록 개별적으로 스위치를 구비함이 바람직하다. 여기서 상기 스위치(22)는 스위치 제어신호에 의해 스위칭될 수 있도록 하는 스위치 소자면 어느 것이든 무관하다. 본 발명의 실시 예에서는 상기 도 1에 도시된 바와 같이 제1, 제2 스위치 제어신호에 의해 스위칭되는 전계효과 트랜지스터(FET;Field Effect Transistor)를 2개 사용한다. 여기서, 상기 전계효과 트랜지스터는 충전모드시 충전전류의 경로를 제공하도록 턴온되는 제1 FET(22a)와, 방전모드시 방전전류의 경로를 제공하도록 턴온되는 제2 FET(22b)로 구성된다. 상기 제1, 제2 FET(22a, 22b)에 대한 동작설명은 일반적인 전계효과 트랜지스터의 동작이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

상기 도 1을 참조하여 2차 전지(Cell)의 충방전 싸이클 수명에 따른 2차 전지 보호회로에 대한 동작을 살펴보면 다음과 같다.

우선, 배터리 팩(10)이 2차 전지 보호회로(20)에 접속된다. 그러면 마이크로 컨트롤러(21)는 2차 전지(Cell)의 전압 잔량에 따라 제1 스위치 제어신호를 출력하 며, 상기 2차 전지(Cell)의 충전모드 또는 방전모드중 어느 하나의 동작을 수행하도록 제어한다. 이후, 상기 마이크로 컨트롤러(21)는 제2 센싱수단(R2)을 통해 2차 전지(Cell)의 충전전류와 방전전류의 흐름량을 개별적으로 누산한다. 그래서 상기 마이크로 컨트롤러(21)는 충전모드시 누산된 충전전류량과 기준전류량의 대소를 비교하고, 방전모드시 누산된 방전전류량과 기준전류량의 대소를 비교한다.

비교결과, 누산된 충전전류량과 방전전류량이 기준전류량보다 작으면, 상기 마이크로 컨트롤러(21)는 충전모드 혹은 방전모드 동작을 그대로 수행한다. 이때 스위치(22)는 충전모드 혹은 방전모드 동작을 수행할 수 있도록 스위칭된다.

그러나 상기 마이크로 컨트롤러(21)는 누산된 충전전류량 또는 방전전류량이 기준전류량보다 크면, 상기 마이크로 컨트롤러(21)는 2차 전지(Cell)의 충방전 싸이클 수명이 끝났다고 인식하여 제2 스위치 제어신호를 출력한다. 그러면, 스위치(22)는 상기 제2 스위치 제어신호에 의해 충전모드와 방전모드에 따른 충방전전류의 전류흐름이 차단되도록 스위칭된다. 이에 상기 마이크로 컨트롤러(21)는 2차 전지(Cell)의 열화현상을 미연에 차단할 수 있게 된다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 2차전지 보호회로의 제어방법을 보인 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 201단계에서 마이크로 컨트롤러(21)는 2차전지(Cell)의 배터리 잔량 전압에 따라 충전모드 혹은 방전모드에 따른 전반적인 동작을 수행한다.

203단계에서 상기 마이크로 컨트롤러(21)는 충전모드시의 2차전지(Cell)의 충전전류 또는 방전모드시의 2차전지(Cell)의 방전전류를 측정하고, 205단계로 진 행하여 그 측정된 충전전류 또는 방전전류의 흐름량(충전전류량 또는 방전전류량)을 개별적으로 누산한다.

그래서 207단계에서 상기 마이크로 컨트롤러(21)는 충전모드시에는 누산된 충전전류량과 기준전류량, 방전모드시에는 방전전류량과 기준전류량의 대소를 비교한다. 여기서, 상기 기준전류량은 2차전지(Cell)의 열화여부, 2차전지(Cell)의 충방전 싸이클의 수명소진을 판단할 수 있도록 하는 기 설정된 전류량이 된다.

상기 비교결과 상기 충전전류량과 방전전류량이 기준전류량보다 작으면, 209단계에서 상기 마이크로 컨트롤러(21)는 충전모드시에는 2차전지(Cell)의 충전전류의 경로, 방전모드시에는 2차전지(Cell)의 방전전류의 경로를 제공한다.

그러나, 상기 비교결과 상기 충전전류량 혹은 방전전류량이 기준전류량보다 크면, 211단계에서 상기 마이크로 컨트롤러(21)는 2차전지(Cell)의 열화, 2차전지(Cell)의 충방전 싸이클의 수명이 소진되었다고 판단하고, 2차전지(Cell)의 충전전류의 경로를 선택적으로 도통/차단하는 스위치(22)와 2차전지(Cell)의 방전전류의 경로를 선택적으로 도통/차단하는 스위치(22)를 오프시키는 스위치 제어신호를 출력한다.

즉, 상기 마이크로 컨트롤러(21)는 상기 충전전류량 또는 방전전류량중 어느 하나가 기준전류량보다 크면, 충방전 전류의 경로를 차단시키는 스위치 제어신호를 출력한다.

이에, 213단계에서 상기 스위치(22)는 상기 스위치 제어신호에 의해 2차전지(Cell)의 충방전전류의 전류 흐름 경로를 차단한다.

따라서, 본 발명의 2차전지 보호회로 및 그의 제어방법은 2차전지(Cell)의 충전모드 또는 방전모드에 따른 동작을 수행하는 중, 충전 전류량 혹은 방전전류량을 개별적으로 누산하고, 그 누산한 충전 전류량 혹은 방전 전류량과 기준전류량을 비교하여 그 비교결과에 따라 충전모드 또는 방전모드의 전류의 흐름을 선택적으로 제공하는 스위치를 제어함으로써, 2차전지의 열화를 방지할 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 2차전지의 충전모드시 충전전류량을 누산하거나, 방전모드시 방전전류량을 누산해서 기 설정된 기준전류량과 비교하여 기준전류량보다 크면, 2차전지의 충방전모드에 따른 충방전 전류경로를 차단하여 2차전지의 충방전 동작을 정지시킴으로써, 수명이 지난 2차전지의 사용으로부터 발생되는 각종 안전사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 수명이 지난 2차 전지의 사용으로부터 발생되는 2차 전지의 열화현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (16)

1. 2차전지의 전류를 센싱하는 센싱수단과;

   상기 센싱되는 전류를 측정하고, 그 측정된 전류를 누산한 전류량과 기준 전류량의 대소를 비교하고, 그 비교결과에 따라 스위치 제어신호를 출력하도록 하여 2차전지의 충방전 모드를 제어하는 마이크로 컨트롤러와;

   상기 스위치 제어신호에 의해 2차 전지의 전류흐름을 선택적으로 도통/차단하는 스위치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 마이크로 컨트롤러는,

   누산 전류량과 기준 전류량의 대소를 비교하여, 그 비교결과 상기 누산 전류량이 기준 전류량보다 작으면, 충방전 모드에 의한 전류흐름을 유지시키는 제1 스위치 제어신호를 출력하고, 상기 비교결과 상기 누산 전류량이 기준 전류량보다 크면, 충방전 모드에 의한 전류흐름을 차단시키는 제2 스위치 제어신호를 출력하도록 구성된 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 마이크로 컨트롤러는,

   충전모드시 누산한 충전전류량과 방전모드시 누산한 방전전류량을 기준전류 량과 비교하여 누산한 충전전류량 또는 누산한 방전전류량중 어느 하나가 기준전류량보다 크면, 충방전 전류경로를 영구히 차단하게 구성된 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로.
4. 제1 항에 있어서,

   상기 누산한 전류량은,

   충전모드시 2차 전지의 충전 전류의 흐름을 누산한 충전전류량과, 2차 전지의 방전 전류의 흐름을 누산한 방전전류량으로 이루어진 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로.
5. 제1 항에 있어서,

   상기 스위치는,

   충전모드시, 스위치 제어신호에 의해 선택적으로 스위칭되어 2차전지의 충전전류에 따른 전류경로를 도통/차단하는 제1 스위치와;

   방전모드시, 스위치 제어신호에 의해 선택적으로 스위칭되어 2차전지의 방전전류에 따른 전류경로를 도통/차단하는 제2 스위치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로.
6. 제1 항에 있어서,

   상기 스위치는,

   전계효과 트랜지스터(FET: Field Effct Transistor)로 구성된 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로.
7. 제1 항에 있어서,

   상기 기준 전류량은,

   2차전지의 열화여부, 2차전지 충방전 싸이클의 수명 소진의 판단기준이 되는 전류량으로서, 기 설정되는 전류량인 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로.
8. 2차전지의 센싱되는 전류를 측정하고, 그 측정된 전류를 누산한 전류량과 기준 전류량의 대소를 비교하고, 그 비교결과에 따라 스위치 제어신호를 출력하는 배터리 팩과;

   상기 2차전지의 충방전 모드에 따른 전반적인 동작을 제어하는 마이크로 컨트롤러와;

   상기 배터리 팩으로부터 스위치 제어신호를 입력받아 2차 전지의 전류흐름을 선택적으로 도통/차단하는 스위치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로.
9. 제8 항에 있어서,

   상기 배터리 팩은,

   2차 전지의 충방전 전류를 센싱하는 센싱수단과;

   상기 센싱수단에 의해 센싱되는 2차 전지의 충방전 전류를 측정하여 전류의 흐름량을 누산하고, 그 누산한 충방전 전류량과 기준전류량을 비교하여 그에 대응하는 스위치 제어신호를 출력하는 연료 게이지 마이크로 컨트롤러를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로.
10. 제9 항에 있어서,

    상기 연료 게이지 마이크로 컨트롤러는,

    충전모드시 누산한 충전전류량과 방전모드시 누산한 방전전류량을 기준전류량과 비교하여 누산한 충전전류량 또는 누산한 방전전류량중 어느 하나가 기준전류량보다 크면, 충방전 전류경로를 영구히 차단하는 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로.
11. 충방전 모드를 수행하며 2차 전지의 전류를 제어하는 2차 전지 보호회로의 제어방법에 있어서,

    2차 전지의 전류 흐름에 따른 전류량을 측정하여 누산하는 과정과;

    상기 누산한 전류량과 기준전류량의 대소를 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 2차 전지의 전류 경로를 차단하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로의 제어방법.
12. 제11 항에 있어서,

    상기 전류량을 측정하여 누산하는 과정은,

    충전모드시, 2차 전지의 충전전류 흐름에 따른 전류량을 측정하고, 그 측정된 충전전류량을 누산하는 단계와;

    방전모드시, 2차 전지의 방전전류 흐름에 따른 전류량을 측정하고, 그 측정된 방전전류량을 누산하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로의 제어방법.
13. 제11 항에 있어서,

    상기 2차 전지의 전류 경로를 차단하는 과정은,

    누산 전류량과 기준 전류량의 대소를 비교하여, 그 비교결과 상기 누산 전류량이 기준 전류량보다 작으면, 충방전 모드에 의한 전류흐름을 유지시키는 단계와;

    상기 비교결과 상기 누산 전류량이 기준 전류량보다 크면, 충방전 모드에 의한 전류흐름을 영구히 차단하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로의 제어방법.
14. 제11 항에 있어서,

    상기 2차 전지의 전류 경로를 차단하는 과정은,

    충전모드시 누산한 충전전류량과 방전모드시 누산한 방전전류량을 기준전류량과 비교하여 누산한 충전전류량 또는 누산한 방전전류량중 어느 하나가 기준전류량보다 크면, 충방전 전류경로를 영구히 차단하는 것을 특징으로 하는 2차 전지 보 호회로의 제어방법.
15. 제11 항에 있어서,

    상기 누산한 전류량은,

    충전모드시 2차 전지의 충전 전류의 흐름을 누산한 충전전류량과, 2차 전지의 방전 전류의 흐름을 누산한 방전전류량으로 이루어진 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로의 제어방법.
16. 제11 항에 있어서,

    상기 기준 전류량은,

    2차전지의 열화여부, 2차전지 충방전 싸이클의 수명 소진의 판단기준이 되는 전류량으로서, 기 설정되는 전류량인 것을 특징으로 하는 2차 전지 보호회로의 제어방법.

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