KR20080103397A - 배터리 팩 및 배터리 보호 방법 - Google Patents

Abstract

배터리 팩에 있어서，보다 안정성이 높은 배터리 보호 동작을 실행할 수 있게 한다. 배터리 셀의 정극과 부극 사이의 전압 검출 결과에 기초하는 과충전 상태 및 과방전 상태와, 배터리 셀의 충방전 전류의 검출 결과에 기초하여, 각각 충전 전류 및 방전 전류가 과다한 것을 나타내는 과전류 충전 상태 및 과전류 방전 상태를 적어도 포함하는 복수의 이상 상태의 유무를 수시 판별하여, 각 이상 상태의 판별 결과를 플래그로서 나타낸 이상 판정 플래그를 유지한다. 또한, 배터리 셀의 방전 전류를 선택적으로 차단하는 방전 전류 차단 회로와, 배터리 셀의 충전 전류를 선택적으로 차단하는 충전 전류 차단 회로의 각 동작 상태의 조합에 따른 제어 상태 A∼D를 정의해 두고, 이상 판정 플래그의 값에 기초하여, 어느 제어 상태로 천이할지를 결정한다.

배터리 팩, 배터리 셀, 배터리 보호 회로, 플러스 단자, 마이너스 단자

Description

배터리 팩 및 배터리 보호 방법{BATTERY PACK AND BATTERY PROTECTION METHOD}

본 발명은, 이차 전지의 이상 발생에 대한 보호 처리를 실행하는 처리 회로가 이차 전지와 일체로 수용된 배터리 팩 및 그 이차 전지를 보호하기 위한 배터리 보호 방법에 관한 것이다.

최근, 예를 들면 디지털 비디오 카메라 등의 휴대형의 전자 기기가 급증하고 있고, 이들 전자 기기에 탑재되는 이차 전지의 성능이 중요시되고 있다. 이와 같은 이차 전지의 하나로서, 리튬 이온형이라고 불리는 것이 있다.

또한, 이차 전지를 전원으로서 이용하는 상기한 바와 같은 휴대형의 전자 기기에서는, 배터리 잔량 표시 기능을 탑재하는 것이 많다. 특히, 리튬 이온 2차 전지에서는, 방전의 개시 직후 및 종료 직전을 제외하면, 배터리 셀 전압이 완만하여 직선적으로 저하되어 간다고 하는 성질을 갖고 있으므로, 배터리 잔량을 비교적 정확하게 예측하여 표시할 수 있다. 또한，보다 정확한 잔량 예측을 위해서는, 배터리 셀의 전압의 검출 외에, 충방전 전류의 적산값이나 배터리 셀의 온도 등을 검출하면 된다. 따라서, 이와 같은 검출이나 연산을 행하는 마이크로컨트롤러 등의 회로를, 리튬 이온형의 배터리 셀과 동일 패키지에 수용한 배터리 팩이 시판되고 있 고, 이 배터리 팩의 검출ㆍ연산 정보를 읽어냄으로써, 정확한 잔량 표시 기능이 실현되어 있다.

한편，리튬 이온 이차 전지에서는, 특히 과충전으로 되었을 경우에 리튬 이온이 금속 리튬으로 되어 부극에 석출하고, 최악의 경우에는 전지로부터 발연, 발화가 생기거나, 파열하는 것이 알려져 있다. 또한, 과방전으로 되었을 경우에는, 전극 내부의 미소 쇼트나 용량 열화가 발생하여, 정극, 부극을 쇼트시킨 경우에는 과전류가 흐름으로써 이상 발열이 발생하는 것도 알려져 있다. 이 때문에, 리튬 이온 이차 전지에서는 통상적으로, 과충전, 과방전, 쇼트(과전류)를 방지하기 위해, 이들 이상 상태를 감시하는 보호 기능과, 이상 상태를 회피하기 위한 스위치가 설치되어 있다.

구체적으로는, 이 스위치는 예를 들면, 배터리 셀의 충전 및 방전의 가부를 각각 제어할 수 있는 2개의 FET(Field Effect Transistor)로서 실현되고, 이들 FET의 동작은 배터리 셀의 양단 전압이나 전류 등의 검출값에 따라서 마이크로컨트롤러 등의 제어 회로에 의해 제어된다. 그리고, 이와 같은 보호 동작의 제어 회로나 FET 등도, 상술한 배터리 팩 내에 배터리 셀과 함께 수용되어 있다.

이와 같은 기능을 구비한 종래의 배터리 팩으로서는, 배터리 셀의 보호 기능을, 전용의 전압 비교기(콤퍼레이터)를 주된 구성 요소로 한 회로에 의해 실현한 것이 있었다(예를 들면, 일본 특허 제3136677호 공보(단락 번호 [0011]∼[0016], 도 1 참조). 또한, 이와 같은 보호 기능을 주로 소프트웨어 제어에 의해 실현할 수 있도록, 배터리 셀의 충전 상태나 방전 상태를 나타내는 복수의 제어 상태를 미 리 정의하고, 배터리 셀의 양단 전압 및 방전 전류의 검출값에 기초하여 이들 제어 상태를 판별하여, 제어 상태마다 보호용 FET의 동작을 제어하도록 한 것도 있었다(예를 들면, 일본 특허 공개 제2005-151696호 공보(단락 번호 [0084]∼[0101], 도 8 참조).

도 9는, 종래의 배터리 팩에서의 제어 상태의 천이 예를 도시하는 도면이다.

상기의 일본 특허 공개 제2005-151696호 공보에 개시된 배터리 팩에서는, 도 9에 도시한 바와 같이 과충전 상태, 통상 상태, 과방전 상태, 심방전 상태, 과전류 상태의 5개의 제어 상태가 정의되어 있고, 이들 제어 상태마다 충전 제어용 FET 및 방전 제어용 FET(도면에서는 각각 충전 FET, 방전 FET라고 표기)의 동작이 정해져 있다. 또한, 충전 제어용 FET 및 방전 제어용 FET는, 오프로 함으로써 각각 충전 전류, 방전 전류가 차단되도록 구성되어 있다.

과충전 상태, 통상 상태, 과방전 상태 및 심방전 상태의 천이는, 배터리 셀 전압의 검출 결과에 기초하여 제어된다. 통상 상태에서는 충전 제어용, 방전 제어용의 각 FET는 모두 온되어, 충전기로부터의 충전도, 방전 즉 기기에의 전원 공급도 가능하게 되어 있다. 이 통상 상태로부터, 배터리 셀 전압이 일정값 이상(여기서는 4.20V 이상)으로 되면, 과충전 상태로 천이하고, 충전 제어용 FET가 오프되어, 과충전에 의한 이상이 발생하는 것이 회피된다. 또한, 그 후에 배터리 셀 전압이 일정값 미만(여기서는 4.10V 미만)으로 내려가면, 통상 상태로 복귀한다.

또한, 통상 상태로부터, 배터리 셀 전압이 일정값 미만(여기서는 2.50V 미만)으로 더 내려가면, 과방전 상태로 천이하고, 방전 제어용 FET가 오프되어, 기기 에의 전원 공급이 불가능하게 된다. 이 과방전 상태에서는, 배터리 셀 전압이 일정값 이상(여기서는 2.52V 이상)으로 오르면, 통상 상태로 복귀하고, 전원 공급이 다시 가능하게 된다. 그러나, 과방전 상태로부터, 배터리 셀 전압이 일정값 미만(여기서는 2.20V 미만)으로 더 내려가면, 심방전 상태로 천이한다. 심방전 상태에서는 전압 저하에 의해 보호 동작의 제어 회로를 동작할 수 없게 되어, 제어 회로가 셧다운된다. 그리고, 그 후에 충전이 개시되어, 배터리 셀 전압이 일정값 이상(여기서는 2.50V 이상)으로 오르면, 제어 회로의 동작이 개시되어, 과방전 상태로 천이한다.

또한, 종래의 배터리 팩에서는, 배터리 셀 전압 외에, 배터리 셀의 방전 전류가 검출되어 있고, 이에 의해 정부 단자간의 쇼트 등에 의해 과대한 전류가 흘러 발열 등의 이상이 발생하는 것이 방지되어 있었다. 도 9에서, 방전 제어용 FET가 온인 통상 상태 및 과충전 상태에서, 방전 전류가 일정값 이상(여기서는 3.0A 이상)으로 되면, 과전류 상태로 천이하고, 방전 제어용 FET가 오프된다. 이 상태에서는, 충전 제어용 FET가 온되고, 충전 단자에서의 전압 검출 등에 의해 충전 개시가 검출되면, 통상 상태로 천이한다.

또한, 과전류 상태에서는 방전 부하가 개방된 것을 검출하여 복귀하는 방법도 생각되지만, 이 경우 키 등의 금속과 전극과의 접촉ㆍ이격이 반복되어, 과전류 상태와 통상 상태가 반복되는 사태가 발생하는 경우가 있을 수 있기 때문에, 이 사태를 방지하기 위해 충전 검출에 의해 복귀하도록 하고 있다.

이상과 같이, 배터리 셀 전압 및 방전 전류의 검출값에 따라서 제어 상태를 천이시킴으로써, 주로 과충전이나 과전류가 발생한 경우에, 배터리 셀에 이상이 발생하는 것이 방지되어 있었다.

그런데, 최근에는 배터리 셀 전압이나 전류 등에 따른 보다 많은 사태를 상정하여, 한층 안정성이 높은 배터리 보호 처리를 행하도록 하는 것이 요구되고 있다. 그러나, 상술한 종래의 배터리 셀 보호 방법에서는, 상정되는 대부분의 이상 상태의 전부에 적확하게 대처하기 위해서는 불충분한 점이 있었다.

예를 들면, 종래의 배터리 셀의 보호 방법에서는, 복수의 이상이 발생한 경우 등에, 반드시 적절한 제어 처리를 실행할 수 없다고 하는 문제가 있었다. 예 로서, 통상 상태로부터 과충전 및 과전류의 이상이 동시에 발생한 경우에는, 과충전 상태 혹은 과전류 상태의 어떠한 제어 상태로 천이할 것인지를 판단할 수 없어, 적절한 FET의 온/오프 동작을 행할 수 없게 되어, 충전 전압 혹은 방전 전류의 어느 것인가가 과대해지는 것을 방지할 수 없게 될 가능성이 있었다. 또한, 이와 같은 사태를 회피하기 위해, 배터리 셀 전압이나 방전 전류에 따른 제어 상태나 상태 천이 조건을 보다 세세하고 명확하게 정의해 두는 것이 요망되지만, 이들을 세세하게 할수록 제어 처리가 복잡하게 된다고 하는 문제가 있었다.

또한, 과전류 상태로 천이하였을 때, 그것이 통상 상태로부터의 천이인지, 혹은 과충전 상태로부터의 천이인지를 판단할 수 없는 것이 문제로 되는 경우도 있다. 예를 들면, 어느 쪽의 상태로부터의 천이인지에 의해, 과전류 상태로부터의 복귀 시의 배터리 셀 전압이 상이한 경우도 있으므로, 과전류 상태로부터 일의로 통상 상태로 복귀하도록 하면, 그 때 배터리 셀 전압에 따라 다시 제어 상태를 바 꿀 필요가 있는 등, 제어가 부자연스럽게 되는 경우가 고려되었다. 또한, 어느 상태로부터 과전류 상태로 천이한 것인지를 즉시 알 수 없으므로, 이상 발생의 해석이 용이하지 않은 것도 문제로 되고 있었다.

또한, 방전 전류뿐만 아니라, 충전 전류가 과대해지는 것도 검출하고, 그에 따른 보호 동작을 실행할 수 있게 하는 것이 요망되고 있지만, 그를 위해서는 제어 상태나 상태 천이 조건을 한층 세세하게 정의할 필요가 있어, 제어 처리가 복잡하게 된다고 하는 문제가 있었다.

또한，2개 이상의 배터리 셀이 수용된 배터리 팩에서는, 배터리 셀마다 서로 다른 이상이 발생하는 경우가 고려되지만, 그와 같은 경우를 고려한 상태 천이는 고려되어 있지 않아, 적절한 보호 동작을 반드시 실행할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로, 보다 안정성이 높은 배터리 보호 동작을 실행할 수 있게 한 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 보다 안정성이 높은 배터리 보호 동작을 실행할 수 있게 한 배터리 보호 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에서는 상기 과제를 해결하기 위해, 이차 전지의 이상 발생에 대한 보호 처리를 실행하는 처리 회로가 상기 이차 전지와 일체로 수용된 배터리 팩에 있어서, 상기 이차 전지의 방전 전류를 선택적으로 차단하는 방전 전류 차단 회로와, 상기 이차 전지의 충전 전류를 선택적으로 차단하는 충전 전류 차단 회로와, 상기 이차 전지의 정극과 부극 사이의 전압을 검출하는 전압 검출부와, 상기 이차 전지의 충방전 전류의 크기를 검출하는 전류 검출부와, 상기 전압 검출부의 검출 결과에 기초하는 과충전 상태 및 과방전 상태와, 상기 전류 검출부의 검출 결과에 기초하여, 각각 충전 전류 및 방전 전류가 과다한 것을 나타내는 과전류 충전 상태 및 과전류 방전 상태를 적어도 포함하는 복수의 이상 상태의 유무를 수시 판별하고, 그 현재의 판별 결과를 나타내는 판별 정보를 유지하는 이상 상태 판별부와, 상기 판별 정보에 기초하여 상기 방전 전류 차단 회로 및 상기 충전 전류 차단 회로의 각 동작을 제어하는 보호 처리부를 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩이 제공된다.

이와 같은 배터리 팩에서는, 전압 검출부에 의해, 이차 전지의 정극과 부극 사이의 전압이 검출되고, 전류 검출부에 의해, 이차 전지의 충방전 전류의 크기가 검출된다. 이상 상태 판별부에서는, 전압 검출부의 검출 결과에 기초하는 과충전 상태 및 과방전 상태와, 전류 검출 수단의 검출 결과에 기초하여, 각각 충전 전류 및 방전 전류가 과다한 것을 나타내는 과전류 충전 상태 및 과전류 방전 상태를 적어도 포함하는 복수의 이상 상태의 유무가 수시 판별됨과 함께, 이들 이상 상태의 현재의 판별 결과를 나타내는 판별 정보가 유지된다. 이에 의해, 과충전 상태, 과방전 상태, 과전류 충전 상태 및 과전류 방전 상태를 포함하는 복수의 이상 상태의 유무가 독립적으로 관리된다. 그리고, 보호 처리부에서는, 판별 정보에 기초하여 방전 전류 차단 회로 및 충전 전류 차단 회로의 각각의 차단/도통 동작이 제어되므로, 상기의 각 이상 상태의 유무에 따른 적절한 각 차단 회로의 제어를 실행할 수 있게 된다.

본 발명의 배터리 팩에 따르면, 이상 상태 판별부가 유지하는 판별 정보에 의해, 과충전 상태, 과방전 상태, 과전류 충전 상태 및 과전류 방전 상태를 포함하는 복수의 이상 상태의 유무가 독립적으로 관리됨으로써, 방전 전류 차단 회로 및 충전 전류 차단 회로를 제어하는 보호 처리부에서，이 판별 정보에 기초하여 상기의 각 이상 상태의 유무에 따른 적절한 제어를 확실하게 실행할 수 있다. 특히, 이차 전지의 전압에 의존하는 이상 상태와 충전 전류 및 방전 전류에 각각 의존하는 이상 상태가 판별 정보에 의해 개별로 관리됨으로써, 보호 처리부에서는 이들 이상 상태를 인식한 다음에 각 차단 회로를 적절하게 제어할 수 있게 된다. 따라서, 보다 안정성이 높은 이차 전지의 보호 동작을 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 배터리 팩의 전체 구성을 도시하는 도면.

도 2는 배터리 보호 회로의 내부 구성을 도시하는 도면.

도 3은 마이크로컨트롤러에 의한 충전ㆍ방전 동작의 제어 상태의 천이를 도시하는 도면.

도 4는 이상 판정 플래그의 구성을 도시하는 도면.

도 5는 이상 판정 플래그의 값과 제어 상태와의 대응을 도시하는 도면.

도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 배터리 팩의 구성을 도시하는 도면.

도 7은 각 배터리 셀에 대응하는 이상 판정 플래그를 도시하는 도면.

도 8은 각 배터리 셀의 이상 상태에 따른 제어 상태의 천이 조건을 도시하는 도면.

도 9는 종래의 배터리 팩에서의 제어 상태의 천이 예를 도시하는 도면.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 배터리 팩의 전체 구성을 도시하는 도면이다.

도 1에 도시한 배터리 팩(1)은, 이차 전지로 이루어지는 배터리 셀(2)과, 이 배터리 셀(2)의 이상 상태에 대한 보호 기능을 실현하는 배터리 보호 회로(3)를, 일체의 패키지 내에 수용한 것이다. 배터리 셀(2)의 플러스 단자(21) 및 마이너스 단자(22)는, 배터리 보호 회로(3)의 셀측 플러스 단자(31) 및 셀측 마이너스 단자(32)와, 예를 들면 용접 등에 의해 각각 접속되어 있다. 또한, 배터리 보호 회로(3)의 외부 플러스 단자(33) 및 외부 마이너스 단자(34)는, 예를 들면 디지털 카메라 등의 방전 부하로 되는 기기에 대해 전력을 공급하는 급전 단자로 됨과 함께, 외부의 충전기로부터의 급전을 받는 단자도 겸하고 있다.

또한, 배터리 보호 회로(3)에는, 방전 부하로 되는 기기와의 사이에서 통신하기 위한 컨트롤 단자(35)도 설치되어 있다. 그리고，이 컨트롤 단자(35)를 통해, 이상 검증을 위한 배터리 보호 기능의 현재의 동작 상태 등을 출력할 수 있게 되어 있다.

또한, 배터리 보호 회로(3)에는, 상기한 바와 같은 배터리 셀(2)의 보호 기 능 외에, 이 배터리 셀(2)의 잔량을 표시하기 위한 처리 기능도 구비하고 있다. 예를 들면, 이와 같은 처리 기능으로서, 배터리 셀(2)의 전류 적산값이나 충전 횟수 등을 연산하는 기능을 구비하고 있다. 그리고, 이들 연산 결과를, 컨트롤 단자(35)를 통해 기기에 송신하고, 기기측에서 이들 수신 정보에 기초하여 배터리 셀(2)의 잔량을 정확하게 연산하는 것이 가능하게 되어 있다.

또한, 배터리 셀(2)로서는, 예를 들면 리튬 이온형 등의 이차 전지를 이용할 수 있다. 리튬 이온 이차 전지와 같이, 방전 전압이 비교적 완만하면서 직선적으로 저하하는 방전 특성을 갖는 이차 전지를 이용함으로써, 기기측에서 배터리 잔류 용량을 고정밀도로 검출하여, 예를 들면 사용 가능한 나머지 시간으로서 배터리 잔량을 표시하는 것이 가능하게 된다.

도 2는, 배터리 보호 회로의 내부 구성을 도시하는 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 배터리 보호 회로(3)는 마이크로컨트롤러(110), 충전 제어용 FET(121) 및 방전 제어용 FET(122)(이하, 충전 FET(121) 및 방전 FET(122)라고 칭함), 전류 검출용의 저항 R1을 구비한다. 마이크로컨트롤러(110)는, CPU(Central Processing Unit)(111), 드라이버(112), 통신 인터페이스 회로(113), A/D 변환 회로(114) 및 온도 검출 회로(115)를 구비하고 있다.

CPU(111)는, 도시하지 않은 불휘발성의 메모리에 기억된 프로그램을 실행함으로써, 상술한 배터리 셀(2)의 보호 기능이나, 배터리 잔량 연산용의 처리 기능을 실현하기 위한 각종 연산이나 제어를 행한다. 드라이버(112)는, CPU(111)에 의한 제어 하에서, 충전 FET(121) 및 방전 FET(122)의 게이트 전압을 출력하여, 각 FET 를 구동한다. 통신 인터페이스 회로(113)는, 예를 들면 시리얼 통신을 행하는 인터페이스로서, 컨트롤 단자(35)를 통해 외부의 기기와 접속하고, 이 기기와 CPU(111) 사이에서 소정의 포맷에 따라서 통신할 수 있게 한다.

A/D 변환 회로(114)는, 셀측 플러스 단자(31)와 충전 FET(121) 사이에 삽입된 저항 R1의 양단의 전압 및 외부 플러스 단자(33)에서의 전압을 검출하고, 디지털 신호로 변환하여 CPU(111)에 공급한다. 또한, 온도 검출 회로(115)에 의한 검출값을 디지털 신호로 변환하여 CPU(111)에 공급한다. 온도 검출 회로(115)는, 배터리 셀(2)의 온도를 검출한다. 이 온도 검출 회로(115)로서는, 예를 들면 다이오드 및 저항을 직렬로 접속한 회로를 설치하고, 다이오드의 온도 특성에 따른 저항간 전압의 변화를 기초하여, 온도를 검출하는 방법 등을 채용할 수 있다.

충전 FET(121) 및 방전 FET(122)는, 소스와 드레인간에 다이오드가 등가적으로 내장된 M0SFET(Metal 0xide Semiconductor FET)로 이루어지고, 마이크로컨트롤러(110)의 제어 하에서, 각각 배터리 셀(2)의 충전 시, 방전 시의 보호 스위치로서 기능한다. 즉, 충전 FET(121)는 배터리 셀(2)에 대한 충전 전류를 선택적으로 차단하고, 도통 시에는 충전기로부터의 배터리 셀(2)에 대한 충전을 행하는 것이 가능하게 된다. 또한, 방전 FET(122)는 배터리 셀(2)의 방전 전류를 선택적으로 차단하고, 도통 시에는 배터리 셀(2)의 방전이 가능하게 되어, 기기에 대한 전원 공급을 할 수 있게 된다.

이 배터리 보호 회로(3)에서，마이크로컨트롤러(110)의 CPU(111)는 배터리 셀(2)의 이상 상태를 관리하기 위한 "이상 판정 플래그"를, 도시하지 않은 메모리 내에 기억해 둔다. 그리고, 배터리 셀(2)의 양단의 전압(이하, 셀 전압이라 칭함)이나, 저항 R1의 양단 전압에 기초하는 배터리 셀(2)의 충전 전류 및 방전 전류, 외부 플러스 단자(33)에서의 전압 검출값에 기초하는 충전기 개시 검출 정보, 온도 검출 회로(115)에 의해 검출된 온도 등의 정보에 기초하여 이상 판정 플래그를 갱신하고, 이 이상 판정 플래그에 기초하여, 충전 FET(121) 및 방전 FET(122)의 동작을 제어함으로써, 배터리 셀(2)의 보호 동작을 행한다. 또한, 이상 판정 플래그에 기초하는 이상 검출 정보를 컨트롤 단자(35)를 통해 외부 기기측에 출력할 수 있다. 또한，CPU(111)는 충방전 전류의 적산이나 그 적산값에 대한 온도 보정 등의 연산을 행하여, 이들 연산 결과를 컨트롤 단자(35)를 통해 외부 기기측에 출력할 수도 있다.

다음으로，이 배터리 보호 회로(3)에서의 배터리 보호 기능의 동작에 대해 상세하게 설명한다. 우선, 도 3은 마이크로컨트롤러에 의한 충전ㆍ방전 동작의 제어 상태의 천이를 도시하는 도면이다.

마이크로컨트롤러(110)의 CPU(111)는, 배터리 보호를 위한 충전ㆍ방전 동작의 제어에 있어서, 도 3과 같은 서로 천이 가능한 4개의 제어 상태를 채용한다. 제어 상태 A에서는, 충전 FET(121) 및 방전 FET(122)를 모두 온으로 하여, 배터리 셀(2)의 충전 및 방전의 양쪽을 가능하게 한다. 제어 상태 B에서는, 충전 FET(121)를 오프로 하고, 방전 FET(122)를 온으로 하여 방전만 가능하게 한다. 제어 상태 C에서는, 충전 FET(121)를 온으로 하고, 방전 FET(122)를 오프로 하여 충전만 가능하게 한다. 제어 상태 D에서는, 충전 FET(121) 및 방전 FET(122)를 모두 오프로 하여, 충전도 방전도 불가능한 상태로 한다.

이와 같이, CPU(111)는 충전 FET(121) 및 방전 FET(122)의 구동 상태의 서로 다른 4개의 제어 상태로 천이 가능하게 되고, 다음에 설명하는 이상 판정 플래그의 값에 따라서, 어느 제어 상태로 천이할지를 판정함으로써, 이상 판정 플래그에 의해 판정되는 이상 상태에 따른 적절한 배터리 보호 동작을 행한다.

도 4는, 이상 판정 플래그의 구성을 도시하는 도면이다.

본 실시 형태에서 이용하는 이상 판정 플래그는, 도 4에 도시한 바와 같은 8 비트의 플래그로 구성되고, 각 비트에는 서로 다른 종류의 이상 상태가 정의되어 있고, 각각의 이상 발생의 유무의 정보를 개별로 유지할 수 있게 되어 있다. 그리고, CPU(111)는 A/D 변환 회로(114)를 통해 입력되는 각종의 검출 정보에 기초하여, 이상 판정 플래그의 각 비트의 값을 이하와 같은 조건에서 수시 판정하여, 설정한다. 또한，이하에 나타내는 전압, 전류, 온도 등의 수치 조건은 어디까지나 일례이며, 배터리 셀의 사양에 따라서 적절하게 변경할 수 있다.

〔제0 비트〕

이 비트는, 배터리 셀(2)이 이상인 고온 상태인지의 여부를 나타낸다. CPU(111)는 온도 검출 회로(115)로부터의 검출 정보에 기초하여, 온도가 60도 이상으로 되었을 때에 제0 비트에 "1"을 설정하고, 그 후에 55도 이하로 되었을 때에 "0"을 설정한다.

〔제1 비트〕

이 비트는, 배터리 셀(2)이 이상인 저온 상태인지의 여부를 나타낸다. CPU(111)는, 온도 검출 회로(115)로부터의 검출 정보에 기초하여, 온도가 -50도이하로 되었을 때에 제1 비트에 "1"을 설정하고, 그 후에 -45도 이상으로 되었을 때에 "0"을 설정한다.

〔제2 비트〕

이 비트는, 배터리 팩(1)의 외부에의 급전 단자(즉 배터리 보호 회로(3)의 외부 플러스 단자(33) 및 외부 마이너스 단자(34))가 쇼트하는 등에 의해, 현저하게 큰 방전 전류가 흘렀는지의 여부를 나타낸다. CPU(111)는, 저항 R1의 양단 전압에 기초하여 검출된 방전 전류가 10A 이상으로 되었을 때에 제2 비트에 "1"을 설정하고, 그 후에 충전기로부터의 충전이 개시되었다고 판단하였을 때에 "0"을 설정한다. 또한, 충전 개시의 판단 조건에 대해서는 후술한다.

〔제3 비트〕

이 비트는, 배터리 셀(2)의 방전 전류가 과대한 「과전류 방전 상태」인지의 여부를 나타낸다. CPU(111)는 방전 전류가 3A 이상으로 되었을 때에 제3 비트에 "1"을 설정하고, 그 후에 충전기로부터의 충전이 개시되었다고 판단하였을 때에 "0"을 설정한다.

〔제4 비트〕

이 비트는, 셀 전압이 외부에의 급전이 불가능 정도의 낮은「과방전 상태」인지의 여부를 나타낸다. CPU(111)는, 셀 전압이 2.5V 이하로 되었을 때에 제4 비트에 "1"을 설정하고, 그 후에 2.52V 이상으로 되었을 때에 "0"을 설정한다.

〔제5 비트〕

이 비트는, 셀 전압이 더 낮은 「심방전 상태」인지의 여부를 나타낸다. CPU(111)는, 셀 전압이 2.0V 이하로 되었을 때에 제5 비트에 "1"을 설정하고, 그 후에 2.52V 이상으로 되었을 때에 "0"을 설정한다. 또한, 심방전 상태에서는 셀 전압이 낮기 때문에 마이크로컨트롤러(110)의 동작이 불가능하게 되므로, 실제로는 비트 "5"로 되었을 때, 마이크로컨트롤러(110)는 셧다운된다.

〔제6 비트〕

이 비트는, 배터리 셀(2)의 충전 전류가 과대한 「과전류 충전 상태」인지의 여부를 나타낸다. CPU(111)는 충전 전류가 3A 이상으로 되었을 때에 제6 비트에 "1"을 설정하고, 그 후에 방전 부하가 접속되는 등으로 하여 방전이 개시되었다고 판단하였을 때에 "0"을 설정한다. 또한, 방전의 개시는 저항 R1의 양단 전압에 기초하여 산출한 방전 전류가 150㎃ 이상으로 되었을 때에 검출된다.

〔제7 비트〕

이 비트는, 셀 전압이 지나치게 높아져 위험한 상태인 「과충전 상태」인지의 여부를 나타낸다. CPU(111)는 셀 전압이 4.2V 이상으로 되었을 때에 제7 비트에 "1"을 설정하고, 그 후에 셀 전압이 4.1V 이하로 되었을 때에 "0"을 설정한다.

이상과 같이, 이상 판정 플래그에서는, 제0 비트 및 제1 비트에 의해 온도에 관계되는 이상 상태의 유무가 기억되고, 제2 비트∼제5 비트에 의해 방전에 수반하는 이상 상태의 유무가 기억되고, 제6 비트 및 제7 비트에 의해 충전에 수반하는 이상 상태의 유무가 기억된다. 또한, 방전 및 충전에 수반하는 이상 상태에 대해서는, 전압에 기인하는 이상 상태의 유무와, 전류에 기인하는 이상 상태의 유무를, 각각 개별로 기억해 둘 수 있다. 따라서, 현재 발생하고 있는 이상의 종류를 세밀하면서 정확하게 식별할 수 있고, 게다가 서로 다른 종류의 이상이 발생한 경우에 대해서도 용이하게 식별할 수 있다. 따라서, 이상 판정 플래그를 참조하는 것만으로, 그들 식별 결과에 따른 최적의 보호 동작 제어를 실행할 수 있게 된다.

또한, 제2 비트 및 제3 비트의 판단에서, 충전의 개시는, 다음 2개의 조건 중 적어도 한쪽이 충족되었을 때에 검출된다. 제1 조건은, 외부 플러스 단자(33)의 전압이 3.0V 이상으로 된 경우이다. 제2 조건은, 저항 R1의 양단 전압에 기초하여 검출된 충전 전류가 150㎃ 이상으로 된 경우이다.

여기서, 종래는 충전의 개시를 외부 플러스 단자(33)의 전압만을 기초로 판단하고 있었다. 그러나, 방전 FET(122)가 온으로 되어 있어 셀 전압이 저하되어 있는 경우에, 배터리 팩(1)에 충전기가 접속되면, 충전기의 전압이 셀 전압으로 인장되어 저하되는 경우가 있고, 이 경우에는 충전 개시를 검출할 수 없는 경우가 있었다. 따라서, 본 실시 형태에서는 외부 플러스 단자(33)의 전압뿐만 아니라, 충전 전류의 검출값에 기초하여, 충전 개시를 검출할 수 있게 하고 있다. 상기한 바와 같이 충전기의 전압이 저하된 경우라도 충전 전류는 흐르므로, 이 충전 전류를 검출함으로써 충전 개시를 보다 확실하게 검출할 수 있다. 따라서, 과전류 방전 상태나 배터리 팩(1)의 급전 단자가 쇼트한 경우라도, 충전이 개시되었을 때에 확실하게 동작을 복귀할 수 있다.

다음으로, 이상 판정 플래그에 따른 제어 상태의 천이 조건에 대해 설명한다. 도 5는, 이상 판정 플래그의 값과 제어 상태와의 대응을 도시하는 도면이다.

우선, 이상 판정 플래그의 모든 비트가 "0"인 경우에는, CPU(111)는 제어 상태 A로 천이하고, 충전 FET(121) 및 방전 FET(122)를 모두 온으로 한다. 즉, 이 때에는 어떤 이상도 검출되어 있지 않으므로, 배터리 셀(2)은 충전도 방전도 가능한 상태로 된다.

제0 비트∼제5 비트가 모두 "0"이고, 제6 비트 또는 제7 비트 중 적어도 한쪽이 "1"인 경우에는, CPU(111)는 제어 상태 B로 천이하고, 방전 FET(122)만을 온으로 한다. 즉, 이 때에는 충전 전압이 과대하지만, 혹은 과대한 충전 전류가 흐르고 있으므로, 배터리 셀(2)에의 충전이 불가능한 상태로 된다.

제0 비트, 제1 비트, 제6 비트 및 제7 비트의 전부가 "0"이고, 제2 비트∼제5 비트 중 적어도 하나가 "1"인 경우에는, CPU(111)는 제어 상태 C로 천이하고, 충전 FET(121)만을 온으로 한다. 즉, 이 때에는 방전의 상태에 대해 어떠한 이상이 검출되어 있으므로, 배터리 셀(2)의 방전이 불가능한 상태, 즉 기기에의 전원 공급을 할 수 없는 상태로 된다.

제2 비트∼제5 비트 중 적어도 하나가 "1"이며, 또한 제6 비트 또는 제7 비트 중 적어도 한쪽이 "1"인 경우에는, CPU(111)는 제어 상태 D로 천이하고, 충전 FET(121) 및 방전 FET(122)를 모두 오프로 한다. 즉, 이 때에는 충전의 상태와 방전의 상태의 양쪽에 이상이 검출되어 있고, 정상적인 동작은 불가능하게 생각되므로, 배터리 셀(2)의 충전도 방전도 불가능한 상태로 된다.

제0 비트 또는 제1 비트 중 적어도 한쪽이 "1"인 경우에는, CPU(111)는 제2 비트∼제7 비트의 값에 관계없이, 제어 상태 D로 천이하고, 충전 FET(121) 및 방전 FET(122)를 모두 오프로 한다. 즉, 이 때에는 배터리 셀(2)이 고온으로 되어 위험한 상태, 혹은 저온으로 되어 셀 전압이 저하되는 등 정상인 동작이 불가능한 상태라고 판단할 수 있으므로, 충전이나 방전의 상태에 관계없이, 강제적으로 배터리 셀(2)의 사용이 불가능한 상태로 된다.

이상과 같이, 이상 판정 플래그의 값과 제어 상태를 명확하게 대응지어 둠으로써, 이상 상태의 발생 상황에 따른 최적의 보호 동작 제어를 항상 실행할 수 있게 된다. 특히, 많은 종류의 이상 상태를 식별할 수 있으면서도, 그들 식별 결과에 따른 적절한 제어 상태의 천이처를, 간단한 처리에 의해 판단할 수 있게 된다. 또한, 어떠한 종류의 이상 상태에 대해서도, 그 이상 상태가 정상인 상태로 복귀한 경우에는, 항상 적절한 제어 상태로 천이할 수 있다.

예를 들면, 충전에 수반하는 이상 상태에 대해서는, 종래에서는 충전 전압의 검출값에 기초하는 과충전 상태만 판별하고 있었지만, 본 실시 형태에서는 이 외에, 충전 전류의 검출값에 기초하는 과전류 충전 상태도 판별할 수 있게 하고 있다. 또한，이 과전류 충전 상태로부터는, 과충전 상태와는 달리, 충전 전류에 기초하는 방전 검출에 의해 복귀해야 하지만, 이와 같은 올바른 복귀 조건을 적용하여 이상 판정 플래그를 갱신하는 것만으로, 적절한 복귀 동작을 실행할 수 있다. 또한, 전압, 전류의 검출값에 기초하는 이상 상태뿐만 아니라, 온도의 검출값에 기초하는 이상 상태도 판별할 수 있게 되어 있다.

이와 같이 이상 상태의 검출 종류가 증가하여도, 그 종류에 대응하는 비트를 이상 판정 플래그에 설정하고, 플래그의 조합과 제어 상태와의 대응을 규정해 두는 것만으로, 제어 상태의 천이처를 판별하여 항상 적절한 보호 동작을 실행하는 것이 가능하게 된다. 또한, 복수 종류의 이상이 어떠한 조합으로 검출되었다고 하여도, 천이할 제어 상태를 판정할 수 있으므로, 보다 많은 이상 상태에 대해 정확하게 대응할 수 있음과 함께, 그 상태로부터의 동작의 복귀 동작을 적절하게 실행할 수 있다. 따라서, 항상 확실한 보호 동작을 실행할 수 있어, 안전성을 높일 수 있다.

또한, 현재의 각종의 이상 상태가 이상 판정 플래그에 항상 기억되어 있으므로, 이 이상 판정 플래그를 컨트롤 단자(35)를 통해 외부로부터 읽어 낼 수 있도록 해 둠으로써, 현재의 이상 상태를 즉시 알 수 있게 되어, 불량 해석을 효율적으로 할 수 있게 된다. 예를 들면, 출하 전의 시험에서, 충전 동작이나 방전 동작이 정지하는 등, 어떠한 동작의 변화가 일어났을 때에, 이상 판정 플래그를 읽어냄으로써, 배터리 팩(1) 내에서 발생한 이상의 발생 원인에 대해, 시험 담당자가 즉시 정확하게 해석할 수 있게 된다. 또한, 이상 발생의 이력을 기억해 두지 않아도, 어떤 종류의 이상 발생에 의해 동작 변화가 일어난 것인지를 알 수 있으므로, 불량 해석의 효율화와 함께, 배터리 보호 회로(3) 내의 메모리 영역의 삭감이나 처리의 효율화 등의 장점도 얻어진다.

다음으로, 도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 배터리 팩의 구성을 도시하는 도면이다. 또한，이 도 6에서는, 도 2에 대응하는 기능에 대해서는 동일한 부호를 붙여 나타내고, 그 설명을 생략한다.

도 6에 도시한 배터리 팩은, 2개의 배터리 셀(2a, 2b)을 구비하고 있다. 배터리 셀(2a)의 마이너스 단자(22a)와 배터리 셀(2b)의 플러스 단자(21b)는, 배터리 보호 회로(3a)의 셀측 마이너스 단자(32a) 및 셀측 플러스 단자(31b)를 통해 접속되고, 이에 의해 배터리 셀(2a, 2b)은 직렬로 접속되어 있다. 또한, 배터리 보호 회로(3a)의 셀측 플러스 단자(31a)와 셀측 마이너스 단자(32b)는, 배터리 셀(2a)의 플러스 단자(21a), 배터리 셀(2b)의 마이너스 단자(22b)와 각각 접속되어 있다.

배터리 보호 회로(3a)의 CPU(111)에서는, 셀측 플러스 단자(31a)와 셀측 마이너스 단자(32b) 사이의 전압, 즉 직렬 접속된 2개의 배터리 셀(2a, 2b)에 의한 전압과, 그 충방전 전류를, A/D 변환 회로(114)를 통해 검출할 수 있게 되어 있다. 이에 덧붙여서, 셀측 마이너스 단자(32a) 및 셀측 플러스 단자(31b)도 A/D 변환 회로(114)에 접속되고, 이에 의해 배터리 셀(2a, 2b)의 각각의 전압도 검출할 수 있게 되어 있다. 그리고, CPU(111)는 이들 전압, 전류와 온도 검출 회로(115)에 의해 검출되는 배터리 셀(2a, 2b)의 각각의 온도 등에 따라서, 배터리 셀(2a, 2b)의 각각에 대한 이상 판정 플래그를 설정한다.

도 7은, 각 배터리 셀에 대응하는 이상 판정 플래그를 도시하는 도면이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 2개의 배터리 셀(2a, 2b)의 각각에 대응하는 이상 판정 플래그에 기억되는 이상 상태의 종류는, 1개의 배터리 셀을 이용한 제1 실시 형태와 동일하다. 또한, 각 비트에 대한 값의 설정 조건도 동일하다. 단, 이들 중, 온도에 대한 이상 상태는 배터리 셀(2a, 2b)의 각각에서의 온도 검출값에 기초로 판별되고, 과방전 상태, 심방전 상태, 과충전 상태는 배터리 셀(2a, 2b)의 각각의 전압 검출값을 기초로 판별된다.

CPU(111)는, 상기의 각 이상 판정 플래그에 기초하여, 배터리 셀(2a, 2b)의 각각에 대해, 상술한 제어 상태 A∼D 중 어느 것으로 천이할지를 가판정한다. 그리고, 다음 도 8에서 설명한 바와 같이, 각 셀에 대해 가판정된 제어 상태의 조합에 따라서, 최종적인 제어 상태의 천이처를 결정하여, 충전 FET(121) 및 방전 FET(122)의 동작을 제어한다.

도 8은, 각 배터리 셀의 이상 상태에 따른 제어 상태의 천이 조건을 도시하는 도면이다.

이 도 8에 도시한 바와 같이, 배터리 셀(2a, 2b)의 각각에 대응하는 이상 판정 플래그로부터 가판정된 제어 상태가 동일한 경우에는, CPU(111)는 그 제어 상태로 천이시킨다. 또한, 한쪽의 이상 판정 플래그로부터 이상이 검출되어 있지 않고, 천이처를 제어 상태 A로 하도록 가판정된 경우, 다른 쪽의 이상 판정 플래그로부터 어떠한 이상이 검출되어 있으면, 그 다른 쪽의 이상 판정 플래그에 기초하는 제어 상태로 천이시킨다.

또한, 양쪽의 이상 판정 플래그로부터 어떠한 이상이 검출되어 있고, 각 이상 판정 플래그로부터 가판정된 제어 상태가 상이한 경우에는, 제어 상태 D로 천이시킨다. 즉, 이 경우에는 배터리 셀(2a, 2b) 중, 한쪽에서는 충전에 대한 이상이 발생하고, 다른 쪽에서는 방전에 대한 이상이 발생하고 있기 때문에, 충전과 방전의 양쪽을 정지시킴으로써, 각 배터리 셀(2a, 2b)의 안전성을 확보할 수 있다. 또한, 예를 들면 한쪽의 배터리 셀에서의 이상이 먼저 해소된 경우에는, 다른 쪽의 이상에 대응하도록 하는 제어 상태로 천이하게 된다. 이와 같이, 각 배터리 셀에서 서로 다른 종류의 이상이 발생하여도, 또한 그들 이상이 해소되었을 때라도, 항 상 적절한 보호 동작을 확실하게 실행할 수 있게 된다.

또한，이 제2 실시 형태와 같이, 2개의 배터리 셀뿐만 아니라, 더 많은 배터리 셀을 직렬로 접속한 경우라도, 각 배터리 셀에 대응하는 이상 판정 플래그를 설정하고, 그들로부터 가판정되는 제어 상태의 조합에 따라서 최종적인 제어 상태를 정함으로써, 항상 적절한 보호 동작을 실행할 수 있다. 즉, 복수의 이상 판정 플래그로부터 이상이 검출되어 있을 때, 그리고 나서 가판정되는 제어 상태가 동일하면, 그 제어 상태로 천이하고, 가판정된 제어 상태가 상이한 경우에는, 제어 상태 D로 천이하도록 한다. 또한, 가판정된 제어 상태 중 적어도 하나가 제어 상태 D인 경우도, 제어 상태 D로 천이하도록 한다. 또한, 복수의 배터리 셀을 병렬로 접속한 경우라도, 마찬가지의 처리에 의해 적절한 보호 동작을 실행할 수 있다. 이와 같이, 각 배터리 셀에 대응하는 이상 판정 플래그를 설치하고, 그들 이상 판정 플래그에 기초하여 제어 상태를 정하는 방법은, 다양한 형태의 배터리 팩의 보호 동작에 대해, 그 기본적인 제어 수순을 바꾸지 않고 용이하게 응용할 수 있다.

Claims (15)

1. 이차 전지의 이상 발생에 대한 보호 처리를 실행하는 처리 회로가 상기 이차 전지와 일체로 수용된 배터리 팩에 있어서,

   상기 이차 전지의 방전 전류를 선택적으로 차단하는 방전 전류 차단 회로와,

   상기 이차 전지의 충전 전류를 선택적으로 차단하는 충전 전류 차단 회로와,

   상기 이차 전지의 정극과 부극 사이의 전압을 검출하는 전압 검출부와,

   상기 이차 전지의 충방전 전류의 크기를 검출하는 전류 검출부와,

   상기 전압 검출부의 검출 결과에 기초하는 과충전 상태 및 과방전 상태와, 상기 전류 검출부의 검출 결과에 기초하여, 각각 충전 전류 및 방전 전류가 과다인 것을 나타내는 과전류 충전 상태 및 과전류 방전 상태를 적어도 포함하는 복수의 이상 상태의 유무를 수시 판별하고, 그 현재의 판별 결과를 나타내는 판별 정보를 유지하는 이상 상태 판별부와,

   상기 판별 정보에 기초하여 상기 방전 전류 차단 회로 및 상기 충전 전류 차단 회로의 각 동작을 제어하는 보호 처리부

   를 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
2. 제1항에 있어서,

   상기 보호 처리부는, 상기 방전 전류 차단 회로 및 상기 충전 전류 차단 회로의 각각의 차단/도통 상태의 조합에 따른 4개의 제어 상태를 갖고, 상기 판별 정 보에 기초하여 상기 각 제어 상태를 천이시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
3. 제1항에 있어서,

   상기 이상 상태 판별부는, 상기 복수의 이상 상태의 유무의 판별 결과를 각각 플래그로서 유지하고,

   상기 보호 처리부는, 상기 플래그의 값의 조합에 따라서, 상기 방전 전류 차단 회로 및 상기 충전 전류 차단 회로의 각 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
4. 제1항에 있어서,

   상기 보호 처리부는, 상기 판별 정보에 기초하여, 상기 과충전 상태 또는 상기 과전류 충전 상태라고 판별되고, 또한 상기 과방전 상태 및 상기 과전류 방전 상태의 어떠한 것도 아니라고 판별되었을 때, 상기 충전 전류 차단 회로만을 차단 상태로 하고, 상기 과방전 상태 또는 상기 과전류 방전 상태라고 판별되고, 또한 상기 과충전 상태 및 상기 과전류 충전 상태의 어떠한 것도 아니라고 판별되었을 때, 상기 방전 전류 차단 회로만을 차단 상태로 하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
5. 제4항에 있어서,

   상기 보호 처리부는, 상기 판별 정보에 기초하여，상기 과전류 상태 또는 상 기 과전류 충전 상태라고 판별되고, 또한 상기 과방전 상태 또는 상기 과전류 방전 상태라고도 판별되었을 때, 상기 방전 전류 차단 회로 및 상기 충전 전류 차단 회로를 모두 차단 상태로 하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
6. 제1항에 있어서,

   외부의 충전기에 접속하기 위한 충전 단자 사이의 전압에 기초하여 충전 개시를 검출하는 충전 검출 수단을 더 갖고,

   상기 이상 상태 판별부는, 상기 과전류 방전 상태라고 판별하여 상기 판별 정보를 갱신한 후, 상기 충전 검출 수단에 의해 충전 개시가 검출되었을 때, 또는 상기 전류 검출부에 의해 소정값 이상의 충전 전류가 검출되었을 때에, 상기 과전류 방전 상태가 해제되었다고 판별하여 상기 판별 정보를 갱신하는

   것을 특징으로 하는 배터리 팩.
7. 제1항에 있어서,

   상기 이상 상태 판별부는, 상기 전류 검출부에 의해 제1 기준값 이상의 충전 전류가 검출되었을 때, 상기 과전류 충전 상태라고 판별하여 상기 판별 정보를 갱신하고, 그 후 제2 기준값 이상의 방전 전류가 검출되었을 때에, 상기 과전류 충전 상태가 해제되었다고 판별하여 상기 판별 정보를 갱신하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
8. 제1항에 있어서,

   상기 이차 전지의 내부의 온도를 검출하는 온도 검출부를 더 갖고,

   상기 이상 상태 판별부는, 상기 온도 검출부에 의한 검출 결과에 기초하여, 이상의 고온 및 이상의 저온인 것을 각각 나타내는 이상 고온 상태 및 이상 저온 상태를 판별하여, 그 판별 결과를 상기 판별 정보에 의해 유지하고,

   상기 보호 처리부는, 상기 판별 정보에 기초하여, 상기 이상 고온 상태 또는 상기 이상 저온 상태라고 판별되었을 때에는, 상기 판별 정보 내의 다른 판별 결과에 관계없이, 상기 방전 전류 차단 회로 및 상기 충전 전류 차단 회로를 모두 차단 상태로 하는

   것을 특징으로 하는 배터리 팩.
9. 제1항에 있어서,

   상기 이차 전지에 대한 충전이 개시된 것인지의 여부를 검출하는 충전 검출부를 더 갖고,

   상기 이상 상태 판별부는, 상기 전류 검출부에 의해 검출된 방전 전류가 제1 기준값보다 작을 때에 상기 과전류 방전 상태라고 판별함과 함께, 방전 전류가 상기 제1 기준값보다 낮은 제2 방전 전류보다 작을 때에는, 상기 이차 전지의 정극과 부극이 단락된 단락 상태라고 판별하여, 상기 판별 정보에서 상기 과전류 방전 상태와 함께 상기 단락 상태의 유무도 관리하고, 상기 단락 상태라고 판별한 후, 상기 충전 검출부에 의해 충전 개시가 검출되면, 상기 단락 상태가 해제되었다고 판 별하여 상기 판별 정보를 갱신하는

   것을 특징으로 하는 배터리 팩.
10. 제1항에 있어서,

    동일한 상기 배터리 팩 내에 상기 이차 전지를 복수 구비하고,

    상기 전압 검출부는, 상기 이차 전지마다에 정극과 부극 사이의 전압을 검출하고,

    상기 이상 상태 판별부는, 상기 이차 전지마다의 상기 이상 상태의 판별 결과를 개별의 상기 판별 정보로서 유지하고,

    상기 보호 처리부는, 상기 각 판별 정보에서의 상기 이상 상태의 판별 결과의 조합에 따라서, 상기 방전 전류 차단 회로 및 상기 충전 전류 차단 회로의 각 동작을 제어하는

    것을 특징으로 하는 배터리 팩.
11. 제10항에 있어서,

    상기 보호 처리부는, 하나의 상기 판별 정보에서 이상이 있는 것이 나타내어지고, 그 이외의 상기 판별 정보에서 이상이 없는 것이 나타내어져 있을 경우에는, 이상 있음이라고 나타내어진 상기 판별 정보에 기초하여 상기 방전 전류 차단 회로 및 상기 충전 전류 차단 회로의 각 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
12. 제10항에 있어서,

    상기 보호 처리부는, 하나의 상기 판별 정보에서 상기 과충전 상태 또는 상기 과전류 충전 상태인 것이 나타내어지고, 다른 상기 판별 정보에서 상기 과방전 상태 또는 상기 과전류 방전 상태인 것이 나타내어져 있을 경우에는, 상기 방전 전류 차단 회로 및 상기 충전 전류 차단 회로를 모두 차단 상태로 하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
13. 제10항에 있어서,

    상기 보호 처리부는, 상기 방전 전류 차단 회로 및 상기 충전 전류 차단 회로의 각각의 차단/도통 상태의 조합에 따른 4개의 제어 상태를 갖고, 상기 각 판별 정보에 기초하여 상기 제어 상태의 천이처를 가판정한 후, 가판정된 상기 제어 상태의 조합에 따라서, 최종적인 상기 제어 상태의 천이처를 결정하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
14. 제13항에 있어서,

    상기 보호 처리부는,

    상기 각 판별 정보에 기초하여 가판정된 상기 제어 상태가 전부 동일한 경우에는, 최종적인 천이처를 해당 제어 상태로 결정하고,

    가판정된 상기 제어 상태 중 적어도 하나가, 상기 방전 전류 차단 회로 및 상기 충전 전류 차단 회로 중 적어도 하나를 차단 상태로 하는 것이며, 해당 제어 상태를 제외한 나머지의 상기 제어 상태가 상기 방전 전류 차단 회로 및 상기 충전 전류 차단 회로의 양쪽을 도통 상태로 하는 것인 경우에는, 최종적인 천이처를 차단 상태를 포함하는 상기 제어 상태로 결정하고,

    가판정된 상기 제어 상태 중 적어도 하나가, 상기 방전 전류 차단 회로 및 상기 충전 전류 차단 회로 중 한쪽을 차단 상태로 하는 것이며, 나머지의 상기 제어 상태 중 적어도 하나가, 상기 방전 전류 차단 회로 및 상기 충전 전류 차단 회로 중의 다른 쪽을 차단 상태로 하는 것인 경우, 및 가판정된 상기 제어 상태 중 적어도 하나가, 상기 방전 전류 차단 회로 및 상기 충전 전류 차단 회로의 양쪽을 차단 상태로 하는 것인 경우에는, 최종적인 천이처를, 상기 방전 전류 차단 회로 및 상기 충전 전류 차단 회로의 양쪽을 차단 상태로 하는 상기 제어 상태로 결정하는

    것을 특징으로 하는 배터리 팩.
15. 이상 발생 시에 이차 전지를 보호하기 위한 배터리 보호 방법으로서,

    전압 검출부에 의한 상기 이차 전지의 정극과 부극 사이의 전압 검출 결과에 기초하는 과충전 상태 및 과방전 상태와, 전류 검출부에 의한 상기 이차 전지의 충방전 전류의 검출 결과에 기초하여, 각각 충전 전류 및 방전 전류가 과다한 것을 나타내는 과전류 충전 상태 및 과전류 방전 상태를 적어도 포함하는 복수의 이상 상태의 유무를, 이상 상태 판별부가 수시 판별하여, 그 현재의 판별 결과를 나타내 는 판별 정보를 유지하고,

    상기 이차 전지의 방전 전류를 선택적으로 차단하는 방전 전류 차단 회로와, 상기 이차 전지의 충전 전류를 선택적으로 차단하는 충전 전류 차단 회로의 각 동작을, 보호 처리부가 상기 판별 정보에 기초하여 제어하는

    것을 특징으로 하는 배터리 보호 방법.

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