KR20090050932A - 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

리튬 이온 배터리 경보 보호 장치 및 그 방법은 복수의 직렬 전지 셀을 갖는 리튬 이온 배터리에 적용된다. 그 중 경보 보호 장치는 전지 셀마다의 단전압을 검출하고, 전지 셀마다의 단전압에 대하여 밸런스를 취하도록 하는 전압 밸런스 컨트롤러와, 리튬 이온 배터리에 직렬 접속되는 보호 소자를 포함한다. 마이크로프로세서는 전압 밸런스 컨트롤러와 보호 소자에 접속되어 전지 셀마다의 단전압을 전달받아 최대 단전압과 최소 단전압의 충전 전압차를 산출하고, 또한 충전 전압차와 내부의 복수의 전압차 역치의 비교 결과에 따라 전지 셀의 단전압을 밸런스 보정하며, 경보 신호를 발생하거나 보호 소자를 절단하여 배터리 팩을 사용 불가능하게 한다.
Figure P1020080082946
리튬 이온 배터리, 전지 셀, 단전압, 경보 신호, 컨트롤러

Description

리튬 이온 배터리 경보 보호 장치 및 그 방법{LITHIUM-ION BATTERY ALARM PROTECTION APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 하드웨어 회로와 소프트웨어 프로그램을 아울러 이용함으로써 리튬 이온 배터리 경보 보호를 제공하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
리튬 이온 배터리는 그 구성 재료의 화학적 이유로 인해 충전 전압이 일반적으로 4.2V/Cell을 넘으면 안된다. 리튬 이온 배터리가 4.2V를 넘어 충전되면 사용 수명이 대폭 감소된다. 또한, 충전된 전지 전압이 4.2V를 크게 넘으면 발연, 발화 때로는 폭발에 이르는 경우도 있다. 또한, 리튬 이온 배터리의 방전 전압이 일반적으로 2.7V/Cell 이하가 되면 충전 회복할 수 없는 경우가 있다.
따라서, 리튬 이온 배터리는 통상 응용할 때 종래의 보호 장치를 부가하여 리튬 이온 배터리를 보호한다. 도 1은 종래의 보호 회로를 나타낸 블록도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 보호 장치(1)는 감온 소자(10)와, 서모(Thermo) 퓨즈(11)와, 충전 제어 스위치(12)와, 방전 제어 스위치(13)와, 쇼트 보호기(14)와, 보호 회 로(15)를 포함한다. 감온 소자(10)는 리튬 이온 배터리(2)의 충방전시에 발생하는 이상 온도를 검출한다. 서모 퓨즈(11)는 전지팩 내부가 이상 고온이 되었을 때, 혹은 충전 제어 스위치의 고장 등으로 인해 전지가 이상 과충전이 되었을 때에 서모 퓨즈를 절단하여 전지와 충전 회로를 분단해서 이중의 안전성을 확보한다.
보호 회로(15)는 충전 제어 스위치(12)와 방전 제어 스위치(13)의 전환을 제어하여 리튬 이온 배터리(2)로의 충방전을 수행한다. 쇼트 보호기(14)는 쇼트 현상이 생겼을 때에 방전 제어 스위치(13)를 오프하여 방전을 정지시켜 리튬 이온 배터리의 손상을 보호한다.
도 2는 종래의 리튬 이온 배터리가 어떠한 이유로 단전압 밸런스가 무너진 전압 배분을 나타낸 도면이다. 도 1과 도 2를 참조하면, 충전기(5a)가 리튬 이온 배터리(2)를 충전하면, 충전중인 각각의 전지 셀(21, 22, 23)이 서로 다른 내부 저항치, 자기 방전율에 영향을 받아 각각의 전지 셀(21, 22, 23)의 단전압 분압이 일치하지 않는 현상이 생긴다. 이때, 종래의 보호 장치(1)는 처음에 상한 전압치에 도달하는 전지 셀에 대하여 보호하고, 나아가 리튬 이온 배터리(2) 전체로의 충전을 정지시켜 풀 충전 전압치에 도달하지 않은 다른 전지 셀이 충전 포화될 수 없게 한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전지 셀(21)의 전압치(V1)는 4.35V, 전지 셀(22)의 전압치(V2)는 4.15V, 전지 셀(23)의 전압치(V3)는 4.1V이며, 충전기(5a)가 공급하는 충전 전압(Vt)은 12.6V이다.
또한, 리튬 이온 배터리(2)의 방전시 충전과는 정반대로 종래의 보호 장치(1)는 처음에 하한 전압치에 도달하는 전지 셀에 대하여 보호하고, 나아가 리튬 이온 배터리(2) 전체로의 방전을 정지시켜 하한 전압치에 도달하지 않은 다른 전지 셀이 완전히 방전될 수 없게 한다.
이와 같이 리튬 이온 배터리(2)를 보호하기 위해 종래의 보호 장치(1)를 사용하는 경우에 반복해서 누적 간섭 효과가 발생하는 경우가 있다. 혹은 리튬 이온 배터리(2)가 충전될 때, 임의의 전지 셀의 충전 전압이 과대하게 되어 소손이나 폭발이 일어나거나, 혹은 방전시에 임의의 전지 셀의 방전 전압이 지나치게 낮아져 그 용량을 회복할 수 없게 되고 나아가 재충전할 수 없게 된다.
본 발명은 이를 감안하여 작성된 것으로, 하드웨어 회로 및 소프트웨어 프로그램을 아울러 이용함으로써, 리튬 이온 배터리의 충전 과정에서 누적 간섭 효과에 따른 소손이나 폭발 등의 상해가 발생하는 것을 피할 수 있는 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치 및 그 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치는, 복수의 직렬 전지 셀을 갖는 리튬 이온 배터리에 적용될 수 있으며, 전압 밸런스 컨트롤러, 보호 소자 및 마이크로프로세서를 포함한다. 그 중, 전압 밸런스 컨트롤러는 리튬 이온 배터리에 접속되고, 전지 셀마다의 단전압을 검출하며, 전지 셀마다의 단전압에 대하여 밸런스를 취한다. 보호 소자는 리튬 이온 배터리에 직렬 접속된다. 마이크로프로세서는 전압 밸런스 컨트롤러와 보호 소자에 접속되어 전지 셀마다의 단전압을 전달받고, 최대 단전압과 최소 단전압의 충전 전압차를 산출하는 동시에 충전 전압차와 복수의 전압차 역치의 비교 결과에 따라 전압 밸런스 컨트롤러의 동작을 제어하고, 경보 신호를 발생 혹은 상기 보호 소자의 동작을 제어한다.
본 발명에 따른 리튬 이온 배터리 경보 보호 방법은, 복수의 직렬 전지 셀을 갖는 리튬 이온 배터리에 적용될 수 있는 것으로, a, 먼저 리튬 이온 배터리중 전지 셀의 최대 단전압과 최소 단접압의 충전 전압차가 제1 전압차 역치보다 큰지 여부를 판단하고, 제1 전압 역치보다 크면 전지 셀의 단전압의 밸런스 보정을 수행하 며, 반대라면 리튬 이온 배터리의 정상적인 충전을 유지한다. b, 다음에는 전지 셀의 단전압의 밸런스 보정 이후에 다시 리튬 이온 배터리중 전지 셀의 최대 단전압과 최소 단전압의 충전 전압차가 제2 전압차 역치보다 큰지 여부를 판단하고, 제2 전압차 역치보다 크면 경보 신호를 출력하며, 반대라면 전지 셀의 단전압의 밸런스 보정을 수행한다. c, 마지막으로 리튬 이온 배터리중 전지 셀의 최대 단전압과 최소 단전압의 충전 전압차가 제3 전압차 역치보다 큰지 여부를 판단하고, 제3 전압차 역치보다 크면 32의 보호 소자를 절단하여 배터리 팩을 사용 불가능하게 하며, 반대라면 스텝 a로 되돌아간다.
본 발명에 따른 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치 및 그 방법은, 마이크로프로세서에서 임의의 하나의 전지 셀의 단전압을 전달받아 최대 단전압과 최소 단전압의 충전 전압차를 산출한다. 또한, 마이크로프로세서는 충전 전압차에 따라 전압 밸런스 컨트롤러의 동작을 제어하여 전지 셀의 단전압을 밸런스 보정하거나, 경보 신호를 발생하거나, 혹은 보호 소자의 동작을 제어하여 리튬 이온 배터리의 충전 회로를 오프한다. 또한, 제3 역치를 넘었을 때는 Q3을 온시켜 서모 퓨즈를 절단하여 전지 셀과 충전기를 분단한다. 이와 같이 하여 본 발명은 리튬 이온 배터리가 충전 과정에서 누적 간섭 효과에 따른 소손이나 폭발 등의 손해가 발생하는 것을 피할 수 있다.
이상의 개략 기술 및 다음의 상세한 설명은 모두 예시로서, 본 발명의 주장 범위를 잘 설명하기 위한 것이다. 본 발명의 다른 목적 및 이점에 대하여 후속의 설명 및 도시에서 기술한다.
도 3은 본 발명에 따른 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치의 회로를 나타낸 블록도이다. 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치(3)는 복수의 직렬 전지 셀(41, 42, 43)을 갖는 리튬 이온 배터리(4)에 적용되며, 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치(3)는 전압 밸런스 컨트롤러(30), 보호 소자(32), 과충전 보호 스위치(Q1), 과방전 보호 스위치(Q2), 보호 스위치(Q3) 및 마이크로프로세서(34)를 포함한다.
그 중, 보호 소자(32), 과충전 보호 스위치(Q1) 및 과방전 보호 스위치(Q2)는 리튬 이온 배터리(4)와 직렬 접속되며, 정상 사용중에 충전기(5)는 보호 소자(32), 과충전 보호 스위치(Q1) 및 과방전 보호 스위치(Q2)를 통해 리튬 이온 배터리(4)에 대하여 충전한다. 또한, 리튬 이온 배터리(4)도 보호 소자(32), 과충전 보호 스위치(Q1) 및 과방전 보호 스위치(Q2)를 통해 부하(6)에 대하여 방전한다. 동시에 과충전 보호 스위치(Q1)는 리튬 이온 배터리(4)가 과도하게 충전되는 경우에 턴 오프되어 리튬 이온 배터리(4)의 과충전 보호 요구를 달성하고, 또한 과방전 보호 스위치(Q2)는 리튬 이온 배터리(4)가 과도하게 방전되는 경우에 턴 오프되어 리튬 이온 배터리(4)의 과방전 보호 요구를 달성한다.
재차 도 3을 참조하면, 전압 밸런스 컨트롤러(30)는 리튬 이온 배터리(4), 과충전 보호 스위치(Q1) 및 과방전 보호 스위치(Q2)에 접속된다. 전압 밸런스 컨트롤러(30)는 리튬 이온 배터리(4)의 전지 셀(41, 42, 43)마다의 단전압을 동적으로 검출하고, 전지 셀(41, 42, 43)마다의 단전압의 밸런스를 컨트롤한다. 전지 셀(41, 42, 43)중 하나의 단전압이 과도하게 크면, 전압 밸런스 컨트롤러(30)는 과충전 보호 스위치(Q1)를 구동하여 턴 오프시켜 리튬 이온 배터리(4)의 과충전 보호 요구를 달성한다. 또한, 전지 셀(41, 42, 43)중 하나의 단전압이 너무 낮으면, 전압 밸런스 컨트롤러(30)는 과방전 보호 스위치(Q2)를 구동하여 턴 오프시켜 리튬 이온 배터리(4)의 과방전 보호 요구를 달성한다.
다시 도 3을 참조하면, 마이크로프로세서(34)는 전압 밸런스 컨트롤러(30)와 보호 스위치(Q3)에 접속되는 동시에 마이크로프로세서(34)는 제1 전압차 역치(Vth1), 제2 전압차 역치(Vth2), 제3 전압차 역치(Vth3) 및 전압 역치(Vth)를 미리 설정하고 있다. 마이크로프로세서(34)는 전압 밸런스 컨트롤러(30)로부터 전지 셀(41, 42, 43)마다의 단전압을 동적으로 전달받아 전지 셀(41, 42, 43)마다의 단전압이 소정의 전압 역치(Vth)를 넘었는지 여부를 판단한다. 상기 단전압 역치를 넘었는지 여부는 전지 셀 전압이 30초 내지 1분 정도 지속되는지 여부를 보고 판단한다. 단전압이 소정의 전압 역치를 넘지 않은 경우, 전지 셀(41, 42, 43)은 계속해서 충전기(5)의 충전을 받는다. 임의의 전지 셀(41, 42, 43)의 단전압이 소정의 전압 역치(Vth)를 넘으면, 마이크로프로세서(34)는 전지 셀(41, 42, 43)중 최대 단전압(Vmax)과 최소 단전압(Vmin)의 충전 전압차(△V)를 산출한다.
다시 도 3을 참조하면, 마이크로프로세서(34)는 충전 전압차(△V)를 산출한 이후에 그 충전 전압차(△V)와 제1 전압차 역치(Vth1)를 비교하여 연산한다. 그 결과에 따라 충전 전압차(△V)가 제1 전압차 역치(Vth1)보다 작으면, 충전 회로가 리튬 이온 배터리(4)에 정상적으로 충전한다. 반대로, 그 결과에 따라 충전 전압차 (△V)가 제1 전압차 역치(Vth1)보다 크면, 마이크로프로세서(34)는 전압 밸런스 컨트롤러(30)의 동작을 제어하여 전지 셀(41, 42, 43)의 단전압을 밸런스 보정하여 밸런스 요구를 달성한다.
상기 전압 밸런스 컨트롤러(30)가 동작한 이후에 마이크로프로세서(34)는 다시 전지 셀(41, 42, 43)마다의 단전압을 동적으로 전달받고, 또한 충전 전압차(△V)를 산출하며, 이어서 충전 전압차(△V)와 제2 전압차 역치(Vth2)를 비교하여 연산한다. 그 결과에 따라 충전 전압차(△V)가 제2 전압차 역치(Vth2)보다 작으면, 마이크로프로세서(34)는 다시 전압 밸런스 컨트롤러(30)의 동작을 제어하여 전지 셀(41, 42, 43)의 단전압을 밸런스 보정하고 밸런스 요구를 달성한다. 반대로, 그 결과에 따라 충전 전압차(△V)가 제2 전압차 역치(Vth2)보다 크면, 마이크로프로세서(34)는 경보 신호(S1)를 출력하여 리튬 이온 배터리(4)가 위험 상태에 가까워졌음을 유저에게 경고한다.
마이크로프로세서(34)는 경보 신호(S1)를 출력하는 동시에 다시 전지 셀(41, 42, 43)마다의 단전압을 동적으로 전달받고, 또한 충전 전압차(△V)를 산출하며, 이어서 충전 전압차(△V)와 제3 전압차 역치(Vth3)를 비교하여 연산한다. 그 비교 결과에 따라 충전 전압차(△V)가 제3 전압차 역치(Vth3)보다 작으면, 마이크로프로세서(34)는 다시 한번 충전 전압차(△V)와 제1 전압차 역치(Vth1)를 다시 비교하여 연산한다. 반대로, 비교 결과에 따라 충전 전압차(△V)가 제3 전압차 역치(Vth3)보다 크면, 마이크로프로세서(34)는 보호 스위치(Q3)가 턴 오프되도록 제어하고, 보호 소자(32)를 연소시켜 절단하여 리튬 이온 배터리(4)를 보호한다. 이 보호 소 자(32)는 서모 퓨즈이어도 된다.
다시 도 3을 참조하면, 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치(3)는 더욱이 온도 센서(33)를 포함한다. 온도 센서(33)는 마이크로프로세서(34)에 접속되는 동시에 리튬 이온 배터리(4)의 주변에 설치되며, 리튬 이온 배터리(4)의 주변 온도를 검출하고, 온도 데이터를 마이크로프로세서(34)에 송신하여 마이크로프로세서(34)에 리튬 이온 배터리(4)에 대하여 온도 이상의 보호를 수행하도록 한다. 또한, 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치(3)는 더욱이 저항(R2)을 포함하는데, 저항(R2)은 마이크로프로세서(34)에 접속된다. 저항(R2)은 서로 다른 업체의 전지의 차이에 따른 제1 전압차 역치(Vth1), 제2 전압차 역치(Vth2) 및 제3 전압차 역치(Vth3)의 조정을 제공한다. 또한, 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치(3)는 더욱이 부하 검지 저항(R1)을 포함하는데, 부하 검지 저항(R1)은 리튬 이온 배터리(4)에 직렬 접속되며, 리튬 이온 배터리(4)에 흐르는 전류의 크기를 검지하고, 그 검지 결과를 마이크로프로세서(34)에 송신하여 마이크로프로세서(34)에 리튬 이온 배터리(4)에 대하여 과전류의 보호를 수행하도록 한다.
다시 도 3을 참조하면, 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치(3)중 마이크로프로세서(34)는 전압 밸런스 컨트롤러(30)를 통해 리튬 이온 배터리(4)중 임의의 하나의 전지 셀(41, 42, 43)의 단전압을 취하고, 전지 셀(41, 42, 43)마다의 단전압이 전압 역치(Vth)를 넘으면 리튬 이온 배터리(4)의 경보 보호 조작을 시작한다. 경보 보호 조작에 있어서, 마이크로프로세서(34)는 전지 셀(41, 42, 43)중 최대 단전압(Vmax)과 최소 단전압(Vmin)의 충전 전압차(△V)를 산출하고, 충전 전압차(△V) 를 제1 전압차 역치(Vth1)와 제2 전압차 역치(Vth2), 및 제3 전압차 역치(Vth3)와 순차적으로 비교한다. 그 중, 충전 전압차(△V)가 제1 전압차 역치(Vth1)보다 크면, 마이크로프로세서(34)는 전압 밸런스 컨트롤러(30)의 동작을 제어하여 전지 셀(41, 42, 43)마다의 단전압을 밸런스 보정한다. 밸런스 보정후 충전 전압차(△V)가 제2 전압차 역치(Vth2)보다 크면, 마이크로프로세서(34)는 경보 신호(S1)를 퍼스널컴퓨터 호스트(도시 않음)에 공급한다. 동시에 충전 전압차(△V)가 제3 전압차 역치(Vth3)보다 크면, 마이크로프로세서(34)는 리튬 이온 배터리(4)의 충전 회로를 제어하여 오프시키고, 경보 보호를 수행한다.
도 4는 본 발명의 조작을 나타낸 플로어차트이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 리튬 이온 배터리(4)는 먼저 정상 충전 상황에 있다(S10). 이때, 리튬 이온 배터리(4)의 전지 셀(41, 42, 43)은 전압을 세트하기 시작한다. 이어서, 전지 셀(41, 42, 43)마다의 단전압 크기의 판단을 수행하는데(S11), 이때 단전압이 전압 역치(Vth)보다 작으면 전지 셀(41, 42, 43)마다가 계속해서 정상 충전하여 전압을 세트한다. 반대로, 임의의 하나의 전지의 단전압이 전압 역치(Vth)보다 크면, 본 발명의 리튬 이온 배터리 경보 보호 방법을 시작한다.
먼저, 리튬 이온 배터리(4)중 전지 셀의 최대 단전압(Vmax)과 최소 단전압(Vmin)의 충전 전압차(△V)가 제1 전압차 역치(Vth1)보다 큰지 여부를 판단하고(S12), 제1 전압차 역치(Vth1)보다 크면 전지 셀(41, 42, 43)마다의 단전압의 밸런스 보정을 수행하며, 반대라면 리튬 이온 배터리(4)의 정상적인 충전을 유지한다(S10). 다음에는 리튬 이온 배터리(4)중 최대 단전압(Vmax)과 최소 단전압(Vmin) 의 충전 전압차(△V)가 제2 전압차 역치(Vth2)보다 큰지 여부를 판단하고, 충전 전압차(△V)가 제2 전압차 역치(Vth2)보다 크면 안전 경보를 제공하며(S18), 반대라면 전지 셀(41, 42, 43)마다의 단전압의 밸런스 보정을 수행한다(S14).
안전 경보 스텝(S18)을 제공하기 전에 충전 전압차(△V)가 제2 전압차 역치(Vth2)보다 큰 횟수를 산출한다(S16). 그 후, 횟수가 역치 횟수{T(17)}를 넘는지 여부를 판단하고, 횟수가 역치 횟수(T)를 넘지 않은 경우에는 전지 셀(41, 42, 43)의 단전압의 밸런스 보정을 수행하며(S14), 횟수가 역치 횟수(T)를 넘은 경우에는 안전 경보를 제공한다(S18).
동시에 스텝 S17 이후에 리튬 이온 배터리(4)중 전지 셀의 최대 단전압(Vmax)과 최소 단전압(Vmin)의 충전 전압차(△V)가 제3 전압차 역치(Vth3)보다 큰지 여부를 판단한다(S19). 충전 전압차(△V)가 제3 전압차 역치(Vth3)보다 크면 리튬 이온 배터리(4)의 충전 회로를 오프하고(S20), 경보 보호를 수행한다. 반대라면, 스텝 S12로 되돌아가 다시 한번 충전 전압차(△V)가 제1 전압차 역치(Vth1)보다 큰지 여부를 판단한다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치 및 그 방법은 마이크로프로세서가 전지 셀마다의 단전압을 전달받고, 전지 셀중 최대 단전압과 최소 단전압의 충전 전압차를 산출한다. 또한, 마이크로프로세서는 충전 전압차 및 내부 전압차 역치의 비교 연산에 의거하여 전지 셀의 단전압을 밸런스 보정하거나 경보 신호를 발생하고, 리튬 이온 배터리의 충전 회로를 오프한다. 또한, 제3 전압차 역치(Vth3)를 넘었을 때에는 보호 소자(32)를 절단하여 전지 팩을 사용 불 가능하게 한다. 이와 같이 본 발명은 리튬 이온 배터리가 충전 과정에서 누적 간섭 효과에 의한 소손이나 폭발 등의 손해가 발생하는 것을 피할 수 있으므로, 종래의 보호 장치의 결점을 유효하게 개선할 수 있다.
그러나, 상기의 설명은 단순히 본 발명의 바람직한 구체적인 실시예의 상세 설명 및 도면에 지나지 않으며, 본 발명의 특허청구범위를 국한하는 것은 아니다. 본 발명이 주장하는 범위는 특허청구범위에 의거해야 하며, 당해 분야에서의 통상의 지식을 가진 전문가가 본 발명의 분야 속에서 적당하게 변경이나 수식 등을 실시할 수 있으나, 이들 실시는 본 발명의 주장 범위 내에 포함되는 것은 말할 나위도 없다.
도 1은 종래의 보호 장치의 회로를 나타내는 블록도,
도 2는 종래의 리튬 이온 배터리의 충전 전압 배포를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치의 회로를 나타낸 블록도,
도 4는 본 발명의 조작을 나타낸 플로어차트.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 종래 보호 장치
10 : 감온 소자
11 : 서모 퓨즈
12 : 충전 제어 스위치
13 : 방전 제어 스위치
14 : 쇼트 보호
15 : CPU
2 : 리튬 이온 배터리
21, 22, 23 : 전지 셀
3 : 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치
30 : 전압 밸런스 컨트롤러
32 : 보호 소자
33 : 온도 센서
34 : 마이크로프로세서
41, 42, 43 : 전지 셀
5 : 충전기
5a : 충전기
6 : 부하
Q1 : 과충전 보호 스위치
Q2 : 과방전 보호 스위치
Q3 : 보호 스위치
R2 : 저항
R1 : 부하 검지 저항
S1 : 경보 신호

Claims (21)

  1. 복수의 직렬 전지 셀을 갖는 리튬 이온 배터리에 적용되는 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치에 있어서,
    상기 리튬 이온 배터리에 접속되어 전지 셀마다의 단전압을 검출하고, 전지 셀마다의 단전압의 밸런스를 취하는 전압 밸런스 컨트롤러와,
    상기 리튬 이온 배터리에 직렬 접속되는 보호 소자와,
    상기 전압 밸런스 컨트롤러와 상기 보호 소자에 접속되어 전지 셀마다의 단전압을 전달받아 최대 단전압과 최소 단전압의 충전 전압차를 검출하는 동시에 충전 전압차와 복수의 전압차 역치의 비교 결과에 따라 상기 전압 밸런스 컨트롤러의 동작을 제어하고, 경보 신호를 발생하거나 상기 보호 소자의 동작을 제어하는 마이크로프로세서를 포함하는 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이크로프로세서와 상기 보호 소자에 접속되는 보호 스위치를 포함하되, 상기 마이크로프로세서는 상기 보호 스위치를 제어함으로써 상기 보호 소자를 구동하여 동작시키는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 보호 소자는 서모 퓨즈인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 리튬 이온 배터리에 직렬 접속되고, 상기 전압 밸런스 컨트롤러에 의해 제어되며, 상기 리튬 이온 배터리를 과충전으로부터 보호하기 위한 과충전 보호 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 리튬 이온 배터리에 직렬 접속되고, 상기 전압 밸런스 컨트롤러에 의해 제어되며, 상기 리튬 이온 배터리를 과방전으로부터 보호하기 위한 과방전 보호 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 전압차 역치는 제1 전압차 역치, 제2 전압차 역치 및 제3 전압차 역치를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 충전 단전압차가 제1 전압차 역치보다 크면, 상기 마이크로프로세서가 전지 셀마다의 단전압 밸런스를 취하도록 상기 밸런스 컨트롤러의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 전압차가 제2 전압차 역치보다 크면, 상기 마이크로프로세서가 상기 경보 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 전압차가 제3 전압차 역치보다 크면, 상기 마이크로프로세서가 상기 보호 소자의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 마이크로프로세서가 온도 센서를 통해 상기 리튬 이온 배터리의 전지 온도 혹은 주변 온도를 검출하고, 경보 혹은 상기 보호 소자를 동작시켜 상기 리튬 이온 배터리를 온도 이상으로부터 보호하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 마이크로프로세서에 접속되어 제1 전압차 역치, 제2 전압차 역치 및 제3 전압차 역치의 조정을 수행하는 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 마이크로프로세서가 부하 검지 저항을 통해 리튬 이온 배터리에 흐르는 전류의 크기를 검지하여 리튬 이온 배터리에 대하여 과전류의 보호를 수행하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치.
  13. 복수의 직렬 전지 셀을 갖는 리튬 이온 배터리에 적용되는 리튬 이온 배터리 경보 보호 장치에 있어서,
    a, 상기 리튬 이온 배터리중 충전시의 전지 셀의 최대 단전압과 최소 단접압의 전압차가 제1 전압차 역치보다 큰지 여부를 판단하여, 크면 전지 셀의 단전압의 밸런스 보정을 수행하는 스텝과,
    b, 상기 리튬 이온 배터리중 충전시의 전지 셀의 최대 단전압과 최소 단전압의 전압차가 제2 전압차 역치보다 큰지 여부를 판단하여, 크면 안전 경보를 제공하는 스텝과,
    c, 상기 리튬 이온 배터리중 충전시의 전지 셀의 최대 단전압과 최소 단전압의 전압차가 제3 전압차 역치보다 큰지 여부를 판단하여, 크면 상기 보호 소자를 동작시키는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 배터리의 경보 보호 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    스텝 a 이전에 상기 전지 셀마다의 단전압이 전압차 역치를 넘는지 여부를 판단하는 스텝을 더 포함하되, 넘지 않는다고 판단되면 상기 전지 셀마다를 충전하고, 넘는다고 판단되면 스텝 a를 수행하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 배터리 경보 보호 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    스텝 a에서는 충전시의 단전압차가 제1 전압차 역치보다 크지 않은 경우, 전지 셀마다가 충전 동작을 유지하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 배터리 경보 보호 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    스텝 b에서는 충전시의 단전압차가 제2 전압차 역치보다 크지 않은 경우, 계속해서 전지 셀의 단전압의 밸런스 보정을 수행하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 배터리 경보 보호 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    스텝 b 이후에 충전시의 단전압차가 제2 전압차 역치보다 커진 횟수를 카운트하는 스텝을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 배터리 경보 보호 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 충전시의 단전압차가 제2 전압차 역치보다 커진 횟수를 카운트하는 스 텝 이후에 상기 횟수가 역치 횟수를 넘었는지 여부를 판단하는 스텝을 더 포함하되, 넘지 않은 경우 전지 셀마다의 단전압의 밸런스 보정을 수행하고, 넘은 경우 안전 경보를 제공하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 배터리 경보 보호 방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    스텝 c에서는 충전시의 단전압차가 제3 전압차 역치보다 크지 않은 경우에 스텝 a를 수행하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 배터리 경보 보호 방법.
  20. 제 14 항에 있어서,
    충전시의 단전압차가 제3 전압차 역치를 넘는 경우에는 보호 소자를 끊어 전지 팩을 사용 불가능하게 하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 배터리 경보 보호 방법.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 단전압 역치를 넘었는지 여부는 전지 셀 전압이 30초 내지 1분 정도 지속되는지 여부를 보고 판단하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 배터리 경보 보호 방법.
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