KR20120013774A

KR20120013774A - 배터리 팩 및 이의 제어 방법

Info

Publication number: KR20120013774A
Application number: KR1020100075988A
Authority: KR
Inventors: 윤한석; 스스무 세가와; 황의정; 심세섭; 양종운; 김범규; 김진완
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2010-08-06
Filing date: 2010-08-06
Publication date: 2012-02-15
Also published as: KR101174893B1; US20120035874A1

Abstract

본 발명은 배터리 팩 및 이를 포함한 충전 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩은 아날로그 디지털 변환의 이상에 대한 검출을 함으로써, 배터리 잔량 계산의 경우 아날로그 디지털 변환 이상에 의해 오차가 발생하는 것을 막을 수 있고, 보호회로 동작의 경우 아날로그 디지털 변환 이상에 의해 보호회로가 오작동 되어 처리되기 전에 아날로그 디지털 변환 고장으로 처리할 수 있다.

Description

배터리 팩 및 이의 제어 방법{A battery pack and method for controlling the battery pack}

본 발명은 배터리 팩 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 배터리 팩의 고장 진단을 위한 배터리 팩 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 충방전이 가능한 이차 전지(rechargeable battery)는 셀룰러 폰(cellular phone), 노트북 컴퓨터, 캠코더, PDA(personal digital assistants) 등 휴대용 전자기기의 개발로 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 이러한 이차 전지는 니켈-카드뮴 전지(nikel-cadimium battery), 납 축전지, 니켈-수소 전지(NiMH: nickel metal hydride battery), 리튬-이온 전지(lithium ion battery), 리튬 폴리머 전지(lithium polymer battery), 금속 리튬 전지, 공기 아연 축전지 등 다양한 종류가 개발되고 있다. 이러한 이차 전지는 회로와 합쳐져서 배터리 팩을 구성하며, 배터리 팩의 외부 단자를 통해 충전과 방전이 이루어진다.

종래의 배터리 팩은 크게 배터리 셀과, 충방전 회로를 포함하는 주변회로를 포함하여 이루어지며, 이 주변회로는 인쇄 회로 기판으로 제작된 후, 상기 배터리 셀과 결합된다. 배터리 팩의 외부 단자를 통해 외부 전원이 연결되면, 외부 단자와 충방전 회로를 통해 공급되는 외부 전원에 의해 배터리 셀이 충전되며, 외부 단자를 통해 부하(load)가 연결되면, 배터리 셀의 전원이 충방전 회로와 외부 단자를 통해 부하에 공급되는 동작이 일어난다. 이때, 충방전 회로는 외부 단자와 배터리 셀 사이에서 배터리 셀의 충방전을 제어한다. 일반적으로 배터리 셀은 부하의 소모 용량에 맞도록 다수의 배터리 셀을 직렬 및 병렬로 연결하여 사용한다.

본 발명의 일 실시 예는 배터리 팩의 아날로그 디지털 변환의 정상 동작 여부를 판단할 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 셀 및 이의 보호회로를 포함하는 배터리 팩은 상기 배터리 셀의 전압을 아날로그 디지털 변환하여 제1 전압 값을 출력하는 제1 A/D 변환부; 상기 배터리 셀의 전압을 아날로그 디지털 변환하여 제2 전압 값을 출력하는 제2 A/D 변환부; 및 상기 제1 전압 값과 상기 제2 전압 값을 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 A/D 변환의 정상 동작 여부를 판단하는 비교부를 포함하여 이루어진다.

상기 비교부는 상기 제1 전압 값과 상기 제2 전압 값의 차이가 제1 임계값 이상인 경우, 상기 A/D 변환 고장이라고 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 보호회로는 상기 배터리 셀과 병렬로 접속된 아날로그 프런트 엔드 IC, 마이크로 컴퓨터, 상기 마이크로 컴퓨터의 제어에 따라 온 또는 오프되는 충전 스위치 및 방전 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 마이크로 컴퓨터는 상기 아날로그 프런트 엔드 IC로부터 출력된 상기 배터리 셀의 전압을 아날로그 디지털 변환한 제1 전압 값을 출력하는 제1 A/D 변환부; 및 상기 제1 A/D 변환부로부터 출력된 제1 전압 값과 상기 제2 A/D 변환부로부터 출력된 제2 전압 값을 비교함으로써, 상기 마이크로 컴퓨터의 아날로그 디지털 변환의 정상 동작 여부를 판단하는 비교부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 A/D 변환부는 상기 아날로그 프런트 엔드 IC로부터 출력된 상기 배터리 셀의 전압을 아날로그 디지털 변환하여 상기 비교부에 제2 전압 값을 출력하는 것을 특징으로 한다.

상기 마이크로 컴퓨터는 상기 제1 전압 값과 상기 제2 전압 값의 차이가 제1 임계값 이상인 경우, 상기 마이크로 컴퓨터의 A/D 변환 고장에 상응하는 제어 신호를 출력하는 제어 단자를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 마이크로 컴퓨터는 상기 제1 전압 값과 상기 제2 전압 값의 차이가 제1 임계값 이상인 경우, 상기 충전 스위치 또는 상기 방전 스위치를 오프시키는 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

상기 배터리 팩은 상기 아날로그 프런트 엔드 IC로부터 출력된 상기 배터리 셀의 전압을 분배하여 상기 마이크로 컴퓨터의 제1 A/D 변환부에 출력하는 분배 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 배터리 셀은 적어도 2 이상의 배터리 셀이 직렬로 연결되고,

상기 전압 값은 상기 적어도 2 이상의 직렬로 연결된 배터리 셀들의 전압 값인 것을 특징으로 한다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다수의 배터리 셀, 상기 다수의 배터리 셀과 병렬로 접속된 아날로그 프런트 엔드 IC 및 마이크로 컴퓨터를 포함하는 배터리 팩은 상기 아날로그 프런트 엔드 IC로부터 출력된 상기 다수의 배터리 셀의 물리적 입력을 디지털 변환하여 제1 출력 값을 상기 마이크로 컴퓨터에 출력하는 A/D 변환부를 포함하고,

상기 마이크로 컴퓨터는 상기 A/D 변환부로부터 입력된 제1 출력 값과, 상기 아날로그 프런트 엔드 IC로부터 출력된 상기 다수의 배터리 셀의 물리적 입력을 디지털 변환한 제2 출력 값을 비교하여 A/D 변환의 정상 동작 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 마이크로 컴퓨터는 상기 제1 출력 값과 상기 제2 출력 값의 차이가 제1 임계값 이상인 경우, A/D 변환 고장이라고 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 물리적 입력은 다수의 배터리 셀의 전압인 것을 특징으로 한다.

상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 다수의 배터리 셀, 상기 다수의 배터리 셀과 병렬로 접속된 아날로그 프런트 엔드 IC 및 마이크로 컴퓨터를 포함하는 배터리 팩의 제어 방법은 상기 아날로그 프런트 엔드 IC로부터 출력된 상기 다수의 배터리 셀의 물리적 입력을 디지털 변환하여 제1 출력 값을 출력하는 단계; 상기 아날로그 프런트 엔드 IC로부터 출력된 상기 다수의 배터리 셀의 물리적 입력을 디지털 변환하여 제2 출력 값을 출력하는 단계; 상기 제1 출력 값과 상기 제2 출력 값을 비교하는 단계; 및 상기 비교 결과에 따라 상기 마이크로 컴퓨터의 A/D 변환 정상 동작 여부를 판단하는 단계를 포함하여 이루어진다.

상기 판단 단계는 상기 제1 출력 값과 상기 제2 출력 값의 차이가 제1 임계값 이상인 경우, 상기 A/D 변환 고장이라고 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어 방법은 상기 제1 출력 값과 상기 제2 출력 값의 차이가 제1 임계값 이상인 경우, 상기 마이크로 컴퓨터의 A/D 변환 고장에 상응하는 제어 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어 신호는 상기 배터리 팩의 충전 또는 방전을 제어하는 충전 스위치 또는 방전 스위치를 오프시키는 신호인 것을 특징으로 한다.

상기 물리적 입력은 상기 다수의 배터리 셀의 전압인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩은 아날로그 디지털 변화의 이상에 대한 검출을 함으로써, 배터리 잔량 계산의 경우 아날로그 디지털 변환 이상에 의해 오차가 발생하는 것을 막을 수 있고, 보호회로 동작의 경우 아날로그 디지털 변환 이상에 의해 보호회로가 오작동 되어 처리되기 전에 아날로그 디지털 변환 고장으로 처리할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩(100)의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 팩(200)의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리 팩(300)의 회로도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리 팩의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 수 있다.

또한, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩(100)의 회로도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩(100)은 충전 가능한 배터리 셀(110)과 보호 회로를 포함하여 이루어지며, 휴대용 노트북 컴퓨터와 같은 외부 시스템에 탑재되어 배터리 셀(110)로의 충전 및 배터리 셀(110)에 의한 방전을 수행한다.

배터리 팩(100)은 배터리 셀(110), 배터리 셀(110)과 병렬로 연결되는 외부 단자(미 도시), 및 배터리 셀(110)과 외부 단자 사이 대전류 경로(High Current Path, 이하 'HCP'라 한다)에 직렬로 연결된 충전 스위치(140) 및 방전 스위치(150)를 포함한다.

배터리 셀(110)과 충전 스위치(140) 및 방전 스위치(150)와 병렬로 연결된 아날로그 프런트 엔드(Analog Front End, 이하 'AFE'라 한다)IC(120), AFE IC(120)와 연결된 마이크로 컴퓨터(130)를 포함하는 보호 회로를 구비하여 이루어진다. 또한, 마이크로 컴퓨터(130) 또는 외부 시스템의 제어에 따라 대전류 경로를 차단하기 위한 퓨즈(미도시), 대전류 경로를 통한 전류량을 감지하는 전류 감지부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

마이크로 컴퓨터(130)는 배터리 셀(110)을 과충전 및 과방전 상태로 판단했을 때, 상술한 바와 같이 충전 스위치(140) 및 방전 스위치(150)를 오프시키거나, 퓨즈를 용단시켜 배터리 셀(110)의 과충전 및 과방전을 차단한다. 즉, 마이크로 컴퓨터(130)는 배터리 셀(110)을 과충전 및 과방전 상태로 판단하면 그에 대응하는 제어 신호를 출력하여 제어 스위치(미 도시)와 히터(미 도시)를 통해 퓨즈를 용단시킨다.

상기와 같이 구성된 배터리 팩(100)은 외부 단자를 통해 외부 시스템과 연결되어 충전 또는 방전이 이루어진다. 상기 외부 단자와 배터리 셀(110) 사이의 경로의 대전류 경로(HCP)는 충 방전 경로로 사용되며, 이 대전류 경로(HCP)를 통해 큰 전류가 흐른다. 이러한 배터리 팩(100)은 외부 시스템과의 통신을 위해 보호회로의 마이크로 컴퓨터(130)와 외부 단자 사이에는 SMBUS(System Management BUS)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 외부 단자를 통해 연결되는 외부 시스템은 휴대용 전자기기, 예를 들어 휴대용 노트북 컴퓨터로, 별도로 전원공급을 위한 어댑터를 포함할 수 있다. 이에, 외부 시스템이 어댑터와 연결되면, 외부 시스템은 어댑터의 의해 동작할 수 있으며, 어댑터의 전원은 외부 단자를 통해 대전류 경로(HCP)를 거쳐 배터리 셀(110)로 공급되어 배터리 셀(110)을 충전시킬 수 있다. 그리고 외부 시스템이 어댑터와 분리되면, 배터리 셀(110)로부터 외부 단자를 통해 외부 시스템의 부하로의 방전이 이루어질 수 있다. 즉, 상기 외부 단자에 어댑터가 연결된 외부 시스템이 연결되면, 충전 동작이 일어나며, 이때의 충전 경로는 어댑터로부터 외부 단자, 방전 스위치(150), 충전 스위치(140)를 거쳐 배터리 셀(110)로 이어진다. 상기 외부 시스템에서 어댑터가 분리되고 상기 외부 단자에 외부 시스템의 부하가 연결되면, 방전 동작이 일어나며, 이때의 방전 경로는 배터리 셀(110)로부터 충전 스위치(140), 방전 스위치(150), 외부 단자를 거쳐 외부 시스템의 부하로 이어진다.

여기서, 배터리 셀(110)은 충전 및 방전 가능한 2차 배터리 셀이다. 이러한 배터리 셀(110)은 그 내부의 각종 정보, 즉, 셀의 온도, 셀의 충전 전압 및 셀에 흐르는 전류량 등의 셀 관련 정보를 하기할 AFE IC(120)에 출력한다.

충전 스위치(140) 및 방전 스위치(150)는 외부 단자와 배터리 셀(110) 사이의 대전류 경로(HCP) 상에 직렬로 연결되어 배터리 팩의 충전 또는 방전을 수행한다. 충전 스위치(140) 및 방전 스위치(150) 각각은 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor, 이하 'FET'라 한다)로 구성할 수 있다.

AFE IC(120)는 배터리 셀(110)과 충전 스위치(140) 및 방전 스위치(150) 사이에서 병렬로 연결되고, 배터리 셀(110)과 하기될 마이크로 컴퓨터(130) 사이에서 직렬로 연결된다. AFE IC(120)는 배터리 셀(110)의 전압을 검출하여 검출된 전압을 마이크로 컴퓨터(130)에 전달한다.

마이크로 컴퓨터(130)는 AFE IC(120)와 외부 시스템 사이에 직렬로 연결되는 집적회로(Integrated Circuit)로서, 충전 스위치(140) 및 방전 스위치(150)를 제어함으로써 배터리 셀(110)의 과충전, 과방전 및 과전류를 차단하는 역할을 한다. 즉, 배터리 셀(110)로부터 AFE IC(120)를 통해 수신한 배터리 셀(110)의 전압을 내부에 설정된 전압 레벨 값과 비교하여, 비교 결과에 따른 제어 신호를 통해 충전 스위치(140) 및 방전 스위치(150)를 온 또는 오프시킴으로써, 배터리 셀(110)의 과충전, 과방전을 차단한다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(130)로 수신된 배터리 셀(110)의 전압이 내부에 설정된 과충전 레벨 전압 값, 예를 들어 4.35V 이상이면, 마이크로 컴퓨터(130)는 과충전 상태로 판단하고 그에 대응하는 제어 신호를 출력하여 충전 스위치(140)를 오프 시킨다. 그럼, 충전기를 통해 배터리 셀(110)로의 충전이 차단된다. 반대로, 마이크로 컴퓨터(130)로 수신된 배터리 셀(110)의 전압이 내부에 설정된 과방전 레벨 전압 값, 예를 들어 2.30V 이하이면, 마이크로 컴퓨터(130)는 과방전 상태로 판단하고 그에 대응하는 제어 신호를 출력하여 방전 스위치(150)를 오프 시킨다. 그럼, 배터리 셀(110)로부터 부하로의 방전이 차단된다. 여기서는, 마이크로 컴퓨터(130)의 제어에 따라 직접 충전 스위치(140) 또는 방전 스위치(150)의 스위칭을 제어하는 것으로 설명하였지만, 마이크로 컴퓨터(130)의 제어에 따라 AFE IC(120)가 충전 스위치(140) 또는 방전 스위치(150)의 스위칭 동작을 제어할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 팩(200)의 회로도이다.

도 2를 참조하면, 배터리 팩(200)은 배터리 셀(110), 배터리 셀(110)과 병렬로 연결되는 외부 단자(P+, P-), 및 배터리 셀(110)과 외부 단자 사이 대전류 경로(High Current Path, 이하 'HCP'라 한다)에 직렬로 연결된 충전 스위치(140) 및 방전 스위치(150), 배터리 셀(110)과 병렬로 연결된 AFE IC(120), 마이크로 컴퓨터(130), 제2 A/D 변환부(133)를 포함한다. 여기서, 마이크로 컴퓨터(130)는 제1 A/D 변환부(131) 및 비교부(132)를 포함한다.

마이크로 컴퓨터(130)는 특정 물리적 입력, 예를 들면 배터리 셀(110)의 전압, 즉 배터리 셀(110)에 현재 충전되어 있는 전압을 제1 및 제2 A/D 변환부(131 및 133)로부터 각각 디지털 변환하여, 변환한 값들을 비교함으로써, AD 변환의 정상 동작 여부를 판단한다. 그리고 오차가 특정 임계값 이상인 경우, AD 변환의 고장으로 판단한다. 마이크로 컴퓨터(130)는 AD 고장 처리에 상응하는 제어 신호를 외부에 출력하기 위한 제어 단자(미도시)를 더 구비할 수 있으며, AD 고장에 대응하여 충전 스위치(140) 또는 방전 스위치(150)를 오프시킬 수도 있다. 따라서, 배터리 잔량 계산의 경우 아날로그 디지털 변환 이상에 의해 오차가 발생하는 것을 막을 수 있고, 보호회로 동작의 경우 아날로그 디지털 변환 이상에 의해 보호회로가 오작동 되어 처리되기 전에 아날로그 디지털 변환 고장으로 처리할 수 있다.

제1 A/D 변환부(131) 및 제2 A/D 변환부(133)는 배터리 셀(110)의 전압, 온도, 전류를 포함하는 아날로그 입력 값을 디지털 출력 값으로 각각 변환한다. 여기서, 제1 A/D 변환부(131)는 마이크로 컴퓨터(130) 내부에 배치되고, 제2 A/D 변환부(133)는 마이크로 컴퓨터(130) 외부에 배치된다. 실제, 배터리 팩(200)의 사용에서는 제1 A/D 변환부(131)가 메인 A/D 변환기로 사용되며, 본 발명의 일 실시 예에 따른 A/D 변환의 정상 동작 유무를 판단하는 경우의 보조 A/D 변환기로서 제2 A/D 변환부(133)가 사용된다.

본 발명의 일 실시 예에서, 제1 A/D 변환부(131)와 제2 A/D 변환부(133)는 AFE IC(120)에서 측정한 배터리 셀(110)의 전압, 즉 배터리 팩(200)의 전체 전압을 각각 입력받는다. 또한, 제1 A/D 변환부(131)와 제2 A/D 변환부(133)는 배터리 셀(110)에 구비된 온도 센서(미도시)로부터 측정된 셀 온도를 입력받아 디지털 변환할 수도 있으며, 대전류 경로 상에 배치된 전류 센서, 예를 들면 션트 저항(미도시)에 의해 감지된 전류량을 디지털 변환할 수도 있다.

비교부(132)는 제1 A/D 변환부(131)로부터 입력된 제1 출력 값과 제2 A/D 변환부(133)로부터 입력된 제2 출력 값을 비교한다. 즉, 제1 출력 값과 제2 출력 값의 차이가 제1 임계값 이상인지를 판단한다. 여기서, 제1 임계값은 임의로 설정할 수 있는 값이며, 예를 들면 0x100 이상인지, 즉 3 비트 차이가 있는 경우에는 이상이 있는 것으로 판단하여, 아날로그 디지털 변환이 고장이라고 판단한다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리 팩(300)의 회로도이다.

도 3을 참조하면, 도 2에 도시된 배터리 팩(200)과의 차이점은 AFE IC(120)에서 출력된 배터리 셀(110)의 전압이 분배 저항(134)에 걸리고, 분배 저항(134)을 통해 배터리 셀(110) 전압이 제1 A/D 변환부(131)에 입력된다. 그리고 제1 A/D 변환부(131) 및 제2 A/D 변환부(133)는 배터리 셀(110)의 전압을 디지털 출력 값으로 각각 변환하고, 비교부(132)는 각각의 디지털 출력 값의 오차가 일정 범위 이상인 경우에는 AD 변환 고장이라고 판단한다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리 팩의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 단계 400에서, AFE IC에서 배터리 셀 전압을 측정한다. 단계 402에서, 제1 A/D 변환부는 측정한 배터리 셀 전압을 아날로그 디지털 변환하여 제1 배터리 전압 값을 출력한다. 단계 404에서, 제2 A/D 변환부는 상기 측정한 배터리 셀 전압을 아날로그 디지털 변환하여 제2 배터리 전압 값을 출력한다. 여기서, 제1 A/D 변환부는 배터리 팩의 마이크로 컴퓨터에 내장되어 있는 메인 A/D 변환기이며, 제2 A/D 변환부는 마이크로 컴퓨터 외부에 배치된 추가 A/D 변환기이다. 단계 402 및 404는 동시에 또는 순차적으로 수행될 수 있으며, 그 순서에 한정되는 것은 아니다. 또한, 여기서는 배터리 셀 전압만을 설명하지만, 이에 한정되지 않고, 배터리 셀 온도 또는 전류량 등의 물리적 입력을 디지털 출력 값으로 변환하는 것도 동일하게 적용할 수 있음은 물론이다.

단계 406에서, 제1 배터리 전압 값과 제2 배터리 전압 값의 차이가 제1 임계값 이상인지 판단하여, 그 차이 값이 제1 임계값 이상인 경우에는 단계 408에서, AD 고장 처리를 수행한다. 여기서, 제1 임계값은 임의로 설정할 수 있는 갑이며, AD 고장 감지의 정확도 또는 오차 정도를 고려하여 결정될 수 있는 값이다. AD 고장 처리는 제어 단자를 통해 AD 고장임을 알리는 제어 신호를 출력하거나, 충전 스위치 또는 방전 스위치를 오프시킴으로써 보호회로의 오작동을 미리 방지시키는 처리를 포함한다. 따라서, 배터리 잔량 계산의 경우 아날로그 디지털 변환 이상에 의해 오차가 발생하는 것을 막을 수 있고, 보호회로 동작의 경우 아날로그 디지털 변환 이상에 의해 보호회로가 오작동 되기 전에 아날로그 디지털 변환 고장으로 처리할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩은 아날로그 디지털 변환의 출력이 미세하게 차이가 나는 경우에도, 이를 감지하여 AD 고장 처리를 함으로써, 미세한 오차에 의하여 마이크로 컴퓨터가 AD 변환을 정상으로 인지하여 발생할 수 있는 SOC(State of Charge) 오류 누적, 보호회로 오작동을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.

100: 배터리 팩
110: 배터리 셀
120: AFE IC
130: 마이크로 컴퓨터
140: 충전 스위치
150: 방전 스위치

Claims

배터리 셀 및 이의 보호회로를 포함하는 배터리 팩에 있어서,
상기 배터리 셀의 전압을 아날로그 디지털 변환하여 제1 전압 값을 출력하는 제1 A/D 변환부;
상기 배터리 셀의 전압을 아날로그 디지털 변환하여 제2 전압 값을 출력하는 제2 A/D 변환부; 및
상기 제1 전압 값과 상기 제2 전압 값을 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 A/D 변환의 정상 동작 여부를 판단하는 비교부를 포함하는 배터리 팩.
제 1 항에 있어서,
상기 비교부는,
상기 제1 전압 값과 상기 제2 전압 값의 차이가 제1 임계값 이상인 경우, 상기 A/D 변환 고장이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제 1 항에 있어서,
상기 보호회로는,
상기 배터리 셀과 병렬로 접속된 아날로그 프런트 엔드 IC, 마이크로 컴퓨터, 상기 마이크로 컴퓨터의 제어에 따라 온 또는 오프되는 충전 스위치 및 방전 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제 3 항에 있어서,
상기 마이크로 컴퓨터는,
상기 아날로그 프런트 엔드 IC로부터 출력된 상기 배터리 셀의 전압을 아날로그 디지털 변환한 제1 전압 값을 출력하는 제1 A/D 변환부; 및
상기 제1 A/D 변환부로부터 출력된 제1 전압 값과 상기 제2 A/D 변환부로부터 출력된 제2 전압 값을 비교함으로써, 상기 마이크로 컴퓨터의 아날로그 디지털 변환의 정상 동작 여부를 판단하는 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제 4 항에 있어서,
상기 제2 A/D 변환부는,
상기 아날로그 프런트 엔드 IC로부터 출력된 상기 배터리 셀의 전압을 아날로그 디지털 변환하여 상기 비교부에 제2 전압 값을 출력하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제 4 항에 있어서,
상기 마이크로 컴퓨터는,
상기 제1 전압 값과 상기 제2 전압 값의 차이가 제1 임계값 이상인 경우, 상기 마이크로 컴퓨터의 A/D 변환 고장에 상응하는 제어 신호를 출력하는 제어 단자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제 4 항에 있어서,
상기 마이크로 컴퓨터는,
상기 제1 전압 값과 상기 제2 전압 값의 차이가 제1 임계값 이상인 경우, 상기 충전 스위치 또는 상기 방전 스위치를 오프시키는 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제 4 항에 있어서,
상기 아날로그 프런트 엔드 IC로부터 출력된 상기 배터리 셀의 전압을 분배하여 상기 마이크로 컴퓨터의 제1 A/D 변환부에 출력하는 분배저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제 1 항에 있어서,
상기 배터리 셀은,
적어도 2 이상의 배터리 셀이 직렬로 연결되고,
상기 전압 값은,
상기 적어도 2 이상의 직렬로 연결된 배터리 셀들의 전압 값인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
다수의 배터리 셀, 상기 다수의 배터리 셀과 병렬로 접속된 아날로그 프런트 엔드 IC 및 마이크로 컴퓨터를 포함하는 배터리 팩에 있어서,
상기 아날로그 프런트 엔드 IC로부터 출력된 상기 다수의 배터리 셀의 물리적 입력을 디지털 변환하여 제1 출력 값을 상기 마이크로 컴퓨터에 출력하는 A/D 변환부를 포함하고,
상기 마이크로 컴퓨터는,
상기 A/D 변환부로부터 입력된 제1 출력 값과, 상기 아날로그 프런트 엔드 IC로부터 출력된 상기 다수의 배터리 셀의 물리적 입력을 디지털 변환한 제2 출력 값을 비교하여 A/D 변환의 정상 동작 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제 10 항에 있어서,
상기 마이크로 컴퓨터는,
상기 제1 출력 값과 상기 제2 출력 값의 차이가 제1 임계값 이상인 경우, A/D 변환 고장이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제 10 항에 있어서,
상기 물리적 입력은,
상기 다수의 배터리 셀의 전압인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
다수의 배터리 셀, 상기 다수의 배터리 셀과 병렬로 접속된 아날로그 프런트 엔드 IC 및 마이크로 컴퓨터를 포함하는 배터리 팩의 제어 방법으로서,
상기 아날로그 프런트 엔드 IC로부터 출력된 상기 다수의 배터리 셀의 물리적 입력을 디지털 변환하여 제1 출력 값을 출력하는 단계;
상기 아날로그 프런트 엔드 IC로부터 출력된 상기 다수의 배터리 셀의 물리적 입력을 디지털 변환하여 제2 출력 값을 출력하는 단계;
상기 제1 출력 값과 상기 제2 출력 값을 비교하는 단계; 및
상기 비교 결과에 따라 상기 마이크로 컴퓨터의 A/D 변환 정상 동작 여부를 판단하는 단계를 포함하는 배터리 팩의 제어 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 판단 단계는,
상기 제1 출력 값과 상기 제2 출력 값의 차이가 제1 임계값 이상인 경우, 상기 A/D 변환 고장이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 제어 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 제1 출력 값과 상기 제2 출력 값의 차이가 제1 임계값 이상인 경우, 상기 마이크로 컴퓨터의 A/D 변환 고장에 상응하는 제어 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 제어 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 제어 신호는,
상기 배터리 팩의 충전 또는 방전을 제어하는 충전 스위치 또는 방전 스위치를 오프시키는 신호인 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 제어 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 물리적 입력은,
상기 다수의 배터리 셀의 전압인 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 제어 방법.