KR20160080800A - 감압 방식 과충전 방지 장치 및 방법 - Google Patents

감압 방식 과충전 방지 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 감압 방식 과충전 방지 장치는, 배터리 팩; 상기 배터리 팩의 충전 또는 방전을 수행하며 외부 전원의 전원 공급을 받는 메인 스위치; 미리 설정된 일정 전원의 조건하에서 융단되어 상기 메인 스위치의 전원 공급을 차단하는 퓨즈; 및 상기 배터리 팩의 팽창 현상에 따라 스위칭 온되는 감지 스위치;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

감압 방식 과충전 방지 장치 및 방법{Pressure sensitive apparatus for preventing over charging and control method thereof}
본 발명은 배터리의 과충전 방지 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 BMS(Battery Management System) 고장에서 기인하는 VPD(Voltage Protection Device) 오작동 및/또는 미작동 문제를 해결하고자 BMS를 통한 외부 전원을 인가 받지 않고, 배터리 자체 전원을 이용하여 배터리 팩의 메인 스위치를 제어하는 감압 방식 과충전 방지 장치 및 방법에 대한 것이다.
통상적으로 충전식 배터리는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충전 및/또는 방전이 가능한 전지이다. 충전식 배터리는 적용되는 외부기기의 종류에 따라 단일 의 형태로 사용되기도 하고, 다수의 배터리 셀들을 연결하여 하나의 단위로 묶은 모듈의 형태로 사용되기도 한다.
이러한 배터리를 관리하기 위해 BMS(Battery Management System) 및 VPD(Voltage Protection Device)가 구성된다. BMS는 친환경 차량용 배터리 관리를 최적화해 에너지 효율을 높이고 수명을 연장시켜주는 역할을 한다.
VPD는 BMS를 통한 외부 전원(12V)을 인가받아 별도의 릴레이를 동작시켜 배터리 팩의 메인 스위치(즉 메인 릴레이)를 ON/OFF 컨트롤하여 메인 스위치를 통해 인가되는 충전 전류를 차단하는 방식이다.
부연하면, VPD는 BMS를 통해 VPD 회로 내에 릴레이에 12V 전원을 인가하고 과충전 시 발생하는 배터리 셀의 팽창을 이용하여 별도의 스위치를 동작시킨다.
도 1은 일반적인 과충전 방지 장치(100)의 블럭 구성도로서 과충전이 발생하기 전 감지 스위치(150)가 오프된 상태를 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 도 1을 참조하면, 감압 방식 과충전 방지 장치(100)는, 배터리 팩(미도시)으로부터 전원을 공급받는 BMS(Battery Management System)(110), 상기 BMS(110)로부터 동작 전원을 공급받으며, 배터리 팩의 충전 또는 방전을 수행하는 메인 스위치(120), 미리 설정된 일정 전원에서 융단되어 상기 배터리 팩과 상기 메인 스위치(120)간 연결을 차단하는 퓨즈(미도시), 및 과충전에 따른 상기 배터리 팩의 팽창 현상을 이용하여 상기 일정 전원을 상기 퓨즈에 공급하기 위해 스위칭 온되는 전압 보호 디바이스(20) 등을 포함하여 구성된다.
전압 보호 디바이스(20)는 BMS(110)로부터 공급되는 전원(예를 들면, 약 12V)을 통해, 별도의 배터리 내부 스위치(140)를 동작시켜 배터리 팩 측에 있는 메인 스위치(120)를 온/오프(ON/OFF) 컨트롤하여 메인 스위치(120)를 통해 배터리 팩에 인가되는 충전 전류를 차단하는 기능을 수행한다.
이를 위해, 상기 전압 보호 디바이스(20)는, 배터리 팩의 배터리 셀의 팽창 현상에 따라 스위칭 온되는 감지 스위치(150), 상기 감지 스위치(150)가 온되면 오프되어 상기 일정 전원을 상기 퓨즈(미도시)에 흘리는 배터리 내부 스위치(140), 및 상기 전압 보호 디바이스(20)를 상기 메인 스위치 및 상기 BMS(110)에 전기적으로 연결하는 커넥터(130) 등을 포함하여 구성된다.
감지 스위치(150)는 과충전이 없으면 배터리 팩의 배터리 셀(미도시)에 팽창 현상이 발생하지 않으므로 오프(OFF)인 상태를 유지한다. 이와 달리, 과충전이 발생하면, 팽창 현상이 발생하므로 온(ON)인 상태가 된다. 굵은 선(102)은 과충전이 없는 경우 전원 흐름을 보여준다.
도 2는 일반적인 감압 방식 과충전 방지 장치(100)의 블럭 구성도로서 과충전이 발생하여 감지 스위치(150)가 온된 상태를 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 감지 스위치(150)가 배터리 셀의 팽창으로 스위치 동작되고 배터리 내부 스위치(140)에 전원이 인가되어 배터리 내부 스위치(140)가 오프된다.
부연하면, 스위치가 동작하면, VPD 회로의 내부 릴레이가 배터리 팩의 메인 스위치(즉 메인 릴레이)를 OFF 시키는 구조이다. 즉 반전회로가 구현된다.
이와 같은 구조는 외부 전원을 VPD 회로에 인가해야 하며, 배터리팩의 과충전과 상관없이 외부 전원 (12V)을 공급하는 BMS의 고장이나 12V 보조 배터리의 고장 시 VPD의 기능이 정지하는 문제가 있다.
1. 한국공개특허 제10-2013-0069527호 2. 한국공개특허 제10-2006-0094715호
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하고자 제안된 것으로서, BMS(Battery Management System) 고장에서 기인하는 VPD(Voltage Protection Device) 오작동 및/또는 미작동 문제를 해결하고자 BMS를 통한 외부 전원을 인가 받지 않고, 배터리 자체 전원을 이용하여 배터리 팩의 메인 스위치를 제어하는 감압 방식 과충전 방지 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, BMS(Battery Management System) 고장에서 기인하는 VPD(Voltage Protection Device) 오작동 및/또는 미작동 문제를 해결하고자 BMS를 통한 외부 전원을 인가 받지 않고, 배터리 자체 전원을 이용하여 배터리 팩의 메인 스위치를 제어하는 감압 방식 과충전 방지 장치를 제공한다.
상기 과충전 방지 장치는,
배터리 팩;
상기 배터리 팩의 충전 또는 방전을 수행하며 외부 전원의 전원 공급을 받는 메인 스위치;
미리 설정된 일정 전원의 조건하에서 융단되어 상기 메인 스위치의 전원 공급을 차단하는 퓨즈; 및
상기 배터리 팩의 팽창 현상에 따라 스위칭 온되는 감지 스위치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 감지 스위치는, 상기 배터리 팩의 배터리 셀 커버상에 부착되는 전도체; 및 상기 전도체가 상기 팽창 현상에 의해 상승함에 따라 접촉되어 스위칭 온되는 전극단;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 외부 전원은 보조 배터리인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 메인 스위치는 릴레이 소자인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 전도체는 동판인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 배터리 팩과 상기 퓨즈 사이에 정다이오드가 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 퓨즈와 메인 스위치의 접점과 그라운드 사이에 재너 다이오드가 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 재너 다이오드와 그라운드 사이에 저항이 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 외부 전원과 퓨즈 사이에 정다이오드가 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, (a) 메인 스위치가 배터리 팩의 충전 또는 방전을 수행하는 단계; (b) 감지 스위치가 상기 배터리 팩의 팽창 현상에 따라 스위칭 온되는 단계; (c) 상기 배터리 팩으로부터 퓨즈에 전원이 공급되는 단계; 및 (d) 전원의 공급에 따라 미리 설정된 일정 전원의 조건하에서 융단되어 상기 메인 스위치의 전원 공급을 차단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감압 방식의 과충전 방지 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 스위치의 이격 거리에 대한 결정폭이 증가하므로, 스위치 작동 거리가 감안 불필요하다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 퓨즈 이용으로 작동 안정성, 단선 정확성 향상, 스위치 작동 거리의 편차/오차를 배제할 수 있다는 점을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 스위치 눌림에 관한 품질 관리 불필요,단선 정확성 향상, 스위치 작동 거리의 편차/오차 배제가 가능하다는 점을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 스위치 눌림에 관한 품질 관리가 불필요하다는 점을 들 수 있다.
도 1은 일반적인 과충전 방지 장치(100)의 블럭 구성도로서 과충전이 발생하기 전 감지 스위치(150)가 오프된 상태를 보여주는 도면이다.
도 2는 일반적인 감압 방식 과충전 방지 장치(100)의 블럭 구성도로서 과충전이 발생하여 감지 스위치(150)가 온된 상태를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 감지 방식의 스위치의 동작 원리를 보여주는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 감압 방식 과충전 방지 장치의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 과충전에 따른 충전 전류 차단 과정을 보여주는 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 감압 방식 과충전 방지 장치 및 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 감지 방식의 스위치의 동작 원리를 보여주는 개념도이다. 도 3을 참조하면, 배터리 셀(301)에 배터리 셀 커버(310)가 부착되고, 스위치(350)가 이 배터리 셀 커버(310)에 부착된다. 따라서, 배터리 셀(301)의 과충전에 의해 배터리 셀(301)에 팽창(즉, 스웰링(swelling)) 현상이 발생한다.
부연하면, 개별 배터리 셀(301)은 원통형 셀(cylindrical cell), 각형 셀(prismatic cell), 파우치형 셀 등으로 설계될 수 있다. 파우치형 셀들은 박막으로 구성된 유연한 커버를 포함하고, 상기 커버 내에는 배터리 셀의 전기적 구성 요소들이 배치되어 있다.
하나의 배터리 셀 내에서 최적의 공간 이용을 구현하기 위해서는 특히 파우치형 셀들이 사용된다. 상기 파우치형 셀들은 또한 높은 용량과 더불어 적은 중량을 특징으로 한다.
이러한 전술한 파우치형 셀들의 에지들은 조인트(sealing joint)(미도시)를 포함한다. 부연하면, 상기 조인트는 배터리 셀들의 2개의 박막을 연결하고, 상기 박막들은 그로 인해 형성된 공동부 내에 추가의 부품들을 포함한다.
일반적으로, 파우치형 셀들은 리튬 2차 배터리 또는 니켈-수소 배터리(Nickel-hydrogen battery)등과 같이, 전해질 용액(electrolytic solution)을 내포한다. 따라서, 과충전시 배터리 셀 내부에서 가스가 발생되어 팽창하게 된다.
이러한 스웰링 현상에 의해 스위치(350)가 상방향으로 이동하면서 스위칭 온이 된다. 이를 이용하여 전원의 출입구 역할을 하는 메인 스위치(미도시)의 구동 전원을 차단한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 감압 방식 과충전 방지 장치(400)의 구성도이다. 도 4를 참조하면, 상기 과충전 방지 장치(400)는, 외부 전원(430), 배터리 팩(440), 상기 배터리 팩(440)의 충전 및/또는 방전을 수행하며 외부 전원(430)의 전원 공급을 받는 메인 스위치(410), 미리 설정된 일정 전원의 조건하에서 융단되어 상기 메인 스위치(420)의 전원 공급을 차단하는 퓨즈(410), 및 상기 배터리 팩(440)의 팽창 현상에 따라 스위칭 온되는 감지 스위치(450) 등을 포함하여 구성된다.
외부 전원(430)은 12V의 보조 배터리가 될 수 있다.
배터리 팩(440)은 하나의 배터리 셀(301)로 구성될 수도 있고, 다수의 배터리 셀이 직렬 및/또는 병렬로 구성될 수도 있다. 이 배터리 셀은 니켈 메탈 배터리, 리튬 이온 배터리, 리튬 폴리머 배터리 등의 전기 차량용 고전압 배터리가 될 수 있다.
일반적으로 고전압 배터리는 전기 차량을 움직이는 동력원으로 사용하는 배터리로서 100V 이상의 고전압을 말한다. 그러나, 이에 한정되지는 않으며, 저전압 배터리도 가능하다. 또한, 이들 다수의 배터리 셀은 배터리 셀의 리드와 리드간 용접에 의해 연결된다.
또한, 배터리 셀(도 3의 301)에는 배터리 셀 커버(도 3의 310)가 구성된다. 이 배터리 셀 커버(310) 표면상에 전도체(451)가 부착되고, 이 전도체(451)에 의해 연결되는 2개의 전극(452-1,452-2)이 일정간격을 두고 구성된다. 즉, 제 1 전극단(540-1)과 제 2 전극단(452-2)이 전도체(451)에 의해 연결된다. 부연하면, 감지 스위치(450)는 상기 배터리 팩(440)의 배터리 셀 커버상에 부착되는 전도체(452), 및 상기 전도체(451)가 상기 팽창 현상에 의해 상승함에 따라 접촉되어 스위칭 온되는 전극단(452)으로 구성된다.
여기서, 상기 전도체(451)는 동판이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니면 전도성을 갖는 알루미늄, 주석판, 철판 등도 가능하다.
이러한 배터리 팩(440)을 관리하기 위해 BMS(Battery Management System)(미도시)가 구성된다. 즉, BMS는 배터리 팩의 충방전을 제어하는 기능을 수행한다. 부연하면, BMS는 친환경 차량용 배터리 관리를 최적화해 에너지 효율을 높이고 수명을 연장시켜주는 역할을 한다. 즉, 배터리의 전압, 전류 및/또는 온도를 실시간으로 모니터링하고 과도한 충전 및/또는 방전을 미연에 방지해 배터리 안전성과 신뢰성을 높여주는 기능을 수행한다.
친환경 차량의 예로서는 하이브리드 자동차(HEV: Hybrid Electric Vehicle), 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV: Plug-in Hybrid Electric Vehicle), 전기차(EV: Electric Vehicle), 저속 전기 자동차(NEV: Neighborhood Electric Vehicle), 연료 전지 자동차(FCV: Fuel-Cell Vehicle) 등을 들 수 있다.
메인 스위치(420)는 배터리 팩(440)의 전원에 대한 출입구 역할을 수행하는 기능을 수행한다. 메인 스위치(420)는 PRA(Power Relay Assembly)로 구성된다. 물론, 이러한 릴레이 방식뿐만 아니라, FET(Field Effect Transistor), MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FET), IGBT(Insulated Gate Bipolar Mode Transistor), 파워 정류 다이오드 등과 같은 반도체 스위칭 소자, 사이리스터, GTO(Gate Turn-Off) 사이리스터, TRIAC, SCR(Silicon Controlled Rectifier), I.C(Integrated Ciruit) 회로 등이 사용될 수 있다.
따라서, 감지 스위치(452)가 온되면 외부 전원(430)의 전원과 배터리 팩(440)으로부터 전원이 제 1 접점(401)에서 합해져 일정 이상의 전원이 퓨즈(410)에 공급됨으로써 퓨즈(410)가 차단된다. 즉, 퓨즈(410)가 차단되는 일정 전원의 조건은 약 15V 3A 이상인 될 수 있다.
퓨즈(410)가 차단되면, 외부 전원(430)으로부터 메인 스위치(420)를 구동하기 위한 전원 공급이 중단됨으로써 메인 스위치(420)의 동작도 중단된다. 이에 따라 메인 스위치(420)를 통한 충방전이 중단된다.
이러한 안정적인 차단을 수행하기 위해, 상기 외부 전원(430)과 퓨즈(410) 사이에 제 1 정다이오드(411)가 설치되고, 상기 배터리 팩(440)과 상기 퓨즈(410) 사이에 제 2 정다이오드(412)가 설치된다. 따라서, 이상 전압과 같은 역전압 등이 외부 전원(430), 배터리팩(440) 등에 영향을 미치지 않게 된다.
또한, 상기 퓨즈(410)와 메인 스위치(420)의 제 2 접점(402)과 그라운드(415) 사이에 재너 다이오드(413)가 설치된다. 재너 다이오드(413)는 일정 이상의 역전압이 메인 스위치(420)로부터 발생하면 이를 그라운드(415)로 흐르게 한다. 또한, 상기 재너 다이오드(413)와 그라운드(415) 사이에 저항(414)이 설치되어 역전압을 소모한다. 또한, 그라운드(415)는 샤시 그라운드가 된다.
특히, 상기 퓨즈(410)는 상기 메인 스위치(420)의 동작 전원이 지나도록 배치되며, 상기 배터리 팩(440)의 양극과 그라운드를 연결하여 단선을 유도할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 과충전에 따른 충전 전류 차단 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 메인 스위치(420)가 배터리 팩(440)의 충전 및/또는 방전을 수행한다. 이런 상태에서, 배터리 팩(440)의 배터리 셀에 과충전에 따른 팽창 현상이 발생한다(단계 S510,S520).
감지 스위치(450)가 상기 배터리 팩(440)의 팽창 현상에 따라 전도체(451)가 상승하여 전극단(452)이 연결됨으로써 스위칭 온이 된다(단계 S530).
감지 스위치(450)의 스위칭 온에 따라 상기 배터리 팩(440)으로부터 퓨즈(410)에 전원이 공급된다. 이러한 전원의 공급에 따라 퓨즈(410)는 미리 설정된 일정 전원의 조건하에서 융단된다(단계 S540).
따라서, 최종적으로 상기 메인 스위치(420)의 구동을 위한 전원 공급이 차단된다(단계 S550).
이러한 제어에 따라 외부 전원을 이용하지 않고 배터리 팩 자체 전원을 이용하여 배터리 팩의 메인 스위치를 컨트롤하는 것이 가능하다.
301: 배터리 셀
310: 배터리 셀 커버
350: 스위치
400: 감압 방식 과충전 방지 장치
410: 퓨즈
411: 제 1 정다이오드 412: 제 2 정다이오드
413: 재너 다이오드 414: 저항
415: 그라운드
420: 메인 스위치
430: 외부 전원
440: 배터리 팩
450: 감지 스위치

Claims (11)

  1. 배터리 팩;
    상기 배터리 팩의 충전 또는 방전을 수행하며 외부 전원의 전원 공급을 받는 메인 스위치;
    미리 설정된 일정 전원의 조건하에서 융단되어 상기 메인 스위치의 전원 공급을 차단하는 퓨즈; 및
    상기 배터리 팩의 팽창 현상에 따라 스위칭 온되는 감지 스위치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 감압 방식 과충전 방지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지 스위치는,
    상기 배터리 팩의 배터리 셀 커버상에 부착되는 전도체; 및
    상기 전도체가 상기 팽창 현상에 의해 상승함에 따라 접촉되어 스위칭 온되는 전극단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 감압 방식 과충전 방지 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 외부 전원은 보조 배터리인 것을 특징으로 하는 감압 방식 과충전 방지 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 메인 스위치는 릴레이 소자인 것을 특징으로 하는 감압 방식 과충전 방지 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 전도체는 동판인 것을 특징으로 하는 감압 방식 과충전 방지 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 팩과 상기 퓨즈 사이에 정다이오드가 설치되는 것을 특징으로 하는 감압 방식 과충전 방지 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 퓨즈와 메인 스위치의 접점과 그라운드 사이에 재너 다이오드가 설치되는 것을 특징으로 하는 감압 방식 과충전 방지 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 재너 다이오드와 그라운드 사이에 저항이 설치되는 것을 특징으로 하는 감압 방식 과충전 방지 장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 외부 전원과 퓨즈 사이에 정다이오드가 설치되는 것을 특징으로 하는 감압 방식 과충전 방지 장치.
  10. (a) 메인 스위치가 배터리 팩의 충전 또는 방전을 수행하는 단계;
    (b) 감지 스위치가 상기 배터리 팩의 팽창 현상에 따라 스위칭 온되는 단계;
    (c) 상기 배터리 팩으로부터 퓨즈에 전원이 공급되는 단계; 및
    (d) 전원의 공급에 따라 미리 설정된 일정 전원의 조건하에서 융단되어 상기 메인 스위치의 전원 공급을 차단하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 감압 방식 과충전 방지 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 감지 스위치는,
    상기 배터리 팩의 배터리 셀 커버상에 부착되는 전도체; 및
    상기 전도체가 상기 팽창 현상에 의해 상승함에 따라 접촉되어 스위칭 온되는 전극단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 감압 방식 과충전 방지 방법.


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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060094715A (ko) 2005-02-25 2006-08-30 주식회사 엘지화학 배터리의 안전성 향상을 위한 과충전 방지 회로 및 그 방법
KR20130069527A (ko) 2011-12-16 2013-06-26 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060094715A (ko) 2005-02-25 2006-08-30 주식회사 엘지화학 배터리의 안전성 향상을 위한 과충전 방지 회로 및 그 방법
KR20130069527A (ko) 2011-12-16 2013-06-26 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110364780A (zh) * 2018-03-26 2019-10-22 比亚迪股份有限公司 一种电池包、车辆及储能装置

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