KR20180045911A - Compact interface battery pack and communication method for using power line - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a compact interface battery pack capable of communicating with a charger and a host system through a power line, and a communicating method thereof, in which the battery pack is connected to a charger and a host system only by a power line. The compact interface battery pack of the present invention comprises: a plurality of battery cells; a switching unit for controlling current flow of a power line; an information collecting unit for collecting state information of the battery cells; a signal converting unit for converting the state information of the battery cells collected by the information collecting unit into a signal having a predetermined protocol format; and a signal transmitting unit for transmitting a control signal for turning on/off the switching unit for a time shorter than a host-off delay time in accordance with the signal output from the signal converting unit, to turn on/off current flowing in the power line, and transmitting the state information of the battery cells. According to the present invention, by removing a communication terminal and performing communication using only the power line, it is possible to simplify the communication line to realize miniaturization of a connector size, and to improve the waterproofness, dust-proofness, and durability of a battery.

Description

파워라인을 통한 차저 및 호스트시스템과의 통신이 가능한 컴팩트 인터페이스 배터리 팩 및 그 통신 방법 { Compact interface battery pack and communication method for using power line }[0001] The present invention relates to a compact interface battery pack capable of communicating with a charger and a host system through a power line, and a communication method therefor.

본 발명은 배터리 팩과 연결된 차저 및 호스트 시스템과의 통신에 있어서 파워라인의 온/오프 제어를 통하여 간단한 통신이 가능하도록 하는 배터리 팩 및 그 통신 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery pack and a communication method for enabling simple communication through on / off control of a power line in communication with a charger and a host system connected to a battery pack.

일반적인 배터리 팩에서는, 배터리 셀의 용량을 체크, 배터리 셀의 충/방전중 등의 배터리 정보를 차저 및 호스트시스템에 전송하여 충전 또는 방전을 제어할 필요가 있다.In a general battery pack, it is necessary to check the capacity of the battery cell and transfer the battery information such as charging / discharging of the battery cell to the charger and the host system to control charging or discharging.

기존의 배터리 팩의 경우에 도 1(a)에서 도시된 바와 같이, 차저 및 호스트 시스템과 배터리 셀의 정보를 공유하기 위해 P+, P-의 파워단자 외에 Data, Clock등 추가 통신을 위한 4Pin 이상의 물리적 커넥터가 필요하다.1 (a), in order to share information between the charger and the host system and the battery cell, in addition to the power terminals of P + and P-, A connector is required.

그러나, 최근에는 특히 높은 방수, 방진을 요구하는 신규 어플리케이션(Application)의 경우 통신 커넥터를 최소한으로 가져가고자 하는 요구가 지속적으로 증가하고, 또한 커넥터 사이즈의 최소화로 배터리 팩의 사이즈를 감소시키고, 단위 부피당 에너지 밀도를 증가 시킬 수 있는 방법에 대한 필요가 증가되고 있다.In recent years, however, in the case of a new application requiring particularly high waterproofing and dustproofing, a demand for minimizing the number of communication connectors is continuously increased, and the size of the battery pack is reduced by minimizing the connector size, There is a growing need for a method that can increase energy density.

따라서, 도 1(b)에 도시된 것과 같이 기존의 배터리 팩과 차저 및 호스트 시스템간 연결되는 커넥터 사이즈보다 소형화된 컨넥터가 필요한 실정이다.Therefore, as shown in FIG. 1 (b), there is a need for a connector that is smaller in size than a connector size that is connected between an existing battery pack, a charger, and a host system.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기존의 배터리 팩과 차저 및 호스트 시스템 사이의 통신을 수행하는 통신 단자를 제거하고, 파워라인만을 이용하여 통신을 수행되도록 함으로써, 통신라인을 단순화시켜 커넥터 사이즈의 소형화가 구현되는 파워라인을 통한 통신장치 및 그 방법을 제공하는데 주된 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to eliminate communication terminals for performing communications between a battery pack, a charger, and a host system, There is a main object of providing a communication device and a method thereof via a power line in which a line size is simplified and a connector size is reduced.

파워라인을 통한 차저 및 호스트 시스템과의 통신이 가능한 컴팩트 인터페이스 배터리 팩에 있어서, 배터리 팩과 차저 및 호스트 시스템을 연결하는 파워라인; 복수개의 배터리 셀; 상기 파워라인의 전류 흐름을 제어하는 스위칭부; 소정의 시간범위(T) 내에서 상기 스위칭부를 온/오프하는 제어신호를 생성하는 신호송신부로 구성되는 것을 특징으로 한다.A compact interface battery pack capable of communicating with a charger and a host system via a power line, comprising: a power line connecting a battery pack to a charger and a host system; A plurality of battery cells; A switching unit for controlling a current flow of the power line; And a signal transmitting unit for generating a control signal for turning on / off the switching unit within a predetermined time range T.

상기 신호송신부는 상기 배터리 셀로부터 검출된 신호를 받아 배터리 셀의 현재상태 정보를 생성 및 수집하고, 상기 생성 및 수집된 배터리 셀의 상태정보를 시작신호, 명령어신호, 데이터신호로 구성된 소정의 프로토콜 신호 형식의 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.The signal transmission unit generates and collects current state information of the battery cell by receiving the signal detected from the battery cell, and transmits state information of the generated and collected battery cell to a predetermined protocol signal including a start signal, a command signal, Type control signal is generated.

상기 제어신호는 "0"과 "1"의 조합으로 이루어진 소정의 비트, 예를 들어 12비트의 시작신호, 4비트의 명령어신호, 8비트(1바이트)의 데이터신호로 구성되는 것을 특징으로 한다.The control signal is composed of a predetermined bit composed of a combination of "0" and "1 ", for example, a start signal of 12 bits, a command signal of 4 bits, and a data signal of 8 bits (1 byte) .

상기 시작신호는 n비트로 이루어진 경우 각각 n/2 비트의 "0"과 "1"로 구성된다. 예를 들어 상기 시작신호는 6비트의 "0"과 6비트의 "1"로 구성되어 상기 차저 및 시스템에서 배터리 팩으로부터의 데이터 전송이 시작됨을 인식하도록 하는 것을 특징으로 한다.When the start signal is composed of n bits, the start signal is composed of n / 2 bits of "0" and "1", respectively. For example, the start signal is composed of 6 bits of "0" and 6 bits of "1" to recognize that the charger and the system start data transfer from the battery pack.

상기 신호송신부는 생성된 상기 제어신호가 "0"인 경우에는 상기 스위칭부가 오프 되도록 하고, "1"인 경우에는 상기 스위칭부가 온 되도록 상기 스위칭부에 제어신호를 송신하는 것을 특징으로 한다.The signal transmitter transmits the control signal to the switching unit such that the switching unit is turned off when the generated control signal is "0 ", and when the control signal is" 1 "

상기 스위칭부는 상기 신호송신부의 신호에 따라 상기 파워라인에 흐르는 전류를 온/오프 하는 FET스위치인 것을 특징으로 한다.And the switching unit is an FET switch for turning on / off a current flowing in the power line according to a signal of the signal transmitting unit.

파워라인을 통한 차저 및 호스트 시스템과의 통신 방법에 있어서, 배터리 셀로부터 검출된 신호를 받아 배터리 셀의 현재상태 정보를 생성 및 수집하는 정보수집단계; 상기 생성 및 수집된 배터리 셀의 상태 정보를 바탕으로 소정의 프로토콜 신호 형식의 제어신호를 생성하는 제어신호 생성단계; 생성된 상기 제어신호를 소정의 시간범위(T) 내에서 스위칭부에 송신하여 스위칭부의 온/오프를 제어하여, 상기 스위칭부의 온/오프 제어에 의하여 파워라인의 전류 흐름을 온/오프 함으로써, 상기 파워라인을 통하여 상기 배터리 셀의 상태 정보를 상기 차저 및 호스트 시스템으로 전송하는 정보전송단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of communicating with a charger and a host system via a power line, the method comprising: collecting information on current state of a battery cell in response to a signal detected from the battery cell; A control signal generation step of generating a control signal of a predetermined protocol signal format based on the state information of the battery cell generated and collected; And controlling on / off of the switching unit to turn on / off the current flow of the power line by on / off control of the switching unit by transmitting the generated control signal to the switching unit within a predetermined time range T, And transmitting the state information of the battery cell through the power line to the charger and the host system.

상기 제어신호 생성단계는 상기 정보수집단계에서 생성 및 수집된 배터리 셀의 상태정보를 "0"과 "1"의 조합으로 이루어진 12비트의 시작신호, 4비트의 명령어신호, 8비트(1바이트)의 데이터신호로 구성되는 프로토콜 신호 형식으로 제어신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The control signal generating step may include generating a 12-bit start signal, a 4-bit command signal, an 8-bit (1-byte) And generating a control signal in the form of a protocol signal composed of a data signal of the data signal.

상기 신호송신 단계는 상기 제어신호 생성단계에서 생성된 신호가 "0"인 경우에는 상기 스위칭부가 오프 되도록 하고, "1"인 경우에는 상기 스위칭부가 온 되도록 상기 스위칭부에 온/오프 제어신호를 송신하는 것을 특징으로 한다.The signal transmission step transmits the on / off control signal to the switching unit so that the switching unit is turned off when the signal generated in the control signal generation step is "0 " .

상기와 같은 구성과 방법에 의하여 본 발명은 배터리 팩과 차저 및 호스트 시스템 사이의 통신을 수행하는 통신 단자를 제거하고, 파워라인만을 이용하여 통신을 수행되도록 함으로써, 통신라인을 단순화시켜 커넥터 사이즈의 소형화를 구현하고, 배터리 방수, 방진, 내구성을 향상시키는 매우 유용한 발명인 것이다.According to the above-described configuration and method, the communication terminal performing communication between the battery pack, the charger and the host system is removed, and communication is performed using only the power line, thereby simplifying the communication line, And is a very useful invention for improving battery waterproofing, dustproofing, and durability.

도 1은 기존의 배터리 팩의 커넥터와 본 발명에 의한 커넥터를 비교하는 도면인다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 프로토콜 형식을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 파워라인의 전류 흐름을 도시한 것이다.
도 5은 본 발명의 파워라인을 통한 차저 및 호스트 시스템과의 통신 방법의 프로세스를 개략적으로 나타낸 것이다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로써 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view for comparing a connector of a conventional battery pack with a connector of the present invention.
2 illustrates a configuration of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 illustrates a protocol format according to an embodiment of the present invention.
4 illustrates current flow in a power line according to an embodiment of the present invention.
5 schematically illustrates a process of a method of communicating with a charger and a host system via a power line of the present invention.
* The accompanying drawings illustrate examples of the present invention in order to facilitate understanding of the technical idea of the present invention, and thus the scope of the present invention is not limited thereto.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise. The word " step (or step) "or" step "used to the extent that it is used throughout the specification does not mean" step for.

본 발명은 본 발명은 파워라인(210)을 이용하여 호스트 시스템 오프 딜레이(Host System Off Delay) 시간 보다 작은 시간 동안 배터리 셀(220)의 상태정보를 소정의 통신 프로토콜 형식의 신호로 전류를 온/오프 하여 배터리 셀(220)의 상태정보를 전송하는 배터리 팩(200)에 관한 것이다.The present invention can use the power line 210 to turn on / off the state information of the battery cell 220 for a time less than the Host System Off Delay time to a signal of a predetermined communication protocol format, Off state to transmit status information of the battery cell 220. [

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(200)의 개략적인 회로 구성을 도시한 것으로, 파워라인(210)을 통한 차저 및 호스트 시스템과의 통신이 가능한 컴팩트 인터페이스 배터리 팩에 있어서, 배터리 팩(200)과 차저 및 호스트 시스템을 연결하는 파워라인(210); 복수개의 배터리 셀(220); 상기 파워라인(210)의 전류 흐름을 제어하는 스위칭부(230); 소정의 시간범위(T) 내에서 상기 스위칭부(230)를 온/오프하는 제어신호를 생성하는 신호송신부(240)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, a schematic circuit configuration of a battery pack 200 according to an embodiment of the present invention is shown. The battery pack 200 includes a charger via a power line 210, a compact interface battery A power line (210) connecting the battery pack (200) to the charger and the host system; A plurality of battery cells (220); A switching unit 230 for controlling the current flow of the power line 210; And a signal transmitter 240 for generating a control signal for turning on / off the switching unit 230 within a predetermined time range T.

먼저 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시에에 따른 배터리 팩(200)은 내부에 다수개의 배터리 셀(220)들을 구비하고, 차저 및 호스트 시스템과 같은 외부기기에 결합되어 전원으로 사용된다. Referring first to FIG. 2, a battery pack 200 according to an embodiment of the present invention includes a plurality of battery cells 220 therein, and is used as a power source by being coupled to an external device such as a charger and a host system.

상기 스위칭부(230)는 상기 배터리 셀(220)과 상기 차저 및 호스트 시스템으로 흐르는 전류의 흐름을 온/오프하여 제어 가능한 FET스위치 일수 있다.The switching unit 230 may be an FET switch that can be controlled by turning on / off the flow of current flowing to the battery cell 220, the charger, and the host system.

상기 신호송신부(240)는 상기 배터리 셀(220)의 온도, 전압, 전류, 충전전류, 충전전압 등의 현재상태를 검출하는 검출부(도면에 미도시)로부터 검출된 신호를 받아 배터리의 현재상태정보와 기 설정되는 배터리모드(충전모드, 방전모드, 알람모드 등)를 수집하고 상기 수집된 정보를 바탕으로 평균전류, 완충평균시간,OCA(Over Charged Alarm), TCA(Terminate Charge Alarm), OTA(Over Temp Alarm), TD(Terminate Discharge), RCA(Remaining Capacity Alarm), RTA(Remaining Time Alarm)등을 계산하는 정보수집부를 더 포함할 수 있다.The signal transmitter 240 receives a signal detected from a detector (not shown) that detects the current state of the battery cell 220 such as temperature, voltage, current, charge current, charge voltage, (Overcharge alarm), TCA (terminate charge alarm), and OTA (overcharge alarm) based on the collected information and the battery mode (charge mode, discharge mode, alarm mode, Over Temp Alarm, TD (Terminate Discharge), RCA (Remaining Capacity Alarm), RTA (Remaining Time Alarm), and the like.

상기 배터리 셀(220)의 상태정보는 상기 명시한 정보에만 한정되는 것은 아니다.The state information of the battery cell 220 is not limited to the above-described information.

또한, 상기 신호송신부(240)는 상기 정보수집부에서 수집 및 생성된 상기 배터리 셀(220)의 온도, 전압, 전류, 충전전류, 충전전압, 평균전류, 완충평균시간, 배터리모드(충전모드, 방전모드, 알람모드 등), OCA(Over Charged Alarm), TCA(Terminate Charge Alarm), OTA(Over Temp Alarm), TD(Terminate Discharge), RCA(Remaining Capacity Alarm), RTA(Remaining Time Alarm)등의 정보를 시작신호(310), 명령어신호(320), 데이터신호(330)로 구성된 프로토콜 신호 형식의 제어신호를 생성한다.In addition, the signal transmitting unit 240 transmits the temperature, voltage, current, charge current, charge voltage, average current, buffer average time, battery mode (charge mode, (Overcharge Alarm), TCA (Terminate Charge Alarm), OTA (Over Temp Alarm), TD (Terminate Discharge), RCA (Remaining Capacity Alarm) and RTA And generates a control signal of a protocol signal format composed of a start signal 310, a command signal 320, and a data signal 330.

도 3을 참조하면, 상기 제어신호는 ?0"과 "1"의 조합으로 이루어지며, 도 3(a)에 도시한 것과 같이 제어신호의 통신 프로토콜은 12비트의 시작신호(310), 4비트의 명령어신호(320), 8비트(1바이트)의 데이터신호(330)를 갖는 24비트의 데이터로 구성된다.3, the control signal is composed of a combination of? 0? And? 1 ?. As shown in FIG. 3A, the communication protocol of the control signal includes a 12-bit start signal 310, And a 24-bit data having an 8-bit (1-byte) data signal 330.

그리고, 상기 시작신호(310)는 6비트의 ?0"과 6비트의 "1"로 구성되어 상기 차저 및 호스트 시스템에서 배터리 팩(200)으로부터 데이터 전송이 시작됨을 인식하도록 고정값을 갖도록 정해진다.The start signal 310 is configured to have a fixed value so as to recognize that the data transmission from the battery pack 200 is started in the charger and the host system, which is composed of " 0 " .

도 3(b)는 본 발명에 따른 명령어신호(320)를 나타낸 것이다. 도 3(b)에 도시된 바와 같이 각 명령어신호(320)에 해당하는 다양한 정보의 표현이 가능해진다.3 (b) shows a command signal 320 according to the present invention. Various information corresponding to each command signal 320 can be expressed as shown in FIG. 3 (b).

도 3(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 표준 방전전류 7A의 정보 전송 프로토콜을 나타낸 것으로 시작신호(310) 값(1111100000), 표준 방전전류 표현(0010), 표준방전 전류 7A값(0000111)로 표현할 수 있다.3C shows an information transfer protocol of the standard discharge current 7A according to an embodiment of the present invention. The start signal 310 value 1111100000, the standard discharge current representation 0010, the standard discharge current 7A value 0000111 ).

또한, 상기 신호송신부(240)는 상기 제어신호에 의해 소정의 시간범위(T) 내에서 스위칭부(230)를 온/오프하도록 구성된다.The signal transmitter 240 is configured to turn on / off the switching unit 230 within a predetermined time range T by the control signal.

상기 소정의 시간범위(T)는 아래 수학식 1에 나타낸 바와 같다.The predetermined time range (T) is as shown in the following equation (1).

(수학식 1) T = Tc < Toff(1) T = Tc < Toff

여기서, T는 스위칭부(230)가 온/오프되는 시간을 나타내며, Tc는 상기 제어신호를 스위칭부(230)에 전송하는 시간을 나타내고, Toff는 상기 스위칭부(230)가 오프되어 전류가 흐르지 않는 경우에 상기 차저 및 호스트 시스템에 구비된 버퍼캐패시터에서 전류를 방전하여 상기 호스트 시스템이 전원 오프로 인식하지 못하도록 하는 호스트 시스템 오프 딜레이 시간을 나타낸다.T denotes a time for turning on / off the switching unit 230, Tc denotes a time for transmitting the control signal to the switching unit 230, Toff denotes a time when the switching unit 230 is turned off, The host system off-delay time which prevents the host system from recognizing power-off by discharging a current from the buffer capacitor provided in the charger and the host system when the power is off.

상기 제어신호의 24비트가 전송되는 시간은 호스트 시스템 오프 딜레이 시간보다 작아야 통신을 위한 스위칭 오프를 전원 차단으로 인식하여 호스트 시스템이 파워 오프되는 것을 방지할 수 있다.The time during which the 24 bits of the control signal is transmitted should be smaller than the host system off-delay time so that the switching off for communication is regarded as a power-off, thereby preventing the host system from being powered off.

상기 제어신호에 의해서 스위치부가 온/오프 되는 시간을 설정되어야 한다.The time for turning on / off the switch unit by the control signal should be set.

일예로, 상기 Toff가 고정되어 있는 경우, 즉, 상기 차저 및 호스트 시스템에 구비된 버퍼캐패시터의 용량이 정해진 경우, 통신속도 설정으로 클럭(Clock)당 고정 시간을 주어 변경하여 상기 Tc를 설정할 수 있다. 상기 버퍼캐패시터가 전류가 차단된 상태에서 25ms 동안 방전할 경우에, 통신속도를 1kHz로 설정하면 클럭(Clock)당 1ms이므로 상기 제어신호의 24비트를 전송시 24ms가 소요되어 호스트 시스템 파워 오프를 방지할 수 있다.For example, when the Toff is fixed, that is, when the capacity of the buffer capacitor provided in the charger and the host system is determined, the Tc can be set by changing the communication speed with a fixed time per clock (Clock) . If the buffer capacitor is discharged for 25 ms in the state where the current is cut off, if the communication speed is set to 1 kHz, it is 1 ms per clock, so that it takes 24 ms to transmit 24 bits of the control signal, can do.

또다른 예로는 통신속도가 고정되어 있는 경우에는 상기 버퍼캐패시터의 용량을 조절하여 상기 배터리 팩(200)으로부터 상기 차저 및 호스트 시스템으로 흐르는 전류가 차단되는 시간이 상기 제어신호 전송 시간 이상이 되도록 호스트 시스템 오프 딜레이 시간을 조절하여 호스트 시스템 파워 오프를 방지할 수 있다.As another example, when the communication speed is fixed, the capacity of the buffer capacitor is adjusted so that the time when the current flowing from the battery pack 200 to the charger and the host system is blocked is longer than the control signal transmission time. Off-delay time can be adjusted to prevent host system power-off.

상기 신호송신부(240)는 생성된 상기 제어신호가 ?0"인 경우에는 상기 스위칭부(230)가 오프 되도록 하고, "1"인 경우에는 상기 스위칭부(230)가 온 되도록 상기 스위칭부(230)에 제어신호를 송신한다.The signal transmitter 240 causes the switching unit 230 to turn off when the generated control signal is? 0, and turns on the switching unit 230 when the generated control signal is? As shown in Fig.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의하여 파워라인(210)에 흐르는 전류의 흐름을 도시한 도면이다.4 is a view showing a flow of a current flowing in the power line 210 according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 상기 파워라인(210)에 전류가 흐르는 상태에서 프로토콜 신호 형식으로 생성된 제어신호에 의해 시작신호(310), 명령어신호(320), 데이터신호(330)로 파워라인(210)에 흐르는 전류가 온/오프 되어 상기 배터리 셀(220)의 상태 정보를 전송하게 된다.4, a start signal 310, a command signal 320, and a data signal 330 are generated by a control signal generated in a protocol signal format in a state where a current flows in the power line 210, Is turned on / off to transmit the state information of the battery cell 220.

따라서, 본 발명에 의한 일 실시에에 의해 상기 배터리 셀(220)로부터 생성 및 수집된 배터리 상태 정보는 프로토콜 형식의 제어신호를 생성하여 스위치부를 온/오프 함으로써 파워라인(210)에 흐르는 전류가 온/오프하여 상기 파워라인(210)을 통하여 배터리 상태 정보를 전송할 수 있다.Therefore, the battery state information generated and collected from the battery cell 220 according to the present invention generates a protocol type control signal to turn on / off the switch unit, so that the current flowing in the power line 210 is turned on / OFF to transmit battery status information through the power line 210. [

아래에서는 파워라인(210)을 통한 차저 및 호스트 시스템과의 통신 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of communicating with the charger and the host system through the power line 210 will be described.

도 5은 본 발명의 파워라인(210)을 통한 차저 및 호스트 시스템과의 통신 방법의 프로세스를 개략적으로 나타낸 것이다.5 schematically illustrates a process of a method of communicating with a charger and a host system via a power line 210 of the present invention.

도 5에 따르면, 본 발명의 바람직한 실시예는 정보수집부에서 배터리 셀(220)의 상태 정보를 수집하는 정보수집단계(S100); 상기 생성 및 수집된 배터리 셀(220)의 상태 정보를 바탕으로 소정의 프로토콜 신호 형식의 제어신호를 생성하는 제어신호 생성단계(S200); 생성된 상기 제어신호를 소정의 시간범위(T) 내에서 스위칭부(230)에 송신하여 스위칭부(230)의 온/오프를 제어하여, 상기 스위칭부(230)의 온/오프 제어에 의하여 파워라인(210)의 전류 흐름을 온/오프 함으로써, 상기 파워라인(210)을 통하여 상기 배터리 셀(220)의 상태 정보를 상기 차저 및 호스트 시스템으로 전송하는 정보전송단계(S300);를 포함한다.Referring to FIG. 5, a preferred embodiment of the present invention includes an information collecting step (S100) of collecting status information of a battery cell (220) in an information collecting unit; A control signal generation step (S200) of generating a control signal of a predetermined protocol signal format based on the state information of the generated and collected battery cell (220); The switching unit 230 controls the ON / OFF of the switching unit 230 to transmit the generated control signal to the switching unit 230 within a predetermined time range T, And an information transmission step (S300) of transmitting status information of the battery cell (220) to the charger and the host system through the power line (210) by turning on / off the current flow of the line (210).

상기 정보수집단계(S100)는 상기 배터리 셀(220)과 전기적으로 연결되어 상기 배터리 셀(220)의 온도, 전압, 전류, 충전전류, 충전전압 등의 현재상태를 검출하는 검출부로부터 검출된 신호를 받아 배터리의 현재상태정보와 기 설정되는 배터리모드(충전모드, 방전모드, 알람모드 등)를 수집하고 상기 수집된 정보를 바탕으로 평균전류, 완충평균시간,OCA(Over Charged Alarm), TCA(Terminate Charge Alarm), OTA(Over Temp Alarm), TD(Terminate Discharge), RCA(Remaining Capacity Alarm), RTA(Remaining Time Alarm)등을 계산하여 생성하는 단계를 포함한다. The information collecting step S100 is a step of acquiring a signal detected from a detector that is electrically connected to the battery cell 220 and detects a current state of the temperature, voltage, current, charge current, charge voltage, etc. of the battery cell 220 (Charge Mode, Discharge Mode, Alarm Mode, etc.) and collects the current state information of the battery and the preset battery mode (charge mode, discharge mode, alarm mode, Charge Alarm, Over Temp Alarm (OTA), Terminate Discharge (TD), Remaining Capacity Alarm (RCA), and Remaining Time Alarm (RTA).

상기 제어신호 생성단계(S200)는 상기 정보수집단계(S100)에서 생성 및 수집된 배터리 셀(220)의 상태정보를 ?0"과 "1"의 조합으로 이루어진 12비트의 시작신호(310), 4비트의 명령어신호(320), 8비트(1바이트)의 데이터신호(330)로 구성되는 프로토콜 신호 형식으로 제어신호를 생성한다.The control signal generation step S200 includes a 12-bit start signal 310 having a combination of? 0? And? 1 ?, and the state information of the battery cell 220 generated and collected in the information collection step S100, A command signal 320 of 4 bits, and a data signal 330 of 8 bits (1 byte).

상기 정보전송단계(S300)는 상기 제어신호에 의해 소정의 시간범위(T) 내에서 스위칭부(230)를 온/오프하여 통신을 위한 스위칭 오프를 전원 차단으로 인식하여 호스트 시스템이 파워 오프되는 것을 방지 한다.In the information transmission step S300, the switching unit 230 is turned on / off within a predetermined time range T by the control signal to recognize that the switching off for communication is a power-off, prevent.

100 기존 배터리 팩 커넥터
110 본 발명에 의한 배터리 팩 커낵터
101 P+ 102 P- 103 n/a 104 SCL 105 SDA
200 배터리 팩
210 파워라인
220 배터리 셀
230 스위칭 부
240 신호송신부100 Conventional battery pack connector
110 A battery pack connector according to the present invention
101 P + 102 P- 103 n / a 104 SCL 105 SDA
200 battery pack
210 power line
220 battery cell
230 switching unit
240 signal transmitter

Claims (9)

파워라인을 통한 차저 및 호스트 시스템과의 통신이 가능한 컴팩트 인터페이스 배터리 팩에 있어서,
배터리 팩과 차저 및 호스트 시스템을 연결하는 파워라인;
복수개의 배터리 셀;
상기 파워라인의 전류 흐름을 제어하는 스위칭부;
소정의 시간범위(T) 내에서 상기 스위칭부를 온/오프하는 제어신호를 생성하는 신호송신부로 구성되며,
상기 소정의 시간범위(T)는 하기의 수학식 1의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 파워라인을 통한 차저 및 호스트 시스템과의 통신이 가능한 컴팩트 인터페이스 배터리 팩
(수식 1)
T = Tc < Toff
여기서, Tc는 상기 신호송신부의 제어신호 송신시간범위, Toff는 상기 스위칭부가 오프되어 전류가 흐르지 않는 경우에 상기 호스트 시스템에 구비된 버퍼캐패시터에서 전류를 방전하여 상기 호스트 시스템이 전원 오프로 인식하지 못하는 호스트 시스템 오프 딜레이 시간(Toff)
A compact interface battery pack capable of communicating with a charger and a host system via a power line,
Power line connecting battery pack to charger and host system;
A plurality of battery cells;
A switching unit for controlling a current flow of the power line;
And a signal transmission unit for generating a control signal for turning on / off the switching unit within a predetermined time range T,
Wherein the predetermined time range (T) satisfies the following condition (1): &quot; (1) &quot;
(Equation 1)
T = Tc <Toff
Here, Tc denotes a control signal transmission time range of the signal transmission unit, Toff denotes a state in which a current is discharged from a buffer capacitor provided in the host system when the switching unit is turned off and no current flows, Host system off-delay time (Toff)
제1항에 있어서,
상기 신호송신부는,
상기 배터리 셀로부터 검출된 신호를 받아 배터리 셀의 현재상태 정보를 생성 및 수집하고, 상기 생성 및 수집된 배터리 셀의 상태정보를 시작신호, 명령어신호, 데이터신호로 구성된 소정의 프로토콜 신호 형식의 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 파워라인을 통한 차저 및 호스트 시스템과의 통신이 가능한 컴팩트 인터페이스 배터리 팩
The method according to claim 1,
Wherein the signal transmitter comprises:
And generates and collects current state information of the battery cell in response to a signal detected from the battery cell, and transmits state information of the generated and collected battery cell to a control signal format of a predetermined protocol signal format including a start signal, A compact interface battery pack capable of communicating with a charger and a host system via a power line
제2항에 있어서,
상기 제어신호는,
"0"과 "1"의 조합으로 이루어진 12비트의 시작신호, 4비트의 명령어신호, 8비트(1바이트)의 데이터신호로 구성되는 것을 특징으로 하는 파워라인을 통한 차저 및 호스트 시스템과의 통신이 가능한 컴팩트 인터페이스 배터리 팩
3. The method of claim 2,
Wherein the control signal comprises:
, A 12-bit start signal composed of a combination of "0" and "1 &quot;, a 4-bit command signal and a 8-bit (1-byte) data signal. This possible compact interface battery pack
제3항에 있어서,
상기 시작신호는,
6비트의 "0"과 6비트의 "1"로 구성되어 상기 차저 및 시스템에서 배터리 팩으로부터의 데이터 전송이 시작됨을 인식하도록 하는 것을 특징으로 하는 파워라인을 통한 차저 및 호스트 시스템과의 통신이 가능한 컴팩트 인터페이스 배터리 팩
The method of claim 3,
Wherein the start signal comprises:
And a 6-bit "1" to recognize that the transfer of data from the battery pack to the charger and the system is started. It is possible to communicate with the charger and the host system through the power line Compact interface battery pack
제1항에 있어서,
상기 신호송신부는,
생성된 상기 제어신호가 "0"인 경우에는 상기 스위칭부가 오프 되도록 하고, "1"인 경우에는 상기 스위칭부가 온 되도록 상기 스위칭부에 제어신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 파워라인을 통한 차저 및 호스트 시스템과의 통신이 가능한 컴팩트 인터페이스 배터리 팩
The method according to claim 1,
Wherein the signal transmitter comprises:
The control unit transmits a control signal to the switching unit so that the switching unit is turned off when the generated control signal is "0 &quot;, and when the control signal is" 1 & Compact interface battery pack for communication with the system
제1항에 있어서,
상기 스위칭부는,
상기 신호송신부의 신호에 따라 상기 파워라인에 흐르는 전류를 온/오프 하는 FET스위치인 것을 특징으로 하는 파워라인을 통한 차저 및 호스트 시스템과의 통신이 가능한 컴팩트 인터페이스 배터리 팩
The method according to claim 1,
The switching unit includes:
And a FET switch for turning on / off a current flowing in the power line according to a signal of the signal transmitter. A compact interface battery pack capable of communicating with a charger and a host system through a power line
파워라인을 통한 차저 및 호스트 시스템과의 통신 방법에 있어서,
배터리 셀로부터 검출된 신호를 받아 배터리 셀의 현재상태 정보를 생성 및 수집하는 정보수집단계;
상기 생성 및 수집된 배터리 셀의 상태 정보를 바탕으로 소정의 프로토콜 신호 형식의 제어신호를 생성하는 제어신호 생성단계;
생성된 상기 제어신호를 소정의 시간범위(T) 내에서 스위칭부에 송신하여 스위칭부의 온/오프를 제어하여, 상기 스위칭부의 온/오프 제어에 의하여 파워라인의 전류 흐름을 온/오프 함으로써, 상기 파워라인을 통하여 상기 배터리 의 상태 정보를 상기 차저 및 호스트 시스템으로 전송하는 정보전송단계;를 포함하며,
상기 소정의 시간범위(T)는 하기의 수학식 1의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 파워라인을 통한 차저 및 호스트 시스템과의 통신 방법
(수식 1)
T = Tc < Toff
여기서, Tc는 상기 신호송신부의 제어신호 송신시간범위, Toff는 상기 스위칭부가 오프되어 상기 호스트 시스템에 구비된 버퍼캐패시터에서 전류를 방전하여 상기 호스트 시스템이 전원 오프로 인식하지 못하는 호스트 시스템 오프 딜레이 시간(Toff)
A method of communication with a charger and a host system via a power line,
An information collecting step of generating and collecting current state information of a battery cell in response to a signal detected from the battery cell;
A control signal generation step of generating a control signal of a predetermined protocol signal format based on the state information of the battery cell generated and collected;
And controlling on / off of the switching unit to turn on / off the current flow of the power line by on / off control of the switching unit by transmitting the generated control signal to the switching unit within a predetermined time range T, And an information transmission step of transmitting status information of the battery through the power line to the charger and the host system,
Characterized in that the predetermined time range (T) satisfies the following condition (1): < EMI ID = 1.0 &gt;
(Equation 1)
T = Tc <Toff
Here, Tc denotes a control signal transmission time range of the signal transmission unit, Toff denotes a host system off-delay time (Toff) in which the switching unit is turned off and current is discharged in the buffer capacitor provided in the host system, Toff)
제7항에 있어서,
상기 제어신호 생성단계는,
상기 정보수집단계에서 생성 및 수집된 배터리 셀의 상태정보를 "0"과 "1"의 조합으로 이루어진 12비트의 시작신호, 4비트의 명령어신호, 8비트(1바이트)의 데이터신호로 구성되는 프로토콜 신호 형식으로 제어신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워라인을 통한 차저 및 호스트 시스템과의 통신 방법
8. The method of claim 7,
The control signal generation step includes:
State information of the battery cell generated and collected in the information collecting step is composed of a 12-bit start signal, a 4-bit command signal, and an 8-bit (1-byte) data signal made up of a combination of "0" And generating a control signal in the form of a protocol signal. A method for communicating with a charger and a host system via a power line
제7항에 있어서,
상기 신호송신 단계는,
상기 제어신호 생성단계에서 생성된 신호가 "0"인 경우에는 상기 스위칭부가 오프 되도록 하고, "1"인 경우에는 상기 스위칭부가 온 되도록 상기 스위칭부에 온/오프 제어신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 파워라인을 통한 차저 및 호스트 시스템과의 통신 방법
8. The method of claim 7,
The signal transmission step includes:
The control unit transmits the on / off control signal to the switching unit so that the switching unit is turned off when the signal generated in the control signal generation step is "0 &quot;, and the switching unit is turned on when the signal is & How to communicate with charger and host system via power line
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