KR20190048000A - 배터리 팩 및 그의 과충전 제어 방법 - Google Patents

배터리 팩 및 그의 과충전 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리 팩 및 그의 과충전 제어 방법에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 외부 단자를 통해 별도의 전류 패턴을 인가하거나, 충전이 느린 펄스 형태의 전류를 인가하지 않더라도 배터리의 이상 여부를 임피던스의 주파수 특성을 통해 실시간으로 확인하고 회로를 차단할 수 있으므로, 배터리 발화 및 폭발에 의한 사고를 방지하는데 있다.
이를 위해 본 발명은 배터리와, 충전기 또는 외부 전자기기 세트와 연결되는 외부 단자와, 배터리가 연결되는 셀 단자와, 외부 단자와 셀 단자 사이에 직렬로 연결된 충방전 FET와, 배터리의 충방전 전류 및 충방전 전압을 측정하는 센싱부와, 센싱부에서 측정된 충방전 전류 및 충방전 전압을 주파수 변환하여, 배터리의 주파수에 따른 임피던스를 산출하는 주파수 변환부 및, 주파수 변환부에서 산출된 배터리의 주파수에 따른 임피던스가 이상 패턴을 가질 경우, 충방전 FET를 모두 오프 시키는 제어부를 포함하는 배터리 팩을 개시한다.

Description

배터리 팩 및 그의 과충전 제어 방법{Battery pack and overcharge control method thererof}
본 발명은 배터리 팩 및 그의 과충전 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 충방전이 가능한 이차 전지(secondary battery)는 셀룰러 폰(cellular phone), PCS(personalcommunications services), 노트북 컴퓨터, 캠코더, PDA(personal digital assistants) 등 휴대용 전자기기들의 개발로 활발히 연구 및 생산되고 있다. 또한, 이차전지는 고밀도에너지와 고출력을 필요로 하는 하이브리드 및 전기 자동차 배터리용으로도 각광받고 있으며 연구개발 및 제품생산 중에 있다.
이차 전지는 대표적으로, 니켈-카드뮴 전지(nickel-cadmium battery), 납축전지, 니켈-수소전지(NiMH : nickel metal hydride battery), 리튬-이온 전지(lithium ion battery), 리튬 폴리머 전지(lithium polymerbattery), 금속 리튬 전지, 공기 아연 축전지 등 다양한 종류가 개발되고 있다.
이러한 이차전지는 충방전이 가능한 다수의 배터리셀이 직렬 또는 병렬로 다수개 연결되어 이용될 수 있으며, 이차전지의 충방전을 제어하고, 과충전 및 과방전으로부터 배터리를 보호하기 위한 보호 회로와 합쳐져서 배터리 팩을 구성한다.
이와같은 배터리 팩의 성능은 배터리의 내부저항과 밀접한 관계가 있다. 내부저항 측정법은 직류 내부저항 측정법(Direct Current-internal Resistance;DC-IR)과 교류 내부저항(AC-IR;Alternative Current-internal Resistance) 측정법이 이용된다. 직류 내부저항 측정법은 충방전 전류 및 휴지 기간을 갖는 전류 프로파일을 배터리에 인가하고, 이후 C-rate별 충방전 전류 패턴에 대한 종지 전압을 I-V 그래프로 정리하여 커브피팅(curve fitting)하며, 이때 추출한 추세선의 기울기로부터 배터리의 내부저항을 측정하는 방식이다. 그러나 직류 내부저항 측정법을 이용해서 배터리의 내부저항을 정확하게 측정하는 데에는 한계가 있다. 그리고 교류 내부저항 측정법은 내부 저항 측정을 위해서 교류전류를 배터리에 인가한 후 측정되는 전압을 통해 내부저항을 측정할 수 있다. 그러나 교류 전류에 의한 배터리 충전은 직류 전원에 의한 배터리 충전에 비해서 그 속도가 느리고, 이를 방지하기 위해서 내부 저항 측정을 위해서 별도의 교류 전류를 배터리로 인가할 수 있으나, 배터리가 동작 중일 경우 실시간으로 배터리의 이상 여부를 판단할 수 없는 한계가 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 외부 단자를 통해 별도의 전류 패턴을 인가하거나, 충전이 느린 펄스 형태의 전류를 인가하지 않더라도 배터리의 이상 여부를 임피던스의 주파수 특성을 통해 실시간으로 확인할 수 있는 배터리 팩 및 그의 과충전 제어 방법를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 배터리를 충전하고 있는 중에도 내부 임피던스를 통해 이상상태를 실시간으로 확인하고 회로를 차단할 수 있으므로, 배터리 발화 및 폭발에 의한 사고를 방지할 수 있는 배터리 팩 및 그의 과충전 제어 방법를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 배터리 팩 및 그의 과충전 제어 방법는 배터리와, 충전기 또는 외부 전자기기 세트와 연결되는 외부 단자와, 상기 배터리가 연결되는 셀 단자와, 상기 외부 단자와 상기 셀 단자 사이에 직렬로 연결된 충방전 FET와, 상기 배터리의 충방전 전류 및 충방전 전압을 측정하는 센싱부와, 상기 센싱부에서 측정된 충방전 전류 및 충방전 전압을 주파수 변환하여, 상기 배터리의 주파수에 따른 임피던스를 산출하는 주파수 변환부 및, 상기 주파수 변환부에서 산출된 상기 배터리의 주파수에 따른 임피던스가 이상 패턴을 가질 경우, 상기 충방전 FET를 모두 오프 시키는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 주파수 변환부에서 전달된 임피던스의 펄스 크기가 설정된 기준값 보다 더 클 경우, 이상 패턴으로 판단하고 상기 충방전 FET를 모두 오프시킬 수 있다.
상기 주파수 변환부는 FET(Fast Fourier Transform)변환, 웨이블릿 변환, STFT(Short-Time Fourier Transform)변환 중 선택된 어느 하나를 이용하여, 충방전 전류 및 충방전 전압을 주파수 변환할 수 있다.
상기 주파수 변환부는 상기 센싱부에 측정된 충방전 전류 및 충방전 전압이 정전압 충전 단계의 전류와 전압일 경우, 시간에 따른 충전 전압과 충전 전류를 주파수 변환하여 상기 배터리의 주파수에 따른 임피던스를 산출할 수 있다.
상기 주파수 변환부는 상기 정전압 충전 단계에서 주파수에 따른 충전 전압을 충전 전류로 나눠서 상기 배터리의 주파수에 따른 임피던스를 산출할 수 있다.
상기 배터리는 전압이 기준전압에 도달(증가)할 때까지 일정 전류인 정전류에 의해 충전된 후, 충전 전류가 기준충전 전류에 도달(감소)할 때까지 일정한 전압에 의해 충전될 수 있다.
또한 본 발명에 의한 배터리 팩 및 그의 과충전 제어 방법는 센싱부에서 셀단자에 연결된 배터리의 충방전 전압과, 충방전 전류를 측정하는 단계와, 상기 센싱부와 전기적으로 연결된 주파수 변환부에서 충방전 전압과 충방전 전류를 인가받아, 상기 배터리가 정전압 충전 단계인지 여부를 확인하는 단계와, 상기 주파수 변환부에서 상기 배터리가 정전압 충전 단계로 판단되면, 충전 전압 과 충전 전류를 주파수 변환하여, 상기 배터리의 주파수에 따른 임피던스를 산출하는 단계와, 상기 주파수 변환부와 전기적으로 연결된 제어부에서, 상기 주파수에 따른 인피던스를 인가 받아, 이상 패턴인지 여부를 확인 하는 단계 및, 상기 제어부에 이상 패턴으로 판단되면, 상기 배터리와 충전기가 연결된 외부 단자 사이를 전기적으로 연결하는 충방전 FET를 오프시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 배터리 팩 및 그의 과충전 제어 방법는 외부 단자를 통해 별도의 전류 패턴을 인가하거나, 충전이 느린 펄스 형태의 전류를 인가하지 않더라도 배터리의 이상 여부를 임피던스의 주파수 특성을 통해 실시간으로 확인할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의한 배터리 팩 및 그의 과충전 제어 방법는 배터리를 충전하고 있는 중에도 내부 임피던스를 통해 이상상태를 실시간으로 확인하고 회로를 차단할 수 있으므로, 배터리 발화 및 폭발에 의한 사고를 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리팩의 구성을 도시한 구조도이다.
도 2는 도 1의 배터리 팩의 과충전 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 배터리 팩에서 배터리의 충전 전류 및 전압을 측정한 그래프이다.
도 4는 도 3a 및 도 3b에서 측정된 충전 전류 및 전압에 대한 임피던스 산출값이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용된다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소는 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리팩의 구성을 도시한 구조도가 도시되어 있다. 또한 도 2를 참조하면 도 1의 배터리 팩의 과충전 제어 방법을 도시한 순서도가 도시되어 있다. 이하에서는 도 1에 도시된 배터리 팩(100)의 구성 및 동작을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하고자 한다.
우선, 도 1에서 도시된 바와 같이 배터리 팩 및 그의 과충전 제어 방법(100)은 크게 배터리 팩의 보호회로(110)와, 배터리(120)을 포함한다. 여기서 배터리팩의 보호회로(110)는 통상적으로 인쇄회로기판(PCB: Printed circuit board)에 전기 소자를 스폿 용접, 솔더링 방법으로 배치시켜 형성된다. 그리고 배터리(120)는 충방전이 가능한 하나 또는 복수개의 베어셀이 직렬 또는 병렬로 연결되어 이루어질 수 있다. 또한 배터리(120)의 베어셀은 각형, 원통형 또는 파우치형 중 어느 형상을 가질 수 있다.
상기 배터리 팩의 보호회로(110)는 셀 단자(111), 외부 단자(112), 센싱부(113), 주파수 변환부(114), 제어부(115) 및 충방전 FET(116)를 포함하며 이루어지며, 각각의 구성 요소는 블록도로 나타내었다.
우선 셀 단자(111)는 배터리(120)의 양극 및 음극과 각각 전기적으로 연결되기 위한 2개의 단자를 구비한다.
그리고 외부 단자(112)는 2개의 단자로 이루어져 있으며, 이는 충전기 또는 외부 전자기기 세트에 연결된다. 이러한 외부 단자(112)는 충전기와 연결되면 충전기를 통해 인가되는 전류에 의해 셀 단자(111)에 전기적으로 연결된 배터리(120)를 충전시킬 수 있으며, 외부 전자기기 세트와 연결되면 배터리(120)의 방전에 의해 출력되는 전압에 의해서 외부 전자기기 세트를 구동 시킬 수 있다. 이러한 외부 단자(120)는 셀 단자(110)와 병렬 연결될 수 있다.
그리고 센싱부(113)는 셀 단자(111)와 전기적으로 연결되며, 셀 단자(111)와 외부 단자(112) 사이에 구비된 센서 저항(Rs)과 전기적으로 연결된다. 여기서 센서 저항(Rs)은 셀 단자(111)와 외부 단자(112) 사이의 경로인 대전류 경로에 흐르는 전류를 감지하기 위한 저항이다.
상기 센싱부(113)는 센서 저항(Rs)의 저항 값을 미리 알고 있는 상태이므로, 센서 저항(Rs)에 인가되는 전압을 감지하면 배터리(120)의 충방전 전류를 감지할 수 있다. 그리고 센싱부(113)는 배터리(120)와 전기적으로 연결된 셀 단자(111)의 양단의 전압 측정을 통해서, 배터리(120)의 충방전 전압을 측정(S1)할 수 있다.
예를 들어 센싱부(113)는 배터리(120)가 충전될 경우, 외부 단자(112)를 통해 배터리(120)로 입력되는 충전 전류를 측정하고, 셀 단자(111) 양단 사이의 충전 전압을 측정한다. 또한 센싱부(113)는 배터리(120)가 방전될 경우, 셀 단자(111) 양단 사이의 배터리(120)의 전압인 방전 전압을 측정하고, 배터리(120)에서 출력되어 외부 단자(112)를 통해 외부 전자기기 세트로 인가되는 방전 전류를 측정할 수 있다.
도 3a를 참조하면, 충전시 센싱부(113)에서 감지된 다수의 배터리(120) 충전 전류에 대한 그래프가 도시되어 있고, 도 3b를 참조하면 충전시 센싱부(113)에서 감지된 다수의 배터리(120) 충전 전압에 대한 그래프가 도시되어 있다. 이하에서는 배터리 팩(100)의 과충전에 의한 제어 방법을 설명하고자 한다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 배터리(120) 충전 방법은 정전류 충전 단계(CC)와 정전압 충전 단계(CV)로 이루어진다. 여기서 정전류 충전 단계는 배터리(120)의 전압이 기준전압에 도달(증가)할 때까지 일정 전류인 정전류(CC)를 배터리(120)로 인가하여 충전하고, 이어서 배터리(120)의 충전 전류가 기준충전 전류에 도달(감소)할 때까지 일정한 전압에 의해 배터리(120)를 충전한다. 상기 배터리(120)의 과충전에 의한 폭발 및 발화는 정전압 충전 단계(CV)에서 발생되며, 정전압 충전 단계(CV)에서의 배터리(120)의 내부 임피던스의 주파수 특성을 확인할 경우 배터리(120) 과충전에 의한 이상 여부를 판단할 수 있다.
상기 주파수 변환부(114)는 센싱부(113)에서 전달받은 전류 및 전압이 정전압 충전 단계(CV)에서의 전류와 전압인지 확인(S2)한다. 상기 주파수 변환부(114)는 센싱부(113)에서 전달받은 전류 및 전압이 정전압 충전 단계(CV)에서의 전류와 전압일 경우, 센싱부(113)에서 전달 받은 시간에 따른 입력전류와 출력전압을 주파수 변환하고, 주파수 변환된 출력전압을 입력전류로 나눔으로써 배터리(120)의 내부저항인 임피던스를 산출(S3)할 수 있다. 즉, 주파수 변환부(114)는 정전압 충전 단계(CV)일 때, 배터리(120)의 충전 전류와 충전 전압을 입력 받아 임피던스의 주파수 특성을 출력할 수 있다. 여기서 주파수 변환 방법은 FET(Fast Fourier Transform)변환, 웨이블릿 변환, STFT(Short-Time Fourier Transform)변환 중 선택된 어느 하나를 이용할 수 있다.
또한 주파수 변환부(114)는 과충전에 의한 발화가 발생될 수 있는 정전압 충전 단계(CV)에서만 배터리(120)의 임피던스를 산출하고, 이를 통해 배터리(120)의 발화에 의한 이상 여부를 확인할 수 있다. 그러므로 주파수 변환부(114)는 주파수 변환으로 이상상태 판단이 지연되는 것을 방지할 수 있다. 이하에서는 정전압 충전 단계(CV)에서의 주파수 변환부(114)에서 산출된 주파수에 따른 임피던스를 도 4를 참조하여 설명하고자 한다.
일반적으로 정상적인 배터리(120)는 정전압(CV)에 의해서 충전하므로, 주파수 변환부(114)에서 주파수 변환을 하여도 임피던스가 도 4에 도시된 바와 같이 주파수에 상관없이 일정 값을 갖는 정상패턴(A)으로 출력된다. 그러나 발화 직전의 배터리(120)의 경우, 임피던스가 도 4에 도시된 바와 같이 주파수에 따라 펄스 형태의 파형을 갖는 이상 패턴(B)으로 출력된다.
즉, 정상적인 배터리(120)의 경우, 배터리(120)의 내부 임피던스가 고정값을 가지므로 주파수 변환된 임피던스가 정상패턴(A)인 일정값으로 출력되지만, 발화 직전의 배터리(120)의 경우 내부 임피던스가 증가하므로, 주파수 변환된 임피던스가 이상 패턴(B)으로 출력된다. 따라서 주파수 변환부(114)에서 산출된 주파수에 따른 배터리(120)의 내부 임피던스를 통해 배터리(120)의 이상 여부를 실시간으로 알 수 있다.
상기 제어부(115)는 주파수 변환부(114)와 전기적으로 연결되어, 실시간으로 주파수 변환부(114)에서 출력된 주파수에 따른 배터리(120)의 내부 임피던스를 인가받는다. 상기 제어부(115)는 주파수 변환부(114)에서 인가받은 내부 임피던스에서 이상 패턴(B)이 검출여부를 확인(S4)한다. 상기 제어부(115)는 주파수 변환부(114)에서 인가받은 주파수에 따른 배터리(120)의 내부 임피던스가 이상패턴(B)일 경우, 충방전 FET(116)를 모두 차단(S5)하여 실시간으로 외부 단자(112)와 셀 단자(111) 사이를 전기적으로 분리시킨다. 예를 들어 제어부(115)는 주파수 변환부(114)에서 인가받은 주파수에 따른 배터리의 내부 임피던스의 펄스의 크기가 설정된 기준값에 보다 더 클 경우, 배터리(120)가 과충전에 의한 이상 상태가 발생된 것으로 판단한다.
그리고 충방전 FET(116)는 셀 단자(111)와 외부 단자(112) 사이인 대전류 경로에 연결된 충전 FET(CFET)과 방전 FET(DFET)를 포함하며, 제어부(115)에 제어전극이 전기적으로 연결되어, 제어부(115)의 제어에 의해 구동된다.
이러한 충방전 FET(116)는 방전 시에는 방전 FET(DFET)가 온 되고, 충전 시에는 충전 FET(CFET)가 온되어, 셀 단자(111)에 전기적으로 접속된 배터리(120)가 외부 단자(112)에 전기적으로 연결된 충전기 또는 외부 전자기기를 통해 방전 및 충전이 이루어지도록 한다.
또한, 충방전 FET(116)는 제어부(115)에서 배터리(120)의 이상으로 판단될 경우 인가되는 제어 신호에 의해 모두 오프 되어, 방전 및 충전 동작을 모두 차단한다. 이러한 충방전 FET(116)는 전계 효과 트랜지스터(FET : FieldEffect Transistor)로 이루어지며, N형 전계 효과 트랜지스터 또는 P형 전계 효과 트랜지스터일 수 있다.
이와 같은 배터리팩(100)은 외부 단자(112)를 통해 별도의 전류 패턴을 인가하거나, 충전이 느린 펄스 형태의 전류를 인가하지 않더라도 배터리(120)의 이상 여부를 임피던스의 주파수 특성을 통해 실시간으로 알 수 있다. 또한 배터리팩(100)은 배터리(120)가 충전하고 있는 중에도 내부 임피던스를 통해, 이상상태를 실시간으로 확인하고, 회로를 차단할 수 있으므로 배터리 발화 및 폭발에 의한 사고를 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 배터리 팩 및 그의 과충전 제어 방법를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100; 배터리 팩 110; 배터리 팩의 보호회로
120; 배터리 111; 셀 단자
112; 외부단자 113; 센싱부
114; 주파수 변환부 115; 제어부
116; 충방전 FET

Claims (10)

  1. 배터리;
    충전기 또는 외부 전자기기 세트와 연결되는 외부 단자;
    상기 배터리가 연결되는 셀 단자;
    상기 외부 단자와 상기 셀 단자 사이에 직렬로 연결된 충방전 FET;
    상기 배터리의 충방전 전류 및 충방전 전압을 측정하는 센싱부;
    상기 센싱부에서 측정된 충방전 전류 및 충방전 전압을 주파수 변환하여, 상기 배터리의 주파수에 따른 임피던스를 산출하는 주파수 변환부; 및
    상기 주파수 변환부에서 산출된 상기 배터리의 주파수에 따른 임피던스가 이상 패턴을 가질 경우, 상기 충방전 FET를 모두 오프 시키는 제어부를 포함하는 배터리 팩.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 주파수 변환부에서 전달된 임피던스의 펄스 크기가 설정된 기준값 보다 더 클 경우, 이상 패턴으로 판단하고 상기 충방전 FET를 모두 오프시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 주파수 변환부는 FET(Fast Fourier Transform)변환, 웨이블릿 변환, STFT(Short-Time Fourier Transform)변환 중 선택된 어느 하나를 이용하여, 충방전 전류 및 충방전 전압을 주파수 변환하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 주파수 변환부는 상기 센싱부에 측정된 충방전 전류 및 충방전 전압이 정전압 충전 단계의 전류와 전압일 경우, 시간에 따른 충전 전압과 충전 전류를 주파수 변환하여 상기 배터리의 주파수에 따른 임피던스를 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 주파수 변환부는 상기 정전압 충전 단계에서 주파수에 따른 충전 전압을 충전 전류로 나눠서 상기 배터리의 주파수에 따른 임피던스를 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리는 전압이 기준전압에 도달(증가)할 때까지 일정 전류인 정전류에 의해 충전된 후, 충전 전류가 기준충전 전류에 도달(감소)할 때까지 일정한 전압에 의해 충전되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 센싱부에서 셀단자에 연결된 배터리의 충방전 전압과, 충방전 전류를 측정하는 단계;
    상기 센싱부와 전기적으로 연결된 주파수 변환부에서 충방전 전압과 충방전 전류를 인가받아, 상기 배터리가 정전압 충전 단계인지 여부를 확인하는 단계;
    상기 주파수 변환부에서 상기 배터리가 정전압 충전 단계로 판단되면, 충전 전압 과 충전 전류를 주파수 변환하여, 상기 배터리의 주파수에 따른 임피던스를 산출하는 단계;
    상기 주파수 변환부와 전기적으로 연결된 제어부에서, 상기 주파수에 따른 인피던스를 인가 받아, 이상 패턴인지 여부를 확인 하는 단계; 및
    상기 제어부에 이상 패턴으로 판단되면, 상기 배터리와 충전기가 연결된 외부 단자 사이를 전기적으로 연결하는 충방전 FET를 오프시키는 단계를 포함하는 배터리 팩의 과충전 제어 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어부는 상기 주파수 변환부에서 전달된 임피던스의 펄스 크기가 설정된 기준값 보다 더 클 경우, 이상 패턴으로 판단하고 상기 셀단자와 상기 외부 단자 사이에 직렬로 연결된 상기 충방전 FET를 모두 오프시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 과충전 제어 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 주파수 변환부는 FET(Fast Fourier Transform)변환, 웨이블릿 변환, STFT(Short-Time Fourier Transform)변환 중 선택된 어느 하나를 이용하여, 충방전 전류 및 충방전 전압을 주파수 변환하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 과충전 제어 방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 배터리는 전압이 기준전압에 도달(증가)할 때까지 일정 전류인 정전류에 의해 충전된 후, 충전 전류가 기준충전 전류에 도달(감소)할 때까지 일정한 전압에 의해 충전되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 과충전 제어 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023014056A1 (ko) * 2021-08-06 2023-02-09 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 셀의 전극 탭 단선 검사장치 및 단선 검사방법
WO2023038297A1 (ko) * 2021-09-09 2023-03-16 주식회사 엘지에너지솔루션 전력공급 차단시 배터리팩 운용방식의 배터리 교체 스테이션

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