KR20190106484A - Apparatus for preventing over discharge in non-rechargeble lithium batteries - Google Patents

Apparatus for preventing over discharge in non-rechargeble lithium batteries Download PDF

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Abstract

The present invention relates to an over discharge blocking device. According to an aspect of the present invention, a residual capacity of a unit battery is predicted from a voltage difference across both ends of a resistor by using current integration. The present invention determines whether an initial voltage delay phenomenon is solved in accordance with the predicted residual capacity, detects output voltage of the unit battery when the initial voltage delay phenomenon is solved, turns a switch unit off when the detected output voltage reaches termination voltage so as to improve a response speed of a mechanical determination method of unconditionally waiting by considering a unique initial voltage delay of an existing primary lithium unit battery, thereby effectively preventing an over discharge occurrence and an accident related to bursting and explosion caused by the same.

Description

1차 리튬전지용 저가형 과방전 차단 장치{APPARATUS FOR PREVENTING OVER DISCHARGE IN NON-RECHARGEBLE LITHIUM BATTERIES}Low-cost over-discharge blocking device for primary lithium battery {APPARATUS FOR PREVENTING OVER DISCHARGE IN NON-RECHARGEBLE LITHIUM BATTERIES}

본 출원은 과방전 차단 장치에 관한 것이다.The present application relates to an over-discharge blocking device.

단위 전지, 예를 들어, 1차 리튬 단위전지의 경우, 사용자의 과도한 사용으로 과방전(Over-discharge) 발생 및 이에 의한 파열/폭발사고가 발생하는 문제가 있다. 그러나, 이러한 1차 리튬 단위전지에는 저가 생산 및 판매의 이유로, 안정성 확보를 위한 과방전 차단 장치를 적용하지 않거나, 적용하더라도 기존의 과방전 차단 장치는 여러 가지 문제점을 가진다. In the case of a unit battery, for example, a primary lithium unit battery, there is a problem in that overdischarge occurs due to excessive use of a user and a rupture / explosion accident occurs. However, due to the low cost of production and sales, the primary lithium unit battery does not apply or discharge the over-discharge blocking device for securing stability, the existing over-discharge blocking device has a number of problems.

도 1 및 2는 기존의 과방전 차단 장치를 예시적으로 나타내는 도면이다. 도 1은 4 직렬용 집합전지에 적용되는 기존의 과방전 차단 장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 1 직렬용 단위전지에 적용되는 기존의 과방전 차단 장치를 나타내는 도면이다.1 and 2 is a view showing a conventional over-discharge blocking device by way of example. 1 is a view showing a conventional over-discharge blocking device applied to the four series battery unit, Figure 2 is a view showing a conventional over-discharge blocking device applied to one series unit battery.

도 3은 1차 리튬 단위전지의 구간별 방전 특성을 나타내는 도면이다. 도 3의 a 구간은 초기전압지연현상 구간이고, b 구간은 정상적인 방전 구간이며, c 구간은 종지 전압을 지나 급속도로 과방전되는 종지 구간이다.FIG. 3 is a diagram illustrating discharge characteristics of sections of a primary lithium unit battery. FIG. Section a of FIG. 3 is an initial voltage delay phenomenon section, section b is a normal discharge section, section c is a termination section which is rapidly over discharged after the termination voltage.

도 1 내지 3을 참조하면, 기존의 과방전 차단 장치는 1차 리튬 단위전지의 고유 특성인 초기전압지연(Initial Voltage Delay)현상 을 고려하였고, 전자 회로 동작 개념이 아닌 차단 전압(Cut-off Voltage 또는 종지 전압) 도달 시 일정시간 대기후 동작하는 방식으로 구동되었다. 다시 말해, 기존의 과방전 차단 장치는 도 3의 a, b, c 구간을 구분하지 않고 설계되기 때문에, 초기 전압 지연 현상을 고려한 대기시간을 무조건적으로 적용하였다. 그러나, 무조건 일정시간을 대기하는 기계적인 판단방식(FET 소자 또는 IC 소자 사용)은 단위 전지의 과방전에 의해 파열/폭발 사고가 발생할 때, 과방전 차단 장치가 적정 반응 속도 내로 작동하지 못하는 문제가 있고, 이는 2차 안전사고를 초래한다.1 to 3, the conventional over-discharge blocking device considers an initial voltage delay phenomenon, which is a unique characteristic of the primary lithium unit battery, and cut-off voltage, not an electronic circuit operation concept. Or end voltage). In other words, since the conventional over-discharge blocking device is designed without distinguishing sections a, b, and c of FIG. 3, the standby time considering the initial voltage delay phenomenon is applied unconditionally. However, the mechanical judgment method (waiting for a certain time unconditionally) (using a FET device or IC device) has a problem that the over-discharge blocking device does not operate within an appropriate reaction rate when a rupture / explosion accident occurs due to over-discharge of a unit cell This leads to a second safety accident.

본 출원은 전압차 측정부에서 측정된 전압차에 기초하여 단위 전지의 잔여 용량을 예측하고, 단위 전지의 출력 전압 감시 여부를 판단하며, 감시된 단위 전지의 출력 전압에 따라, 스위치부를 선택적으로 작동시킴으로써, 단위 전지의 과도한 사용으로 인한 과방전 발생 및 이로 인한 파열/폭발을 효과적으로 방지할 수 있는 과방전 차단 장치를 제공한다.The present application predicts the remaining capacity of the unit cell based on the voltage difference measured by the voltage difference measuring unit, determines whether to monitor the output voltage of the unit cell, and selectively operates the switch unit according to the output voltage of the unit battery monitored The present invention provides an over-discharge blocking device capable of effectively preventing over-discharge occurrence and rupture / explosion caused by excessive use of a unit cell.

본 출원은 부하에 전원을 공급하도록 단위 전지와 부하를 전기적으로 연결하는 회로부와, 상기 부하와 직렬 연결되는 저항을 포함하고, 상기 저항의 양단에 걸리는 전압차를 측정하는 전압차 측정부와, 온(On)/오프(Off)로 작동하고, 온(On)일 때, 회로부를 폐회로로 전환하고, 오프(Off)일 때 폐회로를 개회로로 전환시키도록 마련된 스위치부 및 전압차 측정부에서 측정된 전압차에 기초하여 단위 전지의 잔여 용량을 예측하고, 예측된 단위 전지의 잔여 용량과 기준 용량을 비교하여 초기전압지연현상 해소 여부 및 단위 전지의 출력 전압 감시 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 과방전 차단 장치를 제공한다.The present application includes a circuit unit for electrically connecting a unit cell and a load to supply power to a load, a voltage difference measuring unit for measuring a voltage difference across both ends of the resistor, and including a resistor connected in series with the load; Measured by a switch part and a voltage difference measuring part arranged to operate in (On) / off (Off), to switch the circuit part to the closed circuit when on, and to switch the closed circuit to the open circuit when off. A control unit for estimating the remaining capacity of the unit cell based on the estimated voltage difference, and comparing the predicted remaining capacity of the unit cell with the reference capacity to determine whether to resolve the initial voltage delay phenomenon and to monitor whether the unit cell output voltage is monitored. I provide a blocking device.

또한, 본 출원은 부하에 전원을 공급하도록 단위 전지와 부하를 전기적으로 연결하는 회로부와, 상기 부하와 직렬 연결되는 저항을 포함하고, 상기 저항의 양단에 걸리는 전압차를 측정하는 전압차 측정부와, 온(On)/오프(Off)로 작동하고, 온(On)일 때, 회로부를 폐회로로 전환하고, 오프(Off)일 때 폐회로를 개회로로 전환시키도록 마련된 스위치부 및 단위 전지의 초기 전압값을 보정값으로 저장하여 과방전 차단 장치를 초기화하는 제0 모드, 전류 적산을 이용하여 단위 전지의 잔여 용량을 예측하고 예측된 단위 전지의 잔여 용량에 따라 초기전압지연현상 해소 여부를 판단하는 제1 모드, 단위 전지의 출력 전압을 감시하고, 감시된 출력 전압이 종지 전압에 도달 시 방전상태로 판단하는 제2 모드 및 폐회로를 개회로로 전환하는 제3 모드 중 어느 하나의 모드를 수행하도록 마련되고, 해당 모드의 운용 정보가 저장하도록 마련된 과방전 차단 장치를 제공한다.In addition, the present application includes a circuit unit for electrically connecting the unit cell and the load so as to supply power to the load, a voltage difference measuring unit for measuring the voltage difference across the resistor, including a resistor connected in series with the load; The switch unit and the unit cell are arranged to operate on / off, to turn the circuit into a closed circuit when on, and to switch the closed circuit into an open circuit when off. Predicting the remaining capacity of the unit cell using the zero mode, current integration to store the voltage value as a correction value and initializing the over-discharge blocking device, and determining whether to solve the initial voltage delay phenomenon according to the estimated remaining capacity of the unit cell. Any one of the first mode, the second mode for monitoring the output voltage of the unit cell, determining the discharge state when the monitored output voltage reaches the end voltage, and the third mode for switching the closed circuit to the open circuit. Adapted to perform the de is, it provides an over-discharge interrupting device adapted to store the operation information of the corresponding mode.

본 출원의 일 실시예와 관련된 과방전 차단 제어 장치는, 1차 리튬 단위전지 특유의 초기전압지연현상을 고려하여 무조건 일정 시간 대기하는 기존의 기계적 방식과 달리, 단위 전지의 전순기(생산 후 보관, 사용 및 폐기)동안 잔여용량을 연속적으로 예측하고, 예측된 잔여 용량과 기준 용량을 비교하여, 단위 전지의 초기전압지연현상 해소 여부를 판단하고, 초기전압지연현상이 해소되면 단위 전지의 출력 전압을 감시하며, 감시된 출력 전압에 따라 스위치부를 온(On) 또는 (Off)시킴으로써, 단위 전지의 과도한 사용으로 인해 발생되는 과방전 및 이로 인한 파열/폭발 사고를 미연에 방지할 수 있다.The over-discharge blocking control device according to an embodiment of the present application, unlike the conventional mechanical method that waits unconditionally for a predetermined time in consideration of the initial voltage delay phenomenon peculiar to the primary lithium unit battery, the pre-sequence of the unit battery (post-production storage The remaining capacity is continuously predicted, and the estimated residual capacity is compared with the reference capacity to determine whether the initial voltage delay of the unit battery is eliminated, and when the initial voltage delay is eliminated, the output voltage of the unit battery By switching on or off according to the monitored output voltage, overdischarge caused by excessive use of the unit cell and the resulting burst / explosion accident can be prevented.

도 1 및 2는 기존의 과방전 차단 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 일반적인 1차 리튬 단위 전지의 방전 특성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 출원에 따른 예시적인 과방전 차단 제어장치를 나타내는 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 과방전 차단 장치의 예시적인 회로도이다.
도 6은 예시적인 모드에 따라 동작하는 제어 장치의 프로세스를 나타내는 도면이다.
1 and 2 is a view showing a conventional over-discharge blocking device.
3 is a view showing discharge characteristics of a general primary lithium unit battery.
4 is a block diagram showing an exemplary over-discharge blocking control device according to the present application.
5 is an exemplary circuit diagram of an over-discharge blocking device according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a process of a control device operating according to an exemplary mode.

본 출원은 과방전 차단 장치에 관한 것이다. 예시적인 본 출원의 장치는, 1차 리튬 단위 전지(Li/SOCl2)에 적용되는 장치일 수 있다.The present application relates to an over-discharge blocking device. An exemplary device of the present application may be a device applied to a primary lithium unit cell (Li / SOCl 2 ).

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 출원의 실시예에 대하여 본 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 출원은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계 없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present application pertains can easily practice the present invention. However, the present application may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted for simplicity of explanation, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

도 4는 본 출원에 따른 예시적인 과방전 차단 제어장치를 나타내는 구성도이다. 또한, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 과방전 차단 장치의 예시적인 회로도이다.4 is a block diagram showing an exemplary over-discharge blocking control device according to the present application. 5 is an exemplary circuit diagram of an over-discharge blocking device according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 출원의 일 구현예에 따른 과방전 장치는, 회로부(100), 전압차 측정부(200), 스위치부(300) 및 제어부(400)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the overdischarge device according to the exemplary embodiment of the present application includes a circuit unit 100, a voltage difference measuring unit 200, a switch unit 300, and a controller 400.

상기 회로부(100)는 부하에 전원을 공급하도록 단위 전지와 부하를 전기적으로 연결한다. 상기 회로부(100)는 단위 전지와 부하를 전기적으로 연결하여 폐회로(Closed Circuit Volatge, CCV)를 구성할 수 있다. The circuit unit 100 electrically connects the unit cell and the load to supply power to the load. The circuit unit 100 may electrically connect the unit cell and the load to configure a closed circuit volatge (CCV).

상기 전압차 측정부(200)는 부하와 직렬 연결되는 저항을 포함하고, 상기 저항의 양단에 걸리는 전압차를 측정한다. 상기 전압차는 저항의 양단에 흐르는 소모 전류를 측정하고, 소모 전류와 저항을 연산하여 저항의 양단에 걸리는 전압차를 측정할 수 있다. 도 5를 참조하면, 상기 저항은 션트 저항(shunt resistor)(200a, R7)일 수 있다.The voltage difference measuring unit 200 includes a resistor connected in series with a load and measures a voltage difference across both ends of the resistance. The voltage difference may measure a current consumption flowing through both ends of the resistance, and calculate a voltage difference across the resistance by calculating the current consumption and the resistance. Referring to FIG. 5, the resistor may be a shunt resistor 200a and R7.

하나의 예시에서, 상기 전압차 측정부(200)는 전압차에 대한 정보가 담긴 입력 신호를 생성하여 제어부(400)로 전달할 수 있다. In one example, the voltage difference measuring unit 200 may generate an input signal containing information on the voltage difference and transmit it to the control unit 400.

일 구체예에서, 상기 전압차 측정부(200)는 회로부(100)가 폐회로를 유지하는 동안 저항의 양단에 걸리는 전압차를 측정할 수 있다. 전압차 측정부(200)는 단위전지의 초기전압지연현상을 고려하여 무조건 일정 시간을 대기하는 기존의 기계적 판단 방식과 달리, 폐회로의 형성 여부에 의존하여 저항의 양단에 걸리는 전압차를 측정함으로써, 단위 전지의 전순기 동안 잔여 용량을 연속적으로 예측할 수 있고, 기존의 기계적 판단 방식에 따른 문제점들, 예를 들어, 단위 전지 폭발 시 적정 반응속도로 장치가 작동하지 못하는 문제를 해결할 수 있다. In one embodiment, the voltage difference measuring unit 200 may measure the voltage difference across the resistor while the circuit unit 100 maintains the closed circuit. The voltage difference measurer 200 measures a voltage difference across the resistance depending on whether a closed circuit is formed, unlike a conventional mechanical judgment method of waiting a predetermined time unconditionally in consideration of an initial voltage delay phenomenon of a unit cell. It is possible to continuously predict the remaining capacity during the first stage of the unit cell, and to solve the problems caused by the conventional mechanical judgment, for example, the problem that the device does not operate at the proper reaction rate during the unit cell explosion.

본 출원에서, 용어「연속적으로 예측」은 실시간으로 예측하는 것을 의미하지만, 이에 제한되는 것은 아니고, 소정 시간 간격에 따라 반복적으로 예측하는 것도 연속적으로 예측하는 것에 포함된다. 예를 들어, 상기 소정 시간 간격은 0.5초, 0.6초, 0.7초, 0.8초, 0.9초 또는 1.0초 간격일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In the present application, the term " continuously predicted " means predicted in real time, but the present invention is not limited thereto, and it is also included in continuously predicted prediction repeatedly at predetermined time intervals. For example, the predetermined time interval may be 0.5 seconds, 0.6 seconds, 0.7 seconds, 0.8 seconds, 0.9 seconds or 1.0 seconds intervals, but is not limited thereto.

일 구현예에서, 전압차 측정부(200)는 소정 시간 간격에 따라 반복적으로 션트 저항(200a, R7)의 양단에 흐르는 소모 전류를 측정할 수 있다. 상기 전압차 측정부(200)는 소모 전류에 따라 아날로그 비교기(ADC 비교기)를 통해 전압차를 제1 전압차, 제2 전압차, 제3 전압차와 같이 카운트하고, 카운트된 복수의 전압차 값과 시간으로부터 단위 전지의 잔여 용량을 예측할 수 있다. 구체적으로, 소모 전류로부터 전압을 산출하고, 산출된 전압과 시간으로부터 단위 전지의 잔여 용량을 예측할 수 있다.In one embodiment, the voltage difference measurer 200 may repeatedly measure the current consumption flowing through both ends of the shunt resistors 200a and R7 at predetermined time intervals. The voltage difference measuring unit 200 counts the voltage difference as the first voltage difference, the second voltage difference, and the third voltage difference through an analog comparator according to the current consumption, and counts the plurality of voltage difference values. The remaining capacity of the unit cell can be estimated from the time period. Specifically, a voltage can be calculated from the consumed current, and the remaining capacity of the unit cell can be estimated from the calculated voltage and time.

상기 스위치부(300)는 온(On)/오프(Off)로 작동하고, 온(On)일 대, 회로부(100)를 폐회로로 전환하고, 오프(Off)일 대, 폐회로를 개회로로 전환시키도록 마련된다. 예를 들어, 온(On)일 때, 단위 전지는 부하에 전원을 공급할 수 있고, 스위치부(300)가 오프(Off)일 때, 단위 전지와 부하는 전기적으로 차단될 수 있다. 도 5를 참조하면, 상기 스위치부(300)는 전계 효과 트렌지스터 (field effect transistor, FET)(300a, Q1)와 같은 스위칭 소자를 포함할 수 있다.The switch unit 300 operates in an on / off state, switches the circuit unit 100 to a closed circuit during on, and switches the closed circuit to an open circuit during off. It is prepared to. For example, when on, the unit cell may supply power to the load, and when the switch unit 300 is off, the unit cell and the load may be electrically disconnected. Referring to FIG. 5, the switch unit 300 may include a switching element such as a field effect transistor (FET) 300a and Q1.

상기 제어부(400)는 전압차 측정부(200)에서 측정된 전압차에 기초하여 단위 전지의 잔여 용량을 예측하고, 예측된 단위 전지의 잔여 용량과 기준용량을 비교하여 초기전압지연현상의 해소 여부 및 단위 전지의 출력 전압 감시 여부를 판단한다. 상기에서 용어 「기준 용량」은 단위 전지의 초기전압지연현상 해소 여부를 판단하기 위한 지표로서, 상기 기준 용량은 단위 전지의 공칭 용량 대비 20%일 수 있고, 예를 들어, 공칭 전압이 3.6V인 1차 리튬 단위 전지의 기준 용량은 3Ah일 수 있다.The controller 400 estimates the remaining capacity of the unit battery based on the voltage difference measured by the voltage difference measuring unit 200, and compares the predicted remaining capacity of the unit battery with the reference capacity to resolve the initial voltage delay phenomenon. And whether the output voltage of the unit cell is monitored. The term "reference capacity" is an indicator for determining whether the initial voltage delay phenomenon of a unit cell is eliminated, and the reference capacity may be 20% of the nominal capacity of the unit cell, for example, a nominal voltage of 3.6V. The reference capacity of the primary lithium unit cell may be 3 Ah.

일 구현 예에서, 상기 제어부(400)는 예측된 단위 전지의 잔여 용량이 기준 용량 이상인 경우, 단위 전지의 초기전압지연현상 해소로 판단하고, 단위 전지의 출력 전압을 감시할 수 있다. 상기에서 용어 「초기전압지연 상태 해소」는 단위 전지가 초기전압지연 구간(도 3의 a구간)을 지나 정상방전구간(도 3의 b구간)에 도입되었을 때를 의미한다. According to an embodiment, when the predicted remaining capacity of the unit battery is greater than or equal to the reference capacity, the controller 400 may determine that the initial voltage delay of the unit battery is eliminated and monitor the output voltage of the unit battery. The term "resolve the initial voltage delay state" means when the unit cell is introduced into the normal discharge section (section b in FIG. 3) after the initial voltage delay section (section a in FIG. 3).

하나의 예시에서, 제어부(400)는 감시된 단위 전지의 출력 전압에 기초하여 스위치부를 온(On) 또는 오프(Off)시킬 수 있다. In one example, the controller 400 may turn on or off the switch unit based on the monitored output voltage of the unit cell.

구체적으로, 상기 제어부(400)는 감시된 출력 전압이 종지 전압에 도달 시 스위치부(300)를 오프(Off)시킬 수 있다. 상기에서 용어 「종지 전압」은 단위 전지의 허용 전압 또는 차단 전압을 의미하고, 상기 종지 전압은 단위 전지의 고유 값에 해당하며, 예를 들어, 1차 리튬 단위 전지의 종지 전압은 2.0V 일 수 있다. 상기 출력 전압이 종지 전압에 도달한 단위 전지는 급속도로 방전되는, 이른바 과방전 상태에 이를 수 있다. 상기 제어부(400)는 단위 전지가 과방전 상태일 때, 스위치부(300)를 오프(Off)시킴으로써, 과방전 상태의 단위 전지로부터 회로 및 부하를 보호할 수 있다. Specifically, the control unit 400 may turn off the switch unit 300 when the monitored output voltage reaches the termination voltage. The term "end voltage" refers to an allowable voltage or a cutoff voltage of a unit cell, and the end voltage corresponds to an intrinsic value of the unit cell. For example, the end voltage of the primary lithium unit cell may be 2.0V. have. When the output voltage reaches the end voltage, the unit cell may reach a so-called overdischarge state, which is rapidly discharged. The controller 400 may protect the circuit and the load from the unit battery in the overdischarge state by turning off the switch unit 300 when the unit battery is in the overdischarge state.

일 구체예에서, 제어부(400)는 잔여 용량 예측부(410), 종지 전압 감시부(420), 시간 계수부(430) 및 메모리부(440)를 포함할 수 있다. 제어부(400)는 능동 소자(400a)를 포함할 수 있다. 도 5를 참조하면, 상기 능동 소자(400a)는 8비트의 마이크로 컴퓨터(micro computer, MCU) (U1, ATtiny13A)로 구성될 수 있다. In one embodiment, the controller 400 may include a residual capacity predicting unit 410, a termination voltage monitoring unit 420, a time counting unit 430, and a memory unit 440. The controller 400 may include an active device 400a. Referring to FIG. 5, the active device 400a may be configured of an 8-bit microcomputer (MCU) (U1, ATtiny13A).

하나의 예시에서, 상기 잔여 용량 예측부(410)는 전압차 측정부(200)에서 측정된 전압차를 ADC비교기를 통해 연산하여 단위 전지의 잔여 용량을 예측할 수 있다. 예를 들어, ADC 비교기는 전류 적산을 통해 단위 전지의 잔여 용량을 예측할 수 있다. In one example, the remaining capacity estimator 410 may calculate the voltage difference measured by the voltage difference measurer 200 through an ADC comparator to predict the remaining capacity of the unit cell. For example, an ADC comparator can predict the remaining capacity of a unit cell through current integration.

상기 종지 전압 감시부(420)는, 단위 전지의 출력 전압이 종지 전압에 도달했는지 여부를 감시할 수 있고, 제어부(400)는 단위 전지의 출력 전압이 종지 전압(또는 차단 전압)에 도달 시, 스위치부(300)를 오프(Off)시킬 수 있다. 전술한 바와 같이, 단위 전지의 출력 전압이 종지 전압을 지나면 단위전지는 급속도로 방전되는 과방전 상태에 도달하게 되어 파열/폭발 가능성이 크고, 이러한 과방전 상태에 도달한 단위 전지를 강제적으로 사용할 경우 2차 안전사고가 발생할 수 있다. 상기 제어부(400)는 단위 전지의 출력 전압을 감시하고, 감시된 출력 전압이 종지 전압 도달 시 스위치부(300)를 오프(Off)시킴으로써, 회로 및 부하를 안전하게 보호할 수 있다.The end voltage monitoring unit 420 may monitor whether the output voltage of the unit battery has reached the end voltage, and when the output voltage of the unit battery reaches the end voltage (or cutoff voltage), The switch unit 300 may be turned off. As described above, when the output voltage of the unit battery passes the end voltage, the unit battery reaches an over-discharge state that is rapidly discharged, which is likely to rupture / explode, and when the unit cell that reaches such an over-discharge state is forcibly used. Secondary safety accidents can occur. The controller 400 may monitor the output voltage of the unit cell and may turn off the switch unit 300 when the monitored output voltage reaches the termination voltage, thereby protecting the circuit and the load safely.

상기 시간 계수부(430)는, 단위 전지의 운용 시간을 계수할 수 있다. 예를 들어, 1차 리튬 단위 전지의 운용 시간은 20 시간 이상일 수 있고, 시간 계수부(430)에서는 상기 운용 시간을 계수하여 단위 전지의 잔여 용량을 예측하는데 기여할 수 있다.The time counting unit 430 may count an operating time of a unit cell. For example, the operating time of the primary lithium unit battery may be 20 hours or more, and the time counting unit 430 may contribute to predicting the remaining capacity of the unit battery by counting the operating time.

또한, 메모리부(440)는 단위 전지의 잔여 용량, 방전 소모 용량, 종지 전압 및 운용 시간 중 하나 이상을 포함하는 운용 정보를 저장할 수 있다. 상기 메모리부(440)는 소정 시간 간격에 따라 운용 정보를 저장할 수 있고, 상기 시간 간격은 운용 정보의 종류에 따라 달라질 수 있고, 예를 들어, 운용 시간에 대한 운용 정보는 10분 단위로 측정되어 저장될 수 있고, 종지 전압에 대한 운용 정보는 0.5초 단위로 측정되어 저장될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 메모리부(440)는 EEPROM(Electrically Erasable Programmable read-only Memory)을 포함할 수 있다. 상기와 같이, 단위 전지의 운용 정보를 저장함으로써, 사후 관리 및 분석이 가능하여 안전사고 발생 시 효율적인 검증이 가능할 수 있다.In addition, the memory unit 440 may store operation information including at least one of a remaining capacity, a discharge consumption capacity, a termination voltage, and an operation time of the unit battery. The memory unit 440 may store operation information at predetermined time intervals, and the time interval may vary depending on the type of operation information. For example, the operation information of the operation time may be measured in units of 10 minutes. The operation information on the termination voltage may be measured and stored in units of 0.5 seconds, but is not limited thereto. The memory unit 440 may include an electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM). As described above, by storing the operation information of the unit battery, it is possible to follow-up management and analysis can be an efficient verification in the event of a safety accident.

하나의 예시에서, 제어부(400)를 구동시키기 위한 구동 전압을 공급하는 전압 공급부(500)를 추가로 포함할 수 있다. 도 5를 참조하면, 상기 전압 공급부(500)는 커패시터(500a, C1및 C2)를 포함할 수 있다.In one example, the voltage supply unit 500 may be further provided to supply a driving voltage for driving the controller 400. Referring to FIG. 5, the voltage supply unit 500 may include capacitors 500a, C1, and C2.

일 구체예에서, 본 출원에 따른 과방전 차단 장치는 단위 전지의 과전류 발생 시, 과전류를 차단하기 위한 퓨즈(600)를 포함할 수 있다. 상기에서 용어「과전류」는 정상 전류 이상으로 급격하게 증가된 전류를 의미하고, 예를 들어, 5.5 A 이상의 전류는 과전류일 수 있고, 이러한 상기 과전류가 회로에 흐르게 되면 회로는 손상될 수 있다. In one embodiment, the over-discharge blocking device according to the present application may include a fuse 600 for blocking the over-current when the over-current of the unit cell occurs. As used herein, the term "overcurrent" means a current that is rapidly increased above a normal current. For example, a current of 5.5 A or more may be an overcurrent, and the circuit may be damaged if such overcurrent flows into the circuit.

상기 퓨즈(600)는 과전류 발생 시 단위 전지와 회로를 물리적으로 차단하는 과전류 차단 장치일 수 있다. 구체적으로, 상기 퓨즈(600)는 5.5 A 이상의 과전류 발생 시 단위 전지와 회로를 물리적으로 차단할 수 있다. 일반적으로, 퓨즈(600)는 고유의 정격 전류 용량을 가지며, 퓨즈(600)를 구성하는 금속 성분에 따라 정격 전류 용량이 결정된다. 상기 퓨즈(600)는 단위 전지의 전단에 위치하여, 정격 전류 용량 이상의 과전류가 발생하면 용융되고, 이에 따라, 단위 전지와 회로부(100)의 연결 부분이 녹아버리면서, 과전류의 회로 유입을 물리적으로 차단할 수 있다.The fuse 600 may be an overcurrent blocking device that physically blocks a unit cell and a circuit when an overcurrent occurs. Specifically, the fuse 600 may physically block the unit cell and the circuit when an overcurrent of 5.5 A or more occurs. In general, the fuse 600 has a unique rated current capacity, and the rated current capacity is determined according to the metal component constituting the fuse 600. The fuse 600 is located at the front of the unit cell and is melted when an overcurrent exceeding the rated current capacity is generated. As a result, the connection part of the unit cell and the circuit unit 100 melts, thereby physically preventing the inflow of the overcurrent. You can block.

하나의 예시에서, 제어부(400)는 단위 전지의 과전류 발생 시, 소정 시간 스위치부(300)를 오프(Off)시킬 수 있다. 상기 소정 시간은 예를 들어, 5초 이하, 10초 이하, 20초 이하 또는 30초 이하일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In one example, the controller 400 may turn off the switch unit 300 for a predetermined time when an overcurrent of the unit cell occurs. The predetermined time may be, for example, 5 seconds or less, 10 seconds or less, 20 seconds or less, or 30 seconds or less, but is not limited thereto.

일 구체예에서, 제어부(400)는 과전류 발생 시, 소정 시간 스위치부(300)를 반복적으로 온(On)/오프(Off)시킬 수 있다. 일반적으로, 과전류는 전류가 일시적으로 급격히 증가하는 현상(5.5A 이상)이기 때문에, 제어부(400)는 소정 시간 간격에 따라 반복적으로 스위치부(300)를 온(On)/오프(Off)시키면서, 과전류 상태의 발생/해제를 연속적으로 감시할 수 있다. 과전류 상태가 해제되면, 상기 제어부(400)는 스위치부(300)를 온(On)으로 유지시킬 수 있다.In one embodiment, the controller 400 may repeatedly turn on / off the predetermined time switch unit 300 when an overcurrent occurs. In general, since the overcurrent is a phenomenon in which the current temporarily increases rapidly (5.5 A or more), the control unit 400 repeatedly turns on / off the switch unit 300 at predetermined time intervals. The occurrence / release of an overcurrent condition can be continuously monitored. When the overcurrent state is released, the controller 400 may keep the switch unit 300 on.

일 구현예에서, 제어부(400)는 전압차 측정부(200)에서 측정된 단위 전지의 소모 전류가 기준 전류 이상일 때, 과전류로 판단할 수 있다. 상기 용어 「기준 전류」는 과전류를 판단하는 지표로서, 예를 들어, 5.5 A일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment, the controller 400 may determine an overcurrent when the current consumption of the unit cell measured by the voltage difference measurer 200 is greater than or equal to the reference current. The term "reference current" is an index for determining an overcurrent, and may be, for example, 5.5 A, but is not limited thereto.

하나의 예시에서, 과방전 차단 장치는 단위 전지로부터 전원을 공급받아 작동할 수 있고, 예를 들어, 단위 전지의 전체 용량 대비 10% 이하, 8% 이하, 6% 이하 또는 5% 이하의 전원을 소모하도록 구현될 수 있다. In one example, the over-discharge blocking device may operate by receiving power from a unit cell, for example, 10% or less, 8% or less, 6% or less or 5% or less of the total capacity of the unit cell. Can be implemented to consume.

일 구체예에서, 단위 전지는 1차 리튬 단위 전지일 수 있다. 본 출원의 과방전 차단 장치는 1차 리튬 단위 전지에 적용됨에 따라, 1차 리튬 단위 전지의 과방전 및 이로 인한 파열/폭파 사고를 미연에 방지할 수 있다.In one embodiment, the unit cell may be a primary lithium unit cell. As the overdischarge blocking device of the present application is applied to the primary lithium unit battery, the overdischarge of the primary lithium unit battery and the resulting rupture / blasting accident can be prevented in advance.

본 출원은 회로부(100), 전압차 측정부(200), 스위치부(300) 및 제어부(400)로 구성되고, 상기 제어부는 제0 내지 제3 모드 중 어느 하나의 모드를 수행하도록 마련되는 과방전 차단 장치에 관한 것이다. 상기 회로부(100), 전압차 측정부(200), 스위치부(300) 및 제어부(또는 능동 소자)(400)와 관련된 내용과 중복되는 설명은 이하에서 생략하기로 한다.The present application is composed of a circuit unit 100, a voltage difference measuring unit 200, a switch unit 300 and the control unit 400, the control unit is provided to perform any one of the 0 to the third mode It is all about blocking device. Descriptions overlapping with those related to the circuit unit 100, the voltage difference measuring unit 200, the switch unit 300, and the control unit (or the active element) 400 will be omitted below.

도 6은 예시적인 모드에 따라 동작하는 제어 장치의 프로세스를 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating a process of a control device operating according to an exemplary mode.

예시적인 제어부(400)는 단위 전지의 공칭 전압, 방전 용량 및 종지 전압 등을 고려하여 기준 용량을 미리 설정한 후, 제0 내지 제3 모드 중 어느 하나의 모드를 수행하도록 마련되고, 해당 모드의 운용 정보가 저장된다. 상기 운용 정보는 각 모드에서 측정되는 단위 전지의 잔여 용량, 방전 소모 용량, 차단 전압, 운용시간 및 차단 모드 등의 운용 정보일 수 있고, 상기 운용 정보는 전술한 메모리부(440)에 저장될 수 있다.The exemplary control unit 400 is configured to perform any one of the 0 to 3 modes after presetting the reference capacitance in consideration of the nominal voltage, the discharge capacity, the end voltage, and the like of the unit cell. Operational information is saved. The operation information may be operation information such as the remaining capacity of the unit battery, the discharge consumption capacity, the cutoff voltage, the operation time, and the shutdown mode measured in each mode, and the operation information may be stored in the memory unit 440 described above. have.

도 6을 참조하면, 상기 제0 모드는 단위 전지의 초기 전압값을 보정값으로 저장하여 과방전 차단 장치를 초기화하는 저장 모드이다. 제어부(400)는 단위 전지에 회로부가 최초 연결될 때 제0 모드를 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(400)는 단위 전지의 (+), (-) 단자에 회로부가 전기적으로 연결되는 시점부터 단위 전지의 운용 시간을 계수하기 위한 타이머가 작동하며, 제0 모드는 타이머가 작동되는 최초 시점을 설정하기 위한 초기화 모드일 수 있다. Referring to FIG. 6, the zeroth mode is a storage mode for initializing an over-discharge blocking device by storing an initial voltage value of a unit battery as a correction value. The controller 400 may perform the zeroth mode when the circuit unit is first connected to the unit cell. For example, the control unit 400 operates a timer for counting the operating time of the unit cell from the time when the circuit unit is electrically connected to the (+) and (-) terminals of the unit cell, and in the 0 mode, the timer operates. It may be an initialization mode for setting an initial time point.

일 구체예에서, 제0 모드를 수행하는 제어부(400)는 부하가 없는 조건에서, 저항의 양단에 걸리는 전압과 능동 소자(MCU)의 초기값의 차이가 '0'이 되도록 보정할 수 있다. 상기 부하가 없는 조건은 ADC 비교기의 출력이 '0'인 경우를 의미한다. 상기 초기 전압값 및 ADC 비교기의 보정값은 운용 정보로 분류되어 메모리부(440)에 저장될 수 있다.In one embodiment, the controller 400 performing the zero mode may correct the difference between the voltage across the resistor and the initial value of the active element MCU to be '0' under the condition that there is no load. The condition without the load means that the output of the ADC comparator is '0'. The initial voltage value and the correction value of the ADC comparator may be classified into operation information and stored in the memory unit 440.

하나의 예시에서, 제0 모드를 수행하는 제어부(400)는 단위 전지와 회로가 연결되면 소정의 대기 시간을 가진 후 단위 전지의 초기 전압값을 측정할 수 있고, 예를 들어, 상기 대기 시간은 10분일 수 있다. 제어부(400)는 ADC 비교기의 보정값 저장이 완료되면, 제1 모드를 수행할 수 있다. In one example, when the unit battery and the circuit are connected, the controller 400 performing the zeroth mode may measure an initial voltage value of the unit battery after having a predetermined standby time. For example, the standby time may be It may be 10 minutes. The controller 400 may perform the first mode when the correction value storage of the ADC comparator is completed.

상기 제1 모드는 전류 적산을 이용하여 단위 전지의 잔여 용량을 예측하고, 예측된 단위 전지의 잔여 용량과 기준 용량을 비교하여 초기전압지연 상태 해소 여부를 판단하는 모드이다. 제1 모드를 수행하는 제어부(400)는 전압차 측정부(200)에서 측정된 전압차에 기초하여 단위 전지의 잔여 용량을 예측하고, 예측된 단위 전지의 잔여 용량이 기준용량 미만인 경우, 단위 전지의 초기전압지연 상태 해소로 판단할 수 있다. The first mode is a mode for estimating the remaining capacity of the unit cell by using current integration, and comparing the predicted remaining capacity of the unit cell with the reference capacity to determine whether to resolve the initial voltage delay state. The controller 400 performing the first mode predicts the remaining capacity of the unit cell based on the voltage difference measured by the voltage difference measuring unit 200, and when the predicted remaining capacity of the unit cell is less than the reference capacity, the unit cell It can be determined by canceling the initial voltage delay state of.

일 구체예에서, 제어부(400)는 제1 모드에서 예측된 단위 전지의 잔여 용량이 기준 용량 미만인 경우, 예를 들어, 단위 전지의 공칭 용량 대비 20% 이하, 15% 이하 또는 10% 이하 일 때, 제2 모드를 수행할 수 있다.In one embodiment, when the remaining capacity of the unit cell predicted in the first mode is less than the reference capacity, for example, 20% or less, 15% or less or 10% or less of the nominal capacity of the unit cell. In this case, the second mode may be performed.

구체적으로, 제어부(400)는 단위 전지의 공칭 용량 대비 20% 소모(1차 리튬 전지의 경우, 3Ah) 시 제1 모드에서 제2 모드로 전환될 수 있다. 예를 들어, 1차 리튬 단위 전지의 경우, 제어부(400)는 1차 리튬 단위 전지의 잔여 용량이 3Ah까지 소모될 때까지 제1 모드를 유지하고, 3Ah 이상으로 소모되면 제2 모드를 수행할 수 있다.In detail, the controller 400 may switch from the first mode to the second mode when 20% of the nominal capacity of the unit battery is consumed (3 Ah in the case of the primary lithium battery). For example, in the case of the primary lithium unit battery, the controller 400 maintains the first mode until the remaining capacity of the primary lithium unit battery is consumed up to 3 Ah, and performs the second mode when the primary lithium unit battery is consumed above 3 Ah. Can be.

하나의 예시에서, 제1 모드를 수행하는 제어부(400)는 전압차 측정부(200)에서 소정의 시간 간격을 따라 소정 회수로 측정된 소모 전류를 적산하여 단위 전지의 잔여 용량을 예측할 수 있다. 상기 시간 간격은 임의로 설정될 수 있으며, 예를 들어, 0.5초 간격일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 모드에서 적산값, 운용 시간. 전압차 및 해당 모드는 운용 정보로 분류되어 메모리부(440)에 저장될 수 있다.In one example, the controller 400 performing the first mode may estimate the remaining capacity of the unit cell by integrating the consumption currents measured by a predetermined number of times in the voltage difference measuring unit 200 at a predetermined time interval. The time interval may be arbitrarily set, for example, 0.5 second intervals, but is not limited thereto. Integration value, operating time in the first mode. The voltage difference and the corresponding mode may be classified into operation information and stored in the memory unit 440.

상기 제어부(400)는 제1 모드에서 제2 모드로 전환되는 시점에서 예기치 않은 저전압이 발생하더라도 단위 전지의 출력 전압을 차단하지 않을 수 있다. 상기 저전압은 단위 전지의 출력 전압이 종지 전압에 도달한 종지 구간(도 2의 c구간)에서도 발생할 수 있기 때문에, 제어부(400)는 단위 전지의 정상 방전 구간(도 2의 b구간)에서만 제2 모드를 수행할 수 있다. The controller 400 may not block the output voltage of the unit cell even when an unexpected low voltage occurs at the time of switching from the first mode to the second mode. Since the low voltage may occur even in the end section (section c of FIG. 2) where the output voltage of the unit cell reaches the end voltage, the controller 400 may not generate the second voltage only during the normal discharge section (section b of FIG. 2) of the unit cell. Mode can be performed.

상기 제2 모드는 단위 전지의 출력 전압을 감시하고, 감시된 출력 전압이 종지 전압에 도달 시 방전상태로 판단하는 판단 모드일 수 있다. 상기 제2 모드에서 방전상태로 판단된 단위 전지는 더 이상 사용이 불가능할 수 있고, 이에 따라, 제어부(400)는 방전상태로 판단되면 제3 모드를 수행할 수 있다. The second mode may be a determination mode that monitors the output voltage of the unit cell and determines the discharge state when the monitored output voltage reaches the termination voltage. The unit battery determined to be in the discharge state in the second mode may no longer be used, and accordingly, the controller 400 may perform the third mode when it is determined to be in the discharge state.

하나의 예시에서, 제어부(400)는 제1 또는 제2 모드 중 어느 하나의 모드에서 측정된 단위 전지의 소모 전류가 기준 전류 이상으로 측정되면, 과전류 상태로 판단하고, 스위치부(300)를 소정 시간 오프(Off)시킬 수 있다. 상기 과전류는 전류가 순간적으로 급격하게 증가하는 일시적 현상이기 때문에, 제어부(400)는 소정 시간 간격에 따라 반복적으로 스위치부(300)를 온(On)/오프 (Off)작동시켜 과전류 상태의 발생/해제를 연속적으로 감시할 수 있다. 예를 들어, 제어부(400)는 단위 전지의 소모 전류가 기준 전류 이하일 때, 예를 들어, 5.5 A 이하일 때, 과전류 상태의 해제로 판단하고, 스위치부(300)를 온(On)으로 유지시킬 수 있다. In one example, when the current consumption of the unit cell measured in any one of the first or second mode is measured above the reference current, the control unit 400 determines that the over-current state, and the switch unit 300 is predetermined You can turn off the time. Since the overcurrent is a temporary phenomenon in which the current suddenly increases rapidly, the controller 400 repeatedly turns on / off the switch unit 300 at predetermined time intervals, thereby generating an overcurrent condition. Release can be monitored continuously. For example, when the current consumption of the unit cell is less than or equal to the reference current, for example, less than or equal to 5.5 A, the controller 400 determines that the overcurrent state is released, and maintains the switch unit 300 on. Can be.

하나의 예시에서, 제어부(400)는 과전류 상태를 운용 정보로 저장하도록 마련될 수 있고, 예를 들어, 상기 운용 정보는 메모리부(440)에 저장될 수 있다. In one example, the controller 400 may be provided to store the overcurrent state as operation information. For example, the operation information may be stored in the memory unit 440.

일 구체예에서, 제어부(400)는 제2 모드에서 단위 전지의 방전 용량, 운용 시간, 해당 전압 및 해당 모드를 포함하는 운용 정보를 소정 시간 간격으로 저장할 수 있고, 상기 운용 정보는 메모리부(440)에 저장될 수 있다. 제어부(400)는 제2 모드에서 운용 정보를 메모리부(440)에 저장함으로써, 사후 관리 및 분석이 가능하여 안전사고 발생시 효율적인 검증이 가능할 수 있다.In an embodiment, the controller 400 may store operation information including a discharge capacity, an operation time, a corresponding voltage, and a corresponding mode of the unit battery at predetermined time intervals in the second mode, and the operation information may be stored in the memory unit 440. ) Can be stored. The control unit 400 may store the operation information in the memory unit 440 in the second mode, so that post-management and analysis may be performed, thereby enabling efficient verification when a safety accident occurs.

하나의 예시에서, 제어부(400)는 제2 모드에서 단위 전지의 출력 전압이 종지 전압 이하로 감시된 경우, 소정 시간 간격을 따라 소정 횟수로 단위 전지의 출력 전압을 연속적으로 감시하도록 마련될 수 있다. 상기 시간 간격 및 횟수는 예를 들어, 0.5초일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one example, the controller 400 may be provided to continuously monitor the output voltage of the unit battery a predetermined number of times along a predetermined time interval, when the output voltage of the unit battery in the second mode is monitored below the end voltage. . The time interval and the number of times may be, for example, 0.5 seconds, but is not limited thereto.

상기 제어부(400)는 전위 전지의 출력 전압을 연속적으로 감시한 이후 단위 전지의 출력 전압이 종지 전압 이하이면, 제3 모드를 수행할 수 있다. 제어부(400)는 연속적으로 감시한 이후 단위 전지의 출력 전압이 종지 전압 이하이면, 방전상태로 판단하고, 제3 모드를 수행할 수 있다.The controller 400 may continuously perform the third mode when the output voltage of the unit cell is less than or equal to the final voltage after continuously monitoring the output voltage of the potential battery. If the output voltage of the unit battery is equal to or less than the final voltage after continuously monitoring, the controller 400 may determine the discharge state and perform the third mode.

제 3 모드는 폐회로를 개회로로 전환하는 차단 모드일 수 있다. 제3 모드를 수행하는 제어부(400)는 방전상태의 단위 전지를 재사용하지 못하도록 스위치부(300)를 영구적으로 오프(Off)시킬 수 있다. The third mode may be a blocking mode for switching the closed circuit to the open circuit. The control unit 400 performing the third mode may permanently turn off the switch unit 300 to prevent reuse of the unit cell in a discharged state.

상기 차단 모드는 운용 정보로 분류되어 메모리부(440)에 저장될 수 있다. 이에 따라, 제3 모드를 수행하는 제어부(400)가 예기치 않은 리부팅(Reset)이 되더라도 메모리부(440)에 저장된 정보에 기초하여 스위치부(300)의 오프(Off)를 유지시킬 수 있다. 상기와 같이, 차단 모드를 운용 정보로 저장함으로써, 방전 상태인 단위 전지의 재사용을 영구적으로 금지시킬 수 있고, 방전 상태의 단위 전지에 의한 2차 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.The blocking mode may be classified into operation information and stored in the memory unit 440. Accordingly, even if the controller 400 performing the third mode is unexpectedly reset, the switch 400 may be maintained off based on the information stored in the memory 440. As described above, by storing the blocking mode as operation information, it is possible to permanently prohibit reuse of the unit cell in the discharged state, and to prevent secondary safety accidents caused by the unit cell in the discharged state.

일 구체예에서, 제어부(400)는 과전류 발생 시, 제0 내지 제3 모드를 수행하지 않을 수 있다. 예를 들어, 제어부(400)는 과전류 발생시 회로에 흐르는 소모 전류를 연속적으로 감시한 후, 상기 소모 전류가 기준 전류 이하일 때, 제0 내지 제3 모드 중 어느 하나의 모드를 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 기준 전류는 5.5 A일 수 있다. 상기와 같이 제어부(400)는 과전류 발생 시 모드를 수행하지 않고 연속적으로 소모 전류를 감시함으로써, 과전류 발생에 의한 회로 손상을 방지할 수 있다. In one embodiment, the controller 400 may not perform the 0 to 3 modes when an overcurrent occurs. For example, the controller 400 continuously monitors the consumption current flowing in the circuit when the overcurrent occurs, and then may perform any one of the 0 to 3 modes when the consumption current is less than or equal to the reference current. For example, the reference current may be 5.5 A. As described above, the controller 400 continuously monitors the current consumption without performing the mode when the overcurrent occurs, thereby preventing damage to the circuit due to the overcurrent.

하나의 예시에서, 상기 단위 전지는 1차 리튬 전지일 수 있다. In one example, the unit cell may be a primary lithium battery.

이상과 같이, 본 출원은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 출원은 이것에 의해 한정되지 않으며, 다양한 수정 및 변형이 가능할 수 있다.As described above, although the present application has been described by way of limited embodiments and drawings, the present application is not limited thereto, and various modifications and variations may be possible.

100: 회로부
200: 전압차 측정부
200a: 션트 저항
300: 스위치부
300a: 전계 효과 트렌지스터
400: 제어부
400a: 능동 소자
500: 전압 공급부
500a: 커패시터
600: 퓨즈
100: circuit part
200: voltage difference measuring unit
200a: shunt resistance
300: switch unit
300a: field effect transistor
400: control unit
400a: active device
500: voltage supply
500a: capacitor
600: fuse

Claims (21)

부하에 전원을 공급하도록 단위 전지와 부하를 전기적으로 연결하는 회로부;
상기 부하와 직렬 연결되는 저항을 포함하고, 상기 저항의 양단에 걸리는 전압차를 측정하는 전압차 측정부;
온(On)/오프(Off)로 작동하고, 온(On)일 때, 회로부를 폐회로로 전환하고, 오프(Off)일 때 폐회로를 개회로로 전환시키도록 마련된 스위치부; 및
전압차 측정부에서 측정된 전압차에 기초하여 단위 전지의 잔여 용량을 예측하고, 예측된 단위 전지의 잔여 용량과 기준 용량을 비교하여 초기전압지연현상의 해소 여부 및 단위 전지의 출력 전압 감시 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 과방전 차단 장치.
A circuit unit electrically connecting the unit cell and the load to supply power to the load;
A voltage difference measurer including a resistor connected in series with the load and measuring a voltage difference across both ends of the resistor;
A switch unit arranged to operate on / off and to switch the circuit unit to the closed circuit when it is on, and to switch the closed circuit to the open circuit when it is off; And
Predict the remaining capacity of the unit cell based on the voltage difference measured by the voltage difference measurement unit, and compares the estimated remaining capacity of the unit cell with the reference capacity to determine whether the initial voltage delay phenomenon is resolved and whether the output voltage of the unit battery is monitored. Over-discharge blocking device comprising a control unit for determining.
제 1 항에 있어서, 제어부는 예측된 단위 전지의 잔여 용량이 기준 용량 이상인 경우, 단위 전지의 초기전압지연현상 해소로 판단하고, 단위 전지의 출력 전압을 감시하는 과방전 차단 장치.The over-discharge blocking device of claim 1, wherein the controller determines that the initial voltage delay of the unit battery is canceled when the predicted remaining capacity of the unit battery is equal to or greater than the reference capacity, and the output voltage of the unit battery is monitored. 제 2 항에 있어서,
제어부는 감시된 단위 전지의 출력 전압에 기초하여 스위치부를 온(On) 또는 오프(Off)시키는 과방전 차단 장치.
The method of claim 2,
The control unit is an over-discharge cut-off device for turning on or off the switch unit based on the output voltage of the monitored unit cell.
제 1 항에 있어서, 제어부는 전압차 측정부에서 측정된 전압차를 ADC 비교기를 통해 연산하여 단위 전지의 잔여 용량을 측정하는 잔여 용량 예측부를 포함하는 과방전 차단 장치.The over-discharge blocking device of claim 1, wherein the controller includes a residual capacity estimator configured to calculate a residual capacity of the unit cell by calculating a voltage difference measured by the voltage difference measurer through an ADC comparator. 제 3 항에 있어서,
제어부는 단위 전지의 출력 전압이 종지 전압에 도달했는지 여부를 감시하기 위한 종지전압 감시부를 포함하는 과방전 차단 장치.
The method of claim 3, wherein
The control unit includes a termination voltage monitoring unit for monitoring whether the output voltage of the unit cell has reached the termination voltage.
제 5 항에 있어서,
제어부는 단위 전지의 출력 전압이 종지 전압에 도달 시, 스위치부를 오프(Off)시키는 과방전 차단 장치.
The method of claim 5,
The control unit is configured to turn off the switch unit when the output voltage of the unit cell reaches the end voltage.
제 1 항에 있어서,
제어부는 단위 전지의 운용 시간을 계수하기 위한 시간 계수부를 포함하는 과방전 차단 장치.
The method of claim 1,
The control unit includes a time discharge unit for counting the operating time of the unit battery.
제 1 항에 있어서,
제어부는 단위전지의 잔여 용량, 방전 소모 용량, 종지 전압 및 운용시간 중 하나 이상을 포함하는 운용 정보를 저장하기 위한 메모리부를 포함하는 과방전 차단 장치.
The method of claim 1,
The control unit includes an over-discharge blocking device including a memory unit for storing the operation information including one or more of the remaining capacity, the discharge consumption capacity, the end voltage and the operating time of the unit cell.
제 1 항에 있어서,
단위 전지의 과전류 발생 시, 과전류를 차단하기 위한 퓨즈를 포함하는 과방전 차단 장치.
The method of claim 1,
An over-discharge breaking device including a fuse for cutting off the over-current when an over-current of the unit cell occurs.
제 1 항에 있어서,
제어부는 단위전지의 과전류 발생 시, 소정 시간 스위치부를 오프(Off)시키는 과방전 차단 장치.
The method of claim 1,
The control unit is configured to turn off the switch unit for a predetermined time when an overcurrent occurs in the unit cell.
제 1 항에 있어서,
단위 전지는 1차 리튬 단위전지를 포함하는 과방전 차단 장치.
The method of claim 1,
The unit cell is an over-discharge blocking device comprising a primary lithium unit cell.
부하에 전원을 공급하도록 단위 전지와 부하를 전기적으로 연결하는 회로부;
상기 부하와 직렬 연결되는 저항을 포함하고, 상기 저항의 양단에 걸리는 전압차를 측정하는 전압차 측정부;
온(On)/오프(Off)로 작동하고, 온(On)일 때, 회로부를 폐회로로 전환하고, 오프(Off)일 때 폐회로를 개회로로 전환시키도록 마련된 스위치부; 및
단위 전지의 초기 전압값을 보정값으로 저장하여 과방전 차단 장치를 초기화하는 제0 모드, 전류 적산을 이용하여 단위 전지의 잔여 용량을 예측하고 예측된 단위 전자의 잔여 용량과 기준용량을 비교하여 초기전압지연현상 해소 여부를 판단하는 제1 모드, 단위 전지의 출력 전압을 감시하고, 감시된 출력 전압이 종지 전압에 도달 시 방전상태로 판단하는 제2 모드 및 폐회로를 개회로로 전환하는 제3 모드 중 어느 하나의 모드를 수행하도록 마련되고, 해당 모드의 운용 정보가 저장하도록 마련된 과방전 차단 장치.
A circuit unit electrically connecting the unit cell and the load to supply power to the load;
A voltage difference measurer including a resistor connected in series with the load and measuring a voltage difference across both ends of the resistor;
A switch unit arranged to operate on / off, to switch the circuit unit to the closed circuit when it is on, and to switch the closed circuit to the open circuit when it is off; And
Mode 0, which initializes the over-discharge blocking device by storing the initial voltage value of the unit battery as a correction value, predicts the remaining capacity of the unit battery using current integration, and compares the estimated remaining capacity of the unit electron with the reference capacity. A first mode for determining whether to eliminate the voltage delay phenomenon, a second mode for monitoring the output voltage of the unit cell, determining the discharge state when the monitored output voltage reaches the end voltage, and a third mode for switching the closed circuit to the open circuit The over-discharge blocking device is provided to perform any one of the modes, and to store the operation information of the mode.
제 12 항에 있어서,
제어부는 단위 전지에 회로부가 최초 연결될 때 제0 모드를 수행하는 과방전 차단 장치.
The method of claim 12,
The control unit performs the zero discharge mode when the circuit unit is first connected to the unit cell.
제 12 항에 있어서,
제어부는 제1 모드에서 예측된 단위 전지의 잔여 용량이 단위 전지의 공칭 용량 대비 20% 이하일 때, 제2 모드를 수행하는 과방전 차단 장치.
The method of claim 12,
The controller performs the second mode when the remaining capacity of the unit cell predicted in the first mode is 20% or less than the nominal capacity of the unit cell.
제 12 항에 있어서,
제어부는 단위 전지의 정상 방전 구간에서만 제2 모드를 수행하는 과방전 차단 장치.
The method of claim 12,
The controller for performing the second mode only in the normal discharge section of the unit cell.
제 12 항에 있어서, 제어 장치는 제1 또는 제 2 모드 중 어느 하나의 모드에서 측정된 단위 전지의 소모 전류가 기준 전류 이상으로 측정되면, 과전류 상태로 판단하고, 스위치부를 소정 시간 오프(Off)시키는 과방전 차단 장치.The method of claim 12, wherein the control device determines that the current consumption of the unit cell measured in any one of the first mode or the second mode is greater than the reference current, and determines that the over-current state, the switch unit for a predetermined time off Over-discharge disconnecting device. 제 16 항에 있어서,
제어부는 과전류 상태를 운용 정보로 저장하도록 마련된 과방전 차단 장치.
The method of claim 16,
The controller is configured to store the overcurrent state as operation information.
제 12 항에 있어서,
제어부는 제2 모드에서 단위 전지의 방전 용량, 운용시간, 해당 전압 및 해당 모드를 포함하는 운용 정보를 소정 시간 간격으로 저장하는 과방전 차단 장치.
The method of claim 12,
The controller is configured to store the discharge capacity of the unit battery, the operating time, the voltage, and the operation information including the corresponding mode at predetermined time intervals in the second mode.
제 12 항에 있어서,
제어부는 제2 모드에서 단위 전지의 출력 전압이 종지 전압 이하로 감시된 경우, 소정 시간 간격을 따라 소정 횟수로 단위 전지의 출력 전압을 연속적으로 감시하도록 마련된 과방전 차단 장치.
The method of claim 12,
And the control unit is configured to continuously monitor the output voltage of the unit battery a predetermined number of times along a predetermined time interval when the output voltage of the unit battery is monitored to be less than or equal to the end voltage in the second mode.
제 19 항에 있어서,
제어부는 단위 전지의 출력 전압을 연속적으로 감시한 이후 출력 전압이 종지 전압 이하이면 제3 모드를 수행하는 과방전 차단 장치.
The method of claim 19,
The control unit performs the third mode when the output voltage is less than the final voltage after continuously monitoring the output voltage of the unit cell.
제 12 항에 있어서,
단위 전지는 1차 리튬 단위전지를 포함하는 과방전 차단 장치.
The method of claim 12,
The unit cell is an over-discharge blocking device comprising a primary lithium unit cell.
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