KR20200058996A - 배터리 가열을 위한 장치 및 방법과 상기 장치를 포함하는 배터리팩 - Google Patents

배터리 가열을 위한 장치 및 방법과 상기 장치를 포함하는 배터리팩 Download PDF

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Abstract

배터리 가열을 위한 장치 및 방법과 상기 장치를 포함하는 배터리팩이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 배터리의 온도를 나타내는 온도 신호를 출력하도록 구성된 온도 센서; 상기 배터리의 제1 단자에 연결된 제1 메인 전류 경로와 상기 배터리의 제2 단자에 연결된 제2 메인 전류 경로를 연결하는 제1 서브 전류 경로; 상기 제1 서브 전류 경로에 설치되는 제1 히팅 패드; 상기 제1 서브 전류 경로에 설치되는 제1 히터 스위치; 상기 제1 서브 전류 경로에 설치되는 제1 보호 스위치; 및 상기 온도 센서, 상기 제1 히터 스위치 및 상기 제1 보호 스위치에 동작 가능하게 결합된 제어 회로를 포함한다. 상기 제어 회로는, 상기 온도 신호를 기초로, 상기 제1 히터 스위치 및 상기 제1 보호 스위치를 제어하도록 구성된다.

Description

배터리 가열을 위한 장치 및 방법과 상기 장치를 포함하는 배터리팩{APPARATUS AND METHOD FOR BATTERY HEATING, AND BATTERY PACK INCLUDING THE APPARATUS}
본 발명은 배터리 가열을 위한 장치 및 방법과 상기 장치를 포함하는 배터리팩에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 배터리 등이 있는데, 이 중에서 리튬 배터리는 니켈 계열의 배터리에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
배터리는 겨울철과 같은 저온 환경에서 내부 저항이 증가함으로 인해 충방전 성능이 저하되므로, 배터리를 적절히 가열해줄 필요가 있다. 특허문헌 1은, 배터리에 병렬 연결된 히터 스위치 및 히팅 패드(저항 소자를 포함)의 직렬 회로를 포함하는 장치에서, 히팅 패드에 연결된 전원 라인이 히터 스위치에 의해 통전됨에 따라, 히팅 패드가 배터리를 가열하는 기술을 개시한다.
그런데, 히터 스위치에 단락 고장(short fault)이 발생할 경우, 히팅 패드의 발열이 계속되어 배터리가 과열될 위험이 있다. 단란 고장이란, 컨택트 접합(contact welding) 등으로 인해 개방 불능 상태로 된 것을 의미한다.
(특허문헌 1) 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0112073호(공개일자: 2016년 09월 28일)
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배터리와 히팅 패드 사이의 전류 경로에 설치되는 히터 스위치에 단락 고장이 발생하더라도, 배터리의 과열을 방지할 수 있는 장치 및 상기 장치의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다양한 실시예는 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 가열을 위한 장치는, 배터리의 온도를 나타내는 온도 신호를 출력하도록 구성된 온도 센서; 상기 배터리의 제1 단자에 연결된 제1 메인 전류 경로와 상기 배터리의 제2 단자에 연결된 제2 메인 전류 경로를 연결하는 제1 서브 전류 경로; 상기 제1 서브 전류 경로에 설치되는 제1 히팅 패드; 상기 제1 서브 전류 경로에 설치되는 제1 히터 스위치; 상기 제1 서브 전류 경로에 설치되는 제1 보호 스위치; 및 상기 온도 센서, 상기 제1 히터 스위치 및 상기 제1 보호 스위치에 동작 가능하게 결합된 제어 회로를 포함한다. 상기 제어 회로는, 상기 온도 신호를 기초로, 상기 제1 히터 스위치 및 상기 제1 보호 스위치를 제어하도록 구성된다.
상기 제어 회로는, 상기 제1 히터 스위치가 오프 상태로 제어되는 동안, 상기 제1 보호 스위치를 오프 상태로 제어하도록 구성될 수 있다. 상기 제어 회로는, 상기 제1 히터 스위치가 온 상태로 제어되는 동안, 상기 제1 보호 스위치를 온 상태로 제어하도록 구성될 수 있다.
상기 장치는, 상기 제1 메인 전류 경로와 상기 제2 메인 전류 경로를 연결하는 제2 서브 전류 경로; 상기 제2 서브 전류 경로에 설치되는 제2 히팅 패드; 상기 제2 서브 전류 경로에 설치되는 제2 히터 스위치; 및 상기 제2 서브 전류 경로에 설치되는 제2 보호 스위치를 더 포함할 수 있다. 상기 제어 회로는, 상기 제2 히터 스위치가 오프 상태로 제어되는 동안, 상기 제2 보호 스위치를 오프 상태로 제어하도록 구성될 수 있다. 상기 제어 회로는, 상기 제2 히터 스위치가 온 상태로 제어되는 동안, 상기 제2 보호 스위치를 온 상태로 제어될 수 있다.
상기 장치는, 상기 제1 히팅 패드와 상기 제1 히터 스위치의 직렬 회로에 병렬 연결되는 제3 서브 전류 경로; 상기 제3 서브 전류 경로에 설치되는 제2 히팅 패드; 및 상기 제3 서브 전류 경로에 설치되는 제2 히터 스위치를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 보호 스위치는, 상기 제1 히터 스위치 및 상기 제2 히터 스위치와는 독립적으로, 상기 제1 서브 전류 경로 및 상기 제3 서브 전류 경로를 통한 전류 흐름을 선택적으로 허용 또는 차단할 수 있다.
상기 제어 회로는, 상기 제1 히터 스위치 및 상기 제2 히터 스위치가 오프 상태로 제어되는 동안, 상기 제1 보호 스위치를 오프 상태로 제어하도록 구성될 수 있다. 상기 제어 회로는, 상기 제1 히터 스위치 및 상기 제2 히터 스위치 중 적어도 하나가 온 상태로 제어되는 동안, 상기 제1 보호 스위치를 온 상태로 제어하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리팩은, 상기 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방법은, 배터리의 온도를 나타내는 온도 신호를 출력하도록 구성된 온도 센서; 상기 배터리의 제1 단자에 연결된 제1 메인 전류 경로와 상기 배터리의 제2 단자에 연결된 제2 메인 전류 경로를 연결하는 제1 서브 전류 경로; 상기 제1 서브 전류 경로에 설치되는 제1 히팅 패드; 상기 제1 서브 전류 경로에 설치되는 제1 히터 스위치; 상기 제1 서브 전류 경로에 설치되는 제1 보호 스위치; 및 상기 제1 히터 스위치 및 상기 제1 보호 스위치에 동작 가능하게 결합된 제어 회로를 포함하는 장치를 제어하기 위한 것이다. 상기 방법은, 상기 제어 회로가 상기 배터리의 온도가 임계 온도 이상인 경우, 상기 제1 히터 스위치를 오프 상태로 제어하는 단계; 및 상기 제어 회로가 상기 제1 히터 스위치가 오프 상태로 제어되는 동안, 상기 제1 보호 스위치를 오프 상태로 제어하는 단계를 포함한다.
상기 장치는, 상기 제1 메인 전류 경로와 상기 제2 메인 전류 경로를 연결하는 제2 서브 전류 경로; 상기 제2 서브 전류 경로에 설치되는 제2 히팅 패드; 상기 제2 서브 전류 경로에 설치되는 제2 히터 스위치; 및 상기 제2 서브 전류 경로에 설치되는 제2 보호 스위치를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 제어 회로가 상기 제2 히터 스위치가 오프 상태로 제어되는 동안, 상기 제2 보호 스위치를 오프 상태로 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 장치는, 상기 제1 히팅 패드와 상기 제1 히터 스위치의 직렬 회로에 병렬 연결되는 제3 서브 전류 경로; 상기 제3 서브 전류 경로에 설치되는 제2 히팅 패드; 및 상기 제3 서브 전류 경로에 설치되는 제2 히터 스위치를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 제어 회로가 상기 제1 히터 스위치 및 상기 제2 히터 스위치가 오프 상태로 제어되는 동안, 상기 제1 보호 스위치를 오프 상태로 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 배터리와 히팅 패드 사이의 전류 경로에 설치되는 히터 스위치에 단락 고장이 발생하더라도, 배터리의 과열을 방지할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가열 장치를 포함하는 배터리팩의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가열 장치를 포함하는 배터리팩의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 가열 장치를 포함하는 배터리팩의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 제1 실시예의 장치를 제어하기 위한 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 5는 도 2에 도시된 제2 실시예의 장치를 제어하기 위한 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 6은 도 3에 도시된 제3 실시예의 장치를 제어하기 위한 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어 유닛>과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 장치(100)를 포함하는 배터리팩(10)의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 배터리팩(10)은, 배터리(20), 제1 메인 전류 경로(MP1), 제2 메인 전류 경로(MP2), 제1 전원 단자(11), 제2 전원 단자(12), 제1 메인 스위치(41), 제2 메인 스위치(42) 및 장치(100)를 포함한다.
배터리(20)는, 적어도 하나의 단위 셀(30)을 포함한다. 단위 셀(30)은, 예컨대 리튬 이온 셀과 같이, 재충전 가능한 것이라면 그 종류는 특별히 제한되지 않는다. 배터리(20)가 복수의 단위 셀(30)을 포함하는 경우, 각 단위 셀(30)은 다른 단위 셀(30)에 전기적으로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 도 1에는, 배터리(20)의 제1 단자(21)가 양극 단자이고 배터리(20)의 제2 단자(22)가 음극 단자인 것으로 도시하였으나, 그 반대여도 무방하다.
제1 메인 전류 경로(MP1)는, 배터리(20)의 제1 단자(21)를 제1 전원 단자(11)에 연결한다. 제2 메인 전류 경로(MP2)는, 배터리(20)의 제2 단자(22)를 제2 전원 단자(12)에 연결한다.
제1 메인 스위치(41)는, 배터리(20)의 제1 단자(21)와 제1 메인 노드(MN1)의 사이에 설치된다. 제1 메인 노드(MN1)는, 제1 메인 전류 경로(MP1)의 일부분이다. 제1 메인 스위치(41)는, 제어 회로(150)로부터의 제1 제어 신호(S1)에 응답하여, 온 상태로 될 수 있다. 제1 메인 스위치(41)는, 제어 회로(150)가 제1 제어 신호(S1)의 출력을 중단하는 동안, 오프 상태로 될 수 있다.
제2 메인 스위치(42)는, 배터리(20)의 제2 단자(22)와 제2 메인 노드(MN2)의 사이에 설치된다. 제2 메인 노드(MN2)는, 제2 메인 전류 경로(MP2)의 일부분이다. 제2 메인 스위치(42)는, 제어 회로(150)로부터의 제2 제어 신호(S2)에 응답하여, 온 상태로 될 수 있다. 제2 메인 스위치(42)는, 제어 회로(150)가 제2 제어 신호(S2)의 출력을 중단하는 동안, 오프 상태로 될 수 있다.
장치(100)는, 배터리(20)의 온도를 상승시키기 위해, 배터리 온도에 기초하여 배터리(20)를 선택적으로 가열하도록 제공된다. 장치(100)는, 온도 센서(102), 제1 서브 전류 경로(SP1), 제1 히터 스위치(111), 제1 히팅 패드(112), 제1 보호 스위치(113) 및 제어 회로(150)를 포함한다.
온도 센서(102)는, 배터리(20)로부터 소정 거리 내에 배치될 수 있다. 온도 센서(102)는, 배터리(20)의 온도를 검출하고, 검출된 온도를 나타내는 온도 신호(ST)를 출력하도록 구성된다. 온도 센서(102)는, NTC 서미스터(Negative Temperature Coefficient thermistor)와 같은 온도 감응형 저항 소자를 포함하여 구현될 수 있다.
제1 서브 전류 경로(SP1)는, 배터리(20)의 제1 단자(21)에 연결된 제1 메인 전류 경로(MP1)와 상기 배터리(20)의 제2 단자(22)에 연결된 제2 메인 전류 경로(MP2)를 연결한다. 즉, 제1 서브 전류 경로(SP1)의 일단은 제1 메인 노드(MN1)에 연결되고, 제1 서브 전류 경로(SP1)의 타단은 제2 메인 노드(MN2)에 연결될 수 있다.
제1 히터 스위치(111), 제1 히팅 패드(112) 및 제1 보호 스위치(113)는, 제1 서브 전류 경로(SP1)에 설치되고, 상호 직렬로 연결된다.
제1 히터 스위치(111)는, 제1 서브 전류 경로(SP1)를 통한 전류 흐름을 선택적으로 허용 또는 차단하도록 구성된다. 제1 히터 스위치(111)는, 제어 회로(150)로부터의 제3 제어 신호(S3)에 응답하여, 온 상태로 될 수 있다. 제1 히터 스위치(111)는, 제어 회로(150)가 제3 제어 신호(S3)의 출력을 중단하는 동안, 오프 상태로 될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 히터 스위치(111)는, 제1 메인 노드(MN1)와 제1 서브 전류 경로(SP1)의 제1 서브 노드(SN1)의 사이에 연결될 수 있다. 또는, 제1 히터 스위치(111)는, 제1 서브 노드(SN1)와 제1 서브 전류 경로(SP1)의 제2 서브 노드(SN2)의 사이에 연결될 수 있다.
제1 히팅 패드(112)는, 적어도 하나의 저항 소자(resistor)를 포함한다. 제1 히팅 패드(112)를 통해 전류가 흐를 경우, 제1 히팅 패드(112)로부터의 열에 의해 배터리(20)가 가열된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 히팅 패드(112)는, 제1 서브 전류 경로(SP1)의 제1 서브 노드(SN1)와 제2 서브 노드(SN2)의 사이에 연결될 수 있다. 또는, 제1 히팅 패드(112)는, 제1 메인 노드(MN1)와 제1 서브 노드(SN1)의 사이에 연결될 수 있다.
제1 보호 스위치(113)는, 제1 히터 스위치(111)와는 독립적으로, 제1 서브 전류 경로(SP1)를 통한 전류 흐름을 선택적으로 허용 또는 차단하도록 구성된다. 제1 보호 스위치(113)는, 제어 회로(150)로부터의 제4 제어 신호(S4)에 응답하여, 온 상태로 될 수 있다. 제1 보호 스위치(113)는, 제어 회로(150)가 제4 제어 신호(S4)의 출력을 중단하는 동안, 오프 상태로 될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 보호 스위치(113)는, 제2 서브 노드(SN2)와 제2 메인 노드(MN2)의 사이에 연결될 수 있다.
제어 회로(150)는, 하드웨어적으로 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 포함하도록 구현될 수 있다. 또한, 제어 회로(150)에는 메모리 디바이스가 내장될 수 있으며, 메모리 디바이스로는 예컨대 RAM, ROM, 레지스터, 하드디스크, 광기록 매체 또는 자기기록 매체가 이용될 수 있다. 메모리 디바이스는, 제어 회로(150)에 의해 실행되는 각종 제어 로직을 포함하는 프로그램, 및/또는 상기 제어 로직이 실행될 때 발생되는 데이터를 저장, 갱신 및/또는 소거할 수 있다.
제어 회로(150)는, 온도 센서(102), 제1 메인 스위치(41), 제2 메인 스위치(42), 제1 히터 스위치(111), 제1 보호 스위치(113) 및 상위 컨트롤러(200)에 동작 가능하게 결합된다.
제어 회로(150)는, 통신 채널을 통해 상위 컨트롤러(200)와 통신하도록 구성될 수 있다. 통신 채널은 유선 또는 무선 통신을 지원한다. 유선 통신은 예컨대 캔(CAN: controller area network) 통신일 수 있고, 무선 통신은 예컨대 지그비나 블루투스 통신일 수 있다. 제어 회로(150)는, 상위 컨트롤러(200)로부터의 이그니션 신호(SI)에 응답하여, 제1 제어 신호(S1) 및 제2 제어 신호(S2)를 출력하도록 구성될 수 있다. 제어 회로(150)에 의해 제1 제어 신호(S1)가 출력되는 동안, 제1 메인 스위치(41)는 온 상태로 유지될 수 있다. 제어 회로(150)에 의해 제2 제어 신호(S2)가 출력되는 동안, 제2 메인 스위치(42)는 온 상태로 유지될 수 있다.
제어 회로(150)는, 다음과 같은 가열 동작을 실행할 수 있다.
먼저, 제어 회로(150)는, 온도 센서(102)로부터의 온도 신호(ST)를 수신하고, 온도 신호(ST)를 기초로 배터리(20)의 온도를 결정하도록 구성된다. 그 다음, 제1 메인 스위치(41) 및 제2 메인 스위치(42)가 모두 온 상태로 제어되는 동안, 제어 회로(150)는 배터리(20)의 온도를 기초로 제1 히터 스위치(111) 및 제1 보호 스위치(113)를 제어할 수 있다.
상세하게는, 제어 회로(150)는, 배터리(20)의 온도가 미리 정해진 임계 온도(예, -10℃)보다 낮은 경우, 제1 히터 스위치(111) 및 제1 보호 스위치(113)를 온 상태로 제어할 수 있다. 즉, 제어 회로(150)는, 제1 히터 스위치(111)가 온 상태로 제어되는 동안, 제1 보호 스위치(113)를 온 상태로 제어하도록 구성될 수 있다. 제1 히터 스위치(111) 및 제1 보호 스위치(113)가 온 상태로 유지되는 동안, 제1 히팅 패드(112)의 발열에 의해 배터리(20)가 가열됨에 따라 배터리(20)의 온도는 점차적으로 높아진다.
제어 회로(150)는, 배터리(20)의 온도가 임계 온도(예, -10℃)에 도달한 경우, 제1 히터 스위치(111) 및 제1 보호 스위치(113)를 오프 상태로 제어할 수 있다. 즉, 제어 회로(150)는, 제1 히터 스위치(111) 및 제1 보호 스위치(113) 중 어느 하나가 오프 상태로 제어되는 동안, 제1 히터 스위치(111) 및 제1 보호 스위치(113) 중 다른 하나도 오프 상태로 제어하도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 제1 히터 스위치(111) 및 제1 보호 스위치(113) 중 어느 하나에 단락 고장이 발생하더라도, 다른 하나를 오프시킴으로써, 배터리(20)의 과열을 방지함은 몰론 배터리(20)의 전력 소모를 저감할 수 있다.
제어 회로(150)는, 전술한 가열 동작을 실행하기에 앞서, 제1 히터 스위치(111)의 단락 고장 여부를 판정하는 진단 동작을 실행하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 진단 동작의 실행 시, 제어 회로(150)는, 소정의 시간 길이를 가지는 진단 기간 동안 제1 히터 스위치(111)를 오프 상태로 제1 보호 스위치(113)를 온 상태로 제어한다. 그 다음, 진단 기간의 종료 시점에서 온도 센서(102)에 의해 검출된 배터리(20)의 온도가 진단 기간의 시작 시점에서 온도 센서(102)에 의해 검출된 배터리(20)의 온도보다 기준값 이상 높은 경우, 제어 회로(150)는 제1 히터 스위치(111)가 단락 고장인 것으로 진단할 수 있다. 제어 회로(150)는, 제1 히터 스위치(111)가 단락 고장인 경우, 제1 히터 스위치(111)에 대한 제어는 중단하고 제1 보호 스위치(113)를 온오프 제어하여 배터리(20)를 선택적으로 가열할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 장치(100)를 포함하는 배터리팩(10)의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 배터리팩(10)에 대하여는, 도 1을 참조하여 전술한 제1 실시예와 공통된 내용에 대한 반복 설명은 생략하고, 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
제2 실시예의 배터리팩(10)과 제1 실시예의 배터리팩(10)의 차이점은, 장치(100)가 제2 서브 전류 경로(SP2), 제2 히터 스위치(121), 제2 히팅 패드(122) 및 제2 보호 스위치(123)를 더 포함한다는 점이다.
제2 서브 전류 경로(SP2)는, 제1 서브 전류 경로(SP1)에 병렬 연결될 수 있다. 즉, 제2 서브 전류 경로(SP2)의 일단은 제1 메인 노드(MN1)에 연결되고, 제2 서브 전류 경로(SP2)의 타단은 제2 메인 노드(MN2)에 연결될 수 있다.
제2 히터 스위치(121)는, 제2 서브 전류 경로(SP2)를 통한 전류 흐름을 선택적으로 허용 또는 차단하도록 구성된다. 제2 히터 스위치(121)는, 제어 회로(150)로부터의 제5 제어 신호(S5)에 응답하여, 온 상태로 될 수 있다. 제2 히터 스위치(121)는, 제어 회로(150)가 제5 제어 신호(S5)의 출력을 중단하는 동안, 오프 상태로 될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 히터 스위치(121)는, 제1 메인 노드(MN1)와 제2 서브 전류 경로(SP2)의 제3 서브 노드(SN3)의 사이에 연결될 수 있다. 또는, 제2 히터 스위치(121)는, 제3 서브 노드(SN3)와 제2 서브 전류 경로(SP2)의 제4 서브 노드(SN4)의 사이에 연결될 수 있다.
제2 히팅 패드(122)는, 적어도 하나의 저항 소자를 포함한다. 제2 히팅 패드(122)를 통해 전류가 흐를 경우, 제2 히팅 패드(122)로부터의 열에 의해 배터리(20)가 가열된다. 제2 히팅 패드(122)의 저항(resistance)은, 제1 히팅 패드(112)의 저항과 동일하거나 더 크거나 더 작을 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 히팅 패드(122)는, 제3 서브 노드(SN3)와 제4 서브 노드(SN4)의 사이에 연결될 수 있다. 또는, 제2 히팅 패드(122)는, 제1 메인 노드(MN1)와 제3 서브 노드(SN3)의 사이에 연결될 수 있다.
제2 보호 스위치(123)는, 제2 히터 스위치(121)와는 독립적으로, 제2 서브 전류 경로(SP2)를 통한 전류 흐름을 선택적으로 허용 또는 차단하도록 구성된다. 제2 보호 스위치(123)는, 제어 회로(150)로부터의 제6 제어 신호(S6)에 응답하여, 온 상태로 될 수 있다. 제2 보호 스위치(123)는, 제어 회로(150)가 제6 제어 신호(S6)의 출력을 중단하는 동안, 오프 상태로 될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 보호 스위치(123)는, 제4 서브 노드(SN4)와 제2 메인 노드(MN2)의 사이에 연결될 수 있다.
제어 회로(150)는, 제2 히터 스위치(121) 및 제2 보호 스위치(123)에 동작 가능하게 결합된다.
제1 메인 스위치(41) 및 제2 메인 스위치(42)가 모두 온 상태인 동안, 제어 회로(150)는 배터리(20)의 온도를 기초로 제1 히터 스위치(111), 제1 보호 스위치(113), 제2 히터 스위치(121) 및 제2 보호 스위치(123)를 제어할 수 있다. 이하에서는, 제1 히터 스위치(111)와 제1 보호 스위치(113)를 '제1 스위치 쌍'이라고 통칭하고, 제2 히터 스위치(121)와 제2 보호 스위치(123)를 '제2 스위치 쌍'이라고 통칭하기로 한다.
상세하게는, 제어 회로(150)는, 배터리(20)의 온도가 임계 온도(예, -10℃)보다 낮은 경우, 제1 스위치 쌍 및 제2 스위치 쌍 중 적어도 하나를 온 상태로 제어할 수 있다. 제1 스위치 쌍을 온 상태(또는 오프 상태)로 제어한다는 것은, 제1 히터 스위치(111)와 제1 보호 스위치(113)를 둘 다 온 상태(또는 오프 상태)로 제어한다는 것을 의미한다. 제2 스위치 쌍을 온 상태(또는 오프 상태)로 제어한다는 것은, 제2 히터 스위치(121)와 제2 보호 스위치(123)를 둘 다 온 상태(또는 오프 상태)로 제어한다는 것을 의미한다.
제어 회로(150)는, 배터리(20)의 가용 전력을 기초로, 제1 스위치 쌍 및 제2 스위치 쌍 중 적어도 하나를 온 상태로 제어할 수 있다. 가용 전력은, 배터리(20)의 SOC(State Of Charge)를 기초로 제어 회로(150) 또는 상위 컨트롤러(200)에 의해 결정되는 것일 수 있다. 이를 위해, 장치(100)는, 전압 센서(미도시) 및 전류 센서(미도시) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 전압 센서는, 배터리(20)에 병렬 연결되어 배터리(20)의 양단에 걸친 전압을 나타내는 전압 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 전류 센서는, 제1 메인 전류 경로(MP1) 또는 제2 메인 전류 경로(MP2)에 설치되어 배터리(20)에 흐르는 충방전 전류를 나타내는 전류 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 전압 신호 및 전류 신호는, 제어 회로(150) 또는 상위 컨트롤러(200)에 의해 수신될 수 있다. 제어 회로(150) 또는 상위 컨트롤러(200)는, 온도 신호(ST), 전압 신호 및 전류 신호 중 적어도 둘을 기초로, 확장 칼만 필터나 암페어 카운팅과 같은 공지의 알고리즘을 실행하여 배터리(20)의 SOC를 결정할 수 있다.
SOC와 가용 전력은 비례 관계일 수 있고, SOC와 가용 전력 간의 관계가 기록된 룩업 테이블은 제어 회로(150)의 메모리 디바이스에 미리 저장될 수 있다. 제어 회로(150)는, 배터리(20)의 SOC를 인덱스로서 이용하여, 배터리(20)의 가용 전력을 나타내는 데이터를 룩업 테이블로부터 획득할 수 있다.
이하에서는, 제1 히팅 패드(112)의 저항이 제2 히팅 패드(122)의 저항보다 크다고 가정하고 설명을 계속하기로 한다.
제어 회로(150)는, 배터리(20)의 가용 전력이 제1 임계 전력 미만인 경우, 제1 스위치 쌍을 온 상태로 제어하는 한편 제2 스위치 쌍은 오프 상태로 제어할 수 있다. 이에 따라, 제2 히팅 패드(122)의 발열은 중단되고, 제2 히팅 패드(122)의 저항보다 큰 저항을 가지는 제1 히팅 패드(112)의 발열에 의해 배터리(20)의 온도가 상승하게 된다.
제어 회로(150)는, 배터리(20)의 가용 전력이 제1 임계 전력 이상이고 제2 임계 전력 미만인 경우, 제1 스위치 쌍을 오프 상태로 제어하는 한편 제2 스위치 쌍은 온 상태로 제어할 수 있다. 이에 따라, 제1 히팅 패드(112)의 발열은 중단되고, 제1 히팅 패드(112)의 저항보다 작은 저항을 가지는 제2 히팅 패드(122)의 발열에 의해 배터리(20)의 온도가 상승하게 된다. 제2 임계 전력은, 제1 임계 전력보다 크다.
제어 회로(150)는, 배터리(20)의 가용 전력이 제2 임계 전력 이상인 경우, 제1 스위치 쌍 및 제2 스위칭 쌍을 둘 다 온 상태로 제어할 수 있다. 이에 따라, 제1 히팅 패드(112) 및 제2 히팅 패드(122)의 동시 발열에 의해 배터리(20)의 온도가 상승하게 된다.
제어 회로(150)는, 배터리(20)의 온도가 임계 온도(예, -10℃) 이상인 경우, 제1 스위치 쌍 및 제2 스위치 쌍을 모두 오프 상태로 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 장치(100)를 포함하는 배터리팩(10)의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 배터리팩(10)에 대하여는, 전술한 제1 실시예 및 제2 실시예와 공통된 내용에 대한 반복 설명은 생략하고, 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
제3 실시예의 배터리팩(10)과 제2 실시예의 배터리팩(10)의 차이점은, 장치(100)로부터 제2 서브 전류 경로(SP2)가 제3 서브 전류 경로(SP3)로 대체되고, 제2 보호 스위치(123)가 제거되며, 제2 히터 스위치(121) 및 제2 히팅 패드(122)가 제2 서브 전류 경로(SP2) 대신 제3 서브 전류 경로(SP3)에 설치된다는 점이다.
제3 서브 전류 경로(SP3)는, 제1 히터 스위치(111) 및 제1 히팅 패드(112)의 직렬 회로에 병렬 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 제3 서브 전류 경로(SP3)의 일단은 제1 메인 노드(MN1)에 연결되고, 제3 서브 전류 경로(SP3)의 타단은 제2 서브 노드(SN2)에 연결될 수 있다. 따라서, 제1 보호 스위치(113)는, 제1 히터 스위치(111) 및 제2 히터 스위치(121)와는 독립적으로, 제1 서브 전류 경로(SP1) 및 제3 서브 전류 경로(SP3)를 통한 전류 흐름을 선택적으로 허용 또는 차단하도록 구성된다.
제2 히터 스위치(121)는, 제3 서브 전류 경로(SP3)를 통한 전류 흐름을 선택적으로 허용 또는 차단하도록 구성된다. 제2 히터 스위치(121)는, 제어 회로(150)로부터의 제5 제어 신호(S5)에 응답하여, 온 상태로 될 수 있다. 제2 히터 스위치(121)는, 제어 회로(150)가 제5 제어 신호(S5)의 출력을 중단하는 동안, 오프 상태로 될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 히터 스위치(121)는, 제1 메인 노드(MN1)와 제3 서브 전류 경로(SP3) 상의 제5 서브 노드(SN5)의 사이에 연결될 수 있다. 또는, 제2 히터 스위치(121)는, 제5 서브 노드(SN5)와 제2 서브 노드(SN2)의 사이에 연결될 수 있다.
제2 히팅 패드(122)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제3 서브 전류 경로(SP3) 상의 제5 서브 노드(SN5)와 제2 서브 노드(SN2)의 사이에 연결될 수 있다. 또는, 제2 히팅 패드(122)는, 제1 메인 노드(MN1)와 제5 서브 노드(SN5)의 사이에 연결될 수 있다.
제어 회로(150)는, 제2 히터 스위치(121) 및 제2 보호 스위치(123)에 동작 가능하게 결합된다.
제1 메인 스위치(41) 및 제2 메인 스위치(42)가 모두 온 상태인 동안, 제어 회로(150)는 배터리(20)의 온도를 기초로 제1 히터 스위치(111), 제1 보호 스위치(113) 및 제2 히터 스위치(121)를 제어할 수 있다.
상세하게는, 제어 회로(150)는, 배터리(20)의 온도가 임계 온도(예, -10℃)보다 낮은 경우, 제1 히터 스위치(111) 및 제2 히터 스위치(121) 중 적어도 하나를 온 상태로 제어할 수 있다. 또한, 제어 회로(150)는, 제1 히터 스위치(111) 및 제2 히터 스위치(121) 중 적어도 하나를 온 상태로 제어하는 동안, 제1 보호 스위치(113)를 온 상태로 제어할 수 있다.
제어 회로(150)는, 배터리(20)의 가용 전력을 기초로, 제1 히터 스위치(111) 및 제2 히터 스위치(121) 중 적어도 하나를 온 상태로 제어할 수 있다.
제1 히팅 패드(112)의 저항이 제2 히팅 패드(122)의 저항보다 크다고 해보자. 제어 회로(150)는, 배터리(20)의 가용 전력이 제1 임계 전력 미만인 경우, 제1 히터 스위치(111) 및 제1 보호 스위치(113)를 온 상태로 제어하는 한편 제2 히터 스위치(121)는 오프 상태로 제어할 수 있다. 이에 따라, 제2 히팅 패드(122)의 발열은 중단되고, 제1 히팅 패드(112)의 발열에 의해 배터리(20)의 온도가 상승하게 된다.
제어 회로(150)는, 배터리(20)의 가용 전력이 제1 임계 전력 이상이고 제2 임계 전력 미만인 경우, 제1 히터 스위치(111)를 오프 상태로 제어하는 한편 제2 히터 스위치(121) 및 제1 보호 스위치(113)는 온 상태로 제어할 수 있다. 이에 따라, 제1 히팅 패드(112)의 발열은 중단되고, 제2 히팅 패드(122)의 발열에 의해 배터리(20)의 온도가 상승하게 된다.
제어 회로(150)는, 배터리(20)의 가용 전력이 제2 임계 전력 이상인 경우, 제1 히터 스위치(111), 제2 히터 스위치(121) 및 제1 보호 스위치(113)를 모두 온 상태로 제어할 수 있다. 이에 따라, 제1 히팅 패드(112) 및 제2 히팅 패드(122)의 동시 발열에 의해 배터리(20)의 온도가 상승하게 된다.
제어 회로(150)는, 배터리(20)의 온도가 임계 온도(예, -10℃) 이상인 경우, 제1 보호 스위치(113)만을 오프 상태로 제어하거나, 제1 히터 스위치(111) 및 제2 히터 스위치(121)만을 오프 상태로 제어하거나, 제1 히터 스위치(111), 제2 히터 스위치(121) 및 제1 보호 스위치(113)를 모두 오프 상태로 제어할 수 있다.
제어 회로(150)는, 전술한 가열 동작을 실행하기에 앞서, 제1 히터 스위치(111) 및 제2 히터 스위치(121) 중 적어도 하나의 단락 고장 여부를 진단하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 제어 회로(150)는, 진단 모드에서, 소정의 시간 길이를 가지는 진단 기간 동안 제1 히터 스위치(111) 및 제2 히터 스위치(121)를 오프 상태로 제1 보호 스위치(113)를 온 상태로 제어한다. 그 다음, 진단 기간의 시작 시점에서 온도 센서(102)에 의해 검출된 배터리(20)의 온도와 진단 기간의 종료 시점에서 온도 센서(102)에 의해 검출된 배터리(20)의 온도 간의 차이가 기준값 이상인 경우, 제어 회로(150)는 제1 히터 스위치(111) 및 제2 히터 스위치(121) 중 적어도 하나가 단락 고장인 것으로 진단할 수 있다. 제어 회로(150)는, 제1 히터 스위치(111) 및 제2 히터 스위치(121) 중 적어도 하나가 단락 고장인 경우, 제1 보호 스위치(113)를 오프 상태로 제어할 수 있다.
한편, 전술한 제1 실시예, 제2 실시예 및 제3 실시예에서, 제1 메인 스위치(41) 및 제2 메인 스위치(42) 중 적어도 하나가 배터리팩(10)으로부터 제거되어도 무방하다. 즉, 배터리(20)의 제1 단자(21)는 도전체를 통해 제1 메인 노드(MN1)에 연결될 수 있고, 배터리(20)의 제2 단자(22)도 도전체를 통해 제2 메인 노드(MN2)에 연결될 수 있다.
제1 메인 스위치(41), 제2 메인 스위치(42), 제1 히터 스위치(111), 제1 보호 스위치(113), 제2 히터 스위치(121) 및 제2 보호 스위치(123) 각각은, 코일의 자기력에 의해 온오프되는 기계식 릴레이이거나 MOSFET과 같은 반도체 스위치일 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 제1 실시예의 장치(100)를 제어하기 위한 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 단계 400에서, 제어 회로(150)는, 상위 컨트롤러(200)로부터의 이그니션 신호(SI)가 수신되었는지 여부를 판정하다. 단계 400의 값이 "YES"인 경우, 단계 410이 진행될 수 있다.
단계 410에서, 제어 회로(150)는, 제1 메인 스위치(41) 및 제2 메인 스위치(42)를 온 상태로 제어한다.
단계 420에서, 제어 회로(150)는, 배터리 온도가 임계 온도 미만인지 여부를 판정한다. 배터리 온도는, 제어 회로(150)가 이그니션 신호(SI)가 수신된 시점 이후에 온도 센서(102)로부터의 온도 신호(ST)를 기초로 결정한 것일 수 있다. 단계 420의 값이 "YES"인 경우, 단계 430이 진행될 수 있다. 단계 420의 값이 "NO"인 경우, 단계 440이 진행될 수 있다.
단계 430에서, 제어 회로(150)는, 제1 히터 스위치(111) 및 제1 보호 스위치(113)를 온 상태로 제어한다. 단계 430 후, 상기 방법은 단계 420으로 회귀할 수 있다. 즉, 제1 히터 스위치(111)가 온 상태로 제어되는 동안 제1 보호 스위치(113) 역시 온 상태로 제어된다.
단계 440에서, 제어 회로(150)는, 제1 히터 스위치(111) 및 제1 보호 스위치(113)를 오프 상태로 제어한다. 즉, 제1 히터 스위치(111)가 오프 상태로 제어되는 동안 제1 보호 스위치(113) 역시 오프 상태로 제어된다.
도 5는 도 2에 도시된 제2 실시예의 장치(100)를 제어하기 위한 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 단계 500에서, 제어 회로(150)는, 상위 컨트롤러(200)로부터의 이그니션 신호(SI)가 수신되었는지 여부를 판정하다. 단계 500의 값이 "YES"인 경우, 단계 510이 진행될 수 있다.
단계 510에서, 제어 회로(150)는, 제1 메인 스위치(41) 및 제2 메인 스위치(42)를 온 상태로 제어한다.
단계 520에서, 제어 회로(150)는, 배터리 온도가 임계 온도 미만인지 여부를 판정한다. 배터리 온도는, 제어 회로(150)가 이그니션 신호(SI)가 수신된 시점 이후에 온도 센서(102)로부터의 온도 신호(ST)를 기초로 결정한 것일 수 있다. 단계 520의 값이 "YES"인 경우, 단계 530이 진행될 수 있다. 단계 520의 값이 "NO"인 경우, 단계 540이 진행될 수 있다.
단계 530에서, 제어 회로(150)는, 제1 스위치 쌍 및 제2 스위치 쌍 중 적어도 하나를 온 상태로 제어한다. 단계 530 후, 상기 방법은 단계 520으로 회귀할 수 있다.
단계 540에서, 제어 회로(150)는, 제1 스위치 쌍 및 제2 스위치 쌍을 오프 상태로 제어한다. 즉, 제1 히터 스위치(111)가 오프 상태로 제어되는 동안 제1 보호 스위치(113) 역시 오프 상태로 제어되고, 제2 히터 스위치(121)가 오프 상태로 제어되는 동안 제2 보호 스위치(123) 역시 오프 상태로 제어된다.
도 6은 도 3에 도시된 제3 실시예의 장치(100)를 제어하기 위한 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 단계 600에서, 제어 회로(150)는, 상위 컨트롤러(200)로부터의 이그니션 신호(SI)가 수신되었는지 여부를 판정하다. 단계 600의 값이 "YES"인 경우, 단계 610이 진행될 수 있다.
단계 610에서, 제어 회로(150)는, 제1 메인 스위치(41) 및 제2 메인 스위치(42)를 온 상태로 제어한다.
단계 620에서, 제어 회로(150)는, 배터리 온도가 임계 온도 미만인지 여부를 판정한다. 배터리 온도는, 제어 회로(150)가 이그니션 신호(SI)가 수신된 시점 이후에 온도 센서(102)로부터의 온도 신호(ST)를 기초로 결정한 것일 수 있다. 단계 620의 값이 "YES"인 경우, 단계 630이 진행될 수 있다. 단계 620의 값이 "NO"인 경우, 단계 650이 진행될 수 있다.
단계 630에서, 제어 회로(150)는, 제1 히터 스위치(111) 및 제2 히터 스위치(121) 중 적어도 하나를 온 상태로 제어한다. 단계 640에서, 제어 회로(150)는, 제1 보호 스위치(113)를 온 상태로 제어한다. 단계 640 후, 상기 방법은 단계 620으로 회귀할 수 있다.
단계 650에서, 제어 회로(150)는, 제1 히터 스위치(111), 제2 히터 스위치(121) 및 제1 보호 스위치(113)를 오프 상태로 제어한다. 즉, 제1 히터 스위치(111) 및 제2 히터 스위치(121)가 오프 상태로 제어되는 동안, 제1 보호 스위치(113) 역시 오프 상태로 제어된다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
10: 배터리팩
20: 배터리
MP1, MP2: 메인 전류 경로
41, 42: 메인 스위치
100: 가열 장치
SP1, SP2, SP3: 서브 전류 경로
102: 온도 센서
111, 121: 히터 스위치
112, 122: 히팅 패드
113, 123: 보호 스위치
150: 제어 회로
200: 상위 컨트롤러

Claims (11)

  1. 배터리 가열을 위한 장치에 있어서,
    배터리의 온도를 나타내는 온도 신호를 출력하도록 구성된 온도 센서;
    상기 배터리의 제1 단자에 연결된 제1 메인 전류 경로와 상기 배터리의 제2 단자에 연결된 제2 메인 전류 경로를 연결하는 제1 서브 전류 경로;
    상기 제1 서브 전류 경로에 설치되는 제1 히팅 패드;
    상기 제1 서브 전류 경로에 설치되는 제1 히터 스위치;
    상기 제1 서브 전류 경로에 설치되는 제1 보호 스위치; 및
    상기 온도 센서, 상기 제1 히터 스위치 및 상기 제1 보호 스위치에 동작 가능하게 결합된 제어 회로를 포함하고,
    상기 제어 회로는, 상기 온도 신호를 기초로, 상기 제1 히터 스위치 및 상기 제1 보호 스위치를 제어하도록 구성된, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 회로는, 상기 제1 히터 스위치가 오프 상태로 제어되는 동안, 상기 제1 보호 스위치를 오프 상태로 제어하도록 구성되고,
    상기 제어 회로는, 상기 제1 히터 스위치가 온 상태로 제어되는 동안, 상기 제1 보호 스위치를 온 상태로 제어하도록 구성된, 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 메인 전류 경로와 상기 제2 메인 전류 경로를 연결하는 제2 서브 전류 경로;
    상기 제2 서브 전류 경로에 설치되는 제2 히팅 패드;
    상기 제2 서브 전류 경로에 설치되는 제2 히터 스위치; 및
    상기 제2 서브 전류 경로에 설치되는 제2 보호 스위치를 더 포함하는, 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 회로는, 상기 제2 히터 스위치가 오프 상태로 제어되는 동안, 상기 제2 보호 스위치를 오프 상태로 제어하도록 구성되고,
    상기 제어 회로는, 상기 제2 히터 스위치가 온 상태로 제어되는 동안, 상기 제2 보호 스위치를 온 상태로 제어하도록 구성된, 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 히팅 패드와 상기 제1 히터 스위치의 직렬 회로에 병렬 연결되는 제3 서브 전류 경로;
    상기 제3 서브 전류 경로에 설치되는 제2 히팅 패드; 및
    상기 제3 서브 전류 경로에 설치되는 제2 히터 스위치를 더 포함하는, 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 보호 스위치는, 상기 제1 히터 스위치 및 상기 제2 히터 스위치와는 독립적으로, 상기 제1 서브 전류 경로 및 상기 제3 서브 전류 경로를 통한 전류 흐름을 선택적으로 허용 또는 차단하는, 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어 회로는, 상기 제1 히터 스위치 및 상기 제2 히터 스위치가 오프 상태로 제어되는 동안, 상기 제1 보호 스위치를 오프 상태로 제어하도록 구성되고,
    상기 제어 회로는, 상기 제1 히터 스위치 및 상기 제2 히터 스위치 중 적어도 하나가 온 상태로 제어되는 동안, 상기 제1 보호 스위치를 온 상태로 제어하도록 구성된, 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 상기 장치를 포함하는, 배터리팩.
  9. 배터리의 온도를 나타내는 온도 신호를 출력하도록 구성된 온도 센서; 상기 배터리의 제1 단자에 연결된 제1 메인 전류 경로와 상기 배터리의 제2 단자에 연결된 제2 메인 전류 경로를 연결하는 제1 서브 전류 경로; 상기 제1 서브 전류 경로에 설치되는 제1 히팅 패드; 상기 제1 서브 전류 경로에 설치되는 제1 히터 스위치; 상기 제1 서브 전류 경로에 설치되는 제1 보호 스위치; 및 상기 제1 히터 스위치 및 상기 제1 보호 스위치에 동작 가능하게 결합된 제어 회로를 포함하는 장치를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 제어 회로가 상기 배터리의 온도가 임계 온도 이상인 경우, 상기 제1 히터 스위치를 오프 상태로 제어하는 단계; 및
    상기 제어 회로가 상기 제1 히터 스위치가 오프 상태로 제어되는 동안, 상기 제1 보호 스위치를 오프 상태로 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 장치는, 상기 제1 메인 전류 경로와 상기 제2 메인 전류 경로를 연결하는 제2 서브 전류 경로; 상기 제2 서브 전류 경로에 설치되는 제2 히팅 패드; 상기 제2 서브 전류 경로에 설치되는 제2 히터 스위치; 및 상기 제2 서브 전류 경로에 설치되는 제2 보호 스위치를 더 포함하고,
    상기 방법은,
    상기 제어 회로가 상기 제2 히터 스위치가 오프 상태로 제어되는 동안, 상기 제2 보호 스위치를 오프 상태로 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 장치는, 상기 제1 히팅 패드와 상기 제1 히터 스위치의 직렬 회로에 병렬 연결되는 제3 서브 전류 경로; 상기 제3 서브 전류 경로에 설치되는 제2 히팅 패드; 및 상기 제3 서브 전류 경로에 설치되는 제2 히터 스위치를 더 포함하되,
    상기 방법은,
    상기 제어 회로가 상기 제1 히터 스위치 및 상기 제2 히터 스위치가 오프 상태로 제어되는 동안, 상기 제1 보호 스위치를 오프 상태로 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.
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