KR20210092013A - Battery Pack with Battery Monitoring IC Protection Circuit - Google Patents

Battery Pack with Battery Monitoring IC Protection Circuit Download PDF

Info

Publication number
KR20210092013A
KR20210092013A KR1020200005451A KR20200005451A KR20210092013A KR 20210092013 A KR20210092013 A KR 20210092013A KR 1020200005451 A KR1020200005451 A KR 1020200005451A KR 20200005451 A KR20200005451 A KR 20200005451A KR 20210092013 A KR20210092013 A KR 20210092013A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bmic
battery
current
battery cell
discharge path
Prior art date
Application number
KR1020200005451A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
황진우
허진석
윤선우
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020200005451A priority Critical patent/KR20210092013A/en
Publication of KR20210092013A publication Critical patent/KR20210092013A/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/36—Overload-protection arrangements or circuits for electric measuring instruments
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M10/4264—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing with capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/581—Devices or arrangements for the interruption of current in response to temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00304—Overcurrent protection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10—Temperature sensitive devices
    • H01M2200/106—PTC
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

The present invention relates to a battery pack including a battery monitoring IC (BMIC) protection circuit and, more specifically, to a battery pack including a BMIC protection circuit which protects a BMIC from a large current when an abnormal situation, in which a series connection between battery cells is opened, occurs.

Description

BMIC 보호회로를 포함하는 배터리 팩{Battery Pack with Battery Monitoring IC Protection Circuit} Battery Pack with Battery Monitoring IC Protection Circuit

본 발명은 BMIC 보호회로를 포함하는 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 배터리 셀 간 직렬 연결이 개방되는 비정상적인 상황 발생 시 대전류로부터 BMIC(Battery Monitoring IC)를 보호하는 BMIC 보호회로를 포함하는 배터리 팩에 관한 것이다.The present invention relates to a battery pack including a BMIC protection circuit, and more particularly, to a battery pack including a BMIC protection circuit for protecting a BMIC (Battery Monitoring IC) from a large current when an abnormal situation in which a series connection between battery cells is opened occurs. is about

충전이 불가능한 일차 배터리와는 달리, 충전이 가능한 이차 배터리(이하, 배터리라 함)는 스마트 폰, 노트북 컴퓨터, 태블릿 PC 등의 소형 첨단 전자기기 분야뿐만 아니라 전기 자전거, 전기 자동차, 에너지저장시스템(ESS)에 이르기까지 다양한 분야의 디바이스에 사용되고 있다.Unlike primary batteries that cannot be recharged, rechargeable secondary batteries (hereinafter referred to as batteries) are not only used in small high-tech electronic devices such as smartphones, notebook computers, and tablet PCs, but also in electric bicycles, electric vehicles, and energy storage systems (ESS). ) are used in devices in various fields.

배터리는, 디바이스가 요구하는 출력 용량에 따라 다수 개의 배터리 셀들을 직렬 연결하여 이루어진 배터리 모듈 또는 배터리 팩으로 구성되어 디바이스의 전원 공급원으로서 사용된다. The battery is configured as a battery module or battery pack formed by connecting a plurality of battery cells in series according to an output capacity required by the device, and is used as a power supply source of the device.

배터리 모듈 또는 배터리 팩은 다수 개의 배터리 셀들이 조합된 구조체로서, 일부 배터리 셀에서 과전압, 과전류, 과발열 등이 되는 경우에는 배터리 모듈 또는 배터리 팩의 안전성과 작동 효율에 문제가 발생하므로, 이들을 검출하기 위한 수단이 필수적이다. 따라서, 배터리 모듈 또는 배터리 팩에는 각 배터리 셀들의 전압 값을 측정하고, 측정된 값을 바탕으로 배터리 셀들의 전압 상태를 모니터링하며 제어하는 BMS(Battery Management System)가 장착되어 있다.A battery module or battery pack is a structure in which a plurality of battery cells are combined, and when overvoltage, overcurrent, or overheating occurs in some battery cells, a problem occurs in the safety and operating efficiency of the battery module or battery pack. means are essential. Accordingly, the battery module or battery pack is equipped with a battery management system (BMS) that measures the voltage value of each battery cell and monitors and controls the voltage state of the battery cells based on the measured value.

이는 BMS(Battery Management System) 소자인 BMIC(Battery Monitoring IC)가 각 배터리 셀들과 연결되어 있는 전압 센싱 라인을 통해 전압 상태를 측정하는데, 이 경우 배터리 셀로부터의 고주파가 BMIC에 입력되어 상기 BMIC가 손상되는 문제가 발생한다.In this case, a BMIC (Battery Monitoring IC), which is a BMS (Battery Management System) device, measures the voltage state through a voltage sensing line connected to each battery cell. In this case, a high frequency from the battery cell is input to the BMIC and the BMIC is damaged problem arises.

(특허문헌 1) JP2006-170808 A (Patent Document 1) JP2006-170808 A

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고주파뿐만 아니라 배터리 셀 간 연결부위가 개방되는 비정상적인 상황 발생에 따른 대전류로부터 BMIC를 보호하는 BMIC 보호회로를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a BMIC protection circuit that protects the BMIC from high-frequency as well as a high current caused by an abnormal situation in which the connection between battery cells is opened.

본 발명에 따른 배터리 팩은, 직렬로 연결된 복수 개의 배터리 셀들; 상기 배터리 셀들 각각의 전압을 측정하고, 측정된 값을 바탕으로 각 배터리 셀들의 상태를 모니터링하는 BMIC(Battery Monitoring IC); 상기 BMIC의 전단에 배치되어, 배터리 셀 간의 연결이 개방되는 이상 상황 발생 시 상기 배터리 셀로부터의 대 전류로부터 BMIC를 보호하는 BMIC 보호회로; 및 상기 배터리 셀들로부터 방전되는 전류를 소비하는 부하; 를 포함하여 구성된다. A battery pack according to the present invention includes a plurality of battery cells connected in series; a battery monitoring IC (BMIC) for measuring the voltage of each of the battery cells and monitoring the state of each battery cell based on the measured value; a BMIC protection circuit disposed at the front end of the BMIC to protect the BMIC from a large current from the battery cell when an abnormal situation in which the connection between the battery cells is opened; and a load consuming current discharged from the battery cells. is comprised of

구체적으로, 상기 BMIC 보호회로는, 상기 배터리 셀의 양단에 직렬 연결되는 PTC 소자; 및 상기 PTC 소자에 직렬 연결되며 상기 배터리 셀의 양단 사이에 병렬 접속되는 커패시터; 를 포함하여 구성된다.Specifically, the BMIC protection circuit may include: a PTC element connected in series to both ends of the battery cell; and a capacitor connected in series to the PTC element and connected in parallel between both ends of the battery cell. is comprised of

상기 이상 상황 발생 시, 해당 배터리 셀의 방전 전류는, 상기 배터리 셀, PTC 소자 및 BMIC로의 방향으로 형성되는 이상 방전 경로로 흐르는 것을 특징으로 한다.When the abnormal situation occurs, the discharge current of the corresponding battery cell is characterized in that it flows through the abnormal discharge path formed in the direction toward the battery cell, the PTC device, and the BMIC.

이에, 상기 PTC 소자는, 상기 이상 방전 경로에 흐르는 전류의 크기가 소정의 기준 값 이상인 경우, 그 전류의 크기를 낮춰 상기 BMIC로의 흐름을 제한하여, 상기 BMIC에 과도 전압이 인가되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.Accordingly, when the magnitude of the current flowing in the abnormal discharge path is greater than or equal to a predetermined reference value, the PTC device limits the flow to the BMIC by lowering the magnitude of the current to prevent excessive voltage from being applied to the BMIC. characterized.

한편, 상기 BMIC 보호회로는, 저역 통과 필터(Low pass filter)인 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the BMIC protection circuit is characterized in that it is a low pass filter.

본 발명에 따른 배터리 팩에서, 배터리 셀 간 연결이 개방되는 이상 상황 발생 시 대 전류로부터 BMIC(Battery Monitoring IC)를 보호하는 방법은, 복수 개의 배터리 셀들이 직렬 연결된 상태에서, 배터리 셀 간 연결이 개방되는 이상 상황이 발생하는 이상 상황 발생단계; 상기 이상 상황 발생 시, 해당 배터리 셀, 그에 연결된 PTC 소자 및 BMIC로의 이상 방전 경로가 형성되는 이상 방전 경로 형성단계; 상기 이상 방전 경로에 흐르는 전류의 크기가 소정의 기준 값 이상인 경우, 그 전류의 크기를 낮춰 상기 BMIC로의 흐름을 제한하는 전류 흐름 제한단계; 상기 전류 흐름 제한단계에 의해 이상 방전 경로 상의 전류 흐름을 차단하여, 상기 배터리 셀로부터의 대 전류로부터 BMIC를 보호하는 BMIC 보호단계; 를 포함하여 구성된다.In the battery pack according to the present invention, a method of protecting a battery monitoring IC (BMIC) from a large current when an abnormal situation in which the connection between the battery cells is opened is a method in which the connection between the battery cells is opened while a plurality of battery cells are connected in series. An abnormal situation occurrence step in which an abnormal situation occurs; an abnormal discharge path forming step of forming an abnormal discharge path to a corresponding battery cell, a PTC device connected thereto, and a BMIC when the abnormal situation occurs; a current flow limiting step of limiting the flow to the BMIC by lowering the current when the magnitude of the current flowing through the abnormal discharge path is equal to or greater than a predetermined reference value; a BMIC protection step of blocking the current flow on the abnormal discharge path by the current flow limiting step to protect the BMIC from a large current from the battery cell; is comprised of

여기서, 상기 전류 흐름 제한단계는, 상기 이상 방전 경로 상에 위치하는 PTC 소자에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.Here, the current flow limiting step is characterized in that it is made by the PTC element located on the abnormal discharge path.

본 발명은 로우 패스 필터(Low pass filter)의 RC 시정수를 온도 상승에 의해 자동으로 변경하는 PTC 소자와 커패시터로 구성하여, 배터리 셀 내부 개방이나 배터리 셀 간 연결부위 개방 등의 비정상적인 상황 발생 시 상기 PTC 소자에 의해 배터리 모니터링 IC 혹은 BMS 소자로 대전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다.The present invention is composed of a PTC element and a capacitor that automatically change the RC time constant of a low pass filter according to a temperature rise, so that when an abnormal situation such as an internal opening of a battery cell or an opening of a connection between battery cells occurs, the A large current can be prevented from flowing to the battery monitoring IC or BMS device by the PTC device.

이에 따라, 대전류로부터 BMS를 보호하여 상기 비정상적인 상황이 발생하여도 화재나 폭발 등과 같은 안전 문제를 효과적으로 방지하여, 배터리의 안정성을 향상시킬 수 있다. Accordingly, it is possible to effectively prevent safety problems such as fire or explosion even when the abnormal situation occurs by protecting the BMS from a large current, thereby improving the stability of the battery.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 BMIC 보호회로를 개략적으로 나타낸 회로도이다.
도 2는 도 1에서 이상 상황 발생에 따른 이상 방전 경로를 형성한 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 BMIC 보호회로를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에서 이상 상황 발생에 따른 이상 방전 경로를 형성한 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 상태에서 PTC 소자의 동작을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 BMIC 보호회로를 이용한 BMIC 보호 방법을 보여주는 흐름도이다. 1 is a circuit diagram schematically showing a BMIC protection circuit according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a state in which an abnormal discharge path is formed according to the occurrence of an abnormal situation in FIG. 1 .
3 is a diagram schematically showing a BMIC protection circuit according to a second embodiment of the present invention.
4 is a view schematically illustrating a state in which an abnormal discharge path is formed according to the occurrence of an abnormal situation in FIG. 3 .
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an operation of a PTC device in the state of FIG. 4 .
6 is a flowchart illustrating a BMIC protection method using the BMIC protection circuit according to the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 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 so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

1. 본 발명에 따른 배터리 팩1. Battery pack according to the present invention

본 발명에 따른 배터리 팩(100)은, 크게 직렬 연결된 복수 개의 배터리 셀(110)들, BMIC 보호회로(120), BMIC(Battery Monitoring IC, 130) 및 부하(140)를 포함하여 구성될 수 있다. The battery pack 100 according to the present invention may include a plurality of battery cells 110 largely connected in series, a BMIC protection circuit 120 , a Battery Monitoring IC (BMIC) 130 , and a load 140 . .

1.1. 배터리 셀(110)1.1. battery cell (110)

배터리 팩(100)은, 직렬 연결된 복수 개의 배터리 셀(110)들을 포함하여 구성된다. 직렬 연결된 배터리 셀(110)들은, 부하(140)와의 연결 경로인 메인 경로(Main path)를 통해 충/방전 동작하며, 후술하는 BMIC 보호회로(120)를 통해 BMIC(130)와 연결된다. The battery pack 100 includes a plurality of battery cells 110 connected in series. The battery cells 110 connected in series are charged/discharged through a main path that is a connection path with the load 140 , and are connected to the BMIC 130 through a BMIC protection circuit 120 to be described later.

1.2. BMIC 보호회로(120)1.2. BMIC protection circuit (120)

BMIC 보호회로(120)는, 상기 직렬 연결된 배터리 셀(110)과 후술하는 BMIC(130) 사이에 구성되어 고주파로부터 BMIC(130)를 보호하는 구성으로서, 이는 특정한 주파수보다 낮은 주파수 신호만 통과시키는 필터인 로우 패스 필터(Low Pass Filter)로 구성된다.The BMIC protection circuit 120 is configured between the series-connected battery cell 110 and the BMIC 130 to be described later to protect the BMIC 130 from high frequency, which is a filter that passes only a frequency signal lower than a specific frequency. It consists of an in-low pass filter.

<제1 실시 예: 고주파에 의한 손상으로부터 BMIC를 보호하는 경우><Embodiment 1 : Protecting the BMIC from damage due to high frequency>

배터리 셀(110)과 BMIC(130)가 직접적으로 연결되어 있는 경우, 상기 BMIC(130)에 배터리 셀(110)로부터의 출력 신호에 포함되어 있는 고주파가 그대로 입력되어 BMIC(130)의 손상이 발생하는 문제가 있다. 이에, 제1 실시 예는 BMIC(130)의 전단에 로우 패스 필터(Low Pass Filter)로 구성된 BMIC 보호회로(120)를 배치하여 고주파로부터 BMIC(130)를 보호하도록 구성하는 것이다.When the battery cell 110 and the BMIC 130 are directly connected, the high frequency included in the output signal from the battery cell 110 is directly input to the BMIC 130 and damage to the BMIC 130 occurs. there is a problem with Accordingly, in the first embodiment, the BMIC protection circuit 120 composed of a low pass filter is disposed at the front end of the BMIC 130 to protect the BMIC 130 from high frequencies.

제1 실시 예의 경우, BMIC 보호회로(120)는 도 1에 보이는 것과 같이 각 배터리 셀(110)의 양단에 직렬로 연결되며 소정의 값을 가지는 저항(R, 122) 및 상기 저항(R, 122)에 직렬 연결되며 배터리 셀(110)의 양단 사이에 병렬로 접속한 커패시터(C, 124)로 구성된다. In the case of the first embodiment, the BMIC protection circuit 120 is connected in series to both ends of each battery cell 110 as shown in FIG. 1 and includes a resistor (R, 122) having a predetermined value and the resistor (R, 122). ) and is composed of a capacitor (C, 124) connected in parallel between both ends of the battery cell (110).

이와 같이 구성되는 저항(R, 122) 및 커패시터(C, 124)는 상기 배터리 셀(110)로부터의 출력 신호에 포함된 고주파를 제거하여 BMIC(130)를 보호하면서, 상기 BMIC(130)에서 배터리 셀(110)의 전압을 보다 안정적으로 측정할 수 있도록 한다.The resistors (R, 122) and capacitors (C, 124) configured as described above remove high frequencies included in the output signal from the battery cell 110 to protect the BMIC 130 while protecting the BMIC 130 from the battery. It allows the voltage of the cell 110 to be measured more stably.

여기서, 상기 저항(R, 122) 값을 작게 설정할수록 RC 시정수(t)의 산출식(t = R x C)에 의해 RC 시정수(t)가 작아지므로 더 정밀하고 빠른 주기로 배터리 셀의 전압을 측정할 수 있다.Here, as the value of the resistor (R, 122) is set smaller, the RC time constant (t) becomes smaller by the formula (t = R x C) of the RC time constant (t), so that the voltage of the battery cell at a more precise and faster cycle can be measured.

그런데, 상기 저항(R, 122) 값을 작게 설정하는 것은, 배터리 셀 간 연결이 개방되는 이상 상황이 발생하면, 로우 패스 필터(Low Pass Filter)로 구성된 BMIC 보호회로(120)가 존재하더라도 낮은 저항 값에 의해 대 전류가 흐르게 되어 로우 패스 필터(Low Pass Filter)의 RC 시정수가 프리차징에 충분하지 못하게 되는 문제가 발생하게 된다. However, setting the resistance (R, 122) to a small value is a low resistance even if the BMIC protection circuit 120 composed of a low-pass filter exists when an abnormal situation in which the connection between battery cells is opened occurs. Due to the value, a large current flows, causing a problem that the RC time constant of the low pass filter is not sufficient for precharging.

여기서, 배터리 셀 간 연결 개방이 일어날 수 있는 경우는, 구체적으로 탭 단선 또는 CID(Current Interruption Device) 오픈 등에 의한 배터리 셀 내부 개방과 배터리 셀 간을 연결하는 용접부나 버스 바 불량에 의한 배터리 셀 간 연결부위 개방 등을 포함한다.Here, when the connection opening between the battery cells may occur, specifically, the internal opening of the battery cell due to tap disconnection or CID (Current Interruption Device) opening, etc., and the connection between the battery cells due to defective welding or bus bar connecting the battery cells. site opening and the like.

구체적으로, 먼저 직렬 연결된 배터리 셀(110)들과 부하(140)를 연결하는 경로는 배터리 셀(110)들이 충/방전하는 경로인 메인 경로(Main path)이고, 배터리 셀(110)과 BMIC(130) 간의 연결 경로, 즉 BMIC 보호회로(120)를 구성하는 경로를 BMIC(130)가 배터리 셀의 전압을 측정하는 경로인 센싱 경로(Sensing path)로 설명할 수 있다.Specifically, first, a path connecting the series-connected battery cells 110 and the load 140 is a main path that is a path through which the battery cells 110 are charged/discharged, and the battery cell 110 and the BMIC ( 130), that is, a path constituting the BMIC protection circuit 120 may be described as a sensing path, which is a path through which the BMIC 130 measures the voltage of the battery cell.

배터리 셀들 간의 직렬 연결된 상태가 정상적인 경우, 방전 시 배터리 셀의 방전 전류는 도 1에 보이는 것과 같이 메인 경로(Main path) 상을 통해 최상단에 위치하는 배터리 셀로부터 부하(140)로의 정상 방전 경로를 형성하여 흐르게 된다. 그런데, 만약 방전 중 배터리 셀 간 연결이 개방되는 이상 상황이 발생하면, 도 2에 보이는 것처럼 이상 상황에 해당하는 배터리 셀의 방전 전류가 BMIC(130)에서 배터리 셀의 전압을 측정하는 경로인 센싱 경로(Sensing path)를 거쳐 메인 경로(Main path)로 흐르는 이상 방전 경로를 형성하여 흐르게 된다. 여기서, 저항(R, 122) 값이 작다면, 방전 전류의 크기가 클 경우 이상 방전 경로에 큰 크기의 전류가 흐를 것이다. 그러면, 저항(R, 122) 값은 고정된 값이고, 상기 이상 방전 경로에 흐르는 전류에 의해 커패시터(C, 124) 값은 증가하여 RC 시정수(t)가 커지게 되므로 프리차징에 충분하지 못하게 되는 문제가 발생하는 것이다.When the series-connected state between the battery cells is normal, the discharge current of the battery cells during discharging forms a normal discharge path from the topmost battery cell to the load 140 through the main path as shown in FIG. 1 . so that it flows However, if an abnormal situation in which the connection between battery cells is opened during discharging occurs, as shown in FIG. 2 , the discharge current of the battery cell corresponding to the abnormal situation is a sensing path that is a path for measuring the voltage of the battery cell in the BMIC 130 . (Sensing path) forms an abnormal discharge path that flows to the main path and flows. Here, if the resistance (R, 122) is small, a large current will flow in the abnormal discharge path when the size of the discharge current is large. Then, the resistor (R, 122) value is a fixed value, and the capacitor (C, 124) value increases due to the current flowing in the abnormal discharge path, so that the RC time constant (t) becomes large, so that it is not sufficient for precharging. problem will arise.

또한, 상기 이상 방전 경로의 전류 흐름이 지속되는 현상은 BMIC 보호회로(120)의 손상 또는 발화 위험을 가져올 뿐만 아니라, 상기 BMIC(130)에 대 전류가 인가되어 BMIC(130)의 손상을 유발하는 문제가 발생한다. In addition, the continuous current flow in the abnormal discharge path not only causes damage or a risk of ignition of the BMIC protection circuit 120 , but also causes damage to the BMIC 130 by applying a large current to the BMIC 130 . A problem arises.

이에, 본 발명은 제1 실시 예로 구성하는 경우 발생하는 상술한 문제를 해결하기 위하여, 아래와 같은 제2 실시 예를 제시한다. Accordingly, the present invention proposes a second embodiment as follows in order to solve the above-described problem that occurs when the first embodiment is configured.

<제2 실시 예 2: 이상 상황 발생 시 대전류로부터 BMIC를 보호하는 경우><Second embodiment 2: Protecting the BMIC from large current in case of an abnormal situation>

제2 실시 예의 경우, BMIC 보호회로(120)는 도 3에 보이는 것과 같이 배터리 셀(110)의 양단에 직렬로 연결되는 PTC 소자(126) 및 상기 PTC 소자(126)에 직렬 연결되며 배터리 셀(110)의 양단 사이에 병렬로 접속되는 커패시터(C, 124)로 구성될 수 있다.In the case of the second embodiment, the BMIC protection circuit 120 is connected in series to the PTC element 126 and the PTC element 126 connected in series to both ends of the battery cell 110 as shown in FIG. 3 and the battery cell ( It may be composed of a capacitor (C, 124) connected in parallel between both ends of the 110).

PTC 소자(Positive Temperature Coefficient, 126)는, 온도에 따라 저항 값이 변화하는 특성을 가지는 반도체 소자로서, 온도가 상승하면 저항 값이 커지고, 온도가 낮아지면 저항 값도 작아진다. 이와 같은 특성을 갖는 PTC 소자(126)를 상술한 제1 실시 예에서의 저항(R, 122)을 대체하여 구성하는 것이다. A PTC device (Positive Temperature Coefficient, 126) is a semiconductor device having a characteristic that a resistance value changes according to temperature. When the temperature rises, the resistance value increases, and when the temperature decreases, the resistance value also decreases. The PTC element 126 having such characteristics is configured by replacing the resistors R and 122 in the first embodiment described above.

구체적으로 설명하면, 앞서 설명한 것과 같은 배터리 셀 간 연결이 개방 되는 이상 상황 발생하면, 이상 상황에 해당하는 배터리 셀의 방전 전류가 센싱 경로(Sensing path)를 거쳐 메인 경로(Main path)로 흐르는 이상 방전 경로를 형성하게 된다. Specifically, when an abnormal situation in which the connection between battery cells is opened as described above occurs, the discharge current of the battery cell corresponding to the abnormal situation flows through the sensing path to the main path. will form a path.

이상 방전 경로라 함은, 도 4를 참조하면, 예를 들어 제1 배터리 셀(cell1)과 제2 배터리 셀(cell2) 간의 연결이 개방된 경우, 제2 배터리 셀(cell2)의 타단, 그 타단에 직렬 연결된 PTC 소자(126), BMIC(130)를 거쳐 제1 배터리 셀(cell1)의 타단에 연결된 PTC 소자(126), 제1 배터리 셀(cell1)의 일단 및 부하(140)로 이어지는 경로일 수 있다.The abnormal discharge path means the other end of the second battery cell cell2 and the other end when the connection between the first battery cell cell1 and the second battery cell cell2 is opened, for example, referring to FIG. 4 . A path leading to the PTC element 126 connected in series with the BMIC 130, the PTC element 126 connected to the other end of the first battery cell cell1, one end of the first battery cell cell1, and the load 140 can

이와 같이 형성된 이상 방전 경로에 전류가 흐르게 되면, 상기 전류의 크기에 따라 PTC 소자(126)의 온도가 상승하여 저항 값이 증가하면서 상기 전류의 크기를 낮춰 그 흐름을 제한한다. 그러면, RC 시정수(t) = R x C에서 R(PTC 소자의 저항) 값은 증가하고, C(커패시터) 값은 감소하여 제1 실시 예에서와 달리 RC 시정수가 증가하지 않아 프리차징에 충분하지 못하게 되는 문제가 발생하지 않는 것이다.When a current flows through the abnormal discharge path formed in this way, the temperature of the PTC element 126 rises according to the magnitude of the current, and the resistance value increases while decreasing the magnitude of the current to limit the flow. Then, at RC time constant (t) = R x C, the value of R (resistance of the PTC element) increases and the value of C (capacitor) decreases, so that the RC time constant does not increase unlike in the first embodiment, which is sufficient for precharging. There are no problems that can't be done.

또한, 상기 이상 방전 경로에 흐르는 전류에 의해 PTC 소자(126)의 온도가 상승하여 저항 값이 커지면서 상기 전류의 크기를 낮춰줌으로써 BMIC 보호회로(130) 상의 지속적인 전류 흐름을 차단함과 동시에 BMIC(130)에 큰 크기의 전류가 인가되지 않도록 하여, BMIC 보호회로(120) 및 BMIC(130)의 손상 및 발화 위험을 효과적으로 방지할 수 있다. In addition, the temperature of the PTC element 126 rises due to the current flowing in the abnormal discharge path, and the resistance value increases, thereby lowering the magnitude of the current to block the continuous current flow on the BMIC protection circuit 130 and at the same time, the BMIC 130 ) to prevent a large amount of current from being applied, thereby effectively preventing damage to the BMIC protection circuit 120 and the BMIC 130 and the risk of ignition.

즉, 본 발명에서의 PTC 소자(126)는, 배터리 셀 간 연결이 개방되는 이상 상황이 발생하여 상기 BMIC 보호회로(120) 상에 형성되는 이상 방전 경로를 통해 흐르는 전류에 따라 RC 시정수를 변경하여 프리차징을 충분하게 할 뿐만 아니라, 흐르는 전류의 크기를 낮춰 그 흐름을 제한함으로써 BMIC 보호회로(120) 상의 지속적인 전류 흐름을 차단하면서 BMIC(130)에 큰 크기의 전류가 인가되는 것을 방지하는 기능을 하는 것이다.That is, in the present invention, the PTC element 126 changes the RC time constant according to the current flowing through the abnormal discharge path formed on the BMIC protection circuit 120 when an abnormal condition in which the connection between battery cells is opened occurs. This function not only sufficiently precharging, but also blocks the continuous current flow on the BMIC protection circuit 120 by limiting the flow by lowering the magnitude of the flowing current and preventing a large current from being applied to the BMIC 130 . will do

이후, 이상 상황이 해결되면, 해당 배터리 셀의 방전 전류가 이상 방전 경로에 흐르지 않고 메인 경로(Main path)로 흐르는 정상적인 상태로 복원됨에 따라, PTC 소자(126)에 전류가 흐르지 않아 그 온도가 감소하면서 저항 값도 감소하여 최초 상태로 복원된다. Thereafter, when the abnormal situation is resolved, the discharge current of the corresponding battery cell does not flow in the abnormal discharge path and is restored to a normal state in which it flows to the main path, so that the current does not flow in the PTC element 126 and the temperature decreases. While the resistance value is also decreased, it is restored to the initial state.

여기서, 상기 PTC 소자는 배터리 셀 밸런싱 시 발열에 의한 저항 값 증가를 회피하도록 하기 위하여, 예를 들어 90℃ 미만의 상온을 기준으로 470ohm의 크기로 설정되고, 90℃ 이상에서는 1kohm의 크기로 설정될 수 있다.Here, the PTC device is set to a size of 470 ohm based on a room temperature of less than 90° C., for example, in order to avoid an increase in resistance due to heat generation during battery cell balancing, and set to a size of 1 kohm at 90° C. or higher can

한편, 상기 커패시터는, 예를 들어 90℃ 미만의 상온을 기준으로 10nF의 크기로 설정될 수 있다.Meanwhile, the capacitor may be set to a size of 10nF, for example, based on a room temperature of less than 90°C.

PTC 소자의 저항 값(R)이 클수록 BMIC의 보호에는 유리하지만 전압 측정의 정확도는 저하되고, 커패시터(C) 값이 크면 저항(R) 값에 영향이 작지만 BMIC 하넥스 커넥터 연결 시 핫 플러그(hot plug)에 의해 BMIC의 손상이 발생할 가능성이 있다. 이에, 상기와 같이 PTC 소자 및 커패시터의 크기를 상온 기준으로 470ohm ? 10nF로 설정함으로써, BMIC의 보호를 최적화할 수 있다. The larger the resistance value (R) of the PTC element, the better the protection of the BMIC, but the accuracy of voltage measurement decreases. If the capacitor (C) value is large, the resistance (R) value is less affected, but when connecting the BMIC Hanex connector, hot plug plug) may cause damage to the BMIC. Therefore, as described above, the size of the PTC element and capacitor is 470 ohm ? By setting it to 10nF, the protection of the BMIC can be optimized.

이와 같이, 본 발명의 제2 실시 예는 로우 패스 필터(Low pass filter)로 구성된 BMIC 보호회로(120)를 PTC 소자(126) 및 커패시터(C, 124)로 구성하여, 앞서 설명한 BMIC 보호회로(120)를 낮은 값의 저항(R, 122)과 커패시터(C, 124)로 구성한 제1 실시 예에서 발생하는 문제를 효과적으로 방지할 수 있다. As such, in the second embodiment of the present invention, the BMIC protection circuit 120 composed of a low pass filter is composed of the PTC element 126 and the capacitors C and 124, and the BMIC protection circuit ( 120) can be effectively prevented from occurring in the first embodiment in which the low-value resistors R, 122 and the capacitors C, 124 are configured.

1.3. BMIC(Battery Monitoring IC, 130)1.3. BMIC (Battery Monitoring IC, 130)

BMIC(130)는, 상기 BMIC 보호회로(120)와 연결되어, 상기 센싱 경로(Sensing path)를 통해 배터리 셀들의 전압을 측정하고, 측정된 값을 바탕으로 각 배터리 셀의 상태를 모니터링하여 동작을 제어하는 구성이다.The BMIC 130 is connected to the BMIC protection circuit 120, measures the voltage of the battery cells through the sensing path, and monitors the state of each battery cell based on the measured value to perform an operation. It is a control configuration.

BMIC(130)에는 BMIC 보호회로(120)의 출력단과 연결되는 ADC(Analog-Digital Converter, 132)가 구성되며, 상기 ADC(132)는 BMIC 보호회로(120), 즉 로우 패스 필터(Low pass filter)로부터 출력되는 셀 전압 측정신호를 디지털 값으로 변환하는 공지의 구성이다. The BMIC 130 includes an analog-digital converter (ADC) 132 connected to the output terminal of the BMIC protection circuit 120 , and the ADC 132 includes the BMIC protection circuit 120 , that is, a low pass filter. ) is a known configuration that converts the cell voltage measurement signal output from the digital value.

1.4. 부하(140)1.4. load(140)

부하(140)는, 직렬 연결된 배터리 셀들 중 최상단에 위치하는 배터리 셀의 일단과 최하단에 위치하는 배터리 셀의 타단과 연결되어 배터리 셀들이 충/방전하는 메인 경로(Main path)를 형성하여, 상기 메인 경로(Main path)를 통해 흐르는 배터리 셀들의 방전 전류를 소비한다.The load 140 is connected to one end of a battery cell located at the uppermost end and the other end of the battery cell located at the lower end among the series-connected battery cells to form a main path through which the battery cells are charged/discharged, the main The discharge current of the battery cells flowing through the main path is consumed.

2. 본 발명에 따른 BMIC 보호 방법2. BMIC protection method according to the present invention

본 발명에 따른 BMIC(Battery Monitoring IC)를 보호하는 방법은, 하기의 단계를 포함하여 구성될 수 있다. The method for protecting a Battery Monitoring IC (BMIC) according to the present invention may include the following steps.

2.1. 이상 상황 발생단계(S100)2.1. Abnormal situation occurrence step (S100)

이상 상황 발생단계는, 복수 개의 배터리 셀(110)들이 직렬 연결된 상태에서 배터리 셀 간 연결이 개방되는 이상 상황이 발생하는 단계이다. The abnormal situation generation step is a step in which an abnormal situation occurs in which the connection between the battery cells is opened while the plurality of battery cells 110 are connected in series.

여기서, 배터리 셀 간 연결 개방이 일어날 수 있는 경우는, 구체적으로 탭 단선 또는 CID(Current Interruption Device) 오픈 등에 의한 배터리 셀 내부 개방과 배터리 셀 간을 연결하는 용접부나 버스 바 불량에 의한 배터리 셀 간 연결부위 개방 등을 포함한다.Here, when the connection opening between the battery cells may occur, specifically, the internal opening of the battery cell due to tap disconnection or CID (Current Interruption Device) opening, etc., and the connection between the battery cells due to defective welding or bus bar connecting the battery cells. site opening and the like.

2.2. 이상 방전 경로 형성단계(S200)2.2. Abnormal discharge path forming step (S200)

이상 방전 경로 형성단계는, 상기 이상 상황 발생단계(S100)에서의 배터리 셀 간 연결이 개방되는 이상 상황이 발생함에 따라, BMIC 보호회로(120) 상으로 이상 방전 경로가 형성되어 이상 상황에 해당하는 배터리 셀의 방전 전류가 이상 방전 경로로 흐르는 단계이다. In the abnormal discharge path forming step, as an abnormal situation in which the connection between the battery cells is opened in the abnormal situation generating step (S100) occurs, an abnormal discharge path is formed on the BMIC protection circuit 120 to correspond to the abnormal situation This is a step in which the discharge current of the battery cell flows through the abnormal discharge path.

직렬 연결된 배터리 셀들 간의 연결이 정상적인 경우, 예를 들어, 도 3에 보이는 것과 같이 방전 전류가 배터리 셀(110)들과 부하(140) 간의 연결 경로인 메인 경로(Main path)로 흐르게 된다.When the connection between the battery cells connected in series is normal, for example, as shown in FIG. 3 , a discharge current flows through a main path that is a connection path between the battery cells 110 and the load 140 .

그런데, 배터리 셀 간의 연결이 개방되는 이상 상황이 발생하면, BMIC 보호회로(120)에 구성된 BMIC(130)에서 배터리 셀들의 전압을 센싱하는 경로인 센싱 경로(Sensing path) 상에 이상 방전 경로를 형성하여, 배터리 셀의 방전 전류가 이상 방전 경로로 흐르게 된다. However, when an abnormal situation in which the connection between battery cells is opened occurs, an abnormal discharge path is formed on a sensing path that is a path for sensing voltages of battery cells in the BMIC 130 configured in the BMIC protection circuit 120 . Accordingly, the discharge current of the battery cell flows through the abnormal discharge path.

예를 들어, 도 4에 보이는 것처럼 제1 배터리 셀(cell1)과 제2 배터리 셀(cell2) 간의 연결이 개방된 경우, 제2 배터리 셀(cell2)의 타단, 상기 타단에 직렬 연결된 PTC 소자(126), 상기 PTC 소자에 연결된 BMIC(130)를 거쳐 제1 배터리 셀(cell1)의 타단에 직렬 연결된 PTC 소자(126), 제1 배터리 셀(cell1)의 일단 및 부하(140)로의 이상 방전 경로를 형성하여, 상기 이상 방전 경로로 제2 배터리 셀(cell2)의 방전 전류가 흐르는 것이다. For example, as shown in FIG. 4 , when the connection between the first battery cell cell1 and the second battery cell cell2 is open, the other end of the second battery cell cell2 and the PTC element 126 connected in series to the other end. ), the PTC element 126 connected in series to the other end of the first battery cell cell1 through the BMIC 130 connected to the PTC element, one end of the first battery cell cell1, and an abnormal discharge path to the load 140 Thus, the discharge current of the second battery cell cell2 flows through the abnormal discharge path.

2.3. 전류 흐름 제한단계(S300)2.3. Current flow limiting step (S300)

전류 흐름 제한단계는, 상기 이상 방전 경로 상에 위치하는 PTC 소자(122)가 상기 이상 방전 경로로 흐르는 전류의 크기를 감소시켜 그 흐름을 제한하는 단계이다.The current flow limiting step is a step in which the PTC element 122 positioned on the abnormal discharge path reduces the magnitude of the current flowing through the abnormal discharge path to limit the flow.

본 발명의 BMIC 보호회로(130)에 구성되는 PTC 소자(Positive Temperature Coefficient, 126)는 온도에 따라 저항 값이 변화하는 특성을 가지는 반도체 소자로서, 온도가 상승하면 저항 값이 커지고, 온도가 낮아지면 저항 값도 작아진다.The PTC element (Positive Temperature Coefficient, 126) configured in the BMIC protection circuit 130 of the present invention is a semiconductor element having a characteristic that the resistance value changes according to the temperature. When the temperature rises, the resistance value increases, and when the temperature decreases, the resistance value increases. The resistance value also decreases.

이에, 이상 상황에 해당하는 배터리 셀의 방전 전류가 이상 방전 경로로 흐를 경우, 상기 전류에 의해 PTC 소자(126)의 온도가 상승하게 되고 그에 따라 저항 값이 커지게 되어 상기 흐르는 전류의 크기를 감소시켜 도 5에서와 같이 그 흐름을 제한하여, 이상 방전 경로로의 지속적인 전류 흐름을 차단할 수 있다. Accordingly, when the discharge current of the battery cell corresponding to the abnormal situation flows through the abnormal discharge path, the temperature of the PTC element 126 is increased by the current and the resistance value is increased accordingly, thereby reducing the magnitude of the flowing current. to limit the flow as shown in FIG. 5, thereby blocking the continuous flow of current to the abnormal discharge path.

즉, 본 발명의 BMIC 보호회로(120)에 구성되는 PTC 소자(126)는, 배터리 셀 연결 개방에 의한 이상 상황 발생 시 이상 방전 경로로 흐르는 전류의 크기가 소정의 기준 값 이상일 경우, 그 전류의 크기를 낮춰 그 흐름을 제한하여 BMIC 보호회로(120) 상의 지속적인 전류 흐름을 차단하는 기능을 하는 것이다. That is, the PTC element 126 included in the BMIC protection circuit 120 of the present invention, when the magnitude of the current flowing through the abnormal discharge path is greater than or equal to a predetermined reference value when an abnormal situation occurs due to the opening of the battery cell connection, the current It functions to block the continuous current flow on the BMIC protection circuit 120 by reducing the size to limit the flow.

2.4. BMIC 보호단계(S400)2.4. BMIC protection step (S400)

상술한 전류 흐름 제한단계(S300)에서 이상 방전 경로 상에 위치하는 PTC 소자(126)가 전류의 크기를 감소시켜 그 흐름을 제한함에 따라 이상 방전 경로의 전류 흐름을 차단함으로써, BMIC 보호회로(120) 상의 지속적인 전류 흐름으로 인해 발생할 수 있는 BMIC(130)의 손상 또는 발화 위험으로부터 BMIC(130)를 보호할 수 있다. In the above-described current flow limiting step (S300), the PTC element 126 positioned on the abnormal discharge path reduces the magnitude of the current to limit the flow, thereby blocking the current flow in the abnormal discharge path, thereby reducing the BMIC protection circuit 120 ), it is possible to protect the BMIC 130 from the risk of damage or ignition of the BMIC 130 that may occur due to the continuous current flow.

이와 같이, 본 발명은 BMIC(120)의 전단에 BMIC 보호회로(120), 즉 PTC 소자(126) 및 커패시터(C, 124)로 이루어진 로우 패스 필터(Low pass filter)로 구성하여, 배터리 셀 간 연결이 개방되는 이상 상황 발생 시 형성되는 이상 방전 경로에 흐르는 전류의 크기를 낮춰 그 흐름을 제한하여 BMIC 보호회로(120) 상의 지속적인 전류 흐름을 차단함으로써, BMIC 보호회로(120) 및 BMIC(130)의 손상 및 발화 위험을 효과적으로 방지할 수 있다. As described above, in the present invention, the BMIC protection circuit 120, that is, a low pass filter consisting of the PTC element 126 and the capacitors C and 124, is configured at the front end of the BMIC 120, and between the battery cells. By blocking the continuous current flow on the BMIC protection circuit 120 by lowering the size of the current flowing in the abnormal discharge path formed when an abnormal condition in which the connection is opened and limiting the flow, the BMIC protection circuit 120 and the BMIC 130 can effectively prevent damage and ignition hazard.

한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.On the other hand, although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above embodiments, it should be noted that the above embodiments are for description and not for limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical spirit of the present invention.

100: 배터리 팩
110: 배터리 셀
120: BMIC 보호회로
122: 저항
124: 커패시터
126: PTC 소자
130: BMIC
140: 부하100: battery pack
110: battery cell
120: BMIC protection circuit
122: resistance
124: capacitor
126: PTC element
130: BMIC
140: load

Claims (7)

직렬로 연결된 복수 개의 배터리 셀들;
상기 배터리 셀들 각각의 전압을 측정하고, 측정된 값을 바탕으로 각 배터리 셀들의 상태를 모니터링하는 BMIC(Battery Monitoring IC);
상기 BMIC의 전단에 배치되어, 배터리 셀 간의 연결이 개방되는 이상 상황 발생 시 상기 배터리 셀로부터의 대 전류로부터 BMIC를 보호하는 BMIC 보호회로; 및
상기 배터리 셀들로부터 방전되는 전류를 소비하는 부하;
를 포함하여 구성되는 배터리 팩. a plurality of battery cells connected in series;
a battery monitoring IC (BMIC) for measuring a voltage of each of the battery cells and monitoring a state of each battery cell based on the measured value;
a BMIC protection circuit disposed at the front end of the BMIC to protect the BMIC from a large current from the battery cell when an abnormal situation occurs in which the connection between the battery cells is opened; and
a load consuming current discharged from the battery cells;
A battery pack comprising 제1항에 있어서,
상기 BMIC 보호회로는,
상기 배터리 셀의 양단에 직렬 연결되는 PTC 소자; 및
상기 PTC 소자에 직렬 연결되며 상기 배터리 셀의 양단 사이에 병렬 접속되는 커패시터; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to claim 1,
The BMIC protection circuit is
a PTC element connected in series to both ends of the battery cell; and
a capacitor connected in series to the PTC element and connected in parallel between both ends of the battery cell; A battery pack comprising a. 제2항에 있어서,
상기 이상 상황 발생 시,
해당 배터리 셀의 방전 전류는, 상기 배터리 셀, PTC 소자 및 BMIC로의 방향으로 형성되는 이상 방전 경로로 흐르는 것을 특징으로 하는 배터리 팩. 3. The method of claim 2,
When the above abnormal situation occurs,
A battery pack, characterized in that the discharge current of the battery cell flows through an abnormal discharge path formed in the direction toward the battery cell, the PTC element, and the BMIC. 제3항에 있어서,
상기 PTC 소자는,
상기 이상 방전 경로에 흐르는 전류의 크기가 소정의 기준 값 이상인 경우, 그 전류의 크기를 낮춰 상기 BMIC로의 흐름을 제한하여, 상기 BMIC에 과도 전압이 인가되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.4. The method of claim 3,
The PTC device,
When the magnitude of the current flowing through the abnormal discharge path is equal to or greater than a predetermined reference value, the current is lowered to limit the flow to the BMIC, thereby preventing an excessive voltage from being applied to the BMIC. 제2항에 있어서,
상기 BMIC 보호회로는,
저역 통과 필터(Low pass filter)인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.3. The method of claim 2,
The BMIC protection circuit is
Battery pack, characterized in that it is a low pass filter (Low pass filter). 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩에서, 배터리 셀 간 연결이 개방되는 이상 상황 발생 시 대 전류로부터 BMIC(Battery Monitoring IC)를 보호하는 방법에 있어서,
복수 개의 배터리 셀들이 직렬 연결된 상태에서, 배터리 셀 간 연결이 개방되는 이상 상황이 발생하는 이상 상황 발생단계;
상기 이상 상황 발생 시, 해당 배터리 셀, 그에 연결된 PTC 소자 및 BMIC로의 이상 방전 경로가 형성되는 이상 방전 경로 형성단계;
상기 이상 방전 경로에 흐르는 전류의 크기가 소정의 기준 값 이상인 경우, 그 전류의 크기를 낮춰 상기 BMIC로의 흐름을 제한하는 전류 흐름 제한단계;
상기 전류 흐름 제한단계에 의해 이상 방전 경로 상의 전류 흐름을 차단하여, 상기 배터리 셀로부터의 대 전류로부터 BMIC를 보호하는 BMIC 보호단계;
를 포함하여 구성되는 BMIC 보호 방법. In the battery pack according to any one of claims 1 to 5, in the method of protecting a BMIC (Battery Monitoring IC) from a large current when an abnormal situation occurs in which a connection between battery cells is opened,
an abnormal situation generating step in which an abnormal situation in which a connection between battery cells is opened occurs in a state in which a plurality of battery cells are connected in series;
an abnormal discharge path forming step of forming an abnormal discharge path to a corresponding battery cell, a PTC device connected thereto, and a BMIC when the abnormal situation occurs;
a current flow limiting step of limiting the flow to the BMIC by lowering the current when the magnitude of the current flowing through the abnormal discharge path is equal to or greater than a predetermined reference value;
BMIC protection step of blocking the current flow on the abnormal discharge path by the current flow limiting step to protect the BMIC from the large current from the battery cell;
A BMIC protection method comprising: 제6항에 있어서,
상기 전류 흐름 제한단계는,
상기 이상 방전 경로 상에 위치하는 PTC 소자에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 BMIC 보호 방법.7. The method of claim 6,
The current flow limiting step is,
BMIC protection method, characterized in that made by the PTC element located on the abnormal discharge path.
KR1020200005451A 2020-01-15 2020-01-15 Battery Pack with Battery Monitoring IC Protection Circuit KR20210092013A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200005451A KR20210092013A (en) 2020-01-15 2020-01-15 Battery Pack with Battery Monitoring IC Protection Circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200005451A KR20210092013A (en) 2020-01-15 2020-01-15 Battery Pack with Battery Monitoring IC Protection Circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210092013A true KR20210092013A (en) 2021-07-23

Family

ID=77155358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200005451A KR20210092013A (en) 2020-01-15 2020-01-15 Battery Pack with Battery Monitoring IC Protection Circuit

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210092013A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023080749A1 (en) * 2021-11-08 2023-05-11 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery system
WO2023080560A1 (en) 2021-11-04 2023-05-11 주식회사 엘지에너지솔루션 Voltage determination circuit

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023080560A1 (en) 2021-11-04 2023-05-11 주식회사 엘지에너지솔루션 Voltage determination circuit
KR20230064875A (en) 2021-11-04 2023-05-11 주식회사 엘지에너지솔루션 Voltage determining circuit
WO2023080749A1 (en) * 2021-11-08 2023-05-11 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6819083B1 (en) Dual use thermistor for battery cell thermal protection and battery pack overcharge/undercharge protection
US8242745B2 (en) Battery pack with balancing management
US7859226B2 (en) Method and device for safety protection of secondary battery
US6268713B1 (en) Method for Li-Ion safety switch fault detection in smart batteries
EP3073604B1 (en) Storage battery unit, overcurrent control method, and program
CN104779587B (en) Secondary battery protection with permanent failure
US7821230B2 (en) Method and system for cell equalization with switched charging sources
KR101075037B1 (en) Battery management system
KR101264428B1 (en) Battery Pack
KR20110134751A (en) A battery pack and method for controlling the battery pack
US11070068B2 (en) Battery pack and method for discharging the same after a fault event
US7595610B2 (en) Redundant battery protection system and method
KR20210092013A (en) Battery Pack with Battery Monitoring IC Protection Circuit
JP7235423B2 (en) Methods, Battery Packs, Appliances, and Systems for Addressing Poor Contacts in Battery Packs
JP5553622B2 (en) Secondary battery system and management method thereof
KR100898285B1 (en) A battery pack for a portable electronic device
JP2010011574A (en) Charging/discharging control circuit
KR20210085713A (en) Battery management system and method for managing battery
KR20210028356A (en) Battery disconnect apparatus, battery apparatus and method of preventing power disconnect
CN219498947U (en) Battery pack temperature protection circuit, power supply device and robot
TW202021230A (en) Battery management system and method thereof capable of preventing one of the batteries in the battery pack from turning into reverse charging
GB2565006A (en) Battery protection systems
US20230208162A1 (en) Battery protection circuit and protection method thereof
CN219372065U (en) Battery protection circuit and terminal
KR101578707B1 (en) A battery pack and method for controlling the same

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination