WO2019135486A1 - 센서를 이용하여 배터리의 상태를 감지 및 제어하는 방법 및 이를 사용하는 전자 장치 - Google Patents

센서를 이용하여 배터리의 상태를 감지 및 제어하는 방법 및 이를 사용하는 전자 장치 Download PDF

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WO2019135486A1
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gas
battery
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hole
sensor
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정대웅
이승구
곽동욱
박민호
박현철
배성건
변익주
이승은
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삼성전자 주식회사
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Definitions

  • Various embodiments of the present invention are directed to a method of sensing and controlling the condition of a battery using a sensor and an electronic device using the same.
  • Portable electronic devices can provide various functions such as calling, photographing, video playback, and games.
  • the portable electronic device may include a battery that supplies power to perform various functions as described above.
  • the battery may have different types and different environmental characteristics depending on the use purpose of each of the electronic devices.
  • the battery may generate gas or rupture as the electrolyte is decomposed due to overcharge, exposure to high temperature, and internal short circuit.
  • Various embodiments of the present invention can provide a method and an electronic device capable of sensing gas generated from a battery using a sensor and controlling the state of the battery.
  • Various embodiments of the present invention can provide a method and an electronic device capable of discharging gas generated from a battery to the outside of the electronic device.
  • an electronic device of an embodiment includes: a housing; A housing disposed within the housing and including at least one gas sensor; A battery disposed inside the housing; A memory for storing gas information leaked from the battery and obtained by the at least one gas sensor and operation control information of the electronic device; And a processor electrically coupled to the memory, wherein the processor is configured to obtain a gas sensing signal leaking from the battery using the at least one gas sensor, and wherein the acquired gas sensing signal exceeds a predetermined threshold , It may be set to control the operation of at least part of the electronic device and / or the charging characteristics of the battery.
  • An electronic device in another embodiment includes: a housing; A housing disposed within the housing and including at least one gas sensor; And a housing disposed within the housing, the housing including the at least one gas sensor comprises: a first hole formed in the first direction; And a second hole formed in the second direction, wherein the first hole is disposed at a position corresponding to the hole formed in the housing, and the second hole is disposed at a position corresponding to the hole formed in the battery, At least one gas sensor may be configured to leak gas from holes formed in the battery and to detect gas flowing through the second holes.
  • a method of sensing and controlling the state of a battery using a sensor in accordance with various embodiments of the present invention includes the steps of the processor of the electronic device obtaining at least one gas sensor to acquire a gas sensing signal leaking from the battery, ; And controlling the operation of at least a portion of the electronic device and / or the charging characteristics of the battery if the obtained gas sensing signal exceeds a predetermined threshold.
  • a safety accident caused by a battery can be prevented by detecting a gas leak of a battery caused by exposure to a high temperature or a heat generated by the electronic device in real time and controlling the state of the battery.
  • the stability of the battery used in the electronic device can be secured.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment, in accordance with various embodiments of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of the power management module and battery of Figure 1, in accordance with various embodiments of the present invention.
  • Figure 3 is an exploded perspective view of the electronic device of Figure 1, in accordance with various embodiments of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic block diagram of an electronic device capable of sensing and controlling the state of a battery using a sensor according to various embodiments of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of an electronic device capable of detecting the state of a battery using a sensor according to various embodiments of the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing a configuration between a receiving portion, a first hole and a second hole of an electronic device according to various embodiments of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing an example of a mounting structure of a receiving portion of an electronic apparatus according to various embodiments of the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing another example of a mounting structure of a receiving portion of an electronic device according to various embodiments of the present invention.
  • FIG. 9 is a view showing another example of the mounting structure of the receiving portion of the electronic device according to various embodiments of the present invention.
  • FIGS. 10 and 11 are diagrams illustrating various configurations of a gas sensor of an electronic device according to various embodiments of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a user interface (UI) displayed through a display of an electronic device according to various embodiments of the present invention.
  • UI user interface
  • FIG. 13 is a flow diagram illustrating a method for sensing and controlling the state of a battery using a sensor in accordance with various embodiments of the present invention.
  • FIG. 14 is a flow chart illustrating a method for controlling the charging of a battery in accordance with a gas leakage determination of a battery in accordance with various embodiments of the present invention.
  • 15 is a flow diagram illustrating a method for controlling the charging of a battery in accordance with the presence of an external gas in an electronic device in accordance with various embodiments of the present invention.
  • 16 is a flow chart illustrating a method of sensing gas leakage of a battery of an electronic device according to various embodiments of the present invention and controlling operation of the electronic device in accordance with the sensed signal.
  • 17 is a flow diagram illustrating a method for obtaining a gas sensing signal of an electronic device in accordance with various embodiments of the present invention.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating a method for obtaining a gas sensing signal in accordance with a time period of an electronic device according to various embodiments of the present invention and controlling a charging operation of the battery based on a gas leakage state of the battery.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100, in accordance with various embodiments.
  • an electronic device 101 in a network environment 100 communicates with an electronic device 102 via a first network 198 (e.g., near-field wireless communication) or a second network 199 (E. G., Remote wireless communication).
  • a first network 198 e.g., near-field wireless communication
  • a second network 199 E. G., Remote wireless communication
  • the electronic device 101 is capable of communicating with the electronic device 104 through the server 108.
  • the electronic device 101 includes a processor 120, a memory 130, an input device 150, an audio output device 155, a display device 160, an audio module 170, a sensor module 176, an interface 177, a haptic module 179, a camera module 180, a power management module 188, a battery 189, a communication module 190, a subscriber identity module 196, and an antenna module 197 ).
  • at least one (e.g., display 160 or camera module 180) of these components may be omitted from the electronic device 101, or other components may be added.
  • some components such as, for example, a sensor module 176 (e.g., a fingerprint sensor, an iris sensor, or an illuminance sensor) embedded in a display device 160 Can be integrated.
  • Processor 120 may be configured to operate at least one other component (e.g., hardware or software component) of electronic device 101 connected to processor 120 by driving software, e.g., And can perform various data processing and arithmetic operations.
  • Processor 120 loads and processes commands or data received from other components (e.g., sensor module 176 or communication module 190) into volatile memory 132 and processes the resulting data into nonvolatile memory 134.
  • the processor 120 may operate in conjunction with a main processor 121 (e.g., a central processing unit or an application processor) and, independently, or additionally or alternatively, Or a co-processor 123 (e.g., a graphics processing unit, an image signal processor, a sensor hub processor, or a communications processor) specific to the designated function.
  • a main processor 121 e.g., a central processing unit or an application processor
  • a co-processor 123 e.g., a graphics processing unit, an image signal processor, a sensor hub processor, or a communications processor
  • the coprocessor 123 may be operated separately from or embedded in the main processor 121.
  • the coprocessor 123 may be used in place of the main processor 121, for example, while the main processor 121 is in an inactive (e.g., sleep) state, At least one component (e.g., display 160, sensor module 176, or communications module 176) of the components of electronic device 101 (e.g., 190), < / RTI > According to one embodiment, the coprocessor 123 (e.g., an image signal processor or communications processor) is implemented as a component of some other functionally related component (e.g., camera module 180 or communication module 190) .
  • an image signal processor or communications processor is implemented as a component of some other functionally related component (e.g., camera module 180 or communication module 190) .
  • Memory 130 may store various data used by at least one component (e.g., processor 120 or sensor module 176) of electronic device 101, e.g., software (e.g., program 140) ), And input data or output data for the associated command.
  • the memory 130 may include a volatile memory 132 or a non-volatile memory 134.
  • the program 140 may be software stored in the memory 130 and may include, for example, an operating system 142, a middleware 144,
  • the input device 150 is an apparatus for receiving a command or data to be used for a component (e.g., processor 120) of the electronic device 101 from the outside (e.g., a user) of the electronic device 101,
  • a component e.g., processor 120
  • a microphone, a mouse, or a keyboard may be included.
  • the sound output device 155 is a device for outputting a sound signal to the outside of the electronic device 101.
  • the sound output device 155 may be a speaker for general use such as a multimedia reproduction or a sound reproduction, .
  • the receiver may be formed integrally or separately with the speaker.
  • Display device 160 may be an apparatus for visually providing information to a user of electronic device 101 and may include, for example, a display, a hologram device, or a projector and control circuitry for controlling the projector. According to one embodiment, the display device 160 may include a touch sensor or a pressure sensor capable of measuring the intensity of the pressure on the touch.
  • the audio module 170 is capable of bi-directionally converting sound and electrical signals. According to one embodiment, the audio module 170 may acquire sound through the input device 150, or may be connected to the audio output device 155, or to an external electronic device (e.g., Electronic device 102 (e.g., a speaker or headphone)).
  • an external electronic device e.g., Electronic device 102 (e.g., a speaker or headphone)
  • the sensor module 176 may generate an electrical signal or data value corresponding to an internal operating state (e.g., power or temperature) of the electronic device 101, or an external environmental condition.
  • the sensor module 176 may be a gyroscope such as a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an infrared sensor, A humidity sensor, or a light intensity sensor.
  • the interface 177 may support a designated protocol that may be wired or wirelessly connected to an external electronic device (e.g., the electronic device 102).
  • the interface 177 may include a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital interface
  • audio interface an audio interface
  • the connection terminal 178 may be a connector such as an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector that can physically connect the electronic device 101 and an external electronic device (e.g., the electronic device 102) (E.g., a headphone connector).
  • an HDMI connector such as an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector that can physically connect the electronic device 101 and an external electronic device (e.g., the electronic device 102) (E.g., a headphone connector).
  • the haptic module 179 may convert electrical signals into mechanical stimuli (e.g., vibrations or movements) or electrical stimuli that the user may perceive through tactile or kinesthetic sensations.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 can capture a still image and a moving image.
  • the camera module 180 may include one or more lenses, an image sensor, an image signal processor, or a flash.
  • the power management module 188 is a module for managing the power supplied to the electronic device 101, and may be configured as at least a part of, for example, a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 is an apparatus for supplying power to at least one component of the electronic device 101 and may include, for example, a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell.
  • the communication module 190 is responsible for establishing a wired or wireless communication channel between the electronic device 101 and an external electronic device (e.g., electronic device 102, electronic device 104, or server 108) Lt; / RTI > Communication module 190 may include one or more communication processors that support wired communication or wireless communication, operating independently of processor 120 (e.g., an application processor).
  • the communication module 190 may include a wireless communication module 192 (e.g., a cellular communication module, a short range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (E.g., a local area network (LAN) communication module, or a power line communication module), and the corresponding communication module may be used to communicate with a first network 198 (e.g., Bluetooth, WiFi direct, Communication network) or a second network 199 (e.g., a telecommunications network such as a cellular network, the Internet, or a computer network (e.g., a LAN or WAN)).
  • a wireless communication module 192 e.g., a cellular communication module, a short range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module
  • GNSS global navigation satellite system
  • wired communication module 194 E.g., a local area network (LAN) communication module, or a power line communication module
  • the wireless communication module 192 may use the user information stored in the subscriber identification module 196 to identify and authenticate the electronic device 101 within the communication network.
  • the antenna module 197 may include one or more antennas for externally transmitting or receiving signals or power.
  • the communication module 190 e.g., the wireless communication module 192 may transmit or receive signals to or from an external electronic device via an antenna suitable for the communication scheme.
  • Some of the components are connected to each other via a communication method (e.g., bus, general purpose input / output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI) (Such as commands or data) can be exchanged between each other.
  • a communication method e.g., bus, general purpose input / output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI) (Such as commands or data) can be exchanged between each other.
  • the command or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 via the server 108 connected to the second network 199.
  • Each of the electronic devices 102 and 104 may be the same or a different kind of device as the electronic device 101.
  • all or a portion of the operations performed in the electronic device 101 may be performed in another or a plurality of external electronic devices.
  • the electronic device 101 in the event that the electronic device 101 has to perform some function or service automatically or upon request, the electronic device 101 may be capable of executing the function or service itself, And may request the external electronic device to perform at least some functions associated therewith.
  • the external electronic device receiving the request can execute the requested function or additional function and transmit the result to the electronic device 101.
  • the electronic device 101 can directly or additionally process the received result to provide the requested function or service.
  • cloud computing, distributed computing, or client-server computing technology may be used.
  • FIG. 2 is a block diagram 200 of a power management module 188 and a battery 189 of the electronic device 101 of FIG. 1, according to various embodiments.
  • the power management module 188 of the electronic device 101 may include a charging circuit 210, a power regulator 220, or a fuel gauge 230.
  • the charging circuit 210 can charge the battery 189 using electric power supplied from an external power source to the electronic device 101.
  • the charging circuit 210 may include at least some of the attributes of the external power source (e.g. power adapter, USB or wireless charging), the amount of power available from the external power source (e.g., about 20 watts or more) (For example, normal charging or rapid charging) based on the selected charging mode, and charges the battery 189 using the selected charging mode.
  • the external power source may, for example, be wired through a connection terminal 178 or wirelessly connected via an antenna module 197.
  • the power regulator 220 may generate a plurality of powers having different voltages or different current levels by adjusting the voltage level or the current level of the power supplied from the external power source or the battery 189. [ The power regulator 220 may adjust the power of the external power supply or battery 189 to a voltage or current level suitable for each component of the components included in the electronic device 101. [ According to one embodiment, the power regulator 220 may be implemented in the form of a low dropout (LDO) regulator or a switching regulator.
  • LDO low dropout
  • the fuel gauge 230 may measure the usage status information of the battery 189 (e.g., the capacity of the battery, the number of charge / discharge cycles, the voltage, or the temperature).
  • the power management module 188 may use the charging circuit 210, the voltage regulator 220, or the fuel gauge 230 to provide the measured usage status information at least partially based on, for example, Overcharge, overcharge, over-discharge, over-heat, short-circuit, or swelling) related to the charging of the battery 189 and determines the charge state information (E.g., charge current or voltage decrease, or charge stop) when it is determined that the battery 189 is in an abnormal state or in a normal state based on at least a part of the information, can do.
  • the charge state information E.g., charge current or voltage decrease, or charge stop
  • at least some of the functions of power management module 188 may be performed by an external control device (e.g., processor 120).
  • Battery 189 may include a battery protection circuit (PCM)
  • the battery protection circuit 240 may perform various functions (e.g., a pre-shutdown function) to prevent degradation or burn-off of the battery 189.
  • the battery protection circuit 240 may additionally or alternatively be a battery management system (BMS) for performing cell balancing, battery capacity measurement, charge / discharge count measurement, temperature measurement, )). ≪ / RTI >
  • the usage state information or the charge state information of the battery 189 may be provided to a corresponding one of the fuel gauge 230, power management module 188, or sensor module 176 Sensor, temperature sensor, humidity sensor).
  • the corresponding sensor e.g., gas sensor, temperature sensor, humidity sensor
  • the sensor module 176 may be included as part of the battery protection circuit 240, And may be disposed near the battery 189.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the electronic device 101 of FIG. 1, in accordance with various embodiments.
  • the electronic device 101 includes a housing 310, a first support member 311 (e.g., a bracket), a front plate 320, a display 330 (e.g., (E.g., a battery 189 in FIGS. 1 and 2), a second support member 360 (e.g., a rear case), an antenna 370 (e.g., a battery), a printed circuit board 340, : An antenna module 197 of FIG. 1), and a rear plate 380.
  • a first support member 311 e.g., a bracket
  • a front plate 320 e.g., a front plate 320
  • a display 330 e.g., (E.g., a battery 189 in FIGS. 1 and 2)
  • a second support member 360 e.g., a rear case
  • an antenna 370 e.g., a battery
  • a printed circuit board 340 e.g., An antenna module 197 of FIG. 1
  • the electronic device 101 may further include other components, such as omitting at least one of the components (e.g., the first support member 311, or the second support member 360) . At least one of the components of the electronic device 101 may be the same as or similar to at least one of the components of the electronic device 101 of FIG. 1, and redundant descriptions are omitted below.
  • the first support member 311 may be disposed inside the electronic device 101 and connected to the housing 310 or may be integrally formed with the housing 310.
  • the housing 310 may have a side bezel structure, for example.
  • the first support member 311 may be formed of, for example, a metal material and / or a non-metal (e.g., polymer) material.
  • the first support member 311 may have a display 330 coupled to one surface and a printed circuit board 340 coupled to the other surface.
  • the printed circuit board 340 may include a processor (e.g., processor 120 of FIG. 1) Can be mounted.
  • a processor e.g., processor 120 of FIG. 1 may include one or more of, for example, a central processing unit, an application processor, a graphics processing unit, an image signal processor, a sensor hub processor, .
  • the memory e.g., memory 130 of FIG. 1) may include, for example, volatile memory or non-volatile memory.
  • the interface e.g., interface 177 of FIG.
  • the interface may, for example, electrically or physically connect the electronic device 101 to an external electronic device and may include a USB connector, an SD card / MMC connector, or an audio connector.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card
  • audio interface may, for example, electrically or physically connect the electronic device 101 to an external electronic device and may include a USB connector, an SD card / MMC connector, or an audio connector.
  • the battery 350 (e.g., the battery 189 of FIG. 1) is an apparatus for supplying power to at least one component of the electronic device 101, such as a non-rechargeable primary battery, A secondary battery, or a fuel cell. At least a portion of the battery 350 may be disposed, for example, substantially flush with the printed circuit board 340. The battery 350 may be integrally disposed within the electronic device 101 and detachably arranged with the electronic device 101. [
  • the antenna 370 may be disposed between the back plate 380 and the battery 350.
  • Antenna 370 may include, for example, a near field communication (NFC) antenna, a wireless charging antenna, and / or a magnetic secure transmission (MST) antenna.
  • the antenna 370 can perform short-range communication with an external device, for example, or transmit and receive power required for charging wirelessly.
  • the antenna structure may be formed by the housing 310 and / or a portion of the first support member 311 or a combination thereof.
  • FIG. 4 is a schematic block diagram of an electronic device capable of sensing and controlling the state of a battery using a sensor according to various embodiments of the present invention.
  • an electronic device 400 includes a sensor module 410, a memory 420, a display 430, a power management module 440, a battery 450, (460).
  • the electronic device 400 may include at least a portion of the electronic device 101, 102, 104 of FIG. 1 or the electronic device 101 of FIG.
  • the sensor module 410 may include the sensor module 176 of FIG.
  • the memory 420 may include the memory 130 of FIG.
  • the display 430 may include the display 160 of FIG. 1 or the display 330 of FIG.
  • the power management module 440 may include the power management module 188 of FIGS.
  • the battery 450 may include the battery 189 of FIGS. 1 and 2 or the battery 350 of FIG.
  • the processor 460 may include the processor 120 of FIG.
  • the sensor module 410 may include a gas sensor 412 and a temperature / humidity sensor 414. According to various embodiments, the sensor module 410 may further include at least one of an air flow sensor and a pressure sensor.
  • the gas sensor 412 may sense gas generated and leaked from the battery 450.
  • the gas sensor 412 can identify the concentration and type of gas leaking from the battery 450.
  • the gas sensor 412 may use at least one of a semiconductor type, an electrochemical type, a contact combustion type, and an optical type.
  • At least one gas sensor 412 may be provided in the sensor module 410.
  • two gas sensors 412 are provided in the sensor module 410, one gas sensor detects the gas flowing from the outside of the electronic device 400 according to the gas detection speed, and the other gas sensor It is possible to detect the gas leaking from the internal components (e.g., the battery 450) of the electronic device 400.
  • the electronic device 400 can process information about the external gas and the internal gas based on the sensed signals obtained through the two gas sensors.
  • the temperature / humidity sensor 414 can sense the temperature and humidity of the outside and inside of the electronic device 400.
  • the temperature / humidity sensor 414 can improve the accuracy of the gas signal value sensed through the gas sensor 412.
  • a pressure sensor and an air flow sensor may be further included.
  • the gas sensor 412 is a semiconductor type, the gas sensor 412 is sensitive to temperature and humidity of the outside and inside of the electronic device 400, And gas sensitivity may vary.
  • the resistance decreases due to the semiconductor characteristics of the gas sensor 412 and gas leaked inside the electronic device 400, and in the case of high humidity,
  • the moisture around the electronic device 400 acts as a reducing gas, so that the resistance value of the gas sensor 412 can be reduced.
  • the electronic device 400 can confirm that the reference value related to the temperature and the humidity around the electronic device 400 fluctuates through the temperature / humidity sensor 414 and can correct the reference value according to the temperature and the humidity.
  • the temperature / humidity sensor 414 may be disposed adjacent to the gas sensor 412.
  • the electronic device 400 may process information about the gas sensed through the gas sensor 412, based on the sensed signal acquired via the temperature / humidity sensor 414.
  • the memory 420 may store information related to the operation control of the electronic device 400 corresponding to the type, concentration, diffusion rate, and the like of the gas leaked from the battery 450 and sensed through the gas sensor 412.
  • the memory 420 may store information related to the operation control in the form of a lookup table.
  • the memory 420 may be configured such that the concentration of gas (e.g., CO 2 ) leaking from the battery 450 exceeds a first threshold value within a certain time period by the gas sensor 412 If detected, it may communicate instructions to the processor 460 that allow the user interface to be notified via the display 430. According to one embodiment, when the concentration of gas leaking from the battery 450 is sensed by the gas sensor 412 to exceed the second threshold value within a certain time, And may communicate instructions to the processor 460 to enable blocking signals transmitted through circuitry mounted on a printed circuit board (e.g., the printed circuit board 340 of FIG. 3).
  • a printed circuit board e.g., the printed circuit board 340 of FIG. 3
  • the server of the service center e.g., the server 108 of Figure 1
  • the sensed gas-related information via the first network 199 of the electronic device 400
  • the processor 460 may communicate instructions to the processor 460 to enable powering off the device 400.
  • the memory 420 senses that the concentration of gas (e.g., volatile organic compounds (TVOC)) detected from the electronic device 400 exceeds a predetermined threshold and is detected by the gas sensor 412 (E.g., a window and an air purifier, etc.) via a network (e.g., the first network 198 of Figure 1) to the processor 460.
  • gas sensor 412 E.g., a window and an air purifier, etc.
  • a network e.g., the first network 198 of Figure 1
  • the memory 420 is operable to store a program, an operating system (OS), and input / output data for processing and control of the processor 460, A program for controlling the overall operation of the apparatus 100 may be stored.
  • the memory 420 may store various configuration information required in the functional processing associated with various embodiments of the present invention in the electronic device 400.
  • the display 430 displays a user interface (not shown) when the gas sensor 412 senses that the concentration of gas (e.g., CO 2 ) leaking from the battery 450 exceeds a predetermined threshold value For example, a warning phrase) to the user of the electronic device 400.
  • a predetermined threshold value For example, a warning phrase
  • the display 430 may perform an input function and a display function.
  • the display 430 may include a touch panel.
  • the display 430 may include a liquid crystal display (LCD), an organic light emitting diode (OLED), an active matrix organic light emitting diode (AMOLED), a flexible display, A transparent display or the like.
  • the display 430 may visually provide menus of the electronic device 400, input data, function setting information, and various other information to the user.
  • the power management module 440 may manage the power of the electronic device 400.
  • the power management module 440 may receive a control signal from the processor 460 to perform a charge control operation on the battery 450.
  • the power management module 440 may include a power management integrated circuit (PMIC), a charger integrated circuit (PMIC), or a battery or fuel gauge.
  • PMIC power management integrated circuit
  • PMIC charger integrated circuit
  • the power management module 440 may provide power to the battery 405 to another component (e.g., the processor 460) Can supply.
  • Power management module 440 may receive commands from processor 460 and may manage the power supply in response to received commands.
  • the fuel gauge may measure usage status information of the battery 450 (e.g., remaining amount of the battery 450, voltage during charging, current, or temperature).
  • the battery 450 may provide power to at least one component of the electronic device 400.
  • the battery 450 may include a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell.
  • the processor 460 may control the functions and operation of the sensor module 410, the memory 420, the display 430, the power management module 440 and the battery 450 in the electronic device 400.
  • the processor 460 may use the gas sensor 412 to obtain a gas sensing signal that leaks from the battery 450.
  • the processor 460 may be configured to control at least one characteristic associated with charging the battery 450 if the acquired gas sensing signal is determined to be above a predetermined threshold.
  • the processor 460 may provide a user interface (UI) to the user of the electronic device 400 to indicate that a gas leak has occurred from the battery 450.
  • the processor 460 may be operable to perform instructions conveyed through the memory 420.
  • the processor 460 may include a gas leakage detection unit 462 and an operation control unit 464.
  • the gas leakage detector 462 may detect gas leakage from the battery 450 based on the sensing signal obtained through the gas sensor 412. For example, the gas leakage detection unit 462 can determine that the degree of gas leaked from the battery 450 is greater as the intensity of the gas detection signal obtained through the gas sensor 412 increases.
  • the gas leak detector 462 detects the temperature and humidity of the outside and inside of the electronic device 400 through the temperature / humidity sensor 414 so as to improve the accuracy of the gas signal value sensed through the gas sensor 412. [ Can be detected.
  • the gas leak detection unit 462 detects the gas detection signal obtained through the gas sensor 412 as well as the internal and external temperatures of the electronic device 400 and the gas detection time information obtained through the gas sensor 412 Based on one, the gas leakage from the battery 450 can be sensed.
  • the gas leakage detection unit 462 may detect battery related information (for example, the number of times of charging and discharging, the number of times of charging and discharging, and the like) through a battery protection circuit (e.g., battery protection circuit 240 in FIG. 2) Etc.) to determine whether gas leakage from the battery 450 is present or not.
  • the operation control unit 464 controls the operation of the battery 450 based on the information about the gas leakage of the battery 450 acquired through the gas leakage detection unit 462 (for example, the degree of gas leakage, the time point at which the gas leakage starts, And the like) of the power management module 440 in the electronic device 400.
  • the power management module 440 controls the operation of the power management module 440 in the electronic device 400.
  • the operation control unit 464 may provide information related to the gas leakage to the user of the electronic device 400 through the display 430.
  • the operation control unit 464 can control the charging of the battery 450 according to the type of gas leaked through the battery 450.
  • the operation control unit 464 can adjust the charging current or the charging voltage of the battery 450 being charged.
  • the operation control unit 464 can stop the charging of the battery 450 being charged or restrict the charging of the battery 450 from the beginning.
  • the processor 460 may perform the functions of controlling the overall operation of the electronic device 400 and the signal flow between the internal components and processing the data.
  • the processor 460 may comprise, for example, a central processing unit (CPU), an application processor, and a communication processor.
  • the processor 460 may be a single core processor or a multi-core processor, and may be composed of a plurality of processors.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of an electronic device capable of detecting the state of a battery using a sensor according to various embodiments of the present invention.
  • an electronic device 400 includes a housing 510, a receiving portion 520, a battery 450, a first sealing member 531, a second sealing member 532, and a printed circuit board 540.
  • the housing 510 may include the housing 310 of FIG.
  • the printed circuit board 540 may include the printed circuit board 340 of FIG.
  • the housing 510 may have, for example, a side bezel structure.
  • the housing 510 may include at least one hole 511 (e.g., microphone hole, speaker hole, and connector hole (e.g., USB and earphone jack)).
  • the at least one hole 511 may be an independent hole for acquiring a gas sensing signal through the gas sensor 412 of FIG.
  • the receiving portion 520 may be disposed inside the housing 510.
  • the receiving portion 520 may include a sensor module 410.
  • the receiving portion 520 may be a box-shaped housing.
  • the sensor module 410 may include at least one gas sensor 412 and a temperature / humidity sensor 414.
  • the temperature / humidity sensor 414 may be further provided to enhance the accuracy of the gas signal value sensed through the gas sensor 412.
  • the receiving portion 520 may be disposed on the printed circuit board 540.
  • the receptacle 520 may isolate the sensor module 410 from gases generated in various devices on the printed circuit board 540.
  • the receptacle 520 may be designed to minimize the dead space within the electronic device 400.
  • the receptacle 520 surrounds the gas sensor 412 and may be coupled to the printed circuit board 540.
  • the receiving portion 520 may block the gas in the electronic device 400 from entering the sensor module 410.
  • the receptacle 520 can protect the gas sensor 412 and the temperature / humidity sensor 414 from external shocks (e.g., environmental factors such as physical impact, dust and moisture) outside the electronic device 400 have.
  • the material of the accommodating portion 520 may include a metal having a low out gas (e.g., stainless steel).
  • the receiving part 520 may be formed of polycarbonate and polymethylmethacrylate.
  • the receiving portion 520 may include a first hole 521 formed in a first direction and a second hole 522 formed in a second direction.
  • the first hole 521 may be disposed at a position corresponding to the hole 511 of the housing 510.
  • the second hole 522 may be disposed at a position corresponding to the hole 451 formed at a predetermined position of the battery 450.
  • the second hole 522 can be used as an inlet for introducing gas leaked from the hole 451 of the battery 450.
  • the first hole 521 may be used as a discharge port for discharging the gas leaking from the hole 451 of the battery 450 to the outside of the housing 510.
  • the first hole 521 and the second hole 522 formed in the receiving portion 520 may be disposed in opposite directions to each other in the first direction and the second direction.
  • the first hole 521 is not physically formed but may be replaced by at least one hole 511 formed in the housing 510.
  • the second hole 522 is not physically formed but may be replaced with a battery hole 451.
  • the battery 450 may be disposed inside the housing 510.
  • the battery 450 may be disposed substantially coplanar with the printed circuit board 540.
  • the battery 450 may be integrally disposed within the electronic device 400 and detachably disposed with the electronic device 400.
  • the first sealing member 531 may be provided around the first hole 521 of the receiving portion 520 (e.g., the outer surface). Alternatively, the first sealing member 531 may be disposed at a connection portion between the first hole 521 of the receiving portion 520 and the hole 511 of the housing 510.
  • the first sealing member 531 may be composed of rubber, silicon, or the like.
  • the first sealing member 531 can perform a waterproof and dustproof function to prevent moisture and fine dust from flowing through the holes 511 of the housing 510.
  • the first sealing member 531 may be formed in a mesh structure.
  • the first sealing member 531 may include a membrane.
  • the second sealing member 532 may be provided around the second hole 522 of the receiving portion 520 (e.g., the inner side surface). Alternatively, the second sealing member 532 may be disposed at the connection between the second hole 522 of the receiving portion 520 and the hole 451 of the battery 450.
  • the second sealing member 532 may be composed of rubber, silicon, or the like.
  • the second sealing member 532 can perform a waterproof and dustproof function to prevent water and fine dust from flowing into the holes 451 of the battery 450.
  • the second sealing member 532 may be formed in a mesh structure.
  • the second sealing member 532 may comprise a membrane. According to one embodiment, the second sealing member 532 may be selectively used to prevent moisture and fine dust from entering the holes 451 of the battery 450.
  • the first sealing member 531 and the second sealing member 532 may seal gas leaked from the battery 450 into the second hole 522 and the first hole 521 of the receiving portion 520 To the outside of the housing 510 through the openings (not shown).
  • the second hole 522 of the receiving part 520 may be larger than the first hole 521 so that the gas leaking from the battery 450 can be introduced more quickly.
  • the second hole 522 of the receiving part 520 may be equal to the size of the first hole 521.
  • the size or length of the first hole 521 and the second hole 522 of the receiving portion 520 may be configured according to the structure and characteristics of the electronic device 400.
  • FIG. 6 is a view showing a configuration between a receiving portion, a first hole and a second hole of an electronic device according to various embodiments of the present invention.
  • the electronic device 400 differs from the configuration of FIG. 5 in that a first channel 523 is disposed between the receiving portion 520 and the first hole 521 , And a second conduit 525 may be disposed between the receptacle 520 and the second hole 522.
  • the first conduit 523 and the second conduit 525 may not be physical conduits, and may be paths through which gas can pass.
  • the first conduit 523 connects the outside of the housing 510 and the receiving portion 520 including the sensor module 410 to form a passage. According to one embodiment, when the outside air of the housing 510 flows into the sensor module 410 through the first hole 521 connected to the first conduit 523, The temperature and humidity of the place where the user of the apparatus 400 is located can be detected and detected. According to one embodiment, the first conduit 523 is not physically formed, but includes at least one hole 511 formed in the housing 510 and a path 532 formed by abutting the first direction of the receiving portion 520 ). ≪ / RTI > The second conduit 525 may not be physically formed but may be replaced by a path formed by abutting the battery hole 451 with the second direction of the accommodating portion 520. [
  • the second conduit 525 may form a passage by connecting the hole 451 of the battery 450 and the receiving portion 520 including the sensor module 410.
  • the processor of the electronic device 400 may detect that an abnormality has occurred in the battery 450 and may block some functions of the electronic device 400.
  • a hole 451 formed at a predetermined position of the battery 450 allows the generated gas to be discharged to the outside of the battery 450 when the gas is generated inside the battery 450, It is possible to prevent the battery 450 from being expanded and broken.
  • first conduit 523 and the second conduit 525 may refer to a pipe physically present to induce the flow of gas and air.
  • first conduit 523 and the second conduit 525 may be physically absent, and may mean a path formed through which gas and air flow.
  • the first conduit 523 and the second conduit 525 may refer to a pipe physically present to induce the flow of gas and air.
  • the first conduit 523 and the second conduit 525 may be physically absent but may refer to a path leading to the flow of gas and air.
  • the second conduit 525 may be shorter than the length of the first conduit 523 so that the gas leaking from the battery 450 can flow faster.
  • the first conduit 525 connected to the first hole 521 may be generated singly.
  • the first conduit 525 connected to the first hole 521 may include at least one hole 511 formed in the housing 510 of the electronic device 400 (e.g., a microphone hole, a speaker hole, and a connector hole : USB and earphone jack).
  • FIG. 7 is a view showing an example of a mounting structure of a receiving portion of an electronic apparatus according to various embodiments of the present invention.
  • the receiving portion 520 of the electronic device 400 includes an insertion path of the smart pen 524 detachably provided in the electronic device 400, 523, it is possible to detect air and gas flowing from the outside of the housing 510.
  • the second conduit 525 of the receiving part 520 may be formed to penetrate a part of the partitions on which the battery 450 is mounted.
  • FIG. 8 is a view showing another example of a mounting structure of a receiving portion of an electronic device according to various embodiments of the present invention.
  • the receiving portion 520 of the electronic device 400 includes a battery 450 (not shown) such that the first conduit 523 and the second conduit 525 may be configured as short as possible
  • the printed circuit board 540 may be disposed on the upper right side of the printed circuit board 540.
  • the receiving portion 520 may be disposed on the printed circuit board 540 provided at the lower right side of the battery 450 so that the first conduit 523 and the second conduit 525 may be shortest have.
  • the position of the receiving portion 520, the first conduit 523 and the second conduit 525 may be the same as the positions of the holes 451 formed in the battery 450 (451).
  • a mounting structure similar to the receiving portion 520 of FIG. 8 can be applied.
  • FIG. 9 is a view showing another example of the mounting structure of the receiving portion of the electronic device according to various embodiments of the present invention.
  • the receiving portion 520 of the electronic device 400 includes a housing 510, which is disposed around the upper portion of the battery 450, One channel 523 can be formed.
  • the insertion path of the smart pen 524 detachably provided in the electronic device 400 may be used as the first conduit 523 of the receiving portion 520.
  • the length of the first conduit 523 becomes long, so that it is not easy to detect the air introduced from the outside of the housing 520 by the sensor module 410.
  • the first channel 523 of the receiving portion 520 may be formed solely so that the outside air can be easily detected by the sensor module (for example, 410 in FIG. 4).
  • FIGS. 10 and 11 are diagrams illustrating various configurations of a gas sensor of an electronic device according to various embodiments of the present invention.
  • the gas sensor 412 of the electronic device 400 may include at least one cell (not shown) to selectively detect and detect the type and concentration of gas leaking from the battery 450 And may have a configured array configuration.
  • the gas sensor 412 shown in FIG. 10 includes a first cell 412a through a fourth cell 412d), and may have a circular array shape.
  • the gas sensor 412 shown in Fig. 11 includes a first cell 412a to a fourth cell 412d), and may have a rectangular array shape.
  • the first cell 412a to the fourth cell 412d of the gas sensor 412 can selectively detect and detect the type and concentration of the gas leaked from the battery 450.
  • the first cell 412a may be composed of SnO 2
  • the second cell 412b may be composed of WO 2
  • the third cell 412c may be composed of TiO 2
  • the fourth cell 412d may be composed of ZnO.
  • the first cell 412a to the fourth cell 412d) may use various metals and ceramic materials as a catalyst.
  • the first to fourth cells 412a to 412d of the gas sensor 412 may each be configured to detect a specific gas.
  • the first cell 412a to the fourth cell 412d may include respective heaters to detect specific gases corresponding to the respective cells and may be maintained at different temperatures. Data on the type and concentration of the specific gas that can be detected through the first cell 412a to the fourth cell 412d may be stored in the memory 420 in the form of a lookup table.
  • the first cell 412a to the fourth cell 412d may sequentially detect the temperature of the gas discharged from the battery 450 by detecting the temperature of the gas through the heater, .
  • the first cell 412a may detect carbon dioxide (CO 2 ).
  • the carbon dioxide (CO 2 ) may be a gas introduced from the outside of the electronic device 400 or a gas leaking from the inside of the electronic device 400 (e.g., the battery 450).
  • the first cell 412a generates the carbon dioxide CO (CO) generated and detected inside the electronic device 400 according to the concentration of the gas detected through the second cell 412b to the fourth cell 412d, 2 ), or whether it is carbon dioxide (CO 2 ) detected in the external environment of the electronic device 400.
  • the second cell 412b can detect carbon monoxide (CO).
  • the carbon monoxide (CO) may be a gas introduced from the outside of the electronic device 400 or a gas leaking from the inside of the electronic device 400 (e.g., the battery 450).
  • the second cell 412b is disposed inside the electronic device 400 in accordance with the concentration of the gas detected through the first cell 412b, the third cell 412c, and the fourth cell 412d, respectively. It is possible to recognize whether it is carbon monoxide (CO) generated and detected, or whether it is carbon monoxide (CO) detected in the external environment of the electronic device 400.
  • the third cell (412c) is able to detect hydrogen (H 2).
  • the hydrogen (H 2 ) may be a gas introduced from the outside of the electronic device 400 or a gas leaking from the inside (for example, the battery 450) of the electronic device 400.
  • the third cell 412c may be disposed inside the electronic device 400 whether caused by the detected hydrogen (H 2), it can be recognized whether or not the hydrogen (H 2) is detected in the environment of the electronic apparatus 400.
  • the fourth cell 412d may detect volatile organic compounds (VOCs).
  • the volatile organic compound (VOC) may be a gas introduced from the outside of the electronic device 400 or a gas leaking from the inside of the electronic device 400 (e.g., the battery 450).
  • the fourth cell 412d may generate the volatile organic compound (VOC) detected in the external environment of the electronic device 400, or whether it is a volatile organic compound (VOC) detected in the external environment of the electronic device 400.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a user interface (UI) displayed through a display of an electronic device according to various embodiments of the present invention.
  • UI user interface
  • the display 430 of the electronic device 400 may be configured such that, for example, the concentration of gas leaking from the battery 450 exceeds a predetermined threshold, (UI) associated with a gas leak to the user of the electronic device 400 under the control of the processor 460, if sensed by the sensor 412.
  • UI predetermined threshold
  • the user interface (UI) may include a warning phrase such as "battery abnormality is detected and power is off ".
  • the processor 460 may determine that the concentration of the gas leaking from the battery 450 is greater than a predetermined threshold, via the network (e.g., the second network 199 of FIG.
  • the serial number of the electronic device 400 and the sensed gas related information are transmitted to a service center server (e.g., the server 108 in FIG. 1), and the power of the electronic device 400 is turned off. So that a safety accident caused by the battery 450 can be prevented in advance.
  • a service center server e.g., the server 108 in FIG. 1
  • FIG. 13 is a flow diagram illustrating a method for sensing and controlling the state of a battery using a sensor in accordance with various embodiments of the present invention.
  • the processor 460 of the electronic device 400 may use the gas sensor 412 to obtain a gas sensing signal that leaks from the battery 450.
  • the processor 460 may determine whether the gas sensing signal obtained through operation 610 exceeds a predetermined threshold.
  • the processor 460 may control at least one characteristic associated with charging the battery 450 as a result of the operation 620, if the obtained gas sensing signal exceeds a predetermined threshold.
  • the processor 460 may display a user interface (UI) indicating that a gas leak has occurred from the battery 450.
  • UI user interface
  • FIG. 14 is a flow chart illustrating a method for controlling the charging of a battery in accordance with a gas leakage determination of a battery in accordance with various embodiments of the present invention.
  • the processor 460 of the electronic device 400 may use the gas sensor 412 to obtain a gas sensing signal that leaks from the battery 450.
  • the processor 460 may determine that gas is leaking from the battery 450, based on the gas sensing signal obtained through operation 710.
  • the processor 460 may control the charging of the battery 450 based on the gas leakage determination.
  • 15 is a flow diagram illustrating a method for controlling the charging of a battery in accordance with the presence of an external gas in an electronic device in accordance with various embodiments of the present invention.
  • the processor 460 of the electronic device 400 may use the gas sensor 412 to obtain a gas sensing signal that leaks from the battery 450.
  • the processor 460 can use the gas sensor 412 to verify that a gas is present outside of the electronic device 400.
  • the processor 460 may control the charging of the battery 450 in accordance with the determination of the presence of a gas outside the electronic device 400 via the operation 820.
  • the processor 460 can use the gas sensor 412 to control the charging of the battery 450 to be suppressed when it is determined that a gas is present outside the electronic device 400 .
  • the processor 460 can also use the gas sensor 412 to adjust the reference value associated with the charging of the battery 450 when it is determined that gas is present outside the electronic device 400.
  • 16 is a flow chart illustrating a method of sensing gas leakage of a battery of an electronic device according to various embodiments of the present invention and controlling operation of the electronic device in accordance with the sensed signal.
  • the processor 460 of the electronic device 400 may use the gas sensor 412 to sense the gas present outside and inside the electronic device 400.
  • the processor 460 may determine whether the gas sensed from the electronic device 400 is a gas leaking from the battery 450.
  • the processor 460 may determine whether the concentration of the gas exceeds a predetermined threshold, as a result of the determination in operation 920, as determined by the gas leaking from the battery 450.
  • the processor 460 may identify the type of gas leakage from the battery 450, based at least on the gas concentration. According to one embodiment, the processor 460 detects the amount of change of the gas leakage over time in addition to the absolute concentration of the gas leaking from the battery 450, and the gas leakage from the battery 450 appears longer than the reference time , It can be determined that the battery 450 is leaked due to aging.
  • the processor 460 may control the operation of the electronic device 400 in response to the gas concentration, as determined at operation 930, if the concentration is determined to have exceeded a predetermined threshold value. According to one embodiment, the processor 460 may lower the charge current of the battery 450 to below a reference value or stop charging the battery 450 if it is determined that the concentration exceeds the predetermined threshold .
  • the processor 460 may provide a user interface (UI) through the display 430 indicating that a gas leak has occurred from the battery 450.
  • UI user interface
  • the processor 460 may be able to prevent a safety accident due to the battery 450, waterproof and dustproof of the electronic device 400, (UI) associated with the occurrence of the gas leak through the display 430 to the user of the electronic device 400, because the user may be notified of the occurrence of the problem.
  • the processor 460 may determine the degree of gas leaking from the battery 450, information on the type of gas leakage, the use time of the battery 450 due to gas leakage, Information on the availability of the function, necessity of replacing the battery 450, breakage of the battery 450, and possibility of ignition, etc., to the user of the electronic device 400.
  • the processor 460 may control at least some of the operations associated with charging the battery 450 as the gas leaking from the battery 450 is sensed through the gas sensor 412.
  • the processor 460 controls at least some of the charging voltage, the charging current, and the charging amount of the battery 450 according to the degree of gas leakage from the battery 450 Thereby preventing leakage of the gas from the battery 450.
  • the processor 460 can control the resolution of the gas leak as the gas leaking from the battery 450 is sensed through the gas sensor 412. For example, when gas leakage occurs in the electronic device 400, the gas sensing reference value of the gas sensor 412 rises, and gas detection becomes inaccurate according to the external gas of the electronic device 400, The resolution for accurately sensing the gas may be limited.
  • the processor 460 may increase the sensitivity of the gas sensor 412 to control the resolution of the gas sensor 412.
  • the electronic device 400 according to the present invention can divide the gas sensing section of the gas sensor 412 into 100 levels, thereby increasing the gas sensing sensitivity so as to more accurately detect the gas.
  • the processor 460 may reduce the sensitivity of the gas sensor 412 to control the resolution of the gas sensor 412.
  • the electronic device 400 according to the present invention reduces the gas sensing period corresponding to the 90th level to 45 levels, and even if the resolution is reduced, the difference due to the sensitivity when sensing the gas existing outside the electronic device 400 It can be controlled so as not to be large. This can reduce the degree to which an error due to the battery 450 (for example, the possibility of ignition of the battery 450) occurs in using the electronic device 400.
  • the processor 460 may include elements such as heat, humidity, gas leakage of the battery 450, and the like that affect sensor values sensed and detected through the gas sensor 412 to the sensor module 410 And control the resolution or sensitivity of the gas sensor 412 using a lookup table stored in the memory 420 for each element. For example, when the sensor module 410 senses heat generation and senses heat of a certain level or higher, the gas sensor 412 senses the temperature of the gas sensor 412 using the lookup table stored in the resolution setting value of the gas sensor 412 corresponding to the heat generation, The sensitivity of the sensor can be appropriately adjusted. This solves the problem that the gas sensor 412 of the electronic device 400 is inaccurately sensing at a high temperature.
  • 17 is a flow diagram illustrating a method for obtaining a gas sensing signal of an electronic device in accordance with various embodiments of the present invention.
  • the processor 460 of the electronic device 400 can verify the discharge and charge status of the battery 450.
  • the processor 460 can check the amount of charge of the battery 450, the charge voltage, the charge current, or the amount of temperature change.
  • the processor 460 may determine whether the discharge progress of the battery 450, the amount of charge current, or the internal temperature change amount of the electronic device 400 exceeds a predetermined reference value.
  • the processor 460 may be configured such that the electronic device 400 is charging the battery 450 with a high charge current, the temperature change rapidly increases for a period of time, or the battery 450 is rapidly discharged And the like.
  • the processor 460 determines whether or not the battery 450 is discharged through the gas sensor 412 when the discharge progress of the battery 450, the charge current amount, or the internal temperature change amount exceeds a predetermined reference value, It is possible to obtain a gas detection signal leaking from the gas sensor.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating a method for obtaining a gas sensing signal in accordance with a time period of an electronic device according to various embodiments of the present invention and controlling a charging operation of the battery based on a gas leakage state of the battery.
  • the processor 460 (or the gas sensor 412) of the electronic device 400 may perform gas sensing in a first time period to obtain a gas sensing signal value.
  • the processor 460 may determine the value of the gas sensing signal from the gas sensor 412 for a period of time with a certain period of time to detect and detect the gas leaking from the battery 450.
  • the processor 460 (or the gas sensor 412) may vary the period of checking the value of the gas sensing signal according to the operating state of the electronic device 400.
  • the processor 460 (or the gas sensor 412) may perform the gas sensing signal acquisition period, for example, at approximately 50-70 minutes intervals when the display 430 is off .
  • the processor 460 (or the gas sensor 412) may perform the gas sensing signal acquisition period, for example, at intervals of approximately 8 minutes to 12 minutes, with the display 430 turned on.
  • the processor 460 (or the gas sensor 412) may perform the gas sensing signal acquisition cycle at an interval of, for example, approximately 50 seconds to 70 seconds in a state where the battery 450 of the electronic device 400 is being charged have.
  • the processor 460 may vary the gas sensing acquisition period according to the operating state of the application used in the electronic device 400.
  • the gas sensing acquisition period may be, for example, approximately 50 seconds to 70 seconds And can be changed very shortly.
  • the processor 460 may change the gas sensing acquisition period to, for example, approximately 8 minutes to 12 minutes when executing an application that generates heat or consumes less battery 450 .
  • the processor 460 may determine whether the amount of change in the gas sensing signal value obtained through operation 1110 exceeds a predetermined reference value.
  • the processor 460 can use the gas sensor 412 to determine whether the absolute concentration of gas detected and detected exceeds a predetermined criterion.
  • the processor 460 can determine whether the amount of change of the gas detected and detected using the gas sensor 412 according to the measurement period exceeds a predetermined criterion.
  • the processor 460 can be configured to detect the amount of gas leaking from the battery 450, based at least in part on the absolute concentration of the gas sensed and detected using the gas sensor 412, Can be determined.
  • the processor 460 may be operable to detect a gas leak from the battery 450 in a first battery gas leak condition (e.g., a gas leak due to internal leakage of the battery 450) (E.g., gas leakage due to aging of the battery 450).
  • the processor 460 performs the gas sensing in the second time period to acquire the gas sensing signal value .
  • the second time period may be wider than the first time period.
  • the processor 460 may slow the gas sensing signal acquisition period of the gas sensor 412 to detect the second battery gas leakage state described above.
  • the second battery gas leakage state may cause the gas leakage from the battery 450 to be gradually generated.
  • the processor 460 determines the operation of the electronic device 400 based on the gas leakage state of the battery 450 Can be controlled.
  • the processor 460 may stop or shut off the charging of the battery 450, minimize the full charge voltage, and minimize the discharging operation.
  • the processor 460 may provide a user interface (UI) to the user of the electronic device 400, such as a breakdown or firing of the battery 450, and the like.
  • UI user interface
  • the processor 460 controls the electronic device 400 according to the second battery gas leakage state, Can be controlled.
  • the processor 460 may set at least one of the charge current and full charge voltage of the battery 450 to be low in the second battery gas leakage state.
  • the processor 460 may provide a user of the electronic device 400 with a user interface (UI) associated with a reduction in use time due to aging of the battery 450.
  • UI user interface
  • the electronic device 400 detects the gas leakage of the battery 450 that is exposed to a high temperature or is generated by heat generation in real time, and controls the state of the battery 450, It is possible to prevent a safety accident by the control unit 450 in advance.

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Abstract

본 발명의 다양한 실시예들은, 센서를 이용하여 배터리의 상태를 감지 및 제어하는 방법 및 이를 사용하는 전자 장치로서, 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치되고, 적어도 하나의 가스 센서를 포함하는 수용부; 상기 하우징의 내부에 배치되는 배터리; 상기 배터리로부터 누출되어 상기 적어도 하나의 가스 센서에 의해 획득되는 가스 정보 및 전자 장치의 동작 제어 정보를 저장하는 메모리; 및 상기 메모리와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 가스 센서를 이용하여 상기 배터리로부터 누출되는 가스 감지 신호를 획득하고, 상기 획득된 가스 감지 신호가 소정의 임계값을 초과하면, 상기 전자 장치의 적어도 일부의 동작 및/또는 상기 배터리의 충전 특성을 제어하도록 설정됨으로써, 전자 장치가 고온에 노출되거나 발열에 의해 발생하는 배터리의 가스 누출을 실시간으로 감지하고, 배터리의 상태를 제어함으로써, 배터리에 의한 안전 사고를 예방할 수 있다. 본 발명에 개시된 다양한 실시예들 이외의 다른 다양한 실시예가 가능하다.

Description

센서를 이용하여 배터리의 상태를 감지 및 제어하는 방법 및 이를 사용하는 전자 장치
본 발명의 다양한 실시예들은, 센서를 이용하여 배터리의 상태를 감지 및 제어하는 방법 및 이를 사용하는 전자 장치에 관한 것이다.
스마트 폰, 태블릿, 및 웨어러블 기기와 같은 휴대용 전자 장치의 사용이 증가하고 있다.
휴대용 전자 장치는 통화, 사진 촬영, 동영상 재생 및 게임 등의 다양한 기능을 제공할 수 있다.
휴대용 전자 장치는 상기와 같은 다양한 기능을 수행할 수 있도록 전원을 공급하는 배터리를 구비할 수 있다.
상기 휴대용 전자 장치가 다양한 기능을 수행함에 따라, 배터리의 용량 및 급속 충전 등에 관한 이슈가 중요한 문제로 발생되고 있다.
상기 배터리는 전자 장치 각각의 사용 목적에 따라 다른 종류 및 다른 환경 특성을 가질 수 있다.
상기 배터리는 과충전, 고온에의 노출 및 내부 단락 등에 의해 전해질이 분해됨에 따라 가스가 발생되거나 파열되는 문제를 발생할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는, 센서를 이용하여 배터리로부터 발생되는 가스를 감지하고, 배터리의 상태를 제어할 수 있는 방법 및 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는, 배터리로부터 발생되는 가스를 전자 장치의 외부로 배출시킬 수 있는 방법 및 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 일 실시예의 전자 장치는, 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치되고, 적어도 하나의 가스 센서를 포함하는 수용부; 상기 하우징의 내부에 배치되는 배터리; 상기 배터리로부터 누출되어 상기 적어도 하나의 가스 센서에 의해 획득되는 가스 정보 및 전자 장치의 동작 제어 정보를 저장하는 메모리; 및 상기 메모리와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 가스 센서를 이용하여 상기 배터리로부터 누출되는 가스 감지 신호를 획득하고, 상기 획득된 가스 감지 신호가 소정의 임계값을 초과하면, 상기 전자 장치의 적어도 일부의 동작 및/또는 상기 배터리의 충전 특성을 제어하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 다른 실시예의 전자 장치는, 하우징; 상기 하우징 내부에 배치되고, 적어도 하나의 가스 센서를 포함하는 수용부; 및 상기 하우징의 내부에 배치되는 배티리를 포함하고, 상기 적어도 하나의 가스 센서를 포함하는 수용부는, 제 1 방향에 형성된 제 1 홀; 및 제 2 방향에 형성된 제 2 홀을 포함하되, 상기 제 1 홀은 상기 하우징에 형성된 홀과 대응되는 위치에 배치되고, 상기 제 2 홀은 상기 배터리에 형성된 홀과 대응되는 위치에 배치되어, 상기 적어도 하나의 가스 센서가 상기 배터리에 형성된 홀로부터 누출되어 상기 제 2 홀을 통해 유입되는 가스를 감지하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 센서를 이용하여 배터리의 상태를 감지 및 제어하는 방법은, 상기 전자 장치의 프로세서가, 적어도 하나의 가스 센서를 이용하여 상기 배터리로부터 누출되는 가스 감지 신호를 획득하는 동작; 및 상기 획득된 가스 감지 신호가 소정의 임계값을 초과하면, 상기 전자 장치의 적어도 일부의 동작 및/또는 상기 배터리의 충전 특성을 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치가 고온에 노출되거나 발열에 의해 발생하는 배터리의 가스 누출을 실시간으로 감지하고, 배터리의 상태를 제어함으로써, 배터리에 의한 안전 사고를 예방할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 배터리로부터 발생되는 가스를 전자 장치의 외부로 배출시킴으로써, 전자 장치에 사용되는 배터리의 안정성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 도 1의 전력 관리 모듈 및 배터리에 대한 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 도 1의 전자 장치의 전개 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 센서를 이용하여 배터리의 상태를 감지 및 제어할 수 있는 전자 장치의 개략적인 블록도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 센서를 이용하여 배터리의 상태를 감지할 수 있는 전자 장치의 일 예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 수용부, 제 1 홀 및 제 2 홀 사이의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 수용부의 실장 구조에 대한 일 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 수용부의 실장 구조에 대한 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 수용부의 실장 구조에 대한 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 가스 센서의 다양한 구성을 설명하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 디스플레이를 통해 표시되는 사용자 인터페이스(UI)의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 센서를 이용하여 배터리의 상태를 감지 및 제어하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리의 가스 누출 결정에 따라 배터리의 충전을 제어하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 외부 가스 존재에 따라 배터리의 충전을 제어하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 배터리의 가스 누출을 감지하고, 이 감지 신호에 따라 전자 장치의 동작을 제어하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 가스 감지 신호를 획득하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 시간 주기에 따라 가스 감지 신호를 획득하고, 배터리의 가스 누출 상태에 기반하여 배터리의 충전 동작을 제어하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 및 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 예를 들면, 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)의 경우와 같이, 일부의 구성요소들이 통합되어 구현될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 구동하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 운영되고, 추가적으로 또는 대체적으로, 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화된 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 여기서, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로 또는 임베디드되어 운영될 수 있다.
이런 경우, 보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 수행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))과 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부 구성 요소로서 구현될 수 있다. 메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 저장되는 소프트웨어로서, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신하기 위한 장치로서, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력하기 위한 장치로서, 예를 들면, 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용되는 스피커와 전화 수신 전용으로 사용되는 리시버를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 일체 또는 별도로 형성될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 사용자에게 정보를 시각적으로 제공하기 위한 장치로서, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치 회로(touch circuitry) 또는 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 유선 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 내부의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 가스 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 유선 또는 무선으로 연결할 수 있는 지정된 프로토콜을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는 HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))를 물리적으로 연결시킬 수 있는 커넥터, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈, 이미지 센서, 이미지 시그널 프로세서, 또는 플래시를 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리하기 위한 모듈로서, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 유선 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되는, 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함하고, 그 중 해당하는 통신 모듈을 이용하여 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 상술한 여러 종류의 통신 모듈(190)은 하나의 칩으로 구현되거나 또는 각각 별도의 칩으로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 사용자 정보를 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 구별 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부로 송신하거나 외부로부터 수신하기 위한 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)(예: 무선 통신 모듈(192))은 통신 방식에 적합한 안테나를 통하여 신호를 외부 전자 장치로 송신하거나, 외부 전자 장치로부터 수신할 수 있다.
상기 구성요소들 중 일부 구성요소들은 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input/output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되어 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 외부 전자 장치에서 실행될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 외부 전자 장치에게 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 외부 전자 장치는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 도 1의 전자 장치(101)의 전력 관리 모듈(188) 및 배터리(189)에 대한 블럭도(200)이다.
도 2를 참조하면, 전자 장치(101)의 전력 관리 모듈(188)은 충전 회로(210), 전력 조정기(220), 또는 연료 게이지(230)를 포함할 수 있다. 충전 회로(210)는 전자 장치(101)에 대한 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다.
충전 회로(210)는 외부 전원의 종류(예: 전원 어댑터, USB 또는 무선충전), 상기 외부 전원으로부터 공급 가능한 전력의 크기(예: 약 20와트 이상), 또는 배터리(189)의 속성 중 적어도 일부에 기반하여 충전 방식(예: 일반 충전 또는 급속 충전)을 선택하고, 상기 선택된 충전 방식을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 외부 전원은, 예를 들면, 연결 단자(178)를 통해 유선 연결되거나, 또는 안테나 모듈(197)를 통해 무선으로 연결될 수 있다.
전력 조정기(220)는 외부 전원 또는 배터리(189)로부터 공급되는 전력의 전압 레벨 또는 전류 레벨을 조정함으로써 다른 전압 또는 다른 전류 레벨을 갖는 복수의 전력들을 생성할 수 있다. 전력 조정기(220)는 상기 외부 전원 또는 배터리(189)의 전력을 전자 장치(101)에 포함된 구성 요소들의 각각의 구성 요소에게 적합한 전압 또는 전류 레벨로 조정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 조정기(220)는 LDO(low drop out) regulator 또는 switching regulator의 형태로 구현될 수 있다.
연료 게이지(230)는 배터리(189)의 사용 상태 정보(예: 배터리의 용량, 충방전 횟수, 전압, 또는 온도)를 측정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, 충전회로(210), 전압 조정기(220), 또는 연료 게이지(230)를 이용하여, 상기 측정된 사용 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 충전과 관련된 충전 상태 정보(예: 수명, 과전압, 저전압, 과전류, 과충전, 과방전(over discharge), 과열, 단락, 또는 팽창(swelling))을 결정하고, 상기 결정된 충전 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 이상 상태 또는 정상 상태의 여부를 판단한 후, 이상 상태로 판단되는 경우 배터리(189)에 대한 충전을 조정(예: 충전 전류 또는 전압 감소, 또는 충전 중지)할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)의 기능들 중 적어도 일부 기능은 외부 제어 장치(예: 프로세서(120))에 의해서 수행될 수 있다.
배터리(189)는, 일 실시예에 따르면, 배터리 보호 회로(protection circuit module(PCM))(240)를 포함할 수 있다. 배터리 보호 회로(240)는 배터리(189)의 성능 저하 또는 소손을 방지하기 위한 다양한 기능(예: 사전 차단 기능)을 수행할 수 있다. 배터리 보호 회로(240)는, 추가적으로 또는 대체적으로(in alternative to), 셀 밸런싱, 배터리의 용량 측정, 충방전 횟수 측정, 온도 측정, 또는 전압 측정을 수행하기 위한 배터리 관리 시스템(battery management system(BMS))의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리(189)의 상기 사용 상태 정보 또는 상기 충전 상태 정보의 적어도 일부는 연료 게이지(230), 전력 관리 모듈(188) 또는 센서 모듈(176) 중 해당하는 센서(예: 가스 센서, 온도 센서, 습도 센서)를 이용하여 측정될 수 있다. 이런 경우, 일 실시예에 따르면, 상기 센서 모듈(176) 중 상기 해당하는 센서(예: 가스 센서, 온도 센서, 습도 센서)는 배터리 보호 회로(240)의 일부로 포함되거나, 또는 이와는 별도의 장치로서 배터리(189)의 인근에 배치될 수 있다.
도 3은, 다양한 실시예들에 따른, 도 1의 전자 장치(101)의 전개 사시도이다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(101)는, 하우징(310), 제 1 지지부재(311)(예: 브라켓), 전면 플레이트(320), 디스플레이(330)(예: 도 1의 표시 장치(160)), 인쇄 회로 기판(340), 배터리(350)(예: 도 1 및 도 2의 배터리(189)), 제 2 지지부재(360)(예: 리어 케이스), 안테나(370)(예: 도 1의 안테나 모듈(197)), 및 후면 플레이트(380)를 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 제 1 지지부재(311), 또는 제 2 지지부재(360))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나는, 도 1의 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나와 동일, 또는 유사할 수 있으며, 중복되는 설명은 이하 생략한다.
제 1 지지부재(311)는, 전자 장치(101) 내부에 배치되어 하우징(310)과 연결될 수 있거나, 하우징(310)과 일체로 형성될 수 있다. 하우징(310)은 예를 들면 측면 베젤 구조를 가질 수 있다. 제 1 지지부재(311)는, 예를 들어, 금속 재질 및/또는 비금속 (예: 폴리머) 재질로 형성될 수 있다. 제 1 지지부재(311)는, 일면에 디스플레이(330)가 결합되고 타면에 인쇄 회로 기판(340)이 결합될 수 있다.
인쇄 회로 기판(340)에는, 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120)), 메모리(예: 도 1의 메모리(130)), 및/또는 인터페이스(예: 도 1의 인터페이스(177))가 장착될 수 있다. 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))는, 예를 들어, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 메모리(예: 도 1의 메모리(130))는, 예를 들어, 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 인터페이스(예: 도 1의 인터페이스(177))는, 예를 들어, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 및/또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는, 예를 들어, 전자 장치(101)를 외부 전자 장치와 전기적 또는 물리적으로 연결시킬 수 있으며, USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터를 포함할 수 있다.
배터리(350)(예: 도 1의 배터리(189))는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 또는 재충전 가능한 2차 전지, 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 배터리(350)의 적어도 일부는, 예를 들어, 인쇄 회로 기판(340)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(350)는 전자 장치(101) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(101)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.
안테나(370)는, 후면 플레이트(380)와 배터리(350) 사이에 배치될 수 있다. 안테나(370)는, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 안테나(370)는, 예를 들어, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있다. 다른 실시예에서는, 하우징(310) 및/또는 상기 제 1 지지부재(311)의 일부 또는 그 조합에 의하여 안테나 구조가 형성될 수 있다.
본 문서에 개시된 실시예들은, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 문서에서 기재된 기술의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 문서의 범위는, 본 문서의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 센서를 이용하여 배터리의 상태를 감지 및 제어할 수 있는 전자 장치의 개략적인 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(400)는, 센서 모듈(410), 메모리(420), 디스플레이(430), 전력 관리 모듈(440), 배터리(450) 및 프로세서(460)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치(400)는 도 1의 전자 장치(101, 102, 104) 또는 도 3의 전자 장치(101)의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 상기 센서 모듈(410)은 도 1의 센서 모듈(176)을 포함할 수 있다. 상기 메모리(420)는 도 1의 메모리(130)를 포함할 수 있다. 상기 디스플레이(430)는 도 1의 표시 장치(160) 또는 도 3의 디스플레이(330)를 포함할 수 있다. 상기 전력 관리 모듈(440)은 도 1 및 도 2의 전력 관리 모듈(188)을 포함할 수 있다. 상기 배터리(450)는 도 1 및 도 2의 배터리(189) 또는 도 3의 배터리(350)를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(460)는 도 1의 프로세서(120)를 포함할 수 있다.
상기 센서 모듈(410)은 가스 센서(412) 및 온도/습도 센서(414)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 센서 모듈(410)은 공기 유량(air flow) 센서 및 압력 센서 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 가스 센서(412)는 배터리(450)로부터 발생 및 누출되는 가스를 감지할 수 있다. 가스 센서(412)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스의 농도 및 종류를 식별할 수 있다. 가스 센서(412)는 반도체 타입, 전기화학 타입, 접촉연소 타입 및 광학 타입 등의 적어도 하나를 사용할 수 있다. 가스 센서(412)는 센서 모듈(410)에 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 센서 모듈(410) 내에 가스 센서(412)가 2개 구비되는 경우, 가스 검출의 속도에 따라 하나의 가스 센서는 전자 장치(400)의 외부에서 유입되는 가스를 검출하고, 다른 하나의 가스 센서는 전자 장치(400)의 내부 구성요소(예: 배터리(450))에서 누출되는 가스를 검출할 수 있다. 전자 장치(400)는 2개의 가스 센서를 통해 획득된 감지 신호를 기반으로, 외부 가스와 내부 가스에 관한 정보를 처리할 수 있다.
상기 온도/습도 센서(414)는 전자 장치(400)의 외부 및 내부의 온도와 습도를 감지할 수 있다. 온도/습도 센서(414)는 가스 센서(412)를 통해 감지된 가스 신호 값의 정확성을 향상시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 온도/습도 센서(414) 이외에 압력 센서 및 공기 유량(air flow) 센서 등을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 가스 센서(412)가 반도체 타입인 경우, 가스 센서(412)는 전원이 인가된 상태에서 전자 장치(400)의 외부 및 내부의 온도와 습도에 민감하게 반응하여 저항값과 가스 감도가 변화할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(400) 외부 및 내부의 온도가 고온인 경우, 가스 센서(412)의 반도체 특성과 전자 장치(400)의 내부에서 누출되는 가스로 인해 저항이 감소하고, 고습의 경우, 전자 장치(400) 주변의 수분이 환원가스로 작용하여 가스 센서(412)의 저항값이 감소할 수 있다. 전자 장치(400)는 온도/습도 센서(414)를 통해, 전자 장치(400) 주변의 온도 및 습도와 관련된 기준값이 변동하는 것을 확인하고, 온도 및 습도에 따른 기준값을 보정할 수 있다. 온도/습도 센서(414)는 가스 센서(412)와 인접하게 배치될 수 있다. 전자 장치(400)는 온도/습도 센서(414)를 통해 획득된 감지 신호를 기반으로, 가스 센서(412)를 통해 감지된 가스에 관한 정보를 처리할 수 있다.
상기 메모리(420)는 배터리(450)로부터 누출되어 가스 센서(412)를 통해 감지되는 가스의 종류, 농도, 확산 속도 등에 대응하는 전자 장치(400)의 동작 제어와 관련된 정보를 저장할 수 있다. 메모리(420)는 상기 동작 제어와 관련된 정보를 룩업(lookup) 테이블 형태로 저장할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 메모리(420)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스(예: CO2)의 농도가 일정 시간 안에 제 1 임계값(threshold)을 초과하는 것으로 가스 센서(412)에 의해 감지되면, 디스플레이(430)를 통해 사용자 인터페이스(user interface)를 통지할 수 있도록 하는 인스트럭션(instruction)을 프로세서(460)로 전달할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 메모리(420)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스의 농도가 일정 시간 안에 제 2 임계값을 초과하는 것으로 가스 센서(412)에 의해 감지되면, 전자 장치(400) 내의 인쇄회로기판(예: 도 3의 인쇄 회로 기판(340))에 실장된 회로를 통해 전달되는 신호들을 차단할 수 있도록 하는 인스트럭션을 프로세서(460)로 전달할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 메모리(420)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스의 농도가 일정 시간 안에 제 3 임계값을 초과하는 것으로 가스 센서(412)에 의해 감지되면, 네트워크(예: 도 1의 제 2 네트워크(199))를 통해, 예를 들면, 서비스 센터의 서버(예: 도 1의 서버(108))로 전자 장치(400)의 시리얼 넘버 및 감지된 가스 관련 정보를 전송하고, 전자 장치(400)의 전원을 오프(off)할 수 있도록 하는 인스트럭션을 프로세서(460)로 전달할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 메모리(420)는 전자 장치(400)로부터 검출되는 가스(예: 휘발성 유기 화합물(TVOC))의 농도가 소정의 임계값을 초과하는 것으로 가스 센서(412)에 의해 감지되면, 네트워크(예: 도 1의 제 1 네트워크(198))를 통해 사물 인터넷(IoT) 장치(예: 창문 및 공기 청정기 등)를 제어할 수 있도록 하는 인스트럭션을 프로세서(460)로 전달할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 메모리(420)는, 프로세서(460)의 처리 및 제어를 위한 프로그램, 운영체제(operating system; OS) 및 입/출력 데이터를 저장하는 기능을 수행하며, 전자 장치(400)의 전반적인 동작을 제어하는 프로그램이 저장될 수 있다. 메모리(420)는 전자 장치(400)에서 본 발명의 다양한 실시예와 관련된 기능 처리 시 필요한 다양한 설정 정보를 저장할 수 있다.
상기 디스플레이(430)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스(예: CO2)의 농도가 소정의 임계값을 초과하는 것으로 가스 센서(412)에 의해 감지되면, 이를 알리는 사용자 인터페이스(user interface)(예: 경고 문구)를 전자 장치(400)의 사용자에게 디스플레이할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 디스플레이(430)는 입력 기능 및 표시 기능을 수행할 수 있다. 이를 위해, 디스플레이(430)는 터치 패널을 포함할 수 있다. 디스플레이(430)는 액정표시장치(liquid crystal display; LCD), 유기 발광 다이오드(organic light emitting diodes: OLED), 능동형 유기발광 다이오드(active matrix organic light emitting diodes; AMOLED), 플렉서블 디스플레이(Flexible Display) 및 투명 디스플레이 등으로 형성될 수 있다. 디스플레이(430)는 전자 장치(400)의 메뉴, 입력된 데이터, 기능 설정정보 및 기타 다양한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다.
상기 전력 관리 모듈(440)은 전자 장치(400)의 전력을 관리할 수 있다. 전력 관리 모듈(440)은 프로세서(460)로부터 제어 신호를 수신하여, 배터리(450)에 대한 충전 제어 동작을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 전력 관리 모듈(440)은 PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC(charger integrated circuit), 또는 연료 게이지(battery or fuel gauge) 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(440)의 전원이 온(on))되면, 전력 관리 모듈(440)(예: PMIC)은 배터리(405)의 전력을 다른 구성 요소(예: 프로세서(460))에 공급할 수 있다. 전력 관리 모듈(440)은 프로세서(460)로부터 명령을 수신하고, 수신된 명령에 응답하여 전력 공급을 관리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 연료 게이지는 배터리(450)의 사용 상태 정보(예: 배터리(450)의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다.
상기 배터리(450)는 전자 장치(400)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 예를 들면, 배터리(450)는 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
상기 프로세서(460)는 전자 장치(400) 내의 센서 모듈(410), 메모리(420), 디스플레이(430), 전력 관리 모듈(440) 및 배터리(450)의 기능 및 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(460)는 가스 센서(412)를 이용하여 배터리(450)로부터 누출되는 가스 감지 신호를 획득할 수 있다. 프로세서(460)는 획득된 가스 감지 신호가 소정의 임계값을 초과하는 것으로 판단되면, 배터리(450)의 충전과 관련된 적어도 하나의 특성을 제어하도록 설정될 수 있다. 프로세서(460)는 배터리(450)로부터 가스 누출이 발생되었음을 알리는 사용자 인터페이스(UI)를 전자 장치(400)의 사용자에게 제공할 수 있다. 프로세서(460)는 상기 메모리(420)를 통해 전달되는 인스트럭션들을 수행하도록 동작될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 가스 누출 감지부(462) 및 동작 제어부(464)를 포함할 수 있다.
상기 가스 누출 감지부(462)는 가스 센서(412)를 통해 획득된 감지 신호를 기반으로, 배터리(450)로부터의 가스 누출을 감지할 수 있다. 예를 들면, 가스 누출 감지부(462)는 가스 센서(412)를 통해 획득된 가스 감지 신호의 세기가 클수록 배터리(450)로부터 누출되는 가스의 정도가 큰 것으로 판단할 수 있다. 가스 누출 감지부(462)는 가스 센서(412)를 통해 감지된 가스 신호 값의 정확성을 향상시킬 수 있도록, 온도/습도 센서(414)를 통해 전자 장치(400)의 외부 및 내부의 온도와 습도를 감지할 수 있다. 가스 누출 감지부(462)는 가스 센서(412)를 통해 획득된 가스 감지 신호뿐만 아니라, 전자 장치(400)의 내부 및/외부 온도, 가스 센서(412)를 통해 획득된 가스 감지 시간 정보 중 적어도 하나를 기반으로 하여, 배터리(450)로부터의 가스 누출을 감지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 가스 누출 감지부(462)는 배터리(450) 내부의 배터리 보호 회로(예: 도 2의 배터리 보호 회로(240))를 통해, 배터리 관련 정보(예: 충전 및 방전 횟수 등)를 획득하여 배터리(450)로부터의 가스 누출 여부를 판단할 수 있다.
상기 동작 제어부(464)는 가스 누출 감지부(462)를 통해 획득된 배터리(450)의 가스 누출 관련 정보(예: 가스 누출 정도, 가스 누출이 시작된 시점, 가스 누출이 지속된 시간 및 가스 누출의 정도에 따른 위험 수준 등)를 기반으로 전자 장치(400) 내의 전력 관리 모듈(440)의 동작을 제어할 수 있다. 동작 제어부(464)는 디스플레이(430)를 통해 전자 장치(400)의 사용자에게 가스 누출과 관련된 정보를 제공할 수 있다. 동작 제어부(464)는 배터리(450)를 통해 누출되는 가스의 유형에 따라 배터리(450)의 충전을 제어할 수 있다. 예를 들면, 동작 제어부(464)는 충전 중인 배터리(450)의 충전 전류 또는 충전 전압 등을 조절할 수 있다. 동작 제어부(464)는 충전 중인 배터리(450)의 충전을 중단 하거나, 처음부터 배터리(450)의 충전을 제한할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는, 전자 장치(400)의 전반적인 동작 및 내부 구성요소들 간의 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 기능을 수행할 수 있다. 프로세서(460)는 예를 들면, 중앙 처리 장치(central processing unit; CPU), 어플리케이션 프로세서(application processor) 및 통신 프로세서(communication processor) 등으로 구성될 수 있다. 프로세서(460)는 싱글 코어 프로세서(single core processor) 또는 멀티 코어 프로세서(multi-core processor)로 구성될 수 있으며, 다수의 프로세서로 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 센서를 이용하여 배터리의 상태를 감지할 수 있는 전자 장치의 일 예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(400)는, 하우징(510), 수용부(520), 배터리(450), 제 1 밀봉 부재(531), 제 2 밀봉 부재(532), 인쇄 회로 기판(540)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 하우징(510)은 도 3의 하우징(310)을 포함할 수 있다. 상기 인쇄 회로 기판(540)은 도 3의 인쇄 회로 기판(340)을 포함할 수 있다.
상기 하우징(510)은, 예를 들면, 측면 베젤 구조를 가질 수 있다. 하우징(510)은 적어도 하나의 홀(511)(예: 마이크 홀, 스피커 홀 및 커넥터 홀(예: USB 및 이어폰 잭))을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 홀(511)은 도 4의 가스 센서(412)를 통해 가스 감지 신호를 획득하기 위한 독립적인 홀일 수 있다.
상기 수용부(520)는 하우징(510)의 내부에 배치될 수 있다. 수용부(520)는 센서 모듈(410)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 수용부(520)는 박스 형상의 하우징으로 구성될 수 있다. 센서 모듈(410)은 적어도 하나의 가스 센서(412) 및 온도/습도 센서(414)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 온도/습도 센서(414)는 가스 센서(412)를 통해 감지된 가스 신호 값의 정확성을 향상시킬 수 있도록 더 구비될 수도 있다.
상기 수용부(520)는 인쇄 회로 기판(540) 상에 배치될 수 있다. 수용부(520)는 인쇄 회로 기판(540) 위의 다양한 소자에서 발생되는 가스로부터 센서 모듈(410)을 격리할 수 있다. 수용부(520)는 전자 장치(400) 내의 데드 스페이스(dead space)를 최소화하도록 설계될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 수용부 (520)는 가스 센서(412)를 감싸며, 인쇄 회로 기판(540)과 결합될 수 있다. 상기 수용부(520)는 전자 장치(400) 내부의 가스가 센서 모듈(410)로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 상기 수용부(520)는 전자 장치(400) 외부의 충격(예: 물리적인 충격, 먼지 및 수분 등의 환경적인 요인 등)으로부터 가스 센서(412) 및 온도/습도 센서(414)를 보호할 수 있다. 상기 수용부(520)의 재질은 아웃가스(out gas)가 낮은 금속류(예: 스테인레스 스틸 등)를 포함할 수 있다. 상기 수용부(520)의 사출 성형이 필요한 경우, 상기 수용부 (520)는 폴리카보네이트(polycarbonate) 및 폴리메타크릴산메틸(polymethylmethacrylate) 등으로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 수용부(520)는 제 1 방향에 형성된 제 1 홀(521) 및 제 2 방향에 형성된 제 2 홀(522)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 1 홀(521)은 하우징(510)의 홀(511)과 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 제 2 홀(522)은 배터리(450)의 소정 위치에 형성된 홀(451)과 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 제 2 홀(522)은 배터리(450)의 홀(451)로부터 누출되는 가스를 유입하는 유입구로 사용될 수 있다. 제 1 홀(521)은 배터리(450)의 홀(451)로부터 누출되는 가스를 하우징(510)의 외부로 배출하는 배출구로 사용될 수 있다. 수용부(520)에 형성된 제 1 홀(521) 및 제 2 홀(522)은 제 1 방향 및 제 2 방향에 따라 서로 마주보거나 인접한 서로 다른 방향에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 홀(521)은 물리적으로 형성되지 않고, 하우징(510)에 형성된 적어도 하나의 홀(511)로 대체될 수 있다. 상기 제 2 홀(522)은 물리적으로 형성되지 않고, 배터리 홀(451)로 대체될 수 있다.
상기 배터리(450)는 하우징(510)의 내부에 배치될 수 있다. 배터리(450)는 인쇄 회로 기판(540)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(450)는 전자 장치(400) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(400)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.
상기 제 1 밀봉 부재(531)는 수용부(520)의 제 1 홀(521)의 주변(예: 외측면)에 구비될 수 있다. 또는, 제 1 밀봉 부재(531)는 수용부(520)의 제 1 홀(521) 및 하우징(510)의 홀(511) 사이의 연결부에 배치될 수 있다. 제 1 밀봉 부재(531)는 고무 및 실리콘 등으로 구성될 수 있다. 제 1 밀봉 부재(531)는 하우징(510)의 홀(511)을 통해 수분 및 미세 먼지가 유입되지 않도록 방수 및 방진 기능을 수행할 수 있다. 제 1 밀봉 부재(531)는 메쉬 구조로 형성될 수 있다. 제 1 밀봉 부재(531)는 멤브레인을 포함할 수 있다.
상기 제 2 밀봉 부재(532)는 수용부(520)의 제 2 홀(522)의 주변(예: 내측면)에 구비될 수 있다. 또는, 제 2 밀봉 부재(532)는 수용부(520)의 제 2 홀(522) 및 배터리(450)의 홀(451) 사이의 연결부에 배치될 수 있다. 제 2 밀봉 부재(532)는 고무 및 실리콘 등으로 구성될 수 있다. 제 2 밀봉 부재(532)는 수분 및 미세 먼지가 배터리(450)의 홀(451)에 유입되지 않도록 방수 및 방진 기능을 수행할 수 있다. 제 2 밀봉 부재(532)는 메쉬 구조로 형성될 수 있다. 제 2 밀봉 부재(532)는 멤브레인을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 밀봉 부재(532)는 수분 및 미세 먼지가 배터리(450)의 홀(451)에 유입되지 않도록 선택적으로 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 밀봉 부재(531) 및 제 2 밀봉 부재(532)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스를 수용부(520)의 제 2 홀(522) 및 제 1 홀(521)을 통해 하우징(510)의 외부로 용이하게 배출시키기 위해 배치되지 않을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 수용부(520)의 제 2 홀(522)은 배터리(450)로부터 누출되는 가스가 더 빠르게 유입될 수 있도록 제 1 홀(521)의 크기보다 더 클 수 있다. 또한, 상기 수용부(520)의 제 2 홀(522)은 제 1 홀(521)의 크기와 동일할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 수용부(520)의 제 1 홀(521) 및 제 2 홀(522)의 크기 또는 길이는 전자 장치(400)의 구조 및 특징에 맞게 구성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 수용부, 제 1 홀 및 제 2 홀 사이의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(400)는 도 5의 구성과 달리, 수용부(520)와 제 1 홀(521) 사이에 제 1 관로(523)가 배치되고, 수용부(520)와 제 2 홀(522) 사이에 제 2 관로(525)가 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 관로(523) 및 제 2 관로(525)는 물리적인 관로가 아닐 수도 있으며, 가스가 지나갈 수 있는 경로일 수 있다.
상기 제 1 관로(523)는 하우징(510)의 외부와, 센서 모듈(410)이 포함된 수용부(520)를 연결하여 통로를 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 센서 모듈(410)은 제 1 관로(523)과 연결된 제 1 홀(521)을 통해 하우징(510)의 외부 공기가 유입되면, 온도/습도 센서(414)를 통해 전자 장치(400)의 사용자가 위치한 장소에 대한 온도 및 습도를 감지 및 검출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 관로(523)은 물리적으로 형성되지 않고, 하우징(510)에 형성된 적어도 하나의 홀(511)과 수용부(520)의 제 1 방향이 맞닿아 형성된 경로(path)로 대체될 수 있다. 상기 제 2 관로(525)는 물리적으로 형성되지 않고, 수용부(520)의 제 2 방향과 배터리 홀(451)이 맞닿아 형성된 경로(path)로 대체될 수 있다.
상기 제 2 관로(525)는 배터리(450)의 홀(451)과, 센서 모듈(410)이 포함된 수용부(520)를 연결하여 통로를 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 센서 모듈(410)은 제 2 관로(525)와 연결된 제 2 홀(522)을 통해 배터리(450)의 홀(451)로부터 가스가 유입되면, 이 유입된 가스를 가스 센서(412)를 통해 검출할 수 있다. 예를 들면, 상기 유입된 가스가 소정의 임계값을 초과하면, 전자 장치(400)의 프로세서는 배터리(450)에 이상이 발생되었음을 감지하고, 전자 장치(400)의 일부 기능을 차단할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 배터리(450)의 소정 위치에 형성된 홀(451)은, 배터리(450)의 내부에서 가스가 발생되면, 이 발생된 가스가 배터리(450)의 외부로 배출되게 하여, 배터리(450)가 팽창 및 파손되는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 관로(523) 및 제 2 관로(525)는 가스 및 공기의 흐름을 유도할 수 있도록 물리적으로 존재하는 관을 의미할 수 있다. 또한, 상기 제 1 관로(523) 및 제 2 관로(525)는 물리적으로 존재하지 않고, 가스 및 공기가 흘러가도록 형성된 경로(path)를 의미할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 관로(523) 및 제 2 관로(525)는 가스 및 공기의 흐름을 유도할 수 있도록 물리적으로 존재하는 관을 의미할 수 있다. 또한, 상기 제 1 관로(523) 및 제 2 관로(525)는 물리적으로 존재하지 않지만 가스 및 공기의 흐름을 유도하는 경로를 의미할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 관로(525)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스가 더 빠르게 유입될 수 있도록 제 1 관로(523)의 길이보다 더 짧을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 홀(521)과 연결된 제 1 관로(525)는 단독으로 생성될 수 있다. 또는, 상기 제 1 홀(521)과 연결된 제 1 관로(525)는 전자 장치(400)의 하우징(510)에 형성된 적어도 하나의 홀(511)(예: 마이크 홀, 스피커 홀 및 커넥터 홀(예: USB 및 이어폰 잭))을 이용할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 수용부의 실장 구조에 대한 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(400)의 수용부(520)는 전자 장치(400)에 착탈 가능하게 구비된 스마트 펜(524)의 삽입 경로를 제 1 관로(523)로 사용하여, 하우징(510)의 외부로부터 유입되는 공기 및 가스를 검출할 수 있다. 이 경우, 수용부(520)의 제 2 관로(525)는 배터리(450)가 실장되는 격벽의 일부를 관통하여 형성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 수용부의 실장 구조에 대한 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(400)의 수용부(520)는 제 1 관로(523) 및 제 2 관로(525)가 가장 짧게 구성될 수 있도록, 배터리(450)의 우측 상단에 구비된 인쇄 회로 기판(540) 상에 배치될 수 있다. 또한, 수용부(520)는 제 1 관로(523) 및 제 2 관로(525)가 가장 짧게 구성될 수 있도록, 배터리(450)의 우측 하단에 구비된 인쇄 회로 기판(540) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 수용부(520), 제 1 관로(523) 및 제 2 관로(525)의 위치는 배터리(450)에 형성된 홀(451)(예: 도 5 및 도 6의 배터리 홀(451))의 위치에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치(400)가 웨어러블 기기인 경우에도 도 8의 수용부(520)와 유사한 실장 구조를 적용할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 수용부의 실장 구조에 대한 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(400)의 수용부(520)는 배터리(450)의 상부 주변에 배치된 하우징(510)의 일부에 단독으로 홀을 관통하여 제 1 관로(523)를 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(400)에 착탈 가능하게 구비된 스마트 펜(524)의 삽입 경로를 수용부(520)의 제 1 관로(523)로 사용할 수 있다. 그러나, 이 경우, 제 1 관로(523)의 길이가 길어지게 되어, 하우징(520)의 외부로부터 유입되는 공기를 센서 모듈(410)에 의해 검출하기가 용이하지 않을 수 있다. 따라서, 상술한 도 9와 같이 수용부(520)의 제 1 관로(523)를 단독으로 형성하여, 센서 모듈(예: 도 4의 410)에 의해 외부 공기를 용이하게 검출할 수 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 가스 센서의 다양한 구성을 설명하는 도면이다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(400)의 가스 센서(412)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스의 종류 및 농도를 선택적으로 감지 및 검출할 수 있도록, 적어도 하나 이상의 셀(cell)로 구성된 어레이 형태를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도 10에 도시된 가스 센서(412)는 제 1 셀(412a) ~ 제 4 셀(412d))을 포함하고, 원형의 어레이 형태를 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도 11에 도시된 가스 센서(412)는 제 1 셀(412a) ~ 제 4 셀(412d))을 포함하고, 장방형의 어레이 형태를 가질 수 있다.
상기 가스 센서(412)의 제 1 셀(412a) ~ 제 4 셀(412d))은 배터리(450)로부터 누출되는 가스의 종류 및 농도를 선택적으로 감지 및 검출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 셀(412a)은 SnO2, 제 2 셀(412b)은 WO2, 제 3 셀(412c)은 TiO2, 제 4 셀(412d)은 ZnO 로 구성될 수 있다. 제 1 셀(412a) ~ 제 4 셀(412d))은 촉매제로 다양한 금속 및 세라믹 재료를 사용할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 가스 센서(412)의 제 1 셀(412a) ~ 제 4 셀(412d))은 각각 특정 가스를 검출하도록 구성될 수 있다. 상기 제 1 셀(412a) ~ 제 4 셀(412d))은 각 셀에 해당되는 특정 가스를 검출할 수 있도록, 각각의 히터를 포함할 수 있으며, 각각 다른 온도로 유지될 수 있다. 상기 제 1 셀(412a) ~ 제 4 셀(412d))을 통해 검출될 수 있는 특정 가스의 종류 및 농도에 관한 데이터는 메모리(420)에 룩업 테이블(lookup table)의 형태로 저장될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 셀(412a) ~ 제 4 셀(412d))은 각각 구비된 히터를 통해 순차적으로 온도를 제어하여, 배터리(450)로부터 누출되는 가스를 감지 및 검출할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제 1 셀(412a)은 이산화탄소(CO2)를 검출할 수 있다. 상기 이산화탄소(CO2)는 전자 장치(400)의 외부로부터 유입되는 가스이거나, 전자 장치(400)의 내부(예: 배터리(450))로부터 누출되는 가스일 수 있다. 이 경우, 제 1 셀(412a)은 제 2 셀(412b) ~ 제 4 셀(412d))을 통해 각각 검출되는 가스의 농도에 따라, 전자 장치(400)의 내부에서 발생하여 검출된 이산화탄소(CO2)인지, 전자 장치(400)의 외부 환경에서 검출된 이산화탄소(CO2)인지의 여부를 인식할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제 2 셀(412b)은 일산화탄소(CO)를 검출할 수 있다. 상기 일산화탄소(CO)는 전자 장치(400)의 외부로부터 유입되는 가스이거나, 전자 장치(400)의 내부(예: 배터리(450))로부터 누출되는 가스일 수 있다. 이 경우, 제 2 셀(412b)은 제 1 셀(412b), 제 3 셀(412c) 및 제 4 셀(412d))을 통해 각각 검출되는 가스의 농도에 따라, 전자 장치(400)의 내부에서 발생하여 검출된 일산화탄소(CO)인지, 전자 장치(400)의 외부 환경에서 검출된 일산화탄소(CO)인지의 여부를 인식할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제 3 셀(412c)은 수소(H2)를 검출할 수 있다. 상기 수소(H2)는 전자 장치(400)의 외부로부터 유입되는 가스이거나, 전자 장치(400)의 내부(예: 배터리(450))로부터 누출되는 가스일 수 있다. 이 경우, 제 3 셀(412c)은 제 1 셀(412b), 제 2 셀(412b) 및 제 4 셀(412d))을 통해 각각 검출되는 가스의 농도에 따라, 전자 장치(400)의 내부에서 발생하여 검출된 수소(H2)인지, 전자 장치(400)의 외부 환경에서 검출된 수소(H2)인지의 여부를 인식할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제 4 셀(412d)은 휘발성 유기 화합물(VOC)을 검출할 수 있다. 상기 휘발성 유기 화합물(VOC)은 전자 장치(400)의 외부로부터 유입되는 가스이거나, 전자 장치(400)의 내부(예: 배터리(450))로부터 누출되는 가스일 수 있다. 이 경우, 제 4 셀(412d)은 제 1 셀(412b) ~ 제 3 셀(412c))을 통해 각각 검출되는 가스의 농도에 따라, 전자 장치(400)의 내부에서 발생하여 검출된 휘발성 유기 화합물(VOC)인지, 전자 장치(400)의 외부 환경에서 검출된 휘발성 유기 화합물(VOC)인지의 여부를 인식할 수 있다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 디스플레이를 통해 표시되는 사용자 인터페이스(UI)의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(400)의 디스플레이(430)는, 예를 들어, 배터리(450)로부터 누출되는 가스의 농도가 소정의 임계값을 초과하는 것으로 가스 센서(412)에 의해 감지되면, 프로세서(460)의 제어에 따라 가스 누출과 관련된 사용자 인터페이스(UI)를 전자 장치(400)의 사용자에게 디스플레이할 수 있다. 예를 들면, 상기 사용자 인터페이스(UI)는 "배터리의 이상이 감지되어 전원을 오프(off) 합니다"와 같은 경고 문구를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(460)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스의 농도가 소정의 임계값을 초과하는 것으로 감지되면, 네트워크(예: 도 1의 제 2 네트워크(199))를 통해, 예를 들면, 서비스 센터의 서버(예: 도 1의 서버(108))로 전자 장치(400)의 시리얼 넘버 및 감지된 가스 관련 정보를 전송하고, 전자 장치(400)의 전원을 오프(off)하여, 배터리(450)로 인한 안전사고를 사전에 방지할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 센서를 이용하여 배터리의 상태를 감지 및 제어하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
동작 610에서, 전자 장치(400)의 프로세서(460)는 가스 센서(412)를 이용하여 배터리(450)로부터 누출되는 가스 감지 신호를 획득할 수 있다.
동작 620에서, 프로세서(460)는 상기 동작 610을 통해 획득된 가스 감지 신호가 소정의 임계값을 초과하는 지의 여부를 판단할 수 있다.
동작 630에서, 프로세서(460)는 상기 동작 620의 판단 결과, 상기 획득된 가스 감지 신호가 소정의 임계값을 초과하면, 배터리(450)의 충전과 관련된 적어도 하나의 특성을 제어할 수 있다. 아울러, 프로세서(460)는 배터리(450)로부터 가스 누출이 발생되었음을 알리는 사용자 인터페이스(UI)를 디스플레이할 수 있다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리의 가스 누출 결정에 따라 배터리의 충전을 제어하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
동작 710에서, 전자 장치(400)의 프로세서(460)는 가스 센서(412)를 이용하여 배터리(450)로부터 누출되는 가스 감지 신호를 획득할 수 있다.
동작 720에서, 프로세서(460)는 상기 동작 710을 통해 획득된 가스 감지 신호를 기반으로, 배터리(450)로부터 가스가 누출됨을 결정할 수 있다.
동작 730에서, 프로세서(460)는 상기 가스 누출 결정을 기반으로, 배터리(450)의 충전을 제어할 수 있다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 외부 가스 존재에 따라 배터리의 충전을 제어하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
동작 810에서, 전자 장치(400)의 프로세서(460)는 가스 센서(412)를 이용하여 배터리(450)로부터 누출되는 가스 감지 신호를 획득할 수 있다.
동작 820에서, 프로세서(460)는 가스 센서(412)를 이용하여 전자 장치(400)의 외부에 가스가 존재하는지를 확인할 수 있다.
동작 830에서, 프로세서(460)는 상기 동작 820을 통해 전자 장치(400)의 외부의 가스 존재 확인에 따라, 배터리(450)의 충전을 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(460)는 가스 센서(412)를 이용하여, 전자 장치(400)의 외부에 가스가 존재하는 것으로 확인된 경우, 배터리(450)의 충전을 억제하도록 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(460)는 가스 센서(412)를 이용하여, 전자 장치(400)의 외부에 가스가 존재하는 것으로 확인된 경우, 배터리(450)의 충전과 관련된 기준값을 조정할 수 있다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 배터리의 가스 누출을 감지하고, 이 감지 신호에 따라 전자 장치의 동작을 제어하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
동작 910에서, 전자 장치(400)의 프로세서(460)는 가스 센서(412)를 이용하여 전자 장치(400)의 외부 및 내부에 존재하는 가스를 감지할 수 있다.
동작 920에서, 프로세서(460)는 전자 장치(400)로부터 감지되는 가스가 배터리(450)로부터 누출되는 가스인지의 여부를 판단할 수 있다.
동작 930에서, 프로세서(460)는 상기 동작 920의 판단 결과, 배터리(450)로부터 누출되는 가스로 판단되면, 가스의 농도가 소정의 임계값을 초과하는 지의 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 상기 가스 농도에 적어도 기반하여, 배터리(450)로부터의 가스 누출 유형을 식별할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스의 절대적 농도 이외에도, 가스 누출의 시간에 따른 변화량을 검출하여, 배터리(450)로부터의 가스 누출이 기준 시간보다 길게 나타날 경우, 배터리(450)의 노후화로 인한 누출로 판단할 수 있다.
동작 940에서, 프로세서(460)는 상기 동작 930의 판단 결과, 상기 농도가 소정의 임계값을 초과한 것으로 판단되면, 가스 농도에 대응하여 전자 장치(400)의 동작을 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(460)는 상기 농도가 소정의 임계값을 초과한 것으로 판단되면, 배터리(450)의 충전 전류를 기준값 이하로 낮추거나, 배터리(450)의 충전을 중단할 수 있다.
아울러, 프로세서(460)는 배터리(450)로부터 가스 누출이 발생되었음을 알리는 사용자 인터페이스(UI)를 디스플레이(430)를 통해 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리(450)로부터 가스 누출이 발생한 경우, 상기 프로세서(460)는 배터리(450)로 인한 안전 사고, 전자 장치(400)의 방수 및 방진, 또는 배터리(450)의 사용 시간 감소 등의 문제가 발생될 수 있으므로, 디스플레이(430)를 통해 상기 가스 누출 발생과 관련된 사용자 인터페이스(UI)를 전자 장치(400)의 사용자에게 알려줄 수 있다. 예를 들면, 상기 프로세서(460)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스의 정도, 가스 누출의 유형에 관한 정보, 가스 누출에 따른 배터리(450)의 사용 시간, 전자 장치(40)의 방수 또는 방진 기능의 지원 가능 여부, 배터리(450)의 교체 필요성, 배터리(450)의 파손 및 발화 가능성 등에 관한 정보를 전자 장치(400)의 사용자에게 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스가 가스 센서(412)를 통해 감지됨에 따라, 배터리(450)의 충전과 관련된 동작의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 예를 들면, 배터리(450)로부터 가스 누출이 발생한 경우, 상기 프로세서(460)는 배터리(450)로부터의 가스 누출의 정도에 따라 배터리(450)의 충전 전압, 충전 전류 및 충전량 중 적어도 일부를 제어하여 배터리(450)로부터 추가적으로 가스가 누출되는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스가 가스 센서(412)를 통해 감지됨에 따라, 가스 누출의 해상도(resolution)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(400)에서 가스 누출이 발생한 경우에는 가스 센서(412)의 가스 감지 기준값이 상승하게 되어, 전자 장치(400)의 외부 가스에 따라 가스 감지가 부정확하게 되기 때문에, 누출된 가스를 정확하게 감지하기 위한 해상도가 제한될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 가스 센서(412)의 해상도를 제어하기 위해 가스 센서(412)의 민감도를 높일 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 전자 장치(400)는 가스 센서(412)의 가스 감지 구간을 100 레벨로 나누어서 더욱 정확하게 가스를 감지할 수 있도록 가스 감지 민감도를 높일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 가스 센서(412)의 해상도를 제어하기 위해 가스 센서(412)의 민감도를 낮출 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 전자 장치(400)는 90 레벨에 해당하는 가스 감지 구간을 45 레벨로 줄여, 해상도는 줄어들더라도 전자 장치(400)의 외부에 존재하는 가스 감지 시 민감도에 의한 차이가 크지 않도록 제어할 수 있다. 이로 인해, 전자 장치(400)를 사용하는데 있어서, 배터리(450)로 인한 오류(예: 배터리(450)의 발화 가능성)가 발생하는 정도를 낮출 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 가스 센서(412)를 통해 감지 및 검출되는 센서 값에 영향을 끼치는 발열, 습도, 배터리(450)의 가스 누출 등의 요소를 센서 모듈(410)을 통해 감지하고, 각각의 요소에 대하여 메모리(420)에 저장된 룩업(lookup) 테이블을 이용하여, 가스 센서(412)의 해상도 또는 민감도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈(410)을 통해서 발열을 감지하여 일정 기준 이상의 발열이 감지될 경우, 해당 발열에 대응하는 가스 센서(412)의 해상도 설정값이 저장된 룩업 테이블을 이용하여 가스 센서(412)의 센싱 민감도를 적절하게 조절할 수 있다. 이렇게 함으로써 전자 장치(400)의 가스 센서(412)가 높은 온도에서 부정확하게 센싱하게 되는 문제점들을 해결 할 수 있다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 가스 감지 신호를 획득하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
동작 1010에서, 전자 장치(400)의 프로세서(460)는 배터리(450)의 방전 및 충전 상태를 확인할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 배터리(450)의 충전량, 충전 전압, 충전 전류 또는 온도 변화량 등을 확인할 수 있다.
동작 1020에서, 프로세서(460)는 배터리(450)의 방전 진행 정도, 충전 전류량 또는 전자 장치(400)의 내부 온도 변화량이 소정의 기준값을 초과하는지의 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 전자 장치(400)가 높은 충전 전류로 배터리(450)를 충전하고 있거나, 일정 시간 동안 온도 변화량이 급격히 상승하거나, 또는 배터리(450)가 급격하게 방전되는 경우를 감지 및 판단할 수 있다.
동작 1030에서, 프로세서(460)는 상기 동작 1020의 판단 결과, 배터리(450)의 방전 진행 정도, 충전 전류량 또는 내부 온도 변화량이 소정의 기준값을 초과하면, 가스 센서(412)를 통해 배터리(450)로부터 누출되는 가스 감지 신호를 획득할 수 있다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 시간 주기에 따라 가스 감지 신호를 획득하고, 배터리의 가스 누출 상태에 기반하여 배터리의 충전 동작을 제어하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
동작, 1110에서, 전자 장치(400)의 프로세서(460)(또는 가스 센서(412))는 가스 감지를 제 1 시간 주기로 수행하여, 가스 감지 신호값을 획득할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 배터리(450)로부터 누출되는 가스를 감지 및 검출하기 위해, 일정 시간을 갖는 주기 별로 가스 센서(412)로부터의 가스 감지 신호값을 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)(또는 가스 센서(412))는 전자 장치(400)의 운용 상태에 따라서 가스 감지 신호값의 확인 주기를 가변할 수 있다. 예를 들면, 상기 프로세서(460)(또는 가스 센서(412))는 디스플레이(430)가 오픈(off)된 상태에서는 가스 감지 신호 획득 주기를, 예를 들어 대략 50분~70분 간격으로 수행할 수 있다. 상기 프로세서(460)(또는 가스 센서(412))는 디스플레이(430)가 온(on)된 상태에서는 가스 감지 신호 획득 주기를, 예를 들어 대략 8분~12분 간격으로 수행할 수 있다. 상기 프로세서(460)(또는 가스 센서(412))는 전자 장치(400)의 배터리(450)가 충전 중인 상황에서는 가스 감지 신호 획득 주기를, 예를 들어 대략 50초~70초 간격으로 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)(또는 가스 센서(412))는 전자 장치(400)에서 사용되는 어플리케이션의 동작 상태에 따라서 상기 가스 감지 획득 주기를 가변할 수 있다. 예를 들면, 상기 프로세서(460)(또는 가스 센서(412))는 발열 또는 배터리(450)의 소모가 큰 어플리케이션을 실행하는 경우, 상기 가스 감지 획득 주기를, 예를 들어 대략 50초~ 70초 정도로 매우 짧게 변경할 수 있다. 상기 프로세서(460)(또는 가스 센서(412))는 발열 또는 배터리(450)의 소모가 적은 어플리케이션을 실행하는 경우, 상기 가스 감지 획득 주기를, 예를 들어 대략 8분~12분 정도로 변경할 수 있다.
동작 1120에서, 프로세서(460)는 상기 동작 1110을 통해 획득된 가스 감지 신호값의 변화량이 소정의 기준값을 초과하는지의 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 가스 센서(412)를 이용하여 감지 및 검출되는 가스의 절대적 농도가 소정의 기준을 초과하는지를 판단할 수 있다. 상기 프로세서(460)는 가스 센서(412)를 이용하여 감지 및 검출되는 가스의 측정 주기에 따른 변화량이 소정의 기준을 초과하는지를 판단할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 가스 센서(412)를 이용하여 감지 및 검출되는 가스의 절대적 농도 또는 가스의 측정 주기에 따른 변화량에 적어도 일부 기반하여, 배터리(450)로부터 누출되는 가스의 유형을 판단할 수 있다. 예를 들면, 상기 프로세서(460)는 배터리(450)로부터의 가스 누출을 제 1 배터리 가스 누출 상태(예: 배터리(450)의 내부 누설(leakage)에 따른 가스 누출) 또는 제 2 배터리 가스 누출 상태(예: 배터리(450)의 노후화에 따른 가스 누출)로 구분하여 식별할 수 있다.
동작 1130에서, 프로세서(460)는 상기 동작 1120의 판단 결과, 획득된 가스 감지 신호값의 변화량이 소정의 기준값을 초과하지 않으면, 가스 감지를 제 2 시간 주기로 수행하여, 가스 감지 신호값을 획득할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 2 시간 주기는 제 1 시간 주기보다 시간 간격이 넓을 수 있다. 예를 들면, 상기 프로세서(460)는 가스 센서(412)의 가스 감지 신호 획득 주기를 느리게 하여 상술한 제 2 배터리 가스 누출 상태를 감지할 수 있다. 상기 제 2 배터리 가스 누출 상태는 배터리(450)로부터의 가스 누출이 서서히 발생될 수 있다.
동작 1140에서, 프로세서(460)는 상기 동작 1120의 판단 결과, 획득된 가스 감지 신호값의 변화량이 소정의 기준값을 초과하면, 배터리(450)의 가스 누출 상태에 기반하여 전자 장치(400)의 동작을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 상기 제 1 시간 주기에 따라 감지된 가스 감지 신호값의 변화량이 소정의 기준값을 초과하는 경우, 상기 제 1 배터리 가스 누출 상태에 따라 전자 장치(400)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 프로세서(460)는 상기 제 1 배터리 가스 누출 상태에서, 배터리(450)의 충전을 중단 또는 차단하거나 만충 전압을 최소화할 수 있으며, 방전 동작을 최소화할 수 있다. 아울러, 프로세서(460)는 배터리(450)의 파손 또는 발화 등과 관련된 사용자 인터페이스(UI)를 전자 장치(400)의 사용자에게 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서(460)는 상기 제 2 시간 주기에 따라 감지된 가스 감지 신호값의 변화량이 소정의 기준값을 초과하는 경우, 상기 제 2 배터리 가스 누출 상태에 따라 전자 장치(400)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 프로세서(460)는 상기 제 2 배터리 가스 누출 상태에서, 배터리(450)의 충전 전류 및 만충 전압 중 적어도 하나를 낮게 설정할 수 있다. 아울러, 프로세서(460)는 배터리(450)의 노후화에 따른 사용 시간의 감소와 관련된 사용자 인터페이스(UI)를 전자 장치(400)의 사용자에게 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(400)는 고온에 노출되거나 발열에 의해 발생하는 배터리(450)의 가스 누출을 실시간으로 감지하고, 배터리(450)의 상태를 제어함으로써, 배터리(450)에 의한 안전 사고를 사전에 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 다양한 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징의 내부에 배치되고, 적어도 하나의 가스 센서를 포함하는 수용부;
    상기 하우징의 내부에 배치되는 배터리;
    상기 배터리로부터 누출되어 상기 적어도 하나의 가스 센서에 의해 획득되는 가스 정보 및 전자 장치의 동작 제어 정보를 저장하는 메모리; 및
    상기 메모리와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 적어도 하나의 가스 센서를 이용하여 상기 배터리로부터 누출되는 가스 감지 신호를 획득하고,
    상기 획득된 가스 감지 신호가 소정의 임계값을 초과하면, 상기 전자 장치의 적어도 일부의 동작 및/또는 상기 배터리의 충전 특성을 제어하도록 설정된 전자 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 센서를 포함하는 수용부는,
    제 1 방향에 형성된 제 1 홀; 및
    제 2 방향에 형성된 제 2 홀을 포함하되,
    상기 제 1 홀은 상기 하우징에 형성된 홀과 대응되는 위치에 배치되고,
    상기 제 2 홀은 상기 배터리에 형성된 홀과 대응되는 위치에 배치되어,
    상기 적어도 하나의 가스 센서가 상기 배터리의 홀로부터 누출되어 상기 제 2 홀을 통해 유입되는 가스를 감지하도록 구성된 전자 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수용부는,
    상기 전자 장치의 내부 및 외부 환경을 감지하는 온도/습도 센서, 공기 유량 센서 및 압력 센서 중 적어도 하나를 더 포함하는 전자 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    디스플레이를 더 포함하되,
    상기 프로세서는,
    상기 획득된 가스 감지 신호가 소정의 임계값을 초과하면, 상기 배터리로부터 가스가 누출되는 것을 알리는 사용자 인터페이스를 상기 디스플레이를 통해 제공하는 전자 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 제 2 홀은 상기 배터리에 형성된 홀을 통해 누출되는 가스를 유입하고, 상기 제 1 홀은 상기 제 2 홀을 통해 유입된 가스를 상기 하우징의 외부로 배출하도록 구성되고,
    상기 제 2 홀은 상기 배터리로부터 누출되는 가스의 유입을 위해, 상기 제 1 홀의 크기보다 더 크게 구성된 전자 장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 홀 및 상기 하우징에 형성된 홀 사이에는 제 1 밀봉 부재가 배치되고,
    상기 수용부 및 상기 제 1 홀 사이에는 제 1 관로가 배치되고, 상기 수용부 및 상기 제 2 홀 사이에는 제 2 관로가 배치되고,
    상기 제 2 관로는 상기 배터리에 형성된 홀로부터 누출되는 가스가 더 빠르게 유입될 수 있도록 상기 제 1 관로의 길이보다 더 짧게 구성된 전자 장치.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 하우징에 형성된 홀은 마이크 홀, 스피커 홀, 커넥터 홀 및 스마트 펜의 경로 중 적어도 하나를 포함하는 전자 장치.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 센서가 2개 구비되는 경우,
    상기 적어도 하나의 가스 센서 중의 하나는 상기 제 1 홀을 통해 유입되는 가스를 감지하고,
    상기 적어도 하나의 가스 센서 중의 다른 하나는 상기 배터리로부터 누출되는 가스를 감지하는 전자 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 센서는,
    상기 배터리로부터 누출되는 가스의 종류 또는 농도를 감지하도록 적어도 하나의 셀로 구성된 전자 장치.
  10. 전자 장치에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징 내부에 배치되고, 적어도 하나의 가스 센서를 포함하는 수용부; 및
    상기 하우징의 내부에 배치되는 배티리를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 가스 센서를 포함하는 수용부는,
    제 1 방향에 형성된 제 1 홀; 및
    제 2 방향에 형성된 제 2 홀을 포함하되,
    상기 제 1 홀은 상기 하우징에 형성된 홀과 대응되는 위치에 배치되고,
    상기 제 2 홀은 상기 배터리에 형성된 홀과 대응되는 위치에 배치되어,
    상기 적어도 하나의 가스 센서가 상기 배터리에 형성된 홀로부터 누출되어 상기 제 2 홀을 통해 유입되는 가스를 감지하도록 구성된 전자 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 수용부는,
    상기 전자 장치의 내부 및 외부 환경을 감지하는 온도/습도 센서, 공기 유량 센서 및 압력 센서 중 적어도 하나를 더 포함하고,
    상기 하우징에 형성된 홀은 마이크 홀, 스피커 홀, 커넥터 홀 및 스마트 펜의 경로 중 적어도 하나를 포함하는 전자 장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 제 2 홀은 상기 배터리에 형성된 홀을 통해 누출되는 가스를 유입하고, 상기 제 1 홀은 상기 제 2 홀을 통해 유입된 가스를 상기 하우징의 외부로 배출하도록 구성된 전자 장치.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 제 1 홀 및 상기 하우징에 형성된 홀 사이에는 제 1 밀봉 부재가 배치되고,
    상기 수용부 및 상기 제 1 홀 사이에는 제 1 관로가 배치되고, 상기 수용부 및 상기 제 2 홀 사이에는 제 2 관로가 배치된 전자 장치.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 센서는,
    상기 배터리로부터 누출되는 가스의 종류 또는 농도를 감지하도록 적어도 하나의 셀로 구성된 전자 장치.
  15. 전자 장치에 구비된 배터리의 상태를 감지 및 제어하는 방법으로서,
    상기 전자 장치의 프로세서가, 적어도 하나의 가스 센서를 이용하여 상기 배터리로부터 누출되는 가스 감지 신호를 획득하는 동작; 및
    상기 획득된 가스 감지 신호가 소정의 임계값을 초과하면, 상기 전자 장치의 적어도 일부의 동작 및/또는 상기 배터리의 충전 특성을 제어하는 동작을 포함하는 방법.
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