WO2020166860A1 - 배터리 셀 고온을 검출하는 배터리 모듈 및 배터리 셀의 고온을 검출하는 방법 - Google Patents

배터리 셀 고온을 검출하는 배터리 모듈 및 배터리 셀의 고온을 검출하는 방법 Download PDF

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김경직
이진현
손영수
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Definitions

  • the present invention relates to a battery module for detecting a high temperature of a battery cell and blocking an output of the battery module when the high temperature is high, and a method of detecting the high temperature of the battery cell.
  • the present invention relates to a battery module that blocks an output of the battery module by grouping adjacent battery cells to calculate an average temperature, and determines whether the battery cell is high temperature based on this, and a method of detecting the high temperature of the battery cell.
  • a typical battery module consists of a plurality of battery cells capable of charging/discharging.
  • a Li-ion battery cell when used for a long time, heat is generated from the battery cell.
  • a large-capacity battery module composed of a plurality of battery cells is accompanied by more heat generation as the amount of current increases during charging or discharging. do.
  • a temperature sensor is provided in each battery cell, and a temperature sensor provided in each battery cell transmits temperature information to the MCU, and the MCU blocks charging or discharging of the battery module based on the received temperature.
  • the present invention proposes to group adjacent battery cells and block charging or discharging of the battery module based on the average temperature of the grouped battery cells.
  • the present invention provides a battery module that blocks an output of a battery module by grouping adjacent battery cells to calculate an average temperature and determines whether a battery cell is high temperature based on this, and a method of detecting the high temperature of the battery cell.
  • a battery module is composed of a plurality of battery cells, one (+) output terminal formed by connecting the plurality of battery cells, and one (-) output terminal formed by connecting the plurality of battery cells , A FET provided on a current path between the (+) output terminal and an external device, a temperature information measuring unit for measuring temperature information of the plurality of battery cells, and a protection IC chip for controlling the FET. .
  • the protection IC chip includes a temperature calculation module that calculates the temperature of each of the plurality of battery cells based on temperature information received from the temperature information measurement unit, and at least two adjacent temperatures of individual battery cells calculated by the temperature calculation module High temperature of the battery module based on the grouping module that creates a group by the temperature group of the above battery cells, an average temperature calculator that calculates the average temperature of the battery cells included in the predetermined group, and the temperature calculated by the average temperature calculator. It may be configured to include a high temperature determination unit to determine whether or not.
  • One end of the temperature information measurement unit is connected to the (-) output terminal, the other end of the temperature information measurement unit is connected to a temperature information calculation module of the protection IC chip, and the temperature information measurement unit includes a plurality of NTCs connected in parallel with each other. It can be configured with a thermistor.
  • Each of the plurality of NTC thermistors includes a temperature-sensitive permittivity fluctuation unit that increases a permittivity when the temperature reaches a predetermined threshold temperature or higher, and each temperature-sensitive permittivity fluctuation unit of the plurality of NTC thermistors includes each of the plurality of battery cells. It may be provided to directly contact the surface.
  • the protection IC chip may turn off the FET to block charging or discharging of the battery module.
  • a plurality of battery modules according to an embodiment of the present invention may be connected to form one battery pack.
  • the battery module according to an embodiment of the present invention may be mounted in various electronic devices.
  • a battery module includes a plurality of battery cells, one (+) output terminal formed by connecting the plurality of battery cells, and one (-) output terminal formed by connecting the plurality of battery cells.
  • the protection IC chip includes a temperature calculation module that calculates the temperature of each of the plurality of battery cells based on temperature information received from the temperature information measurement unit, and at least two adjacent temperatures of individual battery cells calculated by the temperature calculation module High temperature of the battery module based on the grouping module that creates a group by the temperature group of the above battery cells, an average temperature calculator that calculates the average temperature of the battery cells included in the predetermined group, and the temperature calculated by the average temperature calculator. It may be configured to include a high temperature determination unit to determine whether or not.
  • One end of the temperature information measurement unit is connected to the (-) output terminal, the other end of the temperature information measurement unit is connected to a temperature calculation module of the protection IC, and the temperature information measurement unit includes a plurality of NTC thermistors connected in parallel with each other. It can be configured to include.
  • Each of the plurality of NTC thermistors is configured to include a temperature sensitive dielectric constant fluctuation unit that increases dielectric constant when the temperature reaches a predetermined threshold temperature or higher, and each temperature sensitive permittivity fluctuation unit of the plurality of NTC thermistors includes the plurality of battery cells. It may be provided to come into contact with the surrounding thermal insulation film.
  • the protection IC chip may turn off the FET to block charging or discharging of the battery module.
  • a plurality of battery modules according to another embodiment of the present invention may be connected to form one battery pack.
  • the battery module according to another embodiment of the present invention may be mounted in various electronic devices.
  • a method of detecting whether a battery module is at a high temperature includes measuring the temperature of each of a plurality of battery cells constituting the battery module, and measuring the temperature of the individual battery cells.
  • the determining whether the temperature is high when the calculated average temperature is higher than or equal to a predetermined value, it may be determined as high temperature, and when the calculated average temperature is less than a predetermined value, it may be determined as a normal state.
  • the battery cell can be used for a longer time even when only a specific battery cell is at a high temperature.
  • FIG. 1 is a view showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph showing that a battery module according to an embodiment of the present invention can discharge longer than a conventional battery module.
  • FIG. 3 is a view showing a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of detecting a high temperature of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • first and second may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element.
  • the terms used in the present application are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
  • FIG. 1 is a view showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • the battery module includes a plurality of battery cells, one (+) output terminal formed by connecting the plurality of battery cells, one (-) output terminal formed by connecting the plurality of battery cells, and the FET 100 provided on a current path between the (+) output terminal and an external device, a temperature information measuring unit 300 for measuring temperature information of the plurality of battery cells, and a protection IC chip for controlling the FET 100 It can be configured to include 200.
  • the protection IC chip 200 is a temperature calculation module 210 for calculating the temperature of each of the plurality of battery cells based on the temperature information received from the temperature information measuring unit, the temperature calculation module 210 A grouping module 220 that generates a group of the calculated temperature into a temperature group of at least two adjacent battery cells, an average temperature calculator 230 that calculates an average temperature of battery cells included in the predetermined group, and the average temperature It may be configured to include a high temperature determination unit 240 that determines whether the battery module is high temperature based on the temperature calculated by the calculation unit 230.
  • one end of the temperature information measuring unit 300 is connected to the (-) output terminal, and the other end of the temperature information measuring unit is connected to a temperature information receiving module of the protection IC chip, and the temperature information measuring unit 300 May be configured to include a plurality of NTC thermistors 301-304 connected in parallel with each other.
  • each of the plurality of NTC thermistors is configured to include a sensitive dielectric constant variation portion that increases the dielectric constant when a predetermined threshold temperature or higher, and the temperature sensitive dielectric constant variation portion is provided to directly contact the surfaces of each of the plurality of battery cells. Can be.
  • the temperature information measuring unit 30 includes the first to fourth NTC thermistors 301 to 304
  • the first to fourth battery cells (11 to 14) each surface is provided with first to fourth NTC thermistors (301 to 304), the first to fourth NTC thermistors (301 to 304) They can be connected in parallel with each other.
  • the first NTC thermistor 301 is provided on the surface of the first battery cell 11, one end is connected to the (-) output terminal, and the other end is connected to the temperature calculation module of the protection IC chip 200
  • the second NTC thermistor 302 is provided on the surface of the second battery cell 12, one end is connected to the (-) output terminal, and the other end is a temperature calculation module of the protection IC chip 200 Can be connected to
  • the third NTC thermistor 303 is provided on the surface of the third battery cell 13, one end is connected to the (-) output terminal, and the other end is connected to the temperature calculation module 210 of the protection IC chip 200
  • the fourth NTC thermistor 304 is provided on the surface of the fourth battery cell 14, one end is connected to the (-) output terminal, and the other end is a temperature calculation module of the protection IC chip 200 It is connected to 210 and the first to fourth NTC thermistors 301 to 304 may be connected in parallel with each other.
  • the protection IC chip 200 may be provided with a temperature calculation module capable of calculating respective temperatures by receiving temperature information of the first to fourth NTC thermistors 301 to 304 through multiple channels.
  • the grouping module 220 bundles the temperatures of the first and second battery cells 11 and 12 into one group (first group). It is generated, and the temperatures of the third and fourth battery cells 13 and 14 may be grouped and generated as another group (a second group).
  • the average temperature calculation unit 230 includes an average temperature of the first and second battery cells 11 and 12 included in the first group and the third and fourth battery cells 13 and 13 included in the second group. 14) Calculate the average temperature.
  • a specific method of measuring the temperature of the battery cell may measure the temperature of each of the battery cells using a plurality of NTC thermistors described above.
  • the technique of measuring the temperature of each battery cell using the NTC thermistor described above may be a known technique or a technique known in the art.
  • the temperature and current (or voltage) relationship table of the NTC thermistor is stored in the protection IC chip 200, and the protection IC chip 200 measures and measures the current (or voltage) of the NTC thermistor.
  • the temperature of the battery cell can be detected by detecting a temperature value matching the current (or voltage) in the NTC thermistor temperature and current (or voltage) relationship table.
  • the high temperature determination unit 240 when the temperature calculated by the average temperature calculation unit 230 is equal to or greater than a predetermined reference value, the protection IC chip 200 determines that a high temperature has occurred in the battery module, and the The FET 100 can be turned off.
  • the battery module may be blocked from charging or discharging.
  • the battery module can be discharged or charged more than if the high temperature occurred only in one battery cell. have.
  • high temperatures are determined based on individual temperatures of the battery cells. Since charging or discharging is blocked even when high temperatures are detected only in one battery cell among a plurality of battery cells constituting the battery module, the battery module is further used.
  • the battery module is further used.
  • the temperature of the battery cells is grouped into groups and the average temperature of the group is calculated, it is determined as high temperature based on one battery cell as shown in FIG. 2, but when the average temperature of the group is calculated, it is determined that it is not high temperature. Therefore, charging or discharging can be continuously performed.
  • the reference value of the high temperature is 65 degrees
  • the first battery cell is high temperature, so the battery module is immediately charged or Discharge is blocked
  • the average temperature of the first and second battery cells is calculated, a temperature lower than the high-temperature reference temperature is calculated at 62.5 degrees, so that the battery module is not charged or discharged continuously. You can do it.
  • a battery module according to another embodiment of the present invention is a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • a battery module includes a plurality of battery cells, one (+) output terminal formed by connecting the plurality of battery cells, one (-) output terminal formed by connecting the plurality of battery cells, A FET 100 provided on a current path between the (+) output terminal and an external device, a temperature information measuring unit 300 for sensing a high temperature of the battery module, and a protection IC chip 200 for controlling the FET 100 ) And an insulating film (21 to 24) surrounding the plurality of battery cells.
  • the protection IC chip 200 includes a temperature calculation module 210 that calculates the temperature of each of the plurality of battery cells based on the temperature information received from the temperature information measurement unit 300, and the temperature calculation module ( A grouping module 220 that generates a group of the temperature received at 210 into a temperature group of at least two adjacent battery cells, an average temperature calculator 230 that calculates the average temperature of the battery cells included in the predetermined group, and It may be configured to include a high temperature determination unit 240 that determines whether the high temperature of the battery module based on the temperature calculated by the average temperature calculation unit 230.
  • one end of the temperature information measuring unit 300 is connected to the (-) output terminal, and the other end of the temperature information measuring unit 300 is connected to a temperature calculation module of the protection IC chip, and the temperature information measuring unit 300 may be configured to include a plurality of NTC thermistors (301 to 304) connected in parallel with each other.
  • each of the plurality of NTC thermistors (301 to 304) is configured to include a temperature-sensitive permittivity fluctuation unit that increases the permittivity when a predetermined threshold temperature or more, the temperature-sensitive permittivity fluctuation unit, each of the plurality of battery cells It may be provided to come into contact with the surrounding thermal insulation film.
  • FIG. 3 is a view showing a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • the temperature information measuring unit 300 includes the first to fourth NTC thermistors 301 to 304
  • Each of the first to fourth battery cells 11 to 14 is wrapped with first to fourth insulating films 21 to 24, and the surface of the first to fourth insulating films 21 to 24
  • the first to fourth NTC thermistors 301 to 304 are in contact with each other, and the first to fourth NTC thermistors 301 to 304 may be connected to each other in parallel.
  • the first NTC thermistor 301 is in contact with the surface of the first insulating film 21, one end is connected to the (-) output terminal, and the other end is connected to the temperature calculation module 210 of the protection IC chip.
  • the second NTC thermistor 302 is in contact with the surface of the second insulating film 22, one end is connected to the (-) output terminal, the other end, the temperature calculation module 210 of the protection IC chip Can be connected to
  • the third NTC thermistor 303 is in contact with the surface of the third insulating film 23, one end is connected to the (-) output terminal, the other end is connected to the temperature calculation module 210 of the protection IC chip, the The fourth NTC thermistor 304 is in contact with the surface of the fourth insulating film 24, one end is connected to the (-) output terminal, and the other end is connected to the temperature calculation module 210 of the protection IC chip.
  • the first to fourth NTC thermistors may be connected in parallel with each other.
  • the protection IC chip 200 may be provided with a temperature calculation module capable of calculating the temperature of each battery cell by receiving temperature information of the first to fourth NTC thermistors 301 to 304 through multiple channels.
  • the thermal insulation film is wrapped for each battery cell to detect the temperature of the thermal insulation film
  • the overall temperature of the battery cell may be sensed rather than the temperature at a specific point where the NTC thermistor (or temperature sensitive dielectric constant) is provided. I can.
  • the grouping module 220 when there are first to fourth battery cells, combines the temperatures of the insulating films 21 and 22 of the first and second battery cells to create one group (first group), and , By bundling the temperatures of the insulating films 23 and 24 of the third and fourth battery cells, it is possible to create another group (the second group).
  • the average temperature calculation unit 230 includes an average temperature of the insulating films 21 and 22 of the first and second battery cells included in the first group and the third and fourth battery cells included in the second group.
  • the average temperature of the insulating films 23 and 24 is calculated.
  • the temperature of each battery cell may be measured using a plurality of NTC thermistors described above.
  • the technique of measuring the temperature of the insulating film of each battery cell using the above-described NTC thermistor may be a known technique or a technique of a known common use.
  • the temperature and current (or voltage) relationship table of the NTC thermistor is stored in the protection IC chip, the current (or voltage) of the NTC thermistor is measured in the protection IC chip, and the measured current (or voltage)
  • the temperature of the battery cell may be detected by detecting a temperature value matched with from the temperature and current (or voltage) relationship table of the NTC thermistor.
  • the high temperature determination unit may determine that a high temperature has occurred in the battery module and turn off the FET.
  • the battery module When the FET is turned off, the battery module may be blocked from charging or discharging.
  • the battery module is discharged or charged more than if the high temperature occurred only in one battery cell. I can make it.
  • high temperature is determined based on the temperature of individual insulating films provided in each of the battery cells. Even when high temperature is detected only in the insulating film of one battery cell among a plurality of battery cells constituting the battery module, charging or Since it cuts off discharge, the battery module could not be used any more.
  • the reference value of the high temperature is 65 degrees
  • the insulation film of the first battery cell is detected at 65 degrees and the insulation film of the second battery cell is sensed at 60 degrees, the insulation film of the first battery cell is Since the temperature is higher than the high-temperature reference value of 65 degrees, charging or discharging of the battery module is immediately cut off, but with the use of the present invention, the average temperature of the first and second battery cells is calculated to be 62.5 degrees Celsius lower than the high-temperature reference temperature. Is calculated, it is not determined to be high temperature, and thus charging or discharging of the battery module can be continuously performed.
  • a battery module high temperature detection method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of detecting a high temperature of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • a method for detecting whether a battery module is high temperature includes the step of measuring the temperature of each of a plurality of battery cells constituting the battery module (S100), the measured individual battery cells A grouping step (S200) of creating a group with a temperature group of at least two adjacent battery cells, calculating an average temperature of the battery cells for each group (S300), and the calculated average temperature for each group High temperature determination step (S400) of determining whether the battery module is high based on the high temperature determination step (S400), if the high temperature is determined in the high temperature determination step, the FET of the battery module is turned off, and the battery module charge/discharge is blocked to block charging or discharging of the battery module It may be configured including a step (S600).
  • the high temperature determination step (S400) when the calculated average temperature is higher than a predetermined value, it is determined as high temperature (S510), and when the calculated average temperature is less than a predetermined value, it is determined as a normal state (S520). I can.
  • the battery cells are grouped into groups and the average temperature of the group is calculated, it is determined as high temperature based on one battery cell, but when the average temperature of the group is calculated, it is determined that it is not high temperature, so charging or discharging continues. You can do it.
  • the battery module composed of the first and second battery cells
  • the battery when the first battery module is sensed at 65 degrees and the second battery module is sensed at 60 degrees, the battery The charging or discharging of the module is blocked, but with the use of the present invention, the average temperature of the first and second battery cells is not determined to be high at 62.5 degrees Celsius, so that the battery module can be continuously charged or discharged.

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈은 복수개의 배터리 셀로 구성되고, 상기 복수개의 배터리 셀을 연결하여 형성되는 하나의 (+)출력단, 상기 복수개의 배터리 셀을 연결하여 형성되는 하나의 (-)출력단, 상기 (+)출력단과 외부 장치 사이의 전류 경로상에 구비되는 FET, 상기 복수개의 배터리 셀의 온도 정보를 측정하는 온도 정보 측정부 및 상기 FET를 제어하는 보호 IC 칩을 포함하여 구성될 수 있다.

Description

배터리 셀 고온을 검출하는 배터리 모듈 및 배터리 셀의 고온을 검출하는 방법
본 발명은 배터리 셀의 고온을 검출하고, 고온인 경우 배터리 모듈의 출력을 차단하는 배터리 모듈 및 배터리 셀의 고온을 검출하는 방법에 관한 것이다.
보다 구체적으로는, 인접한 배터리 셀들을 그룹화 하여 평균 온도를 산출하여 이를 기반으로 배터리 셀의 고온 여부를 판단하여 배터리 모듈의 출력을 차단하는 배터리 모듈 및 배터리 셀의 고온은 검출하는 방법에 관한 것이다.
일반적인 배터리 모듈은 충/방전이 가능한 복수개의 배터리 셀로 구성되어 있다.
특히, Li-ion 배터리 셀을 장시간 사용하는 경우, 배터리 셀에서는 열이 발생하게 되는데, 특히 복수개의 배터리 셀로 구성되는 대용량의 배터리 모듈은 충전 또는 방전 시 전류량의 증가에 따라 더 많은 열 발생을 수반하게 된다.
이와 같이 배터리 모듈의 내부 온도가 상승하면, 배터리 모듈의 안정성에 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 배터리 모듈의 온도가 소정의 값 이상으로 상승하면, 배터리 모듈의 충전 또는 방전을 차단해야 한다.
이를 위해 종래에는 배터리 셀 각각에 온도 센서를 구비하고, 각 배터리 셀에 구비되는 온도 센서가 MCU로 온도 정보를 전송하여 MCU는 전송 받은 온도를 기반으로 배터리 모듈의 충전 또는 방전을 차단하였다.
그러나 종래 기술은 하나의 배터리 셀의 온도만을 기준으로 배터리 모듈의 출력을 차단하므로, 하나의 배터리 셀에서만 고온이 발생하면 나머지 배터리 셀들은 정상적으로 더 사용 가능 하지만 사용하지 못하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해서 인접한 배터리 셀들을 그룹화하고, 그룹화된 배터리 셀들의 평균 온도를 기반으로 배터리 모듈의 충전 또는 방전을 차단하는 것을 제안한다.
(선행기술문헌) 한국공개특허공보 KR 2018-0032785 A
본 발명은 인접한 배터리 셀들을 그룹화 하여 평균 온도를 산출하여 이를 기반으로 배터리 셀의 고온 여부를 판단하여 배터리 모듈의 출력을 차단하는 배터리 모듈 및 배터리 셀의 고온은 검출하는 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈은 복수개의 배터리 셀로 구성되고, 상기 복수개의 배터리 셀을 연결하여 형성되는 하나의 (+)출력단, 상기 복수개의 배터리 셀을 연결하여 형성되는 하나의 (-)출력단, 상기 (+)출력단과 외부 장치 사이의 전류 경로상에 구비되는 FET, 상기 복수개의 배터리 셀의 온도 정보를 측정하는 온도 정보 측정부 및 상기 FET를 제어하는 보호 IC 칩을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 보호 IC 칩은, 상기 온도 정보 측정부로부터 수신 받은 온도 정보를 기반으로 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 온도를 산출하는 온도 산출 모듈, 상기 온도 산출 모듈에서 산출된 개별 배터리 셀들의 온도를 인접한 적어도 둘 이상의 배터리 셀들의 온도 그룹으로 그룹을 생성하는 그룹화 모듈, 상기 소정의 그룹에 포함되는 배터리 셀들의 평균 온도를 산출하는 평균 온도 산출부 및 상기 평균 온도 산출부에서 산출된 온도를 기반으로 배터리 모듈의 고온 여부를 판단하는 고온 판단부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 온도 정보 측정부의 일단은 상기 (-)출력단에 연결되고, 상기 온도 정보 측정부의 타단은 상기 보호 IC 칩의 온도 정보 산출 모듈에 연결되며, 상기 온도 정보 측정부는, 서로 병렬 연결되어 있는 복수개의 NTC 서미스터를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 복수개의 NTC 서미스터 각각은, 소정의 임계 온도 이상이 되면 유전율이 증가하는 온도 감응 유전율 변동부를 포함하여 구성되며, 상기 복수개의 NTC 서미스터의 각각의 온도 감응 유전율 변동부는, 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 표면에 직접 접촉하도록 구비될 수 있다.
상기 보호 IC 칩은, 상기 고온 판단부에서 고온이 발생되었다고 판단되는 경우, 상기 FET를 오프하여 상기 배터리 모듈의 충전 또는 방전을 차단할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈은 복수개가 연결되어 하나의 배터리 팩을 구성할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈은 다양한 전자장치에 탑재될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 모듈은, 복수개의 배터리 셀로 구성되고, 상기 복수개의 배터리 셀을 연결하여 형성되는 하나의 (+)출력단, 상기 복수개의 배터리 셀을 연결하여 형성되는 하나의 (-)출력단, 상기 (+)출력단과 외부 장치 사이의 전류 경로상에 구비되는 FET, 상기 복수개의 배터리 셀의 온도 정보를 측정하는 온도 정보 측정부, 상기 FET를 제어하는 보호 IC 칩 및 상기 복수개의 배터리 셀을 감싸는 보온 필름을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 보호 IC 칩은, 상기 온도 정보 측정부로부터 수신 받은 온도 정보를 기반으로 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 온도를 산출하는 온도 산출 모듈, 상기 온도 산출 모듈에서 산출된 개별 배터리 셀들의 온도를 인접한 적어도 둘 이상의 배터리 셀들의 온도 그룹으로 그룹을 생성하는 그룹화 모듈, 상기 소정의 그룹에 포함되는 배터리 셀들의 평균 온도를 산출하는 평균 온도 산출부 및 상기 평균 온도 산출부에서 산출된 온도를 기반으로 배터리 모듈의 고온 여부를 판단하는 고온 판단부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 온도 정보 측정부의 일단은 상기 (-)출력단에 연결되고, 상기 온도 정보 측정부의 타단은 상기 보호 IC의 온도 산출 모듈에 연결되며, 상기 온도 정보 측정부는, 서로 병렬 연결되어 있는 복수개의 NTC 서미스터를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 복수개의 NTC 서미스터 각각은, 소정의 임계 온도 이상이 되면 유전율이 증가하는 온도고 감응 유전율 변동부를 포함하여 구성되며, 상기 복수개의 NTC 서미스터의 각각의 온도 감응 유전율 변동부는, 상기 복수개의 배터리 셀을 감싸고 있는 보온 필름에 접촉하도록 구비될 수 있다.
상기 보호 IC 칩은, 상기 고온 판단부에서 고온이 발생되었다고 판단되는 경우, 상기 FET를 오프하여 상기 배터리 모듈의 충전 또는 방전을 차단할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 모듈은 복수개가 연결되어 하나의 배터리 팩을 구성할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 모듈은 다양한 전자장치에 탑재될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리 모듈의 고온 여부를 감지하는 방법은, 배터리 모듈을 구성하는 복수개의 배터리 셀 각각의 온도를 측정하는 개별 배터리 셀 온도 측정 단계, 상기 측정된 개별 배터리 셀들의 온도를 인접한 적어도 둘 이상의 배터리 셀들의 온도 그룹으로 그룹을 생성하는 그룹화 단계, 상기 그룹 별로 배터리 셀들의 평균 온도를 산출하는 그룹별 평균 온도 산출 단계, 상기 산출된 그룹별 평균 온도를 기반으로 배터리 모듈의 고온 여부를 판단하는 고온 여부 판단 단계, 상기 고온 여부 판단 단계에서 고온으로 판단되면 배터리 모듈의 FET를 오프하며 배터리 모듈의 충전 또는 방전을 차단하는 배터리 모듈 충방전 차단 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 고온 여부 판단 단계는, 상기 산출된 평균 온도가 소정의 값 이상인 경우, 고온으로 판단하고, 상기 산출된 평균 온도가 소정의 값 미만인 경우, 정상 상태로 판단할 수 있다.
본 발명은 인접한 배터리 셀들을 그룹화하여 그룹화된 배터리 셀들의 평균 온도를 산출함으로써, 특정 배터리 셀만 고온일 경우에도 배터리 셀을 보다 오랫동안 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈이 종래의 배터리 모듈보다 오래 방전할 수 있음을 보여주는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 모듈을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리 모듈의 고온을 검출하는 방법을 나타낸 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예컨대, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “~(하는) 단계” 또는 “~의 단계”는 “~를 위한 단계”를 의미하지 않는다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
1. 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시 예에 다른 배터리 모듈은 복수개의 배터리 셀, 상기 복수개의 배터리 셀을 연결하여 형성되는 하나의 (+)출력단, 상기 복수개의 배터리 셀을 연결하여 형성되는 하나의 (-)출력단, 상기 (+)출력단과 외부 장치 사이의 전류 경로상에 구비되는 FET(100), 상기 복수개의 배터리 셀의 온도 정보를 측정하는 온도 정보 측정부(300) 및 상기 FET(100)를 제어하는 보호 IC 칩(200)을 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 상기 보호 IC 칩(200)은, 상기 온도 정보 측정부로부터 수신 받은 온도 정보를 기반으로 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 온도를 산출하는 온도 산출 모듈(210), 상기 온도 산출 모듈(210)에서 산출된 온도를 인접한 적어도 둘 이상의 배터리 셀들의 온도 그룹으로 그룹을 생성하는 그룹화 모듈(220), 상기 소정의 그룹에 포함되는 배터리 셀들의 평균 온도를 산출하는 평균 온도 산출부(230) 및 상기 평균 온도 산출부(230)에서 산출된 온도를 기반으로 배터리 모듈의 고온 여부를 판단하는 고온 판단부(240)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 상기 온도 정보 측정부(300)의 일단은 상기 (-)출력단에 연결되고, 상기 온도 정보 측정부의 타단은 상기 보호 IC 칩의 온도 정보 수신 모듈에 연결되며, 상기 온도 정보 측정부(300)는, 서로 병렬로 연결되어 있는 복수개의 NTC 서미스터(301 내지 304)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 상기 복수개의 NTC 서미스터 각각은, 소정의 임계 온도 이상이 되면 유전율이 증가하는 감응 유전율 변동부를 포함하여 구성되며, 상기 온도 감응 유전율 변동부는, 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 표면에 직접 접촉하도록 구비될 수 있다.
예들 들어, 도 1과 같이 제1 내지 제4 배터리 셀(11 내지 14)이 하나의 모듈을 형성하는 경우, 상기 온도 정보 측정부(30)는 제1 내지 제4 NTC 서미스터(301 내지 304)를 포함하여 구성되며, 제1 내지 제4 배터리 셀(11 내지 14) 각각의 표면에는 제1 내지 제4 NTC 서미스터(301 내지 304)가 구비되고, 제1 내지 제4 NTC 서미스터(301 내지 304)는 서로 병렬로 연결될 수 있다.
다시 말해, 제1 NTC 서미스터(301)는 제1 배터리 셀(11)의 표면에 구비되고, 일단은 상기 (-)출력단에 연결되고, 타단은 상기 보호 IC 칩(200)의 온도 산출 모듈에 연결되며, 상기 제2 NTC 서미스터(302)는, 제2 배터리 셀(12)의 표면에 구비되고, 일단은 상기 (-) 출력단에 연결되고, 타단은, 상기 보호 IC 칩(200)의 온도 산출 모듈에 연결될 수 있다.
제3 NTC 서미스터(303)는 제3 배터리 셀(13)의 표면에 구비되고, 일단은 상기 (-)출력단에 연결되고, 타단은 상기 보호 IC 칩(200)의 온도 산출 모듈(210)에 연결되며, 상기 제4 NTC 서미스터(304)는, 제4 배터리 셀(14)의 표면에 구비되고, 일단은 상기 (-) 출력단에 연결되고, 타단은, 상기 보호 IC 칩(200)의 온도 산출 모듈(210)에 연결되어 상기 제1 내지 제4 NTC 서미스터(301 내지 304)는 서로 병렬로 연결될 수 있다.
즉, 보호 IC 칩(200)은 제1 내지 제4 NTC 서미스터(301 내지 304)의 온도 정보를 다채널로 수신받아 각각의 온도를 산출할 수 있는 온도 산출 모듈이 구비될 수 있다.
한편, 상기 그룹화 모듈(220)은, 제1 내지 제4 배터리 셀(11 내지 14)이 있는 경우, 제1,2 배터리 셀(11,12)의 온도를 묶어서 하나의 그룹(제1 그룹)으로 생성하고, 제3,4 배터리 셀(13,14)의 온도를 묶어서 다른 하나의 그룹(제2 그룹)으로 생성할 수 있다.
그리고, 상기 평균 온도 산출부(230)는 상기 제1 그룹에 포함되어 있는 제1,2 배터리 셀(11,12)의 평균 온도와 제2 그룹에 포함되어 있는 제3,4 배터리 셀(13,14)의 평균 온도를 산출한다. 구체적인 배터리 셀의 온도를 측정하는 방법은 상술한 복수개의 NTC 서미스터를 사용하여 배터리 셀 각각의 온도를 측정할 수 있다.
한편, 상술한 NTC 서미스터를 사용하여 배터리 셀 각각의 온도를 측정하는 기술은 이미 공지된 공지 기술 또는 주지 관용의 기술일 수 있다.
예를 들어, 보호 IC 칩(200)에 상기 NTC 서미스터의 온도와 전류(또는 전압) 관계 테이블이 저장되어 있고, 보호 IC 칩(200)에서 상기 NTC 서미스터의 전류(또는 전압)을 측정하고, 측정된 전류(또는 전압)와 매칭되는 온도 값을 상기 NTC 서미스터의 온도와 전류(또는 전압) 관계 테이블에서 검출함으로써, 배터리 셀의 온도를 검출할 수 있다.
한편, 상기 고온 판단부(240)는, 상기 평균 온도 산출부(230)에서 산출된 온도가 소정의 기준 값 이상인 경우에는 상기 보호 IC 칩(200)은 배터리 모듈에 고온이 발생하였다고 판단하고, 상기 FET(100)를 오프 시킬 수 있다.
상기 FET(100)가 오프되면, 상기 배터리 모듈은 충전 또는 방전이 차단될 수 있다.
이와 같이 배터리 셀들의 온도를 소정의 그룹으로 묶어 각 그룹의 평균 온도를 기반으로 배터리 모듈의 고온 여부를 판단하면, 어느 하나의 배터리 셀에서만 고온이 발생한 경우보다 배터리 모듈을 더 많이 방전 또는 충전 시킬 수 있다.
구체적으로, 종래에는 배터리 셀 개별 온도를 기준으로 고온을 판단하는데, 배터리 모듈을 구성하는 복수개의 배터리 셀 중에서 하나의 배터리 셀에서만 고온이 감지되는 경우에도 충전 또는 방전을 차단하므로, 배터리 모듈을 더 사용할 수 없었다.
그러나 상술한 바와 같이 배터리 셀들의 온도를 그룹으로 묶어 그룹의 평균 온도를 산출하면, 도 2와 같이 하나의 배터리 셀 기준으로는 고온으로 판단되지만, 그룹의 평균 온도를 산출하면, 고온이 아닌 것으로 판단되므로, 충전 또는 방전을 계속하여 수행할 수 있다.
예를 들어, 고온의 기준 값이 65도인 경우, 종래 방법으로는 제1 배터리 셀이 65도로 감지되고 제2 배터리 셀이 60도로 감지되면, 제1 배터리 셀이 고온이기 때문에 즉시 배터리 모듈의 충전 또는 방전이 차단되지만, 본 발명의 발명의 사용하면, 제1,2 배터리 셀의 평균 온도를 구하면 62.5도로 상기 고온 기준 온도보다 낮은 온도가 산출되므로, 고온으로 판단되지 않아 배터리 모듈을 충전 또는 방전을 계속하여 수행할 수 있다.
이와 같이 배터리 모듈을 운영하면, 하나의 배터리 셀에서만 고온이 발생하는 경우, 나머지 정상적인 배터리 셀을 전혀 사용하지 못하는 비효율적인 문제를 일부 해소할 수 있다.
2. 본 발명의 다른 실시 예에 다른 배터리 모듈.
본 발명의 다른 실시 예에 다른 배터리 모듈은 복수개의 배터리 셀, 상기 복수개의 배터리 셀을 연결하여 형성되는 하나의 (+)출력단, 상기 복수개의 배터리 셀을 연결하여 형성되는 하나의 (-)출력단, 상기 (+)출력단과 외부 장치 사이의 전류 경로상에 구비되는 FET(100), 상기 배터리 모듈의 고온을 감지하는 온도 정보 측정부(300), 상기 FET(100)를 제어하는 보호 IC 칩(200) 및 상기 복수개의 배터리 셀을 감싸는 보온 필름(21 내지 24)을 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 상기 보호 IC 칩(200)은, 상기 온도 정보 측정부(300)로부터 수신받은 온도 정보를 기반으로 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 온도를 산출하는 온도 산출 모듈(210), 상기 온도 산출 모듈(210)에서 수신 받은 온도를 인접한 적어도 둘 이상의 배터리 셀들의 온도 그룹으로 그룹을 생성하는 그룹화 모듈(220), 상기 소정의 그룹에 포함되는 배터리 셀들의 평균 온도를 산출하는 평균 온도 산출부(230) 및 상기 평균 온도 산출부(230)에서 산출된 온도를 기반으로 배터리 모듈의 고온 여부를 판단하는 고온 판단부(240)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 상기 온도 정보 측정부(300)의 일단은 상기 (-)출력단에 연결되고, 상기 온도 정보 측정부(300)의 타단은 상기 보호 IC 칩의 온도 산출 모듈에 연결되며, 상기 온도 정보 측정부(300)는, 서로 병렬로 연결되어 있는 복수개의 NTC 서미스터(301 내지 304)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 상기 복수개의 NTC 서미스터(301 내지 304) 각각은, 소정의 임계 온도 이상이 되면 유전율이 증가하는 온도 감응 유전율 변동부를 포함하여 구성되며, 상기 온도 감응 유전율 변동부는, 상기 복수개의 배터리 셀 각각을 감싸고 있는 보온 필름에 접촉하도록 구비될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 모듈을 나타낸 도면이다.
예들 들어, 도 3과 같이 제1 내지 제4 배터리 셀(11 내지 14)이 하나의 모듈을 형성하는 경우, 상기 온도 정보 측정부(300)는 제1 내지 제4 NTC 서미스터(301 내지 304)를 포함하여 구성되며, 제1 내지 제4 배터리 셀(11 내지 14) 각각은 제1 내지 제4 보온 필름(21 내지 24)으로 싸여 있으며, 상기 제1 내지 제4 보온 필름(21 내지 24)의 표면에는 제1 내지 제4 NTC 서미스터(301 내지 304)가 접촉되고, 제1 내지 제4 NTC 서미스터(301 내지 304)는 서로 병렬로 연결될 수 있다.
다시 말해, 제1 NTC 서미스터(301)는 제1 보온 필름(21)의 표면에 접촉되고, 일단은 상기 (-)출력단에 연결되고, 타단은 상기 보호 IC 칩의 온도 산출 모듈(210)에 연결되며, 상기 제2 NTC 서미스터(302)는, 제2 보온 필름(22)의 표면에 접촉되고, 일단은 상기 (-) 출력단에 연결되고, 타단은, 상기 보호 IC 칩의 온도 산출 모듈(210)에 연결될 수 있다.
제3 NTC 서미스터(303)는 제3 보온 필름(23)의 표면에 접촉되고, 일단은 상기 (-)출력단에 연결되고, 타단은 상기 보호 IC 칩의 온도 산출 모듈(210)에 연결되며, 상기 제4 NTC 서미스터(304)는, 제4 보온 필름(24)의 표면에 접촉되고, 일단은 상기 (-) 출력단에 연결되고, 타단은, 상기 보호 IC 칩의 온도 산출 모듈(210)에 연결되어 상기 제1 내지 제4 NTC 서미스터는 서로 병렬로 연결될 수 있다.
즉, 보호 IC 칩(200)은 제1 내지 제4 NTC 서미스터(301 내지 304)의 온도 정보를 다채널로 수신받아 배터리 셀 각각의 온도를 산출할 수 있는 온도 산출 모듈이 구비될 수 있다.
한편, 배터리 셀 개별마다 보온 필름이 감싸여 있어 보온 필름의 온도를 감지하는 경우, 상기 NTC 서미스터(또는 온도 감응 유전율 변동부)가 구비되는 특정 지점의 온도가 아니라 해당 배터리 셀의 전체적인 온도를 감지할 수 있다.
한편, 상기 그룹화 모듈(220)은, 제1 내지 제4 배터리 셀이 있는 경우, 제1,2 배터리 셀의 보온 필름(21,22)의 온도를 묶어서 하나의 그룹(제1 그룹)으로 생성하고, 제3,4 배터리 셀의 보온 필름(23,24)의 온도를 묶어서 다른 하나의 그룹(제2 그룹)으로 생성할 수 있다.
그리고, 상기 평균 온도 산출부(230)는 상기 제1 그룹에 포함되어 있는 제1,2 배터리 셀의 보온 필름(21,22)의 평균 온도와 제2 그룹에 포함되어 있는 제3,4 배터리 셀의 보온 필름(23,24)의 평균 온도를 산출한다. 구체적인 배터리 셀의 보온 필름의 온도를 측정하는 방법은 상술한 복수개의 NTC 서미스터를 사용하여 배터리 셀 각각의 온도를 측정할 수 있다.
한편, 상술한 NTC 서미스터를 사용하여 배터리 셀 각각의 보온 필름의 온도를 측정하는 기술은 이미 공지된 공지 기술 또는 주지 관용의 기술일 수 있다.
예를 들어, 보호 IC 칩에 상기 NTC 서미스터의 온도와 전류(또는 전압) 관계 테이블이 저장되어 있고, 보호 IC 칩에서 상기 NTC 서미스터의 전류(또는 전압)을 측정하고, 측정된 전류(또는 전압)와 매칭되는 온도 값을 상기 NTC 서미스터의 온도와 전류(또는 전압) 관계 테이블에서 검출함으로써, 배터리 셀의 온도를 검출할 수 있다.
한편, 상기 고온 판단부는, 상기 평균 온도 산출부에서 산출된 보온 필름의 온도가 소정의 기준 값 이상인 경우에는 상기 보호 IC 칩은 배터리 모듈에 고온이 발생하였다고 판단하고, 상기 FET를 오프 시킬 수 있다.
상기 FET가 오프되면, 상기 배터리 모듈은 충전 또는 방전이 차단될 수 있다.
이와 같이 배터리 셀들의 보온 필름 온도를 소정의 그룹으로 묶어 각 그룹의 평균 온도를 기반으로 배터리 모듈의 고온 여부를 판단하면, 어느 하나의 배터리 셀에서만 고온이 발생한 경우보다 배터리 모듈을 더 많이 방전 또는 충전 시킬 수 있다.
구체적으로, 종래에는 배터리 셀 각각에 구비되는 개별 보온 필름의 온도를 기준으로 고온을 판단하는데, 배터리 모듈을 구성하는 복수개의 배터리 셀 중에서 하나의 배터리 셀의 보온 필름에서만 고온이 감지되는 경우에도 충전 또는 방전을 차단하므로, 배터리 모듈을 더 사용할 수 없었다.
그러나 상술한 바와 같이 배터리 셀들의 보온 필름 온도를 그룹으로 묶어 그룹의 평균 온도를 산출하면, 도 2와 같이 하나의 배터리 셀 기준으로는 고온으로 판단되지만, 그룹의 평균 온도를 산출하면, 고온이 아닌 것으로 판단되므로, 충전 또는 방전을 계속하여 수행할 수 있다.
예를 들어, 고온의 기준 값이 65도인 경우, 종래 방법으로는 제1 배터리 셀의 보온 필름이 65도로 감지되고 제2 배터리 셀의 보온 필름이 60도로 감지되면, 제1 배터리 셀의 보온 필름의 온도가 고온의 기준 값인 65도 이상이므로, 즉시 배터리 모듈의 충전 또는 방전이 차단되지만, 본 발명의 발명의 사용하면, 제1,2 배터리 셀의 평균 온도를 구하면 62.5도로 상기 고온 기준 온도보다 낮은 온도가 산출되므로, 고온으로 판단되지 않아 배터리 모듈을 충전 또는 방전을 계속하여 수행할 수 있다.
이와 같이 배터리 모듈을 운영하면, 하나의 배터리 셀에서만 고온이 발생하는 경우, 나머지 정상적인 배터리 셀을 전혀 사용하지 못하는 비효율적인 문제를 일부 해소할 수 있다.
3. 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리 모듈 고온 감지 방법.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리 모듈 고온 감지 방법을 나타낸 순서도이다.
이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리 모듈 고온 감지 방법을 설명한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리 모듈의 고온 여부 감지 방법은, 배터리 모듈을 구성하는 복수개의 배터리 셀 각각의 온도를 측정하는 개별 배터리 셀 온도 측정 단계(S100), 상기 측정된 개별 배터리 셀들의 온도를 인접한 적어도 둘 이상의 배터리 셀들의 온도 그룹으로 그룹을 생성하는 그룹화 단계(S200), 상기 그룹 별로 배터리 셀들의 평균 온도를 산출하는 그룹별 평균 온도 산출 단계(S300), 상기 산출된 그룹별 평균 온도를 기반으로 배터리 모듈의 고온 여부를 판단하는 고온 여부 판단 단계(S400), 상기 고온 여부 판단 단계에서 고온으로 판단되면 배터리 모듈의 FET를 오프하며 배터리 모듈의 충전 또는 방전을 차단하는 배터리 모듈 충방전 차단 단계(S600)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 고온 여부 판단 단계(S400)는, 상기 산출된 평균 온도가 소정의 값 이상인 경우, 고온으로 판단(S510)하고, 상기 산출된 평균 온도가 소정의 값 미만인 경우, 정상 상태로 판단(S520)할 수 있다.
상술한 바와 같이 배터리 셀을 그룹으로 묶어 그룹의 평균 온도를 산출하면, 하나의 배터리 셀 기준으로는 고온으로 판단되지만, 그룹의 평균 온도를 산출하면, 고온이 아닌 것으로 판단되므로, 충전 또는 방전을 계속하여 수행할 수 있다.
예를 들어, 고온의 기준 값이 65도이고, 제1,2 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈은, 종래 방법으로는 제1 배터리 모듈이 65도로 감지되고 제2 배터리 모듈이 60도로 감지되면, 즉시 배터리 모듈의 충전 또는 방전이 차단되지만, 본 발명의 발명의 사용하면, 제1,2 배터리 셀의 평균 온도를 구하면 62.5도로 고온으로 판단되지 않아 배터리 모듈을 충전 또는 방전을 계속하여 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (12)

  1. 복수개의 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈에 있어서,
    상기 배터리 모듈은,
    상기 복수개의 배터리 셀을 연결하여 형성되는 하나의 (+)출력단;
    상기 복수개의 배터리 셀을 연결하여 형성되는 하나의 (-)출력단;
    상기 (+)출력단과 외부 장치 사이의 전류 경로상에 구비되는 FET;
    상기 복수개의 배터리 셀의 온도 정보를 측정하는 온도 정보 측정부; 및
    상기 FET를 제어하는 보호 IC 칩;
    을 포함하여 구성되며,
    상기 보호 IC 칩은,
    상기 온도 정보 측정부로부터 수신 받은 온도 정보를 기반으로 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 온도를 산출하는 온도 산출 모듈;
    상기 온도 산출 모듈에서 산출된 개별 배터리 셀들의 온도를 인접한 적어도 둘 이상의 배터리 셀들의 온도 그룹으로 그룹을 생성하는 그룹화 모듈;
    상기 소정의 그룹에 포함되는 배터리 셀들의 평균 온도를 산출하는 평균 온도 산출부; 및
    상기 평균 온도 산출부에서 산출된 온도를 기반으로 배터리 모듈의 고온 여부를 판단하는 고온 판단부;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 온도 정보 측정부의 일단은 상기 (-)출력단에 연결되고,
    상기 온도 정보 측정부의 타단은 상기 보호 IC 칩의 온도 정보 산출 모듈에 연결되며,
    상기 온도 정보 측정부는,
    서로 병렬 연결되어 있는 복수개의 NTC 서미스터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수개의 NTC 서미스터 각각은,
    소정의 임계 온도 이상이 되면 유전율이 증가하는 온도 감응 유전율 변동부를 포함하여 구성되며,
    상기 복수개의 NTC 서미스터의 각각의 온도 감응 유전율 변동부는,
    상기 복수개의 배터리 셀 각각의 표면에 직접 접촉하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 보호 IC 칩은,
    상기 고온 판단부에서 고온이 발생되었다고 판단되는 경우, 상기 FET를 오프하여 상기 배터리 모듈의 충전 또는 방전을 차단하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 복수개의 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈에 있어서,
    상기 배터리 모듈은,
    상기 복수개의 배터리 셀을 연결하여 형성되는 하나의 (+)출력단;
    상기 복수개의 배터리 셀을 연결하여 형성되는 하나의 (-)출력단;
    상기 (+)출력단과 외부 장치 사이의 전류 경로상에 구비되는 FET;
    상기 복수개의 배터리 셀의 온도 정보를 측정하는 온도 정보 측정부;
    상기 FET를 제어하는 보호 IC 칩; 및
    상기 복수개의 배터리 셀을 감싸는 보온 필름;
    을 포함하여 구성되며,
    상기 보호 IC 칩은,
    상기 온도 정보 측정부로부터 수신 받은 온도 정보를 기반으로 상기 복수개의 배터리 셀 각각의 온도를 산출하는 온도 산출 모듈;
    상기 온도 산출 모듈에서 산출된 개별 배터리 셀들의 온도를 인접한 적어도 둘 이상의 배터리 셀들의 온도 그룹으로 그룹을 생성하는 그룹화 모듈;
    상기 소정의 그룹에 포함되는 배터리 셀들의 평균 온도를 산출하는 평균 온도 산출부; 및
    상기 평균 온도 산출부에서 산출된 온도를 기반으로 배터리 모듈의 고온 여부를 판단하는 고온 판단부;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 온도 정보 측정부의 일단은 상기 (-)출력단에 연결되고,
    상기 온도 정보 측정부의 타단은 상기 보호 IC의 온도 산출 모듈에 연결되며,
    상기 온도 정보 측정부는,
    서로 병렬 연결되어 있는 복수개의 NTC 서미스터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 복수개의 NTC 서미스터 각각은,
    소정의 임계 온도 이상이 되면 유전율이 증가하는 온도 감응 유전율 변동부를 포함하여 구성되며,
    상기 복수개의 NTC 서미스터의 각각의 온도 감응 유전율 변동부는,
    상기 복수개의 배터리 셀을 감싸고 있는 보온 필름에 접촉하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 보호 IC 칩은,
    상기 고온 판단부에서 고온이 발생되었다고 판단되는 경우, 상기 FET를 오프하여 상기 배터리 모듈의 충전 또는 방전을 차단하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 배터리 모듈의 고온 여부를 감지하는 방법에 있어서,
    배터리 모듈을 구성하는 복수개의 배터리 셀 각각의 온도를 측정하는 개별 배터리 셀 온도 측정 단계;
    상기 측정된 개별 배터리 셀들의 온도를 인접한 적어도 둘 이상의 배터리 셀들의 온도 그룹으로 그룹을 생성하는 그룹화 단계;
    상기 그룹 별로 배터리 셀들의 평균 온도를 산출하는 그룹별 평균 온도 산출 단계;
    상기 산출된 그룹별 평균 온도를 기반으로 배터리 모듈의 고온 여부를 판단하는 고온 여부 판단 단계;
    상기 고온 여부 판단 단계에서 고온으로 판단되면 배터리 모듈의 FET를 오프하며 배터리 모듈의 충전 또는 방전을 차단하는 배터리 모듈 충방전 차단 단계;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 고온 여부 감지 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 고온 여부 판단 단계는,
    상기 산출된 평균 온도가 소정의 값 이상인 경우, 고온으로 판단하고,
    상기 산출된 평균 온도가 소정의 값 미만인 경우, 정상 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 고온 여부 감지 방법.
  11. 청구항 1 내지 8항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하여 구성되는 배터리 팩.
  12. 청구항 1내지 8항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈이 탑재되는 전자장치.
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