KR101093888B1 - 배터리 팩 및 이의 단선 검출 방법 - Google Patents

배터리 팩 및 이의 단선 검출 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 배터리 셀에 연결되는 복수의 연결 라인의 단선을 검출함으로써 안전성을 향상시킬 수 있는 배터리 팩 및 이의 단선 검출 방법에 관한 것이다.
일예로, 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리; 복수의 배터리 셀 사이에 연결되는 복수의 연결 라인; 배터리의 충전 및 방전 동작을 제어하는 제어부; 및 배터리와 제어부 사이에 연결되는 보호 회로부를 포함하며, 제어부가 복수의 연결 라인의 단선을 검출하면 보호 회로부를 오픈시키는 배터리 팩이 개시된다.
배터리, 연결 라인, 단선, 제어부, 보호 회로부

Description

배터리 팩 및 이의 단선 검출 방법{BATTERY PACK AND METHOD OF DETECTING LINE OPEN THEREOF}
본 발명은 배터리 팩 및 이의 단선 검출 방법에 관한 것이다.
일반적으로 휴대용 노트북 컴퓨터 및 휴대용 전동공구와 같은 휴대용 전자기기는 충전 가능한 배터리 팩을 갖는다. 이러한 배터리 팩은 다수의 배터리 셀과, 각 배터리 셀의 과충전 또는 과방전을 제어하고 용량을 계산하는 제어부를 포함하여 이루어진다.
한편, 휴대용 전동공구와 같은 특수한 장치에 장착되는 배터리 팩은 과방전 제어부를 갖지 않는다. 예를 들면, 휴대용 전동공구 제조 회사는 휴대용 전동공구의 최대 출력을 높이기 위해, 배터리 팩에 과방전 제어부를 장착하지 않을 것을 요구한다. 이에 따라, 휴대용 전동공구와 같은 특수한 장치에 장착되는 배터리 팩은 안전성에 대한 신뢰성이 떨어진다.
본 발명의 목적은 복수의 배터리 셀에 연결되는 복수의 연결 라인의 단선을 검출함으로써 안전성을 향상시킬 수 있는 배터리 팩 및 이의 단선 검출 방법을 제공하는 데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 배터리 팩은 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리; 상기 복수의 배터리 셀 사이에 연결되는 복수의 연결 라인; 상기 배터리의 충전 및 방전 동작을 제어하는 제어부; 및 상기 배터리와 상기 제어부 사이에 연결되는 보호 회로부를 포함하며, 상기 제어부가 상기 복수의 연결 라인의 단선을 검출하면 상기 보호 회로부를 오픈시키는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 연결 라인의 단선은 상기 복수의 배터리 셀의 양단 전압 중 최대값과 최소값의 차이가 기준 전압값보다 클 때 검출되는 것일 수 있다.
상기 보호 회로부는 퓨즈를 포함하며, 상기 보호 회로부의 오픈은 상기 퓨즈가 블로잉됨에 따라 이루어질 수 있다.
상기 보호 회로부는 상기 퓨즈와 상기 제어부 사이에 설치되는 가열 저항; 및 상기 가열 저항과 상기 제어부 사이에 연결된 제어 스위치를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은 상기 배터리의 일단에 연결되는 팩 방전 단자; 상기 배터리의 일단에 상기 팩 방전 단자와 병렬로 연결되는 팩 충전 단자; 및 상기 배터리의 타단에 연결되는 팩 음극 단자를 포함하며, 상기 보호 회로부는 상기 배터리의 일단과 상기 팩 충전 단자 사이에 연결될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은 상기 제어부에 연결되는 통신 단자 및 전원 단자를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 단선 체크 신호를 수신하여 상기 복수의 연결 라인의 단선을 검출하기 시작할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 일정 시간 이상 상기 배터리의 전류가 기준 전류값보다 작은 것으로 감지하면 상기 복수의 연결 라인의 단선을 검출하기 시작할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은 상기 배터리와 상기 제어부 사이에 연결되며, 상기 배터리의 전압을 검출하고 상기 배터리의 밸런싱을 제어하는 전압 감지 및 밸런싱 회로를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 배터리 셀은 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩의 단선 검출 방법은 제어부가 배터리에 포함된 복수의 배터리 셀 사이에 연결되는 복수의 연결 라인의 단선 체크 조건을 판단하는 단선 체크 조건 판단 단계; 상기 복수의 연결 라인의 단선 체크 조건이 만족되면, 상기 제어부가 상기 복수의 연결 라인의 단선 검출 조건을 판단하는 단선 검출 조건 판단 단계; 및 상기 복수의 연결 라인의 단선 검출 조건이 만족되면, 상기 제어부가 상기 배터리와 상기 제어부 사이에 연결되는 보호 회로부를 오픈시키는 보호 회로 동작 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 단선 체크 조건 판단 단계에서, 상기 제어부가 단선 체크 신호를 수신하면 상기 복수의 연결 라인의 단선 체크 조건이 만족될 수 있다.
상기 단선 체크 조건 판단 단계에서, 상기 제어부가 일정 시간 이상 상기 배터리의 전류가 기준 전류값보다 작은 것으로 감지하면 상기 복수의 연결 라인의 단선 체크 조건이 만족될 수 있다.
상기 단선 검출 조건 단계에서, 상기 제어부가 상기 복수의 배터리 셀의 양단 전압 중 최대값과 최소값의 차이가 기준 전압값보다 큰 것으로 감지하면 상기 복수의 연결 라인의 단선 검출 조건이 만족될 수 있다.
상기 보호 회로 동작 단계에서, 상기 제어부가 상기 보호 회로부의 퓨즈를 블로잉할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩 및 이의 단선 검출 방법은 복수의 배터리 셀에 연결되는 복수의 연결 라인의 단선을 검출함으로써, 출하 전에는 불량을 줄일 수 있으며 출하 후에는 복수의 연결 라인의 단선이 발생된 경우에서 충전 및 방전 동작을 중지시켜 안전성을 향상시킬 수 있다.
이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 배터리(110), 외부 단자부(120), 전압 감지 및 밸런싱 회로부(130), 아날로그 스위치부(140), 제어부(150) 및 보호 회로부(160)를 포함한다.
상기 배터리(110)는 복수의 배터리 셀(B1, B2, B3, B4, B5)을 포함하여 구성될 수 있으며, 복수의 배터리 셀(B1, B2, B3, B4, B5) 각각은 대략 4.2V까지 충전 가능한 리튬 이온 전지일 수 있으나, 이로서 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 여기서, 상기 복수의 배터리 셀(B1, B2, B3, B4, B5) 각각은 양극 단자(+)와 음극 단자(-)를 가지며, 복수의 연결 라인(L1, L2, L3, L4)을 이용해 직렬 또는 병렬로 서로 연결될 수 있다.
상기 복수의 배터리 셀(B1, B2, B3, B4, B5)은 제 1 배터리 셀(B1), 제 2 배터리 셀(B2), 제 3 배터리 셀(B3), 제 4 배터리 셀(B4) 및 제 5 배터리 셀(B5)로 구분될 수 있다. 여기서, 상기 복수의 배터리 셀(B1, B2, B3, B4, B5)은 5개로 도시되었으나, 이로서 본 발명은 한정하는 것은 아니다. 또한, 복수의 연결 라인(L1, L2, L3, L4)은 제 1 연결 라인(L1), 제 2 연결 라인(L2),제 3 연결 라인(L3) 및 제 4 연결 라인(L4)으로 구분될 수 있다. 여기서, 상기 복수의 연결 라인(L1, L2, L3, L4)은 니켈 등의 도전성 탭으로 구성될 수 있으며, 배터리 셀의 개수에 따라 다른 개수를 가질 수 있다.
상기 외부 단자부(120)는 배터리 팩(100)과, 충전 장치 또는 부하와 같은 외부 전자 기기를 전기적으로 연결한다. 이를 위해, 상기 외부 단자부(120)는 배터 리(110)의 방전을 위한 팩 방전 단자(121), 배터리(110)의 충전을 위한 팩 충전 단자(122), 배터리(110)의 방전 또는 충전을 위한 팩 음극 단자(123), 배터리(110)와 외부 전자 기기의 통신을 위한 통신 단자(124), 및 제어부(150)의 전원 공급을 위한 전원 단자(125)를 포함할 수 있다. 상기 팩 방전 단자(121)는 배터리(110)의 일단(111)에 연결되며, 팩 충전 단자(122)는 배터리(110)의 일단(111)에 팩 방전 단자(121)와 병렬로 연결되며, 팩 음극 단자(123)는 배터리(110)의 타단(112)에 연결되며, 통신 단자(124)와 전원 단자(125)는 제어부(150)에 연결된다. 이와 같이, 상기 외부 단자부(120)는 팩 방전 단자(121)와 팩 충전 단자(122)를 각각 구비하여, 배터리 팩(100)의 방전 경로와 충전 경로가 서로 다르다. 이러한 외부 단자부(120)를 가지는 배터리 팩(100)은 전동 공구 팩에 적용될 수 있으며, 이로서 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
상기 전압 감지 및 밸런싱 회로부(130)는 제 1 센싱 와이어(W1) 내지 제 4 센싱 와이어(W4)에 의해 제 1 배터리 셀(B1) 내지 제 4 배터리 셀(B4)에 연결되어, 제 1 배터리 셀(B1) 내지 제 4 배터리 셀(B4)의 전압을 감지한다. 이러한 전압 감지 및 밸런싱 회로부(130)는 제 1 배터리 셀(B1) 내지 제 4 배터리 셀(B4)의 전압을 제어부(150)로 공급한다. 상기 전압 감지 및 밸런싱 회로부(130)는 리튬 이온 전지용으로 제조된 다양한 종류의 아날로그 프론트 엔드를 포함할 수 있으나, 이로서 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
상기 아날로그 스위치부(140)는 제 5 배터리 셀(B5)의 양극 단자(+)와 음극 단자(-) 사이에 병렬로 연결되어, 제 5 배터리 셀(B5)의 전압을 감지한다. 상기 아 날로그 스위치부(140)는 복수의 스위치(141)와, 제 5 배터리 셀(B5)의 전압을 충전하는 플라잉 커패시터(142)를 포함할 수 있다. 이러한 아날로그 스위치부(140)는 제어부(150)의 제어 신호에 따라 스위치(141)가 턴온 또는 턴오프됨으로써, 플라잉 커패시터(142)에 충전된 제 5 배터리 셀(B5)의 전압을 제어부(150)에 공급한다. 이를 위해, 상기 아날로그 스위치부(140)와 제어부(150) 사이에는 오피 앰프(143) 및 분압 저항(144a, 144b)이 더 연결된다. 더불어, 팩 방전 단자(121)와 팩 음극 단자(123) 사이에는 분압 저항(145a, 145b)이 연결되며, 분압 저항(145a, 145b)은 배터리 팩(100)의 전체 전압을 제어부(150)에 제공한다.
한편, 제 5 배터리 셀(B5)의 양극 단자(B+)와 음극 단자(B-) 사이에는 제 5 배터리 셀(B5)의 밸런싱을 위한 밸런싱 저항(146) 및 밸런싱 스위치(147)가 더 연결된다. 여기서, 상기 밸런싱 스위치(147)는 제어부(150)의 제어 신호에 따라 턴온 또는 턴오프될 수 있다. 도시하진 않았지만, 제 1 배터리 셀(B1) 내지 제 4 배터리 셀(B4)에 대한 밸런싱 저항 및 밸런싱 스위치는 전압 감지 및 밸런싱 회로부(130)에 내장된다. 또한, 배터리(110)의 타단(112)과 팩 음극 단자(123) 사이에는 배터리 팩(100)의 전류 감지를 위한 전류 센서 저항(148)이, 제어부(150)에는 배터리(110)의 온도 감지를 위한 온도 센서(149)가 더 연결될 수 있다.
상기 제어부(150)는 전압 감지 및 밸런싱 회로부(130)와, 아날로그 스위치부(140)로부터 제공받은 배터리(110)의 전압에 대한 정보에 대응하는 충방전 제어 신호 및 밸런싱 제어 신호를 생성한다. 그리고, 상기 제어부(150)는 충방전 제어 신호 및 밸런싱 제어 신호를 전압 감지 및 밸런싱 회로부(130)에 제공하여, 배터 리(110)의 충전 및 방전 동작을 제어하도록 한다.
또한, 상기 제어부(150)는 복수의 배터리 셀(B1, B2, B3, B4, B5) 사이의 복수의 연결 라인(L1, L2, L3, L4)의 단선을 검출하면, 보호 회로부(160)를 오픈시켜 배터리(110)의 충전 및 방전 동작을 중지시킨다.
구체적으로, 상기 제어부(150)는 먼저 단선 체크 신호를 수신하거나, 배터리(110)의 전류가 일정 시간 이상 기준 전류값보다 작은 경우(즉, 배터리(110)가 OCV(Open Circuit Voltage) 상태인 경우)로 판단하면, 복수의 배터리 셀(B1, B2, B3, B4, B5) 사이의 복수의 연결 라인(L1, L2, L3, L4)에 단선을 검출하기 시작한다. 여기서, 단선 체크 신호는 배터리 팩(100)의 출하 이전에 오퍼레이터 등으로부터 통신 단자(124)를 통해 제공될 수 있으며, 배터리 팩(100)의 불량을 방지하기 위해 복수의 배터리 셀(B1, B2, B3, B4, B5) 사이의 복수의 연결 라인(L1, L2, L3, L4)의 단선을 체크하는 명령 신호일 수 있다. 또한, 배터리(110)의 전류가 일정 시간 이상 기준 전류값보다 작은 경우는 배터리 팩(100)의 출하 이후 배터리(100)의 전압 변동이 거의 없는 경우로, 배터리(110)의 충전 및 방전 동작이 거의 없는 배터리 팩(100)의 안정화 상태이다. 여기서, 배터리(110)의 전류는 전류 센서 저항(148)에 의해 감지될 수 있다. 그리고, 상기 일정 시간은 약 1분일 수 있으며, 기준 전류값은 약 500mA일 수 있으나, 이로서 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
상기 제어부(150)는 단선 체크 신호를 수신하거나, 배터리(110)의 전류가 일정 시간 이상 기준 전류값보다 작은 경우로 판단하면, 복수의 배터리 셀(B1, B2, B3, B4, B5)의 양단 전압(V1, V2, V3, V4, V5) 중 최대값(Vmax)과 최소값(Vmin)의 차이가 기준 전압값보다 큰 지 파악한다. 상기 제어부(150)는 최대값(Vmax)과 최소값(Vmin)의 차이가 기준 전압값보다 크면, 복수의 배터리 셀(B1, B2, B3, B4, B5) 사이의 복수의 연결 라인(L1, L2, L3, L4)에 단선이 발생된 것으로 판단한다. 그럼, 상기 제어부(150)는 보호 회로부(160)의 퓨즈(161)를 블로잉시키도록 제어하여 배터리(110)의 충전 및 방전 동작을 중지 시킨다. 여기서, 상기 기준 전압값은 약 1V일 수 있으나, 이로서 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 한편, 상기 제어부(150)와 전압 감지 및 밸런싱 회로부(130)는 통합되어 하나의 집적 회로, 즉 하나의 싱글 반도체 칩으로 제조될 수 있다.
상기 보호 회로부(160)는 배터리(110), 제어부(150) 및 팩 충전 단자(122) 사이에 연결되며, 제어부(150)의 제어에 의해 동작한다. 구체적으로, 상기 보호 회로부(160)는 배터리(110)의 전압이 과충전 임계전압 이상일 때 제어부(150)의 제어에 의해 오픈되어, 배터리(110)의 과충전을 방지한다. 또한, 상기 보호 회로부(160)는 제어부(150)가 복수의 배터리 셀(B1, B2, B3, B4, B5) 사이의 복수의 연결 라인(L1, L2, L3, L4)에 단선이 발생된 것으로 판단하면, 제어부(150)에 의해 오픈되어 배터리(110)의 충전 및 방전 동작을 정지시킨다. 이를 위해, 상기 보호 회로부(160)는 퓨즈(161), 가열 저항(162) 및 제어 스위치(163)를 포함한다.
상기 퓨즈(161)는 배터리(110)의 일단(111)과 팩 충전 단자(122) 사이에 연결되며, 가열 저항(162)은 퓨즈(161)와 제어부(150) 사이에 연결되고, 제어 스위치(163)는 가열 저항(162)과 제어부(150) 사이에 연결된다. 상기 보호 회로부(160)의 오픈은 퓨즈(161)가 블로잉됨에 따라 이루어진다. 퓨즈(161)의 블로잉은 가열 저항(162)에 다량의 열이 발생됨에 따라 이루어진다. 가열 저항(162)의 열은 제어 스위치(163)가 제어부(150)의 제어에 의해 턴온되어, 팩 충전 단자(122) 또는 배터리(110)의 일단(111)로부터 전류가 퓨즈(161), 가열 저항(162) 및 제어 스위치(163)를 통해 배터리(110)의 타단(112)으로 흐르게 됨에 따라 발생될 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 제어부(150)를 구비함으로써, 복수의 배터리 셀(B1, B2, B3, B4, B5) 사이에 연결되는 복수의 연결 라인(L1, L2, L3, L4)의 단선을 검출할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 출하 전 불량을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 출하 후에는 복수의 배터리 셀(B1, B2, B3, B4, B5) 사이에 연결되는 복수의 연결 라인(L1, L2, L3, L4)이 발생된 경우에서 배터리(110)의 충전 및 방전 동작을 정지시킴으로써, 안전성을 향상시킬 수 있다.
다음은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)의 단선 검출 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 단선 검출 방법을 개략적으로 도시한 순서도이고, 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 단선 검출 방법을 상세하게 도시한 순서도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 단선 검출 방법 중에서 단선 체크 조건의 또다른 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)의 단선 검출 방법은 단선 체크 조건 판단 단계(S10), 단선 검출 조건 판단 단계(S20) 및 보호 회로 동작 단계(S30)를 포함한다. 여기서, 상기 단선 체크 조건 판단 단계(S10)에 대해서는, 도 3의 S10A 단계 또는 도 4의 S10B 단계로 구체적으로 설명하기로 한다.
상기 단선 체크 조건 판단 단계(S10)에서는, 제어부(150)가 배터리(110)에 포함된 복수의 배터리 셀(B1, B2, B3, B4, B5) 사이에 연결되는 복수의 연결 라인(L1, L2, L3, L4)의 단선 체크 조건을 판단한다. 구체적으로, 제어부(150)는 도 3에 도시된 바와 같이 단선 체크 신호의 수신 여부를 판단한다(S10A). 여기서, S10A 단계는 배터리 팩(100)의 출하 전에 수행될 수 있으며, 단선 체크 신호는 오퍼레이터에 의해 통신 단자(124)를 통해 제어부(150)에 제공될 수 있다. 또한, 제어부(150)는 도 4에 도시된 바와 같이 일정 시간 이상 배터리(110)의 전류가 기준 전류값보다 작은지 판단한다(S10B). 여기서, S10B 단계는 배터리 팩(100)의 출하 후에 수행될 수 있으며, 배터리(110)의 전류 흐름 상태는 센서 저항(148)을 이용해 제어부(150)에 의해 감지될 수 있다.
상기 단선 검출 조건 판단 단계(S20)에서는, 복수의 연결 라인(L1, L2, L3, L4)의 단선 체크 조건이 만족되면 제어부(150)가 복수의 연결 라인(L1, L2, L3, L4)의 단선 검출 조건을 판단한다. 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 S10A 단계에서 제어부(150)가 단선 체크 신호를 수신하거나, 도 4에 도시된 바와 같이 S10B 단계에서 제어부(150)가 일정 시간 이상 배터리(110)의 전류가 기준 전류값보다 작은 것으로 파악하면, 제어부(150)는 복수의 배터리 셀(B1, B2, B3, B4, B5)의 양단 전압(V1, V2, V3, V4, V5) 중 최대값(Vmax)과 최소값(Vmin)의 차이가 기준 전압값보다 큰 지 판단한다.
상기 보호 회로 동작 단계(S30)에서는, 복수의 연결 라인(L1, L2, L3, L4)의 단선 검출 조건이 만족되면 제어부(150)가 보호 회로부(160)를 오픈시킨다. 구체적으로, 제어부(150)가 가열 저항(162)과 제어 스위치(163)를 이용하여 퓨즈(161)를 블로잉시킨다.
다음은 표 1 내지 표 3을 통해 상기와 같은 배터리 팩(100)의 단선 검출 방법의 시뮬레이션 결과에 대해 설명하기로 한다. 여기서, V1은 제 1 배터리 셀(B1)의 양단 전압, V2는 제 2 배터리 셀(B2)의 양단 전압, V3는 제 3 배터리 셀(B3)의 양단 전압, V4는 제 4 배터리 셀(B4)의 양단 전압, V5는 제 5 배터리 셀(B5)의 양단 전압, Vmax-Vmin은 양단 전압들(V1, V2, V3, V4, V5) 중 최대값과 최소값의 차이이다.
배터리 셀의 양단 전압 시뮬레이션 측정값
V1 3.321V
V2 3.474V
V3 3.487V
V4 3.704V
V5 3.375V
Vmax-Vmin 0.383V
표 1은 제 1 배터리 셀(B1) 내지 제 5 배터리 셀(B5) 사이에 연결된 복수의 연결 라인(L1, L2, L3, L4)에 어떠한 단선도 발생시키지 않은 상태에서 배터리 팩(100)의 단선 검출 방법을 시뮬레이션한 결과를 나타내며, 표 1의 시뮬레이션 결과는 Vmax-Vmin이 0.383V로 기준 전압값(예를 들어, 1V)보다 작게 측정됨을 보여준다.
배터리 셀의 양단 전압 시뮬레이션 측정값
V1 1.431V
V2 5.319V
V3 3.547V
V4 3.709V
V5 4.377
Vmax-Vmin 3.888V
표 2는 제 1 배터리 셀(B1) 내지 제 5 배터리 셀(B5) 사이에 연결된 복수의 연결 라인(L1, L2, L3, L4) 중 제 1 연결 라인(L1)에 단선을 발생시킨 상태에서 배터리 팩(100)의 단선 검출 방법을 시뮬레이션한 결과를 나타내며, 표 2의 시뮬레이션 결과는 Vmax-Vmin이 3.888V로 기준 전압값(예를 들어, 1V)보다 크게 측정됨을 보여준다. 이로서, 배터리 팩(100)의 단선 검출 방법에 의해 제 1 연결 라인(L1)의 단선이 검출될 수 있음을 알 수 있다.
배터리 셀의 양단 전압 시뮬레이션 측정값
V1 3.3332
V2 1.442
V3 5.316
V4 3.905
V5 4.374
Vmax-Vmin 3.874
표 3는 제 1 배터리 셀(B1) 내지 제 5 배터리 셀(B5) 사이에 연결된 복수의 연결 라인(L1, L2, L3, L4) 중 제 2 연결 라인(L2)에 단선을 발생시킨 상태에서 배터리 팩(100)의 단선 검출 방법을 시뮬레이션한 결과를 나타내며, 표 2의 시뮬레이션 결과는 Vmax-Vmin이 3.874V로 기준 전압값(예를 들어, 1V)보다 크게 측정됨을 보여준다. 이로서, 배터리 팩(100)의 단선 검출 방법에 의해 제 2 연결 라인(L2)의 단선이 검출될 수 있음을 알 수 있다.
상기 표 1 내지 표 3으로부터, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)의 단선 검출 방법은 Vmax-Vmin을 통해 제 1 배터리 셀(B1) 내지 제 5 배터리 셀(B5) 사이에 연결된 복수의 연결 라인(L1, L2, L3, L4)의 단선을 파악할 수 있음을 알 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 단선 검출 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 단선 검출 방법을 상세하게 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 단선 검출 방법 중에서 단선 체크 조건의 또다른 예를 설명하기 위한 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 배터리 팩 110: 배터리
120: 외부 단자부 130: 전압 감지 및 밸런싱 회로부
140: 아날로그 스위치부 150: 제어부
160: 보호 회로부

Claims (15)

  1. 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리;
    상기 복수의 배터리 셀 사이에 연결되는 복수의 연결 라인;
    상기 배터리의 충전 및 방전 동작을 제어하는 제어부; 및
    상기 배터리와 상기 제어부 사이에 연결되는 보호 회로부를 포함하며,
    상기 제어부가 상기 복수의 연결 라인의 단선을 검출하면 상기 보호 회로부를 오픈시키며,
    상기 복수의 연결 라인의 단선은 상기 복수의 배터리 셀의 양단 전압 중 최대값과 최소값의 차이가 기준 전압값보다 클 때 검출되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호 회로부는 퓨즈를 포함하며, 상기 보호 회로부의 오픈은 상기 퓨즈가 블로잉됨에 따라 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 보호 회로부는 상기 퓨즈와 상기 제어부 사이에 설치되는 가열 저항; 및
    상기 가열 저항과 상기 제어부 사이에 연결된 제어 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리의 일단에 연결되는 팩 방전 단자;
    상기 배터리의 일단에 상기 팩 방전 단자와 병렬로 연결되는 팩 충전 단자; 및
    상기 배터리의 타단에 연결되는 팩 음극 단자를 포함하며,
    상기 보호 회로부는 상기 배터리의 일단과 상기 팩 충전 단자 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부에 연결되는 통신 단자 및 전원 단자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 단선 체크 신호를 수신하여 상기 복수의 연결 라인의 단선을 검출하기 시작하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 일정 시간 이상 상기 배터리의 전류가 기준 전류값보다 작은 것으로 감지하면 상기 복수의 연결 라인의 단선을 검출하기 시작하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리와 상기 제어부 사이에 연결되며, 상기 배터리의 전압을 검출하고 상기 배터리의 밸런싱을 제어하는 전압 감지 및 밸런싱 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀은 직렬 또는 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제어부가 배터리에 포함된 복수의 배터리 셀 사이에 연결되는 복수의 연결 라인의 단선 체크 조건을 판단하는 단선 체크 조건 판단 단계;
    상기 복수의 연결 라인의 단선 체크 조건이 만족되면, 상기 제어부가 상기 복수의 연결 라인의 단선 검출 조건을 판단하는 단선 검출 조건 판단 단계; 및
    상기 복수의 연결 라인의 단선 검출 조건이 만족되면, 상기 제어부가 상기 배터리와 상기 제어부 사이에 연결되는 보호 회로부를 오픈시키는 보호 회로 동작 단계를 포함하며,
    상기 단선 검출 조건 단계에서, 상기 제어부가 상기 복수의 배터리 셀의 양단 전압 중 최대값과 최소값의 차이가 기준 전압값보다 큰 것으로 감지하면 상기 복수의 연결 라인의 단선 검출 조건이 만족되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 단선 검출 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 단선 체크 조건 판단 단계에서, 상기 제어부가 단선 체크 신호를 수신하면 상기 복수의 연결 라인의 단선 체크 조건이 만족되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 단선 검출 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 단선 체크 조건 판단 단계에서, 상기 제어부가 일정 시간 이상 상기 배터리의 전류가 기준 전류값보다 작은 것으로 감지하면 상기 복수의 연결 라인의 단선 체크 조건이 만족되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 단선 검출 방법.
  14. 삭제
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 보호 회로 동작 단계에서, 상기 제어부가 상기 보호 회로부의 퓨즈를 블로잉하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 단선 검출 방법.
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