KR102633187B1 - Apparatus and method for preventing overcharge of secondary battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 하나 이상의 이차 전지를 구비하는 SLI(Starting Lighting Ignition) 배터리의 과충전을 방지하는 이차 전지의 과충전 방지 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 과충전 방지 장치는, 배터리 팩에 장착되어 적어도 하나 이상의 이차 전지를 구비하는 셀 어셈블리의 과충전을 방지하는 장치로서, 상기 셀 어셈블리의 일단과 상기 배터리 팩의 팩 단자 사이를 전기적으로 연결하는 충방전 라인 상에 구비되어, 상기 충방전 라인에 흐르는 충전 전류의 도통을 제어하며, 게이트 단자, 드레인 단자 및 소스 단자를 구비하도록 구성된 충전 FET; 상기 충전 FET의 양단 사이를 전기적으로 연결하여 상기 충방전 라인과 전기적으로 병렬로 구성된 바이패스 라인 상에 구비되어 상기 충전 FET와 병렬로 연결되고, 상기 충전 FET의 개폐 동작에 따라 상기 충전 전류가 흐르도록 구성된 바이패스 저항; 상기 충전 FET의 상기 게이트 단자 및 상기 소스 단자 사이에 인가되는 제1 전압을 측정하고, 상기 바이패스 저항의 양단에 인가되는 제2 전압을 측정하도록 구성된 전압 측정부; 상기 전압 측정부로부터 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 입력값으로 수신하여, 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 기초로 상기 충전 FET를 턴온 시키는 턴온 신호를 출력하도록 구성된 게이트부 및 상기 게이트부로부터 상기 턴온 신호를 수신하여, 상기 턴온 신호를 기초로 상기 충전 FET를 턴온 시키도록 구성된 프로세서를 포함한다.The present invention relates to an overcharge prevention device and method for preventing overcharge of a starting lighting ignition (SLI) battery having at least one secondary battery. An overcharge prevention device according to an embodiment of the present invention is a device that is mounted on a battery pack and prevents overcharge of a cell assembly including at least one secondary battery, and is provided between one end of the cell assembly and a pack terminal of the battery pack. a charging FET provided on an electrically connected charge/discharge line, controlling conduction of a charge current flowing through the charge/discharge line, and having a gate terminal, a drain terminal, and a source terminal; It is provided on a bypass line electrically connected between both ends of the charging FET and electrically parallel to the charging and discharging line, and is connected in parallel with the charging FET, and the charging current flows according to the opening and closing operation of the charging FET. a bypass resistor configured to a voltage measuring unit configured to measure a first voltage applied between the gate terminal and the source terminal of the charging FET and measure a second voltage applied to both ends of the bypass resistor; A gate unit configured to receive the first voltage and the second voltage as input values from the voltage measurement unit and output a turn-on signal to turn on the charging FET based on the first voltage and the second voltage, and the gate and a processor configured to receive the turn-on signal from a unit and turn on the charge FET based on the turn-on signal.

Description

이차 전지의 과충전 방지 장치 및 방법{Apparatus and method for preventing overcharge of secondary battery}Apparatus and method for preventing overcharge of secondary battery}

본 발명은 이차 전지의 과충전 방지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 적어도 하나 이상의 이차 전지를 구비하는 SLI(Starting Lighting Ignition) 배터리의 과충전을 방지하는 이차 전지의 과충전 방지 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an overcharge prevention device and method for secondary batteries, and more specifically, to a secondary battery overcharge prevention device and method for preventing overcharge of an SLI (Starting Lighting Ignition) battery having at least one secondary battery. .

근래에 들어서, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.In recent years, as the demand for portable electronic products such as laptops, video cameras, and portable phones has rapidly increased, and as the development of energy storage batteries, robots, and satellites has begun in earnest, high-performance secondary batteries capable of repeated charging and discharging have been developed. Research is actively underway.

현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 및 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높다는 등의 장점으로 인해 많은 각광을 받고 있다.Currently commercialized secondary batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, nickel zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among these, lithium secondary batteries have little memory effect compared to nickel-based secondary batteries, so they can be freely charged and discharged. It is receiving a lot of attention due to its advantages such as very low self-discharge rate and high energy density.

한편, 종래 스쿠터 또는 트렉터와 같은 전동 장치에 장착되는 SLI(Starting Lighting Ignition) 배터리는 가격상의 이점을 이유로 납축 전지를 사용했다. 하지만, 전압 조정기(Regulator)가 장착되지 않은 전동 장치에 납축 전지가 장착되는 경우, 과충전에 의하여 납축 전지의 수명이 현저히 줄어들게 되어 배터리를 자주 교체해야 하는 번거로움이 있었다.Meanwhile, SLI (Starting Lighting Ignition) batteries, which are conventionally installed in electric devices such as scooters or tractors, use lead-acid batteries due to cost advantages. However, when a lead-acid battery is installed in an electric device that is not equipped with a voltage regulator, the lifespan of the lead-acid battery is significantly reduced due to overcharging, causing the inconvenience of having to frequently replace the battery.

이에 따라, 전압 조정기가 구비된 시스템(Regulated System)과 전압 조정기가 구비되지 않은 시스템(Unregulated System)에 모두 적용가능하며, 과충전에 의한 수명 감축 현상을 방지할 수 있는 SLI 배터리의 적용이 필요하다.Accordingly, it is applicable to both systems with a voltage regulator (Regulated System) and systems without a voltage regulator (Unregulated System), and it is necessary to apply an SLI battery that can prevent lifespan reduction due to overcharge.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 적어도 하나 이상의 이차 전지를 구비하는 SLI(Starting Lighting Ignition) 배터리의 과충전을 방지하는 개선된 과충전 방지 장치 및 방법을 제공하는 것에 목적이 있다.The present invention was created to solve the above problems, and its purpose is to provide an improved overcharge prevention device and method for preventing overcharge of an SLI (Starting Lighting Ignition) battery equipped with at least one secondary battery.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood from the following description and will be more clearly understood by practicing the present invention. In addition, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention can be realized by means and combinations thereof indicated in the claims.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 과충전 방지 장치는, 배터리 팩에 장착되어 적어도 하나 이상의 이차 전지를 구비하는 셀 어셈블리의 과충전을 방지하는 장치로서, 상기 셀 어셈블리의 일단과 상기 배터리 팩의 팩 단자 사이를 전기적으로 연결하는 충방전 라인 상에 구비되어, 상기 충방전 라인에 흐르는 충전 전류의 도통을 제어하며, 게이트 단자, 드레인 단자 및 소스 단자를 구비하도록 구성된 충전 FET; 상기 충전 FET의 양단 사이를 전기적으로 연결하여 상기 충방전 라인과 전기적으로 병렬로 구성된 바이패스 라인 상에 구비되어 상기 충전 FET와 병렬로 연결되고, 상기 충전 FET의 개폐 동작에 따라 상기 충전 전류가 흐르도록 구성된 바이패스 저항; 상기 충전 FET의 상기 게이트 단자 및 상기 소스 단자 사이에 인가되는 제1 전압을 측정하고, 상기 바이패스 저항의 양단에 인가되는 제2 전압을 측정하도록 구성된 전압 측정부; 상기 전압 측정부로부터 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 입력값으로 수신하여, 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 기초로 상기 충전 FET를 턴온 시키는 턴온 신호를 출력하도록 구성된 게이트부 및 상기 게이트부로부터 상기 턴온 신호를 수신하여, 상기 턴온 신호를 기초로 상기 충전 FET를 턴온 시키도록 구성된 프로세서를 포함한다.An overcharge prevention device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a device that is mounted on a battery pack and prevents overcharge of a cell assembly including at least one secondary battery, and includes one end of the cell assembly and a charging FET provided on a charge/discharge line electrically connecting pack terminals of the battery pack, controlling conduction of a charge current flowing through the charge/discharge line, and having a gate terminal, a drain terminal, and a source terminal; It is provided on a bypass line electrically connected between both ends of the charging FET and electrically parallel to the charging and discharging line, and is connected in parallel with the charging FET, and the charging current flows according to the opening and closing operation of the charging FET. a bypass resistor configured to a voltage measuring unit configured to measure a first voltage applied between the gate terminal and the source terminal of the charging FET and measure a second voltage applied to both ends of the bypass resistor; A gate unit configured to receive the first voltage and the second voltage as input values from the voltage measurement unit and output a turn-on signal to turn on the charging FET based on the first voltage and the second voltage, and the gate and a processor configured to receive the turn-on signal from a unit and turn on the charge FET based on the turn-on signal.

또한, 상기 게이트부는, 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압이 각각 미리 결정된 값 이하인 경우, 상기 충전 FET를 턴온 시키는 턴온 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.Additionally, the gate unit may be configured to output a turn-on signal that turns on the charging FET when the first voltage and the second voltage are each less than a predetermined value.

또한, 상기 프로세서는, 상기 충전 FET가 턴오프 되어 있고 상기 바이패스 저항에 전류가 흐르지 않는 경우, 상기 충전 FET를 턴온 시키는 턴온 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.Additionally, the processor may be configured to output a turn-on signal that turns on the charge FET when the charge FET is turned off and no current flows through the bypass resistor.

또한, 상기 프로세서는, 상기 배터리 팩이 장착된 장치의 시동이 종료되어 상기 충방전 라인에 상기 충전 전류가 흐르지 않게 된 이후, 상기 배터리 팩이 장착된 장치가 재시동되어 상기 충방전 라인에 상기 충전 전류가 다시 흐르는 경우, 상기 게이트부로부터 상기 턴온 신호를 수신하여, 상기 턴온 신호를 기초로 상기 충전 FET를 턴온 시키도록 구성될 수 있다.In addition, the processor is configured to restart the device equipped with the battery pack and supply the charging current to the charge/discharge line after startup of the device equipped with the battery pack is terminated and the charging current stops flowing in the charge/discharge line. When it flows again, it may be configured to receive the turn-on signal from the gate unit and turn on the charging FET based on the turn-on signal.

또한, 상기 프로세서는, 상기 셀 어셈블리가 상기 충전 전류에 의해 충전되는 동안 상기 셀 어셈블리의 양단 전압값이 미리 결정된 상한값 및 하한값에 각각 도달하는 경우, 반복적으로 수회 상기 충전 FET를 턴오프 및 턴온 시키도록 구성될 수 있다.In addition, the processor is configured to repeatedly turn off and turn on the charging FET several times when the voltage values across the cell assembly reach predetermined upper and lower limits, respectively, while the cell assembly is being charged by the charging current. It can be configured.

또한, 상기 게이트 단자는, 상기 프로세서와 전기적으로 연결되고,Additionally, the gate terminal is electrically connected to the processor,

상기 드레인 단자는, 상기 셀 어셈블리의 음극 단자와 전기적으로 연결되며,The drain terminal is electrically connected to the negative terminal of the cell assembly,

상기 소스 단자는, 상기 배터리 팩의 음극 단자와 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다.The source terminal may be configured to be electrically connected to the negative terminal of the battery pack.

또한, 상기 바이패스 저항은, 일단이 상기 셀 어셈블리의 음극 단자와 상기 충전 FET의 드레인 단자 사이를 연결하는 충방전 라인 상에 연결되고, 타단이 상기 배터리 팩의 음극 단자와 상기 충전 FET의 소스 단자 사이를 연결하는 충방전 라인 상에 연결되도록 구성될 수 있다.Additionally, the bypass resistor has one end connected to a charge/discharge line connecting the negative terminal of the cell assembly and the drain terminal of the charge FET, and the other end connected to the negative terminal of the battery pack and the source terminal of the charge FET. It may be configured to be connected to a charging/discharging line connecting the two.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS는, 본 발명에 따른 과충전 방지 장치를 포함한다.In addition, the BMS according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes an overcharge prevention device according to the present invention.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 과충전 방지 장치를 포함한다.In addition, a battery pack according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes an overcharge prevention device according to the present invention.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 과충전 방지 방법은, 배터리 팩에 장착되어 적어도 하나 이상의 이차 전지를 구비하는 셀 어셈블리의 과충전을 방지하는 방법으로서, 상기 셀 어셈블리의 일단과 상기 배터리 팩의 팩 단자 사이를 전기적으로 연결하는 충방전 라인 상에 구비되어, 상기 충방전 라인에 흐르는 충전 전류의 도통을 제어하도록 구성된 충전 FET의 게이트 단자 및 소스 단자 사이의 제1 전압을 측정하는 단계; 상기 충전 FET의 양단 사이를 전기적으로 연결하여 상기 충방전 라인과 전기적으로 병렬로 구성된 바이패스 라인 상에 구비되어 상기 충전 FET와 병렬로 연결된 바이패스 저항 양단의 제2 전압을 측정하는 단계 및 상기 전압 측정 단계에 의해 측정된 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 입력값으로 수신하여, 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 기초로 상기 충전 FET를 턴온 시키는 단계를 포함한다.In addition, an overcharge prevention method according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a method of preventing overcharge of a cell assembly mounted on a battery pack and including at least one secondary battery, wherein the cell assembly A first voltage between the gate terminal and the source terminal of the charging FET is provided on the charge/discharge line electrically connecting one end and the pack terminal of the battery pack, and is configured to control conduction of the charge current flowing through the charge/discharge line. measuring; Measuring a second voltage across a bypass resistor provided on a bypass line electrically connected between both ends of the charging FET and electrically parallel to the charging and discharging line and connected in parallel with the charging FET, and the voltage It includes receiving the first voltage and the second voltage measured by the measurement step as input values, and turning on the charging FET based on the first voltage and the second voltage.

본 발명의 일 측면에 따르면, 셀 어셈블리에 인가되는 전압을 조정하여, 전압 조정기가 구비된 시스템(Regulated System)과 전압 조정기가 구비되지 않은 시스템(Unregulated System)에 모두 적용될 수 있는 장점이 있다.According to one aspect of the present invention, by adjusting the voltage applied to the cell assembly, there is an advantage that it can be applied to both a system with a voltage regulator (Regulated System) and a system without a voltage regulator (Unregulated System).

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 충전 FET의 고장 상황을 방지하여, 안정적으로 출력 효율을 유지하고 배터리의 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있다.According to another aspect of the present invention, there is an advantage of preventing failure of the charging FET, stably maintaining output efficiency and extending the life of the battery.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 셀 어셈블리가 과충전 상태에 해당하지 않은 상태에서 배터리 팩의 출력 전압을 일정하게 유지할 수 있게 되어, 출력 효율을 유지하고 배터리의 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있다.According to another aspect of the present invention, the output voltage of the battery pack can be maintained constant when the cell assembly is not in an overcharge state, which has the advantage of maintaining output efficiency and extending the life of the battery.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 전압 조정기가 구비되지 않은 시스템(Unregulated System)에 적용됨으로써, 배터리 팩 제조의 효율성을 향상 시키고 비용을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.According to another aspect of the present invention, it has the advantage of improving the efficiency of battery pack manufacturing and reducing costs by applying it to an unregulated system without a voltage regulator.

이외에도 본 발명은 다른 다양한 효과를 가질 수 있으며, 이러한 본 발명의 다른 효과들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다.In addition, the present invention can have various other effects, and these other effects of the present invention can be understood through the following description and can be more clearly seen through examples of the present invention.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 종래 SLI 배터리가 충전되는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 SLI 배터리가 충전되는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 과충전 방지 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 과충전 방지 장치가 참조하는 배터리 팩 및 셀 어셈블리의 전압 프로파일을 보여준다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 과충전 방지 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 6은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 과충전 방지 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 과충전 방지 장치에 구비된 게이트부의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 과충전 방지 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the invention described later. Therefore, the present invention includes the matters described in such drawings. It should not be interpreted as limited to only .
Figure 1 is a diagram schematically showing the process of charging a conventional SLI battery.
Figure 2 is a diagram schematically showing the process of charging an SLI battery according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram schematically showing the configuration of an overcharge prevention device according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows the voltage profile of the battery pack and cell assembly referenced by the overcharge prevention device according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a flowchart schematically showing an overcharge prevention method according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram schematically showing the configuration of an overcharge prevention device according to another embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram schematically showing the configuration of a gate unit provided in an overcharge prevention device according to another embodiment of the present invention.
Figure 8 is a flowchart schematically showing an overcharge prevention method according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor must appropriately use the concept of terms to explain his or her invention in the best way. It must be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle of definability.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not entirely represent the technical idea of the present invention, so at the time of filing the present application, various options that can replace them are available. It should be understood that equivalents and variations may exist.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판정되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Additionally, when describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '프로세서'와 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part is said to “include” a certain element, this means that it does not exclude other elements, but may further include other elements, unless specifically stated to the contrary. Additionally, terms such as 'processor' used in the specification refer to a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented as hardware, software, or a combination of hardware and software.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Additionally, throughout the specification, when a part is said to be "connected" to another part, this refers not only to the case where it is "directly connected" but also to the case where it is "indirectly connected" with another element in between. Includes.

본 명세서에서, 이차 전지는, 음극 단자와 양극 단자를 구비하며, 물리적으로 분리 가능한 하나의 독립된 셀을 의미한다. 일 예로, 파우치형 리튬 폴리머 셀 하나가 이차 전지로 간주될 수 있다. In this specification, a secondary battery refers to an independent cell that has a negative electrode terminal and a positive electrode terminal and is physically separable. As an example, one pouch-type lithium polymer cell may be considered a secondary battery.

본 발명의 일 실시예에 따른 과충전 방지 장치는, 배터리 팩에 구비되어 적어도 하나 이상의 이차 전지를 구비하는 셀 어셈블리(10)의 과충전을 방지하는 장치일 수 있다. 예를 들어, 상기 배터리 팩은, SLI(Starting Lighting Ignition) 배터리일 수 있다. 또한, 상기 셀 어셈블리(10)는, 직렬 및/또는 병렬로 연결된 적어도 하나 이상의 이차 전지를 구비할 수 있다.The overcharge prevention device according to an embodiment of the present invention may be a device that is provided in a battery pack and prevents overcharge of the cell assembly 10 including at least one secondary battery. For example, the battery pack may be a Starting Lighting Ignition (SLI) battery. Additionally, the cell assembly 10 may include at least one secondary battery connected in series and/or parallel.

도 1은, 종래 SLI 배터리가 충전되는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 SLI 배터리가 충전되는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.Figure 1 is a diagram schematically showing the process of charging a conventional SLI battery, and Figure 2 is a diagram schematically showing the process of charging an SLI battery according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, SLI 배터리(1)는, 스타팅 모터(2, Start motor)로 시동용 전력을 전달할 수 있다. 이어서, 스타팅 모터(2)는, SLI 배터리(1)로부터 공급받은 시동용 전력을 기초로 엔진(3, Engine)으로 시동용 전력을 전달할 수 있다. 이어서, 엔진(3)은, 스타팅 모터(2)로부터 공급받은 시동용 전력을 기초로 동작을 개시할 수 있다. 또한, 엔진(3)은, 엔진(3)의 구동에 따른 구동 전력을 교류 발전기(4, Alternator)로 전달할 수 있다. 이어서, 교류 발전기(4)는, 엔진(3)으로부터 공급받은 구동 전력을 정류기(5, Rectifier)로 전달할 수 있다. 이어서, 정류기(5)는, 교류 발전기(4)로부터 공급받은 구동 전력을 정류할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the SLI battery 1 can transmit starting power to a starting motor 2. Next, the starting motor 2 can transmit starting power to the engine 3 based on the starting power supplied from the SLI battery 1. Next, the engine 3 may start operation based on the starting power supplied from the starting motor 2. Additionally, the engine 3 can transmit driving power according to the driving of the engine 3 to an alternator (4). Next, the alternator 4 can transfer the driving power supplied from the engine 3 to the rectifier 5. Next, the rectifier 5 can rectify the driving power supplied from the alternator 4.

종래 SLI 배터리(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 정류기(5)에 의해 정류된 구동 전력을 조정하는 전압 조정기(6, Regulator)로부터 조정된 구동 전력을 공급받아 충전될 수 있다.As shown in FIG. 1, the conventional SLI battery 1 can be charged by receiving the adjusted driving power from a voltage regulator 6, which adjusts the driving power rectified by the rectifier 5.

본 발명의 일 실시예에 따른 SLI 배터리(1)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 전압 조정기(6)를 거치지 않고, 정류기(5)로부터 바로 구동 전력을 공급받아 충전될 수 있다.As shown in FIG. 2, the SLI battery 1 according to an embodiment of the present invention can be charged by receiving driving power directly from the rectifier 5 without going through the voltage regulator 6.

이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 SLI 배터리(1)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 전압 조정기(6)가 장착되지 않은 시스템(Unregulated system)에 구비되어 전압 조정기(6)에 의한 전압 조정 없이도 구동 전력을 조정하여 배터리의 과충전을 방지할 수 있는 효과가 있다.Through this configuration, the SLI battery 1 according to an embodiment of the present invention is provided in an unregulated system without the voltage regulator 6, as shown in FIG. 2. ) has the effect of preventing overcharging of the battery by adjusting the driving power without adjusting the voltage.

물론, 본 발명의 일 실시예에 따른 SLI 배터리(1)는, 전압 조정기(6)가 장착된 시스템(Regulated system)에도 구비될 수 있다.Of course, the SLI battery 1 according to an embodiment of the present invention can also be provided in a system equipped with a voltage regulator 6 (regulated system).

도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 과충전 방지 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.Figure 3 is a diagram schematically showing the configuration of an overcharge prevention device according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 SLI 배터리(1)는, 과충전 방지 장치를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 과충전 방지 장치는, 전압 측정부(100), 충전 FET(200), 바이패스 저항(300) 및 프로세서(400)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the SLI battery 1 according to an embodiment of the present invention includes an overcharge prevention device. Additionally, the overcharge prevention device according to an embodiment of the present invention may include a voltage measurement unit 100, a charging FET 200, a bypass resistor 300, and a processor 400.

상기 전압 측정부(100)는, 셀 어셈블리(10)의 양단 전압을 측정할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 구성에 도시된 바와 같이, 전압 측정부(100)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 셀 어셈블리(10)의 양단과 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 전압 측정부(100)는, 셀 어셈블리(10)의 양단으로부터 수신한 전기적 신호를 기초로 셀 어셈블리(10)의 양단 전압을 측정할 수 있다. The voltage measuring unit 100 can measure the voltage at both ends of the cell assembly 10. For example, as shown in the configuration of FIG. 3, the voltage measuring unit 100 may be electrically connected to both ends of the cell assembly 10 to exchange electrical signals. Additionally, the voltage measurement unit 100 may measure the voltage at both ends of the cell assembly 10 based on the electrical signal received from both ends of the cell assembly 10.

바람직하게는, 전압 측정부(100)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 프로세서(400)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 전압 측정부(100)는, 프로세서(400)의 통제 하에 시간 간격을 두고 셀 어셈블리(10)의 양단 전압을 측정하고 측정된 전압의 크기를 나타내는 신호를 프로세서(400)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 전압 측정부(100)는, 당업계에서 일반적으로 사용되는 전압 측정 회로를 이용하여 구현될 수 있다.Preferably, the voltage measuring unit 100 may be electrically connected to the processor 400 to exchange electrical signals. In addition, the voltage measurement unit 100 measures the voltage across the cell assembly 10 at time intervals under the control of the processor 400 and outputs a signal indicating the magnitude of the measured voltage to the processor 400. . For example, the voltage measurement unit 100 may be implemented using a voltage measurement circuit commonly used in the industry.

상기 충전 FET(200)는, 셀 어셈블리(10)의 일단과 배터리 팩의 팩 단자 사이를 전기적으로 연결하는 충방전 라인(L1) 상에 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 3의 구성에 도시된 바와 같이, 충전 FET(200)는, 셀 어셈블리(10)의 음극 단자와 배터리 팩의 음극 팩 단자 사이를 전기적으로 연결하는 충방전 라인(L1) 상에 구비될 수 있다. The charge FET 200 may be provided on the charge/discharge line L1 that electrically connects one end of the cell assembly 10 and the pack terminal of the battery pack. For example, as shown in the configuration of FIG. 3, the charge FET 200 is on the charge/discharge line L1 that electrically connects the negative terminal of the cell assembly 10 and the negative pack terminal of the battery pack. It can be provided.

또한, 충전 FET(200)는, 충방전 라인(L1)에 흐르는 충전 전류의 도통을 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 구성에 도시된 바와 같이, 충전 FET(200)는, 셀 어셈블리(10)의 음극 단자로부터 배터리 팩의 음극 팩 단자의 방향으로 흐르는 충전 전류의 도통을 제어할 수 있다.Additionally, the charging FET 200 can control conduction of the charging current flowing through the charging/discharging line L1. For example, as shown in the configuration of FIG. 3, the charging FET 200 may control conduction of charging current flowing from the negative terminal of the cell assembly 10 to the negative pack terminal of the battery pack.

예를 들어, 충전 FET(200)는, 게이트(G), 드레인(D) 및 소스 단자(S)를 구비한 FET(Field Effect Transistor)소자로서, 게이트 단자(G)와 소스 단자(S) 사이에 인가된 전압에 따른 채널 형성 여부에 의해 턴온 되거나 턴오프 될 수 있다. 일 예로, 상기 FET소자는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)일 수 있다.For example, the charging FET 200 is a FET (Field Effect Transistor) device having a gate (G), a drain (D), and a source terminal (S), between the gate terminal (G) and the source terminal (S). It can be turned on or turned off depending on whether a channel is formed according to the voltage applied to it. For example, the FET device may be a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor).

또한, 충전 FET(200)에는, 기생다이오드가 구비될 수 있다. 도 3의 구성에 도시된 바와 같이, 충전 FET(200)에 기생다이오드가 구비될 경우, 충전 FET(200)는, FET 본체와 기생다이오드로 구분될 수 있다. 여기서, 기생다이오드는, FET 본체와 병렬로 연결된 다이오드로서, 일 방향으로 정류를 도통시키는 정류작용을 할 수 있다. 한편, 도 3의 실시예에서, 충전 FET(200)는, N형 MOSFET으로 구현되어 있는데, 충전 FET(200)가 N형 MOSFET에 한정되는 것은 아니다.Additionally, the charging FET 200 may be provided with a parasitic diode. As shown in the configuration of FIG. 3, when the charging FET 200 is provided with a parasitic diode, the charging FET 200 can be divided into an FET body and a parasitic diode. Here, the parasitic diode is a diode connected in parallel with the FET main body, and can perform a rectifying effect by conducting rectification in one direction. Meanwhile, in the embodiment of FIG. 3, the charging FET 200 is implemented as an N-type MOSFET, but the charging FET 200 is not limited to an N-type MOSFET.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 FET(200)의 게이트 단자(G)는, 프로세서(400)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 3의 구성에 도시된 바와 같이, 게이트 단자(G)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 프로세서(400)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 충전 FET(200)의 드레인 단자(D)는, 셀 어셈블리(10)의 음극 단자와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 충전 FET(200)의 소스 단자(S)는, 배터리 팩의 음극 단자와 전기적으로 연결될 수 있다. Preferably, the gate terminal (G) of the charging FET 200 according to an embodiment of the present invention may be electrically connected to the processor 400. For example, as shown in the configuration of FIG. 3, the gate terminal G may be electrically connected to the processor 400 to exchange electrical signals. Additionally, the drain terminal (D) of the charging FET 200 may be electrically connected to the negative terminal of the cell assembly 10. Additionally, the source terminal (S) of the charging FET 200 may be electrically connected to the negative terminal of the battery pack.

상기 바이패스 저항(300)은, 충전 FET(200)의 양단 사이를 전기적으로 연결하여 충방전 라인(L1)과 전기적으로 병렬로 구성된 바이패스 라인(L2) 상에 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 3의 구성에 도시된 바와 같이, 바이패스 저항(300)은, 바이패스 라인(L2) 상에 구비될 수 있다. 여기서, 바이패스 라인(L2)은, 일단이 충전 FET(200)의 드레인 단자(D)와 연결되고, 타단이 충전 FET(200)의 소스 단자(S)에 연결되는 선로일 수 있다. 또한, 바이패스 라인(L2)은, 도 3의 구성에 도시된 바와 같이, 제1 노드(n1)와 제2 노드(n2) 사이를 연결하는 충방전 라인(L1)과 전기적으로 병렬로 구성될 수 있다.The bypass resistor 300 may be provided on a bypass line (L2) electrically connected between both ends of the charge FET (200) and electrically parallel to the charge/discharge line (L1). For example, as shown in the configuration of FIG. 3, the bypass resistor 300 may be provided on the bypass line L2. Here, the bypass line (L2) may be a line whose one end is connected to the drain terminal (D) of the charging FET (200) and the other end is connected to the source terminal (S) of the charging FET (200). In addition, as shown in the configuration of FIG. 3, the bypass line (L2) is configured to be electrically parallel to the charge/discharge line (L1) connecting between the first node (n1) and the second node (n2). You can.

또한, 바이패스 저항(300)은, 충전 FET(200)와 병렬로 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 3의 구성에 도시된 바와 같이, 바이패스 저항(300)은, 제1 노드(n1)와 제2 노드(n2) 사이에서 충전 FET(200)와 전기적으로 병렬로 연결될 수 있다.Additionally, the bypass resistor 300 may be connected in parallel with the charging FET (200). For example, as shown in the configuration of FIG. 3, the bypass resistor 300 may be electrically connected in parallel with the charging FET 200 between the first node (n1) and the second node (n2). .

또한, 바이패스 저항(300)은, 충전 FET(200)의 개폐 동작에 따라 충전 전류가 흐를 수 있다. 예를 들어, 도 3의 구성에 도시된 바와 같이, 셀 어셈블리(10)의 음극 단자로부터 배터리 팩의 음극 단자의 방향으로 충전 전류가 흐르고, 충전 FET(200)가 턴온 되는 경우, 충방전 라인(L1)상으로 충전 전류가 흐르고 바이패스 저항(300)이 구비된 바이패스 라인(L2)상으로는 충전 전류가 흐르지 않을 수 있다.Additionally, charging current may flow through the bypass resistor 300 according to the opening and closing operation of the charging FET 200. For example, as shown in the configuration of FIG. 3, when the charging current flows from the negative terminal of the cell assembly 10 to the negative terminal of the battery pack and the charging FET 200 is turned on, the charging and discharging line ( The charging current may flow on the L1) phase, but the charging current may not flow on the bypass line L2 provided with the bypass resistor 300.

또한, 셀 어셈블리(10)의 음극 단자로부터 배터리 팩의 음극 단자의 방향으로 충전 전류가 흐르고, 충전 FET(200)가 턴오프 되는 경우, 충방전 라인(L1)상으로는 충전 전류가 흐르지 않고 바이패스 저항(300)이 구비된 바이패스 라인(L2)상으로 충전 전류가 흐를 수 있다.In addition, when the charging current flows from the negative terminal of the cell assembly 10 to the negative terminal of the battery pack and the charging FET 200 is turned off, the charging current does not flow on the charging and discharging line L1 and the bypass resistance Charging current may flow through the bypass line (L2) provided at (300).

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 바이패스 저항(300)은, 도 3의 구성에 도시된 바와 같이, 일단이 셀 어셈블리(10)의 음극 단자와 충전 FET(200)의 드레인 단자(D) 사이를 연결하는 충방전 라인(L1) 상의 제1 노드(n1)에 연결되고, 타단이 배터리 팩의 음극 단자와 충전 FET(200)의 소스 단자(S) 사이를 연결하는 충방전 라인(L1) 상의 제2 노드(n2)에 연결될 수 있다. Preferably, the bypass resistor 300 according to an embodiment of the present invention has one end connected to the negative terminal of the cell assembly 10 and the drain terminal of the charging FET 200, as shown in the configuration of FIG. 3. D) is connected to the first node (n1) on the charge and discharge line (L1), and the other end is connected between the negative terminal of the battery pack and the source terminal (S) of the charge FET (200) ( It may be connected to the second node (n2) on L1).

상기 프로세서(400)는, 전압 측정부(100)로부터 셀 어셈블리(10)의 양단 전압값을 수신하고, 수신한 양단 전압값을 기초로 충전 FET(200)의 개폐 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(400)는, 셀 어셈블리(10)의 양단 전압값을 기초로 충전 FET(200)의 턴온 및 턴오프 동작을 제어할 수 있다.The processor 400 may receive the voltage value of both ends of the cell assembly 10 from the voltage measurement unit 100 and control the opening and closing operation of the charging FET 200 based on the received voltage value of both ends. For example, the processor 400 may control the turn-on and turn-off operations of the charging FET 200 based on the voltage value between both ends of the cell assembly 10.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(400)는, 셀 어셈블리(10)를 충전시키는 충전 전류가 충방전 라인(L1) 상에 흐르고, 셀 어셈블리(10)의 양단 전압값이 미리 결정된 상한값에 도달하는 경우, 충전 FET(200)를 턴오프 시킬 수 있다. 예를 들어, 프로세서(400)는, 셀 어셈블리(10)의 양단 전압값이 14.8V에 도달하는 경우 충전 FET(200)를 턴오프 시킬 수 있다.Preferably, the processor 400 according to an embodiment of the present invention allows the charging current to charge the cell assembly 10 to flow on the charge/discharge line L1, and the voltage value at both ends of the cell assembly 10 is preset. When the determined upper limit is reached, the charging FET 200 can be turned off. For example, the processor 400 may turn off the charging FET 200 when the voltage value between both ends of the cell assembly 10 reaches 14.8V.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(400)는, 셀 어셈블리(10)를 충전시키는 충전 전류가 충방전 라인(L1) 상에 흐르고, 셀 어셈블리(10)의 양단 전압값이 미리 결정된 하한값에 도달하는 경우, 충전 FET(200)를 턴온 시킬 수 있다. 예를 들어, 프로세서(400)는, 셀 어셈블리(10)의 양단 전압값이 14.3V에 도달하는 경우 충전 FET(200)를 턴온 시킬 수 있다.Preferably, the processor 400 according to an embodiment of the present invention allows the charging current to charge the cell assembly 10 to flow on the charge/discharge line L1, and the voltage value at both ends of the cell assembly 10 is preset. When the determined lower limit is reached, the charging FET 200 can be turned on. For example, the processor 400 may turn on the charging FET 200 when the voltage value at both ends of the cell assembly 10 reaches 14.3V.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(400)는, 셀 어셈블리(10)가 충전 전류에 의해 충전되는 동안 셀 어셈블리(10)의 양단 전압값이 미리 결정된 상한값 및 하한값에 각각 도달하는 경우, 반복적으로 수회 충전 FET(200)를 턴오프 및 턴온 시킬 수 있다. 예를 들어, 프로세서(400)는, 셀 어셈블리(10)의 양단 전압값이 14.8V 및 14.3V에 각각 도달하는 경우, 수회 반복적으로 충전 FET(200)를 턴오프 및 턴온 시킬 수 있다.Preferably, the processor 400 according to an embodiment of the present invention allows the voltage values between the cell assemblies 10 to reach predetermined upper and lower limits, respectively, while the cell assembly 10 is charged by the charging current. In this case, the charging FET 200 may be turned off and on repeatedly several times. For example, when the voltage values at both ends of the cell assembly 10 reach 14.8V and 14.3V, respectively, the processor 400 may repeatedly turn off and turn on the charging FET 200 several times.

바람직하게는, 프로세서(400)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 외부 장치(50)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(400)는, 외부 장치(50)로부터 시동 신호(Ignition signal)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 외부 장치(50)는, ECU(Electric Control Unit)일 수 있다.Preferably, the processor 400 may be electrically connected to the external device 50 to exchange electrical signals. For example, the processor 400 may receive an ignition signal from the external device 50. For example, the external device 50 may be an Electric Control Unit (ECU).

바람직하게는, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 스타팅 모터(2)와 연결될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 정류기(5)와 연결될 수 있다. 이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 정류기(5)로부터 공급받은 전력을 스타팅 모터(2)로 전달할 수 있다. 또한, 배터리 팩은, 정류기(5)로부터 공급받은 전력을 통해 충전될 수 있다.Preferably, referring to FIGS. 2 and 3, the battery pack according to an embodiment of the present invention may be connected to the starting motor 2. Additionally, the battery pack according to an embodiment of the present invention may be connected to the rectifier 5. Through this configuration, the battery pack according to an embodiment of the present invention can transmit power supplied from the rectifier 5 to the starting motor 2. Additionally, the battery pack can be charged through power supplied from the rectifier 5.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 과충전 방지 장치는, 도 3의 구성에 도시된 바와 같이, 메모리 디바이스(500)를 더 포함할 수 있다.Preferably, the overcharge prevention device according to an embodiment of the present invention may further include a memory device 500, as shown in the configuration of FIG. 3.

상기 메모리 디바이스(500)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 프로세서(400)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 메모리 디바이스(500)는, 과충전 방지 장치의 동작에 필요한 정보를 미리 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리 디바이스(500)는, 셀 어셈블리(10)의 양단 전압값에 대한 미리 결정된 상한값 및 하한값을 미리 저장할 수 있다. The memory device 500 may be electrically connected to the processor 400 to exchange electrical signals. The memory device 500 may store information necessary for the operation of the overcharge prevention device in advance. For example, the memory device 500 may store predetermined upper and lower limits for the voltage value at both ends of the cell assembly 10 in advance.

한편, 프로세서(400)는, 상술한 바와 같은 동작을 수행하기 위해, 당업계에 알려진 프로세서(400), ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀 및/또는 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함하는 형태로 구현될 수 있다.Meanwhile, in order to perform the above-described operations, the processor 400 includes a processor 400, an application-specific integrated circuit (ASIC), other chipsets, logic circuits, registers, communication modems, and/or data known in the art. It may be implemented in a form that selectively includes a processing device, etc.

한편, 메모리 디바이스(500)는, 정보를 기록하고 소거할 수 있는 저장 매체라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 메모리 디바이스(500)는, RAM, ROM, 레지스터, 하드디스크, 광기록 매체 또는 자기기록 매체일 수 있다. 메모리 디바이스(500)는, 또한 프로세서(400)에 의해 각각 접근이 가능하도록 예컨대 데이터 버스 등을 통해 프로세서(400)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 메모리 디바이스(500)는, 또한 프로세서(400)가 각각 수행하는 각종 제어 로직을 포함하는 프로그램, 및/또는 제어 로직이 실행될 때 발생되는 데이터를 저장 및/또는 갱신 및/또는 소거 및/또는 전송할 수 있다.Meanwhile, the type of the memory device 500 is not particularly limited as long as it is a storage medium capable of recording and erasing information. For example, the memory device 500 may be RAM, ROM, register, hard disk, optical recording medium, or magnetic recording medium. The memory devices 500 may also be electrically connected to the processor 400 through, for example, a data bus so that each of the memory devices 500 can be accessed by the processor 400 . The memory device 500 can also store and/or update and/or erase and/or transmit programs including various control logics each performed by the processor 400 and/or data generated when the control logic is executed. there is.

도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 과충전 방지 장치가 참조하는 배터리 팩 및 셀 어셈블리의 전압 프로파일을 보여준다.Figure 4 shows the voltage profile of the battery pack and cell assembly referenced by the overcharge prevention device according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 측정부(100)는, 배터리 팩의 양단 전압 및 바이패스 저항(300)의 양단 전압을 더 측정할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 구성에 도시된 바와 같이, 전압 측정부(100)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 배터리 팩의 양단 및 바이패스 저항(300)의 양단과 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 전압 측정부(100)는, 배터리 팩의 양단 및 바이패스 저항(300)의 양단으로부터 수신한 전기적 신호를 기초로 배터리 팩의 양단 전압 및 바이패스 저항(300)의 양단 전압을 측정할 수 있다. Referring to FIGS. 3 and 4 , the voltage measuring unit 100 according to an embodiment of the present invention may further measure the voltage across the battery pack and the voltage across the bypass resistor 300 . For example, as shown in the configuration of FIG. 3, the voltage measuring unit 100 may be electrically connected to both ends of the battery pack and both ends of the bypass resistor 300, respectively, to exchange electrical signals. In addition, the voltage measuring unit 100 can measure the voltage across the battery pack and the voltage across the bypass resistor 300 based on the electrical signals received from both ends of the battery pack and both ends of the bypass resistor 300. there is.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(400)는, 전압 측정부(100)로부터 배터리 팩의 양단 전압값 및 바이패스 저항(300)의 양단 전압값 중 적어도 하나를 더 수신하고, 수신한 배터리 팩의 양단 전압값 및 바이패스 저항(300)의 양단 전압값 중 적어도 하나를 기초로 충전 FET(200)의 개폐 동작을 제어할 수 있다. Preferably, the processor 400 according to an embodiment of the present invention further receives at least one of the voltage value at both ends of the battery pack and the voltage value at both ends of the bypass resistor 300 from the voltage measurement unit 100, The opening and closing operation of the charging FET 200 may be controlled based on at least one of the received voltage value at both ends of the battery pack and the voltage value at both ends of the bypass resistor 300.

예를 들어, 도 3 및 도 4의 실시예에서, 프로세서(400)는, 시동 신호를 수신하면 충전 FET(200)를 턴온 시킬 수 있다. 이 경우, 충전 FET 턴온 주기(①)동안 충방전 라인(L1)상으로 충전 전류가 흐르게 되고, 셀 어셈블리(10)는 충전 전류에 의해 충전되어 셀 어셈블리(10)의 양단 전압값은 14.8V까지 상승할 수 있다. 이어서, 프로세서(400)는, 셀 어셈블리(10)의 양단 전압값이 14.8V이고, 충전 FET(200)를 턴오프 하는 경우 배터리 팩의 양단 전압값이 22V까지 상승할 것임을 연산하여 충전 FET(200)를 턴오프 시킬 수 있다. 이 경우, 프로세서(400)는, 셀 어셈블리(10)의 내부 저항과 바이패스 저항(300)의 합성 저항값과 정류기(5)로부터 공급받은 구동 전력을 기초로 충전 FET(200)를 턴오프 하는 경우 배터리 팩의 양단 전압값이 22V까지 상승할 것임을 연산하여 충전 FET(200)를 턴오프 시킬 수 있다. 또는, 프로세서(400)는, 셀 어셈블리(10)의 양단 전압값이 14.8V이고, 충전 FET(200)를 턴오프 하는 경우 바이패스 저항(300)의 양단 전압값이 7.2V가 인가될 것임을 연산하여 충전 FET(200)를 턴오프 시킬 수 있다. 이 경우, 프로세서(400)는, 셀 어셈블리(10)의 내부 저항과 바이패스 저항(300)의 합성 저항값과 정류기(5)로부터 공급받은 구동 전력을 기초로 충전 FET(200)를 턴오프 하는 경우 바이패스 저항(300)의 양단 전압값이 7.2V가 인가될 것임을 연산하여 충전 FET(200)를 턴오프 시킬 수 있다. 예를 들어, 도 4의 실시예에서, 충전 FET 턴온 주기(①)동안 충방전 라인(L1)상에 2A의 충전 전류가 흐르고, 충전 FET 턴오프 주기(②)동안 바이패스 라인(L2)상에 0.15A의 충전 전류가 흐를 수 있다. 이 경우, 바이 패스 저항의 저항값은 48Ω일 수 있다.For example, in the embodiment of Figures 3 and 4, the processor 400 may turn on the charging FET 200 upon receiving a startup signal. In this case, the charging current flows on the charge/discharge line (L1) during the charge FET turn-on cycle (①), and the cell assembly 10 is charged by the charge current, so that the voltage value at both ends of the cell assembly 10 reaches 14.8V. It can rise. Next, the processor 400 calculates that the voltage value across both ends of the cell assembly 10 is 14.8V and that when the charge FET 200 is turned off, the voltage value across both ends of the battery pack will rise to 22V, and the charge FET 200 ) can be turned off. In this case, the processor 400 turns off the charging FET 200 based on the combined resistance value of the internal resistance of the cell assembly 10 and the bypass resistor 300 and the driving power supplied from the rectifier 5. In this case, the charging FET 200 can be turned off by calculating that the voltage value at both ends of the battery pack will rise to 22V. Alternatively, the processor 400 calculates that the voltage value across both ends of the cell assembly 10 is 14.8V and that when the charging FET 200 is turned off, the voltage value across both ends of the bypass resistor 300 is 7.2V. Thus, the charging FET 200 can be turned off. In this case, the processor 400 turns off the charging FET 200 based on the combined resistance value of the internal resistance of the cell assembly 10 and the bypass resistor 300 and the driving power supplied from the rectifier 5. In this case, the charging FET 200 can be turned off by calculating that the voltage value across the bypass resistor 300 will be 7.2V. For example, in the embodiment of FIG. 4, a charging current of 2A flows on the charge/discharge line (L1) during the charge FET turn-on period (①), and on the bypass line (L2) during the charge FET turn-off period (②). A charging current of 0.15A can flow. In this case, the resistance value of the bypass resistor may be 48Ω.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(400)는, 충전 FET(200)가 턴오프 되는 경우, 배터리 팩의 양단 전압값과 미리 결정된 상한값 사이의 차이에 해당하는 전압값과 셀 어셈블리(10)의 전압 강하값의 합에 해당하는 전압이 바이패스 저항(300)에 인가되도록 충전 FET(200)의 개폐 동작을 제어할 수 있다.Preferably, when the charging FET 200 is turned off, the processor 400 according to an embodiment of the present invention generates a voltage value corresponding to the difference between the voltage value at both ends of the battery pack and a predetermined upper limit value and the cell assembly. The opening and closing operation of the charging FET 200 can be controlled so that a voltage corresponding to the sum of the voltage drops in (10) is applied to the bypass resistor 300.

예를 들어, 도 4의 실시예에서, 프로세서(400)는, 배터리 팩의 양단 전압값(VP)과 미리 결정된 상한값(14.8V) 사이의 차이에 해당하는 전압값(a)과 미리 결정된 상한값(14.8V)과 셀 어셈블리(10)의 양단 전압값(VC) 사이의 차이에 해당하는 셀 어셈블리(10)의 전압 강하값(b)의 합에 해당하는 전압(a+b)이 바이패스 저항(300)에 인가되도록 충전 FET(200)를 턴 오프 시킬 수 있다. 여기서, 셀 어셈블리(10)의 전압 강하값(b)은, 셀 어셈블리(10)를 흐르는 충전 전류의 크기 감소로 인해 발생하는 전압드랍 성분일 수 있다.For example, in the embodiment of Figure 4, the processor 400, the voltage value (a) corresponding to the difference between the voltage value (V P ) of both ends of the battery pack and the predetermined upper limit value (14.8V) and the predetermined upper limit value The voltage (a+b) corresponding to the sum of the voltage drop value (b) of the cell assembly 10 corresponding to the difference between (14.8V) and the voltage value (V C ) of both ends of the cell assembly 10 is bypassed. The charging FET 200 can be turned off so that the charge is applied to the resistor 300. Here, the voltage drop value (b) of the cell assembly 10 may be a voltage drop component that occurs due to a decrease in the magnitude of the charging current flowing through the cell assembly 10.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(400)는, 바이패스 저항(300)에 충전 전류가 흐르고 충전 FET(200)가 턴오프 되어있는 턴오프 주기 동안 배터리 팩의 양단 전압값이 일정하게 유지되도록 충전 FET(200)의 개폐 동작을 제어할 수 있다.Preferably, the processor 400 according to an embodiment of the present invention sets the voltage value between both ends of the battery pack during the turn-off period in which the charging current flows through the bypass resistor 300 and the charging FET 200 is turned off. The opening and closing operation of the charging FET 200 can be controlled to remain constant.

예를 들어, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 프로세서(400)는, 정류기(5)로부터 공급되는 구동 전력을 기초로 배터리 팩의 양단 전압값이 일정하게 유지되도록 충전 FET(200)의 개폐 동작을 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(400)는, 충전 FET 턴오프 주기(②)동안 배터리 팩의 양단 전압값이 22V로 일정하게 유지되도록 충전 FET(200)의 개폐 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(400)는, 셀 어셈블리(10)가 충전 전류에 의해 충전되는 동안 셀 어셈블리(10)의 양단 전압값이 미리 결정된 상한값 및 하한값에 각각 도달하는 경우, 반복적으로 수회 충전 FET(200)를 턴오프 및 턴온 시킬 수 있다. 예를 들어, 프로세서(400)는, 셀 어셈블리(10)의 양단 전압값이 14.8V 및 14.3V에 각각 도달하는 경우, 수회 반복적으로 충전 FET(200)를 턴오프 및 턴온 시킬 수 있다.For example, referring to FIGS. 2 to 4 , the processor 400 opens and closes the charging FET 200 so that the voltage value at both ends of the battery pack is kept constant based on the driving power supplied from the rectifier 5. can be controlled. Additionally, the processor 400 may control the opening and closing operation of the charging FET 200 so that the voltage value at both ends of the battery pack is kept constant at 22V during the charging FET turn-off period (②). For example, the processor 400 may repeatedly charge the FET ( 200) can be turned off and on. For example, when the voltage values at both ends of the cell assembly 10 reach 14.8V and 14.3V, respectively, the processor 400 may repeatedly turn off and turn on the charging FET 200 several times.

이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 과충전 방지 장치는, 전압 조정기에 의한 전압 조정 없이도 배터리가 과충전 되지 않도록 충전 전압을 조정하며, 시동용 배터리로 이용될 수 있도록 배터리 팩의 출력 전압을 일정 전압 이상으로 일정하게 유지시킬 수 있는 장점이 있다.Through this configuration, the overcharge prevention device according to an embodiment of the present invention adjusts the charging voltage so that the battery is not overcharged without adjusting the voltage by a voltage regulator, and adjusts the output voltage of the battery pack so that it can be used as a starting battery. It has the advantage of being able to keep constant above a certain voltage.

본 발명에 따른 과충전 방지 장치는, BMS에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 BMS는, 상술한 본 발명에 따른 과충전 방지 장치를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 본 발명에 따른 과충전 방지 장치의 각 구성요소 중 적어도 일부는, 종래 BMS에 포함된 구성의 기능을 보완하거나 추가함으로써 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 과충전 방지 장치의 프로세서(400) 및 메모리 디바이스(500)는, BMS(Battery Management System)의 구성요소로서 구현될 수 있다. The overcharge prevention device according to the present invention can be applied to BMS. That is, the BMS according to the present invention may include the overcharge prevention device according to the present invention described above. In this configuration, at least some of the components of the overcharge prevention device according to the present invention can be implemented by supplementing or adding functions of the components included in the conventional BMS. For example, the processor 400 and the memory device 500 of the overcharge prevention device according to the present invention may be implemented as components of a battery management system (BMS).

또한, 본 발명에 따른 과충전 방지 장치는, 배터리 팩에 구비될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상술한 본 발명에 따른 과충전 방지 장치를 포함할 수 있다. 여기서, 배터리 팩은, 하나 이상의 이차 전지, 상기 과충전 방지 장치, 전장품(BMS나 릴레이, 퓨즈 등 구비) 및 케이스 등을 포함할 수 있다.Additionally, the overcharge prevention device according to the present invention may be provided in a battery pack. That is, the battery pack according to the present invention may include the overcharge prevention device according to the present invention described above. Here, the battery pack may include one or more secondary batteries, the overcharge prevention device, electrical components (equipped with a BMS, relay, fuse, etc.), and a case.

또한, 본 발명에 따른 과충전 방지 장치는, 전동 장치에 구비될 수 있다. 예를 들어, 전동 장치는, 본 발명에 따른 과충전 방지 장치가 구비된 배터리 팩을 포함하는 스쿠터, 트렉터 또는 차량 일 수 있다.Additionally, the overcharge prevention device according to the present invention may be provided in a power transmission device. For example, the electric power device may be a scooter, tractor, or vehicle including a battery pack equipped with an overcharge prevention device according to the present invention.

도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 과충전 방지 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. Figure 5 is a flowchart schematically showing an overcharge prevention method according to an embodiment of the present invention.

단계 S100에서, 프로세서는, 이그니션 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 이그니션 신호는, 외부 장치로부터 수신되는 시동 신호일 수 있다.In step S100, the processor may receive an ignition signal. For example, the ignition signal may be a starting signal received from an external device.

이어서, 단계 S110에서, 프로세서는, 충전 FET를 턴온 시킬 수 있다. 이 경우, 셀 어셈블리는 충방전 라인상을 흐르는 충전 전류에 의하여 충전될 수 있다.Next, in step S110, the processor may turn on the charge FET. In this case, the cell assembly can be charged by charging current flowing on the charge/discharge line.

이어서, 단계 S120에서, 프로세서는, 셀 어셈블리의 양단 전압을 측정할 수 있다. 그리고, 프로세서는, 셀 어셈블리의 양단 전압값(VC)이 미리 결정된 상한값인 14.8V 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 단계 S120의 결과가 "YES"이면 본 방법은 다음 단계인 S130으로 진행하고, 그렇지 않으면 단계 S110으로 되돌아 갈 수 있다.Next, in step S120, the processor may measure the voltage across the cell assembly. Additionally, the processor may determine whether the voltage value (V C ) at both ends of the cell assembly is greater than or equal to 14.8V, which is a predetermined upper limit. If the result of step S120 is "YES", the method proceeds to the next step S130, otherwise it can return to step S110.

이어서, 단계 S130에서, 프로세서는, 배터리 팩의 양단 전압값과 미리 결정된 상한값 사이의 차이를 연산하고, 연산된 값과 셀 어셈블리의 전압 강하값(VIR)의 합이 바이패스 저항의 양단 전압값(VR)에 해당하는지 판단할 수 있다. 예를 들어, 배터리 팩의 양단 전압값은 22V이고, 미리 결정된 상한값은 14.8V일 수 있다. 단계 S130의 결과가 "YES"이면 본 방법은 다음 단계인 S140으로 진행하고, 그렇지 않으면 단계 S110으로 되돌아 갈 수 있다.Then, in step S130, the processor calculates the difference between the voltage value across the battery pack and the predetermined upper limit value, and the sum of the calculated value and the voltage drop value (V IR ) of the cell assembly is the voltage value across the bypass resistor. You can determine whether it corresponds to (V R ). For example, the voltage value at both ends of the battery pack may be 22V, and the predetermined upper limit may be 14.8V. If the result of step S130 is "YES", the method proceeds to the next step S140, otherwise it can return to step S110.

이어서, 단계 S140에서, 프로세서는, 충전 FET를 턴오프 시킬 수 있다.Next, in step S140, the processor may turn off the charging FET.

이어서, 단계 S150에서, 프로세서는, 셀 어셈블리의 양단 전압을 측정할 수 있다. 그리고, 프로세서는, 셀 어셈블리의 양단 전압값(VC)이 미리 결정된 하한값인 14.3V 이하인지 여부를 판단할 수 있다. 단계 S150의 결과가 "YES"이면 본 방법은 단계 S110으로 되돌아 가고, 그렇지 않으면 단계 S140으로 되돌아 갈 수 있다.Next, in step S150, the processor may measure the voltage across the cell assembly. Additionally, the processor may determine whether the voltage value (V C ) at both ends of the cell assembly is 14.3V or less, which is a predetermined lower limit. If the result of step S150 is “YES”, the method may return to step S110, otherwise it may return to step S140.

본 발명의 일 실시예에 따른 과충전 방지 방법은, 전압 측정 단계, 충전 FET의 개폐 동작 제어 단계, 충전 전류 제어 단계를 포함한다.The overcharge prevention method according to an embodiment of the present invention includes a voltage measurement step, a control open/close operation of the charging FET, and a charge current control step.

먼저, 전압 측정 단계는, 상기 셀 어셈블리의 양단 전압을 측정할 수 있다. 이어서, 충전 FET의 개폐 동작 제어 단계는, 상기 전압 측정 단계에 의해 측정된 상기 셀 어셈블리의 양단 전압값을 수신하고, 수신한 상기 양단 전압값을 기초로 상기 셀 어셈블리의 일단과 상기 배터리 팩의 팩 단자 사이를 전기적으로 연결하는 충방전 라인 상에 구비되어, 상기 충방전 라인에 흐르는 충전 전류의 도통을 제어하도록 구성된 충전 FET의 개폐 동작을 제어할 수 있다. 이어서, 충전 전류 제어 단계는, 상기 충전 FET의 양단 사이를 전기적으로 연결하여 상기 충방전 라인과 전기적으로 병렬로 구성된 바이패스 라인 상에 구비되어 상기 충전 FET와 병렬로 연결된 바이패스 저항을 통해 상기 충전 FET의 개폐 동작에 따라 상기 충전 전류가 흐르도록 제어할 수 있다.First, in the voltage measurement step, the voltage at both ends of the cell assembly can be measured. Subsequently, the step of controlling the opening and closing operation of the charging FET receives the voltage value of both ends of the cell assembly measured by the voltage measurement step, and based on the received voltage value of both ends of the cell assembly and the pack of the battery pack, It is provided on a charge/discharge line that electrically connects terminals, and can control the opening/closing operation of a charge FET configured to control conduction of a charge current flowing through the charge/discharge line. Next, in the charging current control step, the charging is performed through a bypass resistor that is electrically connected between both ends of the charging FET and is provided on a bypass line electrically parallel to the charging and discharging line and connected in parallel with the charging FET. The charging current can be controlled to flow according to the opening and closing operation of the FET.

바람직하게는, 상기 충전 FET의 개폐 동작을 제어하는 단계는, 상기 셀 어셈블리가 상기 충전 전류에 의해 충전되는 동안 상기 셀 어셈블리의 양단 전압값이 미리 결정된 상한값 및 하한값에 각각 도달하는 경우, 반복적으로 수회 상기 충전 FET를 턴오프 및 턴온 시킬 수 있다.Preferably, the step of controlling the opening and closing operation of the charging FET may be performed repeatedly several times when the voltage values across the cell assembly reach predetermined upper and lower limits, respectively, while the cell assembly is being charged by the charging current. The charging FET can be turned off and on.

바람직하게는, 상기 충전 전류가 흐르도록 제어하는 단계는, 상기 바이패스 저항에 상기 충전 전류가 흐르고 상기 충전 FET가 턴오프 되어있는 턴오프 주기 동안 상기 배터리 팩의 양단 전압값이 일정하게 유지되도록 상기 충전 FET의 개폐 동작을 제어할 수 있다.Preferably, the step of controlling the charging current to flow includes maintaining the voltage value across both ends of the battery pack constant during a turn-off period in which the charging current flows through the bypass resistor and the charging FET is turned off. The opening and closing operation of the charging FET can be controlled.

도 6은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 과충전 방지 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 7은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 과충전 방지 장치에 구비된 게이트부의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 설명의 편의를 위하여, 도 6 및 도 7에서는 앞서 설명한 실시예와 동일한 구성을 생략하고, 차이점이 있는 구성을 중심으로 설명하도록 한다.FIG. 6 is a diagram schematically showing the configuration of an overcharge prevention device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram schematically showing the configuration of a gate portion provided in the overcharge prevention device according to another embodiment of the present invention. am. For convenience of explanation, the same configurations as the previously described embodiment will be omitted in FIGS. 6 and 7 and the description will focus on the different configurations.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 과충전 방지 장치는, 제2 전압 측정부(150) 및 게이트부(600)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 6 and 7 , the overcharge prevention device according to an embodiment of the present invention may further include a second voltage measurement unit 150 and a gate unit 600.

상기 제2 전압 측정부(150)는, 충전 FET(200)의 게이트 단자(G) 및 소스 단자(S) 사이에 인가되는 제1 전압(V1)을 측정할 수 있다. 예를 들어, 도 6의 구성에 도시된 바와 같이, 제2 전압 측정부(150)는, 충전 FET(200)의 게이트 단자(G) 및 소스 단자(S)에 각각 전기적으로 연결되어, 충전 FET(200)의 게이트 단자(G) 및 소스 단자(S) 사이에 인가되는 제1 전압(V1)의 크기를 측정할 수 있다.The second voltage measuring unit 150 may measure the first voltage V1 applied between the gate terminal (G) and the source terminal (S) of the charging FET 200. For example, as shown in the configuration of FIG. 6, the second voltage measurement unit 150 is electrically connected to the gate terminal (G) and the source terminal (S) of the charging FET 200, respectively, and The magnitude of the first voltage (V1) applied between the gate terminal (G) and the source terminal (S) of 200 can be measured.

또한, 제2 전압 측정부(150)는, 바이패스 저항(300)의 양단에 인가되는 제2 전압(V2)을 측정할 수 있다. 예를 들어, 도 6의 구성에 도시된 바와 같이, 제2 전압 측정부(150)는, 바이패스 저항(300)의 양단에 각각 전기적으로 연결되어, 바이패스 저항(300)의 양단에 인가되는 제2 전압(V2)의 크기를 측정할 수 있다.Additionally, the second voltage measuring unit 150 may measure the second voltage V2 applied to both ends of the bypass resistor 300. For example, as shown in the configuration of FIG. 6, the second voltage measuring unit 150 is electrically connected to both ends of the bypass resistor 300, and the voltage applied to both ends of the bypass resistor 300 The magnitude of the second voltage (V2) can be measured.

상기 게이트부(600)는, 제2 전압 측정부(150)로부터 제1 전압(V1) 및 제2 전압(V2)을 입력값으로 수신할 수 있다. 예를 들어, 도 6 및 도 7의 구성에 도시된 바와 같이, 게이트부(600)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 제2 전압 측정부(150)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 게이트부(600)는, 제2 전압 측정부(150)로부터 제1 전압(V1)의 전압값 및 제2 전압(V2)의 전압값을 수신할 수 있다. 또한, 게이트부(600)는, 제1 전압(V1) 및 제2 전압(V2)을 각각 제1 단자(1) 및 제2 단자(2)의 입력 신호로 수신할 수 있다.The gate unit 600 may receive the first voltage (V1) and the second voltage (V2) as input values from the second voltage measuring unit 150. For example, as shown in the configuration of FIGS. 6 and 7, the gate unit 600 may be electrically connected to the second voltage measurement unit 150 to exchange electrical signals. Additionally, the gate unit 600 may receive the voltage value of the first voltage (V1) and the voltage value of the second voltage (V2) from the second voltage measuring unit 150. Additionally, the gate unit 600 may receive the first voltage V1 and the second voltage V2 as input signals of the first terminal 1 and the second terminal 2, respectively.

또한, 게이트부(600)는, 제1 전압(V1) 및 제2 전압(V2)을 기초로 충전 FET(200)를 턴온 시키는 턴온 신호(O)를 출력할 수 있다. 예를 들어, 도 6 및 도 7의 구성에 도시된 바와 같이, 게이트부(600)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 프로세서(400)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 게이트부(600)는, 제1 전압(V1) 및 제2 전압(V2)을 기초로 제4 단자(4)를 통해 출력 신호를 출력할 수 있다. 여기서, 상기 출력 신호는, 충전 FET(200)를 턴온 시키는 턴온 신호(O)일 수 있다. 이를 테면, 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트부(600)는, NOR 게이트(NOR Gate) 디지털 논리 회로로 구현될 수 있다.Additionally, the gate unit 600 may output a turn-on signal O that turns on the charging FET 200 based on the first voltage V1 and the second voltage V2. For example, as shown in the configuration of FIGS. 6 and 7, the gate unit 600 may be electrically connected to the processor 400 to exchange electrical signals. Additionally, the gate unit 600 may output an output signal through the fourth terminal 4 based on the first voltage V1 and the second voltage V2. Here, the output signal may be a turn-on signal (O) that turns on the charging FET (200). For example, the gate unit 600 according to an embodiment of the present invention may be implemented as a NOR gate digital logic circuit.

본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(400)는, 게이트부(600)로부터 턴온 신호(O)를 수신하여, 턴온 신호를 기초로 충전 FET(200)를 턴온 시킬 수 있다. 예를 들어, 도 6의 구성에 도시된 바와 같이, 프로세서(400)는, 게이트부(600)로부터 턴온 신호(O)를 수신할 수 있다. 또한, 프로세서(400)는, 턴온 신호(O)를 기초로 충전 FET(200)를 턴온 시킬 수 있다.The processor 400 according to an embodiment of the present invention may receive a turn-on signal O from the gate unit 600 and turn on the charging FET 200 based on the turn-on signal. For example, as shown in the configuration of FIG. 6, the processor 400 may receive a turn-on signal O from the gate unit 600. Additionally, the processor 400 may turn on the charging FET 200 based on the turn-on signal (O).

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트부(600)는, 제1 전압(V1) 및 제2 전압(V2)이 각각 미리 결정된 값 이하인 경우, 충전 FET(200)를 턴온 시키는 턴온 신호(O)를 출력할 수 있다. 예를 들어, 도 6 및 도 7의 구성에 도시된 바와 같이, 게이트부(600)는, 제1 전압(V1)이 0V이고, 제2 전압(V2)이 0V인 경우, 충전 FET(200)를 턴온 시키는 턴온 신호(O)를 출력할 수 있다.Preferably, the gate unit 600 according to an embodiment of the present invention provides a turn-on signal that turns on the charging FET 200 when the first voltage (V1) and the second voltage (V2) are each less than a predetermined value. (O) can be output. For example, as shown in the configuration of FIGS. 6 and 7, the gate unit 600 charges the charging FET 200 when the first voltage (V1) is 0V and the second voltage (V2) is 0V. A turn-on signal (O) that turns on can be output.

더욱 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(400)는, 충전 FET(200)가 턴오프 되어 있고 바이패스 저항(300)에 전류가 흐르지 않는 경우, 충전 FET(200)를 턴온 시키는 턴온 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 도 6의 구성에 도시된 바와 같이, 프로세서(400)는, 충전 FET(200)가 턴오프 되어 제1 전압(V1)이 0V이고, 바이패스 저항(300)에 전류가 흐르지 않아 제2 전압(V2)이 0V인 경우, 게이트부(600)로부터 턴온 신호(O)를 수신하여 충전 FET(200)를 턴온 시키는 턴온 신호(O)를 충전 FET(200)로 출력할 수 있다.More preferably, the processor 400 according to an embodiment of the present invention turns on the charge FET 200 when the charge FET 200 is turned off and no current flows through the bypass resistor 300. A turn-on signal can be output. For example, as shown in the configuration of FIG. 6, the processor 400 operates when the charging FET 200 is turned off so that the first voltage V1 is 0V and no current flows through the bypass resistor 300. When the second voltage (V2) is 0V, the turn-on signal (O) may be received from the gate unit 600 and output to the charger FET (200) to turn on the charger FET (200).

더욱 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(400)는, 배터리 팩이 장착된 장치의 시동이 종료되어 충방전 라인에 충전 전류가 흐르지 않게 된 이후, 배터리 팩이 장착된 장치가 재시동되어 충방전 라인에 충전 전류가 다시 흐르는 경우, 게이트부(600)로부터 턴온 신호를 수신하여, 턴온 신호를 기초로 충전 FET(200)를 턴온 시킬 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩이 장착된 장치의 시동이 종료되어 충방전 라인에 충전 전류가 흐르지 않게 된 이후, 배터리 팩이 장착된 장치가 재시동되어 충방전 라인에 충전 전류가 다시 흐르는 경우, 충전 FET(200)의 기생다이오드로 정격 전류 이상의 전류가 흐르게 되어 충전 FET(200)에 고장 상황이 발생할 수 있다. 따라서, 충전 FET(200)의 고장 상황을 방지하게 위하여, 도 6의 구성에 도시된 바와 같이, 프로세서(400)는, 게이트부(600)로부터 턴온 신호를 수신하여, 턴온 신호를 기초로 충전 FET(200)를 턴온 시킬 수 있다.More preferably, the processor 400 according to an embodiment of the present invention is configured to restart the device equipped with the battery pack after startup of the device equipped with the battery pack is completed and charging current no longer flows in the charging/discharging line. When the charging current flows again in the charging/discharging line, a turn-on signal can be received from the gate unit 600, and the charging FET 200 can be turned on based on the turn-on signal. For example, after the device equipped with a battery pack according to an embodiment of the present invention is finished starting and the charging current stops flowing in the charging/discharging line, the device equipped with the battery pack is restarted and the charging current is supplied to the charging/discharging line. When it flows again, a current exceeding the rated current flows through the parasitic diode of the charging FET (200), which may cause a failure situation in the charging FET (200). Therefore, in order to prevent a failure situation of the charging FET 200, as shown in the configuration of FIG. 6, the processor 400 receives a turn-on signal from the gate unit 600 and operates the charging FET based on the turn-on signal. (200) can be turned on.

도 8은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 과충전 방지 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 도 8에서, 각 단계의 수행 주체는, 앞서 설명한 본 발명에 따른 과충전 방지 장치의 각 구성요소라 할 수 있다.Figure 8 is a flowchart schematically showing an overcharge prevention method according to another embodiment of the present invention. In Figure 8, the subject performing each step can be said to be each component of the overcharge prevention device according to the present invention described above.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 과충전 방지 방법은, 제1 전압 측정 단계(S200), 제2 전압 측정 단계(S210) 및 충전 FET 턴온 단계(S220)를 포함한다.As shown in FIG. 8, the overcharge prevention method according to the present invention includes a first voltage measurement step (S200), a second voltage measurement step (S210), and a charge FET turn-on step (S220).

먼저, 제1 전압 측정 단계(S200)에서는, 상기 셀 어셈블리의 일단과 상기 배터리 팩의 팩 단자 사이를 전기적으로 연결하는 충방전 라인 상에 구비되어, 상기 충방전 라인에 흐르는 충전 전류의 도통을 제어하도록 구성된 충전 FET의 게이트 단자 및 소스 단자 사이의 제1 전압을 측정할 수 있다.First, in the first voltage measurement step (S200), it is provided on a charge/discharge line that electrically connects one end of the cell assembly and the pack terminal of the battery pack to control conduction of the charge current flowing in the charge/discharge line. The first voltage between the gate terminal and the source terminal of the charging FET configured to do so may be measured.

이어서, 제2 전압 측정 단계(S210)에서는, 상기 충전 FET의 양단 사이를 전기적으로 연결하여 상기 충방전 라인과 전기적으로 병렬로 구성된 바이패스 라인 상에 구비되어 상기 충전 FET와 병렬로 연결된 바이패스 저항 양단의 제2 전압을 측정할 수 있다.Next, in the second voltage measurement step (S210), a bypass resistor is provided on a bypass line electrically connected between both ends of the charging FET and electrically parallel to the charging and discharging line and connected in parallel with the charging FET. The second voltage at both ends can be measured.

이어서, 충전 FET 턴온 단계(S220)에서는, 상기 전압 측정 단계에 의해 측정된 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 입력값으로 수신하여, 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 기초로 상기 충전 FET를 턴온 시킬 수 있다.Next, in the charge FET turn-on step (S220), the first voltage and the second voltage measured by the voltage measurement step are received as input values, and the charge FET is turned on based on the first voltage and the second voltage. can be turned on.

또한, 상기 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 프로세서는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이때, 프로그램 모듈은 메모리 장치에 저장되고 프로세서에 의해 실행될 수 있다.Additionally, when the control logic is implemented as software, the processor may be implemented as a set of program modules. At this time, the program module may be stored in the memory device and executed by the processor.

또한, 프로세서의 다양한 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 상기 기록 매체는, ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다. 또한, 상기 코드 체계는 네트워크로 연결된 컴퓨터에 분산되어 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 상기 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.In addition, at least one of the various control logics of the processor is combined, and the types of the combined control logic are not particularly limited as long as they are written in a computer-readable code system and can be accessed in a computer-readable manner. As an example, the recording medium includes at least one selected from the group including ROM, RAM, register, CD-ROM, magnetic tape, hard disk, floppy disk, and optical data recording device. Additionally, the code system can be distributed, stored and executed on computers connected to a network. Additionally, functional programs, codes, and segments for implementing the combined control logics can be easily deduced by programmers in the technical field to which the present invention pertains.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described with limited examples and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the following will be understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalence of the patent claims to be described.

1: SLI 배터리
10: 셀 어셈블리
50: 외부 장치
100: 제1 전압 측정부
150: 제2 전압 측정부
200: 충전 FET
300: 바이패스 저항
400: 프로세서
500: 메모리 디바이스
600: 게이트부
L1: 충방전 라인
L2: 바이패스 라인1: SLI battery
10: Cell assembly
50: external device
100: first voltage measuring unit
150: second voltage measurement unit
200: Charge FET
300: Bypass resistance
400: Processor
500: memory device
600: Gate part
L1: charge/discharge line
L2: bypass line

Claims (10)

배터리 팩에 장착되어 적어도 하나 이상의 이차 전지를 구비하는 셀 어셈블리의 과충전을 방지하는 장치에 있어서,
상기 셀 어셈블리의 일단과 상기 배터리 팩의 팩 단자 사이를 전기적으로 연결하는 충방전 라인 상에 구비되어, 상기 충방전 라인에 흐르는 충전 전류의 도통을 제어하며, 게이트 단자, 드레인 단자 및 소스 단자를 구비하도록 구성된 충전 FET;
상기 충전 FET의 양단 사이를 전기적으로 연결하여 상기 충방전 라인과 전기적으로 병렬로 구성된 바이패스 라인 상에 구비되어 상기 충전 FET와 병렬로 연결되고, 상기 충전 FET의 개폐 동작에 따라 상기 충전 전류가 흐르도록 구성된 바이패스 저항;
상기 충전 FET의 상기 게이트 단자 및 상기 소스 단자 사이에 인가되는 제1 전압을 측정하고, 상기 바이패스 저항의 양단에 인가되는 제2 전압을 측정하도록 구성된 전압 측정부;
상기 전압 측정부로부터 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 입력값으로 수신하여, 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 기초로 상기 충전 FET를 턴온 시키는 턴온 신호를 출력하도록 구성된 게이트부 및
상기 게이트부로부터 상기 턴온 신호를 수신하여, 상기 턴온 신호를 기초로 상기 충전 FET를 턴온 시키도록 구성된 프로세서
를 포함하는 것을 특징으로 하는 과충전 방지 장치.
In the device for preventing overcharging of a cell assembly mounted on a battery pack and including at least one secondary battery,
It is provided on a charge/discharge line that electrically connects one end of the cell assembly to the pack terminal of the battery pack, controls conduction of charge current flowing through the charge/discharge line, and includes a gate terminal, a drain terminal, and a source terminal. A charging FET configured to:
It is provided on a bypass line electrically connected between both ends of the charging FET and electrically parallel to the charging and discharging line, and is connected in parallel with the charging FET, and the charging current flows according to the opening and closing operation of the charging FET. a bypass resistor configured to
a voltage measuring unit configured to measure a first voltage applied between the gate terminal and the source terminal of the charging FET and measure a second voltage applied to both ends of the bypass resistor;
A gate unit configured to receive the first voltage and the second voltage as input values from the voltage measurement unit and output a turn-on signal to turn on the charging FET based on the first voltage and the second voltage; and
A processor configured to receive the turn-on signal from the gate unit and turn on the charge FET based on the turn-on signal
An overcharge prevention device comprising:
 제1항에 있어서,
상기 게이트부는, 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압이 각각 미리 결정된 값 이하인 경우, 상기 충전 FET를 턴온 시키는 턴온 신호를 출력하도록 구성된 것을 특징으로 하는 과충전 방지 장치.
According to paragraph 1,
The gate unit is configured to output a turn-on signal that turns on the charging FET when the first voltage and the second voltage are each less than a predetermined value.
 제2항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 충전 FET가 턴오프 되어 있고 상기 바이패스 저항에 전류가 흐르지 않는 경우, 상기 충전 FET를 턴온 시키는 턴온 신호를 출력하도록 구성된 것을 특징으로 하는 과충전 방지 장치.
According to paragraph 2,
The processor is configured to output a turn-on signal to turn on the charge FET when the charge FET is turned off and no current flows through the bypass resistor.
 제3항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 배터리 팩이 장착된 장치의 시동이 종료되어 상기 충방전 라인에 상기 충전 전류가 흐르지 않게 된 이후, 상기 배터리 팩이 장착된 장치가 재시동되어 상기 충방전 라인에 상기 충전 전류가 다시 흐르는 경우, 상기 게이트부로부터 상기 턴온 신호를 수신하여, 상기 턴온 신호를 기초로 상기 충전 FET를 턴온 시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 과충전 방지 장치.
According to paragraph 3,
The processor is configured to restart the device equipped with the battery pack so that the charging current stops flowing in the charging and discharging line after the device equipped with the battery pack is finished starting and the charging current stops flowing in the charging and discharging line. When flowing, the overcharge prevention device is configured to receive the turn-on signal from the gate unit and turn on the charge FET based on the turn-on signal.
 제1항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 셀 어셈블리가 상기 충전 전류에 의해 충전되는 동안 상기 셀 어셈블리의 양단 전압값이 미리 결정된 상한값 및 하한값에 각각 도달하는 경우, 반복적으로 수회 상기 충전 FET를 턴오프 및 턴온 시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 과충전 방지 장치.
According to paragraph 1,
The processor is configured to repeatedly turn off and turn on the charging FET several times when the voltage values across the cell assembly reach predetermined upper and lower limits, respectively, while the cell assembly is being charged by the charging current. Features an overcharge prevention device.
 제1항에 있어서,
상기 게이트 단자는, 상기 프로세서와 전기적으로 연결되고,
상기 드레인 단자는, 상기 셀 어셈블리의 음극 단자와 전기적으로 연결되며,
상기 소스 단자는, 상기 배터리 팩의 음극 단자와 전기적으로 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 과충전 방지 장치.
According to paragraph 1,
The gate terminal is electrically connected to the processor,
The drain terminal is electrically connected to the negative terminal of the cell assembly,
The source terminal is configured to be electrically connected to the negative terminal of the battery pack.
 제1항에 있어서,
상기 바이패스 저항은, 일단이 상기 셀 어셈블리의 음극 단자와 상기 충전 FET의 드레인 단자 사이를 연결하는 충방전 라인 상에 연결되고, 타단이 상기 배터리 팩의 음극 단자와 상기 충전 FET의 소스 단자 사이를 연결하는 충방전 라인 상에 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 과충전 방지 장치.
According to paragraph 1,
The bypass resistor has one end connected to a charge/discharge line connecting the negative terminal of the cell assembly and the drain terminal of the charge FET, and the other end connected between the negative terminal of the battery pack and the source terminal of the charge FET. An overcharge prevention device configured to be connected to a charging/discharging line.
 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 과충전 방지 장치를 포함하는 BMS.
A BMS comprising an overcharge prevention device according to any one of claims 1 to 7.
 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 과충전 방지 장치를 포함하는 배터리 팩.
A battery pack including the overcharge prevention device according to any one of claims 1 to 7.
 배터리 팩에 장착되어 적어도 하나 이상의 이차 전지를 구비하는 셀 어셈블리의 과충전을 방지하는 방법에 있어서,
상기 셀 어셈블리의 일단과 상기 배터리 팩의 팩 단자 사이를 전기적으로 연결하는 충방전 라인 상에 구비되어, 상기 충방전 라인에 흐르는 충전 전류의 도통을 제어하도록 구성된 충전 FET의 게이트 단자 및 소스 단자 사이의 제1 전압을 측정하는 단계;
상기 충전 FET의 양단 사이를 전기적으로 연결하여 상기 충방전 라인과 전기적으로 병렬로 구성된 바이패스 라인 상에 구비되어 상기 충전 FET와 병렬로 연결된 바이패스 저항 양단의 제2 전압을 측정하는 단계 및
상기 전압 측정 단계에 의해 측정된 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 입력값으로 수신하여, 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 기초로 상기 충전 FET를 턴온 시키는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 과충전 방지 방법.In a method of preventing overcharging of a cell assembly mounted on a battery pack and including at least one secondary battery,
Between the gate terminal and the source terminal of the charging FET, which is provided on a charge/discharge line that electrically connects one end of the cell assembly and the pack terminal of the battery pack and is configured to control conduction of the charge current flowing in the charge/discharge line. measuring a first voltage;
Measuring a second voltage across a bypass resistor provided on a bypass line electrically parallel to the charge and discharge line by electrically connecting both ends of the charge FET and connected in parallel with the charge FET;
Receiving the first voltage and the second voltage measured by the voltage measurement step as input values, and turning on the charging FET based on the first voltage and the second voltage.
An overcharge prevention method comprising:
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