KR20080067948A - 하이브리드 전지 및 이를 충방전하는 방법 - Google Patents
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Abstract
Description
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- 복수 개의 재충전 가능한 전지(rechargeable battery);상기 전지의 대전류 경로(high current path)와의 전기적 연결에 의해 상기 전지들 각각의 대전류 경로 가운데 어느 하나의 대전류 경로를 선택하여 전기적으로 연결시키는 스위칭부(switching part); 및상기 복수 개의 전지와 전기적으로 연결되어 상기 복수 개의 전지 가운데 어느 하나에서 전력을 공급받아 구동되며, 상기 스위칭부와 전기적으로 연결되어 상기 스위칭부에 온(on) 또는 오프(off) 신호를 보내 상기 복수 개의 전지들을 순차적으로 충방전(charging/discharging)시키는 하이브리드 전지 보호회로부(hybrid battery protection circuit part)를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수 개의 전지는 캔형(can type battery) 또는 파우치형 전지(pouch type battery)의 조합으로 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 제 2 항에 있어서,상기 복수 개의 전지는 서로 간에 용량(capacity)이 다르게 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수 개의 전지와 상기 스위칭부 사이에는 상기 선택된 전지들에 흐르는 전류의 방향이 순방향으로 흐르게 하는 충전 경로(charging path)와, 상기 충전 경로의 전류 방향과 반대 방향으로 전류를 흐르게 하는 방전경로(discharging path)를 설정하는 충방전 경로 설정부(charging/discharging path selector)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 전지들은 충방전 단자와 전기적으로 연결되고, 상기 충방전 단자의 양극 단자과 음극 단자에 전기적으로 연결된 제 1 콘덴서와, 상기 양극 단자와 음극 단자 가운데 어느 하나의 단자에 전기적으로 연결된 제 2 콘덴서 및, 상기 제 1 콘덴서와 제 2 콘덴서를 전기적으로 연결시키는 저항이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 복수 개의 재충전 가능한 전지;상기 전지들과 대응한 갯수로 상기 전지들 각각의 대전류 경로에 전기적으로 연결되는 전지선택용 스위칭 소자부;상기 전지들의 대전류 경로들이 하나로 접속되는 지점에 전기적으로 연결된 충전 스위칭소자들과, 상기 충전스위칭소자에 전기적으로 연결된 방전 스위칭 소자 들을 포함하는 충방전 스위칭 소자부; 및상기 복수 개의 전지들 각각에 전기적으로 연결되어 상기 복수 개의 전지 전압을 기준전압과 비교한 후 상기 기준전압과 비교되어 검출된 전압값에 대응하는 디지털신호를 출력시키는 전압검출부(voltage detection part) 및, 상기 충방전 스위칭 소자부의 스위칭 소자들과 전기적으로 연결되며 상기 전압검출부에서 출력된 디지털신호를 입력받아 상기 전지 선택용 스위칭 소자들 가운데 어느 하나의 소자에 온(on) 또는 오프(off) 신호를 출력시켜 상기 복수 개의 전지 가운데 어느 하나를 선택하고, 상기 선택된 전지의 대전류 경로와 전기적으로 연결된 상기 충방전 스위칭 소자에 온(on) 또는 오프(off) 신호를 출력시키는 제어부(controll part)를 구비하는 하이브리드 전지 보호회로부를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 제 6 항에 있어서,상기 하이브리드 전지 보호회로부는 상기 복수 개의 전지에 흐르는 전류를 감지하여 상기 충방전 스위치부를 오프(off) 시키는 과전류 감지부(over current detection part)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 제 7 항에 있어서,상기 과전류 감지부는 상기 복수 개의 전지가 완전방전 시에 충전기가 연결된 것을 감지하여 상기 복수 개의 전지와 연결된 충전스위칭소자 가운데 어느 하나 를 온(on) 시키고, 전지 선택용 스위칭 소자 가운데 어느 하나를 온(on) 시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 제 6 항에 있어서,상기 하이브리드 전지 보호회로부는 상기 충전스위칭소자들과 상기 방전 스위칭소자들의 스위칭 시간차를 조절하는 스위칭 지연시간 조작부(switching delay time controll part)를 더 포함하여 형성되고, 상기 스위칭 지연시간 조작부에는 수동소자가 더 연결되어 상기 충전스위칭소자들과 상기 방전스위칭소자의 스위칭 시간차를 조절하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 제 6 항 내지 제 9 항 가운데 어느 한 항에 있어서,상기 하이브리드 전지 보호회로부는 반도체소자 집적회로(semiconductor device intergated circuit)로 형성되어 하나의 반도체 칩으로 패기징(one chip pakaging) 된 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 제 6 항에 있어서,상기 전지 선택용 스위칭 소자부는 P채널형 전계효과 트랜지스터(P-channel field effect transistor)인 스위칭 소자들로 형성되며, 상기 충방전 스위칭소자부의 충전 스위칭 소자 및 방전 스위칭 소자는 N채널형 전계효과 트랜지스터(N-channel field effect transistor)로 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전 지.
- 제 11 항에 있어서,상기 충전 스위칭 소자 및 방전 스위칭소자에는 전류역류 방지용 기생 다이오드(parasitism diode for preventing a back flowing current)가 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 제 6 항에 있어서,상기 복수 개의 전지는 캔형 또는 파우치형 전지의 조합으로 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 복수 개의 재충전 가능한 전지;상기 복수 개의 전지들과 대응하는 갯수로 상기 복수 개의 전지들 각각에 전기적으로 연결된 충전스위칭 소자 및, 상기 충전스위칭소자와 대응하는 갯수로 상기 충전스위칭소자와 전기적으로 연결된 방전 스위칭 소자를 포함하여 형성된 충방전 스위칭 소자부; 및상기 복수 개의 전지와 전기적으로 연결되어 상기 전지들의 전압을 기준전압과 비교한 후 상기 전지들의 전압 상태에 따라 디지털신호를 출력시키는 전압 검출부 및, 상기 충방전 스위칭부의 스위칭 소자들과 전기적으로 연결되며 상기 전압검출부에서 출력된 디지털신호를 입력받아 상기 충방전 스위칭 소자들을 선택적으로 온(on) 또는 오프(off) 신호를 출력시키는 제어부를 구비하는 하이브리드 전지 보호회로부를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 제 14 항에 있어서,상기 하이브리드 전지 보호회로부는 상기 복수 개의 전지들에 흐르는 전류를 감지하여 상기 충방전 스위칭소자를 오프(off) 시키는 과전류 감지부를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 제 15 항에 있어서,상기 과전류 감지부는 상기 복수 개의 전지가 완전방전 시에 충전기(charger)가 연결된 것을 감지하여 상기 복수 개의 전지와 연결된 충전스위칭소자 가운데 어느 하나를 온(on) 시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 제 14 항에 있어서,상기 제어부와 상기 전압검출부들의 사이에는 전류역류 방지용 다이오드가 형성되고, 상기 제어부와 상기 전압검출부들을 상기 전류역류 방지용 다이오드가 전기적으로 연결되어 공통(common)의 접지부(ground part)를 형성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 제 14 항에 있어서,상기 하이브리드 전지 보호회로부는 상기 충전스위칭소자들과 상기 방전 스위칭소자들의 스위칭 시간차를 조절하는 스위칭 지연시간 조작부를 더 포함하여 형성되고, 상기 스위칭 지연시간 조작부에는 수동소자가 더 연결되어 상기 충전스위칭소자들과 상기 방전스위칭소자의 스위칭 시간차를 조절하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 제 14 항 내지 제 18 항 가운데 어느 한 항에 있어서,상기 하이브리드 전지용 보호회로부는 반도체소자 집적회로로 형성되어 하나의 반도체 칩으로 패기징된 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 제 14 항에 있어서,상기 충전 스위칭소자 및 방전스위칭 소자는 N채널형 전계효과 트랜지스터 또는 P채널형 전계효과 트랜지스터로 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 제 20 항에 있어서,상기 충전 스위칭 소자 및 방전 스위칭소자는 각각에 전류역류 방지용 기생 다이오드가 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 제 14 항에 있어서,상기 복수 개의 전지는 캔형 또는 파우치형 전지의 조합으로 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 복수 개의 재충전 가능한 전지;상기 복수 개 전지와 대응한 갯수로 상기 복수 개의 전지 대전류 경로 각각에 전기적으로 연결된 방전스위칭소자들과, 상기 방전스위칭소자들이 공통으로 연결된 하나의 대전류 경로에 전기적으로 연결된 충전스위칭소자를 포함하여 형성되는 충방전 스위칭 소자부;상기 복수 개의 전지 각각에 전기적으로 연결되며 상기 복수 개의 전지 전압을 기준전압과 비교하고 상기 기준전압과 비교되어 검출된 전압값에 대응하는 디지털신호를 출력시키는 전압검출부 및, 상기 충방전 스위칭부의 스위칭 소자들과 전기적으로 연결되며 상기 전압검출부에서 출력된 디지털신호를 입력받아 상기 방전스위칭소자들과 상기 충전스위칭소자에 온(on) 또는 오프(off) 신호를 출력시키는 제어부를 구비하는 하이브리드 전지용 보호회로부를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 제 23 항에 있어서,상기 하이브리드 전지용 보호회로부는 상기 복수 개의 전지들에 흐르는 전류를 감지하여 상기 충전 스위칭소자를 오프(off) 시키는 과전류 감지부를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 제 24 항에 있어서,상기 과전류 감지부는 상기 복수 개의 전지가 완전방전 시에 충전기가 연결된 것을 감지하여 상기 복수 개의 전지와 연결된 충전스위칭소자 가운데 어느 하나를 온(on) 시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 제 23 항에 있어서,상기 제어부와 상기 전압검출부들의 사이에는 전류역류 방지용 다이오드가 형성되고, 상기 제어부와 상기 전압검출부들을 상기 전류역류 방지용 다이오드가 전기적으로 연결되어 공통의 접지부를 형성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 제 23 항에 있어서,상기 하이브리드 전지 보호회로부는 상기 충전스위칭소자들과 상기 방전 스위칭소자들의 스위칭 시간차를 조절하는 스위칭 지연시간 조작부를 더 포함하여 형성되고, 상기 스위칭 지연시간 조작부에는 수동소자가 더 연결되어 상기 충전스위칭소자들과 상기 방전스위칭소자의 스위칭 시간차를 조절하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 제 23 항 내지 제 27 항 가운데 어느 한 항에 있어서,상기 하이브리드 전지용 보호회로부는 반도체소자 집적회로로 형성되어 하나의 반도체 칩으로 패기징된 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 제 23 항에 있어서,상기 충전 스위칭소자와 방전스위칭 소자는 N채널형 전계효과 트랜지스터 또는 P채널형 전계효과 트랜지스터로 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 제 29 항에 있어서,상기 충전 스위칭소자 및 상기 방전 스위칭 소자 가운데 어느 하나에는 전류역류 방지용 기생 다이오드가 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 제 23 항에 있어서,상기 복수 개의 전지는 캔형 또는 파우치형 전지의 조합으로 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지.
- 재충전 가능하고 서로 간에 용량이 다른 복수 개의 전지들이 충전 상태일 때, 상기 전지들 가운데 어느 하나의 전지에 대한 충전 상태를 확인하여 상기 충전 상태가 확인된 전지가 만충전 상태가 아니면 상기 전지의 전지용량에 따른 충전방식으로 충전을 시작하고, 만충전 상태(full charging state)이면 충전을 금지하는 제 1 단계;상기 제 1 단계에서 상기 전지가 만충전 상태일 때 상기 전지의 충전을 금지시킨 후, 상기 제 1 단계를 또 다른 용량을 가지는 전지에 맞는 충전방식으로 시행하는 제 2 단계; 및상기 전지들이 모두 만충전 상태이면 상기 전지들의 충전을 모두 금지하는 제 3 단계를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지 충전방법.
- 제 32 항에 있어서,상기 제 1 단계 내지 제 3 단계를 진행하는 동안에, 상기 복수 개의 전지가 과충전 상태(over charging state)이면 상기 복수 개의 전지들의 방전을 시작하는 과충전 확인단계(detecting of over charging state)를 동시에 진행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지 충전방법.
- 제 32 항에 있어서,상기 제 1 단계 내지 제 3 단계를 진행하는 동안에 설정된 임계 전류 이상으로 과전류가 흐를 경우, 충방전 스위치를 오프(off)시키는 충방전 금지 단계(stopping of charging/discharging) 를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지 충전 방법.
- 재충전 가능하고 서로간에 용량이 다른 복수 개의 전지들이 방전 상태일 때, 상기 전지들 가운데 어느 하나의 전지에 대한 방전 상태를 확인하여 상기 방전 상 태가 확인된 전지가 만방전 상태(full discharging state)가 아니면 상기 전지의 전지용량에 따른 방전방식으로 방전을 시작하고, 만방전 상태이면 방전을 금지하는 제 1 단계;상기 제 1 단계에서 상기 전지가 만방전 상태일 때, 상기 전지의 방전을 금지시킨 후, 상기 제 1 단계를 또 다른 용량을 가지는 전지에 맞는 방전방식으로 시행하는 제 2 단계; 및상기 전지들이 모두 만방전 상태이면 상기 전지들의 방전을 모두 금지하는 제 3 단계를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지 방전방법.
- 제 35 항에 있어서,상기 제 1 단계 내지 제 3 단계를 진행하는 동안에 설정된 임계 전류 이상으로 과전류가 흐를 경우, 충방전 스위치를 오프(off)시키는 충방전 금지 단계를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전지 방전 방법.
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