KR20090126099A - 배터리 팩 및 그 충전 방법 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (20)
- 양극과 음극을 가지는 재충전 가능한 배터리;상기 배터리의 대전류 경로와 전기적으로 연결되는 충전 스위칭 소자와 방전 스위칭 소자를 포함하는 스위칭소자부; 및상기 스위칭소자부와 전기적으로 연결되어 상기 충전 스위칭 소자와 방전 스위칭 소자를 제어하고, 상기 배터리와 전기적으로 연결되어 상기 배터리의 개로 전압 또는 사용 시간을 측정하며, 상기 배터리의 개로 전압과 사용 시간 가운데 적어도 하나를 기준으로 하여 상기 배터리의 열화 여부를 판정하고, 상기 배터리의 열화시 상기 배터리의 만충전 전압을 낮게 설정하는 배터리 관리 유닛(BMU; Battery Management Unit)을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 제 1 항에 있어서,상기 배터리 관리 유닛은상기 배터리의 개로 전압이 임계 전압 이하로 떨어지는 제 1 열화의 경우와, 상기 배터리의 사용 기간이 특정기간을 경과한 제 2 열화의 경우 각각에 대하여 상기 배터리의 만충전 전압을 낮게 설정하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 제 2 항에 있어서,상기 배터리 관리 유닛은 상기 배터리에 흐르는 전류량을 적산하여 상기 배 터리의 충전율을 더 검출하며,상기 배터리의 충전율이 임계값 이상 유지한 채 상기 배터리가 일정 기간 동안 방치되는 제 3 열화의 경우, 상기 배터리의 만충전 전압을 낮게 설정하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 제 2 항에 있어서,상기 배터리 관리 유닛은상기 제 2 열화의 경우, 상기 특정기간은 상기 배터리의 사용시간이 10개월 내지 25개월에서 설정되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 제 1 항에 있어서,상기 배터리 관리 유닛은상기 배터리의 열화시에는 상기 배터리의 만충전 전압을 상기 배터리의 만충전 전압에서 40mV 내지 60mV 낮추는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 제 1 항에 있어서,상기 배터리 관리 유닛은상기 배터리의 열화시마다 한번씩 상기 배터리의 만충전 전압을 낮추고 상기 배터리의 만충전 전압이 만충전 전압 한계값까지 낮아지는 경우, 상기 배터리의 만충전 전압을 낮추는 것을 중단하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 제 6 항에 있어서,상기 만충전 전압 한계값은 3.95V 내지 4.05V 사이에서 결정되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 제 1 항에 있어서,상기 배터리 관리 유닛과 전기적으로 연결되는 온도 센서를 더 포함하여 형성되며,상기 배터리 관리 유닛은 상기 온도 센서로부터 입력되는 신호로 상기 배터리의 온도를 검출하고, 상기 배터리의 온도가 상온의 특정 임계값부터 올라갈수록 상기 배터리의 만충전 전압을 낮게 조절하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 제 1 항에 있어서,상기 배터리 관리 유닛은 상기 배터리의 만충전 전압 감지시 상기 충전 스위칭 소자를 턴 오프시켜 상기 배터리의 충전을 중단시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 제 1 항에 있어서,상기 배터리의 양극과 음극의 대전류 경로상에 설치되는 전류 검출 소자를 더 포함하여 형성되고, 상기 배터리 관리 유닛은 상기 전류 검출 소자와 전기적으 로 연결되어 상기 배터리의 전류값을 검출하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 제 10 항에 있어서,상기 전류 검출 소자는 센스 레지스터로 형성되고,상기 배터리 관리 유닛은 상기 센스 레지스터의 양 단과 전기적으로 연결되고, 상기 배터리 관리 유닛은 상기 센스 레지스터의 기준 전압값이 입력된 상태로 상기 센스 레지스터의 양 단 전압차를 측정하여 상기 배터리에서 흐르는 전류량을 계산하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 제 1 항에 있어서,상기 배터리 관리 유닛은상기 배터리와 전기적으로 연결되어 상기 배터리의 개로 전압을 검출하고, 상기 충/방전 스위칭 소자와 전기적으로 연결되어 상기 충/방전 스위칭 소자를 턴 온 또는 턴 오프시키며, 상기 배터리의 특정 임계 전압값에서 상기 충전 스위칭 소자를 턴 오프시키는 만충전 모드를 가지는 아날로그 프론트 엔드; 및상기 아날로그 프론트 엔드와 전기적으로 연결되어 상기 아날로그 프론트 엔드의 만충전 모드의 만충전 전압을 조절하는 마이크로 프로세서 유닛을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 제 12 항에 있어서,상기 아날로그 프론트 엔드는 상기 배터리의 개로전압에 따라 과방전 모드, 만방전 모드, 만충전 모드 및, 과충전 모드를 가지는 주문형 반도체(ASIC)로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 재충전 가능한 배터리의 개로전압을 측정하고, 상기 배터리의 사용시간을 측정하는 열화조건 검출단계;상기 열화조건 검출단계에서 측정된 배터리의 개로전압 또는 사용 시간을 검출하며, 상기 배터리의 개로전압과 사용 시간 가운데 적어도 하나를 기준으로 하여 상기 배터리의 열화를 판정하고, 상기 배터리의 열화시 상기 배터리의 만충전 전압을 낮게 설정하는 만충전전압 설정단계; 및상기 배터리를 상기 만충전 전압까지 충전시키고, 상기 배터리의 충전 전압이 상기 만충전 전압을 초과한 경우에는 상기 배터리의 충전을 중단시키는 배터리 충전 단계를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리팩의 충전 방법.
- 제 14 항에 있어서,상기 만충전전압 설정단계에서는상기 배터리의 개로전압이 임계 전압 이하로 떨어진 제 1 열화와, 상기 배터리의 사용 기간이 특정기간을 경과한 제 2 열화의 각각의 경우 마다 상기 배터리의 만충전을 전압을 낮게 설정하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 충전 방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 만충전전압 설정단계에서는 상기 제 2 열화의 경우, 상기 배터리의 사용시간이 10개월 내지 25개월 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 충전 방법.
- 제 14 항에 있어서,상기 만충전전압 설정단계에서는상기 배터리의 열화시 상기 배터리의 만충전 전압을 상기 배터리의 만충전 전압에서 40mV 내지 60mV로 낮추어 설정하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 충전 방법.
- 제 14 항에 있어서,상기 배터리 충전 단계에서는상기 배터리의 개로전압값이 낮아질 수 있는 한계 전압값이 3.95V 내지 4.05V 사이에서 결정되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 충전 방법.
- 제 14 항에 있어서,상기 열화조건 검출단계에서는 상기 배터리의 온도를 검출하고,상기 만충전 전압 설정단계에서는 상기 배터리의 온도가 올라갈수록 상기 배터리의 만충전 전압을 낮게 조절하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 충전 방법.
- 제 14 항에 있어서,상기 열화조건 검출단계에서는상기 배터리의 충전 전류량를 적산하여 상기 배터리의 충전율을 계산하고,상기 만충전 전압 설정단계에서는 상기 배터리의 충전율이 임계값 이상 유지한 채 상기 배터리가 일정 기간 동안 방치되는 제 3 열화의 경우, 상기 배터리의 만충전 전압을 낮게 설정하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 충전 방법.
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