KR20160001334A - 전지팩과 그것의 기능을 제어할 수 있는 시스템을 구비한 디바이스 - Google Patents

전지팩과 그것의 기능을 제어할 수 있는 시스템을 구비한 디바이스 Download PDF

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KR20160001334A
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Abstract

본 발명은 충방전이 가능한 전지셀, 보호회로가 형성되어 있는 보호회로 기판(PCB), 및 상기 보호회로에 전기적으로 연결되어 있는 외부 입출력 단자들을 포함하는 전지팩과, 상기 전지팩에 전기적으로 연결되어 작동되는 전자 기기를 포함하는 디바이스로서, 상기 PCB은 전지팩의 충방전을 제어하는 제어회로를 포함하며, 상기 제어회로는 전지팩이 전자 기기와 연결된 상태로, 전자 기기의 외부 입력단자와 외부 전원이 연결되었을 때, 전지팩의 충전을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 디바이스를 제공한다.

Description

전지팩과 그것의 기능을 제어할 수 있는 시스템을 구비한 디바이스 {Device Having Battery Pack and System Capable of Controlling Function of Battery Pack}
본 발명은 전지팩과 그것의 기능을 제어할 수 있는 시스템을 구비한 디바이스에 관한 것이다.
휴대용 단말기는 휴대가 가능하면서 음성 및 영상 통화를 수행할 수 있는 기능, 정보를 입/출력할 수 있는 기능 및 데이터를 저장할 수 있는 기능 등을 하나 이상 갖춘 휴대용 디바이스이다. 이러한 디바이스는 그 기능이 다양화됨에 따라, 사진이나 동영상의 촬영, 음악 파일이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신, 무선 인터넷등과 같은 복잡한 기능들을 갖추게 되었으며, 종합적인 멀티미디어 기기(multimedia player) 형태로 구현되고 있다. 이러한 멀티미디어 기기의 형태로 구현된 디바이스는, 복잡한 기능을 구현하기 위해 하드웨어나 소프트웨어적 측면에서 새로운 시도들이 다양하게 적용되고 있다.
이러한 디바이스를 장시간 휴대하기 위해서는 고용량의 전지팩이 필수적이고, 전지팩은 충방전이 가능하여 반복적인 사용이 가능해야 한다. 특히, 노트북 컴퓨터는 복합적인 데이터 처리와 다중 작업이 보편화 되면서 전력 소비가 많은 바, 사용자가 노트북의 전지팩을 충전을 진행하는 동시에 이들 디바이스를 사용하는 방법이 보편적으로 이용되고 있다.
그러나, 이러한 사용 방법이 반복되는 경우, 전지팩의 사이클 특성이 저하되고, 궁극적으로 전지팩의 수명이 단축되는 문제가 있다.
이러한 문제를 방지하기 위해, 사용자는 전지팩을 노트북으로부터 분리한 상태로 외부 전원을 이용하여 노트북을 사용하는 방법을 이용하고 있으나, 전지팩을 분리한 상태로 보관하는 경우, 자가 방전으로 인하여, 필요할 때, 전지팩의 사용이 어려울 수 있다. 또한, 전지팩의 잦은 탈착으로 인한 전지팩의 외부 입출력 단자 손상 또는 전지팩과 노트북간의 결합 파트가 파손될 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 전지팩을 노트북에 장착한 상태로, 노트북을 외부 전원에 연결하여 사용해도, 전지팩의 성능 저하를 방지할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명은 전지팩의 충전을 제어할 수 있는 제어회로를 통해 전지팩이 전자 기기와 연결된 상태로, 전자 기기의 외부 입력단자와 외부 전원이 연결되었을 때, 전지팩의 충전을 제어하여 전지팩 성능 저하를 방지할 수 있는 디바이스를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디바이스는 충방전이 가능한 전지셀, 보호회로가 형성되어 있는 보호회로 기판(PCB), 및 상기 보호회로에 전기적으로 연결되어 있는 외부 입출력 단자들을 포함하는 전지팩과, 상기 전지팩에 전기적으로 연결되어 작동되는 전자 기기를 포함하는 디바이스로서,
상기 PCB은 전지팩의 충방전을 제어하는 제어회로를 포함하며, 상기 제어회로는 전지팩이 전자 기기와 연결된 상태로, 전자 기기의 외부 입력단자와 외부 전원이 연결되었을 때, 전지팩의 충전을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명에 따른 디바이스는 전지팩이 전자 기기와 연결된 상태로, 전자 기기에 외부 전원이 연결된 경우, 전지팩의 제어회로가 전지팩을 충전 또는 충전 불가 상태로 제어하는 동시에, 전자 기기에는 전력 공급을 가능하게 하므로 전자기기를 사용하는 동안 전지팩의 충전이 지속적으로 유지되어 전지팩의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 사용자는 전지팩의 제어회로를 특정 프로그램을 이용하여 손쉽게 제어할 수 있다. 이러한 프로그램은 예를 들어, 전지팩의 온도, 용량, 충전 상태 등을 표시하여 사용자가 이를 제어할 수 있는 관리 프로그램일 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 사용자가 전자 기기를 사용하는 동시에, 제어회로를 제어할 수 있도록, 상기 전자 기기는 그것의 내부에 탑재된 메모리 상에 전지팩을 제어하는 배터리 시스템관리 프로그램이 설치될 수 있다.
즉, 상기 제어회로는 전자 기기에 설치된 배터리 시스템관리 프로그램에 의해 ON/OFF 상태로 전환되는 것으로, 상기 제어회로는, ON 상태에서, 전지팩을 충전 가능 상태로 전환하여 전지팩을 충전하는 동시에 외부 전원으로부터 전자 기기에 전력 공급이 가능하도록 연결하고, OFF 상태에서, 전지팩을 충전 불가 상태로 전환시키는 동시에 외부 전원으로부터 전자 기기에 전력 공급이 가능하도록 연결할 수 있다.
따라서, 사용자는 전자 기기에 설치된 배터리 시스템 관리 프로그램으로 전지팩의 충전 진행을 제어할 수 있고, 그에 따라, 전자 기기를 사용하는 동시에 전지팩의 충전이 지속되는 것을 손쉽게 방지하거나 유지할 수 있다.
여기서, 상기 배터리 시스템 관리 프로그램은 제어회로의 ON/OFF 상태를 수동 또는 자동으로 설정하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 수동 설정은 사용자가 배터리 시스템관리 프로그램상에 제어회로에 대한 ON/OFF 상태를 직접 설정하는 것이다.
반면에, 상기 자동 설정은 사용자의 전자 기기 사용 패턴을 고려하여, 배터리 시스템관리 프로그램에 입력된 소정의 조건에서 배터리 시스템관리 프로그램이 제어회로의 ON/OFF 상태를 자동적으로 결정하는 것일 수 있다.
이러한 소정의 조건은, 예를 들어, 전지팩의 충전 용량이 100% 미만일 때, 제어회로를 ON 상태로 자동 전환하여 전지팩을 충전 시키는 반면에, 전지팩의 충전 용량이 100%인 상태로 전자 기기의 외부 입력단자와 외부 전원과 연결되어 있을 때에는, 제어회로를 OFF 상태로 자동 전환하여 전지팩의 충전을 방지하는 것일 수 있다.
또한, 상기 소정의 조건에서, 충전 용량 100%인 전지팩이 10 시간 내지 240 시간 동안 전자 기기의 외부 입력단자와 외부 전원과 연결되어 있을 때, 제어회로를 OFF 상태로 자동 전환하여 전지팩의 충전을 방지할 수 있다.
이처럼, 상기 소정의 조건은, 전지팩의 충전이 필요 없을 경우, 또는 충전이 필요할 경우에 제어회로가 스스로 작동하도록 배터리 시스템관리 프로그램상에 설정된 조건으로서, 전술한 조건 이외에도, 사용자가 자신의 사용 패턴을 고려하여, 다양하게 조건을 설정할 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 자동 설정은 전자 기기에서 전지팩을 분리하는 경우, 설정이 초기화 될 수 있다. 이 때, 상기 자동 설정이 초기화 된 상태에서 전지팩을 전자 기기에 장착하는 경우, 상기 전자 기기는 전지팩으로 전력을 공급받을 수 있다.
이는, 사용자가 전지팩을 사용할 수 있는 환경, 즉, 외부 전원이 전자 기기에 연결되지 않은 환경에서, 전지팩을 분리했다 다시 장착하는 경우, 전자 기기에 설치된 배터리 시스템관리 프로그램의 자동 설정을 초기화 하여 제어회로를 OFF 상태로 자동 전환하고, 그에 따라 전자 기기가 전지팩으로 작동하도록 하는 설정이다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전자 기기는 전지팩으로부터 공급되는전력으로 구동가능한 휴대용 전자 기기일 수 있으며, 상세하게는 노트북 컴퓨터 본체, 넷북 본체, 카메라 본체, 모바일 기기 본체 및 웨어러블 기기 본체에서 선택될 수 있으나, 상기한 예들로 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 전지셀은 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극에 개재되는 분리막 및 리튬염 함유 비수 전해질을 포함하는 리튬 이차전지 또는 리튬-이온 이차전지일 수 있다. 상기 이차전지의 기타 성분들에 대해 이하에서 자세히 설명한다.
상기 양극은 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물인 전극 합제를 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.
상기 양극 활물질은, 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; LiNixMn2-xO4로 표현되는 스피넬 구조의 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 포함할 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 양극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테리인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
한편, 탄성을 갖는 흑연계 물질이 도전재로 사용될 수 있고, 상기 물질들과 함께 사용될 수도 있다.
상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.
상기 음극은 상기 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 도포, 건조 및 프레싱하여 제조되며, 필요에 따라 상기에서와 같은 도전재, 바인더, 충진제 등이 선택적으로 더 포함될 수 있다.
상기 음극 활물질은, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe’yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me’: Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료; 티타늄 산화물; 리튬 티타늄 산화물 등을 사용할 수 있고, 상세하게는 탄소계 물질 및/또는 Si을 포함할 수 있다.
상기 음극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.
상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.
상기 리튬염 함유 비수 전해질은, 비수 전해질과 리튬으로 이루어져 있고, 비수 전해질로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용되지만 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 비수계 유기용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.
상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합제 등이 사용될 수 있다.
상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.
상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.
또한, 상기 리튬염 함유 비수 전해질에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있으며, FEC(Fluoro-Ethylene Carbonate), PRS(Propene sultone) 등을 더 포함시킬 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiN(SO2CF3)2 등의 리튬염을, 고유전성 용매인 EC 또는 PC의 환형 카보네이트와 저점도 용매인 DEC, DMC 또는 EMC의 선형 카보네이트의 혼합 용매에 첨가하여 리튬염 함유 비수계 전해질을 제조할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 디바이스는 전지팩이 전자 기기와 연결된 상태로, 전자 기기에 외부 전원이 연결된 경우, 전지팩의 제어회로가 전지팩을 충전 또는 충전 불가 상태로 제어하는 동시에, 전자 기기에는 전력 공급을 가능하게 하므로 전자기기를 사용하는 동안 전지팩의 충전이 지속적으로 유지되어 전지팩의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 디바이스에서 배터리 시스템관리 프로그램이 자동으로 작동되는 과정을 나타낸 흐름도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 디바이스에서 배터리 시스템관리 프로그램이 수동으로 작동되는 과정을 나타낸 흐름도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 디바이스에서 배터리 시스템관리 프로그램이 자동으로 작동되는 과정을 나타낸 흐름도가 도시되어 있다.
먼저, 디바이스는 충방전이 가능하며 전력을 공급할 수 있는 전지팩(102) 및 전지팩(102)에 전기적으로 연결되어 전지팩(102)으로부터 전력을 공급받아 작동되는 전자 기기(101)로 구성되어 있다. 또한, 전자 기기(101)는 외부 전원(104)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 이 때, 외부 전원(104)은 전지팩(102)을 충전하거나 전자 기기(101)에 전력을 공급하게 된다.
전지팩(102)은 전지팩(102)의 충전을 제어할 수 있는 제어회로(103)를 포함하며, 전자 기기(101)에는 전지팩(102)의 상태를 관리할 수 있는 배터리 시스템 관리 프로그램(200)이 설치되어 있다. 배터리 시스템 관리 프로그램(200)은 전자 기기(101)에 연결된 전지팩(102)의 온도, 전지팩(102)의 총 용량, 전지팩(102)의 사용 가능 예상 시간, 전지팩(102)의 충전량 및 전지팩(102)의 충전 예상 시간등의 전지팩(102)의 상태를 나타내는 한편, 전지팩(102)의 충전 또는 충전 불가 상태를 ON/OFF 하는 제어툴(Cotroll Tool)을 탑재하고 있다. 또한, 제어툴은 전지팩(102)의 충전 또는 충전 불가 상태를 수동 또는 자동으로 설정할 수 있는 추가 옵션을 포함할 수 있고, 자동 설정은 소정의 조건들을 포함한다.
이하에서는 배터리 시스템 관리 프로그램(200)의 자동 설정에 따른 제어 회로의 ON 또는 OFF 상태 전환의 흐름을 설명한다.
먼저, 사용자는 배터리 시스템 관리 프로그램(200)에서 자동 설정을 선택한 후, 과정(201)에서 자동으로 제어 회로의 ON 또는 OFF 상태 전환하기 위한 조건을 선택하게 된다.
이러한 조건으로는 예를 들어, 전지팩(102)의 충전 용량 및 전지팩(102)이 장착된 전자 기기가 외부 전원에 연결된 시간일 수 있으며, 전지팩(102)의 수명 특성을 고려하여 하나 이상의 조건들로 구성할 수 있다. 이하 설명의 편의를 위하여, 전지팩(102)의 충전 용량(충전 정도)을 제 1 조건(203) 및 전지팩(102)이 장착된 전자 기기(101)가 외부 전원(104)에 연결된 시간(전지팩의 연결 시간)을 제 2 조건(204)으로 설정하여 설명한다.
과정(201) 이후, 배터리 시스템 관리 프로그램(200)은 제 1 조건(203)의 만족 여부를 산정한다. 이때, 제 1 조건(203)을 만족하는 경우, 즉, 전지팩(102)의 충전 용량이 설정된 값일 경우, 제 2 조건(204)의 만족 여부를 산정한다.
여기서, 제 2 조건(204)이 만족하는 경우, 즉, 전지팩(102)이 장착된 전자 기기(101)가 외부 전원(104)에 연결된 시간이 설정된 값을 초과하는 경우, 배터리 시스템 관리 프로그램(200)은 전지팩(102)의 충전이 중단되도록 제어회로(103)를 OFF 상태로 전환 한다.
반면에, 제 2 조건(204)이 만족되지 않은 경우, 즉 전지팩(102)이 장착된 전자 기기(101)가 외부 전원(104)에 연결된 시간이 설정된 값보다 미만일 경우에는, 배터리 시스템 관리 프로그램(200)은 전지팩(102)이 충전되도록 제어회로(103)를 ON 상태로 전환 하여, 외부 전원(104)에 의해 공급되는 전력으로 전지팩(102)이 충전되도록 한다.
한편, 배터리 시스템 관리 프로그램(200)은 제 1 조건(203)이 불만족 되는 경우, 즉, 전지팩(102)의 충전 용량이 설정된 값 미만으로 판단되는 경우에는 제 2 조건(204)의 진행 없이, 전지팩(102)이 충전되도록 제어회로(103)를 ON상태로 전환한다.
따라서, 배터리 시스템 관리 프로그램(200)은 사용자에 의해 선택된 일련의 조건에 따라서, 전지팩(102)의 충전 여부를 결정하여, 제어회로(103)를 제어함으로써, 전지팩(102)의 충전 및 충전 중단을 자동적으로 실행할 수 있다.
전술한 예는, 전지팩(102)의 충전 용량(충전 정도) 및 전지팩(102)이 장착된 전자 기기(101)가 외부 전원에 연결된 시간(전지팩의 연결 시간)의 두 가지 조건들로 설명하였으나, 경우에 따라서는 하나 또는 셋 이상의 조건들로 구성할 수 있음은 물론이다.
한편, 도 2에는 배터리 시스템관리 프로그램이 수동으로 작동되는 과정을 나타낸 흐름도가 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 사용자는 배터리 시스템 관리 프로그램(200)에 탑재된 제어툴을 통해 제어회로(103)를 ON/OFF 하는 명령어를 직접 선택할 수 있으며, 이 때, ON을 선택하는 경우에는, 도 1에서와 같이, 일련의 과정 없이 배터리 시스템 관리 프로그램(200)이 제어회로(103)를 ON상태로 전환하여 전지팩(102)을 충전시킨다.
반면, 도시하지는 않았지만, OFF를 선택하는 경우에는 배터리 시스템 관리 프로그램(200)이 제어회로(103)를 OFF 상태로 전환하여 전지팩(102)의 충전을 방지한다.
도면을 참조하여 설명하였듯이, 본 발명에 따른 디바이스는 전지셀에 포함된 제어회로(103)와 이 제어회로(103)를 제어하는 배터리 시스템 관리 프로그램(200)을 포함하는 바, 사용자가 손쉽게 전지팩(102)의 충전 여부를 결정할 수 있으므로, 전지팩(102)의 성능 및 수명을 단축시키는 전지팩(102)의 지속적인 충전을 방지할 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (14)

  1. 충방전이 가능한 전지셀, 보호회로가 형성되어 있는 보호회로 기판(PCB), 및 상기 보호회로에 전기적으로 연결되어 있는 외부 입출력 단자들을 포함하는 전지팩과, 상기 전지팩에 전기적으로 연결되어 작동되는 전자 기기를 포함하는 디바이스로서,
    상기 PCB은 전지팩의 충방전을 제어하는 제어회로를 포함하며, 상기 제어회로는 전지팩이 전자 기기와 연결된 상태로, 전자 기기의 외부 입력단자와 외부 전원이 연결되었을 때, 전지팩의 충전을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전자 기기는 그것의 내부에 탑재된 메모리 상에 전지팩을 제어하는 배터리 시스템 관리 프로그램이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제어회로는 전자 기기에 설치된 배터리 시스템 관리 프로그램에 의해 ON/OFF 되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제어회로는, ON 상태에서, 전지팩을 충전 가능 상태로 전환하여 전지팩을 충전하는 동시에 외부 전원으로부터 전자 기기에 전력 공급이 가능하도록 연결하고, OFF 상태에서, 전지팩을 충전 불가 상태로 전환시키는 동시에 외부 전원으로부터 전자 기기에 전력 공급이 가능하도록 연결하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 배터리 시스템 관리 프로그램은 제어회로의 ON/OFF 상태를 수동 또는 자동으로 설정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 수동 설정은 사용자가 배터리 시스템 관리 프로그램상에 제어회로에 대한 ON/OFF 상태를 직접 설정하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 자동 설정은 배터리 시스템 관리 프로그램에 입력된 소정의 조건에서 제어회로의 ON/OFF 상태를 결정하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 소정의 조건은, 전지팩의 충전 용량이 100% 미만일 때, 제어회로를 ON 상태로 자동 전환하여 전지팩을 충전 시키는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 소정의 조건은, 전지팩의 충전 용량이 100%인 상태로 전자 기기의 외부 입력단자와 외부 전원과 연결되어 있을 때, 제어회로를 OFF 상태로 자동 전환하여 전지팩의 충전을 방지하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 소정의 조건은, 충전 용량 100%인 전지팩이 10 시간 내지 240 시간 동안 전자 기기의 외부 입력단자와 외부 전원과 연결되어 있을 때, 제어회로를 OFF 상태로 자동 전환하여 전지팩의 충전을 방지하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 자동 설정은 전자 기기에서 전지팩을 분리하는 경우, 설정이 초기화 되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 자동 설정이 초기화 된 상태에서 전지팩이 전자 기기에 장착하는 경우, 상기 전자 기기는 전지팩으로 전력을 공급받는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬 이차전지 또는 리튬-이온 이차전지인 것을 특징으로 하는 디바이스.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 전자 기기는 노트북 컴퓨터 본체, 넷북 본체, 카메라 본체, 모바일 기기 본체 및 웨어러블 기기 본체에서 선택되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
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