KR20170094689A - Apparatus and method for managing battery pack - Google Patents

Apparatus and method for managing battery pack Download PDF

Info

Publication number
KR20170094689A
KR20170094689A KR1020160015772A KR20160015772A KR20170094689A KR 20170094689 A KR20170094689 A KR 20170094689A KR 1020160015772 A KR1020160015772 A KR 1020160015772A KR 20160015772 A KR20160015772 A KR 20160015772A KR 20170094689 A KR20170094689 A KR 20170094689A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fet
battery pack
charge
cell assembly
comparator
Prior art date
Application number
KR1020160015772A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102065735B1 (en
Inventor
이창복
최양림
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020160015772A priority Critical patent/KR102065735B1/en
Publication of KR20170094689A publication Critical patent/KR20170094689A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102065735B1 publication Critical patent/KR102065735B1/en

Links

Images

Classifications

    • G01R31/3658—
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G01R31/3606—
    • G01R31/3662—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10—Temperature sensitive devices
    • H01M2200/106—PTC
    • Y02E60/122—

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

The present invention relates to an apparatus to manage a battery pack with an improved structure to, in case of an over voltage of the battery pack, rapidly and precisely block a charging or discharging current of the battery pack even if a control unit such as an MCU performs a malfunction. According to the present invention, the apparatus to manage a battery pack is an apparatus to manage a battery pack, which comprises: a cell assembly including one or more secondary batteries; and a charging/discharging path where a current flows to charge or discharge the secondary batteries in the cell assembly. The apparatus comprises: an FET placed on the charging/discharging path of the battery pack to selectively open or close the charging/discharging path; a control unit which transmits a turn-on signal to a gate terminal of the FET to turn on the FET and allows a current to flow in the charging/discharging path; a comparison unit whose first input end is connected to the cell assembly and whose second input end is connected to a reference power supply which supplies a reference voltage; a first resistance connected to an output end of the comparison unit; and a PTC device whose one end is connected to the gate terminal of the FET and whose other end is connected to the control unit to change the resistance value in accordance with heat radiation of the first resistance.

Description

배터리 팩 관리 장치 및 관리 방법{Apparatus and method for managing battery pack}[0001] Apparatus and method for managing battery pack [0002]

본 발명은 배터리 팩을 관리하는 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리 팩에 구비된 MCU와 같은 제어 유닛의 이상 상태에서도 배터리 팩 전압을 모니터링하여 과전압 시 보호 기능이 수행될 수 있도록 구성된 배터리 팩 관리 장치와 이를 포함하는 배터리 팩, 그리고 배터리 팩 관리 방법 등에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technology for managing a battery pack, and more particularly, to a battery pack management system for monitoring a battery pack voltage even in an abnormal state of a control unit such as an MCU included in the battery pack, A battery pack including the same, and a battery pack management method, and the like.

근래에 들어서, 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 사용 및 개발이 확대됨에 따라, 이에 사용되는 배터리 팩에 대한 관심이 집중되고 그 연구 또한 지속적으로 활발히 진행되고 있다.Recently, demand for portable electronic products such as cameras and portable telephones has been rapidly increased, and as the use and development of energy storage batteries, robots, satellites, and the like have expanded, attention has been focused on the battery packs used The research is also being actively pursued.

특히, 최근에는 스마트폰을 비롯하여, 노트북이나 넷북, 울트라북 등과 같은 다양한 형태의 휴대용 컴퓨터가 널리 이용되고 있다. 이러한 휴대용 컴퓨터는 컴퓨터로서의 뛰어난 성능과 기능을 제공함과 동시에 이동성이라는 편리함까지 갖추고 있으므로, 많은 사용자들에게 이용되고 있다. 따라서, 이제는 각 가정이나 회사는 물론, 강의실이나 도서관, 버스, 전철 등에서도 이러한 휴대용 컴퓨터가 이용되는 모습을 쉽게 볼 수 있으며, 그 사용은 대중들에게 점차 보편화 되어 가고 있다.In recent years, various types of portable computers such as a smart phone, a notebook computer, a netbook, and an ultrabook have been widely used. Such a portable computer is used for many users because it provides excellent performance and functions as a computer and also has convenience of mobility. Therefore, it is now easy to see how these portable computers are used in lecture rooms, libraries, buses, and trains as well as in homes and companies, and their use is becoming increasingly common to the general public.

이러한 휴대용 컴퓨터를 비롯하여 여러 장치에 사용되는 배터리 팩에는, 셀이라고도 불리는 이차 전지가 통상적으로 하나 이상 포함된다. 그리고, 현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있다. 그 중, 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높다는 등의 장점으로 인해 더욱 각광을 받고 있다.A battery pack used in such a portable computer and various devices typically includes at least one secondary battery, also called a cell. The currently commercialized secondary batteries include nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, nickel-zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among them, the lithium secondary battery has been more popular due to the fact that the memory effect is hardly generated compared to the nickel-based secondary battery, the charge and discharge are free, the self-discharge rate is very low, and the energy density is high.

이처럼 배터리 팩의 적용 영역이 더욱 확장됨에 따라, 이러한 배터리 팩에 대한 안전성이 매우 중요한 이슈로 부각되고 있다. 특히, 노트북이나 휴대폰 등의 경우, 사용 인구가 급격히 증가하고 있고, 배터리의 폭발은 휴대용 전자제품의 파손을 가져올 뿐만 아니라 인명 피해 내지 화재로 연결될 수 있다는 점에서 배터리의 안전성 확보가 시급하다. 따라서, 배터리 팩에는 일반적으로 배터리 팩의 충방전을 관리하고 안전성을 확보하기 위한 관리 장치가 구비된다.As the application area of the battery pack is further expanded, the safety of such a battery pack is becoming an important issue. Particularly, in the case of a notebook computer or a mobile phone, the use population is rapidly increasing, and explosion of the battery may lead to damage to portable electronic products and damage to persons or fire. Therefore, the battery pack generally includes a management device for managing charge and discharge of the battery pack and ensuring safety.

이러한 배터리 팩 관리 장치에는 다양한 구성이 포함될 수 있는데, 대표적으로는 충방전 전류가 흐르는 경로에 구비된 퓨즈, 충전 스위치 및 방전 스위치, 그리고 개별 셀 전압 등을 센싱하여 과충전 상태나 과방전 상태 등이 검출되는 경우 퓨즈를 융단시키거나 충전 스위치 내지 방전 스위치를 턴 오프시키는 MCU(Micro Controller Unit) 등의 제어 유닛을 들 수 있다. Such a battery pack management apparatus may include various configurations. Typically, the battery pack management apparatus senses a fuse, a charge switch, a discharge switch, and individual cell voltages in a path through which a charge and discharge current flows, detects an overcharged state or an overdischarged state, A microcontroller unit (MCU) for turning off the fuse or turning off the charging switch or the discharging switch.

이러한 구성에 있어서, 배터리 팩에 과전압이 발생하는 경우, 제어 유닛, 이를테면 MCU가 정상적인 상태에서는, 충전 스위치나 방전 스위치를 턴오프시킴으로써 배터리 팩의 충방전 경로를 차단시킬 수 있다. 하지만, MCU와 같은 제어 유닛은, 전자 부품으로서 고장 내지 일시적인 오작동의 위험성을 갖고 있다. 물론, 기술이 발전함에 따라 근래에는 이러한 MCU 등의 고장이나 오작동의 발생 가능성이 많이 낮아지긴 하였지만, 단 한 번의 오작동에도 배터리 팩 자체는 물론이고, 배터리 팩으로부터 전원을 공급받는 장비의 손상을 가져올 수 있다. In such a configuration, when an overvoltage is generated in the battery pack, the charge / discharge path of the battery pack can be shut off by turning off the charge switch or the discharge switch in a control unit, such as an MCU in a normal state. However, a control unit such as an MCU has a risk of malfunction or temporary malfunction as an electronic part. Of course, as the technology develops, the possibility of malfunction or malfunction of these MCUs has been reduced in recent years, but even a single malfunction may damage the equipment supplied from the battery pack as well as the battery pack itself have.

특히, 최근에는 배터리 팩으로부터 구동 전원을 공급받는 순수 전기 자동차 및 하이브리드 자동차를 비롯한 전기 자동차에 대한 상용화가 본격적으로 이루어지고 있다. 그런데, 이러한 전기 자동차의 경우, 배터리 팩으로부터 과전압이 공급될 때, 배터리 팩 자체는 물론이고, 전기 자동차의 전원 계통에도 손상을 가할 수 있다. 더욱이, 전기 자동차의 운행 중에 배터리 팩이나 전기 자동차의 전원 계통에 이상이 발생하면, 큰 사고로 이어질 수 있기 때문에, 배터리 팩의 과전압 발생 시 이를 적절하게 차단하는 것은 더욱 중요하다 할 수 있다. 뿐만 아니라, 전기 자동차에 이용되는 배터리 팩의 경우, 고출력을 위해 전압이 매우 높기 때문에, 과전압 상황은 더욱 위험하며, 심한 경우 화재를 발생시킬 수도 있다.Particularly, commercialization of pure electric vehicles and electric vehicles including hybrid electric vehicles, which are supplied with driving power from battery packs, are being commercialized in earnest in recent years. However, in the case of such an electric vehicle, when an overvoltage is supplied from the battery pack, it may damage the power system of the electric vehicle as well as the battery pack itself. Furthermore, if an electric power system of the battery pack or the electric vehicle is damaged during operation of the electric vehicle, it may lead to a serious accident, so it is more important to properly shut off the overcharge of the battery pack when it occurs. In addition, in the case of battery packs used in electric vehicles, the overvoltage condition is more dangerous and, in severe cases, may cause a fire because the voltage is very high for high output.

또한, 최근에는 스마트 그리드 시스템의 구축이나 신재생 에너지에 대한 관심이 더욱 증대되면서, 전력을 저장하기 위한 전력저장장치(ESS; Energy Storage System)에 대한 개발 및 생산이 보다 활발하게 이루어지고 있다. 그런데, 이러한 전력저장장치에 포함된 배터리 팩의 경우, 매우 방대한 양의 이차 전지가 포함될 수 있기 때문에, MCU에 과부하가 걸리는 경우가 많으며, 이로 인해 MCU의 오작동 발생 가능성이 높아질 수 있다. 뿐만 아니라, 전력저장장치에는 많은 MCU가 포함되기 때문에, 고장 내지 오작동이 일어난 MCU의 파악이 쉽지 않으며, 특정 MCU에서 오작동이 발생하더라도 즉각적인 대처가 쉽지 않다. In recent years, development and production of an ESS (Energy Storage System) for storing electric power have become more active as the construction of a smart grid system or the interest in renewable energy is increasing more and more. However, in the case of a battery pack included in such a power storage device, since an extremely large amount of secondary batteries can be included, the MCU is often overloaded, which may increase the possibility of malfunction of the MCU. In addition, since many MCUs are included in the power storage device, it is not easy to identify the MCU that has failed or malfunctioned, and even if a malfunction occurs in a certain MCU, it is not easy to cope with it immediately.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 배터리 팩의 과전압 상황에서, MCU와 같은 제어 유닛이 오작동되더라도, MCU의 오작동과 관계 없이, 배터리 팩의 충방전 전류가 신속하고 정확하게 차단될 수 있도록 구조가 개선된 배터리 팩 관리 장치와 방법, 그리고 이러한 관리 장치를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 등을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for quickly and accurately charging and discharging a battery pack regardless of an erroneous operation of the MCU even if a control unit such as an MCU malfunctions in an overvoltage condition of the battery pack. And a battery pack and an automobile which include such a management device.

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 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited thereto. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations particularly pointed out in the appended claims.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩 관리 장치는, 하나 이상의 이차 전지를 포함하는 셀 어셈블리와 상기 셀 어셈블리의 이차 전지를 충방전하기 위한 전류가 흐르는 충방전 경로를 구비하는 배터리 팩을 관리하는 장치로서, 상기 배터리 팩의 충방전 경로 상에 구비되어 상기 충방전 경로를 선택적으로 개폐하는 FET; 상기 FET의 게이트 단자로 턴온 신호를 전송하여 상기 FET를 턴온시킴으로써, 상기 충방전 경로에 전류가 흐를 수 있도록 하는 제어 유닛; 제1 입력단이 상기 셀 어셈블리에 연결되고, 제2 입력단이 기준 전압을 공급하는 기준 전원에 연결된 비교기; 상기 비교기의 출력단에 연결된 제1 저항; 및 일단이 상기 FET의 게이트 단자에 연결되고 타단이 상기 제어 유닛에 연결되며, 상기 제1 저항의 발열에 의해 저항값이 변경되는 PTC 소자를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery pack management apparatus including a cell assembly including at least one secondary cell, and a battery pack having a charge / discharge path through which a current flows to charge / An FET that is provided on a charging / discharging path of the battery pack to selectively open / close the charging / discharging path; A control unit for transmitting a turn-on signal to a gate terminal of the FET to turn on the FET so that a current can flow through the charge / discharge path; A comparator having a first input connected to the cell assembly and a second input coupled to a reference power supply for supplying a reference voltage; A first resistor coupled to the output of the comparator; And a PTC element having one end connected to the gate terminal of the FET and the other end connected to the control unit, the resistance value of which is changed by the heat generation of the first resistor.

여기서, 상기 PTC 소자는, 상기 제1 저항의 발열량이 참조 발열량 이상인 경우, 상기 제어 유닛이 턴온 신호를 전송되더라도, 상기 FET가 턴오프되도록 구성될 수 있다.Here, the PTC device may be configured such that, when the heating value of the first resistor is equal to or higher than the reference heating value, the FET is turned off even if the control unit transmits a turn-on signal.

또한, 상기 PTC 소자는, 상기 제어 유닛의 턴온 신호를 차단함으로써 상기 FET가 턴오프되도록 구성될 수 있다.Further, the PTC element may be configured so that the FET is turned off by blocking the turn-on signal of the control unit.

또한, 상기 비교기는, 상기 제1 입력단에 인가되는 셀 어셈블리의 전압이 상기 제2 입력단에 인가되는 기준 전압보다 큰 경우, 상기 출력단으로 제1 전류를 출력하고, 상기 제1 저항은, 상기 제1 전류가 흐름으로써, 상기 참조 발열량 이상으로 발열될 수 있다.The comparator may output a first current to the output terminal when the voltage of the cell assembly applied to the first input terminal is greater than a reference voltage applied to the second input terminal, As the current flows, it can generate heat above the reference calorific value.

또한, 상기 비교기는, 상기 제1 입력단에 인가되는 셀 어셈블리의 전압이 상기 제2 입력단에 인가되는 기준 전압보다 작은 경우, 상기 출력단으로 상기 제1 전류보다 크기가 작은 제2 전류를 출력하도록 구성되고, 상기 제1 저항은, 상기 제2 전류가 흐를 때, 참조 발열량 미만으로 발열되도록 구성될 수 있다.When the voltage of the cell assembly applied to the first input terminal is smaller than the reference voltage applied to the second input terminal, the comparator is configured to output a second current smaller than the first current to the output terminal , The first resistor may be configured to generate heat below a reference calorific value when the second current flows.

또한, 상기 비교기의 제1 입력단에는, 상기 셀 어셈블리의 전체 전압이 입력될 수 있다.The entire input voltage of the cell assembly may be input to the first input terminal of the comparator.

또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 셀 어셈블리의 양극 단자와 상기 비교기의 제1 입력단 사이에 구비된 제2 저항; 및 상기 비교기의 제1 입력단과 접지 사이에 구비된 제3 저항을 포함할 수 있다.The battery pack according to the present invention may further include: a second resistor provided between a positive terminal of the cell assembly and a first input terminal of the comparator; And a third resistor provided between the first input of the comparator and the ground.

또한, 상기 FET는, 상기 충방전 경로에서 상기 제어 유닛에 의해 충전 전류를 선택적으로 차단하는 충전 FET, 및 상기 충방전 경로에서 상기 제어 유닛에 의해 방전 전류를 선택적으로 차단하는 방전 FET를 구비하고, 상기 PTC 소자는, 일단이 상기 충전 FET의 게이트 단자에 연결된 충전 PTC 소자, 및 일단이 상기 방전 FET의 게이트 단자에 연결된 방전 PTC 소자를 구비할 수 있다.The FET further includes a charge FET for selectively interrupting a charge current by the control unit in the charge / discharge path, and a discharge FET for selectively interrupting a discharge current by the control unit in the charge / discharge path, The PTC element may include a charged PTC element, one end of which is connected to the gate terminal of the charge FET, and a discharge PTC element, one end of which is connected to the gate terminal of the discharge FET.

또한, 상기 제1 저항은, 상기 충전 PTC 소자와 상기 방전 PTC 소자 사이에 개재될 수 있다.In addition, the first resistor may be interposed between the charged PTC element and the discharge PTC element.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 배터리 팩 관리 장치를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a battery pack management apparatus for managing a battery pack according to the present invention.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 팩 관리 장치를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an automobile including a battery pack management apparatus according to the present invention.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩 관리 방법은, 하나 이상의 이차 전지를 포함하는 셀 어셈블리와 상기 셀 어셈블리의 이차 전지를 충방전하기 위한 전류가 흐르는 충방전 경로를 구비하는 배터리 팩을 관리하는 방법으로서, 비교기의 제1 입력단으로 상기 셀 어셈블리의 전압이 입력되고, 상기 비교기의 제2 입력단으로 기준 전압이 입력되는 단계; 상기 셀 어셈블리의 전압이 기준 전압보다 높은 경우, 상기 비교기의 출력단으로 일정 크기 이상의 전류가 출력되는 단계; 상기 비교기의 출력단으로 일정 크기 이상의 전류가 출력되어 상기 비교기의 출력단에 구비된 제1 저항이 발열하는 단계; 상기 제1 저항의 발열에 의해 PTC 소자의 저항이 증가하는 단계; 상기 PTC 소자의 저항이 증가하여 상기 충방전 경로에 구비된 FET가 턴오프되는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of managing a battery pack including a cell assembly including at least one secondary cell and a battery pack having a charge / discharge path through which a current flows to charge / Wherein a voltage of the cell assembly is input to a first input of a comparator and a reference voltage is input to a second input of the comparator; Outputting a current of a predetermined magnitude or more to an output terminal of the comparator when the voltage of the cell assembly is higher than a reference voltage; The first resistor being connected to the output terminal of the comparator and generating a current of a predetermined magnitude or more; Increasing a resistance of the PTC device by heat generation of the first resistor; And the resistance of the PTC device increases to turn off the FET provided in the charge / discharge path.

본 발명의 일 측면에 의하면, MCU와 같은 제어 유닛과는 별도로 배터리 팩의 전압을 모니터링함으로써, 과전압 상황이 발생하는 경우, 신속하고 정확하게 배터리 팩의 충방전 경로가 차단될 수 있도록 한다.According to an aspect of the present invention, by monitoring the voltage of the battery pack separately from the control unit such as the MCU, the charge / discharge path of the battery pack can be quickly and accurately cut off when an overvoltage condition occurs.

특히, 본 발명의 경우, 과전압 상황이 발생했음에도 MCU의 고장 내지 일시적인 오작동으로 배터리 팩의 충방전 경로가 제대로 차단되지 못한 경우, 별도로 구성된 회로를 통해 배터리 팩의 충방전 경로가 차단될 수 있도록 한다.Particularly, in the present invention, if the charging / discharging path of the battery pack can not be properly blocked due to a malfunction or a temporary malfunction of the MCU despite the occurrence of an overvoltage condition, the charging / discharging path of the battery pack can be blocked through a separately configured circuit.

그러므로, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 배터리 팩의 과전압 상황에서 배터리 팩의 안전성이 확보될 수 있다. 또한, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, MCU와 같은 제어 유닛의 오작동을 보완할 수 있다.Therefore, according to this aspect of the present invention, the safety of the battery pack can be secured in the overvoltage condition of the battery pack. Further, according to this aspect of the present invention, a malfunction of a control unit such as an MCU can be compensated.

또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 배터리 팩의 과전압 상황에서 제어 유닛과 FET 사이의 경로가 차단되고, 그 이후 배터리 팩의 과전압 상황이 해제되면, 제어 유닛과 FET 사이의 경로가 가역적으로 다시 활성화된다. 따라서, 제어 유닛과 FET 사이의 경로가 차단되었다 하더라도, 재사용 가능하며, 경로 차단에 이용된 부품을 별도로 교체할 필요가 없다. According to an aspect of the present invention, when the path between the control unit and the FET is cut off in the overvoltage condition of the battery pack, and thereafter the overvoltage condition of the battery pack is released, the path between the control unit and the FET is reversibly activated again do. Therefore, even if the path between the control unit and the FET is cut off, it is reusable, and there is no need to separately replace the parts used for path blocking.

그러므로, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 배터리 팩 관리 장치의 유지 관리가 용이하고 경제적이다.Therefore, according to this aspect of the present invention, maintenance of the battery pack management apparatus is easy and economical.

그리고, 본 발명의 일 측면에 의하면, 종래 배터리 팩 관리 장치에서 많은 수의 부품을 포함시키거나 과도한 설계 변경을 하지 않더라도, 효율적인 배터리 팩 관리 장치의 구성이 가능하다.According to an aspect of the present invention, it is possible to construct an efficient battery pack management apparatus without incorporating a large number of components or performing excessive design change in the conventional battery pack management apparatus.

그러므로, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 배터리 팩 관리 장치의 제조 비용이 많이 증대되지 않고, 구조 또한 과도하게 복잡해지지 않으면서도, 효율적인 과전압 방지 구성이 달성될 수 있다.Therefore, according to this aspect of the present invention, an effective overvoltage preventing structure can be achieved without increasing the manufacturing cost of the battery pack managing apparatus and without over-complicating the structure.

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, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 장치의 동작 구성을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 장치의 연결 구성을 개략적으로 나타내는 회로도이다.
도 3은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩 관리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 회로도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further augment the technical spirit of the invention. And should not be construed as limiting.
1 is a conceptual diagram schematically showing an operation configuration of a battery pack management apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram schematically showing a connection configuration of a battery pack management apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram schematically showing a configuration of a battery pack managing apparatus according to another embodiment of the present invention.
4 is a flowchart schematically showing a battery pack management method according to an 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 아니되며, 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 accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.

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 the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 장치의 동작 구성을 개략적으로 나타내는 개념도이다. 또한, 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 장치의 연결 구성을 개략적으로 나타내는 회로도이다.1 is a conceptual diagram schematically showing an operation configuration of a battery pack management apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is a circuit diagram schematically showing a connection configuration of a battery pack management apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩 관리 장치는, FET(100), 제어 유닛(200), 비교기(300), 제1 저항(400) 및 PTC 소자(500)를 포함할 수 있다. 그리고, 이러한 배터리 팩 관리 장치가 관리하는 배터리 팩에는, 셀 어셈블리(10)와 충방전 경로(P)가 구비될 수 있다.1 and 2, a battery pack management apparatus according to the present invention includes an FET 100, a control unit 200, a comparator 300, a first resistor 400, and a PTC device 500 . The battery pack managed by the battery pack management apparatus may include a cell assembly 10 and a charge / discharge path P.

여기서, 셀 어셈블리(10)는, 하나 이상의 이차 전지를 포함한다. 특히, 1개의 이차 전지만으로는 배터리 팩의 고출력 내지 고용량을 확보하기 어려우므로, 셀 어셈블리(10)에는 다수의 이차 전지가 포함될 수 있다. 그리고, 이러한 이차 전지에는 외장재가 파우치 형태로 구성된 파우치형 이차 전지 또는 외장재가 금속 캔으로 구성된 캔형 이차 전지 등, 다양한 형태의 이차 전지가 포함될 수 있다. 셀 어셈블리(10)에 다수의 이차 전지가 포함되는 경우, 이차 전지 사이는 직렬 및/또는 병렬로 전기적으로 연결될 수 있다. 다만, 도 2에서는 셀 어셈블리(10)에 4개의 이차 전지가 직렬로 연결된 구성이 도시되어 있으나, 이는 일례에 불과할 뿐, 셀 어셈블리(10)에는 다양한 개수의 이차 전지가 다양한 연결 형태로 포함될 수 있다.Here, the cell assembly 10 includes at least one secondary battery. In particular, since it is difficult to secure a high output or high capacity of the battery pack by only one secondary battery, the cell assembly 10 may include a plurality of secondary batteries. The secondary battery may include various types of secondary batteries, such as a pouch type secondary battery having a casing in the form of a pouch or a can-type secondary battery having a casing made of a metal can. When a plurality of secondary cells are included in the cell assembly 10, the secondary cells may be electrically connected in series and / or in parallel. In FIG. 2, four secondary cells are connected in series to the cell assembly 10, but this is only one example. The cell assembly 10 may include various numbers of secondary cells in various connection forms .

상기 충방전 경로(P)는, 셀 어셈블리(10)의 이차 전지를 충전 내지 방전시키기 위한 전류가 흐르는 경로이다. 상기 충방전 경로(P)는, 배터리 팩에서 충전기나 부하와 같은 외부 장치와 연결되기 위해 외부로 노출된 팩 단자와 셀 어셈블리(10) 사이의 전원 경로라 할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성을 참조하면, 셀 어셈블리(10)의 양극 단자와 양극 팩 단자(Pack +) 사이, 및 셀 어셈블리(10)의 음극 단자와 음극 팩 단자(Pack -) 사이의 전류 경로가 충방전 경로(P)라 할 수 있다.The charge / discharge path P is a path through which a current flows to charge / discharge the secondary cell of the cell assembly 10. [ The charge / discharge path P may be a power path between the cell module 10 and a pack terminal exposed to the outside so as to be connected to an external device such as a charger or a load in the battery pack. For example, referring to the configuration of FIG. 1, the current between the anode terminal of the cell assembly 10 and the anode pack terminal (Pack +) and between the anode terminal of the cell assembly 10 and the cathode pack terminal (Pack - The path can be referred to as a charge / discharge path (P).

상기 FET(100)는, 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor)로서, 배터리 팩의 충방전 경로(P) 상에 설치되어 충방전 경로(P)를 선택적으로 개폐할 수 있다. 이러한 FET(100)는, 구동 전력이 작고, 제조가 간편하여 IC 제조에 용이하며, 온도에 민감하지 않다는 등의 장점을 가질 수 있다.The FET 100 is a field effect transistor and is installed on the charging / discharging path P of the battery pack to selectively open / close the charging / discharging path P. The FET 100 has advantages such as small driving power, easy fabrication, easy manufacturing of IC, and insensitivity to temperature.

상기 FET(100)는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)일 수 있다. 예를 들어, 상기 FET(100)는, N채널 MOSFET일 수 있다.The FET 100 may be a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET). For example, the FET 100 may be an N-channel MOSFET.

특히, 상기 FET(100)는, 게이트(G) 단자에 일정 수준 이상의 전압이 인가되면 드레인(D) 단자와 소스(S) 단자 사이에 전류가 흐르도록 구성된 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 FET(100)는, 인핸스먼트형(Enhancement-type) MOSFET일 수 있다. Particularly, the FET 100 may be configured such that a current flows between a drain (D) terminal and a source (S) terminal when a voltage of a certain level or higher is applied to the gate (G) terminal. For example, the FET 100 may be an enhancement-type MOSFET.

상기 FET(100)는, 본 발명에 따른 배터리 팩에서 추가로 구비된 것일 수 있으나, 종래 배터리 팩 또는 이러한 배터리 팩을 관리하기 위한 시스템에 구비된 것일 수도 있다. 즉, 상기 FET(100)는, 종래 배터리 팩의 FET가 그대로 이용될 수도 있다.The FET 100 may be additionally provided in the battery pack according to the present invention, but may be provided in a conventional battery pack or a system for managing such a battery pack. That is, the FET 100 of the conventional battery pack may be used as it is.

상기 제어 유닛(200)은, FET(100)를 제어하여, FET(100)를 온오프시킬 수 있다. 특히, 상기 제어 유닛(200)은, FET(100)의 게이트 단자로 턴온 신호를 전송할 수 있다. 이 경우, FET(100)는 턴온되며, 충방전 경로(P)에는 이차 전지를 충전 내지 방전시키기 위한 전류가 흐를 수 있다. 즉, 상기 제어 유닛(200)은, FET(100)의 게이트 단자로 FET(100)의 문턱 전압 이상의 전압을 인가하여 FET(100)의 드레인 단자와 소스 단자 사이에 전류가 흐르도록 할 수 있다. 예를 들어, 상기 FET(100)가 인핸스먼트형 FET로 구현된 경우, FET(100)의 게이트 단자로 제어 유닛(200)이 턴온 신호를 공급하지 않으면, FET(100)는 턴오프 상태로 유지될 수 있다. 반면, 제어 유닛(200)이 FET(100)로 턴온 신호를 공급하면, 그때서야 비로소 FET(100)는 턴온 상태가 되어, FET(100)를 통한 충방전 전류가 흐를 수 있다.The control unit 200 can control the FET 100 to turn the FET 100 on and off. In particular, the control unit 200 may transmit a turn-on signal to the gate terminal of the FET 100. [ In this case, the FET 100 is turned on, and a current for charging or discharging the secondary battery can flow through the charging / discharging path P. That is, the control unit 200 may apply a voltage equal to or higher than the threshold voltage of the FET 100 to the gate terminal of the FET 100 so that a current flows between the drain terminal and the source terminal of the FET 100. For example, when the FET 100 is implemented as an enhancement type FET, if the control unit 200 does not supply a turn-on signal to the gate terminal of the FET 100, the FET 100 is maintained in a turn off state . On the other hand, when the control unit 200 supplies the turn-on signal to the FET 100, then the FET 100 is turned on and the charge / discharge current through the FET 100 can flow.

상기 제어 유닛(200)은, FET(100)를 제어하는 구성요소로서, 본 발명에 따른 배터리 팩에서 새롭게 구비된 것일 수 있으나, 종래 배터리 팩 또는 이러한 배터리 팩을 관리하기 위한 시스템에 구비된 것일 수 있다. 특히, 상기 제어 유닛(200)은 MCU(Micro Controller Unit)일 수 있다. MCU는, 일반적인 배터리 팩에 많이 포함되는 구성요소로서, 셀 어셈블리(10)의 과충전이나 과방전, 과전압 및 과전류 등과 같은 배터리 팩의 이상 상황을 판단할 수 있다. 그리고, MCU는, 이러한 이상 상황 발생 시, FET나 퓨즈 등을 제어하여 배터리 팩의 보호 동작을 수행할 수 있다. 또한, 상기 제어 유닛(200)은, ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같이, 다양한 제품으로 구현될 수 있다.The control unit 200 is a component for controlling the FET 100 and may be newly provided in the battery pack according to the present invention. However, the control unit 200 may be provided in a conventional battery pack or a system for managing such a battery pack have. In particular, the control unit 200 may be an MCU (Micro Controller Unit). The MCU is a component included in a general battery pack, and can determine an abnormal state of the battery pack such as overcharge, overdischarge, overvoltage, and overcurrent of the cell assembly 10. The MCU can control the FET, the fuse, and the like to perform the protection operation of the battery pack when such an abnormal situation occurs. In addition, the control unit 200 may be implemented in various products such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).

상기 비교기(300)는, 2개의 입력값을 비교하고, 비교 결과에 따라 출력이 서로 달라지도록 할 수 있다. 이를 위해 상기 비교기(300)는, 제1 입력단(+)과 제2 입력단(-), 2개의 입력 단자를 가질 수 있다. 여기서, 제1 입력단은 셀 어셈블리(10)에 연결되고, 제2 입력단은 기준 전원(Ref)에 연결될 수 있다. 따라서, 제1 입력단에는 셀 어셈블리(10)로부터 입력되는 신호가 공급되고, 제2 입력단에는 기준 전원으로부터 기준이 되는 신호가 공급될 수 있다. 또한, 상기 비교기(300)는, 1개의 출력 단자를 가질 수 있다. 따라서, 상기 비교기(300)는, 제1 입력단과 제2 입력단의 신호를 서로 비교하고, 비교 결과에 따라 서로 다른 출력 신호가 출력되도록 할 수 있다. The comparator 300 may compare the two input values and make the outputs differ from each other according to the comparison result. To this end, the comparator 300 may have a first input terminal (+), a second input terminal (-), and two input terminals. Here, the first input terminal may be connected to the cell assembly 10, and the second input terminal may be connected to the reference power source Ref. Therefore, a signal input from the cell assembly 10 is supplied to the first input terminal, and a reference signal is supplied to the second input terminal from the reference power supply. In addition, the comparator 300 may have one output terminal. Therefore, the comparator 300 may compare signals of the first input terminal and the second input terminal with each other, and output different output signals according to the comparison result.

특히, 상기 비교기(300)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 연산 증폭기(OPerting AMPlifier; OP AMP)로 구현될 수 있다. 이때, 연산 증폭기의 하나의 입력단(제1 입력단)에는 셀 어셈블리(10)의 전체 전압, 즉 셀 어셈블리(10)의 양단 전압이 인가될 수 있다. 그리고, 연산 증폭기의 다른 하나의 입력단(제2 입력단)에는 기준 전압이 인가될 수 있다. 이 경우, 제1 입력단에 인가되는 셀 어셈블리(10)의 양단 전압이 제2 입력단에 인가되는 기준 전원(Ref)의 기준 전압보다 큰 경우, 연산 증폭기는 증폭된 전압을 출력단으로 출력할 수 있다. 반면, 제1 입력단에 인가되는 셀 어셈블리(10)의 양단 전압이 제2 입력단에 인가되는 기준 전원의 기준 전압보다 작은 경우, 연산 증폭기는 아무런 전압도 공급하지 않을 수 있다.In particular, the comparator 300 may be implemented as an operational amplifier (OP AMP) as shown in FIG. At this time, the entire voltage of the cell assembly 10, that is, the voltage across the cell assembly 10, may be applied to one input terminal (first input terminal) of the operational amplifier. A reference voltage may be applied to the other input terminal (second input terminal) of the operational amplifier. In this case, if the both-end voltage of the cell assembly 10 applied to the first input terminal is greater than the reference voltage of the reference power supply Ref applied to the second input terminal, the operational amplifier can output the amplified voltage to the output terminal. On the other hand, if the both-end voltage of the cell assembly 10 applied to the first input terminal is smaller than the reference voltage of the reference power source applied to the second input terminal, the operational amplifier may not supply any voltage.

상기 제1 저항(400)은, 비교기(300)의 출력단에 구비될 수 있다. 즉, 상기 제1 저항(400)의 일단은 비교기(300)의 출력단에 직접적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 제1 저항(400)의 타단은 접지될 수 있다. 따라서, 비교기(300)가 비교 결과에 따라 출력단으로 전원을 출력하면, 상기 제1 저항(400)에는 전류가 흐를 수 있다. 그리고, 상기 제1 저항(400)은, 이러한 전류의 흐름을 통해 열을 발생시킬 수 있다.The first resistor 400 may be provided at an output terminal of the comparator 300. That is, one end of the first resistor 400 may be directly connected to the output terminal of the comparator 300. The other end of the first resistor 400 may be grounded. Therefore, when the comparator 300 outputs power to the output terminal according to the comparison result, a current can flow through the first resistor 400. [ The first resistor 400 can generate heat through the current flow.

상기 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자는, FET(100)와 제어 유닛(200) 사이에 연결된다. 보다 구체적으로, 상기 PTC 소자(500)는, 일단이 FET(100)의 게이트 단자에 직접 연결되고, 타단이 제어 유닛(200)에 직접 연결될 수 있다. 다시 말해, 상기 PTC 소자(500)는, 제어 유닛(200)이 FET(100)를 제어하기 위해 신호를 전송하는 경로 상에 위치할 수 있다. 따라서, 상기 PTC 소자(500)는, 제어 유닛(200)의 FET(100)에 대한 제어 신호를 선택적으로 차단할 수 있다.The PTC (Positive Temperature Coefficient) element is connected between the FET 100 and the control unit 200. More specifically, the PTC device 500 may be connected directly to the gate terminal of the FET 100 at one end and directly to the control unit 200 at the other end. In other words, the PTC device 500 may be located on a path through which the control unit 200 transmits a signal to control the FET 100. [ Therefore, the PTC device 500 can selectively cut off the control signal for the FET 100 of the control unit 200. [

상기 PTC 소자(500)는, 온도가 높아지면 저항값이 증가할 수 있다. 따라서, 상기 PTC 소자(500)는, 온도가 일정 수준 이상 높아지는 경우, 양단으로 더 이상 전류가 흐르지 못하게 할 수 있다. The resistance value of the PTC device 500 may increase as the temperature increases. Accordingly, when the temperature of the PTC device 500 becomes higher than a certain level, the current can no longer flow at both ends.

특히, 본 발명에 따른 배터리 팩 관리 장치에 있어서, 상기 PTC 소자(500)는, 제1 저항(400)에 인접하는 위치에 배치되어, 제1 저항(400)의 발열에 의해 저항값이 변경되도록 구성될 수 있다. 더욱이, 상기 PTC 소자(500)는, 제1 저항(400)에 전류가 흘러 열이 발생되는 경우, 발생된 열로 인해 저항값이 상승하도록 구성될 수 있다. Particularly, in the battery pack managing apparatus according to the present invention, the PTC device 500 is disposed at a position adjacent to the first resistor 400 so that the resistance value is changed by the heat generation of the first resistor 400 Lt; / RTI > In addition, the PTC device 500 may be configured such that when the current flows through the first resistor 400, the resistance value is increased due to the generated heat.

이를 위해, 상기 PTC 소자(500)는, 제1 저항(400)의 발열 여부에 따라 저항값이 변경될 수 있을 만한 위치 및/또는 사양을 가지도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 PTC 소자(500)는, 제1 저항(400)에 접촉하거나 그에 최대한 근접하여, 이를테면 제1 저항(400)과 수 mm 이내의 거리에 배치될 수 있다.To this end, the PTC device 500 may be configured to have a position and / or a specification capable of changing a resistance value according to whether the first resistor 400 generates heat. For example, the PTC device 500 may be placed at or near the first resistor 400, such as within a few millimeters of the first resistor 400.

바람직하게는, 상기 PTC 소자(500)는, 제1 저항(400)의 발열량이 참조 발열량 이상인 경우, 제어 유닛(200)이 턴온 신호를 전송하더라도, FET(100)가 턴오프되도록 구성될 수 있다. 여기서, 참조 발열량이란, PTC 소자(500)의 저항을 증가시켜 FET(100)를 턴오프시킬 수 있는 제1 저항(400)의 최소 발열량을 의미한다고 할 수 있다.The PTC device 500 may be configured such that the FET 100 is turned off even if the control unit 200 transmits a turn-on signal when the heat generation amount of the first resistor 400 is equal to or higher than the reference heat generation amount . Here, the reference calorific value means the minimum calorific value of the first resistor 400 that can increase the resistance of the PTC device 500 and turn off the FET 100. [

즉, 제어 유닛(200)이 FET(100)로 턴온 신호를 전송하면, 원칙적으로는, 이러한 제어 유닛(200)의 턴온 신호에 의해 FET(100)가 턴온된다. 즉, FET(100)가 턴온 상태일 때 제어 유닛(200)으로부터 FET(100)로 턴온 신호가 전송되면, FET(100)는 턴온 상태를 그대로 유지한다. 그리고, FET(100)가 턴오프 상태일 때 제어 유닛(200)으로부터 FET(100)로 턴온 신호가 전송되면, FET(100)는 턴오프 상태를 그대로 유지한다. 하지만, 제어 유닛(200)이 FET(100)로 턴온 신호를 전송하더라도, 제1 저항(400)에 의해 발열되는 양이 소정 수준 이상이라면, 상기 PTC 소자(500)는, 턴오프될 수 있다. 여기서, 턴오프란, 턴온 상태의 FET(100)는 턴오프로 변경되고, 턴오프 상태의 FET(100)는 턴오프 상태를 그대로 유지하는 것을 의미한다고 할 수 있다.That is, when the control unit 200 transmits a turn-on signal to the FET 100, the FET 100 is turned on by the turn-on signal of the control unit 200 in principle. That is, when a turn-on signal is transmitted from the control unit 200 to the FET 100 when the FET 100 is turned on, the FET 100 maintains the turn-on state. When the turn-on signal is transmitted from the control unit 200 to the FET 100 when the FET 100 is in the turn-off state, the FET 100 maintains the turn-off state. However, even if the control unit 200 transmits a turn-on signal to the FET 100, if the amount of heat generated by the first resistor 400 is equal to or higher than a predetermined level, the PTC device 500 can be turned off. Here, the turn-off means that the FET 100 in the turn-on state is turned off and the FET 100 in the turn-off state is maintained in the turn-off state.

특히, 상기 PTC 소자(500)는, 제어 유닛(200)의 턴온 신호를 차단함으로써 FET(100)가 턴오프되도록 할 수 있다. 즉, 제어 유닛(200)이 FET(100)로 턴온 신호를 전송하더라도, 제1 저항(400)이 참조 발열량 이상으로 발열하는 경우, 상기 PTC 소자(500)는, 이러한 제어 유닛(200)의 턴온 신호를 완전히 차단하도록 할 수 있다. 이 경우, FET(100)의 게이트 단자에는 전압이 인가되지 않으므로, FET(100)의 드레인 단자와 소스 단자 사이의 전류 경로는 폐쇄될 수 있다.Particularly, the PTC device 500 can turn off the FET 100 by turning off the turn-on signal of the control unit 200. That is, even if the control unit 200 transmits a turn-on signal to the FET 100, when the first resistor 400 generates heat above the reference calorific value, the PTC element 500 is turned on It is possible to completely block the signal. In this case, since no voltage is applied to the gate terminal of the FET 100, the current path between the drain terminal and the source terminal of the FET 100 can be closed.

다른 예로, 상기 PTC 소자(500)는, 제어 유닛(200)의 턴온 신호를 완전히 차단하지는 않고 그 크기만 줄임으로써 FET(100)의 턴온이 이루어지지 않도록 구성될 수도 있다. 즉, 제어 유닛(200)이 FET(100)로 턴온 신호를 전송할 때 제1 저항(400)이 참조 발열량 이상으로 발열한다면, PTC 소자(500)는 제어 유닛(200)의 턴온 신호가 FET(100)로 전송되도록 할 수 있다. 다만, PTC 소자(500)는, 제어 유닛(200)으로부터 FET(100)로 전송되는 턴온 신호에 대한 전압값을 FET(100)의 게이트 단자에 대한 문턱 전압값 미만으로 낮추어 전달되도록 할 수 있다. 이 경우, FET(100)의 게이트 단자로 문턱 전압값 이하의 전압이 인가되기 때문에, FET(100)의 소스 단자와 드레인 단자 사이에는 전류가 흐르지 않을 수 있다.As another example, the PTC device 500 may be configured such that the turn-on of the FET 100 is not performed by reducing the size of the PTC device 500, rather than completely shutting off the turn-on signal of the control unit 200. That is, when the control unit 200 transmits a turn-on signal to the FET 100, if the first resistor 400 generates heat above the reference calorific value, the PTC device 500 determines that the turn- ). ≪ / RTI > The PTC device 500 may reduce the voltage value for the turn-on signal transmitted from the control unit 200 to the FET 100 to be lower than the threshold voltage value for the gate terminal of the FET 100. [ In this case, since a voltage equal to or lower than the threshold voltage value is applied to the gate terminal of the FET 100, no current may flow between the source terminal and the drain terminal of the FET 100. [

한편, 비교기(300)의 경우, 제1 입력단에는 셀 어셈블리(10)의 전압이 인가되고, 제2 입력단에는 기준 전원으로부터 기준 전압이 인가될 수 있다. 이때, 상기 비교기(300)는, 출력단으로 제1 전류를 출력할 수 있다.Meanwhile, in the case of the comparator 300, the voltage of the cell assembly 10 may be applied to the first input terminal, and the reference voltage may be applied to the second input terminal of the comparator 300. At this time, the comparator 300 may output the first current to the output terminal.

그러면, 비교기(300)의 출력단에 연결된 제1 저항(400)으로는 제1 전류가 흐를 수 있다. 그리고, 제1 저항(400)은, 이러한 제1 전류에 의해, 참조 발열량 이상으로 발열할 수 있다. 따라서, PTC 소자(500)는, 제1 저항(400)의 발열에 의해, FET(100)가 턴오프되도록 할 수 있다.Then, a first current may flow through the first resistor 400 connected to the output terminal of the comparator 300. The first resistor 400 can generate heat above the reference calorific value by the first current. Therefore, the PTC device 500 can turn off the FET 100 by the heat generation of the first resistor 400. [

이러한 구성에 있어서, 상기 비교기(300)는, 제1 입력단에 인가되는 셀 어셈블리(10)의 전압이 제2 입력단에 인가되는 기준 전압보다 작은 경우, 출력단으로 제2 전류를 출력하도록 구성될 수 있다. 이때, 제2 전류는, 앞선 제1 전류보다 크기가 작도록 구성될 수 있다. In this configuration, the comparator 300 may be configured to output the second current to the output terminal when the voltage of the cell assembly 10 applied to the first input terminal is smaller than the reference voltage applied to the second input terminal . At this time, the second current may be configured to be smaller than the first first current.

그리고, 제1 저항(400)은, 이러한 제2 전류가 흐를 때, 참조 발열량 미만으로 발열할 수 있다. 따라서, PTC 소자(500)는, 제1 저항(400)이 발열되더라도, 제어 유닛(200)의 턴온 신호는 FET(100)로 전송될 수 있다. 그러므로, 이 경우, FET(100)는 턴온될 수 있다.The first resistor 400 can generate heat below the reference calorific value when the second current flows. Therefore, even if the first resistor 400 generates heat, the PTC device 500 can transmit the turn-on signal of the control unit 200 to the FET 100. [ Therefore, in this case, the FET 100 can be turned on.

다른 예로, 비교기(300)는, 제1 입력단에 인가되는 셀 어셈블리(10)의 전압이 제2 입력단에 인가되는 기준 전압보다 작은 경우, 출력단으로 아무런 전류가 흐르지 않도록 구성될 수 있다. 이 경우, 제1 저항(400)에는 전류가 흐르지 않아, 발열은 일어나지 않을 수 있다. 따라서, PTC 소자(500)는, 제어 유닛(200)의 턴온 신호를 차단하거나 약화시킬 수 없으므로, 제어 유닛(200)에서 FET(100)로 턴온 신호가 그대로 전송될 수 있다. 그러므로, 이 경우, FET(100)는 턴온될 수 있다.As another example, the comparator 300 may be configured such that no current flows to the output terminal when the voltage of the cell assembly 10 applied to the first input terminal is smaller than the reference voltage applied to the second input terminal. In this case, no current flows through the first resistor 400, and heat generation may not occur. Therefore, since the PTC element 500 can not interrupt or weaken the turn-on signal of the control unit 200, the turn-on signal can be transmitted from the control unit 200 to the FET 100 as it is. Therefore, in this case, the FET 100 can be turned on.

상기 여러 구성에 있어서, FET(100)의 턴오프를 가능하게 하는 기준이 되는 참조 발열량은 배터리 팩의 사용 환경이나 본 발명에 따른 배터리 팩 관리 장치의 배치, 각 구성요소의 종류나 사양 등에 따라 다르게 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 참조 발열량은 0일 수 있다. 이때, 상기 PTC 소자(500)는, 제1 저항(400)이 발열되는 경우, 발열량에 관계 없이 FET(100)가 턴온되지 않도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 PTC 소자(500)는, 제1 저항(400)이 발열되지 않는 경우, FET(100)가 턴온 가능하도록 구성될 수 있다.In the above-described various configurations, the reference calorific value, which is a reference for enabling the FET 100 to be turned off, differs depending on the use environment of the battery pack, the arrangement of the battery pack management apparatus according to the present invention, Can be implemented. For example, the reference calorific value may be zero. At this time, the PTC device 500 may be configured such that when the first resistor 400 generates heat, the FET 100 is not turned on regardless of the amount of heat generated. The PTC device 500 may be configured such that the FET 100 is turned on when the first resistor 400 does not generate heat.

바람직하게는, 상기 비교기(300)의 제1 입력단에는, 셀 어셈블리(10)의 전체 전압이 입력될 수 있다. The total voltage of the cell assembly 10 may be input to the first input of the comparator 300.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 셀 어셈블리(10)에 직렬 연결된 4개의 이차 전지가 구비되는 경우, 비교기(300)의 제1 입력단은 이러한 셀 어셈블리(10)의 양극 단자 측에 연결되어 셀 어셈블리(10)의 양단 전압이 인가될 수 있다. 즉, 비교기(300)의 제1 입력단에는 4개의 이차 전지의 전압이 모두 합산된 값이 입력될 수 있다. For example, as shown in FIG. 2, when four secondary batteries connected in series to the cell assembly 10 are provided, the first input terminal of the comparator 300 is connected to the anode terminal side of the cell assembly 10 So that the voltage across the cell assembly 10 can be applied. That is, a value obtained by summing the voltages of the four secondary batteries may be input to the first input terminal of the comparator 300. [

이 경우, 본 발명에 따른 배터리 팩 관리 장치는, 셀 어셈블리(10)의 전체 전압을 모니터링하고, 이를 통해 셀 어셈블리(10) 전체의 과전압 여부를 파악하고 관리할 수 있다.In this case, the battery pack management apparatus according to the present invention can monitor the entire voltage of the cell assembly 10 and thereby detect and manage the overvoltage of the entire cell assembly 10.

여기서, 본 발명에 따른 배터리 팩 관리 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 저항(610) 및 제3 저항(620)을 더 포함할 수 있다.Here, the battery pack management apparatus according to the present invention may further include a second resistor 610 and a third resistor 620 as shown in FIG.

여기서, 상기 제2 저항(610)은, 셀 어셈블리(10)의 양극 단자와 비교기(300)의 제1 입력단 사이에 구비될 수 있다. 즉, 제2 저항(610)은, 일단이 셀 어셈블리(10)의 양극 단자에 직접 연결되고, 타단이 비교기(300)의 제1 입력단자에 직접 연결될 수 있다.The second resistor 610 may be provided between the positive terminal of the cell assembly 10 and the first input terminal of the comparator 300. That is, one end of the second resistor 610 may be directly connected to the positive terminal of the cell assembly 10, and the other end thereof may be directly connected to the first input terminal of the comparator 300.

또한, 상기 제3 저항(620)은, 비교기(300)의 제1 입력단과 접지 사이에 구비될 수 있다. 즉, 제3 저항(620)은, 일단이 비교기(300)의 제1 입력단에 직접 연결되고, 타단이 그라운드에 연결될 수 있다.The third resistor 620 may be provided between the first input of the comparator 300 and the ground. That is, one end of the third resistor 620 may be directly connected to the first input terminal of the comparator 300, and the other end thereof may be connected to the ground.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 비교기(300)의 제1 입력단으로 인가되는 전압을 낮출 수 있다. 특히, 자동차용 배터리 팩과 같은 중대형 배터리 팩의 경우, 전압이 매우 높을 수 있다. 하지만, 상기 구성과 같이, 제2 저항(610)과 제3 저항(620)을 입력단 측에 구비하는 경우, 제1 입력단으로 인가되는 전압이 분압될 수 있다. 그러므로, 이 경우, 제1 입력단에 공급되는 전압은 연산 증폭기의 사양 이내로 낮아질 수 있으며, 매우 높은 전압의 입력이 가능한 연산 증폭기를 구비하지 않아도 된다. 더욱이, 기준 전원의 전압이 과도하게 높아지지 않아도 되므로, 불필요한 전력 손실을 줄일 수 있다.According to this configuration of the present invention, the voltage applied to the first input terminal of the comparator 300 can be lowered. Particularly, in the case of a middle- or large-sized battery pack such as a battery pack for an automobile, the voltage may be very high. However, when the second resistor 610 and the third resistor 620 are provided at the input terminal side, the voltage applied to the first input terminal can be divided. Therefore, in this case, the voltage supplied to the first input terminal can be lowered to the specification of the operational amplifier, and it is not necessary to provide an operational amplifier capable of inputting a very high voltage. Furthermore, since the voltage of the reference power supply does not need to be excessively high, unnecessary power loss can be reduced.

본 발명에 따른 배터리 팩 관리 장치에 포함되는 여러 구성요소, 이를테면 FET(100), 제어 유닛(200), 비교기(300), 제1 저항(400) 및/또는 PTC 소자(500)는, 배터리 팩의 종류나 구동 환경 등에 따라 다양한 사양으로 구현될 수 있으며, 본 발명은 이들 중 어느 구성요소에 대하여 특정 사양으로 제한되지 않는다.The various components included in the battery pack management apparatus according to the present invention, such as the FET 100, the control unit 200, the comparator 300, the first resistor 400 and / or the PTC device 500, And the driving environment. The present invention is not limited to the specific specification for any of these components.

도 3은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩 관리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 회로도이다. 이하에서는, 앞선 설명이 유사하게 적용될 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하고, 차이점이 있는 부분을 위주로 설명하도록 한다.3 is a circuit diagram schematically showing a configuration of a battery pack managing apparatus according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, a detailed description will be omitted for the portions to which the preceding description can similarly be applied, and the portions having differences will be mainly described.

도 3을 참조하면, 상기 FET(100)는, 충전 FET(110) 및 방전 FET(120)를 구비할 수 있다. 여기서, 충전 FET(110)는, 배터리 팩의 충방전 경로(P)에서, 충전기로부터 이차 전지로 흐르는 충전 전류를 선택적으로 차단할 수 있다. 또한, 방전 FET(120)는, 배터리 팩의 충방전 경로(P)에서, 이차 전지로부터 부하로 흐르는 방전 전류를 선택적으로 차단할 수 있다.Referring to FIG. 3, the FET 100 may include a charging FET 110 and a discharging FET 120. Here, the charging FET 110 can selectively block the charging current flowing from the charger to the secondary battery in the charging / discharging path P of the battery pack. Further, the discharge FET 120 can selectively block the discharge current flowing from the secondary battery to the load in the charging / discharging path P of the battery pack.

이러한 충전 FET(110) 및 방전 FET(120)는, 앞서 설명된 FET(100)의 일종으로서, 앞선 FET(100)에 대한 설명이 대부분 그대로 적용될 수 있다. 예를 들어, 충전 FET(110) 및 방전 FET(120)는 모두, 제어 유닛(200)에 의해 각각 제어될 수 있다. 즉, 제어 유닛(200)이 충전 FET(110)로 턴온 신호를 전송하면, 충전 FET(110)는 턴온되어 팩 단자에서 셀 어셈블리(10) 측으로 전류가 흐를 수 있다. 또한, 제어 유닛(200)이 방전 FET(120)로 턴온 신호를 전송하면, 방전 FET(120)는 턴온되어 셀 어셈블리(10)에서 팩 단자 측으로 전류가 흐를 수 있다.The charging FET 110 and the discharging FET 120 are a kind of the FET 100 described above, and most of the description of the FET 100 can be applied as it is. For example, both the charging FET 110 and the discharging FET 120 can be controlled by the control unit 200, respectively. That is, when the control unit 200 transmits a turn-on signal to the charge FET 110, the charge FET 110 is turned on and current can flow from the pack terminal to the cell assembly 10 side. Further, when the control unit 200 transmits a turn-on signal to the discharge FET 120, the discharge FET 120 is turned on and current can flow from the cell assembly 10 to the pack terminal side.

이러한 구성에 있어서, 상기 PTC 소자(500)는, 충전 PTC 소자(510) 및 방전 PTC 소자(520)를 구비할 수 있다. 여기서, 충전 PTC 소자(510)는 충전 FET(110)와 제어 유닛(200) 사이에 개재되고, 방전 PTC 소자(520)는 방전 FET(120)와 제어 유닛(200) 사이에 개재될 수 있다. 즉, 충전 PTC 소자(510)는, 일단이 충전 FET(110)의 게이트 단자에 직접 연결되고 타단이 제어 유닛(200)에 직접 연결될 수 있다. 그리고, 방전 PTC 소자(520)는, 일단이 방전 FET(120)의 게이트 단자에 직접 연결되고 타단이 제어 유닛(200)에 직접 연결될 수 있다.In this configuration, the PTC device 500 may include a charged PTC device 510 and a discharge PTC device 520. Here, the charged PTC element 510 is interposed between the charge FET 110 and the control unit 200, and the discharge PTC element 520 can be interposed between the discharge FET 120 and the control unit 200. That is, one end of the charging PTC element 510 may be directly connected to the gate terminal of the charging FET 110 and the other end may be directly connected to the control unit 200. [ One end of the discharge PTC element 520 may be directly connected to the gate terminal of the discharge FET 120 and the other end may be directly connected to the control unit 200. [

이때, 충전 PTC 소자(510)와 방전 PTC 소자(520)는 모두, 제1 저항(400) 주위에 위치하도록 구성될 수 있다. 특히, 상기 제1 저항(400)은, 충전 PTC 소자(510)와 방전 PTC 소자(520) 사이에 개재될 수 있다. 예를 들어, 충전 PTC 소자(510)와 방전 PTC 소자(520)는, 제1 저항(400)을 사이에 두고 양 측에 위치할 수 있다. 즉, 충전 PTC 소자(510)와 방전 PTC 소자(520)는 모두, 제1 저항(400)에 직접 대면되도록 구성될 수 있다.At this time, both the charged PTC element 510 and the discharge PTC element 520 may be configured to be positioned around the first resistor 400. [ In particular, the first resistor 400 may be interposed between the charged PTC device 510 and the discharge PTC device 520. For example, the charged PTC element 510 and the discharge PTC element 520 may be located on both sides with the first resistor 400 interposed therebetween. That is, both the charged PTC device 510 and the discharge PTC device 520 may be configured to face the first resistor 400 directly.

이 경우, 상기 제1 저항(400)을 통해 충전 PTC 소자(510)와 방전 PTC 소자(520)의 저항이 모두 변경되도록 할 수 있다. 즉, 셀 어셈블리(10)의 전압이 기준 전압보다 높아 비교기(300)의 출력단에 그에 대응하는 출력 전류가 흐르는 경우, 제1 저항(400)은 소정 수준 이상으로 열을 발생시킬 수 있다. 그리고, 이와 같이 발생된 열은 충전 PTC 소자(510)와 방전 PTC 소자(520)의 저항을 함께 상승시켜, 충전 FET(110)와 방전 FET(120) 모두가 턴온되지 않도록 할 수 있다.In this case, the resistances of the charged PTC device 510 and the discharge PTC device 520 may be changed through the first resistor 400. That is, when the voltage of the cell assembly 10 is higher than the reference voltage, and the corresponding output current flows through the output terminal of the comparator 300, the first resistor 400 may generate heat above a predetermined level. The generated heat may increase the resistance of the charged PTC element 510 and the discharge PTC element 520 so that both the charging FET 110 and the discharging FET 120 are not turned on.

따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 하나의 저항으로 충전 FET(110)와 방전 FET(120)의 턴오프 제어가 모두 가능해질 수 있다. 그러므로, 이 경우, 배터리 팩 관리 장치의 구조가 복잡해지지 않고 제조 비용 및 시간이 과도하게 늘어나지 않으면서도 충전 전류와 방전 전류가 모두 한 번에 차단될 수 있다.Thus, according to this configuration of the present invention, both the charge FET 110 and the discharge FET 120 can be controlled to be turned off with a single resistor. Therefore, in this case, the structure of the battery pack managing apparatus is not complicated, and both the charging current and the discharging current can be shut off at once, without excessively increasing manufacturing cost and time.

본 발명에 따른 배터리 팩 관리 장치는, 배터리 팩 자체에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상술한 배터리 팩 관리 장치를 포함할 수 있다. The battery pack management apparatus according to the present invention can be applied to the battery pack itself. Therefore, the battery pack according to the present invention may include the above-described battery pack management device.

또한, 본 발명에 따른 배터리 팩 관리 장치는, 자동차에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 자동차는, 상술한 배터리 팩 관리 장치를 포함할 수 있다. 특히, 하이브리드 자동차를 포함한 전기 자동차의 경우, 배터리 팩으로부터 구동력을 얻기 때문에, 배터리 팩에 대한 안전성 확보는 매우 중요하다 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 배터리 팩 관리 장치가 적용되는 경우, 자동차용 배터리 팩의 효과적인 안전성 확보가 이루어질 수 있다.Further, the battery pack management apparatus according to the present invention can be applied to automobiles. Therefore, the automobile according to the present invention may include the above-described battery pack management device. Particularly, in the case of an electric vehicle including a hybrid vehicle, since the driving force is obtained from the battery pack, securing the safety for the battery pack is very important. Accordingly, when the battery pack management apparatus according to the present invention is applied, effective safety of the battery pack for an automobile can be ensured.

도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.4 is a flowchart schematically showing a battery pack management method according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩 관리 방법에 의하면, 먼저 비교기의 제1 입력단으로 상기 셀 어셈블리의 전압이 입력되고, 비교기의 제2 입력단으로 기준 전압이 입력될 수 있다(S110). 그리고, 비교기에 의해 셀 어셈블리의 전압과 기준 전압이 서로 비교될 수 있다(S120). Referring to FIG. 4, in the battery pack management method according to the present invention, the voltage of the cell assembly is input to the first input terminal of the comparator and the reference voltage is input to the second input terminal of the comparator (S110). Then, the voltage of the cell assembly and the reference voltage may be compared with each other by the comparator (S120).

여기서, 셀 어셈블리의 전압이 기준 전압보다 높은 경우, 비교기의 출력단으로 일정 크기 이상의 전류가 출력될 수 있다(S130). 그러면, 이러한 비교기의 출력 전류에 의해, 비교기의 출력단에 구비된 제1 저항이 발열할 수 있다(S140).Here, when the voltage of the cell assembly is higher than the reference voltage, a current of a predetermined magnitude or more may be output to the output terminal of the comparator (S130). Then, by the output current of the comparator, the first resistor provided at the output terminal of the comparator can generate heat (S140).

그리고, 이와 같이 제1 저항이 발열하면, 발생된 열에 의해 PTC 소자의 저항이 증가될 수 있다(S150). 따라서, 이러한 PTC 소자의 저항 증가로, 충방전 경로에 구비된 FET는 턴오프될 수 있다(S160). 즉, 턴온 상태이었던 FET는, 제어 유닛으로부터 FET로 턴온 신호가 전송되더라도, 턴오프 상태로 변경될 수 있다. 그리고, 턴오프 상태이었던 FET는, 제어 유닛으로부터 FET로 턴온 신호가 전송되더라도, 턴온되지 않고 턴오프 상태가 그대로 유지될 수 있다. If the first resistor generates heat in this way, the resistance of the PTC device can be increased by the generated heat (S150). Therefore, by increasing the resistance of the PTC element, the FET provided in the charging / discharging path can be turned off (S160). That is, the FET that has been turned on can be changed to the turn-off state even if the turn-on signal is transmitted from the control unit to the FET. The FET that has been turned off can not be turned on and the turn-off state can be maintained even if a turn-on signal is transmitted from the control unit to the FET.

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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.

10: 셀 어셈블리
P: 충방전 경로
100: FET
110: 충전 FET, 120: 방전 FET
200: 제어 유닛
300: 비교기
400: 제1 저항
500: PTC 소자
510: 충전 PTC 소자, 520: 방전 PTC 소자
610: 제2 저항, 620: 제3 저항10: Cell assembly
P: charge / discharge path
100: FET
110: charge FET, 120: discharge FET
200: control unit
300: comparator
400: first resistance
500: PTC element
510: charged PTC element, 520: discharged PTC element
610: second resistance, 620: third resistance

Claims (12)

하나 이상의 이차 전지를 포함하는 셀 어셈블리와 상기 셀 어셈블리의 이차 전지를 충방전하기 위한 전류가 흐르는 충방전 경로를 구비하는 배터리 팩을 관리하는 장치에 있어서,
상기 배터리 팩의 충방전 경로 상에 구비되어 상기 충방전 경로를 선택적으로 개폐하는 FET;
상기 FET의 게이트 단자로 턴온 신호를 전송하여 상기 FET를 턴온시킴으로써, 상기 충방전 경로에 전류가 흐를 수 있도록 하는 제어 유닛;
제1 입력단이 상기 셀 어셈블리에 연결되고, 제2 입력단이 기준 전압을 공급하는 기준 전원에 연결된 비교기;
상기 비교기의 출력단에 연결된 제1 저항; 및
일단이 상기 FET의 게이트 단자에 연결되고 타단이 상기 제어 유닛에 연결되며, 상기 제1 저항의 발열에 의해 저항값이 변경되는 PTC 소자
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치.An apparatus for managing a battery pack having a cell assembly including at least one secondary cell and a charge / discharge path through which a current flows to charge / discharge the secondary cell of the cell assembly,
A FET provided on a charge / discharge path of the battery pack to selectively open / close the charge / discharge path;
A control unit for transmitting a turn-on signal to a gate terminal of the FET to turn on the FET so that a current can flow through the charge / discharge path;
A comparator having a first input connected to the cell assembly and a second input coupled to a reference power supply for supplying a reference voltage;
A first resistor coupled to the output of the comparator; And
The PTC element having one end connected to the gate terminal of the FET and the other end connected to the control unit, the resistance value of which is changed by the heat generation of the first resistor
The battery pack management apparatus comprising: 제1항에 있어서,
상기 PTC 소자는, 상기 제1 저항의 발열량이 참조 발열량 이상인 경우, 상기 제어 유닛이 턴온 신호를 전송되더라도, 상기 FET가 턴오프되도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the PTC device is configured such that when the heating value of the first resistor is equal to or higher than a reference heating value, the FET is turned off even if the control unit transmits a turn-on signal. 제2항에 있어서,
상기 PTC 소자는, 상기 제어 유닛의 턴온 신호를 차단함으로써 상기 FET가 턴오프되도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the PTC element is configured to turn off the FET by blocking a turn-on signal of the control unit. 제2항에 있어서,
상기 비교기는, 상기 제1 입력단에 인가되는 셀 어셈블리의 전압이 상기 제2 입력단에 인가되는 기준 전압보다 큰 경우, 상기 출력단으로 제1 전류를 출력하고,
상기 제1 저항은, 상기 제1 전류가 흐름으로써, 상기 참조 발열량 이상으로 발열되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the comparator outputs a first current to the output terminal when the voltage of the cell assembly applied to the first input terminal is greater than a reference voltage applied to the second input terminal,
Wherein the first resistor generates heat at a temperature equal to or higher than the reference calorific value by flowing the first current. 제4항에 있어서,
상기 비교기는, 상기 제1 입력단에 인가되는 셀 어셈블리의 전압이 상기 제2 입력단에 인가되는 기준 전압보다 작은 경우, 상기 출력단으로 상기 제1 전류보다 크기가 작은 제2 전류를 출력하도록 구성되고,
상기 제1 저항은, 상기 제2 전류가 흐를 때, 참조 발열량 미만으로 발열되도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the comparator is configured to output a second current smaller than the first current to the output terminal when the voltage of the cell assembly applied to the first input terminal is smaller than a reference voltage applied to the second input terminal,
Wherein the first resistor is configured to generate heat below a reference calorific value when the second current flows. 제1항에 있어서,
상기 비교기의 제1 입력단에는, 상기 셀 어셈블리의 전체 전압이 입력되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치.The method according to claim 1,
Wherein a total voltage of the cell assembly is input to a first input terminal of the comparator. 제6항에 있어서,
상기 셀 어셈블리의 양극 단자와 상기 비교기의 제1 입력단 사이에 구비된 제2 저항; 및
상기 비교기의 제1 입력단과 접지 사이에 구비된 제3 저항
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치.The method according to claim 6,
A second resistor provided between a positive terminal of the cell assembly and a first input of the comparator; And
And a third resistor provided between the first input of the comparator and ground
The battery pack management device further comprising: 제1항에 있어서,
상기 FET는, 상기 충방전 경로에서 상기 제어 유닛에 의해 충전 전류를 선택적으로 차단하는 충전 FET, 및 상기 충방전 경로에서 상기 제어 유닛에 의해 방전 전류를 선택적으로 차단하는 방전 FET를 구비하고,
상기 PTC 소자는, 일단이 상기 충전 FET의 게이트 단자에 연결된 충전 PTC 소자, 및 일단이 상기 방전 FET의 게이트 단자에 연결된 방전 PTC 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치.The method according to claim 1,
The FET includes a charge FET for selectively interrupting a charge current by the control unit in the charge / discharge path, and a discharge FET for selectively interrupting a discharge current by the control unit in the charge / discharge path,
Wherein the PTC element includes a charged PTC element having one end connected to a gate terminal of the charge FET and a discharge PTC element having one end connected to a gate terminal of the discharge FET. 제8항에 있어서,
상기 제1 저항은, 상기 충전 PTC 소자와 상기 방전 PTC 소자 사이에 개재된 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치.9. The method of claim 8,
Wherein the first resistor is interposed between the charged PTC element and the discharge PTC element. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩 관리 장치를 포함하는 배터리 팩.A battery pack comprising the battery pack management device according to any one of claims 1 to 9. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩 관리 장치를 포함하는 자동차.An automobile including the battery pack management device according to any one of claims 1 to 9. 하나 이상의 이차 전지를 포함하는 셀 어셈블리와 상기 셀 어셈블리의 이차 전지를 충방전하기 위한 전류가 흐르는 충방전 경로를 구비하는 배터리 팩을 관리하는 방법에 있어서,
비교기의 제1 입력단으로 상기 셀 어셈블리의 전압이 입력되고, 상기 비교기의 제2 입력단으로 기준 전압이 입력되는 단계;
상기 셀 어셈블리의 전압이 기준 전압보다 높은 경우, 상기 비교기의 출력단으로 일정 크기 이상의 전류가 출력되는 단계;
상기 비교기의 출력단으로 일정 크기 이상의 전류가 출력되어 상기 비교기의 출력단에 구비된 제1 저항이 발열하는 단계;
상기 제1 저항의 발열에 의해 PTC 소자의 저항이 증가하는 단계;
상기 PTC 소자의 저항이 증가하여 상기 충방전 경로에 구비된 FET가 턴오프되는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 방법.A method of managing a battery pack having a cell assembly including at least one secondary cell and a charge / discharge path through which a current flows to charge / discharge the secondary cell of the cell assembly,
Inputting a voltage of the cell assembly to a first input terminal of the comparator and inputting a reference voltage to a second input terminal of the comparator;
Outputting a current of a predetermined magnitude or more to an output terminal of the comparator when the voltage of the cell assembly is higher than a reference voltage;
The first resistor being connected to the output terminal of the comparator and generating a current of a predetermined magnitude or more;
Increasing a resistance of the PTC device by heat generation of the first resistor;
The resistance of the PTC device increases and the FET provided in the charge / discharge path is turned off
Wherein the battery pack is mounted on the battery pack.
KR1020160015772A 2016-02-11 2016-02-11 Apparatus and method for managing battery pack KR102065735B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160015772A KR102065735B1 (en) 2016-02-11 2016-02-11 Apparatus and method for managing battery pack

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160015772A KR102065735B1 (en) 2016-02-11 2016-02-11 Apparatus and method for managing battery pack

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170094689A true KR20170094689A (en) 2017-08-21
KR102065735B1 KR102065735B1 (en) 2020-01-13

Family

ID=59757479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160015772A KR102065735B1 (en) 2016-02-11 2016-02-11 Apparatus and method for managing battery pack

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102065735B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021025537A1 (en) * 2019-08-08 2021-02-11 주식회사 엘지화학 Battery pack power supply blocking apparatus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010082004A (en) * 1999-05-17 2001-08-29 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 Circuit and device for protecting secondary battery
KR20050109765A (en) * 2004-05-17 2005-11-22 주식회사 파워로직스 Battery protection circuit
JP2006320085A (en) * 2005-05-11 2006-11-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Protection circuit
JP2006320048A (en) * 2005-05-10 2006-11-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Protection circuit

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010082004A (en) * 1999-05-17 2001-08-29 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 Circuit and device for protecting secondary battery
KR20050109765A (en) * 2004-05-17 2005-11-22 주식회사 파워로직스 Battery protection circuit
JP2006320048A (en) * 2005-05-10 2006-11-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Protection circuit
JP2006320085A (en) * 2005-05-11 2006-11-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Protection circuit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021025537A1 (en) * 2019-08-08 2021-02-11 주식회사 엘지화학 Battery pack power supply blocking apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
KR102065735B1 (en) 2020-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6833984B2 (en) Battery, terminal, and charging system
JP5209122B2 (en) Apparatus and method for protecting battery pack by sensing destruction of sense resistor
KR100943576B1 (en) Battery pack
KR101213480B1 (en) Battery protecting circuit and controlling method of the same
JP4659886B2 (en) Secondary battery protection circuit
JP7130907B2 (en) Apparatus, battery system and method for controlling main battery and sub-battery
JP2872365B2 (en) Rechargeable power supply
CN103580096B (en) The system and method that direct battery unit for battery connects
US20090009138A1 (en) Over-voltage protected battery charger with bypass
US9018910B2 (en) Battery protection circuit and method of controlling the same
KR101264740B1 (en) Battery protection circuit and controlling method thereof
US9564764B2 (en) Apparatus and method for battery management with malfunction prevention algorithm
JP2008043009A (en) Battery pack and control method
KR101137376B1 (en) Battery pack
US8665572B2 (en) Battery charge/discharge protection circuit
KR20150107032A (en) Battery pack
US20160094068A1 (en) Secondary battery protection circuit and battery device
KR102063937B1 (en) Apparatus and method for managing battery pack
JP2000102185A (en) Secondary battery pack
KR20170094689A (en) Apparatus and method for managing battery pack
JP2010011574A (en) Charging/discharging control circuit
KR100898285B1 (en) A battery pack for a portable electronic device
KR20150050227A (en) Apparatus and method for managing battery pack
KR101578707B1 (en) A battery pack and method for controlling the same
KR20160143091A (en) Battery Pack and Overcharge Protection System Including Thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant