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KR101429771B1 - Battery pack - Google Patents

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KR101429771B1
KR101429771B1 KR1020070127153A KR20070127153A KR101429771B1 KR 101429771 B1 KR101429771 B1 KR 101429771B1 KR 1020070127153 A KR1020070127153 A KR 1020070127153A KR 20070127153 A KR20070127153 A KR 20070127153A KR 101429771 B1 KR101429771 B1 KR 101429771B1
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최진아
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적과제는 복수 개의 베어셀들이 일부만 과열되었을 때, 과열된 베어셀을 예측하여 충/방전을 제어하는 배터리 팩을 제공하는 데 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention is directed to a battery pack, and more particularly, to a battery pack for controlling charge / discharge by predicting an overheated bare cell when a plurality of bare cells are overheated.

이를 위해 본 발명은 복수 개이며, 재충전 가능한 베어셀; 베어셀의 대전류경로에 전기적으로 연결된 충방전 스위칭 소자; 복수 개의 베어셀에 각각 부착되어 베어셀의 온도에 따라 저항값이 변화하는 센싱부 및; 센싱부와 전기적으로 연결되어 센싱부의 저항값을 비교하며, 베어셀들 각각에 전기적으로 연결되어 베어셀들의 전압을 측정하여 베어셀들의 상태를 검출하고, 센싱부와 전기적으로 연결되어 센싱부에서 측정된 저항값들이 임계값 이상의 편차를 보일 때 충방전 스위칭 소자를 단전시키는 충방전 제어 회로로 이루어진 배터리 팩을 개시한다.To this end, the present invention provides a battery pack comprising a plurality of rechargeable bare cells; A charge / discharge switching device electrically connected to the high current path of the bare cell; A sensing unit that is attached to each of the plurality of bare cells and changes a resistance value according to a temperature of the bare cell; The sensing unit is electrically connected to the sensing unit to compare the resistance of the sensing unit. The sensing unit is electrically connected to each of the bare cells to measure the voltage of the bare cells. The sensing unit is electrically connected to the sensing unit. Discharge control circuit for disconnecting the charge / discharge switching element when the applied resistance value shows a deviation of more than a threshold value.

따라서, 본 발명에 따른 배터리 팩은 복수 개의 베어셀들이 일부만 과열되었을 때, 과열된 베어셀을 예측하고, 배터리 팩의 충방전을 정시시켜 배터리 팩의 과열 및 폭발을 예방한다.Therefore, when a plurality of bare cells are overheated, the battery pack according to the present invention predicts overheated bare cells and prevents overheating and explosion of the battery pack by stopping charging and discharging of the battery pack.

센싱부, 저항 비교부, 충/방전 상태 검지부 A sensing section, a resistance comparing section, a charge / discharge state detecting section

Description

배터리 팩{BATTERY PACK}Battery pack {BATTERY PACK}

본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리 팩에 실장되는 베어셀들의 온도 변화를 측정하여 배터리 팩의 충방전을 제어하는 배터리 팩에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery pack, and more particularly to a battery pack for controlling charge / discharge of a battery pack by measuring a temperature change of bare cells mounted on the battery pack.

최근에는 셀루라폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 콤팩트하고 경량화된 휴대용 전기/전자장치들이 활발하게 개발 및 생산되고 있다. 따라서, 휴대용 전기/전자 장치들은 별도의 전원이 구비되지 않은 장소에서도 작동될 수 있도록 전지 팩을 내장하고 있다. 상기 전지 팩은 경제적인 측면을 고려하여 최근에는 충방전이 가능한 이차전지를 채용하고 있다. 또한, 이차전지는 고밀도에너지와 고출력을 필요로 하는 하이브리드 자동차 배터리용으로도 각광받고 있으며 연구개발 및 제품생산 중에 있다. In recent years, compact and lightweight portable electric / electronic devices such as cell phones, notebook computers, camcorders, and the like have been actively developed and produced. Accordingly, the portable electric / electronic devices have built-in battery packs so that they can be operated even in a place where no separate power source is provided. In consideration of economical aspects, the battery pack employs a secondary battery capable of charging and discharging. Also, secondary batteries are attracting attention for hybrid car batteries which require high density energy and high output, and are in research and development and production.

이차 전지는 대표적으로, 니켈-카드뮴(Ni-Cd)전지와 니켈-수소(Ni-MH)전지 및 리튬(Li) 전지와 리튬 이온(Li-ion) 이차 전지 등이 있다. The secondary battery is typically a Ni-Cd battery, a Ni-MH battery, a Li battery, and a Li-ion secondary battery.

특히, 리튬 이온 이차 전지는 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 작동 전압이 약 3배나 높다. 또한, 단 위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 널리 사용되고 있다. 상기 리튬 이차 전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로는, 전해질의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라고 한다. 또한, 리튬 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형과, 각형과, 파우치형을 들 수 있다.In particular, lithium ion secondary batteries are about three times higher in operating voltage than nickel-cadmium batteries and nickel-hydrogen batteries, which are widely used as power sources for portable electronic equipment. In addition, it is widely used in terms of high energy density per unit weight. The lithium secondary battery mainly uses a lithium-based oxide as a positive electrode active material and a carbonaceous material as a negative electrode active material. Generally, a battery using a liquid electrolyte is referred to as a lithium ion battery, and a battery using a polymer electrolyte is referred to as a lithium polymer battery, depending on the kind of electrolyte, classified into a liquid electrolyte cell and a polymer electrolyte cell. In addition, the lithium secondary battery is manufactured in various shapes. Typical shapes include a cylindrical shape, a square shape, and a pouch shape.

이러한 이차 전지의 제조 과정에 대해 설명하면, 우선, 상기 양극 활물질이 형성된 양극집전체에 양극성의 전극탭이 연결된 양극판, 음극 활물질이 형성된 음극집전체에 음극성의 전극탭이 연결된 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되어 있는 세퍼레이터를 적층한 후, 이를 권취하여 전극 조립체를 제조한다. 그리고, 전극조립체를 원통형 캔, 각형 캔 또는 파우치에 전해질과 함께 밀봉하면 베어셀이 완성된다. 이러한 베어셀은 낱개 또는 복수 개가 보호회로 기판과 연결되어 베어셀의 안정성을 높힌다.First, a positive electrode plate having a positive electrode tab connected to a positive electrode collector having the positive electrode active material formed thereon, a negative electrode plate having a negative electrode tab connected to a negative electrode collector having a negative electrode active material formed thereon, A separator interposed therebetween is laminated, and the separator is wound to manufacture an electrode assembly. When the electrode assembly is sealed in a cylindrical can, a square can, or a pouch together with an electrolyte, the bare cell is completed. One or more of these bare cells are connected to the protection circuit board to enhance the stability of the bare cell.

특히, 휴대용 전자기기 가운데 노트북과 같이 전력을 많이 소모하는 휴대용 전자 제품들은 복수 개의 베어셀을 직렬 및 병렬 연결하여 배터리 팩을 구성하여 사용한다. 이러한 배터리 팩에 사용되는 베어셀들은 충전으로 인해 과열되거나 과도한 전력을 방출하였을 경우, 충/방전을 금지시키는 안전회로가 탑재되어 있다.Particularly, among portable electronic devices, portable electronic products consuming a large amount of power such as a notebook are constructed by connecting a plurality of bare cells in series and parallel to constitute a battery pack. Bare cells used in these battery packs are equipped with a safety circuit that prohibits charging / discharging when the battery is overheated due to charging or excess power is discharged.

상기 안전회로는 복수 개인 베어셀들 가운데 어느 하나만 과열되거나 혹은 일부의 베어셀들만 과열되었을 때에도 정상적인 충/방전 작동을 하게 된다. 이로 인해 베어셀은 충/방전의 불균형을 초래하게 되고, 이러한 불균형을 안전회로가 예측할 수 없게 된다. 따라서, 복수 개의 베어셀들의 일부만이 손상되어 배터리 팩의 기능을 상실하거나 예측하지 못한 충/방전의 불균형으로 인해 배터리 팩이 폭발할 위험성을 안고 있는 문제가 있다.In the safety circuit, even when one of the plurality of bare cells is overheated or only a part of the bare cells is overheated, the safety circuit performs a normal charge / discharge operation. As a result, the bare cell causes unbalance of charging / discharging, and this unbalance can not be predicted by the safety circuit. Therefore, there is a problem that only a part of the plurality of bare cells is damaged, and the function of the battery pack is lost, or there is a risk that the battery pack may explode due to unexpected charge / discharge imbalance.

상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 기술적 과제는 복수 개의 베어셀들이 일부만 과열되었을 때, 과열된 베어셀을 예측하는 배터리 팩을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a battery pack for predicting an overheated bare cell when a plurality of bare cells are overheated.

또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는 복수 개의 베어셀들이 일부만 과열되었을 때 베어셀의 충방전을 정지시켜 베어셀의 폭발을 예방하는 배터리 팩을 제공하는 데 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a battery pack for preventing a burst of a bare cell by stopping charge / discharge of a bare cell when a plurality of bare cells are overheated.

또한, 본 발명의 또 다른 기술적 과제는 베어셀의 과충전 및 과방전이 예방되는 배터리 팩을 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a battery pack in which overcharging and overdischarge of a bare cell is prevented.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 배터리 팩은 복수 개이며, 재충전 가능한 베어셀; 상기 베어셀의 대전류경로에 전기적으로 연결된 충방전 스위칭 소자; 상기 복수 개의 베어셀에 각각 부착되어 상기 베어셀의 온도에 따라 저항값이 변화하는 센싱부; 및 상기 센싱부와 전기적으로 연결되어 상기 센싱부의 저항값을 비교하며, 상기 베어셀들 각각에 전기적으로 연결되어 상기 베어셀들의 전 압을 측정하여 상기 베어셀들의 상태를 검출하고, 상기 센싱부와 전기적으로 연결되어 상기 센싱부에서 측정된 저항값들이 임계값 이상의 편차를 보일 때 상기 충방전 스위칭 소자를 단전시키는 충방전 제어 회로를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery pack comprising: a plurality of battery packs; A charge / discharge switching device electrically connected to the large current path of the bare cell; A sensing unit attached to each of the plurality of bare cells and having a resistance varying according to a temperature of the bare cell; And a sensing unit electrically connected to the sensing unit to compare a resistance value of the sensing unit and electrically connected to each of the bare cells to measure a voltage of the bare cells to detect a state of the bare cells, And a charge / discharge control circuit electrically disconnected from the charge / discharge switching device when the resistance values measured by the sensing unit exhibit a deviation of more than a threshold value.

또한, 상기 센싱부의 각각에는 저항이 병렬로 연결되어 상기 센싱부의 임피던스값을 변화시킬 수 있다.In addition, resistance may be connected in parallel to each of the sensing units to change an impedance value of the sensing unit.

또한, 상기 충방전 제어 회로는 상기 센싱부와 전기적으로 연결되어 상기 센싱부의 저항값을 비교하는 저항비교부, 상기 베어셀들 각각에 전기적으로 연결되어 상기 베어셀들의 전압을 측정하여 상기 베어셀들의 상태를 검출하는 충방전 상태 감지부, 상기 센싱부와 전기적으로 연결되어 상기 센싱부에서 측정된 저항값들이 임계값 이상의 편차를 보일 때 상기 충방전 스위칭 소자를 단전시키고, 상기 충방전 상태 감지부와 전기적으로 연결되어 상기 베어셀의 만충전 또는 만방전시에 상기 충방전 스위칭 소자를 온 또는 오프시키는 제어부를 포함하여 형성될 수 있다.The charge / discharge control circuit may include a resistance comparison unit electrically connected to the sensing unit to compare a resistance value of the sensing unit, a resistance comparison unit electrically connected to each of the bare cells to measure a voltage of the bare cells, Discharge state detecting unit electrically connected to the sensing unit and disconnecting the charge / discharge switching device when the resistance values measured by the sensing unit exhibit a deviation of more than a threshold value, and the charge / And a control unit electrically connected to the charging / discharging switching device to turn on / off the charging / discharging switching device in full or full display of the bare cell.

또한, 상기 센싱부는 정특성(Positive Temperature Coefficient:PTC) 서미스터(thermistor), 부특성(Negative Temperature Coefficient) 서미스터(thermistor) 및, IC(Intergrated circuit) 온도 센서로 가운데 어느 하나를 선택하여 이루어질 수 있다.The sensing unit may be selected from a Positive Temperature Coefficient (PTC) thermistor, a negative temperature coefficient thermistor, and an IC (integrated circuit) temperature sensor.

본 발명에 따른 배터리 팩은 복수 개의 베어셀들이 일부만 과열되었을 때, 과열된 베어셀을 예측한다.The battery pack according to the present invention predicts an overheated bare cell when a plurality of bare cells are partially overheated.

또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은 복수 개의 베어셀들이 일부만 과열되었을 때, 정상적인 충/방전을 정지시켜 배터리 팩의 과열 및 폭발을 예방한다.In addition, the battery pack according to the present invention stops normal charge / discharge when a plurality of bare cells are overheated, thereby preventing overheating and explosion of the battery pack.

또한, 본 발명의 따른 배터리 팩은 베어셀의 과충전 및 과방전을 예방한다.Further, the battery pack according to the present invention prevents overcharge and overdischarge of the bare cell.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 이하의 실시예들에서는 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면부호를 사용하기로 하며, 동일한 구성요소의 중복되는 설명은 하지 않기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following embodiments, the same reference numerals will be used for the same components, and redundant description of the same components will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 블록도이다.1 is a block diagram of a battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 베어셀(110), 충방전 스위칭 소자(120), 센싱부(130) 및, 충방전 제어 회로(140)를 포함하여 형성된다.1, a battery pack 100 according to an embodiment of the present invention includes a bare cell 110, a charge / discharge switching device 120, a sensing unit 130, and a charge / discharge control circuit 140 .

상기 베어셀(110)은 복수 개가 직렬 및 병렬로 연결되어 형성될 수 있으며, 베어셀(110)의 대전류경로(111)에는 충전기(미도시)나 전자 제품(미도시)에 연결되는 양극 단자(P+) 및 음극 단자(P-)와 전기적으로 연결될 수 있다.A plurality of bare cells 110 may be connected in series and in parallel and a positive terminal (not shown) connected to a charger P +) and the negative terminal P-.

상기 충방전 스위칭 소자(120)는 베어셀의 대전류 경로(111)에 전기적으로 연결된다. 또한, 충방전 스위칭 소자(120)는 충전 스위칭 소자(121)와 방전 스위칭 소자(122)를 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 충전 스위칭 소자(121)에는 기생 다이오드(121a)가 병렬로 연결되어 과충전에 의해 충전 스위칭 소자(121)가 턴 (turn) 오프(off)된 상태가 되어도 정상적으로 방전전류를 흘릴 수 있도록 되어 있 으며, 방전 스위칭 소자(122)에도 기생 다이오드(122a)가 병렬로 연결되어 과방전에 의해 방전 스위칭 소자(122)가 턴(turn) 오프(off)된 상태가 되어도 정상적으로 충전 전류를 흘릴 수 있도록 되어 있다. The charge / discharge switching element 120 is electrically connected to the high current path 111 of the bare cell. The charge / discharge switching element 120 may be formed to include a charge switching element 121 and a discharge switching element 122. [ The parasitic diode 121a is connected in parallel to the charge switching element 121 so that the discharge current can be normally supplied even when the charge switching element 121 is turned off due to overcharging And the parasitic diode 122a is connected in parallel to the discharge switching element 122 so that the charging current can be normally supplied even when the discharge switching element 122 is turned off due to overdischarge .

상기 센싱부(130)는 복수 개의 베어셀(110)에 각각 부착된다. 또한, 센싱부(130)는 베어셀(110)의 온도에 따라 저항값이 변화한다. 이러한 센싱부(130)는 금속산화물을 소결하여 만들며 온도에 따라 저항치가 변하는 특성을 이용한 서미스터(Thermistor)를 사용할 수 있다. 서미스터는 도전성 금속 알갱이가 열팽창율이 높은 비전도성 재질에 함유되어 있으며, 서미스터가 열을 받을시에 열팽창율이 높은 비전도성 재질이 팽창하면서 도정성 금속 알갱이 떨어지게 된다. 이때 서미스터의 저항은 증가하게 된다. The sensing unit 130 is attached to the plurality of bare cells 110, respectively. Also, the resistance value of the sensing unit 130 changes according to the temperature of the bare cell 110. The sensing unit 130 may be formed by sintering a metal oxide and using a thermistor having a characteristic that a resistance value varies with temperature. In the thermistor, the conductive metal particles are contained in the nonconductive material having a high thermal expansion coefficient, and when the thermistor receives heat, the nonconductive material having a high coefficient of thermal expansion expands and the metal particles fall off. At this time, the resistance of the thermistor increases.

또한, 센싱부(130)의 각각에 저항(131)이 병렬로 연결되어 센싱부(130)의 임피던스값을 변화시킬 수 있다. 상기 저항(131)은 충방전 제어 회로(140)와 센싱부(130)가 전기적으로 연결되었을 때, 충방전 제어 회로(140)의 내부 임피던스에 맞추어 센싱부(130)의 임피던스를 변화시키므로, 충방전 제어 회로(140)가 센싱부(130)의 저항값을 측정할 때 발생하는 측정오차를 줄여준다. 또한, 저항(131)은 센싱부(130)의 저항값이 순간적으로 너무 높아졌을 때, 충방전 제어 회로(140)의 저항값 식별기능이 저하되는 것을 방지한다.A resistance 131 may be connected in parallel to each of the sensing units 130 to change an impedance value of the sensing unit 130. The resistor 131 changes the impedance of the sensing unit 130 in accordance with the internal impedance of the charge / discharge control circuit 140 when the charge / discharge control circuit 140 and the sensing unit 130 are electrically connected to each other. The discharge control circuit 140 reduces the measurement error occurring when the resistance value of the sensing unit 130 is measured. Also, the resistor 131 prevents the resistance value identification function of the charge / discharge control circuit 140 from deteriorating when the resistance value of the sensing unit 130 instantaneously becomes too high.

상기 충방전 제어 회로(140)는 센싱부(130)와 전기적으로 연결되어 센싱부(130)의 저항값을 읽어들어 각각의 센싱부(130)들의 저항값들을 비교한다. 또한, 충방전 제어 회로(140)는 베어셀(110)들 각각에 전기적으로 연결되어 베어셀(110) 들의 전압을 측정하여 베어셀(110)들의 상태를 검출한다. 이러한 베어셀(110)들의 상태를 검출하는 예를 들면, 베어셀(110)의 전압이 4.1V 되었을 때 만충전 상태로 인식하고, 베어셀(110)의 전압이 3V로 되었을 때 만방전 상태로 인식하며, 3V 내지 4.1V 사이의 전압에서는 정상 충방전 상태로 인식한다. 이때, 충방전 제어 회로(140)는 베어셀(110)이 전압이 4.1V가 초과되어 과충전 상태인 경우 충전 스위칭 소자(121)를 오프시켜 베어셀(110)의 과충전을 예방한다. 여기서, 충방전 제어 회로(140)는 베어셀(110)의 전압이 3V 미만의 과방전 상태인 경우에 방전 스위칭 소자(122)를 오프시켜 베어셀(110)의 과방전을 예방한다. 또한, 충방전 제어 회로(140)는 센싱부(130)들의 각각에 전기적으로 연결되고, 센싱부(130)들 각각의 저항값들을 측정한다. 이때, 충방전 제어 회로(140)가 측정한 저항값들이 임계값 이상의 편차를 보일 때 충방전 스위칭 소자(120)를 오프시킨다.The charging and discharging control circuit 140 is electrically connected to the sensing unit 130 to read the resistance value of the sensing unit 130 and compare the resistance values of the sensing units 130. The charge and discharge control circuit 140 is electrically connected to each of the bare cells 110 to measure the voltage of the bare cells 110 to detect the state of the bare cells 110. For example, when the voltage of the bare cell 110 is 4.1 V, the state of the bare cell 110 is recognized as a full charge state. When the voltage of the bare cell 110 is 3 V, And recognizes it as a normal charge / discharge state at a voltage between 3V and 4.1V. At this time, the charge / discharge control circuit 140 turns off the charge switching device 121 to prevent the bare cell 110 from overcharging when the bare cell 110 is overcharged due to the voltage exceeding 4.1V. Here, the charge / discharge control circuit 140 turns off the discharge switching element 122 to prevent the discharge of the bare cell 110 when the voltage of the bare cell 110 is in an overdischarge state of less than 3V. The charge and discharge control circuit 140 is electrically connected to each of the sensing units 130 and measures the resistance values of the sensing units 130. [ At this time, when the resistance values measured by the charging / discharging control circuit 140 show a deviation of more than a threshold value, the charging / discharging switching device 120 is turned off.

상기한 배터리 팩(100)은 충방전 제어 회로(140)가 센싱부(130)들 각각의 저항값을 계속적으로 읽어 들어 비교한다. 이때, 복수 개의 베어셀(110) 가운데 어느 베어셀(110)이 과열되면, 과열된 베어셀(110)에 부착된 센싱부(130)의 저항값이 변화하게 되고, 센싱부(130)의 저항값이 임계값 이상의 편차를 보일 시에 충방전 스위칭 소자(120)을 오프시킨다. 따라서, 베어셀(110)은 충전 및 방전이 정지되므로, 베어셀(110)이 과열되지 않게 되어 배터리 팩(100)의 폭발이 예방된다. 또한, 상기 배터리 팩(100)은 베어셀(110)의 만충전 또는 만방전 상태에 따라 베어셀(110)의 충전 및 방전을 정지시키므로, 베어셀(110)의 과충전 및 과방전을 예방한다.In the battery pack 100, the charging / discharging control circuit 140 continuously reads the resistance values of the sensing units 130 and compares them. At this time, if any of the bare cells 110 of the plurality of bare cells 110 is overheated, the resistance value of the sensing unit 130 attached to the overheated bare cell 110 changes and the resistance of the sensing unit 130 Discharge switching element 120 is turned off when the value shows a deviation of more than a threshold value. Accordingly, since the bare cell 110 stops charging and discharging, the bare cell 110 is prevented from overheating and the explosion of the battery pack 100 is prevented. Also, the battery pack 100 stops charging and discharging the bare cell 110 according to the full or full discharge state of the bare cell 110, thereby preventing the bare cell 110 from being overcharged or overdischarged.

한편, 센싱부(130)는 정특성(Positive Temperature Coefficient:PTC) 서미스 터(thermistor)로 형성될 수 있다. 정특성 서미스터는 온도에 따라 저항의 증가율이 선형적으로 증가하는 특성을 가지고 있는데, 이러한 정특성 서미스터를 사용하면 저항의 증가율이 선형적으로 변화하므로, 보다 정확한 온도에서 충방전 제어 회로(140)가 충방전 스위치(120)를 단전시킬 수 있다.Meanwhile, the sensing unit 130 may be formed of a positive temperature coefficient (PTC) thermistor. The positive temperature coefficient thermistor has a characteristic that the rate of increase of the resistance linearly increases with temperature. When the positive temperature coefficient thermistor is used, the rate of increase of the resistance linearly changes. Charge / discharge switch 120 can be disconnected.

또한, 센싱부(130)는 부특성(Negative Temperature Coefficient) 서미스터(thermistor)로 형성될 수 있다. 부특성 서미스터는 저항의 변화율이 온도에 따라 지수함수적으로 변화는 특성을 갖고 있다. 이렇게 순간적으로 높아지는 저항의 변화를 이용하면 충반전 제어 회로(140)가 충방전 스위치(120)를 단전시키는 동작속도를 매우 빠르게 할 수 있다.Also, the sensing unit 130 may be formed of a negative temperature coefficient thermistor. The negative temperature coefficient thermistor has a property that the rate of change of resistance changes exponentially with temperature. By using the instantaneous increase in resistance, the charging / discharging control circuit 140 can speed up the operation of disabling the charging / discharging switch 120 very quickly.

또한, 센싱부(130)는 IC(Intergrated circuit) 온도 센서로 형성될 수 있다. IC 온도 센서는 내부에 형성된 P형과 N형 반도체가 접합력이 변화함에 따라 저항값이 변화되어 온도를 측정할 수 있다.Also, the sensing unit 130 may be formed of an IC (integrated circuit) temperature sensor. The IC temperature sensor can measure the temperature by changing the resistance value as the bonding force between the P-type and N-type semiconductor formed therein changes.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 블록도이다.2 is a block diagram of a battery pack according to another embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(200)은 베어셀(110), 충방전 스위칭 소자(120), 센싱부(130) 및, 충방전 제어 회로(240)를 포함하여 형성된다. 또한, 상기 충방전 제어 회로(240)는 저항비교부(241), 충방전 상태 감지부(242) 및, 제어부(243)를 포함하여 형성된다. 본 실시예에서의 베어셀(110), 충방전 스위칭 소자(120) 및, 센싱부(130)는 전술한바 있기에 중복되는 설명은 하지 않기로 하며, 이 부분에서는 충방전 제어 회로(240)의 구성과 동작에 대해 중점적으로 설명하기로 한다.2, a battery pack 200 according to another embodiment of the present invention includes a bare cell 110, a charge / discharge switching device 120, a sensing unit 130, a charge / discharge control circuit 240, . The charge / discharge control circuit 240 includes a resistance comparison unit 241, a charge / discharge state sensing unit 242, and a control unit 243. The description of the bare cell 110, the charge / discharge switching element 120 and the sensing unit 130 in this embodiment is omitted because it has been described above. In this case, the structure of the charge / discharge control circuit 240 The operation will be described below.

먼저, 상기 저항비교부(241)는 센싱부(130)의 저항값을 비교할 수 있다. 이러한 저항 비교부(241)는 복수 개의 연산증폭기에 서로 다른 기준전압을 인가하여 형성될 수 있는데, 센싱부(130)의 저항값이 변화하여 연산증폭기의 기준전압을 초과하면, 해당하는 연산증폭기에서 제어부(243)에 신호를 출력하므로, 센싱부(130)의 저항값을 알릴 수 있다.First, the resistance comparison unit 241 may compare the resistance value of the sensing unit 130. The resistance comparison unit 241 may be formed by applying different reference voltages to the plurality of operational amplifiers. If the resistance value of the sensing unit 130 changes and exceeds the reference voltage of the operational amplifier, And outputs a signal to the control unit 243, so that the resistance value of the sensing unit 130 can be informed.

상기 충방전 상태 감지부(242)는 베어셀(110)들의 전압을 측정하여 일정 전압 이상일 때 만충전상태를 검출하고 일정 전압 이하일 때 만방전 상태를 검출한다. 예를 들면, 충방전 상태 감지부(242)는 연산증폭기를 이용한 전압 비교기를 이용하여 베어셀(110)의 전압이 4.1V가 초과 되었을 때 베어셀(110)을 만충전 상태로 인식하고 제어부(243)에 베어셀(110)의 만충전 상태를 알리는 신호를 출력한다. 또한, 베어셀(110)의 전압 3V 미만일 때, 또 다른 연산증폭기를 이용한 전압비교기에서는 제어부(243)에 만방전상태를 알리는 신호를 출력할 수 있다.The charge / discharge state sensing unit 242 measures a voltage of the bare cells 110, detects a full charge state when the voltage is higher than a predetermined voltage, and detects a full discharge state when the voltage is lower than a predetermined voltage. For example, when the voltage of the bare cell 110 exceeds 4.1 V by using a voltage comparator using an operational amplifier, the charge / discharge state sensing unit 242 recognizes the bare cell 110 as a full charge state, 243 to output a signal informing the full cell state of the bare cell 110. Further, when the voltage of the bare cell 110 is less than 3V, the voltage comparator using another operational amplifier can output a signal informing the controller 243 of the full-discharge state.

상기 제어부(243)는 저항 비교부(241)와 전기적으로 연결되어 저항 비교부(241)에 출력되는 센싱부(130)들의 저항값을 비교한다. 또한, 제어부(243)는 센싱부(130)의 저항값들이 임계값 이상의 편차를 보일시에 충방전 스위칭 소자(120)를 오프시킨다. 또한, 제어부(243)는 충방전 상태 감지부(242)와 전기적으로 연결되고, 충방전 상태 감지부(242)에서 베어셀(110)의 만충전상태를 알리는 신호를 입력받으면, 충전 스위칭 소자(410)를 오프시켜 베어셀(110)의 과충전을 예방한다. 이때, 제어부(243)는 충방전 상태 감지부(242)에서 베어셀(110)의 만방전상태를 알 리는 신호를 입력받으면, 방전 스위칭 소자(122)를 오프시켜 베어셀(110)의 과방전을 예방한다.The control unit 243 compares the resistance values of the sensing units 130 that are electrically connected to the resistance comparison unit 241 and output to the resistance comparison unit 241. The control unit 243 turns off the charging / discharging switching device 120 when the resistance values of the sensing unit 130 show a deviation of more than a threshold value. The control unit 243 is electrically connected to the charge / discharge state sensing unit 242. When the charge / discharge state sensing unit 242 receives a signal indicating the full charge state of the bare cell 110, 410 are turned off to prevent the bare cell 110 from being overcharged. The control unit 243 turns off the discharge switching device 122 to turn off the discharge of the bare cell 110 when the bare cell 110 receives the signal indicating the full discharge state of the bare cell 110 from the charge / discharge state sensing unit 242, Prevention.

상기한 배터리 팩(200)은 베어셀(110) 가운데 일부 베어셀(110)의 온도가 임계값이상의 편차를 보일 시에 센싱부(130)의 저항값을 저항 비교부(241)가 읽어들이고, 제어부(243)가 충방전 스위칭 소자(120)를 단전시킨다. 따라서, 배터리 팩(200)은 베어셀(110)의 일부만이 과열되어 폭발하는 것을 예방할 수 있다. 또한, 배터리 팩(200)은 베어셀(110)의 만충전시 충전 스위칭 소자(121)를 오프시켜 베어셀(110)의 과충전을 예방하고, 베어셀(110)의 만방전시 방전 스위칭 소자(122)를 오프시켜 베어셀(110)의 과방전을 예방한다.The resistance comparison unit 241 reads the resistance value of the sensing unit 130 when the temperature of a part of the bare cell 110 of the battery pack 200 shows a deviation of more than a threshold value, The control unit 243 cuts off the charging / discharging switching element 120. Therefore, the battery pack 200 can prevent only a part of the bare cell 110 from overheating and exploding. The battery pack 200 prevents overcharging of the bare cell 110 by turning off the full charge display switching switching device 121 of the bare cell 110 and prevents the overcharge and discharge switching device 122 of the bare cell 110 from being overcharged. Thereby preventing the bare cell 110 from being overdischarged.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 블럭도이다.1 is a block diagram of a battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 블록도이다.2 is a block diagram of a battery pack according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art

100, 200; 배터리 팩 110; 베어셀 100, 200; A battery pack 110; Bare cell

120; 충방전 스위칭 소자 121; 충전 스위칭 소자120; Charge / discharge switching element 121; Charge switching device

122; 방전 스위칭 소자 130; 센싱부122; Discharge switching element 130; Sensing portion

131; 저항 140, 240; 충방전 제어 회로131; Resistors 140 and 240; Charge / discharge control circuit

241; 저항비교부 242; 충방전 상태 감지부241; A resistance comparison section 242; The charge /

243; 제어부 243; The control unit

Claims (4)

복수 개이며, 재충전 가능한 베어셀;A plurality of rechargeable bare cells; 상기 베어셀의 대전류경로에 전기적으로 연결된 충방전 스위칭 소자;A charge / discharge switching device electrically connected to the large current path of the bare cell; 상기 복수 개의 베어셀에 각각 부착되어 상기 베어셀의 온도에 따라 저항값이 변화하는 복수 개의 센싱부; 및A plurality of sensing units attached to the plurality of bare cells, the plurality of sensing units varying in resistance depending on the temperature of the bare cell; And 상기 복수 개의 센싱부와 전기적으로 연결되어 상기 복수 개의 센싱부의 각 저항값들을 비교하며, 상기 복수 개의 베어셀들 각각에 전기적으로 연결되어 상기 복수 개의 베어셀들의 전압을 측정하여 상기 베어셀들의 상태를 검출하고, 상기 복수 개의 센싱부와 전기적으로 연결되어 상기 센싱부에서 측정된 저항값들이 임계값 이상의 편차를 보일 때 상기 충방전 스위칭 소자를 단전시키는 충방전 제어 회로를 포함하여 형성되고,The plurality of sensing units are electrically connected to each other to compare resistance values of the plurality of sensing units. The plurality of sensing cells are electrically connected to each of the plurality of bare cells to measure a voltage of the plurality of bare cells, And a charging and discharging control circuit electrically connected to the plurality of sensing units and disconnecting the charging and discharging switching device when the resistance values measured by the sensing unit exhibit a deviation of more than a threshold value, 상기 센싱부의 각각에는 저항이 각각 병렬로 연결되어 상기 센싱부의 임피던스값을 각각 변화시키고,Wherein each of the sensing units is connected in parallel to each of the resistors to change an impedance value of the sensing unit, 상기 충방전 제어 회로는 The charge / discharge control circuit 상기 복수 개의 센싱부 모두와 전기적으로 연결되어 상기 복수 개의 센싱부의 저항값들을 각각 비교하는 저항비교부, 상기 베어셀들 각각에 전기적으로 연결되어 상기 베어셀들의 전압을 측정하여 상기 베어셀들의 상태를 검출하는 충방전 상태 감지부, 상기 복수 개의 센싱부와 전기적으로 연결되어 상기 센싱부에서 측정된 저항값들이 임계값 이상의 편차를 보일 때 상기 충방전 스위칭 소자를 단전시키고, 상기 충방전 상태 감지부와 전기적으로 연결되어 상기 베어셀의 만충전 또는 만방전 시에 상기 충방전 스위칭 소자를 온 또는 오프시키는 제어부를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.A resistance comparison unit electrically connected to all of the plurality of sensing units to compare resistance values of the plurality of sensing units, and a resistance comparison unit electrically connected to each of the bare cells to measure a voltage of the bare cells, A charging / discharging state detecting unit for detecting a charging / discharging state of the charging / discharging state sensing unit, a charging / discharging state sensing unit electrically connected to the plurality of sensing units to turn off the charging / discharging switching device when the resistance values measured by the sensing unit exhibit a deviation of more than a threshold value, And a control unit electrically connected to the charge / discharge switching element to turn on / off the charge / discharge switching element when the bare cell is fully charged or discharged. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 센싱부는 정특성 서미스터, 부특성 서미스터, IC 온도 센서 가운데 어느 하나를 선택하여 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.Wherein the sensing unit is formed by selecting any one of a positive temperature coefficient thermistor, a negative temperature coefficient thermistor, and an IC temperature sensor.
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