KR20180073764A - Method and apparatus for impact protection of battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배터리 팩 충격 보호방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 배터리 팩에서 충격발생 시 충격발생횟수 및 충격에 따른 배터리 팩의 상태를 근거로 하여 충격발생에 대한 적절한 보호제어를 수행하는 배터리 팩 충격 보호방법 및 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery pack shock protection method and apparatus, and more particularly, to a battery pack shock protection method and apparatus, To a pack shock protection method and apparatus.
리튬 이온(Li-ion)전지 등과 같은 배터리는 다양한 전자기기의 전력원으로 이용되고 있고, 일반적으로 배터리는 양극 집전체, 세퍼레이터, 활물질, 전해액, 알루미늄 박막층 등으로 구성되는 단위 셀(cell)이 복수 개로 구성되어 하나의 어셈블리(assembly)형태로 구성되고, 이러한 어셈블리를 복수 개로 이루어 하나의 팩 형태로 구성된 것을 의미한다.BACKGROUND ART [0002] A battery such as a lithium-ion (Li-ion) battery is used as a power source for various electronic apparatuses. Generally, a battery includes a plurality of unit cells each composed of a positive electrode collector, a separator, an active material, A plurality of assemblies, a plurality of assemblies, and a plurality of assemblies.
이와 같은 구조로 형성된 일반적인 배터리는 BMS(Battery Management System)를 구비하여 주기적으로 전류, 전압 및 온도를 측정하고, 각 측정 값을 근거로 배터리 상태를 판단하여 배터리에 이상상태 발생 시 각 상황에 따른 보호제어를 수행함에 따라 배터리를 보호한다.Generally, the battery has a battery management system (BMS) to periodically measure the current, voltage, and temperature. The battery state is determined based on each measured value. When the battery is abnormal, The battery is protected by performing the control.
상기 BMS는 충격을 감지하여 배터리 구동을 제어하는 기능도 구비하고 있는데, 이는 일반적으로 배터리에 큰 충격이 발생하는 경우, 내부구조가 파손되어 전해질이 외부로 흘러나와 발화 및 폭발을 발생시킬 수 있기 때문이다.The BMS also has a function of sensing the impact and controlling the battery driving. Generally, when a large impact is generated in the battery, the internal structure is broken and the electrolyte flows out to generate ignition and explosion to be.
이러한 충격 감지방법을 종래에는 배터리에 발생된 충격량만을 기준으로 하여 배터리 구동을 중지시키므로 소정의 기준 충격량이 발생하지는 않지만 충격으로 인한 배터리 이상상태는 감지하기 어려운 단점이 있다.In the conventional shock detection method, the battery operation is stopped based on only the amount of the impact generated in the battery, so that a predetermined reference impact amount is not generated but it is difficult to detect the abnormal state of the battery due to the impact.
따라서 충격량뿐만 아니라 충격횟수 및 다양한 요소를 근거로 하여 배터리에 충격 발생 시 발화위험을 감소시킬 수 있는 기술 개발이 요구된다.Therefore, it is required to develop a technology capable of reducing the risk of ignition when an impact occurs in a battery based on various factors such as the number of impacts and various factors.
본 발명은 배터리에 발생되는 충격에 대한 다양한 요소를 근거로 충격발생을 판단하여 충격 감지능력을 기존보다 향상시키며 발화 발생위험은 감소시키는 배터리 팩 충격 보호방법 및 장치를 제공한다.The present invention provides a method and apparatus for protecting a battery pack from impact by determining the occurrence of an impact based on various factors related to an impact generated in the battery, thereby improving impact detection capability and reducing the risk of occurrence of ignition.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 충격 보호방법은 충격으로부터 배터리 팩을 보호하는 방법에 있어서, 상기 배터리 팩에 발생된 충격을 감지하는 충격 감지단계, 상기 충격 감지단계에서 감지된 충격의 횟수를 카운트하는 충격횟수 카운트단계, 상기 충격횟수 카운트단계에서 카운트된 충격횟수가 소정의 제1 기준 값을 초과하는 경우, 상기 배터리 팩의 에너지 밀도가 감소되도록 만충전 기준 전압 값을 감소시키는 제1 보호제어 수행단계 및 상기 충격횟수 카운트단계에서 카운트된 충격횟수가 소정의 제1 기준 값 이하인 경우, 소정의 제2 기준 값을 근거로 하여 제2보호제어를 수행하는 제2 보호제어 수행단계를 포함한다.A method for protecting a battery pack from an impact, the method comprising: sensing an impact generated in the battery pack; counting a number of impacts detected in the impact detection step; A first protection control step of decreasing a full charge reference voltage value so that the energy density of the battery pack is reduced when the number of impacts counted in the shock counting step exceeds a predetermined first reference value, And performing a second protection control based on a predetermined second reference value when the number of impacts counted in the impact number counting step is equal to or less than a predetermined first reference value.
상기 제2 보호제어 수행단계는, 상기 충격횟수 카운트단계에서 카운트된 충격횟수를 소정의 제2 기준 값과 비교하는 제2기준 값 비교단계 및 상기 제2기준 값 비교단계에서의 비교결과 상기 충격횟수가 소정의 제2 기준 값을 초과하는 경우, 상기 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도를 측정하는 배터리 팩 상태 측정단계, 상기 배터리 팩 상태 측정단계에서 측정된 전류, 전압 및 온도 값을 기 설정된 보호제어 기준 값과 비교하여 보호제어가 필요한지 판단하는 보호제어 판단단계, 상기 보호제어 판단단계에서 보호제어가 필요한 것으로 판단된 경우, 상기 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 영구손상(Permanent Fail) 값과 비교하는 영구손상 값 비교단계 및 상기 영구손상 값 비교단계의 비교결과 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 영구손상 값 이상인 경우, 보호퓨즈를 융단시키는 보호퓨즈 융단단계를 포함한다.The second protection control performing step includes a second reference value comparing step of comparing the number of times of the impact counted in the impact number counting step with a predetermined second reference value and a second reference value comparing step of comparing the number of impacts Voltage and temperature of the battery pack when the current value, the battery voltage, and the temperature of the battery pack exceed a predetermined second reference value; And determining whether a protection control is required by comparing the current value, the voltage value, and the temperature value of the battery pack with a reference value, And comparing the current value, the voltage value, and the temperature value of the battery pack with the permanent damage value comparison step, Or more damage value, and a protection fuse carpet comprising a carpet protection fuse.
상기 보호제어 판단단계에서 보호제어가 필요하지 않은 것으로 판단된 경우, 누적된 충격횟수를 유지하여 상기 충격 감지단계로 회귀한다. If it is determined that the protection control is not needed in the protection control determination step, the cumulative number of impacts is maintained to return to the impact detection step.
상기 영구손상 값 비교단계의 비교결과 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 영구손상 값 미만인 경우, 보호회로를 구동하는 보호회로 구동단계를 포함한다.And a protection circuit driving step of driving the protection circuit when the current, voltage and temperature of the battery pack are less than a predetermined permanent damage value as a result of the comparison of the permanent damage value comparison step.
상기 제1 보호제어 수행단계 또는 제2 보호제어 수행단계가 수행되는 경우, 사용자에게 보호제어 수행을 통지하는 보호제어수행 통지단계를 추가로 포함한다.And a protection control execution notification step of notifying the user of the execution of the protection control when the first protection control performing step or the second protection control executing step is performed.
상기 보호퓨즈 융단단계는 상기 배터리 팩에 충/방전 전류를 유입 또는 공급하는 경로에 구비된 보호퓨즈를 융단한다.The protecting fuse carpet rubs a protective fuse provided on a path for introducing or supplying a charge / discharge current to the battery pack.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 충격 보호장치는 충격으로부터 배터리 팩을 보호하는 장치에 있어서, 상기 배터리 팩에 발생되는 충격을 감지하는 충격 감지부, 상기 충격 감지부에서 감지된 충격의 횟수를 카운트하는 충격횟수 카운터, 상기 충격횟수 카운터에서 카운트된 충격횟수를 소정의 제1 기준 값 및/또는 소정의 제2 기준 값과 비교하는 충격횟수 비교부, 상기 충격횟수 비교부에서 충격횟수가 소정의 제1 기준 값을 초과한 경우, 상기 배터리 팩의 만충전 기준 전압 값을 감소시키는 제1보호수행을 제어하는 제1 보호 제어부 및 상기 충격횟수 비교부에서 충격횟수가 소정의 제1 기준 값 이하 경우, 상기 배터리 팩의 보호퓨즈 또는 보호회로를 구동시키는 제2보호수행을 제어하는 제2 보호 제어부를 포함하여 구성된다. The battery pack shock protection device according to the embodiment of the present invention is an apparatus for protecting a battery pack from an impact, the apparatus comprising: an impact sensing unit for sensing an impact generated in the battery pack; An impact number comparing section for comparing the number of impacts counted in the impact number counter with a predetermined first reference value and / or a predetermined second reference value, A first protection controller for controlling a first protection performance to reduce a full charge reference voltage value of the battery pack when the number of impacts is less than a predetermined first reference value, And a second protection controller for controlling a protection fuse of the battery pack or a second protection operation for driving the protection circuit.
상기 제2 보호 제어부는, 상기 충격횟수 비교부에서 충격횟수가 소정의 제2 기준 값을 초과한 경우, 상기 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도를 측정하는 상태 측정부, 상기 상태 측정부에서 측정된 전류, 전압 및 온도 값을 기 설정된 보호제어 기준 값과 비교하여 보호제어가 필요한지 판단하는 보호제어 판단부, 상기 보호제어 판단부에서 보호제어가 필요한 것으로 판단된 경우, 상기 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도 값을 기 설정된 영구손상(Permanent Fail) 값과 비교하는 영구손상 값 비교부, 상기 영구손상 비교부에서의 비교결과 상기 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 영구손상 값 이상인 경우, 배터리 팩의 전류 입출경로에 구비된 보호퓨즈를 구동하는 보호퓨즈 융단부 및 상기 영구손상 비교부에서의 비교결과 상기 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 영구손상 값 미만인 경우, 배터리 팩의 전류를 온/오프 하는 스위치가 구비된 보호회로가 구동되도록 제어하는 보호회로 제어부를 포함하여 구성된다.The second protection control unit may include a state measurement unit that measures the current, voltage, and temperature of the battery pack when the number of impact times exceeds a predetermined second reference value in the impact number comparison unit, A protection control unit for comparing the current, the voltage, and the temperature value with a predetermined protection control reference value to determine whether or not the protection control is necessary; A permanent damage value comparator for comparing a temperature value with a predetermined permanent damage value; and a controller for comparing the current value, the voltage value, and the temperature value of the battery pack with a predetermined permanent damage value, A protective fuse rub part for driving a protective fuse provided in a current input / output path of the pack, and a comparison part for comparing the current, And if the temperature value is less than the set group permanent damage value, it is configured to include a protection circuit control the protection circuit provided with a switch that turns on the current of the battery pack / off controlled to be driven.
상기 충격 감지부는, 상기 배터리 팩에 발생되는 충격의 충격량을 감지하는 충격량 감지부를 추가로 포함하여 감지된 충격량을 누적시킨다.The impact detection unit may further include an impact amount sensing unit for sensing an impact amount of the impact generated in the battery pack to accumulate the sensed impact amount.
상기 보호회로 제어부는, 상기 제1 보호 제어부 또는 제2 보호 제어부에서 보호제어 수행 시 사용자에게 보호제어수행을 알리는 알림부를 추가로 포함하여 구성된다.The protection circuit control unit may further include a notification unit for informing the user of the protection control when the protection control is performed by the first protection control unit or the second protection control unit.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 충격 보호방법 및 장치는 배터리에 발생된 충격횟수 및 충격이 가해진 배터리의 상태를 근거로 각 기준에 따른 다른 보호제어를 수행하여 배터리에 발생된 충격을 정밀하게 감지하고 대응함에 따라 안전한 배터리를 사용할 수 있다.The method and apparatus for protecting a battery pack according to an embodiment of the present invention performs different protection control according to each criterion based on the number of times of impacts generated in the battery and the state of the battery to which the impact is applied, And a safe battery can be used according to the response.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 충격 보호방법의 순서도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 충격 보호방법 중 제2 보호제어의 순서도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 충격 보호장치의 블록도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 충격 보호장치 내 제2 보호 제어부의 블록도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 시스템의 개요도.1 is a flowchart of a method of protecting a battery pack according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of a second protection control of a battery pack shock protection method according to an embodiment of the present invention; FIG.
3 is a block diagram of a battery pack shock protection apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of a second protection control unit in a battery pack shock protection apparatus according to an embodiment of the present invention;
5 is a schematic diagram of a battery pack system according to an embodiment of the present invention;
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 단지 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to or limited by the embodiments. Only embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 식별하는 목적으로만 사용된다. 예컨대, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Also, terms including ordinal numbers such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of identifying one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Also, in certain cases, there may be a term selected arbitrarily by the applicant, in which case the meaning thereof will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term, not on the name of a simple term, but on the entire contents of the present invention.
<실시 예 1>≪ Example 1 >
다음으로 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩 충격 보호방법에 대하여 설명한다.Next, a battery pack shock protection method according to an embodiment of the present invention will be described.
본 발명의 배터리 팩 충격 보호방법은 배터리 팩에 가해진 충격의 횟수를 근거로 하여 만충전 기준 전압 값을 감소시키거나, 충격횟수 및 배터리 팩의 상태를 근거로 보호퓨즈 융단 또는 보호회로 구동을 수행하여 충격으로부터 배터리 팩을 보호하는 방법이다.The battery pack shock protection method of the present invention reduces the full charge reference voltage value based on the number of impacts applied to the battery pack, carries out a protective fuse rub or a protection circuit based on the number of times of shock and the state of the battery pack This is a method of protecting the battery pack from impact.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 충격 보호방법의 순서도이다.1 is a flowchart of a method for protecting a battery pack according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 충격 보호방법은 우선 배터리 팩에 충격이 발생하는 경우, 배터리 팩에 발생된 충격을 감지하고(충격 감지단계: S110), 감지된 충격의 횟수를 카운트한다(충격횟수 카운트 단계: S120).Referring to FIG. 1, a method for protecting a battery pack according to an embodiment of the present invention includes sensing a shock generated in a battery pack when an impact occurs in the battery pack (S110) The number of times of counting is counted (step S120).
상기 충격횟수 카운트단계(S120)에서 카운트된 충격횟수가 소정의 제1 기준 값을 초과하는 경우(S130), 제1 보호제어를 수행한다(제1 보호제어 수행단계: S140).When the number of times of the impact counted in the impact number count step S120 exceeds a predetermined first reference value (S130), the first protection control is performed (S140).
또한, 상기 충격횟수 카운트단계(S120)에서 카운트된 충격횟수가 소정의 제1 기준 값 이하인 경우, 소정의 제2 기준 값을 근거로 하여 제2보호제어를 수행한다(제2 보호제어 수행단계: S150).If the number of impacts counted in the impact count counting step S120 is equal to or less than a predetermined first reference value, a second protection control is performed based on a predetermined second reference value (performing a second protection control step: S150).
또한, 상기 제1 보호제어 수행단계(S140) 또는 제2 보호제어 수행단계(S150)가 수행되는 경우, 사용자에게 보호제어 수행을 통지하는 보호제어수행 통지단계를 추가로 포함할 수 있다.In addition, when the first protection control execution step (S140) or the second protection control execution step (S150) is performed, the protection control execution notification step may be further included to notify the user of the execution of the protection control.
이는 사용자에게 현재 배터리 팩의 상태와 그에 따른 보호제어를 통지하는 것으로, 제1 보호 제어, 보호 퓨즈구동 및 보호회로 구동에 각각 다른 설정 값을 부여하여 사용자가 손쉽게 인지 할 수 있도록 한다.This notifies the user of the current state of the battery pack and the corresponding protection control so that different setting values are given to the first protection control, the protection fuse driving and the protection circuit driving so that the user can easily recognize the state.
또한, 상기의 각 단계는 아래에서 상세하게 설명한다.Each of the above steps will be described in detail below.
우선, 충격 감지단계(S110)는 후술하는 충격감지부(110)에서 배터리 팩에 가해지는 충격을 감지한다. First, the impact sensing step S110 detects an impact applied to the battery pack by the
또한, 충격감지 시 충격의 충격량도 감지하여 상기 제1 보호제어 수행단계(S140) 또는 제2 보호제어 수행단계(S150)를 선택하는 선택요소로 추가적으로 설정할 수 있다.In addition, it is possible to additionally set an optional element to select the first protection control performing step (S140) or the second protection control performing step (S150) by detecting the impact amount of the impact upon sensing the impact.
또한, 충격횟수 카운트 단계(S120)는 후술하는 충격횟수 카운터(120)에서 수행하며 배터리 팩에 충격이 발생하는 경우, 충격횟수 1회가 발생되는 것으로 간주하여 상기 제1 기준 값 또는 제2 기준 값이 될 때까지 상기 충격 감지단계(S110)를 반복하여 충격횟수를 누적한다. The impact number count step S120 is performed in the
또한, 상기 추가적으로 감지한 충격량을 누적시키는 충격량 누적단계를 추가적으로 구성하여 충격횟수뿐만 아니라 충격량도 누적될 수 있도록 한다.In addition, an additional amount of accumulation step for accumulating the additional detected amount of impact may be additionally provided so that not only the number of times of impact but also the amount of impact can be accumulated.
또한, 상기 제1 기준 값 비교단계(S130)는 상기 충격횟수 카운트 단계(S120)에서 카운트된 충격횟수를 소정의 제1 기준 값과 비교하는 단계로, 충격횟수가 소정의 제1 기준 값을 초과하는 경우에는 제1 보호제어 수행단계(S140)를 수행하고, 충격횟수가 소정의 제1 기준 값 이하인 경우에는 제2 보호제어 수행단계(S150)를 수행한다.The first reference value comparison step S130 is a step of comparing the number of times of the impact counted in the impact number count step S120 with a predetermined first reference value. When the number of impact times exceeds a predetermined first reference value The first protection control execution step S140 is performed, and if the number of impact times is equal to or less than the predetermined first reference value, the second protection control execution step S150 is performed.
또한, 상기 소정의 제1 기준 값은 일 실시 예로써, 10회로 설정하지만 이에 한정되지 않는다.In addition, the predetermined first reference value is set to 10 as one embodiment, but is not limited thereto.
한편, 상기 제1 보호제어 수행단계(S140)는 해당 배터리 팩의 누적된 충격량이 큰 경우, 갑작스러운 폭발 또는 발화의 위험성이 있으므로 현재의 배터리 팩의 상태가 이상이 발생되지 않아도 만충전 기준 전압 값을 감소시켜 재설정한다. 상기 만충전 기준 전압 값을 재설정하는 값은 기 설정한 재설정 값으로 설정할 수 있으며, 제1 보호제어 수행단계(S140)를 수행하는 시점에서의 현재 배터리 팩의 전압 값으로도 설정할 수 있다.Meanwhile, in the first protection control step (S140), if there is a risk of sudden explosion or ignition when the cumulative amount of impact of the battery pack is large, even if the current state of the battery pack does not cause an abnormality, Is reset. The value for resetting the full charge reference voltage value may be set to a preset reset value and may be set to the voltage value of the current battery pack at the time of performing the first protection control execution step S140.
이는 배터리 팩 충전 시 더 이상의 충전이 되지 않도록 제한함에 따라 배터리 팩의 에너지밀도가 증가되지 않도록 하여 만약에 발생되는 폭발 또는 발화의 피해를 감소시킬 수 있도록 하는 것이다.This prevents the battery pack from increasing the energy density of the battery pack as it is prevented from further charging the battery pack, thereby reducing the risk of explosion or ignition.
또한, 제1 보호제어 수행단계(S140)는 상기 충격 감지단계(S110)에서 추가로 감지되고 누적된 충격량을 이용하여 제1 보호제어 수행여부를 판단할 수 있다.In addition, the first protection control execution step S140 may determine whether or not the first protection control is performed using the additional amount of the detected and accumulated impact in the impact detection step S110.
이는 배터리 팩의 충격 횟수 및 누적된 충격량이 큰 값이지만 배터리 팩에는 이상이 발생되지 않은 경우에도 보호제어가 수행될 수 있도록 한다.This allows the protection control to be performed even when the number of impacts and the cumulative impact amount of the battery pack are large, but the battery pack does not have an abnormality.
상기 제2 보호제어 수행단계(S150)는 도 2를 참조하여 하기에서 상세하게 설명한다. The second protection control performing step S150 will be described in detail below with reference to FIG.
도 2를 참조하면, 상기 제2 보호제어 수행단계(S150)는 상기 충격횟수 카운트단계(S120)에서 카운트된 충격횟수가 소정의 제1 기준 값 이하인 경우 수행된다.Referring to FIG. 2, the second protection control execution step S150 is performed when the number of impacts counted in the impact number counting step S120 is equal to or less than a predetermined first reference value.
상기 충격횟수 카운트단계(S120)에서 카운트된 충격횟수를 다시 소정의 제2 기준 값과 비교하여(제2기준 값 비교단계: S151) 충격횟수가 소정의 제2 기준 값을 초과하는 경우, 상기 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도를 측정한다(배터리 팩 상태 측정단계: S152). If the number of impact times counted in the impact number count step S120 is compared with a predetermined second reference value again (second reference value comparison step: S151) and the number of impact times exceeds a predetermined second reference value, The current, voltage and temperature of the pack are measured (S152).
상기 배터리 팩 상태 측정단계(S152)에서 측정된 전류, 전압 및 온도 값을 기 설정된 보호제어 기준 값과 비교하여 보호제어가 필요한지 판단한다(보호제어 판단단계: S153).The current, voltage, and temperature measured in the battery pack status measuring step (S152) are compared with predetermined protection control reference values to determine whether a protection control is necessary (protection control determination step: S153).
상기 보호제어 판단단계(S153)에서 보호제어가 필요한 것으로 판단된 경우, 상기 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 영구손상(Permanent Fail) 값과 비교하여 (영구손상 값 비교단계: S154) 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 영구손상 값 이상인 경우, 보호퓨즈를 융단시킨다(보호퓨즈 융단단계: S155). If it is determined in step S153 that the protection control is required, the current, voltage, and temperature values of the battery pack are compared with predetermined permanent damage values (step S154) If the current, voltage and temperature values of the battery pack are above the predetermined permanent damage value, rinse the protective fuse (protective fuse rub step: S155).
또한, 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 영구손상 값 미만인 경우, 배터리 팩의 자체 보호회로를 구동한다(보호회로 구동단계: S156).If the current, voltage, and temperature of the battery pack are less than a predetermined permanent damage value, the self-protection circuit of the battery pack is driven (step S156).
또한, 상기 제2 보호제어 수행단계(S150)의 각 단계를 좀 더 상세하게 설명하자면, 상기 제2 기준 값 비교단계(S151)는 상기 충격횟수 카운트단계(S120)에서 카운트된 충격횟수를 다시 소정의 제2 기준 값과 비교하는 단계로서, 상기 소정의 제2 기준 값은 상기 소정의 제1 기준 값보다 작은 수이다.The second reference value comparison step S151 may further include comparing the number of times of the impact counted in the impact number count step S120 with the predetermined number of times of the impact, With the second reference value, wherein the predetermined second reference value is a number smaller than the predetermined first reference value.
여기서 소정의 제2 기준 값은 일 실시 예로써, 5회로 설정하지만 이에 한정되지 않는다.Here, the predetermined second reference value is set to five in one embodiment, but is not limited thereto.
또한, 상기 충격횟수가 소정의 제2 기준 값을 초과하는 경우, 상기 배터리 팩 상태 측정단계(S152)를 수행하고, 상기 충격횟수가 소정의 제2 기준 값 이하인 경우에는 누적된 충격횟수를 유지하여 상기 충격 감지단계(S110)를 다시 수행한다.If the number of times of shock exceeds a predetermined second reference value, the step of measuring the state of the battery pack (S152) is performed. If the number of shocks is equal to or less than a predetermined second reference value, The impact detection step S110 is performed again.
또한, 상기 배터리 팩 상태 측정단계(S152)는 현재 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도 값을 측정하는 단계로써, 배터리 팩의 구조가 깨어져 전해질 등이 누수될 수 있으므로 누수 시 발생되는 고전류, 고전압 및 고온을 측정하여 배터리 팩의 손상을 파악할 수 있도록 한다.The step of measuring the state of the battery pack (S152) is a step of measuring current, voltage and temperature of the current battery pack. The structure of the battery pack may be broken and electrolytes may leak. Therefore, high current, high voltage, So that damage to the battery pack can be detected.
상기 배터리 팩 상태 측정단계(S152)를 수행한 이후에는 측정된 배터리 팩 상태를 근거로 하여 보호제어 판단단계(S153)를 수행한다.After performing the battery pack state measuring step S152, a protection control determining step S153 is performed based on the measured battery pack state.
상기 보호제어 판단단계(S153)는 적은 충격횟수가 발생되었지만 배터리 팩에 손상이 발생되어 보호제어가 필요한지 판단하는 단계로써, 상기 배터리 팩 상태 측정단계(S152)에서 측정된 전류, 전압 및 온도 값을 기 설정된 보호제어 기준 값과 비교하여 보호제어가 필요한지 판단한다.The protection control determining step S153 is a step of determining whether a protection control is necessary after a small number of shocks have been generated but a damage has occurred in the battery pack. The current, voltage and temperature values measured in the battery pack state measuring step S152 It is determined whether or not the protection control is necessary by comparing with the preset protection control reference value.
상기 기 설정된 보호제어 기준 값은 일반적인 배터리 보호회로 구동조건이 되는 전류, 전압, 온도 값을 의미한다. The predetermined protection control reference value means a current, voltage, and temperature value which are driving conditions of a general battery protection circuit.
상기 기 설정된 보호제어 기준 값은 일 실시 예로써, 전류 3[A], 전압 4.2[V], 온도 65℃로 설정하지만 이에 한정되지 않는다.The predetermined protective control reference value is set to a current of 3 [A], a voltage of 4.2 [V], and a temperature of 65 [deg.] C, but is not limited thereto.
따라서 상기 배터리 팩 상태 측정단계(S152)에서 측정된 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 보호제어 기준 값을 초과하는 경우, 해당 배터리 팩은 보호제어가 필요한 것으로 판단하여 상기 영구손상 값 비교단계(S154)를 수행할 수 있도록 한다.Therefore, when the current, voltage, and temperature measured in the battery pack state measuring step (S152) exceed the predetermined protection control reference value, it is determined that the battery pack needs to be protected, and the permanent damage value comparison step S154 ).
또한, 상기 배터리 팩 상태 측정단계(S152)에서 측정된 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 보호제어 기준 값 이하인 경우, 해당 배터리 팩은 보호제어가 필요하지 않은 것으로 판단하여 누적된 충격횟수를 유지하여 상기 충격 감지단계(S110)를 다시 수행한다.If the current, voltage, and temperature measured in the battery pack state measuring step (S152) are equal to or less than the predetermined protection control reference value, the battery pack determines that the protection control is not necessary, The impact detection step S110 is performed again.
이는 제1 기준 값이 될 때까지 제2 보호제어 수행단계(S150)를 반복하여 배터리 팩의 상태를 확인한다.This repeats the second protection control execution step (S150) until the first reference value is obtained to confirm the state of the battery pack.
또한, 상기 배터리 팩 상태 측정단계(S152)에서 측정된 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 보호제어 기준 값을 초과하는 경우, 해당 배터리 팩은 보호제어가 필요한 것으로 판단하여 상기 영구손상 값 비교단계(S154)를 수행하는데, 영구손상 값 비교단계(S154)는 보호회로 구동 또는 보호퓨즈 융단을 기 설정된 영구손상 값을 이용하여 선택한다.If it is determined that the current, voltage, and temperature measured in the battery pack state measurement step (S152) exceed the predetermined protection control reference value, the battery pack determines that the protection control is required, S154), wherein the permanent damage value comparison step (S154) selects the protective circuit drive or protective fuse rub using a predetermined permanent damage value.
여기서 기 설정된 영구손상 값은 배터리 팩이 영구손상된 것으로 판단되는 기준 전류, 온도, 전압 값으로써, 일 실시 예로 전류 4[A], 온도 68℃, 전압 4.5[V]로 설정하지만 이에 한정되지 않는다.The predetermined permanent damage value is a reference current, a temperature, and a voltage value that the battery pack is determined to be permanently damaged. In one embodiment, the current is set to 4 [A], the temperature is 68 ° C, and the voltage is 4.5 [V].
또한, 이 값은 상기 기 설정된 보호제어 기준 값보다 큰 값으로써, 배터리 팩에 손상을 줄 정도의 고전류, 고전압 및/또는 고온을 의미하며 이 이상의 값이 지속되면 해당 배터리 팩의 폭발 및 발화가 발생될 수 있다.This value is larger than the predetermined protective control reference value, which means a high current, a high voltage and / or a high temperature enough to damage the battery pack. If the value exceeds this value, the explosion and ignition of the battery pack occur .
따라서 상기 배터리 팩 상태 측정단계(S152)에서 측정된 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 영구손상 값을 초과하는 경우, 해당 배터리 팩은 영구손상이 되었으므로 상기 보호퓨즈 융단단계(S155)를 수행할 수 있도록 한다.Therefore, when the current, voltage, and temperature measured in the battery pack state measuring step (S152) exceed the predetermined permanent damage value, the battery pack is permanently damaged. Therefore, the protecting fuse rinsing step (S155) .
또한, 상기 보호퓨즈 융단단계(S155)는 상기 배터리 팩에 충/방전 전류를 유입 또는 공급하는 경로에 구비된 보호퓨즈를 융단하여 배터리 팩의 폭발 및 발화를 방지한다.In addition, the protective fuse rinsing step S155 carries out the protection fuse provided on the path for introducing or supplying the charge / discharge current to the battery pack to prevent the explosion and ignition of the battery pack.
또한, 상기 배터리 팩 상태 측정단계(S152)에서 측정된 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 영구손상 기준 값 이하인 경우, 해당 배터리 팩에 영구손상은 발생되지 않았으므로 배터리 팩의 자동적인 재사용이 가능한 상기 보호회로 구동단계(S156)를 수행한다.When the current, voltage, and temperature measured in the battery pack state measuring step (S152) are equal to or less than a preset permanent damage reference value, permanent damage is not generated in the battery pack. Therefore, The protection circuit driving step S156 is performed.
또한, 상기 보호회로 구동단계(S156)는 보호회로 구동 시 보호회로 해제단계를 추가로 구성하여 상기 배터리 팩의 상태가 기 설정된 보호회로 조건을 만족시키는 경우, 배터리 팩이 재사용될 수 있도록 한다. In addition, the protection circuit driving step S156 may further include a protection circuit releasing step when the protection circuit is driven so that the battery pack can be reused if the state of the battery pack satisfies predetermined protection circuit conditions.
상기 보호회로 해제단계는 소정의 주기마다 상기 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도를 측정하는 배터리 팩 상태 재측정단계, 배터리 팩 상태 측정단계에서 측정된 전류, 전압 및 온도를 기 설정된 보호회로 해제조건 값과 비교하는 해제조건 값 비교단계 및 측정된 전류, 전압 및 온도가 기 설정된 보호회로 해제조건 값 미만인 경우, 보호회로 구동을 해제시키는 보호회로 해제단계를 포함하여 구성된다.The protection circuit releasing step may include a battery pack state remeasurement step of measuring the current, voltage and temperature of the battery pack at predetermined intervals, determining a current, voltage and temperature measured in the battery pack state measuring step, And a protection circuit releasing step of releasing the protection circuit driving when the measured current, voltage and temperature are less than a predetermined protection circuit releasing condition value.
상기 제2 보호수행단계는 일반적인 보호회로 구동 방법 및 보호퓨즈를 사용하는 것으로, 이는 다른 역할을 수행하는 장치를 배터리 팩의 충격보호에 활용함에 따라 소프트웨어의 복잡성을 감소시킬 수 있다.The second protection performing step uses a general protection circuit driving method and a protection fuse, which can reduce the complexity of the software by utilizing a device performing a different role in the impact protection of the battery pack.
또한, 제2보호제어는 충격횟수가 소정의 범위까지 도달하지 않았어도 해당 배터리 팩의 상태가 이상이 생긴 경우에도 배터리 팩이 보호될 수 있도록 하는 방법이다.The second protection control is a method for protecting the battery pack even if the state of the battery pack is abnormal even if the number of times of shock does not reach a predetermined range.
한편, 상기 실시 예는 충격횟수가 제1 기준 값 이상으로 발생되는 경우에는 만충전 전압 값만을 감소시켜 에너지밀도를 감소시키는데 만약 이때의 전압 값이 만충전 상태인 경우, 만충전 전압 값만을 감소시키는 방법은 실효성이 떨어진다.In the above embodiment, when the number of impacts is more than the first reference value, only the full charge voltage value is decreased to decrease the energy density. If the voltage value at this time is full charge, only the full charge voltage value is decreased The method is ineffective.
따라서 만충전 상태인 경우에도 폭발 및 발화의 피해를 감소시키기 위해서는 에너지 밀도를 실질적으로 감소시켜야 한다.Therefore, even in the fully charged state, the energy density should be substantially reduced in order to reduce the damage of explosion and ignition.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리 팩 충격 보호방법은 우선 배터리 팩에 충격이 발생하는 경우, 배터리 팩에 발생된 충격을 감지하고, 감지된 충격의 횟수를 카운트한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of protecting a battery pack from shock when a shock occurs in the battery pack, and the number of times the shock is sensed is counted.
상기 충격횟수 카운트단계에서 카운트된 충격횟수가 소정의 제1 기준 값을 초과하는 경우, 배터리 팩의 전압 값을 측정한다. And the voltage value of the battery pack is measured when the number of impacts counted in the shock count counting step exceeds a predetermined first reference value.
측정된 전압 값이 소정의 전압 값보다 큰 경우, 배터리 팩의 전압 값이 소정의 전압 값으로 될 때까지 자가방전을 수행한다. When the measured voltage value is greater than the predetermined voltage value, the self-discharge is performed until the voltage value of the battery pack reaches a predetermined voltage value.
여기서 소정의 전압 값은 폭발 및 발화의 위험이 크지 않으며, 부하에 배터리 팩이 전원을 공급할 수 있는 최소한의 전압 값을 의미한다.Here, the predetermined voltage value means a minimum voltage value at which the battery pack can supply power to the load without a large risk of explosion and ignition.
또한, 상기 충격횟수 카운트단계에서 카운트된 충격횟수가 소정의 제1 기준 값 이하인 경우, 소정의 제2 기준 값을 근거로 하여 제2보호제어를 수행한다.If the number of times of the impact counted in the impact count counting step is less than or equal to a predetermined first reference value, the second protection control is performed based on a predetermined second reference value.
또한, 배터리 팩에 발생되는 충격 감지 시 충격량도 감지하여 값을 누적시키는 충격량 누적단계를 추가로 구성시킨다. 이는 누적된 충격량이 배터리 팩의 상태를 변화시키진 않지만 소정의 값을 초과하는 경우에는 문제가 될 수 있으므로 제1 보호제어를 수행하는 판단요소로 추가한다.In addition, an impact amount accumulating step for accumulating a value by detecting an impact amount upon sensing a shock generated in the battery pack is further configured. This may be a problem when the accumulated impact amount does not change the state of the battery pack but exceeds a predetermined value, and thus is added as a judgment element for performing the first protection control.
만약 충격량이 보호제어 판단요소로 추가되면 상기에서 수행되는 자가방전은 배터리 팩의 최저 방전 기준 값까지 수행될 수 있도록 한다.If the amount of the impact is added to the protective control determination element, the self-discharge performed in the above-described manner can be performed up to the lowest discharge reference value of the battery pack.
<실시 예 2>≪ Example 2 >
다음으로 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩 충격 보호장치에 대하여 설명한다.Next, a battery pack impact protection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
본 발명의 배터리 팩 충격 보호장치는 배터리 팩의 충격센서를 통해 충격을 감지하고, 배터리 팩에 발생되는 충격횟수 및 배터리 팩의 상태에 따라 적절한 보호제어를 수행함에 따라 충격 발생 시에도 안전하게 배터리 팩을 사용할 수 있도록 한다. The battery pack shock protection device of the present invention senses an impact through a shock sensor of a battery pack and performs appropriate protection control according to the number of times of shocks generated in the battery pack and the condition of the battery pack, So that it can be used.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 충격 보호장치의 블록도이다.3 is a block diagram of a battery pack shock protection apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 충격 보호장치(100)는 배터리 팩에 발생되는 충격을 감지하는 충격 감지부(110), 충격 감지부(110)에서 감지된 충격의 횟수를 카운트하는 충격횟수 카운터(120), 충격횟수 카운터(120)에서 카운트된 충격횟수를 소정의 제1 기준 값 및/또는 소정의 제2 기준 값과 비교하는 충격횟수 비교부(130), 충격횟수 비교부(130)에서 충격횟수가 소정의 제1 기준 값보다 초과된 경우, 제1보호수행을 제어하는 제1 보호 제어부(140) 및 충격횟수 비교부(130)에서 충격횟수가 소정의 제1 기준 값 이하 경우, 제2보호수행을 제어하는 제2 보호 제어부(150)를 포함하여 구성된다. 3, a battery pack
여기서 상기 배터리 팩 충격 보호장치(100)는 BMS 내부 또는 외부에 구비될 수 있다.Here, the battery pack
또한, 알림부(미도시)를 추가로 구성하여 상기 제1 보호 제어부(140) 또는 제2 보호 제어부(150)가 구동되는 것을 사용자에게 통지한다.In addition, a notification unit (not shown) is additionally provided to notify the user that the first
또한, 아래에서 상기 구성에 대하여 좀 더 상세하게 설명한다.The above configuration will be described in more detail below.
상기 충격 감지부(110)는 외부로부터 가해지는 충격을 감지하는 구성으로써, 공지의 충격감지센서를 사용하여 구성될 수 있으며, 소정의 충격량을 가지는 충격이 배터리 팩에 가해지는 것을 감지하여 상기 충격횟수 카운터(120)로 충격 감지신호를 전송한다.The
여기서 소정의 충격량은 외부에서 충격이 발생되는 경우, 생성되는 최소한의 충격량을 의미한다.Here, the predetermined impact amount means the minimum impact amount generated when an external impact is generated.
또한, 이때 충격 감지부(110)는 충격발생여부만 감지하거나 가해지는 충격의 충격량도 추가로 감지할 수 있다. At this time, the
또한, 상기 충격횟수 카운터(120)는 상기 충격 감지부(110)의 충격 감지신호를 수신하여 충격횟수를 카운트한 후, 카운트된 충격횟수를 상기 충격횟수 비교부(130)에 전송한다.The
또한, 상기 충격횟수 카운터(120)는 상기 충격 감지부(110)에서 추가로 감지한 충격량을 누적시키는 충격량 누적부(미도시)가 추가로 구성될 수 있다. The
또한, 상기 충격횟수 비교부(130)는 상기 충격횟수 카운터(120)로부터 충격횟수를 수신하여 소정의 제1 기준 값과 비교한다. 또한, 상기 소정의 제1 기준 값은 일 실시 예로써, 10회로 설정하지만 이에 한정되지 않는다.The impact
또한, 충격횟수 비교부(130)는 상기 충격횟수가 상기 소정의 제1 기준 값을 초과한 경우, 상기 제1 보호제어부(140)에 보호제어 구동신호를 전송한다.The impact
또한, 상기 충격횟수가 상기 소정의 제1 기준 값 이하인 경우, 동일한 값의 충격횟수를 소정의 제2 기준 값과 비교한다. 여기서 상기 소정의 제2 기준 값은 일 실시 예로써, 5회로 설정하지만 이에 한정되지 않는다.When the number of impacts is equal to or less than the predetermined first reference value, the number of impacts of the same value is compared with a predetermined second reference value. Here, the predetermined second reference value is set to five in one embodiment, but it is not limited thereto.
또한, 충격횟수 비교부(130)는 상기 충격횟수가 상기 소정의 제 2 기준 값을 초과한 경우, 후술하는 상태 측정부(151)에 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도를 측정할 수 있도록 상태측정 명령신호를 전송한다.When the number of times of the shock exceeds the predetermined second reference value, the number-of-
또한, 상기 충격횟수가 상기 소정의 제 2 기준 값 이하인 경우, 상기의 충격횟수를 상기 충격횟수 카운터(130)에 기 카운트된 충격횟수로 설정하고 상기 충격감지부(110)를 통해 외부로부터의 충격감지를 이어서 수행한다.When the number of times of the shock is equal to or less than the predetermined second reference value, the number of times of the shock is set to the number of times of the shocks counted by the
예를 들어, 상기 충격횟수 비교부(130)에서 비교된 충격횟수가 3인 상태에서 충격 감지부(110)에서 충격 감지 시 상기 충격횟수 카운터(130)는 3에서 1이 추가된 4로 카운트한다.For example, when the impact number of the impact
또한, 상기 충격횟수 비교부(130)로부터 보호제어 구동신호를 수신받은 제1 보호 제어부(140)는 배터리 팩의 만충전 기준 전압 값을 감소 설정하여 배터리 팩 충전 시 충전이 제한될 수 있도록한다.In addition, the
이는 배터리 팩의 에너지 밀도를 감소시켜 폭발 및 발화 발생 시 피해가 최소화될 수 있도록 한다.This reduces the energy density of the battery pack and minimizes the risk of explosion and ignition.
또한, 또 다른 실시 예로 상기 충격량 누적부(미도시)에서 누적된 충격량을 소정의 설정 값과 비교하는 충격량 비교부(미도시)를 추가로 구비하여 상기 충격횟수 비교부(130)뿐만 아니라 충격량 비교부(미도시)에서도 보호제어 구동신호가 수신되는 경우에 상기 제1 보호 제어부(140)가 구동될 수 있도록 한다.In yet another embodiment, an impact quantity comparison unit (not shown) may be further provided to compare the accumulated quantity of the impact quantity with the predetermined set value in the impact quantity accumulation unit (not shown), so that the impact
상기 충격량 비교부(미도시)는 충격량 누적부(미도시)로부터 누적된 충격량 값을 받으면, 소정의 설정 값과 비교하여 누적된 충격량이 소정의 설정 값을 초과하는 경우, 상기 제1 보호 제어부(140)에 보호제어 구동신호를 수신한다.When the accumulated impact amount value is compared with a predetermined set value, the impact amount comparison unit (not shown) receives the accumulated impact amount value from the impact amount accumulation unit (not shown) 140, respectively.
또한, 누적된 충격량이 소정의 설정 값 이하인 경우에는 충격량 누적부(미도시)의 값을 유지하며 상기 충격 감지부(110)의 감지를 기다려 충격이 발생되는 경우, 발생되는 충격의 충격량을 기존의 충격량에 누적시킨다.If the accumulated impact amount is less than the predetermined set value, the value of the impact amount accumulating unit (not shown) is maintained, and if the shock is detected by the
따라서 제1 보호 제어부(140)는 충격횟수가 크고 누적된 충격량이 크지만 배터리 팩에 이상이 발생되지 않은 경우에 구동되는 것이고, 제2 보호 제어부(150)는 충격횟수가 작지만 배터리 팩에 이상이 발생되는 경우에 구동되는 보호제어이다.Therefore, the
또한, 제2 보호 제어부(150)에 대해 도4를 참조하여 상세하게 설명한다.The second
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 충격 보호장치 내 제2 보호 제어부의 블록도이다.4 is a block diagram of a second protection control unit in a battery pack shock protection apparatus according to an embodiment of the present invention.
도4를 참조하면, 상기 충격횟수 비교부(130)의 비교결과, 상태측정 명령신호가 전송되는 경우, 상기 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도를 측정하는 상태 측정부(151), 상태 측정부(151)에서 측정된 전류, 전압 및 온도 값을 기 설정된 보호제어 기준 값과 비교하여 보호제어가 필요한지 판단하는 보호제어 판단부(152), 보호제어 판단부(152)에서 보호제어가 필요한 것으로 판단된 경우, 상기 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도 값을 기 설정된 영구손상(Permanent Fail) 값과 비교하는 영구손상 값 비교부(153), 영구손상 비교부(153)에서의 비교결과 상기 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 영구손상 값 이상인 경우, 보호퓨즈를 구동하는 보호퓨즈 융단부(154) 및 영구손상 값 비교부(153)에서의 비교결과 상기 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 영구손상 값 미만인 경우, 보호회로가 구동되도록 제어하는 보호회로 제어부(155)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 4, a
또한, 아래에서 제2 보호 제어부(150)의 각 구성에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, each configuration of the
상기 상태 측정부(151)는 각 배터리 팩에 구비된 전류센서, 전압센서 및 온도센서를 이용하여 배터리 팩의 상태를 감지하고, 감지된 전류, 전압 및 온도 값을 상기 보호제어 판단부(152)로 전송한다. The
또한, 상기 보호제어 판단부(152)는 기 설정된 보호제어 기준 값과 상태 측정부(151)에서 전송된 전류, 전압 및 온도 값을 비교하는데, 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 보호제어 기준 값을 초과하는 경우, 동일한 전류, 전압 및 온도 값을 상기 영구손상 값 비교부(153)로 전송한다.In addition, the protection
만약 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 보호제어 기준 값 이하인 경우에는 현재의 충격횟수를 상기 충격횟수 카운터(130)에 기 카운트된 충격횟수로 설정하고 상기 충격감지부(110)를 통해 외부로부터의 충격감지를 이어서 수행한다.If the current, voltage, and temperature values are less than or equal to the preset protection control reference value, the current number of shocks is set to the number of times of shocks counted by the
이는 충격횟수는 작지만 배터리 팩의 상태가 정상인지 이상이 있는지 확인하는 것이다. This is to check if the impact frequency is small but the battery pack is in the normal state or not.
또한, 상기 영구손상 값 비교부(153)는 보호제어 판단부(152)에서 전송받은 전류, 전압 및 온도 값을 기 설정된 영구손상 값과 비교한다. In addition, the permanent
전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 영구손상 값을 초과하는 경우, 해당 배터리 팩은 영구손상이 발생된 것으로 판단하여 상기 보호퓨즈 융단부(154)로 보호퓨즈 구동신호를 전송한다.If the current, voltage, and temperature values exceed the predetermined permanent damage value, the battery pack determines that permanent damage has occurred, and transmits a protective fuse driving signal to the protective fuse rubs 154.
상기 영구손상 값 비교부(153)로부터 보호퓨즈 구동신호를 받은 보호퓨즈 융단부(154)는 배터리 팩의 전류 입/출력 경로에 구비된 보호퓨즈를 융단한다.The
또한, 상기 영구손상 값 비교부(153)로부터 보호회로 구동신호를 받은 보호회로 제어부(155)는 배터리 팩의 전류를 온/오프 하는 스위치에 오프 신호를 전송한다.In addition, the protection
또한, 보호회로 구동상태에서 상태 측정부(151)는 소정주기마다 배터리 팩의 상태를 측정하여 보호제어 판단부(152)로 전류, 전압 및 온도 값을 전송하고, 보호제어 판단부(152)는 전류, 전압 및 온도 값을 기 설정된 보호회로 해제 값과 비교하여 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 보호회로 해제 값 미만인 경우, 상기 보호회로 제어부(155)로 보호회로 해제신호를 전송한다.In addition, in the protection circuit driving state, the
상기 보호제어 판단부(152)로부터 보호회로 해제신호를 전송받은 보호회로 제어부(155)는 상기 스위치를 온 시키는 온 신호를 스위치에 전송한다.The protection
이러한 배터리 팩 충격 보호장치(100)가 포함되어 구성된 배터리 팩 시스템은 도5를 들어 상세하게 설명한다.The battery pack system including the battery pack
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩 시스템의 개요도이다.5 is a schematic diagram of a battery pack system according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 배터리 팩 시스템은 간략하게 배터리 팩, 배터리 팩을 관리하는 BMS, BMS로부터 온/오프 제어되는 충/방전 FET, BMS 내부에 포함되어 구성되거나 외부에 별도로 구성되는 배터리 팩 충격 보호장치(100), 충/방전 경로에 구비되어 배터리 팩 충격 보호장치(100)로부터 융단되는 보호퓨즈 및 외부로부터 발생되는 충격을 감지하는 충격센서로 구성된다. Referring to FIG. 5, the battery pack system includes a battery pack, a BMS for managing the battery pack, a charge / discharge FET for on / off control from the BMS, a battery pack shock protection The
또한, 상기 BMS는 주기적으로 배터리 팩의 상태를 모니터링하는 모니터링부, 배터리 팩 충전 시 충전이 제한되도록 만충전 전압 값을 설정하는 만충전 전압 값 설정부 및 배터리 팩에 과전류, 과방전 및 과충전 등이 발생되는 경우, 배터리 팩의 구동을 중지시키는 배터리 보호회로로 구성된다.The BMS may include a monitoring unit for periodically monitoring the state of the battery pack, a full charge voltage value setting unit for setting a full charge voltage value to limit charging during charging of the battery pack, and an overcurrent, overdischarge, And a battery protection circuit for stopping the operation of the battery pack when it is generated.
더욱 상세하게 설명한다면 상기 만충전 전압 값 설정부는, 상기 충격센서로부터 감지된 충격의 횟수가 소정의 제1 기준 값 초과 시 배터리 팩 충격 보호장치(100) 내 제1 보호 제어부(140)에서 소정의 전압 값이 전송되고, 전송된 소정의 전압 값은 만충전 전압 값으로 재설정 한다. More specifically, the full-charge voltage setting unit may set the full-charge voltage value to a predetermined value in the
또한, 모니터링부는, 상기 충격센서로부터 감지된 충격횟수가 제2 기준 값 초과 시 상기 배터리 팩 충격 보호장치(100) 내 상태 측정부(151)에서 전송된 현재 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도 값 요청신호가 수신되고, 요청신호에 따라 현재 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도 값을 상태 측정부(151)에 송신한다.In addition, when the number of impacts detected from the impact sensor exceeds a second reference value, the monitoring unit monitors the current, voltage, and temperature values of the current battery pack transmitted from the
또한, 배터리 보호회로는, 배터리 팩에 보호제어가 필요하지만 배터리 팩의 손상이 크지 않은 경우, 상기 배터리 팩 충격 보호장치(100) 내 보호회로 제어부(155)에서 보호회로 구동신호가 전송되면, 충전 FET 및 방전 FET를 오프 제어한다.When the protection circuit driving signal is transmitted from the protection
따라서, 상기 배터리 팩 충격 보호장치(100)는 상기 충격 감지부(110)를 통해 외부로부터 발생되는 충격을 감지하고, 상기 충격횟수 카운터(120)는 감지된 충격의 횟수를 카운트한다. Accordingly, the battery pack
상기 충격횟수 비교부(130)는 상기 충격 횟수 카운터(120)에서 카운트된 충격횟수와 소정의 제1 기준 값을 비교한다.The impact
상기 카운트된 충격횟수가 소정의 제1 기준 값을 초과하는 경우, 상기 제1 보호제어부(140)를 통해 만충전 전압 값을 감소시켜 설정한다.When the counted number of times of shock exceeds a predetermined first reference value, a full charge voltage value is set to be decreased through the
또한, 상기 카운트된 충격횟수가 소정의 제1 기준 값 이하인 경우, 상기 충격횟수 비교부(130)를 통해 충격횟수를 소정의 제2 기준 값과 비교한다.If the counted number of shocks is equal to or less than a predetermined first reference value, the number of impacts is compared with a predetermined second reference value through the impact
상기 카운트된 충격횟수가 소정의 제2 기준 값을 초과하는 경우, 상기 상태 측정부(151)를 통해 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도를 측정한다. The current, voltage, and temperature of the battery pack are measured through the
또한, 상기 카운트된 충격횟수가 소정의 제2 기준 값 이하인 경우, 충격횟수 값을 유지하여 다시 상기 충격 감지부(110)를 통해 충격을 감지한다.If the counted number of times of shock is less than or equal to a predetermined second reference value, the impact value is maintained and the impact is detected through the
상기 보호제어 판단부(152)는 상기 상태 측정부(151)를 통해 측정된 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도 값을 기 설정된 보호제어 기준 값과 비교한다.The protection
상기 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 보호제어 기준 값을 초과하는 경우, 상기 영구손상 값 비교부(153)는 동일한 전류, 전압 및 온도 값을 기 설정된 영구손상 값과 비교한다. If the current, voltage, and temperature values exceed the preset protection control reference value, the permanent
상기 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 보호제어 기준 값 이하인 경우, 충격횟수 값을 유지하여 다시 상기 충격 감지부(110)를 통해 충격을 감지한다.If the current, voltage, and temperature values are less than or equal to a preset protection control reference value, the
또한, 상기 영구손상 값 비교부(153)에서의 비교결과 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 영구손상 값을 초과하는 경우, 상기 보호퓨즈 융단부(154)를 통해 보호퓨즈를 융단한다.If the current, voltage, and temperature values of the comparison result in the permanent
또한, 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 영구손상 값 이하인 경우에는 보호회로 제어부(155)를 통해 보호회로를 구동시킨다.If the current, voltage, and temperature values are less than or equal to a predetermined permanent damage value, the protection
한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 서술한 특허청구범위 기술 내에서 다양한 실시 예가 가능할 수 있을 것이다.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 apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention.
100: 배터리 팩 충격 보호장치
110: 충격 감지부
120: 충격횟수 카운터
130: 충격횟수 비교부
140: 제1 보호 제어부
150: 제2 보호 제어부
151: 상태 측정부
152: 보호제어 판단부
153: 영구손상 값 비교부
154: 보호퓨즈 융단부
155: 보호회로 제어부100: Battery pack shock protection device
110:
120: Shock Counter
130: Shock frequency comparator
140: first protection control unit
150: second protection control section
151:
152: Protection control judgment unit
153: Permanent damage value comparator
154: Protective fuse rub
155: Protection circuit control section
Claims (10)
상기 배터리 팩에 발생된 충격을 감지하는 충격 감지단계;
상기 충격 감지단계에서 감지된 충격의 횟수를 카운트하는 충격횟수 카운트단계;
상기 충격횟수 카운트단계에서 카운트된 충격횟수가 소정의 제1 기준 값을 초과하는 경우, 상기 배터리 팩의 에너지 밀도가 감소되도록 만충전 기준 전압 값을 감소시키는 제1 보호제어 수행단계; 및
상기 충격횟수 카운트단계에서 카운트된 충격횟수가 소정의 제1 기준 값 이하인 경우, 소정의 제2 기준 값을 근거로 하여 제2보호제어를 수행하는 제2 보호제어 수행단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 충격 보호방법.
A method for protecting a battery pack from an impact,
A shock sensing step of sensing a shock generated in the battery pack;
An impact number counting step of counting the number of impacts detected in the impact detection step;
Performing a first protection control step of decreasing a full charge reference voltage value such that the energy density of the battery pack is reduced when the number of times of the shocks counted in the shock frequency counting step exceeds a predetermined first reference value; And
Performing a second protection control based on a predetermined second reference value when the number of times of the impact counted in the impact number counting step is equal to or less than a predetermined first reference value; The method of claim 1,
상기 제2 보호제어 수행단계는,
상기 충격횟수 카운트단계에서 카운트된 충격횟수를 소정의 제2 기준 값과 비교하는 제2기준 값 비교단계; 및
상기 제2기준 값 비교단계에서의 비교결과 상기 충격횟수가 소정의 제2 기준 값을 초과하는 경우, 상기 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도를 측정하는 배터리 팩 상태 측정단계;
상기 배터리 팩 상태 측정단계에서 측정된 전류, 전압 및 온도 값을 기 설정된 보호제어 기준 값과 비교하여 보호제어가 필요한지 판단하는 보호제어 판단단계;
상기 보호제어 판단단계에서 보호제어가 필요한 것으로 판단된 경우, 상기 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 영구손상(Permanent Fail) 값과 비교하는 영구손상 값 비교단계; 및
상기 영구손상 값 비교단계의 비교결과 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 영구손상 값 이상인 경우, 보호퓨즈를 융단시키는 보호퓨즈 융단단계;
를 포함하는 배터리 팩 충격 보호방법.
The method according to claim 1,
Wherein the second protection control step comprises:
A second reference value comparison step of comparing the number of impacts counted in the impact number count step with a predetermined second reference value; And
Measuring a current, a voltage and a temperature of the battery pack when the number of impact times exceeds a predetermined second reference value as a result of the comparison in the second reference value comparison step;
Comparing the current, the voltage, and the temperature measured in the battery pack state measuring step with a preset reference value to determine whether a protection control is required;
Comparing the current value, the voltage value, and the temperature value of the battery pack with a predetermined permanent damage value when it is determined that the protection control is required in the protection control determination step; And
A protective fuse rinsing step of rinsing the protective fuse when the current, voltage, and temperature values of the battery pack are equal to or greater than a predetermined permanent damage value as a result of the comparison of the permanent damage value comparing step;
Wherein the battery pack (10)
상기 보호제어 판단단계에서 보호제어가 필요하지 않은 것으로 판단된 경우, 누적된 충격횟수를 유지하여 상기 충격 감지단계로 회귀하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 충격 보호방법.
The method of claim 2,
And if it is determined that the protection control is not needed in the protection control determination step, the cumulative number of times of impact is maintained and returned to the impact detection step.
상기 영구손상 값 비교단계의 비교결과 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 영구손상 값 미만인 경우, 보호회로를 구동하는 보호회로 구동단계;
를 포함하는 배터리 팩 충격 보호방법.
The method of claim 2,
Driving the protection circuit when the current, voltage, and temperature values of the battery pack are less than a predetermined permanent damage value as a result of the comparison of the permanent damage value comparison step;
Wherein the battery pack (10)
상기 제1 보호제어 수행단계 또는 제2 보호제어 수행단계가 수행되는 경우, 사용자에게 보호제어 수행을 통지하는 보호제어수행 통지단계;
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 충격 보호방법.
The method of claim 4,
A protection control execution notification step of notifying a user of performing a protection control when the first protection control performing step or the second protection control executing step is performed;
The method comprising the steps of:
상기 보호퓨즈 융단단계는 상기 배터리 팩에 충/방전 전류를 유입 또는 공급하는 경로에 구비된 보호퓨즈를 융단하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 충격 보호방법.
The method of claim 2,
Wherein the protective fuse rinsing step comprises rinsing a protective fuse provided on a path for introducing or supplying a charge / discharge current to the battery pack.
상기 배터리 팩에 발생되는 충격을 감지하는 충격 감지부;
상기 충격 감지부에서 감지된 충격의 횟수를 카운트하는 충격횟수 카운터;
상기 충격횟수 카운터에서 카운트된 충격횟수를 소정의 제1 기준 값 및/또는 소정의 제2 기준 값과 비교하는 충격횟수 비교부;
상기 충격횟수 비교부에서 충격횟수가 소정의 제1 기준 값을 초과하는 경우, 상기 배터리 팩의 만충전 기준 전압 값을 감소시키는 제1보호수행을 제어하는 제1 보호 제어부; 및
상기 충격횟수 비교부에서 충격횟수가 소정의 제1 기준 값 이하 경우, 상기 배터리 팩의 보호퓨즈 또는 보호회로를 구동시키는 제2보호수행을 제어하는 제2 보호 제어부;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 충격 보호장치.
An apparatus for protecting a battery pack from an impact,
An impact sensing unit for sensing a shock generated in the battery pack;
An impact number counter for counting the number of impacts sensed by the impact sensing unit;
An impact number comparing unit for comparing the number of impacts counted in the impact number counter with a predetermined first reference value and / or a predetermined second reference value;
A first protection control unit for controlling a first protection function to reduce a full charge reference voltage value of the battery pack when the number of impact times exceeds a predetermined first reference value in the impact number comparison unit; And
A second protection control unit for controlling a second protection function for driving a protection fuse or a protection circuit of the battery pack when the number of impacts is equal to or less than a predetermined first reference value in the impact number comparison unit;
Wherein the battery pack impact protection device comprises:
상기 제2 보호 제어부는,
상기 충격횟수 비교부에서 충격횟수가 소정의 제2 기준 값을 초과한 경우, 상기 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도를 측정하는 상태 측정부;
상기 상태 측정부에서 측정된 전류, 전압 및 온도 값을 기 설정된 보호제어 기준 값과 비교하여 보호제어가 필요한지 판단하는 보호제어 판단부;
상기 보호제어 판단부에서 보호제어가 필요한 것으로 판단된 경우, 상기 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도 값을 기 설정된 영구손상(Permanent Fail) 값과 비교하는 영구손상 값 비교부;
상기 영구손상 비교부에서의 비교결과 상기 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 영구손상 값 이상인 경우, 배터리 팩의 전류 입출경로에 구비된 보호퓨즈를 구동하는 보호퓨즈 융단부; 및
상기 영구손상 비교부에서의 비교결과 상기 배터리 팩의 전류, 전압 및 온도 값이 기 설정된 영구손상 값 미만인 경우, 배터리 팩의 전류를 온/오프 하는 스위치가 구비된 보호회로가 구동되도록 제어하는 보호회로 제어부;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 충격 보호장치.
The method of claim 7,
The second protection control unit,
A state measuring unit for measuring a current, a voltage and a temperature of the battery pack when the number of impacts exceeds a predetermined second reference value;
A protection control determining unit for comparing the current, voltage, and temperature measured by the state measuring unit with a predetermined protection control reference value to determine whether a protection control is required;
A permanent damage value comparing unit comparing the current, voltage, and temperature values of the battery pack with a predetermined permanent damage value when it is determined that the protection control is required by the protection control determining unit;
A protection fuse rub portion driving a protection fuse provided in a current input / output path of the battery pack when the current, voltage, and temperature of the battery pack are equal to or greater than a predetermined permanent damage value as a result of comparison in the permanent damage comparator; And
And a protection circuit for controlling the protection circuit provided with a switch for turning on / off the current of the battery pack when the current, voltage, and temperature of the battery pack are less than a predetermined permanent damage value, A control unit;
Wherein the battery pack impact protection device comprises:
상기 충격 감지부는, 상기 배터리 팩에 발생되는 충격의 충격량을 감지하는 충격량 감지부; 를 추가로 포함하여 감지된 충격량을 누적시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 충격 보호장치.
The method of claim 7,
The impact sensing unit may include: an impact amount sensing unit that senses an impact amount of a shock generated in the battery pack; And accumulates the sensed amount of the impact.
상기 보호회로 제어부는, 상기 제1 보호 제어부 또는 제2 보호 제어부에서 보호제어 수행 시 사용자에게 보호제어수행을 알리는 알림부; 를 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 충격 보호장치.
The method of claim 8,
Wherein the protection circuit control unit comprises: a notification unit informing the user of performing the protection control when performing the protection control in the first protection control unit or the second protection control unit; The battery pack impact protection device further comprising:
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