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KR20090026645A - Secondary battery - Google Patents

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KR20090026645A
KR20090026645A KR1020070091749A KR20070091749A KR20090026645A KR 20090026645 A KR20090026645 A KR 20090026645A KR 1020070091749 A KR1020070091749 A KR 1020070091749A KR 20070091749 A KR20070091749 A KR 20070091749A KR 20090026645 A KR20090026645 A KR 20090026645A
Authority
KR
South Korea
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assembly
battery
secondary battery
charging
battery assembly
Prior art date
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Withdrawn
Application number
KR1020070091749A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김봉영
박석륜
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
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 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020070091749A priority Critical patent/KR20090026645A/en
Publication of KR20090026645A publication Critical patent/KR20090026645A/en
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    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
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    • HELECTRICITY
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Abstract

본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 축전지 집합체와 함께 광전지 집합체를 병렬로 연결하여 구비시킴으로써, 여유 전원을 확보할 수 있으며, 외부 전원 없이 충전이 가능하여 전자기기에 안정적으로 전원을 공급할 수 있는 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and by connecting the photovoltaic cell assembly in parallel with the storage cell assembly, the secondary battery can be secured, and the secondary battery can be stably supplied to the electronic device by charging without an external power source. It is about.

본 발명은 축전지 집합체 및 상기 축전지 집합체와 병렬로 연결되는 광전지 집합체로 이루어지는 전지 집합체를 구비하는 이차 전지인 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized by a secondary battery having a battery assembly comprising a battery assembly and a photovoltaic assembly connected in parallel with the battery assembly.

또한, 본 발명의 상기 전지 집합체는 상기 축전지 집합체와 상기 광전지 집합체 사이에 제너 다이오드를 구비하는 이차 전지인 것을 특징으로 한다.In addition, the battery assembly of the present invention is characterized in that the secondary battery having a zener diode between the battery assembly and the photovoltaic cell assembly.

따라서, 외부 전원에 의한 충전을 통해 사용하는 축전지 집합체 이외에 태양 에너지를 전기 에너지로 바꾸어 사용하는 광전지 집합체를 함께 구비함으로써, 여유 전원을 확보할 수 있으며, 외부 전원 없이 충전이 가능하므로 사용자의 편의를 증진시키고, 전자기기에 안정적인 전원을 공급할 수 있다.Therefore, by providing a photovoltaic cell assembly that converts solar energy into electrical energy in addition to the battery cell assembly used through charging by an external power source, it is possible to secure an extra power supply and to charge without an external power source, thereby enhancing user convenience. It is possible to supply stable power to electronic equipment.

Description

이차 전지{Secondary battery}Secondary battery

본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 축전지 집합체와 함께 광전지 집합체를 병렬로 연결하여 구비시킴으로써, 여유 전원을 확보할 수 있으며, 외부 전원 없이 충전이 가능하여 전자기기에 안정적으로 전원을 공급할 수 있는 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and by connecting the photovoltaic cell assembly in parallel with the storage cell assembly, the secondary battery can be secured, and the secondary battery can be stably supplied to the electronic device by charging without an external power source. It is about.

노트북, 휴대용 폰, PDA 등의 휴대용 전자기기의 사용이 빠르게 대중화되고 있으며, 점점 다양하고 복잡한 기능들을 지원하게 됨에 따라 요구되는 전력 사용량 역시 증가하고 있다.The use of portable electronic devices, such as notebooks, portable phones, PDAs, etc., is rapidly becoming popular, and as more and more functions are supported, power consumption is also increasing.

대부분의 휴대용 전자기기가 충·방전이 가능한 이차 전지를 구동 전원으로 사용하고 있는데, 전력 요구량의 증가속도에 비해 이차 전지의 기술은 느리게 발전하고 있기 때문에 그 차이는 점점 커지고 있다.Most portable electronic devices use a rechargeable battery that can be charged and discharged as a driving power source. However, the difference is increasing because the technology of the secondary battery is slowly developing as compared with an increase rate of power demand.

이차 전지들 중 리튬 이차 전지는 동작 전압이 3.6V 이상으로서, 휴대용 단말기의 전원으로 널리 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-수소 전지보다 3배 나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 장점이 있어 급속하게 신장되고 있는 추세이다.Among the rechargeable batteries, lithium secondary batteries have an operating voltage of 3.6V or more, which is three times higher than nickel-cadmium batteries or nickel-hydrogen batteries widely used as power sources for portable terminals, and has a high energy density per unit weight. The trend is growing.

하지만, 리튬 이차 전지는 4.5V 이상 충전되면, 전지 내부의 전해액이 분해되면서 발생하는 기체에 의해 전지의 내부 압력이 증가하고, 이는 전해액의 누출을 수반할 수 있다. 또한, 전지를 일정 전압 이하로 방전하게 되면 음극의 집전체인 구리가 전해액 내부로 용융되기 시작하여 전지의 성능이 저하되는 문제점을 지니고 있다.However, when the lithium secondary battery is charged to 4.5V or more, the internal pressure of the battery is increased by the gas generated while the electrolyte inside the battery is decomposed, which may involve leakage of the electrolyte. In addition, when the battery is discharged below a certain voltage, copper, which is a current collector of the negative electrode, begins to melt into the electrolyte, thereby degrading the performance of the battery.

더욱이, 배터리의 화학적 특성상 과충전, 과방전 또는 단자 간의 쇼트 등에 의한 과전류 상황에서 발화·파열·폭발에 의한 위험이 크다는 문제점이 있다.In addition, there is a problem in that the risk of ignition, rupture and explosion in the overcurrent situation due to overcharge, overdischarge, or short between terminals due to the chemical characteristics of the battery is large.

따라서, 이차 전지는 베어 셀과 함께 보호회로모듈을 구비하여 이루어지며, 베어 셀은 양극, 음극 및 세퍼레이터로 이루어진 전극 조립체를 철재, 알루미늄 등으로 이루어진 캔에 수납하고, 캔을 캡 조립체로 마감한 뒤, 캔 내부에 전해액을 주입하고 밀봉함으로써 형성된다.Therefore, the secondary battery includes a protection circuit module together with a bare cell. The bare cell houses an electrode assembly consisting of a positive electrode, a negative electrode, and a separator in a can made of steel, aluminum, etc., and closes the can with a cap assembly. It is formed by injecting and sealing an electrolyte solution into the can.

보호회로모듈은 이차 전지의 과충전, 과방전, 과전류 등에 의해 발생하는 안전사고를 예방하여 안전성과 신뢰성을 확보하기 위한 것으로, 베어 셀을 형성한 후에 베어 셀의 외측에 구비하여 전기적으로 연결된다.The protection circuit module is to secure safety and reliability by preventing safety accidents caused by overcharging, overdischarging, overcurrent, etc. of the secondary battery. After the formation of the bare cell, the protection circuit module is electrically connected to the outside of the bare cell.

보호회로모듈은 배선 패턴이 형성되어 있는 인쇄회로기판의 일면에 보호회로소자와 전극 단자를 구비하고, 다른 일면에 이차 전지를 채용하는 단말기와 연결하기 위한 외부연결 단자를 구비하고 있으며, 인쇄회로기판과 베어 셀은 인쇄회로기판의 양극/음극 단자와 베어 셀의 양극/음극 단자를 연결하는 양극 리드 플레이트 및 음극 리드 플레이트에 의해 서로 접속된다.The protective circuit module includes a protective circuit element and an electrode terminal on one side of a printed circuit board on which a wiring pattern is formed, and an external connection terminal for connecting to a terminal adopting a secondary battery on the other side. The bare cell is connected to each other by a positive lead plate and a negative lead plate connecting the positive / cathode terminals of the printed circuit board and the positive / cathode terminals of the bare cell.

이차 전지는 베어 셀과 보호회로모듈이 연결된 상태에서 베어 셀과 보호회로모듈의 간극을 수지 몰딩 후에 라벨링을 하거나 외장 케이스를 구비한 형태의 배터리 팩을 형성하여 휴대용 단말기에 채용되어 사용된다.Secondary batteries are used in a portable terminal by labeling the gap between the bare cell and the protective circuit module after resin molding or forming a battery pack having an external case in a state in which the bare cell and the protective circuit module are connected.

도1은 종래의 이차 전지의 구성을 나타내는 일예의 회로도로서, 이차 전지는 배터리(11), 충전 소자 및 방전 소자를 구비하는 충방전 소자부(12), 온도 퓨즈(13), 퓨즈(14), 외부 포트(15), 1차 보호회로(16), 2차 보호회로(17), 센서 저항(18)으로 이루어져 있다.1 is a circuit diagram of an example of the structure of a conventional secondary battery, and the secondary battery includes a charge / discharge element portion 12 including a battery 11, a charging element, and a discharge element, a temperature fuse 13, and a fuse 14; And an external port 15, a primary protection circuit 16, a secondary protection circuit 17, and a sensor resistor 18.

도1을 참조하면, 상기와 같이 구성된 종래의 이차 전지에서는 외부 포트(15)를 통해 외부의 전원 장치 또는 부하가 연결되어 충전 또는 방전 동작이 이루어진다. 배터리(11)와 외부 포트(15) 사이의 경로는 충방전 경로로 사용되는 대전류 경로이며, 이 대전류 경로를 통해 비교적 큰 전류가 흐른다.Referring to FIG. 1, in the conventional secondary battery configured as described above, an external power supply or load is connected through an external port 15 to perform a charging or discharging operation. The path between the battery 11 and the external port 15 is a large current path used as a charge / discharge path, and a relatively large current flows through the large current path.

상기 외부 포트(15)에 전원 장치가 연결되면, 충전 동작이 일어나며, 이 때 충전 경로는 외부 포트(15), 충전 소자, 온도 퓨즈(13), 퓨즈(14)를 거쳐 배터리(11)로 이어진다.When the power supply is connected to the external port 15, a charging operation occurs, and the charging path is connected to the battery 11 via the external port 15, the charging element, the thermal fuse 13, and the fuse 14. .

한편, 상기 외부 포트(15)에 부하가 연결되면, 방전 동작이 일어나며, 이 때 방전 경로는 배터리(11), 퓨즈(12), 온도 퓨즈(13), 방전 소자, 외부 포트(15)를 거쳐 부하로 이어진다.On the other hand, when the load is connected to the external port 15, the discharge operation occurs, the discharge path through the battery 11, the fuse 12, the thermal fuse 13, the discharge element, the external port 15 Leads to load.

즉, 상기 충방전 소자부(12)는 충전 또는 방전 모드에 따라 교대로 충전 소자 또는 방전 소자를 동작시킨다.That is, the charging and discharging element unit 12 alternately operates the charging element or the discharge element according to the charging or discharging mode.

상기 배터리(11)는 그 내부의 각종 정보, 즉, 셀의 온도, 셀의 충전 전위 및 셀에 흐르는 전류랑 등의 셀 관련 정보를 1차 및 2차 보호회로(16, 17)에 출력하며, 센서 저항(18)은 과충전 또는 과방전 및 과전류 발생을 센싱하여 1차 및 2차 보호회로(16, 17)에 전송한다.The battery 11 outputs various kinds of information therein, that is, cell related information such as the temperature of the cell, the charging potential of the cell and the current flowing through the cell, to the primary and secondary protection circuits 16 and 17, The sensor resistor 18 senses overcharge or overdischarge and overcurrent generation and transmits it to the primary and secondary protection circuits 16 and 17.

상기 1차 보호회로(16)는 배터리(11)로부터 제공된 셀 관련 정보 및 센서 저항(18)으로부터 센싱되는 정보에 따라 충방전 소자부(12)를 제어하며, 상기 2차 보호회로(17)는 배터리(11)로부터 제공된 셀 관련 정보 및 센서 저항(18)으로부터 센싱되는 정보에 따라 퓨즈(14)의 차단여부를 제어한다.The primary protection circuit 16 controls the charge / discharge element unit 12 according to the cell related information provided from the battery 11 and the information sensed from the sensor resistor 18, and the secondary protection circuit 17 is The fuse 14 is controlled according to the cell related information provided from the battery 11 and the information sensed by the sensor resistor 18.

온도 퓨즈(13)는 충방전 소자부(12)의 온도 상태를 검출하여 정격 온도 이상인 경우에 양단을 차단시킴으로써, 상기 충방전 소자부(12)가 이상 현상에 의해 발화, 연소 또는 폭발하는 것을 방지한다.The thermal fuse 13 detects a temperature state of the charge / discharge element unit 12 and cuts both ends when the temperature is higher than the rated temperature, thereby preventing the charge / discharge element unit 12 from igniting, burning or exploding due to an abnormal phenomenon. do.

이와 같이 구성된 종래의 이차 전지에서는 한 번 방전이 되면, 충전을 위한 외부 전원이 없다거나 충전기 등의 충전 장치를 별도로 구비하지 않는다면 더 이상의 사용이 불가능하게 된다.In the conventional secondary battery configured as described above, once discharged, no further use is possible unless there is no external power source for charging or a separate charging device such as a charger is provided.

본 발명은 축전지 집합체 및 상기 축전지 집합체와 병렬로 연결되는 광전지 집합체로 이루어지는 전지 집합체를 구비하는 이차 전지인 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized by a secondary battery having a battery assembly comprising a battery assembly and a photovoltaic assembly connected in parallel with the battery assembly.

본 발명의 상기 전지 집합체는 상기 축전지 집합체와 상기 광전지 집합체 사이에 제너 다이오드를 구비하는 이차 전지인 것을 특징으로 한다.The battery assembly of the present invention is characterized in that the secondary battery having a zener diode between the battery assembly and the photovoltaic cell assembly.

본 발명의 상기 제너 다이오드는 애노드 단자가 상기 광전지 집합체와 연결되고, 캐소드 단자가 상기 축전지 집합체와 연결되는 이차 전지인 것을 특징으로 한다.The zener diode of the present invention is characterized in that the anode terminal is a secondary battery is connected to the photovoltaic cell assembly, the cathode terminal is connected to the storage battery assembly.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 외부 전원에 의한 충전을 통해 사용하는 축전지 집합체 이외에 광의 태양 에너지를 전기 에너지로 바꾸어 사용하는 광전지 집합체를 추가적으로 구비함으로써, 여유 전원을 확보할 수 있으며, 외부 전원 없이 충전이 가능하므로 사용자의 편의를 증진시키고, 전자기기에 안정적인 전원을 공급할 수 있다.As described above, according to the present invention, by providing a photovoltaic cell assembly used by converting solar energy of light into electrical energy in addition to the battery assembly used through charging by an external power source, it is possible to secure a spare power, and to charge without an external power source. This can enhance the user's convenience and provide a stable power supply to the electronics.

본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT The details of the object and technical construction of the present invention and the resulting effects thereof will be more clearly understood by the following detailed description with reference to the drawings showing preferred embodiments of the present invention.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 나타낸 회로도로서, 이차 전지는 전지 집합체(100)를 구비하며, 보호회로(200) 및 상기 전지 집합체(100)를 외부 전원 장치 또는 부하와 전기적으로 연결하기 위한 외부 단자(P+, P-)를 더 포함할 수 있다.2 is a circuit diagram showing the configuration of a secondary battery according to an embodiment of the present invention, the secondary battery including a battery assembly 100, the protection circuit 200 and the battery assembly 100 to the external power supply or load It may further include external terminals (P +, P-) for electrically connecting with.

상기 전지 집합체(100)는 축전지 집합체(110), 상기 축전지 집합체(110)와 병렬로 연결되는 광전지 집합체(120) 및 제너 다이오드(130)를 구비한다.The battery assembly 100 includes a storage assembly 110, a photovoltaic assembly 120 and a zener diode 130 connected in parallel with the storage assembly 110.

상기 축전지 집합체(110)는 충·방전이 가능한 하나 또는 다수개의 베어 셀로 이루어질 수 있으며, 상기 광전지 집합체(120)는 하나 또는 다수개의 광 셀로 이루어질 수 있다.The battery assembly 110 may be formed of one or a plurality of bare cells capable of charging and discharging, and the photovoltaic cell assembly 120 may be formed of one or a plurality of optical cells.

도2에 도시한 바와 같이, 상기 전지 집합체(100)는 축전지 집합체(110)가 보호회로(200)와 연결되고, 광전지 집합체(120)가 축전지 집합체(110)에 병렬로 연결되는 형태로 구비될 수 있다.As shown in FIG. 2, the battery assembly 100 may include a battery assembly 110 connected to a protection circuit 200, and a photovoltaic assembly 120 connected to the battery assembly 110 in parallel. Can be.

또한, 상기 전지 집합체(100)는 보호회로(200)와 연결되지 않은 상태로 전자 기기에 결합되어 사용되어 질 수도 있다.In addition, the battery assembly 100 may be coupled to an electronic device without being connected to the protection circuit 200.

축전지 집합체(110)와 광전지 집합체(120)는 병렬로 연결되어 있기 때문에, 광전지 집합체(120)를 충분히 충전시킨다면 축전지 집합체(110)의 에너지 소모를 감소시킬 수 있으므로 장시간 사용이 가능하다.Since the battery assembly 110 and the photovoltaic assembly 120 are connected in parallel, when the photovoltaic assembly 120 is sufficiently charged, energy consumption of the battery assembly 110 can be reduced, so that the battery assembly 110 can be used for a long time.

축전지 집합체(110)를 구성하는 베어 셀은 각형, 원통형 또는 파우치형 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.The bare cell constituting the battery assembly 110 may have a shape of any one of a square, a cylindrical shape, and a pouch type.

광전지 집합체(120)는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 목적으로 제작된 장치로, 재료로는 실리콘, 갈륨비소, 카드뮴텔루르, 황화카드뮴 또는 이들의 혼합물 등이 사용되고 있으며, 주로 실리콘이 사용된다.The photovoltaic cell assembly 120 is a device manufactured for the purpose of converting solar energy into electrical energy. As a material, silicon, gallium arsenide, cadmium tellurium, cadmium sulfide, or a mixture thereof is used, and silicon is mainly used.

축전지 집합체(110)와 광전지 집합체(120)는 병렬로 연결되어 있기 때문에, 축전지 집합체(110)의 전위보다 광전지 집합체(120)의 전위가 높게 되면, 축전지 집합체(110)는 광전지 집합체(120)를 통해 충전이 실시될 수 있다.Because the battery assembly 110 and the photovoltaic cell assembly 120 are connected in parallel, when the potential of the photovoltaic cell assembly 120 is higher than the potential of the battery cell assembly 110, the battery cell assembly 110 may connect the photovoltaic cell assembly 120. Charging can be carried out via.

이때, 축전지 집합체(110)는 과충전이 되면, 과열·폭발 등의 문제를 야기시킬 수 있기 때문에, 광전지 집합체(120)가 태양 에너지에 의해 충전될 수 있는 최대 전위는 축전지 집합체(110)가 충전될 수 있는 최대 전위와 동일하도록 구비시키는 것이 바람직하다.At this time, since the battery assembly 110 may cause problems such as overheating and explosion when overcharged, the maximum potential at which the photovoltaic assembly 120 can be charged by solar energy is such that the battery assembly 110 is charged. It is desirable to equip it with the same maximum potential as possible.

제너 다이오드(130)는 병렬로 연결되어 있는 축전지 집합체(110)와 광전지 집합체(120) 사이에 위치하여 역전류로부터 광전지 집합체(120)를 보호하는 역할을 하므로, 외부 전원에 의한 충전이 이루어지더라도 광전지 집합체(120)에 영향을 미치지 않는다.Zener diode 130 is located between the battery assembly 110 and the photovoltaic cell assembly 120 connected in parallel to protect the photovoltaic cell assembly 120 from reverse current, even if charging by an external power source It does not affect the photovoltaic cell assembly 120.

제너 다이오드(130)는 애노드 단자가 광전지 집합체(120)에 연결되고, 캐소드 단자가 축전지 집합체(110)에 연결된 형태로 구비된다.The zener diode 130 has an anode terminal connected to the photovoltaic cell assembly 120 and a cathode terminal connected to the battery cell assembly 110.

전지 집합체(100)의 양극 단자(B+)와 음극 단자(B-)는 보호회로(200)를 거쳐 외부 단자(P+, P-)를 통하여 충전기 또는 부하와 연결된다.The positive terminal B + and the negative terminal B− of the battery assembly 100 are connected to the charger or the load through the external terminals P + and P− through the protection circuit 200.

충전기와 연결되면, 축전지 집합체(110)는 충전을 실시하고, 부하와 연결되면, 축전지 집합체(110)는 방전을 통해 부하에 전원을 공급한다.When connected to the charger, the battery assembly 110 charges, and when connected to the load, the battery assembly 110 supplies power to the load through discharge.

이때, 전지 집합체(100)가 모두 방전된 후 충전기 등의 외부 전원을 통해 충전되지 않는다면, 축전지 집합체(110)만을 구비하는 전지 집합체(100)는 더 이상 부하를 동작시키기 위한 전원을 공급할 수 없다.At this time, if the battery assembly 100 is completely discharged and is not charged through an external power source such as a charger, the battery assembly 100 including only the battery assembly 110 can no longer supply power for operating a load.

하지만, 광전지 집합체(120)는 외부 전원을 이용하여 충전시키는 것이 아니라, 태양의 광 에너지를 전기 에너지로 변환하여 사용하기 때문에, 별도의 외부 전원을 구비하지 않고서도 충전이 가능하므로 축전지 집합체(110)만을 구비하는 경우보다 훨씬 전원을 안정적으로 공급할 수 있다.However, since the photovoltaic cell assembly 120 does not charge using an external power source, but converts and uses the solar energy into electrical energy, the photovoltaic cell assembly 110 may be charged without a separate external power source. It is possible to supply the power much more stably than with the bay.

전지 집합체(100)는 그 내부의 각종 정보 즉, 셀의 충전 전위 및 셀에 흐르는 전류량 등의 셀 관련 정보를 1차 및 2차 보호회로(210, 220)에 전송한다.The battery assembly 100 transmits various kinds of information therein, that is, cell-related information such as the charging potential of the cell and the amount of current flowing through the cell, to the primary and secondary protection circuits 210 and 220.

보호회로(200)는 통상적으로 인쇄회로기판(PCB : Printed Circuit Board)에 전기 소자를 스폿 용접, 솔더링 등의 방법으로 배치시켜 형성되며, 1차 보호회로(210), 2차 보호회로(220), 충방전 소자부(230), 온도 퓨즈(240), 퓨즈(250), 센서 저항(260) 등을 구비한다.The protection circuit 200 is typically formed by arranging an electric element on a printed circuit board (PCB) by spot welding, soldering, or the like, and includes a primary protection circuit 210 and a secondary protection circuit 220. And a charge / discharge element unit 230, a thermal fuse 240, a fuse 250, a sensor resistor 260, and the like.

1차 보호회로(210)는 배터리(100) 및 센서 저항(260)의 신호를 수신하며, 과 방전, 과충전 또는 과전류 발생시에 충방전 소자부(230)를 제어하기 위한 충전 제어신호 또는 방전 제어신호를 출력하여 충전 또는 방전이 이루어지지 않도록 전기적 흐름을 차단하는 역할을 한다.The primary protection circuit 210 receives the signals of the battery 100 and the sensor resistor 260, and charge control signal or discharge control signal for controlling the charge / discharge element unit 230 at the time of over discharge, overcharge or overcurrent. Outputs a role to block the electrical flow so that charging or discharging is not made.

2차 보호회로(220)는 배터리(100) 및 센서 저항(260)으로부터 입력되는 신호에 응답하여 동작하며, 과전류 등의 이상 동작이 발생하면, 배터리(100)와 외부 단자(P+) 또는 배터리(100)와 외부 단자(P-) 사이인 대전류 경로에 구비되는 퓨즈(250)를 끊어 전기적 흐름을 차단하여 발화, 연소 또는 폭발하는 것을 방지한다.The secondary protection circuit 220 operates in response to a signal input from the battery 100 and the sensor resistor 260, and when an abnormal operation such as an overcurrent occurs, the battery 100 and the external terminal P + or the battery ( The fuse 250 provided in the large current path between the 100 and the external terminal P− is cut off to prevent electrical flow to prevent ignition, combustion, or explosion.

충방전 소자부(230)는 방전 소자(231) 및 충전 소자(233)를 포함하며, 방전 소자(231) 및 충전 소자(233)는 1차 보호회로(210)로부터 출력되는 방전 제어신호 또는 충전 제어신호에 응답하여, 방전시에는 방전 소자(231)가 온되고, 충전시에는 충전 소자(233)가 온된다.The charge / discharge element unit 230 includes a discharge element 231 and a charging element 233, and the discharge element 231 and the charging element 233 are discharge control signals or charges output from the primary protection circuit 210. In response to the control signal, the discharge element 231 is turned on at the time of discharge, and the charging element 233 is turned on at the time of charging.

또한, 과방전, 과충전, 과전류 등의 이상 동작 발생시에는 1차 보호회로(210)의 충, 방전 제어신호에 의해 오프되어, 방전 및 충전 동작을 차단한다.In addition, when an abnormal operation such as overdischarge, overcharge, or overcurrent occurs, it is turned off by the charge and discharge control signal of the primary protection circuit 210 to block the discharge and charge operations.

방전 소자(231) 및 충전 소자(233)는 모스 전계 효과 트랜지스터(MOS FET : MOS Field Effect Transistor)로 이루어질 수 있으며, N형 모스 전계 효과 트랜지스터 또는 P형 모스 전계 효과 트랜지스터일 수 있다.The discharge element 231 and the charging element 233 may be formed of a MOS field effect transistor (MOS FET), and may be an N-type MOS field effect transistor or a P-type MOS field effect transistor.

온도 퓨즈(240)는 충방전 소자부(230)에 근접하게 위치하여 충방전 소자부(230)의 온도를 감지하며, 충방전 소자부(230)가 과열되어 온도가 상승하는 경우, 전기적 흐름을 차단함으로써, 과열로 인해 충방전 소자부(230)가 손상 입는 것을 방지하며, 배터리의 안전성을 확보할 수 있다.The thermal fuse 240 is located close to the charging / discharging device unit 230 to sense the temperature of the charging / discharging device unit 230, and when the charging / discharging device unit 230 is overheated and the temperature rises, the electrical flow is increased. By blocking, the charging / discharging element unit 230 is prevented from being damaged due to overheating, and the safety of the battery can be ensured.

퓨즈(250)는 대전류가 흐르는 대전류 경로 상에 위치하여, 과충전, 과방전 또는 외부 단락 등으로 인한 과전류가 발생하는 경우에 강제로 융단되어 회로를 개방하여 전기적 흐름을 차단한다.The fuse 250 is positioned on a large current path through which a large current flows, and when the overcurrent occurs due to overcharge, overdischarge, or external short circuit, the fuse 250 is forcibly melted to open a circuit to block electrical flow.

퓨즈(250)는 2차 보호회로(220)에 연결되어 2차 보호회로(220)의 제어 신호에 따라 동작하며, 셀프 컨트롤 프로텍터(SCP : Self Control Protector)일 수 있다.The fuse 250 is connected to the secondary protection circuit 220 to operate according to the control signal of the secondary protection circuit 220, and may be a self control protector (SCP).

퓨즈(250)는 통상적인 배터리 팩의 제조 공정에서 사용되는 온도가 100℃ 미만이고, 상기 배터리 팩의 내부 온도가 130℃를 초과하면 스웰링(swelling) 현상에 의해 발열 또는 폭발할 수 있다는 점을 감안하여, 110℃ 내지 130℃에서 녹아 끊어지도록 하는 것이 바람직하다.The fuse 250 is a temperature used in the manufacturing process of a typical battery pack is less than 100 ℃, if the internal temperature of the battery pack is more than 130 ℃ can generate heat or explode by swelling (swelling) phenomenon In view of this, it is preferable to melt at 110 ° C to 130 ° C to break.

센서 저항(260)은 대전류가 흐르는 대전류 경로 상에 구비되며, 1차 보호회로(210) 및 2차 보호회로(220)와 연결되어, 대전류 경로에 흐르는 전류를 감지하여 1차 보호회로(210) 및 2차 보호회로(220)에 인가한다.The sensor resistor 260 is provided on a large current path through which a large current flows, and is connected to the primary protection circuit 210 and the secondary protection circuit 220 to sense a current flowing in the large current path to detect the primary protection circuit 210. And the secondary protection circuit 220.

센서 저항(260)은 저항값을 미리 알고 있는 상태이므로, 센서 저항(260)에 걸리는 전압을 감지하면 배터리(100)의 충·방전 전압뿐만 아니라, 충·방전 전류 및 외부 단락 상태도 간접적으로 감지할 수 있게 된다.Since the sensor resistor 260 is in a state of knowing the resistance value in advance, when the voltage applied to the sensor resistor 260 is detected, not only the charge / discharge voltage of the battery 100 but also indirectly detect the charge / discharge current and an external short state. You can do it.

도1은 종래의 일 실시예에 따른 이차 전지의 회로 구성을 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a circuit configuration of a rechargeable battery according to an exemplary embodiment.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 회로 구성을 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a circuit configuration of a rechargeable battery according to an exemplary embodiment of the present invention.

[주요 도면부호에 대한 설명][Description of Major Reference Code]

11 : 배터리 12, 230 : 충방전 소자부11: battery 12, 230: charge and discharge element

13, 240 : 온도 퓨즈 14, 250 : 퓨즈13, 240: thermal fuse 14, 250: fuse

15 : 외부 포트 16, 210 : 1차 보호회로15: External port 16, 210: Primary protection circuit

17, 220 : 2차 보호회로 18, 260 : 센서 저항17, 220: secondary protection circuit 18, 260: sensor resistance

100 : 전지 집합체 110 : 축전지 집합체 100 battery assembly 110 battery assembly

120 : 광전지 집합체 130 : 제너 다이오드120: photovoltaic cell assembly 130: zener diode

200 : 보호회로 231 : 방전 소자 200: protection circuit 231: discharge element

233 : 충전 소자 P+, P- : 외부 단자233: charging element P +, P-: external terminal

B+ : 양극 단자 B- : 음극 단자B +: positive terminal B-: negative terminal

Claims (8)

축전지 집합체; 및Accumulator assembly; And 상기 축전지 집합체와 병렬로 연결되는 광전지 집합체로 이루어지는 전지 집합체를 구비하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.And a battery assembly comprising a photovoltaic assembly connected in parallel with the storage battery assembly. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 이차 전지는 상기 전지 집합체와 전기적으로 연결되는 보호회로; 및The secondary battery may include a protection circuit electrically connected to the battery assembly; And 상기 전지 집합체를 외부 장치와 연결하기 외부 단자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The secondary battery further comprises an external terminal for connecting the battery assembly to an external device. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 축전지 집합체는 하나 또는 복수개의 베어 셀로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The storage battery assembly is a secondary battery, characterized in that consisting of one or a plurality of bare cells. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광전지 집합체는 실리콘, 갈륨비소, 카드뮴텔루르, 황화카드뮴 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 물질인 것을 특징으로 하는 이차 전지.The photovoltaic cell assembly is a secondary battery, characterized in that one material selected from the group consisting of silicon, gallium arsenide, cadmium tellurium, cadmium sulfide, and mixtures thereof. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전지 집합체는 상기 축전지 집합체와 상기 광전지 집합체 사이에 제너 다이오드를 구비하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.And the battery assembly includes a zener diode between the storage battery assembly and the photovoltaic cell assembly. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 베어 셀은 각형, 원통형 또는 파우치형 중 어느 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The bare cell has a shape of any one of a rectangular, cylindrical or pouch type. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 광전지 집합체의 충전 최대 전위는 상기 축전지 집합체의 충전 최대 전위와 동일한 것을 특징으로 하는 이차 전지.The secondary battery, characterized in that the charging maximum potential of the photovoltaic cell assembly is the same as the charging maximum potential of the battery assembly. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 제너 다이오드는 애노드 단자가 상기 광전지 집합체와 연결되고, 캐소드 단자가 상기 축전지 집합체와 연결되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The zener diode is a secondary battery, characterized in that the anode terminal is connected to the photovoltaic cell assembly, the cathode terminal is connected to the storage battery assembly.
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