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KR20180090117A - 배터리 팩 및 배터리 팩의 데이터 송신 방법 - Google Patents

배터리 팩 및 배터리 팩의 데이터 송신 방법 Download PDF

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KR20180090117A
KR20180090117A KR1020170015130A KR20170015130A KR20180090117A KR 20180090117 A KR20180090117 A KR 20180090117A KR 1020170015130 A KR1020170015130 A KR 1020170015130A KR 20170015130 A KR20170015130 A KR 20170015130A KR 20180090117 A KR20180090117 A KR 20180090117A
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Abstract

다양한 실시예들에 따른 배터리 팩이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 하나 이상의 배터리 셀을 포함하는 배터리; 상기 배터리의 상태를 확인하고, 상기 배터리의 상태에 대응되는 배터리 상태신호를 생성하는 제어부; 상기 배터리 상태신호에 기초하여 동작하는 스위치부에 의해 기준노드(Node)와 전기적으로 연결되는 저항부; 및 상기 배터리 상태신호에 기초하여 상기 저항부와 상기 기준노드의 전기적 연결을 단속(斷續)하는 스위치부;를 포함할 수 있다.

Description

배터리 팩 및 배터리 팩의 데이터 송신 방법{A battery pack and a method for transmitting data of battery pack}
본 발명의 실시예들은 배터리 팩 및 배터리 팩의 데이터 송신 방법에 관한 것이다.
오늘날 전기자동차 및 에너지 저장장치 기술 등의 발달과 더불어 배터리 팩 관련 기술들이 개발되고 있다. 특히 배터리 팩의 충전, 방전 및 관리를 위해 배터리 팩의 온도 등의 상태를 파악하는 기술들이 개발되고 있다.
이러한 기술들에 따른 배터리 팩은 배터리 팩이 스스로의 온도 파악을 위한 온도 감지부와, 이와는 별도로 배터리 팩과 결합되는 외부장치가 배터리 팩의 온도를 파악하기 위한 온도 감지부를 구비하는 것이 일반적이다.
그러나 이와 같은 구성은 동일한 역할을 수행하는 온도 감지부를 중복하여 배치해야 하는 불합리한 측면이 있었으며, 특히 감지부의 높은 단가로 인해 배터리 팩의 제조 단가를 상승시킬 뿐만 아니라, 배터리 팩의 조립성이 떨어뜨리는 문제점이 있었다.
본 발명의 실시예들은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 한 개의 감지부를 사용하여도 종래와 동일한 기능을 유지할 수 있는 배터리 팩 및 배터리 팩의 데이터 송신 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명의 실시예들은 한 개의 감지부를 사용함으로써 제조 단가를 낮출 수 있고, 조립성이 향상된 배터리 팩 및 배터리 팩의 데이터 송신 방법을 제공하고자 한다.
특히 본 발명의 실시예들은 단가가 저렴한 저항과 스위치를 사용하여 배터리 팩의 제조 단가를 획기적으로 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 임피던스로 온도를 반환하는 감지부의 특성을 저항부로 구현하여 기존의 외부장치와의 호환성을 향상시킬 수 있는 배터리 팩 및 배터리 팩의 데이터 송신 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 하나 이상의 배터리 셀을 포함하는 배터리; 상기 배터리의 상태를 확인하고, 상기 배터리의 상태에 대응되는 배터리 상태신호를 생성하는 제어부; 상기 배터리 상태신호에 기초하여 동작하는 스위치부에 의해 기준노드(Node)와 전기적으로 연결되는 저항부; 및 상기 배터리 상태신호에 기초하여 상기 저항부와 상기 기준노드의 전기적 연결을 단속(斷續)하는 스위치부;를 포함할 수 있다.
상기 저항부는 하나 이상의 저항을 포함하고, 상기 스위치부는 상기 하나 이상의 저항 각각의 상기 기준노드와의 전기적 연결을 단속하는 하나 이상의 스위치를 포함할 수 있다.
상기 배터리 상태신호는 하나 이상의 레벨(Level)이 시계열적으로 배열된 웨이브(Wave)이고, 상기 스위치부는 상기 배터리 상태신호에 기초하여, 상기 하나 이상의 레벨 각각에 대응되는 저항과 상기 기준노드의 전기적 연결을 단속할 수 있다.
상기 배터리 팩은 상기 배터리의 상태를 감지하는 감지부;를 더 포함할 수 있다. 이 때 상기 제어부는 상기 감지부가 감지한 상기 배터리의 상태에 기초하여 상기 배터리 상태신호를 생성할 수 있다.
상기 감지부는 상기 배터리의 온도를 감지하는 온도감지수단을 포함하고, 상기 배터리 팩은 상기 저항부와 외부장치를 연결하는 연결부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 연결부로부터 상기 기준노드 사이의 임피던스가 상기 감지부가 감지한 상기 배터리의 온도에 대응되도록 상기 배터리 상태신호를 생성할 수 있다.
상기 배터리 팩은 상기 연결부와 상기 저항부의 연결선로의 서지(Surge)를 제거하는 서지 제거부;를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리의 상태는, 상기 배터리의 온도, 상기 배터리의 전압, 상기 배터리의 충전 전류, 상기 배터리의 방전 전류, 상기 배터리의 잔량, 상기 배터리의 충전 사이클 수 및 상기 배터리의 식별정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 배터리 팩이 상기 배터리 팩의 충전장치와 연결된 경우에만 상기 배터리 상태신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 데이터 송신 방법은, 제어부가 상기 배터리의 상태를 확인하고, 상기 배터리의 상태에 대응되는 배터리 상태신호를 생성하는 단계; 및 스위치부가 상기 배터리 상태신호에 기초하여 저항부와 기준노드의 전기적 연결을 단속(斷續)하는 단계;를 포함할 수 있다.
이 때 상기 저항부는 하나 이상의 저항을 포함하고, 상기 스위치부는 상기 하나 이상의 저항 각각의 상기 기준노드와의 전기적 연결을 단속하는 하나 이상의 스위치를 포함할 수 있다.
상기 배터리 상태신호는 하나 이상의 레벨(Level)이 시계열적으로 배열된 웨이브(Wave)이고, 상기 기준노드의 전기적 연결을 단속하는 단계는 상기 배터리 상태신호에 기초하여, 상기 하나 이상의 레벨 각각에 대응되는 저항과 상기 기준노드의 전기적 연결을 단속할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 데이터 송신 방법은, 상기 상태신호를 생성하는 단계 이전에, 감지부가 상기 배터리의 상태를 감지하는 단계;를 더 포함하고, 상기 상태신호를 생성하는 단계는 상기 감지부가 감지한 상기 배터리의 상태에 기초하여 상기 배터리 상태신호를 생성할 수 있다.
상기 감지부는 상기 배터리의 온도를 감지하는 온도감지수단을 포함할 수 있다.
상기 상태신호를 생성하는 단계는 연결부로부터 상기 기준노드 사이의 임피던스가 상기 감지부가 감지한 상기 배터리의 온도에 대응되도록 상기 배터리 상태신호를 생성하고, 상기 연결부는 상기 저항부와 외부장치를 연결할 수 있다.
상기 상태신호를 생성하는 단계는 상기 배터리 팩이 상기 배터리 팩의 충전장치와 연결된 경우에만 상기 배터리 상태신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 한 개의 감지부를 사용하여도 종래와 동일한 기능을 유지할 수 있는 배터리 팩 및 배터리 팩의 데이터 송신 방법을 구현할 수 있다.
또한 한 개의 감지부를 사용함으로써 제조 단가를 낮출 수 있고, 조립성이 향상된 배터리 팩 및 배터리 팩의 데이터 송신 방법을 구현할 수 있다.
특히 본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 단가가 저렴한 저항과 스위치를 사용하여 배터리 팩의 제조 단가를 획기적으로 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 임피던스로 온도를 반환하는 감지부의 특성을 저항부로 구현하여 종래의 외부장치와의 호환성을 향상시킬 수 있는 배터리 팩 및 배터리 팩의 데이터 송신 방법을 구현할 수 있다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 도시한다.
도 2는 도 1d에 도시된 배터리 팩의 일부 구성을 회로로 구현한 예시이다.
도 3은 배터리의 온도에 따른 동작 스위치를 도시한다.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 상태신호를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 의해 수행되는 배터리 팩의 데이터 송신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명되는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 아래에서 제시되는 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 아래에 제시되는 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
예를 들어, 본 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시 예로부터 다른 실시 예로 변경되어 구현될 수 있다. 또한, 각각의 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 구성요소를 나타낸다. 즉 설명된 특정 세부사항들은 단순한 예시이다. 특정 구현들은 이러한 예시적인 세부사항들로부터 변할 수 있고, 본 발명의 정신 및 범위 내에서 계속 고려될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리 팩(100A, 100B, 100C, 100D)의 구성을 도시한다.
먼저 도 1a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100A)은 제어부(110A), 스위치부(120A), 저항부(130A), 연결부(140A) 및 배터리(150A)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110A)는 배터리(150A)의 상태를 확인하고, 확인된 상태에 대응되는 배터리 상태신호를 생성할 수 있다. 이를 위하여 제어부(110A)는 프로세서(processor)와 같이 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 여기서, '프로세서(processor)'는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙처리장치(central processing unit: CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
이 때 배터리(150A)의 '상태'는 배터리(150A)의 온도, 전압, 충전 전류, 방전 전류, 잔량, 충전 사이클 수 및 식별정보 중 어느 하나를 의미할 수 있다.
한편 제어부(110A)는 전술한 바와 같이 배터리(150A)의 상태를 확인하고, 배터리 상태신호를 생성하는 것 외에, 배터리(150A)의 상태에 기초하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 가령 제어부(110A)는 배터리(150A)에 포함된 하나 이상의 배터리 셀에 대해 과충전 보호 기능, 과방전 보호 기능, 과전류 보호 기능, 과전압 보호 기능, 과열 보호 기능, 셀 밸런싱(cell balancing) 기능 등을 수행할 수 있다.
따라서 제어부(110A)는 가령 BMS(Battery Management System)를 포함하거나, BMS 그 자체일 수 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 저항부(130A)는 하나 이상의 저항을 포함할 수 있다. 이 때 저항부(130A)의 하나 이상의 저항은 후술하는 스위치부(120A)에 의해 기준노드(Node)와 전기적으로 연결될 수 있다.
한편 본 발명에서 기준노드는 그 전압이 특정 전압으로 일정한 노드를 의미할 수 있다. 가령 기준노드는 도 2에 도시된 바와 같이 접지(GND)를 의미할 수 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2를 더 참조하면, 저항부(130A)의 하나 이상의 저항들은 연결부(140D)와 스위치부(120D) 사이에서 병렬로 연결될 수 있다. 이 때 각각의 저항의 저항값의 크기는 도시된 바와 같이 모두 상이할 수도 있고, 도시된 바와 다르게 일부가 동일할 수도 있고, 전부가 동일할 수도 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스위치부(120A)는 제어부(110A)가 생성한 배터리 상태신호에 기초하여 저항부와 기준노드의 전기적 연결을 단속(斷續)할 수 있다.
이를 위하여, 스위치부(120A)는 전술한 저항부(130A)의 하나 이상의 저항 각각과 기준노드와의 전기적 연결을 단속하는 하나 이상의 스위치를 포함할 수 있다.
이때 각각의 스위치는 제어부(110A)가 생성한 배터리 상태신호에 따라 하나 이상의 저항 각각과 기준노드와의 전기적 연결을 단속하는 전자적 스위치 일 수 있다. 가령 스위치는 FET(Field Effect Transistor), BJT(Bipolar Junction Transistor), IGBT(Insulated Gate Bipolar mode Transistor) 및 릴레이(Relay)중 어느 하나일 수 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연결부(140A)는 배터리 팩(100A)과 외부장치(미도시)를 연결할 수 있다. 보다 상세히, 연결부(140A)는 저항부(130A)와 외부장치(미도시)를 전기적으로 연결할 수 있다.
전술한 바와 같이 저항부(130A)의 일단은 스위치부(120A)에 의하여 기준노드와 전기적으로 연결될 수 있고, 저항부(130A)의 타단은 연결부(140A)에 의하여, 연결부(140A)에 연결된 외부장치(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다.
한편 외부장치(미도시)는 배터리 팩(100A)과 연결되는 다양한 장치를 의미할 수 있다. 가령 외부장치(미도시)는 배터리 팩(100A)을 충전하기 위한 충전장치일 수 있다. 또한 외부장치(미도시)는 배터리 팩(100A)으로부터 전력을 공급받아 동작하는 장치일 수도 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리(150A)는 하나 이상의 배터리 셀(Battery Cell)을 포함할 수 있다. 이 때 배터리 셀은 예컨대 리튬-이온 전지(lithium ion battery), 리튬 폴리머 전지(lithium polymer battery) 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편 하나 이상의 배터리 셀은 배터리 셀들 상호 간에 직렬로 연결되거나, 병렬로 연결되거나, 또는 직렬과 병렬의 조합으로 연결될 수 있다. 배터리(150A)에 포함되는 배터리 셀의 개수 및 연결 방식은 요구되는 출력 전압 및 전력 저장 용량에 따라서 결정될 수 있다.
도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(100B)을 도시한다.
도 1b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(100B)은 제어부(110B), 스위치부(120B), 저항부(130B), 연결부(140B) 및 배터리(150B)외에 감지부(160B)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 감지부(160B)는 배터리(150B)의 상태를 감지할 수 있는 다양한 수단을 포함할 수 있다. 가령, 감지부(160B)는 배터리(150B)의 온도를 감지하는 온도감지수단을 포함할 수 있다. 물론 감지부(160B)는 전술한 온도감지수단 외에도, 전압 감지 수단, 전류 감지 수단 및 진동 감지 수단과 같이 다양한 감지수단을 더 포함할 수 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
한편 전술한 제어부(110B)는 감지부(160B)가 감지한 배터리(150B)의 상태에 기초하여 배터리 상태신호를 생성할 수 있다. 가령 감지부(160B)가 전술한 바와 같이 온도감지수단을 포함하는 경우, 제어부(110B)는 배터리(150B)의 온도에 기초하여 배터리 상태신호를 생성할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여 감지부(160B)가 전술한 바와 같이 온도감지수단을 포함하는 것을 전제로 설명하지만, 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
한편 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(100B)의 제어부(110B), 스위치부(120B), 저항부(130B), 연결부(140B) 및 배터리(150B)는 전술한 실시예의 배터리 팩(100A)의 각 구성과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(100C)을 도시한다.
도 1c를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(100C)은 제어부(110C), 스위치부(120C), 저항부(130C), 연결부(140C) 및 배터리(150C)외에 서지 제거부(170C)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 서지 제거부(170C)는 연결부(140C)와 저항부(130C)의 연결선로 상의 서지(Surge)를 제거할 수 있다. 전술한 바와 같이 연결부(140C)에는 외부장치(미도시)가 연결될 수 있다. 서지 제거부(170C)는 이러한 외부장치(미도시)와 연결부(140C)의 연결에서 있어서 서지가 발생하는 경우 발생된 서지를 제거할 수 있다.
한편 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(100C)의 제어부(110C), 스위치부(120C), 저항부(130C), 연결부(140C) 및 배터리(150C)는 전술한 실시예의 배터리 팩(100A, 100B)의 각 구성과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(100D)을 도시한다.
도 1d를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(100D)은 제어부(110D), 스위치부(120D), 저항부(130D), 연결부(140D) 및 배터리(150D)외에 감지부(160D) 및 서지 제거부(170D)를 더 포함할 수 있다.
한편 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(100D)의 제어부(110D), 스위치부(120D), 저항부(130D), 연결부(140D), 배터리(150D), 감지부(160D) 및 서지 제거부(170D)는 전술한 실시예의 배터리 팩(100A, 100B, 100C)의 각 구성과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 도 1d에 도시된 배터리 팩(100D)의 일부를 회로로 구현한 예시이다.
도 2를 참조하면, 배터리 팩(100D)은 전술한 바와 같이 제어부(110D), 스위치부(120D), 저항부(130D), 연결부(140D) 및 서지 제거부(170D)를 포함할 수 있다. 물론 배터리 팩(100D)은 배터리(150D) 및 감지부(160D) 도 포함할 수 있지만, 도 2에는 도시되지 않았다.
전술한 가정과 같이, 감지부(160D)가 온도감지수단을 포함하는 경우 제어부(110D)는 연결부(140D)로부터 기준노드(GND) 사이의 임피던스가 감지부(160D)가 감지한 배터리(150D)의 온도에 대응되도록 배터리 상태신호를 생성할 수 있다.
도 3은 배터리(150D)의 온도에 따른 동작 스위치를 도시한다.
먼저, 설명의 편의를 위하여 연결부(140D)에는 배터리 팩(100D)을 충전하기 위한 충전장치(미도시)가 연결되었다고 가정한다.
도 3에 도시된 바에 따르면 배터리(150D)의 온도가 -15도인 경우, 배터리(150D)의 상태가 충전에 적합하지 않은 경우에 해당하므로, 배터리 팩(100D)의 충전은 이루어 지지 않아야 한다.
이를 위하여 감지부(160D)는 배터리 팩(100D)의 온도인 -15도를 감지하고, 제어부(110D)는 연결부(140D)로부터 기준노드(GND) 사이의 임피던스가 감지부(160D)가 감지한 배터리(150D)의 온도에 대응되도록 배터리 상태신호를 생성할 수 있다. 보다 상세히, -15도에 대응되는 임피던스는 62k 이므로, 제어부(110D)가 생성한 배터리 상태신호는 저항(R36)과 기준노드(GND)를 연결하는 스위치(Q16)를 턴온(Turn on) 시키고, 나머지 스위치(Q10, Q18, Q9)를 턴 오프(Turn off)시키는 신호일 수 있다.
한편 각 온도에 대응되는 임피던스는 해당 온도에서의 감지부(160D)의 임피던스와 대응될 수 있다. 즉 -15도에 대응되는 임피던스 62k는, -15도에서 감지부(160D)의 임피던스 값일 수 있다.
종래기술에 따르면, 제어부(110D)가 배터리(150D)의 온도를 파악 하기 위한 감지부(160D)와 외부장치(가령 충전기(미도시))가 배터리(150D)의 온도를 파악 하기 위한 감지부(미도시)가 별도로 구비되었다.
즉 배터리 팩(100D)의 운용에 있어서 배터리(150D)의 온도는 중요한 요소이므로, 제어부(110D)와 충전기(미도시)는 각각의 감지수단을 통하여 배터리(150D)의 온도를 검출하였다.
그러나 이와 같은 구성은 동일한 역할을 수행하는 감지부를 중복하여 배치해야 하는 불합리한 측면이 있었으며, 특히 감지부의 높은 단가로 인해 배터리 팩(100D)의 제조 단가를 상승시킬 뿐만 아니라, 배터리 팩(100D)의 조립성이 떨어지는 문제점이 있었다.
그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100D)에 따르면, 한 개의 감지부(160D)를 사용하여도 종래와 동일한 기능을 유지할 수 있고, 이로써 배터리 팩(100D)의 제조 단가를 낮춤과 동시에 배터리 팩(100D)의 조립성을 향상시킬 수 있다.
특히 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100D)은 단가가 저렴한 저항과 스위치를 사용하여 배터리 팩(100D)의 제조 단가를 획기적으로 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 임피던스로 온도를 반환하는 감지부(160D)의 특성을 저항부(130D)로 구현하여 종래 외부장치(미도시)와의 호환성을 향상시킬 수 있다.
다른 예시로, 배터리(150D)의 온도가 5도인 경우 배터리(150D)는 2A로 충전이 가능한 상태에 해당한다.
이러한 경우 제어부(110D)는 연결부(140D)로부터 기준노드(GND) 사이의 임피던스가 감지부(160D)가 감지한 배터리(150D)의 온도에 대응되도록 배터리 상태신호를 생성할 수 있다. 즉 배터리(150D)의 온도가 5도인 경우 제어부(110D)가 생성한 배터리 상태신호는 저항(R34)과 기준노드(GND)를 연결하는 스위치(Q10)를 턴온(Turn on) 시키고, 나머지 스위치(Q16, Q18, Q9)를 턴 오프(Turn off) 시키는 신호일 수 있다. 이로써 연결부(140D)로부터 기 기준노드(GND) 사이의 임피던스는 해당 온도에서의 감지부(160D)의 임피던스의 범위인 13.28k 내지 21.35k에 속하는 14k가 될 수 있다.
한편 제어부(110D)는 배터리 팩(100D)이 외부장치(가령 충전장치)와 연결된 경우에만 상술한 배터리 상태신호를 생성할 수 있다.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 상태신호를 도시한다.
도 1 내지 도 3에서 설명한 실시예들에서, 배터리 상태신호는 특정 상태(가령 특정 온도)에 대응되는 하나의 레벨(가령 임피던스)을 포함하는 정적인 신호였다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 상태신호는 하나 이상의 레벨(Level)이 시계열적으로 배열된 웨이브(Wave)일 수 있다. 이 때 각 레벨은 임피던스값을 의미할 수 있다. 바꾸어 말하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 상태신호는 도 4b에 도시된 바와 같이 특정 상태(가령 특정 온도)에 대응되는 웨이브폼(Waveform)일 수 있다.
이와 같은 웨이브폼들은 도 4a에 도시된 바와 같이 일정한 주기(T)에 따라 연속적으로 배열되어 연결부(140D)에 연결된 외부장치에 배터리 팩(100D)의 정보를 전달할 수 있다.
한편 도 4a 내지 도 4b에서는 배터리 팩의 상태로써 '온도'를 예시적으로 설명하지만, 본 발명의 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100D)에 의해 수행되는 배터리 팩(100D)의 데이터 송신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 감지부(160D)는 배터리(150D)의 상태를 감지할 수 있다.(S51) 가령, 감지부(160D)는 배터리(150D)의 온도를 감지하는 온도감지수단을 포함할 수 있다. 물론 감지부(160D)는 전술한 온도감지수단 외에도, 전압 감지 수단, 전류 감지 수단 및 진동 감지 수단과 같이 다양한 감지수단을 더 포함할 수 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110D)는 배터리(150D)의 상태를 확인하고, 배터리(150D)의 상태에 대응되는 배터리 상태신호를 생성할 수 있다.(S52) 가령 제어부(110D)는 전술한 감지부(160D)가 감지한 배터리(150D)의 상태에 기초하여 배터리 상태신호를 생성할 수 있다.
일 예로 감지부(160D)가 배터리(150D)의 온도를 감지하는 온도감지수단을 포함하는 경우, 제어부(110D)는 연결부(140D)로부터 기준노드 사이의 임피던스가 감지부(160D)가 감지한 배터리(150)의 온도에 대응되도록 배터리 상태신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스위치부(120D)는 제어부(110D)가 생성한 배터리 상태신호에 기초하여 저항부(130D)와 기준노드의 전기적 연결을 단속할 수 있다.(S53)
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 수 있다. 그러므로 상기 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.
100A, 100B, 100C, 100D: 배터리 팩
110A, 110B, 110C, 110D: 제어부
120A, 120B, 120C, 120D: 스위치부
130A, 130B, 130C, 130D: 저항부
140A, 140B, 140C, 140D: 연결부
150A, 150B, 145C, 150D: 배터리
160B, 160D: 감지부
170C, 170D: 서지 제거부

Claims (15)

  1. 하나 이상의 배터리 셀을 포함하는 배터리;
    상기 배터리의 상태를 확인하고, 상기 배터리의 상태에 대응되는 배터리 상태신호를 생성하는 제어부;
    상기 배터리 상태신호에 기초하여 동작하는 스위치부에 의해 기준노드(Node)와 전기적으로 연결되는 저항부; 및
    상기 배터리 상태신호에 기초하여 상기 저항부와 상기 기준노드의 전기적 연결을 단속(斷續)하는 스위치부;를 포함하는, 배터리 팩.
  2. 제1 항에 있어서
    상기 저항부는
    하나 이상의 저항을 포함하고,
    상기 스위치부는
    상기 하나 이상의 저항 각각의 상기 기준노드와의 전기적 연결을 단속하는 하나 이상의 스위치를 포함하는, 배터리 팩.
  3. 제2 항에 있어서
    상기 배터리 상태신호는
    하나 이상의 레벨(Level)이 시계열적으로 배열된 웨이브(Wave)이고,
    상기 스위치부는
    상기 배터리 상태신호에 기초하여, 상기 하나 이상의 레벨 각각에 대응되는 저항과 상기 기준노드의 전기적 연결을 단속하는, 배터리 팩.
  4. 제1 항에 있어서
    상기 배터리 팩은
    상기 배터리의 상태를 감지하는 감지부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 감지부가 감지한 상기 배터리의 상태에 기초하여 상기 배터리 상태신호를 생성하는, 배터리 팩.
  5. 제4 항에 있어서
    상기 감지부는
    상기 배터리의 온도를 감지하는 온도감지수단을 포함하고,
    상기 배터리 팩은
    상기 저항부와 외부장치를 연결하는 연결부;를 더 포함하는, 배터리 팩.
  6. 제5 항에 있어서
    상기 제어부는
    상기 연결부로부터 상기 기준노드 사이의 임피던스가 상기 감지부가 감지한 상기 배터리의 온도에 대응되도록 상기 배터리 상태신호를 생성하는, 배터리 팩.
  7. 제5 항에 있어서
    상기 배터리 팩은
    상기 연결부와 상기 저항부의 연결선로의 서지(Surge)를 제거하는 서지 제거부;를 더 포함하는, 배터리 팩.
  8. 제1 항에 있어서
    상기 배터리의 상태는,
    상기 배터리의 온도, 상기 배터리의 전압, 상기 배터리의 충전 전류, 상기 배터리의 방전 전류, 상기 배터리의 잔량, 상기 배터리의 충전 사이클 수 및 상기 배터리의 식별정보 중 적어도 하나를 포함하는, 배터리 팩.
  9. 제1 항에 있어서
    상기 제어부는
    상기 배터리 팩이 상기 배터리 팩의 충전장치와 연결된 경우에만 상기 배터리 상태신호를 생성하는, 배터리 팩.
  10. 배터리를 포함하는 배터리 팩의 데이터 송신 방법에 있어서,
    제어부가 상기 배터리의 상태를 확인하고, 상기 배터리의 상태에 대응되는 배터리 상태신호를 생성하는 단계; 및
    스위치부가 상기 배터리 상태신호에 기초하여 저항부와 기준노드의 전기적 연결을 단속(斷續)하는 단계;를 포함하고,
    상기 저항부는
    하나 이상의 저항을 포함하고,
    상기 스위치부는
    상기 하나 이상의 저항 각각의 상기 기준노드와의 전기적 연결을 단속하는 하나 이상의 스위치를 포함하는, 배터리 팩의 데이터 송신 방법.
  11. 제10 항에 있어서
    상기 배터리 상태신호는
    하나 이상의 레벨(Level)이 시계열적으로 배열된 웨이브(Wave)이고,
    상기 기준노드의 전기적 연결을 단속하는 단계는
    상기 배터리 상태신호에 기초하여, 상기 하나 이상의 레벨 각각에 대응되는 저항과 상기 기준노드의 전기적 연결을 단속하는, 배터리 팩의 데이터 송신 방법.
  12. 제10 항에 있어서
    상기 상태신호를 생성하는 단계 이전에,
    감지부가 상기 배터리의 상태를 감지하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 상태신호를 생성하는 단계는
    상기 감지부가 감지한 상기 배터리의 상태에 기초하여 상기 배터리 상태신호를 생성하는, 배터리 팩의 데이터 송신 방법.
  13. 제12 항에 있어서
    상기 감지부는
    상기 배터리의 온도를 감지하는 온도감지수단을 포함하는, 배터리 팩의 데이터 송신 방법.
  14. 제13 항에 있어서
    상기 상태신호를 생성하는 단계는
    연결부로부터 상기 기준노드 사이의 임피던스가 상기 감지부가 감지한 상기 배터리의 온도에 대응되도록 상기 배터리 상태신호를 생성하고,
    상기 연결부는
    상기 저항부와 외부장치를 연결하는, 배터리 팩의 데이터 송신 방법.
  15. 제10 항에 있어서
    상기 상태신호를 생성하는 단계는
    상기 배터리 팩이 상기 배터리 팩의 충전장치와 연결된 경우에만 상기 배터리 상태신호를 생성하는, 배터리 팩의 데이터 송신 방법.
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