(57)【要約】  本発明による過放電防止装置は、バッテリーセルと出力端子とを電気的に連結する第１放電経路上に位置する第１スイッチと、前記第１放電経路に位置し、一端及び他端が各々前記第１スイッチの他端及び前記出力端子に電気的に連結された第２スイッチと、前記第１スイッチと前記第２スイッチとの間に位置する第１ノードと、前記第２スイッチと前記出力端子との間に位置する第２ノードとを電気的に連結する第２放電経路上に位置し、一端が前記第１ノードに電気的に連結された電流制限抵抗と、前記第２放電経路上に位置し、一端及び他端が各々前記電流制限抵抗の他端及び前記第２ノードに電気的に連結された第３スイッチと、前記バッテリーセルの最小駆動電圧、前記電流制限抵抗による第１降下電圧及び前記バッテリーセルの内部抵抗による第２降下電圧のうち一つ以上を用いて基準電圧を設定し、前記基準電圧に基づいて前記第１スイッチ、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチの動作状態を制御するように構成されたプロセッサと、を含み得る。
2020523970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーセルと出力端子とを電気的に連結する第１放電経路上に位置する第１スイッチと、
前記第１放電経路に位置し、一端及び他端が各々前記第１スイッチの他端及び前記出力端子に電気的に連結された第２スイッチと、
前記第１スイッチと前記第２スイッチとの間に位置する第１ノードと、前記第２スイッチと前記出力端子との間に位置する第２ノードとを電気的に連結する第２放電経路上に位置し、一端が前記第１ノードに電気的に連結された電流制限抵抗と、
前記第２放電経路上に位置し、一端及び他端が各々前記電流制限抵抗の他端及び前記第２ノードに電気的に連結された第３スイッチと、
前記バッテリーセルの最小駆動電圧、前記電流制限抵抗による第１降下電圧及び前記バッテリーセルの内部抵抗による第２降下電圧のうち一つ以上を用いて基準電圧を設定し、前記基準電圧に基づいて前記第１スイッチ、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチの動作状態を制御するように構成されたプロセッサと、
を含む、過放電防止装置。
【請求項２】
前記プロセッサは、
温度による前記電流制限抵抗の可変抵抗値及び前記バッテリーセルの放電電流を用いて前記第１降下電圧を算出するように構成された請求項１に記載の過放電防止装置。
【請求項３】
前記プロセッサは、
温度による前記バッテリーセルの内部抵抗値及び前記バッテリーセルの放電電流を用いて前記第２降下電圧を算出するように構成された請求項１又は２に記載の過放電防止装置。
【請求項４】
前記プロセッサは、
下記の数式を用いて前記基準電圧を算出するように構成された請求項１〜３のいずれか一項に記載の過放電防止装置。
【数１】
2020523970.tif 000005
ここで、Ｖｒｅｆは前記基準電圧、Ｖｍｉｎは前記バッテリーセルの最小駆動電圧、Ｉｏは前記バッテリーセルの放電電流、Ｒｖは温度による前記電流制限抵抗の可変抵抗値、Ｒｉは温度による前記バッテリーセルの内部抵抗値である。
【請求項５】
前記プロセッサは、
出力要請信号が受信されれば、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの動作状態をターンオン状態に制御し、前記第３スイッチの動作状態をターンオフに制御するように構成された請求項１〜４のいずれか一項に記載の過放電防止装置。
【請求項６】
前記プロセッサは、
前記バッテリーセルのセル電圧と前記基準電圧とを比較して、前記比較の結果に応じて前記第１スイッチ、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチの動作状態を制御するように構成された請求項５に記載の過放電防止装置。
【請求項７】
前記プロセッサは、
前記バッテリーセルのセル電圧が前記基準電圧以下であれば、前記第１スイッチ及び前記第３スイッチの動作状態をターンオン状態に制御し、前記第２スイッチの動作状態をターンオフに制御するように構成された請求項６に記載の過放電防止装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の過放電防止装置を含む、バッテリーパック。
【請求項９】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の過放電防止装置を含む、電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過放電防止装置に関し、より詳しくは、バッテリーの出力を徐々に減少させて過放電を防止する過放電防止装置に関する。
【０００２】
本出願は、２０１８年３月１２日出願の韓国特許出願第１０−２０１８−００２８６１９号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
最近、ノートブックＰＣ、ビデオカメラ、携帯電話などのような携帯用電子製品の需要が急増し、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化するにつれ、反復的な充放電の可能な高性能二次電池についての研究が活発に進行しつつある。
【０００４】
現在、商用化した二次電池としては、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウム二次電池などがあり、このうち、リチウム二次電池は、ニッケル系の二次電池に比べてメモリ効果がほとんど起こらず、充放電が自由で、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。
【０００５】
一方、このような二次電池は、単一の二次電池として使用される場合もあるが、高電圧及び／または大容量の電力貯蔵装置を提供するために複数の二次電池を直列及び／または並列に連結して使用される場合が多く、内部の二次電池の充放電動作を全般的に制御するバッテリー管理装置が含まれたバッテリーパックの形態で使用されている。
【０００６】
このようなバッテリーパックに使われるバッテリー管理装置は、温度センサ、電流センサ、電圧センサなどを用いてバッテリーの状態をモニターし、当該モニタリング結果を用いて充電状態（ＳＯＣ）、劣化状態（ＳＯＨ）を推定するか、バッテリーセル間の電圧をバランシングするか、または、過充電、過放電、高電圧、過電流、低温、高温などからバッテリーを保護する機能を果す。
【０００７】
特に、バッテリー管理装置は、バッテリーの電圧が最小動作電圧以下に過放電されることを防止するために保護回路を備え得る。例えば、バッテリー管理装置は、バッテリーの放電経路上にスイッチを備え、バッテリーの電圧が予め設定された最小動作電圧以下に降下する場合、前記スイッチをターンオフしてバッテリーの放電を遮断することで、バッテリーの過放電を防止する。
【０００８】
このような従来のバッテリー管理装置の過放電防止技術は、バッテリーの電圧が最小動作電圧以下に降下する瞬間にバッテリーの出力を遮断するので、バッテリーから電力の供給を受けるシステムの電源が急に消えるという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、バッテリーセルの最小駆動電圧、温度に応じて抵抗値が可変する電流制限抵抗及びバッテリーセルの内部抵抗の各々による降下電圧を用いて基準電圧を設定し、バッテリーセルのセル電圧と基準電圧との比較結果に基づいて電流制限抵抗の通電を制御することで、バッテリーセルの過放電を防止する過放電防止装置を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明の目的は以上で言及した目的に制限されず、言及されていない本発明の他の目的及び長所は下記の説明によって理解され得、本発明の実施例によってより明らかに理解されるだろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示した手段及びその組合せによって実現できる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を達成するため、本発明による過放電防止装置は、バッテリーセルと出力端子とを電気的に連結する第１放電経路上に位置する第１スイッチと、前記第１放電経路に位置し、一端及び他端が各々前記第１スイッチの他端及び前記出力端子に電気的に連結された第２スイッチと、前記第１スイッチと前記第２スイッチとの間に位置する第１ノードと、前記第２スイッチと前記出力端子との間に位置する第２ノードとを電気的に連結する第２放電経路上に位置し、一端が前記第１ノードに電気的に連結された電流制限抵抗と、前記第２放電経路上に位置し、一端及び他端が各々前記電流制限抵抗の他端及び前記第２ノードに電気的に連結された第３スイッチと、前記バッテリーセルの最小駆動電圧、前記電流制限抵抗による第１降下電圧及び前記バッテリーセルの内部抵抗による第２降下電圧のうち一つ以上を用いて基準電圧を設定し、前記基準電圧に基づいて前記第１スイッチ、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチの動作状態を制御するように構成されたプロセッサと、を含み得る。
【００１２】
望ましくは、前記プロセッサは、温度による前記電流制限抵抗の可変抵抗値及び前記バッテリーセルの放電電流を用いて前記第１降下電圧を算出するように構成され得る。
【００１３】
望ましくは、前記プロセッサは、温度による前記バッテリーセルの内部抵抗値及び前記バッテリーセルの放電電流を用いて前記第２降下電圧を算出するように構成され得る。
【００１４】
望ましくは、前記プロセッサは、下記の数式を用いて前記基準電圧を算出するように構成され得る。
【００１５】
【数１】
2020523970.tif 000003
【００１６】
ここで、Ｖｒｅｆは前記基準電圧、Ｖｍｉｎは前記バッテリーセルの最小駆動電圧、Ｉｏは前記バッテリーセルの放電電流、Ｒｖは温度による前記電流制限抵抗の可変抵抗値、Ｒｉは温度による前記バッテリーセルの内部抵抗値である。
【００１７】
望ましくは、前記プロセッサは、出力要請信号が受信されれば、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの動作状態をターンオン状態に制御し、前記第３スイッチの動作状態をターンオフに制御するように構成され得る。
【００１８】
望ましくは、前記プロセッサは、前記バッテリーセルのセル電圧と前記基準電圧とを比較して、前記比較結果に応じて前記第１スイッチ、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチの動作状態を制御するように構成され得る。
【００１９】
望ましくは、前記プロセッサは、前記バッテリーセルのセル電圧が前記基準電圧以下であれば、前記第１スイッチ及び前記第３スイッチの動作状態をターンオン状態に制御し、前記第２スイッチの動作状態をターンオフに制御するように構成され得る。
【００２０】
本発明によるバッテリー管理装置は、前記過放電防止装置を含み得る。
【００２１】
本発明によるバッテリーパックは、前記過放電防止装置を含み得る。
【００２２】
本発明による電子装置は、前記過放電防止装置を含み得る。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、バッテリーセルの最小駆動電圧、温度に応じて抵抗値が可変する電流制限抵抗及びバッテリーセルの内部抵抗の各々による降下電圧を用いて基準電圧を設定し、バッテリーセルのセル電圧と基準電圧との比較結果に基づいて電流制限抵抗に流れる電流の流れを制御することで、バッテリーセルの過放電を防止し、バッテリーセルの出力を徐々に減少させて負荷に供給される電力が一度に遮断される現象を防止することができる。
【００２４】
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施例による過放電防止装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施例による過放電防止装置、バッテリーパック及び負荷の連結構成を概略的に示す図である。
【図３】本発明の一実施例による過放電防止装置のプロセッサが出力要請信号を受信する場合におけるスイッチ制御の一例を示した図である。
【図４】本発明の一実施例による過放電防止装置のプロセッサが過放電を防止するためのスイッチ制御の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。
【００２７】
したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
【００２８】
また、本発明に関連する公知の機能または構成についての具体的な説明が、本発明の要旨をぼやかすと判断される場合、その説明を省略する。
【００２９】
第１、第２などのように序数を含む用語は、多様な構成要素のうちいずれか一つを残りと区別する目的として使用され、このような用語によって構成要素が限定されることではない。
【００３０】
なお、明細書の全体にかけて、ある部分が、ある構成要素を「含む」とするとき、これは特に反する記載がない限り、他の構成要素を除くことではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。また、明細書に記載の「制御ユニット」のような用語は、少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を示し、これはハードウェアやソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの結合せにより具現され得る。
【００３１】
さらに、明細書の全体に亘って、ある部分が他の部分と「連結（連結）」されているとするとき、これは、「直接的に連結（連結）」されている場合のみならず、その中間に他の素子を介して「間接的に連結（連結）」されている場合も含む。
【００３２】
図１は、本発明の一実施例による過放電防止装置の構成を示す図であり、図２は、本発明の一実施例による過放電防止装置、バッテリーパック及び負荷の連結構成を概略的に示す図である。
【００３３】
まず、図１及び図２を参照すれば、本発明の一実施例による過放電防止装置１００は、バッテリーパックを備える電子装置に含まれ、バッテリーパックに備えられたバッテリーセルＢと連結され、バッテリーセルＢの過放電を防止できる。
【００３４】
一方、本発明の一実施例による過放電防止装置１００は、バッテリーパックに備えられたバッテリー管理装置ＢＭＳに含まれてもよい。
【００３５】
前記過放電防止装置１００は、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、電流制限抵抗Ｒｐｔｃ、第３スイッチＳＷ３、センシング部１１０、メモリ部１２０、プロセッサ１３０及び通知部１４０を含み得る。
【００３６】
前記バッテリーパックは、電極反応抵抗度の変化が診断される最小単位の電池として、電気的に直列及び／または並列に連結された複数のバッテリーセルＢを含む。勿論、前記バッテリーパックが一つの単位セルのみを含む場合も本発明の範疇に含まれる。
【００３７】
前記バッテリーセルＢは、反復的な充放電が可能であれば、その種類は特に制限されず、一例としてパウチタイプからなるリチウムポリマーバッテリーであり得る。
【００３８】
前記バッテリーセルＢは、出力端子Ｐａｃｋ＋、Ｐａｃｋ−を介して多様な電子装置に電気的に結合し得る。前記電子装置は、電力を用いて走行する走行装置であり得、一例として、電気自動車、ハイブリッド自動車、ドローンのような無人飛行体、電力グリッドに含まれた大容量の電力貯蔵装置（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｓｙｓｔｅｍ，ＥＳＳ）、またはモバイルデバイスであり得る。
【００３９】
これによって、前記バッテリーセルＢは、電子装置に備えられた負荷Ｌに電力を供給するために出力端子Ｐａｃｋ＋、Ｐａｃｋ−に電力を出力できる。
【００４０】
例えば、前記バッテリーセルＢと連結された電子装置がドローンである場合、前記バッテリーセルＢは、出力端子Ｐａｃｋ＋、Ｐａｃｋ−に電力を出力することで、ドローンに備えられた負荷Ｌであるモーターに電力を供給できる。
【００４１】
一方、前記第１スイッチＳＷ１は、バッテリーセルＢと出力端子Ｐａｃｋ＋、Ｐａｃｋ−とを電気的に連結する第１放電経路Ｌ１上に位置し得る。
【００４２】
前記第１スイッチＳＷ１は、バッテリーセルＢから出力される電力を出力端子Ｐａｃｋ＋、Ｐａｃｋ−に出力または遮断し得る。
【００４３】
前記第２スイッチＳＷ２は、前記第１放電経路Ｌ１上に位置し、一端及び他端が各々、前記第１スイッチＳＷ１の他端及び出力端子Ｐａｃｋ＋、Ｐａｃｋ−に電気的に連結され得る。
【００４４】
即ち、バッテリーセルＢと出力端子Ｐａｃｋ＋、Ｐａｃｋ−とを電気的に連結する第１放電経路Ｌ１上には、前記第１スイッチＳＷ１が前記第２スイッチＳＷ２よりもバッテリーセルＢに近接して位置し、前記第２スイッチＳＷ２が、前記第１スイッチＳＷ１よりも出力端子Ｐａｃｋ＋、Ｐａｃｋ−に近接して位置し得る。
【００４５】
一方、前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃは、前記第１スイッチＳＷ１と前記第２スイッチＳＷ２との間に位置する第１ノードＮ１と、前記第２スイッチＳＷ２と前記出力端子Ｐａｃｋ＋、Ｐａｃｋ−との間に位置する第２ノードＮ２と、を電気的に連結する第２放電経路Ｌ２上に位置し、一端が第１ノードＮ１に電気的に連結され得る。
【００４６】
前記第３スイッチＳＷ３は、前記第２放電経路Ｌ２上に位置し、一端及び他端が各々、前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃの他端及び第２ノードＮ２に電気的に連結され得る。
【００４７】
即ち、第１ノードＮ１と第２ノードＮ２とを電気的に連結する第２放電経路Ｌ２上には、前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃが前記第３スイッチＳＷ３よりも第１ノードＮ１に近接して位置し、前記第３スイッチＳＷ３が、前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃよりも第２ノードＮ２に近接して位置し得る。
【００４８】
これによって、前記第１スイッチＳＷ１の動作状態がターンオフに制御される場合、前記第２スイッチＳＷ２及び前記第３スイッチＳＷ３の動作状態に関係なくバッテリーセルＢから出力端子Ｐａｃｋ＋、Ｐａｃｋ−に出力される電力が遮断できる。
【００４９】
前記第１スイッチＳＷ１の動作状態がターンオンに制御され、前記第２スイッチＳＷ２の動作状態がターンオフに制御され、前記第３スイッチＳＷ３の動作状態がターンオンに制御される場合、バッテリーセルＢから出力される電力は、第２放電経路Ｌ２を通して出力端子Ｐａｃｋ＋、Ｐａｃｋ−に出力できる。
【００５０】
前記第１スイッチＳＷ１の動作状態がターンオンに制御され、前記第２スイッチＳＷ２の動作状態がターンオンに制御される場合、前記第３スイッチＳＷ３の動作状態に関わらず、バッテリーセルＢから出力される電力は、第１放電経路Ｌ１を通して出力端子Ｐａｃｋ＋、Ｐａｃｋ−に出力され得る。
【００５１】
一方、前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃは、臨界温度に到達すれば、可変抵抗値が急激に増加するＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子であり得る。これによって、臨界温度に到達するまで前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃに電流が流れる場合、第２放電経路Ｌ２に流れる電流は遮断できる。即ち、前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃに一定時間の電流が流れる場合、バッテリーセルＢから第２放電経路Ｌ２を通して出力される電力は遮断され得る。
【００５２】
前記センシング部１１０は、プロセッサ１３０が後述する基準電圧を設定するのに用いられる測定データを測定し得る。
【００５３】
このために、前記センシング部１１０は、予め設定された周期ごとにバッテリーセルＢの両端に印加されるセル電圧、バッテリーセルＢから第１放電経路Ｌ１へ流れるバッテリーセルＢの放電電流、バッテリーセルＢの温度、前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃの周辺温度を示す測定信号をプロセッサ１３０に提供できる。
【００５４】
前記センシング部１１０は、バッテリーセルＢの両端に印加されるバッテリー電圧を測定するように構成された電圧センサを含み得る。また、前記センシング部１１０は、バッテリーセルＢから第１放電経路Ｌ１へ流れるバッテリーセルＢの放電電流を測定するように構成された電流センサをさらに含む。また、前記センシング部１１０は、バッテリーセルＢの温度、前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃの周辺温度を測定するように構成された温度センサをさらに含む。
【００５５】
前記プロセッサ１３０は、前記センシング部１１０から測定信号が受信されれば、信号処理によって、セル電圧、放電電流、バッテリーセルＢの温度、前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃの周辺温度の各々のデジタル値を決定し、前記メモリ部１２０に保存し得る。
【００５６】
前記メモリ部１２０は、半導体メモリ素子であって、前記プロセッサ１３０によって生成されるデータを記録、消去、更新し、バッテリーセルＢの亀裂有無を診断するために設けられた複数のプログラムコードを保存する。また、前記メモリ部１２０は、本発明を実施するときに使用される予め決定された各種パラメーターの事前設定値を保存し得る。
【００５７】
前記メモリ部１２０は、データを、記録、消去、更新可能であると知られた半導体メモリ素子であれば、その種類は特に制限されない。一例として、前記メモリ部１２０は、ＤＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、レジスターなどであり得る。前記メモリ部１２０は、前記プロセッサ１３０の制御ロジックを定義したプログラムコードを保存している保存媒体をさらに含み得る。前記保存媒体は、フラッシュメモリやハードディスクのような不活性記憶素子を含む。前記メモリ部１２０は、プロセッサ１３０と物理的に分離していてもよく、前記プロセッサ１３０と一体で統合していてもよい。
【００５８】
まず、前記プロセッサ１３０がバッテリーセルＢの電力を電子装置の負荷Ｌに出力するための出力要請信号を受信する場合について説明する。
【００５９】
図３は、本発明の一実施例による過放電防止装置のプロセッサが出力要請信号を受信する場合におけるスイッチ制御の一例を示す図である。
【００６０】
前記プロセッサ１３０は、出力要請信号が受信されれば、前記第１スイッチＳＷ１及び前記第２スイッチＳＷ２の動作状態をターンオン状態に制御し、前記第３スイッチＳＷ３の動作状態をターンオフ状態に制御し得る。
【００６１】
これによって、バッテリーセルＢから出力された電力を第１放電経路Ｌ１を通して負荷Ｌに出力できる。
【００６２】
その後、前記プロセッサ１３０は、バッテリーセルＢの最小駆動電圧、前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃによる第１降下電圧及びバッテリーセルＢの内部抵抗による第２降下電圧のうち一つ以上を用いて基準電圧を設定し、基準電圧に基づいて前記第１スイッチＳＷ１、前記第２スイッチＳＷ２及び前記第３スイッチＳＷ３の動作状態を制御し得る。
【００６３】
ここで、バッテリーセルＢの最小駆動電圧は、過放電によってバッテリーセルＢが劣化しないように維持すべきバッテリーセルＢの最小限の電圧であり得る。
【００６４】
例えば、バッテリーセルＢの最小駆動電圧は、「３Ｖ」であり得る。
【００６５】
一方、前記プロセッサ１３０は、温度による前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃの可変抵抗値及びバッテリーセルＢの放電電流を用いて前記第１降下電圧を算出できる。即ち、前記プロセッサ１３０は、バッテリーセルＢから出力された電力が、電流制限抵抗Ｒｐｔｃが位置する第２放電経路Ｌ２に流れる場合を仮定して電流制限抵抗Ｒｐｔｃによる降下電圧である第１降下電圧を算出できる。
【００６６】
この際、前記プロセッサ１３０は、前記センシング部１１０から測定された前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃの周辺温度と温度による前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃの可変抵抗値とがマッチングされた第１温度−抵抗値ルックアップテーブルを用いて第１降下電圧を算出し得る。ここで、第１温度−抵抗値ルックアップテーブルは、前記メモリ部１２０に予め保存され得る。
【００６７】
前記プロセッサ１３０は、前記センシング部１１０から測定された前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃの周辺温度に対応する前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃの可変抵抗値を第１温度−抵抗値ルックアップテーブルから読み出し得る。
【００６８】
その後、前記プロセッサ１３０は、読み出された前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃの可変抵抗値とバッテリーセルＢの放電電流とを掛けて第１降下電圧を算出できる。
【００６９】
一方、前記プロセッサ１３０は、バッテリーセルＢの内部抵抗値とバッテリーセルＢの放電電流を用いて前記第２降下電圧を算出し得る。即ち、前記プロセッサ１３０は、バッテリーセルＢと連結された回路の抵抗成分ではなく、温度に応じて変化するバッテリーセルＢの内部抵抗による降下電圧である第２降下電圧を算出できる。
【００７０】
この際、前記プロセッサ１３０は、前記センシング部１１０から測定されたバッテリーセルＢの温度と、温度によるバッテリーセルＢの内部抵抗値とがマッチングされた第２温度−抵抗値ルックアップテーブルを用いて第２降下電圧を算出できる。
【００７１】
前記プロセッサ１３０は、前記センシング部１１０から測定されたバッテリーセルＢの温度に対応するバッテリーセルＢの内部抵抗値を第２温度−抵抗値ルックアップテーブルから読み出し得る。ここで、第２温度−抵抗値ルックアップテーブルは、前記メモリ部１２０に予め保存され得る。
【００７２】
その後、前記プロセッサ１３０は、読み出されたバッテリーセルＢの内部抵抗値とバッテリーセルＢの放電電流とを掛けて第２降下電圧を算出できる。
【００７３】
最終的に、前記プロセッサ１３０は、バッテリーセルＢの最小駆動電圧、第１降下電圧及び第２降下電圧を合算して基準電圧として算出できる。
【００７４】
この際、前記プロセッサ１３０は、下記の数式を用いて基準電圧を算出できる。
【００７５】
【数２】
2020523970.tif 000004
【００７６】
ここで、Ｖｒｅｆは前記基準電圧、Ｖｍｉｎは前記バッテリーセルの最小駆動電圧、Ｉｏは前記バッテリーセルの放電電流、Ｒｖは温度による前記電流制限抵抗の可変抵抗値、Ｒｉは温度による前記バッテリーセルの内部抵抗値である。
【００７７】
前記プロセッサ１３０は、バッテリーセルＢのセル電圧と基準電圧とを比較し、比較結果に応じて、前記第１スイッチＳＷ１、前記第２スイッチＳＷ２及び前記第３スイッチＳＷ３の動作状態を制御し得る。
【００７８】
より具体的に、前記プロセッサ１３０は、バッテリーセルＢのセル電圧が基準電圧以下であれば、前記第１スイッチＳＷ１及び前記第３スイッチＳＷ３の動作状態をターンオン状態に制御し、前記第２スイッチＳＷ２の動作状態をターンオフに制御し得る。
【００７９】
即ち、前記プロセッサ１３０は、バッテリーセルＢのセル電圧が基準電圧以下であれば、第１放電経路Ｌ１を通して出力されていたバッテリーセルＢの電力を第２放電経路Ｌ２に出力し得る。
【００８０】
これによって、前記電流制限抵抗ＲｐｔｃにはバッテリーセルＢの放電電流が流れるようになる。その後、前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃに放電電流が流れ続けることで、電流制限抵抗Ｒｐｔｃの温度が上昇して可変抵抗値が急激に増加する。
【００８１】
最終的に、前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃは、放電電流が流れることによって可変抵抗値が無限大に近い値に増加することで、第２放電経路Ｌ２に流れる放電電流が遮断され、出力端子Ｐａｃｋ＋、Ｐａｃｋ−に出力される電力が徐々に遮断される。
【００８２】
このような本発明の構成によれば、バッテリーセルＢの電圧が最小駆動電圧以下である場合、バッテリーセルＢから負荷Ｌに出力される電力を直ちに遮断することではなく、前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃに放電電流が流れることによって増加する可変抵抗値に反比例して電力が徐々に減少できる。
【００８３】
一方、他の実施例による前記プロセッサ１３０は、バッテリーセルＢの放電電流及び前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃの周辺温度を用いて電力遮断予想時間を推定し得る。
【００８４】
より具体的に、他の実施例による前記プロセッサ１３０は、前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃに流れる最初電流値ごとに前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃの臨界抵抗到達時間がマッピングされた電流−時間ルックアップテーブルを用いて電力遮断予想時間を推定し得る。
【００８５】
ここで、電流−時間ルックアップテーブルは、前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃに電流が流れる場合、当該電流の最初電流値に応じて前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃの可変抵抗値が無限大に近くなる臨界到達時間がマッピングされたルックアップテーブルであり得る。
【００８６】
例えば、前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃに最初に流れる電流の最初電流値が「５Ａ」であり、「５Ａ」の電流が前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃに流れ始めてから「１０秒」後に前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃの可変抵抗値が無限大に近くなった場合、電流−時間ルックアップテーブルには、最初電流値「５Ａ」と、臨界抵抗到達時間「１０秒」とがマッピングされて保存され得る。ここで、電流−時間ルックアップテーブルは、前記メモリ部１２０に保存され得る。
【００８７】
他の実施例による前記プロセッサ１３０は、バッテリーセルＢのセル電圧が基準電圧以下であれば、前記第１スイッチＳＷ１及び前記第３スイッチＳＷ３の動作状態をターンオン状態に制御し、前記第２スイッチＳＷ２の動作状態をターンオフに制御し得る。
【００８８】
その後、他の実施例による前記プロセッサ１３０は、前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃに流れる放電電流の電流値を用いて電流−時間ルックアップテーブルから臨界抵抗到達時間を読み出し得る。
【００８９】
他の実施例による前記プロセッサ１３０は、読み出された臨界抵抗到達時間を電力遮断予想時間として推定し得る。即ち、電力遮断予想時間は、前記プロセッサ１３０が前記電流制限抵抗Ｒｐｔｃに放電電流が流れるように前記第１スイッチＳＷ１、前記第２スイッチＳＷ２及び前記第３スイッチＳＷ３の動作状態を制御した後、バッテリーセルＢの電力が遮断される時点を推定した時間であり得る。
【００９０】
このような本発明の構成によって、バッテリーセルＢの過放電を防止するために負荷Ｌに供給されるバッテリーセルＢの出力が遮断される時間を予め予測することができる。
【００９１】
前記プロセッサ１３０は、多様な制御ロジックを実行するために当業界に知られたＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）、他のチップセット、論理回路、レジスター、通信モデム、データ処理装置などを選択的に含み得る。プロセッサ１３０によって実行可能な多様な制御ロジッグは、少なくとも一つ以上が組み合わせられ、組み合わせられた制御ロジッグは、コンピュータが読出可能なコード体系で作成され、コンピュータが読出可能な記録媒体に収録され得る。記録媒体は、コンピュータに含まれたプロセッサ１３０によってアクセス可能なものであれば、その種類は特に制限されない。一例として、記録媒体は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスター、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、ハードディスク、フロッピーディスク及び光データ記録装置を含む群より選択された少なくとも一つ以上を含む。また、コード体系は、キャリア信号に変調されて特定の時点で通信キャリアに含まれ得、ネットワークによって連結されたコンピュータに分散して保存されて実行され得る。また、組み合わせられた制御ロジッグを具現するための機能的なプログラム、コード及びコードセグメントは、本発明が属する技術分野におけるプログラマーによって容易に推論できる。
【００９２】
前記通知部１４０は、前記プロセッサ１３０から推定された臨界抵抗到達時間の入力を受けて外部に出力し得る。より具体的に、前記通知部１４０は、臨界抵抗到達時間を、記号、数字及びコードのいずれか一つ以上を用いて表示するディスプレイ部及び音で出力するスピーカー装置のうち一つ以上を備え得る。
【００９３】
一方、本発明によるバッテリー管理装置は、上述の過放電防止装置を含み得る。これによって、バッテリー管理装置が管理するバッテリーセルＢの過放電を防止することができる。
【００９４】
なお、本発明による電子装置は、バッテリーセルＢから電力の供給を受け、上述した過放電防止装置を含み得る。
【００９５】
以上で説明した本発明の実施例は、必ずしも装置及び方法を通じて具現されることではなく、本発明の実施例の構成に対応する機能を実現するプログラムまたはそのプログラムが記録された記録媒体を通じて具現され得、このような具現は、本発明が属する技術分野における専門家であれば、前述した実施例の記載から容易に具現できるはずである。
【００９６】
以上、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
【００９７】
また、上述の本発明は、本発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想から脱しない範囲内で多様な置換、変形及び変更が可能であるため、上述の実施例及び添付された図面によって限定されず、多様な変形が行われるように各実施例の全部または一部を選択的に組み合わせて構成可能である。
【符号の説明】
【００９８】
Ｂ    バッテリーセル
Ｌ    負荷
１００    過放電防止装置
１１０    センシング部
１２０    メモリ部
１３０    プロセッサ
１４０    通知部
ＳＷ１    第１スイッチ
ＳＷ２    第２スイッチ
ＳＷ３    第３スイッチ
Ｒｐｔｃ    電流制限抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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