过压保护电路及其控制方法和电池组与流程

过压保护电路及其控制方法和电池组
1.本技术是于2017年5月5日进入中国国家阶段的、pct申请号为pct/kr2015/014356、国际申请日为2015年12月28日、中国申请号为201580060305.4、发明名称为“过压保护电路及其控制方法和电池组”的申请的分案申请。
技术领域
2.本技术要求2015年1月12日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请kr10
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2015
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0004435以及2015年10月29日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请kr10
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2015
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0151388的优先权，其全部内容在此引入以供参考。
3.本发明涉及过压保护电路、控制方法及电池组，更具体地说，本发明涉及能减少额定功耗的过压保护电压及其控制方法和电池组。


背景技术：

4.具有电气特性，诸如根据产品组的高适用性和高能量密度的二次电池通常被应用于由电动驱动源驱动的电动车(ev)、混合电动车(hev)、储能系统等，以及便携式设备。二次电池作为用于提升环保性能和能源效率的新能源受到公众关注，原因在于根据能源使用根本不产生副产品以及显著地减少矿物燃料的主要优点。
5.二次电池可通过包括正负集电器、隔膜、活性材料、电解质等的构成元件之间的电化学反应，重复地充电和放电。被广泛用作示例的锂聚合物二次电池具有约3.7v至4.2v的工作电压。因此，通过串联连接多个单位二次电池单体(cell)，构成电池组，以便获得被应用于电动车等的高输出电池组。
6.除基本结构外，电池组可以被构造成另外包括过压保护电路，使得通过测量电池组的电压，在充电期间防止过压充电，并且当过压情形发生时，截止充电。然而，为了截止充电，由于需要不断地检测电池组的电压，截止电路除了正常地操作没有其他选择，因此，功耗一定大。此外，即使在不使用电池组的情况下，由于截止电路操作，存在电池组快速地放电的问题。


技术实现要素：

7.技术问题
8.本发明的目的是提供能降低自身功耗的过压保护电路。
9.此外，本发明的另一目的是通过降低过压保护电路的功耗，降低整个电池组的额定功耗。
10.技术方案
11.本发明具有下述构造：
12.(1)一种过压保护电路，包括：电压测量单元，用于测量电池的电压；功率控制单元，如果在电压测量单元中测量的电池电压值等于或大于第一预定电压值，功率控制单元供电；以及截止电路单元，如果电池的电压值等于或大于第二预定电压值，截止电路单元接
收从功率控制单元供给的电力并且截止对电池的充电。
13.(2)在部分(1)公开的过压保护电路中，第二电压值可以等于或大于第一电压值。
14.(3)在部分(1)公开的过压保护电路中，电压测量单元和功率控制单元可用集成的功率电路单元来构造。
15.(4)在部分(1)公开的过压保护电路，功率电路单元可以连接在电池和截止电路单元之间。
16.(5)截止电路单元可以被配置为包括用来判断电池电压值是否等于或大于第二电压值的电压比较器。
17.(6)在部分(1)至(5)的任何一个公开的过压保护电路，如果电池电压值小于第一电压值，截止电路单元可以不操作。
18.(7)在部分(1)至(5)公开的过压保护电路，当充电电池时，截止电路单元可以操作。
19.(8)一种电池组，包括：电池；测量电池的电压的电压测量单元；功率控制单元，如果在电压测量单元中测量的电池电压值等于或大于第一预定电压值，功率控制单元供电；以及截止电路单元，如果电池的电压值等于或大于第二预定电压值，截止电路单元接收从功率控制单元供给的电力并且截止对电池的充电。
20.(9)在部分(8)公开的电池组中，第二电压值可以等于或大于第一电压值。
21.(10)在部分(9)公开的电池组中，电压测量单元和功率控制单元可用集成的功率电路单元来构造。
22.(11)在部分(10)公开的电池组中，功率电路单元可以连接在电池和截止电路单元之间。
23.(12)在部分(8)公开的电池组中，截止电路单元可以被配置为包括用来判断电池电压值是否等于或大于第二电压值的电压比较器。
24.(13)在部分(8)至(12)的任何一个部分公开的电池组中，如果电池电压值小于第一电压值，截止电路单元可以不操作。
25.(14)在部分(8)至(12)的任何一个部分公开的电池组中，当充电电池时，截止电路单元可以操作。
26.(15)一种过压保护电路的控制方法，包括：测量电池的电压；判断在测量中测量的电池电压值是否等于或大于第一预定电压值；当电池电压值等于或大于第一电压值时，向截止电路单元供电；判断电池电压值是否等于或大于第二预定电压值；以及如果电池电压值等于或大于第二电压值，由截止电路单元截止对电池的充电。
27.(16)在部分(15)公开的过压保护电路的控制方法中，第二电压值可以等于或大于第一电压值。
28.(17)在部分(15)公开的过压保护电路的控制方法中，可以由集成形成的功率电路单元执行测量和判断电池电压值是否等于或大于第一电压值。
29.(18)在部分(17)公开的过压保护电路的控制方法中，功率电路单元可以连接在电池和截止电路单元之间并且执行测量和判断电池电压值是否等于或大于第一电压值。
30.(19)在部分(18)公开的过压保护电路的控制方法中，在判断电池电压值是否等于或大于第二电压值时，可以由电压比较器执行判断电池电压值是否等于或大于第二电压
值。
31.(20)在部分(15)至(19)的任何一个部分公开的过压保护电路的控制方法中，如果电池电压值小于第一电压值，则可以不执行电池电压值是否等于或大于第二电压值的判断和截止。
32.(21)在部分(15)至(19)的任何一个部分公开的过压保护电路的控制方法中，当充电电池时，可以执行电池电压值是否等于或大于第二电压值的判断和截止。
33.有益效果
34.根据本发明的实施例，当电池的电压不大于预定电压时，功率电路单元不向截止电路单元供电。因此，本发明能降低功耗，因为当不使用电池组时，仅功率电路单元操作。
35.此外，电压测量单元和功率控制单元可以集成地构造，由此降低由电压测量单元和功率控制单元占用的体积和空间。
36.此外，本发明能通过当电池的电压小于预定电压时，仅在功率电路单元中检测电池的电压，以及当电池的电压等于或大于预定电压时，通过截止电路单元，更准确地检测电池的电压，降低功耗。
附图说明
37.图1是根据本发明的实施例的过压保护电路的电路图。
38.图2是示出根据本发明的实施例的过压保护电路的功率电路单元的构成的框图。
39.图3是根据电池的充电图中的电池电压值，描述功率电路单元和截止电路单元的操作的图。
40.图4是根据本发明的实施例，描述过压保护电路的控制方法的流程图。
具体实施方式
41.在下文中，参考附图，详细地描述本发明。在本文中，将省略使本发明的要点不必要模糊的已知功能和构成的重复描述和详细描述。为向本领域的技术人员更全面地描述本发明，提供本发明的实施例。因此，为更清楚说明，扩大图中的元件的形状、大小等。
42.在下文中，将描述根据本发明的实施例的过压保护电路和电池组的结构和操作。
43.图1是根据本发明的实施例的过压保护电路的电路图。图2是示出根据本发明的实施例的过压保护电路的功率电路单元的构成的框图。图3是根据电池的充电图中的电池电压值，描述功率电路单元和截止电路单元的操作的图。
44.在图1至3中，将描述根据本发明的实施例的过压保护电路，但本发明的实施例可实现成包括电池和过压保护电路的电池组的形式。
45.参考图1，根据本发明的实施例的过压保护电路被配置成包括功率电路单元100和截止电路单元200。图1中所示的过压保护电路依据实施例，其构成元件被示为图1中所示的实施例，并且必要时，可以添加、修改或删除一些构成元件。
46.一起参考图2，功率电路单元100被配置成包括电压测量单元110和功率控制单元120。
47.电压测量单元110测量电池10的电压。在这种情况下，可以由至少一个电池单体(cell)构成电池10。
48.功率控制单元120判断在电压测量单元110中测量的电池电压值是否等于或大于第一预定电压值。并且，如果电池电压值等于或大于第一电压值，功率控制单元120如下文所述对截止电路单元200供电。
49.电压测量单元110和功率控制单元120可以集成地构造。例如，如图1所示，电压测量单元110和功率控制单元120可用集成的功率电路单元100来构造。此外，可以在电池10和截止电路单元200之间连接功率电路单元100。这样，在本发明的实施例中，电压测量单元110和功率控制单元120可以集成地构造，由此减小由电压测量单元110和功率控制单元120占用的体积和空间。因此，电压测量单元110和功率控制单元120可以共享共用组件或单元。
50.截止电路单元200从功率控制单元120接收电力并且判断电池电压值是否等于或大于第二预定电压值。在本文中，第二电压值可以是等于或大于第一电压值的值。此外，当电池电压值等于或大于第二电压值时，截止电路单元200截止对电池10充电。当电池电压值小于第一电压值时，截止电路单元200不操作。此外，在充电电池10时，截止电路单元200操作。
51.截止电路单元200可以被配置为包括电压比较器210和截止单元220。电压比较器210更精确地判断电池电压值是否等于或大于第二电压值。此外，当电池电压值等于或大于第二电压值时，截止单元220使电池10和充电器20之间断开。可以用电源断开装置(pdd)构造截止单元220。
52.一起参考图3，在电池的充电图中，当电池的充电开始时，电池随时间经第一电压值通过第二电压值，并且达到最大充电电压。在实施例中，当电池达到最大充电电压时，最大充电电压对电池的使用寿命，诸如电池的过热有不良影响，由此，根据电池的特性，形成用于断开电池的第二电压值接近电池的最大充电电压的70％至90％。当电池的充电开始时，在电池电压值小于第一电压值的第一区域a中，仅功率电路单元100操作，而截止电路单元200不操作。此外，在电池电压值等于或大于第一电压值并且小于第二电压值的第二区域b中，功率电路单元100向截止电路单元200供电并且截止电路单元200精确地测量电池10的电压。此外，当到达电池电压值等于或大于第二电压值的第三区域c时，截止电路单元200截止对电池10的充电。
53.这样，根据本发明的实施例，当电池的电压不大于预定电压时，功率电路单元不向截止电路单元供电。因此，本发明能降低功耗，因为当不使用电池组时，仅功率电路单元操作。
54.此外，当电池的电压小于预定电压时，仅在功率电路单元中检测电池的电压，并且当电池的电压等于或大于预定电压时，通过截止电路，更精确地检测电池的电压，因此本发明降低功耗。
55.在下文中，将描述根据本发明的实施例的过压保护电路的控制方法。
56.图4是用于描述根据本发明的实施例的过压保护电路的控制方法的流程图。
57.参考图4，在根据本发明的实施例的过压保护电路的控制方法中，首先，测量电池的电压(s110)。
58.此外，判断在步骤s110中测量的电池电压值是否等于或大于第一预定电压值(s120)。
59.作为步骤s120的判断结果，当电池电压值等于或大于第一电压值时，向截止电路
单元供电(s130)。在这种情况下，通过集成形成的功率电路单元，执行步骤s110至s130。在这种情况下，功率电路单元可以被连接在电池和截止电路单元之间。
60.此外，截止电路单元判断电池电压值是否等于或大于第二预定电压值(s140)。在本文中，第二电压值可以是等于或大于第一电压值的值。在这种情况下，基于通过步骤s130提供的电力，截止电路单元可以检测电池电压值。此外，截止电路单元可以被配置为包括比较电池电压值和第二电压值的电压比较器。
61.作为步骤s140的判断结果，当电池电压值等于或大于第二电压值时，截止对电池的充电(s150)。在这种情况下，截止电路单元可以基于步骤s130中提供的电力，截止对电池的充电。
62.此外，当电池电压值小于第一电压值时，不执行步骤s140和s150，而仅在电池充电时执行。
63.以通过各种计算机装置执行并且记录在计算机可读介质中的程序命令的形式，实现根据本发明的过压保护电路的控制方法。计算机可读介质可以包括程序命令、数据文件、数据结构等中的一个或组合。对本发明，可以专门设计和配置记录在介质中的程序命令，或在计算机软件领域中的技术人员公开所知和使用。计算机可读记录介质的示例包括磁介质，诸如硬盘、软盘和磁带、光学介质，诸如cd
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rom和dvd、磁光介质，诸如光磁软盘和所有类型的硬件设备，诸如rom、ram和闪存，专门被配置为存储和执行程序命令。程序命令的示例包括通过使用解释器等，可由计算机执行的高级语言代码以及由编译器创建的机器语言代码。硬件设备可以被配置为操作为一个或多个软件模块，以便执行本发明的操作，其相反的情形是可用的。
64.本发明的原理的指令可以被实现为硬件和软件的组合。此外，软件可以被实现为在程序存储单元上真正实现的应用程序。应用程序可以被加载到包括任何适当架构的机器上并且由机器执行。最好，在具有硬件，诸如一个或多个中央处理单元(cpus)、计算机处理器、随机存取存储器(ram)和i/o接口的计算机平台上，实现该机器。本文所述的不同过程和功能可以是一些微指令代码、一些应用程序，或其任意组合并且由包括cpu的各种处理设备执行。此外，各种其他外围设备，诸如额外的数据存储单元和打印机可以被连接到计算机平台。
65.由于最好由软件实现在附图中所示的一些配置系统部件和方法，另外应当理解到系统组件或过程功能块之间的真正连接可以根据编程本发明的原理的方法改变。当给出本文的指令时，本领域的技术人员能考虑本发明的原理的这些或类似的实施方式或构造。
66.如上所述，上述实施例的构造和方法可以不限于应用于根据本发明的过压保护电路及其控制方法，以及电池组，但可以通过有选择地组合所有或一些各个实施例构成实施例以便被不同地改进。