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KR20110054771A - 배터리 팩, 및 배터리 팩의 캡 분해 방지 방법 - Google Patents

배터리 팩, 및 배터리 팩의 캡 분해 방지 방법 Download PDF

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KR20110054771A
KR20110054771A KR1020090111541A KR20090111541A KR20110054771A KR 20110054771 A KR20110054771 A KR 20110054771A KR 1020090111541 A KR1020090111541 A KR 1020090111541A KR 20090111541 A KR20090111541 A KR 20090111541A KR 20110054771 A KR20110054771 A KR 20110054771A
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battery cell
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battery
battery pack
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테츠야 오카다
황의정
심세섭
김진완
윤한석
김범규
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명은 배터리 팩, 배터리 팩의 캡 분해 방지 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩은 정상적으로 배터리 방전된 경우에 암호화 코드를 작성하여 데이터플래시에 기록하고, 비정상적으로 파워 온 리셋되는 경우에 암호화 코드를 체크하여 일치하지 않으면 펌웨어 삭제 및/또는 퓨즈 용단시킴으로써, 캡 분해 후 배터리 셀만을 교체하여 재사용하는 것을 방지할 수 있다.
배터리 팩, 재사용, 암호화 코드

Description

배터리 팩, 및 배터리 팩의 캡 분해 방지 방법{Battery pack, and method for protecting disassembling a cap of the battery pack}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 더 상세하게는 배터리 팩에서 배터리 셀만을 교체하여 재사용하는 것을 방지하는 기술에 관한 것이다,
일반적으로, 충방전이 가능한 이차 전지(rechargeable battery)는 셀룰러 폰(cellular phone), 노트북 컴퓨터, 캠코더, PDA(personal digital assistants) 등 휴대용 전자기기의 개발로 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 이러한 이차 전지는 니켈-카드뮴 전지(nikel-cadimium battery), 납 축전지, 니켈-수소 전지(NiMH: nickel metal hydride battery), 리튬-이온 전지(lithium ion battery), 리튬 폴리머 전지(lithium polymer battery), 금속 리튬 전지, 공기 아연 축전지 등 다양한 종류가 개발되고 있다. 이러한 이차 전지는 회로와 합쳐져서 배터리 팩을 구성하며, 배터리 팩의 외부 단자를 통해 충전과 방전이 이루어진다.
종래의 배터리 팩은 크게 배터리 셀과, 충방전 회로를 포함하는 주변회로를 포함하여 이루어지며, 이 주변회로는 인쇄 회로 기판으로 제작된 후, 상기 배터리 셀과 결합된다. 상기 배터리 팩의 외부 단자를 통해 외부 전원이 연결되면, 외부 단자와 충방전 회로를 통해 공급되는 외부 전원에 의해 배터리 셀이 충전되며, 외부 단자를 통해 부하(load)가 연결되면, 배터리 셀의 전원이 충방전 회로와 외부 단자를 통해 부하에 공급되는 동작이 일어난다. 이때, 충방전 회로는 외부 단자와 배터리 셀 사이에서 배터리 셀의 충방전을 제어한다.
한편, 기존 배터리 팩에서는 보호 캡을 연 후에 배터리 셀만을 교체한 후 재사용 가능하기 때문에 비정상적인 배터리 사용을 금지할 수 없다는 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시 예는 비정상적으로 배터리 셀을 교환하는 경우에 이를 감지하여 배터리 팩의 동작을 금지하는 기능을 구비한 배터리 팩을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 실시 예는 배터리 팩의 캡 분해를 방지하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩은 배터리 셀로부터 감지한 배터리 셀 전압이 제1 전압 이하인지 판단하는 전압 판단부; 상기 배터리 셀 전압이 상기 제1 전압 이하인 경우, 상기 배터리 셀의 정보를 기초로 제1 암호화 코드를 생성하는 암호화 코드 생성부; 및 상기 생성한 제1 암호화 코드를 데이터 플래시 영역에 기록하고, 파워 온 리셋 후에 상기 기록한 제1 암호화 코드와 상기 배터리 셀로부터의 제2 암호화 코드가 일치하는지 확인하고, 일치하지 않는 경우 배터리 팩의 동작을 금지하는 제어부를 포함한다.
상기 전압 판단부는 상기 파워 온 리셋 후의 배터리 셀로부터 감지한 배터리 셀 전압이 제2 전압 이상인지 판단하고, 상기 암호화 코드 생성부는 상기 배터리 셀 전압이 제2 전압 이상인 경우, 상기 배터리 셀의 정보를 기초로 제2 암호화 코드를 생성하고, 상기 제어부는 상기 기록한 제1 암호화 코드와 상기 생성한 제2 암호화 코드가 일치하는지 확인하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 제1 암호화 코드와 상기 제2 암호화 코드가 일치하지 않는 경우 퓨즈를 용단시키는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 제1 암호화 코드와 상기 제2 암호화 코드가 일치하지 않는 경우 펌웨어를 삭제시키는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 배터리 셀 전압이 상기 제1 전압 이하인 경우, 전원을 오프시키는 것을 특징으로 한다.
상기 배터리 셀의 정보는 상기 배터리 셀의 제조 일자, 시리얼 넘버, 만충전 용량 및 사용 횟수 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 셀, 및 아날로그 프런트 엔드, 충방전 스위치, 퓨즈 및 마이크로 컴퓨터를 포함하는 보호 회로를 포함하는 배터리 팩에 있어서, 상기 마이크로 컴퓨터는 상기 아날로그 프런트 엔드가 감지한 배터리 셀 전압이 제1 전압 이하인지 판단하는 전압 판단부; 상기 배터리 셀 전압이 상기 제1 전압 이하인 경우, 상기 배터리 셀의 제조 일자, 시리얼 넘버, 만충전 용량 및 사용 횟수 중 적어도 하나 이상의 배터리 셀 정보를 이용하여 제1 암호화 코드를 생성하는 암호화 코드 생성부; 및 상기 생성한 제1 암호화 코드를 데이터 플래시 영역에 기록하고, 상기 기록한 제1 암호화 코드와 파워 온 리셋 후에 상기 배터리 셀의 상기 배터리 셀 정보를 이용하여 생성된 제2 암호화 코드가 일치하는지 확인하고, 일치하지 않는 경우 상기 보호 회로의 동작을 금지하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는 상기 제1 암호화 코드와 상기 제2 암호화 코드가 일치하지 않 는 경우, 상기 퓨즈를 용단시키는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 제1 암호화 코드와 상기 제2 암호화 코드가 일치하지 않는 경우, 상기 마이크로 컴퓨터의 펌웨어를 삭제시키는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 배터리 셀 전압이 상기 제1 전압 이하인 경우, 상기 보호 회로의 전원을 오프시키는 것을 특징으로 한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리 셀, 및 아날로그 프런트 엔드, 충방전 스위치, 퓨즈 및 마이크로 컴퓨터를 포함하는 보호 회로를 포함하는 배터리 팩에 있어서, 상기 배터리 팩의 캡 분해를 방지하는 방법은 상기 배터리 셀로부터 감지한 배터리 셀 전압이 제1 전압 이하인지 판단하는 단계; 상기 배터리 셀 전압이 상기 제1 전압 이하인 경우, 상기 배터리 셀의 정보를 기초로 제1 암호화 코드를 생성하는 단계; 상기 생성한 제1 암호화 코드를 데이터 플래시 영역에 기록하는 단계; 파워 온 리셋 후에 상기 기록한 제1 암호화 코드와 상기 배터리 셀로부터의 제2 암호화 코드가 일치하는지 확인하는 단계; 및 상기 제1 암호화 코드와 상기 제2 암호화 코드가 일치하지 않는 경우 배터리 팩의 동작을 금지하는 단계를 포함한다.
상기 확인 단계는 상기 파워 온 리셋 후의 배터리 셀로부터 감지한 배터리 셀 전압이 제2 전압 이상인지 판단하는 단계; 상기 배터리 셀 전압이 제2 전압 이상인 경우, 상기 배터리 셀의 정보를 기초로 제2 암호화 코드를 생성하는 단계; 및 상기 기록한 제1 암호화 코드와 상기 생성한 제2 암호화 코드가 일치하는지 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 금지 단계는 상기 마이크로 컴퓨터의 펌웨어를 삭제시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 금지 단계는 상기 퓨즈를 용단시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 배터리 셀의 정보는 상기 배터리 셀의 제조 일자, 시리얼 넘버, 만충전 용량 및 사용 횟수 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩은 정상적으로 배터리 방전된 경우에 암호화 코드를 작성하여 데이터플래시에 기록하고, 비정상적으로 파워 온 리셋되는 경우에 암호화 코드를 체크하여 일치하지 않으면 펌웨어 삭제 및/또는 퓨즈 용단시킴으로써, 캡 분해 후 배터리 셀만을 교체하여 재사용하는 것을 방지할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 수 있다.
또한, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명을 가장 적 절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩(100)의 회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩(100)은 충전 가능한 배터리 셀(130)과 보호 회로를 포함하여 이루어지며, 휴대용 노트북 컴퓨터(PC)와 같은 외부 시스템(200)에 탑재되어 배터리 셀(130)로의 충전 및 배터리 셀(130)에 의한 방전을 수행한다.
배터리 팩(100)은 배터리 셀(130), 배터리 셀(130)과 병렬로 연결되는 외부 단자(미도시), 및 배터리 셀(130)과 외부 단자 사이 대전류 경로(HCP)에 직렬로 연결된 충전소자(140) 및 방전소자(150), 방전소자(150)와 외부 단자 사이 대전류 경로(HCP)에 직렬로 연결된 퓨즈(160), 배터리 셀(130)과 충전소자(140) 및 방전소자(150)와 병렬로 연결된 아날로그 프런트 엔드(Analog Front End; 이하 AFE라함) IC(120), 일단은 AFE IC(120)와 타단은 퓨즈(160)에 연결된 마이크로 컴퓨터(110)를 포함하는 보호 회로를 구비하여 이루어진다. 배터리 팩(100)의 보호 회로는 배터리 셀(130)과 외부 단자 사이 대전류 경로(HCP)에 직렬로 연결되고 마이크로 컴퓨터(110)와도 연결되는 전류 감지부(170)을 더 포함한다. 또한, 마이크로 컴퓨터(110) 또는 외부 시스템의 제어에 따라 퓨즈(160)를 용단시키기 위한 자가 보호 제어 장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. 마이크로 컴퓨터(110)는 배터리 셀(130)을 과충전 및 과방전 상태로 판단했을때, 상술한 바와 같이 충전소자(140) 및 방전소자(14)를 오프(off) 시키거나, 퓨즈(160)를 용단시켜 배터리 셀(130)의 과충전 및 과방전을 차단한다. 즉, 마이크로 컴퓨터(110)는 배터리 셀(130)을 과충전 및 과방전 상태로 판단하면 그에 대응하는 제어신호를 출력하여 제어 스위치(미도시)와 히터(미도시)를 통해 퓨즈(160)를 용단시킨다.
상기와 같이 구성된 배터리 팩(100)은 외부 단자를 통해 외부 시스템과 연결되어 충전 또는 방전이 이루어진다. 상기 외부 단자와 배터리 셀(130) 사이의 경로의 대전류 경로(HCP)는 충방전 경로로 사용되며, 이 대전류 경로(HCP)를 통해 비교적 큰 전류가 흐른다. 이러한 배터리 팩(100)은 외부 시스템과의 통신을 위해 보호회로의 마이크로 컴퓨터(110)와 외부 단자 사이에는 SMBUS를 더 포함한다.
여기서, 외부 단자를 통해 연결되는 외부 시스템은 휴대용 전자기기, 예를 들어 휴대용 노트북 컴퓨터로, 별도로 전원공급을 위한 어댑터를 포함할 수 있다. 이에, 외부 시스템이 어댑터와 연결되면, 외부 시스템은 어댑터의 의해 동작할 수 있으며, 어댑터의 전원은 외부 단자를 통해 대전류 경로(HCP)를 거쳐 배터리 셀(130)로 공급되어 배터리 셀(130)을 충전시킬 수 있다. 그리고 외부 시스템이 어댑터와 분리되면, 배터리 셀(130)로부터 외부 단자를 통해 외부 시스템의 부하로의 방전이 이루어질 수 있다. 즉, 상기 외부 단자에 어댑터가 연결된 외부 시스템이 연결되면, 충전 동작이 일어나며, 이때의 충전 경로는 어댑터로부터 외부 단자, 방전소자(150), 충전소자(140)를 거쳐 배터리 셀(130)로 이어진다. 상기 외부 시스템에서 어댑터가 분리되고 상기 외부 단자에 외부 시스템의 부하가 연결되면, 방전 동작이 일어나며, 이때의 방전 경로는 배터리 셀(130)로부터 충전소자(140), 방전소자(150), 외부 단자를 거쳐 외부 시스템의 부하로 이어진다.
여기서, 배터리 셀(130)은 충전 및 방전이 가능한 2차 배터리 셀로, 도면에서 B+, B-는 대전류 단을 표시하고, 직렬로 연결된 배터리 셀들의 양 끝단의 전원부를 나타낸다. 이러한 배터리 셀(130)은 그 내부의 각종 정보, 즉, 셀의 온도, 셀의 충전 전압 및 셀에 흐르는 전류량 등의 셀 관련 정보를 하기할 AFE IC(120)에 출력시킨다.
충전소자(140) 및 방전소자(150)는 외부 단자와 배터리 셀(130) 사이의 대전류 경로(HCP) 상에 직렬로 연결되어 배터리 팩의 충전 또는 방전을 수행한다. 충전소자(140) 및 방전소자(150) 각각은 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor; 이하 FET라함)와 기생 다이오드(parasitic diode; 이하 D라함)로 이루어진다. 즉, 충전소자(140)는 FET1과 D1으로 이루어지며, 방전소자(150)는 FET2와 D2로 이루어진다. 충전소자(140)의 전계효과 트랜지스터(FET1)의 소스와 드레인 사이의 접속방향은 방전소자(150)의 전계 효과 트랜지스터(FET2)와는 반대방향으로 설정한다. 이러한 구성으로 충전소자(140)의 전계 효과 트랜지스터(FET1)는 외부 단자로부터 배터리 셀(130)로의 전류 흐름을 제한하도록 접속되는 한편, 방전 소자의 전계 효과 트랜지스터(FET2)는 배터리 셀(130)로부터 외부 단자로의 전류 흐름을 제한하도록 접속된다. 여기서, 충전 및 방전 소자(140,150)의 전계 효과 트랜지스터(FET1, FET2)는 스위칭 소자이며, 본 발명의 기술적 범위는 여기에 한정되지 않고 다른 종류의 스위칭 기능을 수행하는 전기소자가 사용될 수 있다. 또한, 충전 및 방전 소자(140,150)에 포함된 기생 다이오드(D1,D2)는 전류가 제한되는 방향에 반대방향으로 전류가 흐르도록 구성한다.
AFE IC(120)는 배터리 셀(130)과 충전소자(140) 및 방전소자(150) 사이에서 병렬로 연결되고, 배터리 셀(130)과 하기될 마이크로 컴퓨터(110) 사이에서 직렬로 연결된다. AFE IC(120)는 배터리 셀(130)의 전압을 검출하여 검출된 전압을 마이크로 컴퓨터(110)에 전달하고, 마이크로 컴퓨터(110)의 제어에 의해 상기 충전소자(140) 및 방전소자(150)의 동작을 제어한다.
자세히 설명하면, 배터리 셀(130)에 어댑터가 연결된 외부 시스템이 연결될 경우, AFE IC(120)는 충전 소자(140)의 전계 효과 트랜지스터(FET1)를 온(on)상태로, 방전 소자(150)의 전계 효과 트랜지스터(FET2)를 온(on)상태로 설정하여 배터리 셀(130)이 충전될 수 있도록 한다. 마찬가지로, 배터리 셀(130)에 외부 시스템의 부하가 연결되면, AFE IC(120)는 충전소자(140)의 전계 효과 트랜지스터(FET1)를 온(on)상태로, 방전소자(150)의 전계 효과 트랜지스터(FET2)를 온(on)상태로 설정하여 배터리 셀(130)이 방전될 수 있도록 한다.
마이크로 컴퓨터(110)는 AFE IC(120)와 외부 시스템 사이에 직렬로 연결되는 집적회로(Integrated Circuit; IC)로서, AFE IC(120)를 통해 충전소자(140) 및 방전소자(150)를 제어함으로써 배터리 셀(130)의 과충전, 과방전 및 과전류를 차단하는 역할을 한다. 즉, 배터리 셀(130)로부터 AFE IC(120)를 통해 수신한 배터리 셀(130)의 전압을 내부에 설정된 전압레벨값과 비교하여, 비교 결과에 따른 제어신호를 AFE IC(120)로 출력하여 충전소자(140) 및 방전소자(14)를 온/오프(on/off) 시킴으로써, 배터리 셀(130)의 과충전, 과방전 및 과전류를 차단한다.
자세히 설명하면, 마이크로 컴퓨터(110)로 수신된 배터리 셀(130)의 전압이 내부에 설정된 과충전 레벨 전압값, 예를 들어 4.35V 이상이면, 마이크로 컴퓨터(110)는 과충전 상태로 판단하고 그에 대응하는 제어신호를 AFE IC(120)에 출력하여 충전소자(140)의 전계 효과 트랜지스터(FET1)를 오프(off) 시킨다. 그럼, 외부 시스템(200)의 어댑터(221)로부터 배터리 셀(130)로의 충전이 차단된다. 이때, 충전 소자(140)의 기생 다이오드(D1)는 충전 소자(140)의 전계 효과 트랜지스터(FET1)가 오프(off)되더라도 배터리 팩의 방전기능이 수행될 수 있도록 하는 역할을 한다. 반대로, 마이크로 컴퓨터(110)로 수신된 배터리 셀(130)의 전압이 내부에 설정된 과방전 레벨 전압값, 예를 들어 2.30V 이하이면, 마이크로 컴퓨터(110)는 과방전 상태로 판단하고 그에 대응하는 제어신호를 AFE IC(120)에 출력하여 방전소자(150)의 전계 효과 트랜지스터(FET2)를 오프(off) 시킨다. 그럼, 배터리 셀(130)로부터 외부 시스템의 부하로의 방전이 차단된다. 이때, 방전소자(150)의 기생 다이오드(D2)는 방전소자(150)의 전계 효과 트랜지스터(FET2)가 오프(off)되더라도 배터리 팩의 충전기능이 수행될 수 있도록 하는 역할을 한다. 본 발명의 일 실시 예에서, 마이크로 컴퓨터(110)는 배터리 셀의 전압이 저 전압 상태, 예를 들면 배터리 최소 전압이하라고 판단한 경우에는 셧 다운 모드(shut down mode)로 진입하여 마이크로 컴퓨터(110)의 전원을 오프시킨다. 예를 들면, AFE IC(120)로부터 출력된 배터리 셀(130)의 전압이 2.30V 이하인 경우에는 전원을 오프시킨다. 여기서, 배터리 셀(130)에 다시 충전 전압이 인가되는 경우에 마이크로 컴퓨터(110)는 정상적으로 리셋된다. 하지만, 배터리 셀(130)을 강제적으로 교체 또는 제거하고 나서, 다시 충전 전압이 인가되어 리셋되는 경우에는 비정상적 파워 온 리셋이다. 따라서, 이러한 비정상적인 리셋을 감지하기 위해 마이크로 컴퓨터(110)는 리셋시에 배터리 셀(130) 전압을 측정하여 일정 전압, 예를 들면 3.0V 이상인 경우에는 비정상적인 파워 온 리셋으로 판단한다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에서, 전술한 비정상적인 파워 온 리셋을 감지를 통해 배터리 팩의 캡을 분해하거나 비정상적으로 배터리 셀(130)만을 교체하여 사용하는 경우를 방지할 수 있다.
또한, 마이크로 컴퓨터(110)는 SMBUS를 통해 외부 시스템(200)과 통신을 하는 기능을 갖는다. 즉, 마이크로 컴퓨터(110)는 배터리 셀(130)의 전압과 같은 정보를 AFE IC(120)로부터 수신하여 외부 시스템에 전달한다. 이때, 배터리 셀(130)의 정보는 SMBUS(124)의 클록 라인의 클록 신호에 동기되어 데이터 라인을 통해 외부 시스템으로 전달된다.
전류 감지부(170)은 배터리 팩(100)의 전류를 감지할 수 있는 수단이 된다. 이러한 전류 감지부(170)에 감지된 전류 정보는 마이크로 컴퓨터(110)에 입력된다. 만약 배터리 팩(100)에 과전류가 흐르면, 마이크로 컴퓨터(110)는 전류의 흐름을 차단하는 제어신호를 출력하여 충전소자(140) 및 방전소자(150)나 퓨즈(115a)를 오프(off)시켜 배터리 팩(100)의 과전류 상태를 차단한다.
도 2는 도 1에 도시된 마이크로 컴퓨터(110)의 개략적인 블록도이다.
도 2를 참조하면, 마이크로 컴퓨터(110)는 제어부(111), 전압 판단부(112), 암호화 코드 생성부(113), 전원부(114) 및 데이터 플래시(115)를 포함한다.
전압 판단부(112)는 배터리 셀(130)로부터 감지한 배터리 셀 전압이 제1 전 압 이하인지 판단한다. 여기서, 제1 전압은 배터리 셀의 최소 전압으로서, AFE IC(120)로부터 출력된 전압 레벨 값이며, 마이크로 컴퓨터(110)가 셧 다운 모드로 진입하는 전압이다. 예를 들면 배터리 최소 전압이 2.30V 이하인 경우에는 마이크로 컴퓨터(110)의 전원을 오프시킨다.
암호화 코드 생성부(113)는 전압 판단부(112)에서 판단한 배터리 셀 전압이 제1 전압 이하인 경우, 배터리 셀(130)의 정보를 기초로 제1 암호화 코드를 생성한다. 또한, 암호화 코드 생성부(113)는 리셋시에 측정한 배터리 셀(130) 전압이 일정 전압 이상인 경우, 즉 비정상적인 파워 온 리셋으로 판단할 수 있는 전압 이상인 경우에는 다시 배터리 셀(130)의 정보를 기초로 암호화 코드를 생성한다. 여기서, 배터리 셀의 정보는 제조 일자, 시리얼 넘버, 만충전 용량(Full Charge Capacity, FCC), 사용횟수(cycle count)를 이용할 수 있으며, 이들의 조합을 통해 암호화 코드를 생성한다. 사용횟수는 배터리 방전량이 초기 설계된 방전 용량의 90% 이상인 경우에 카운트되어, 카운팅된 수에 따라 배터리가 얼마나 많이 사용되었는지를 알 수 있는 정보이다.
제어부(111)는 암호화 코드 생성부(113)가 생성한 제1 암호화 코드를 데이터 플래시(115) 영역에 기록한다. 즉, 제어부(111)는 배터리가 정상적으로 방전된 경우, 배터리 셀 전압이 일정 전압 이하인 경우에 암호화 코드를 생성하여 데이터 플래시(Data Flash)에 기록한다. 이후, 배터리 셀 전압이 충전된 경우이거나 또는 배터리 셀이 교체된 경우에 데이터플래시(115)에 기록된 암호화 코드를 확인하여 비정상적인 배터리 사용 또는 배터리 팩의 캡 분해 후 배터리 셀만의 교체 사용을 를 방지한다. 즉, 제어부(111)는 파워 온 리셋 후에, 기록한 제1 암호화 코드와 배터리 셀로부터의 제2 암호화 코드가 일치하는지 확인하고, 일치하지 않는 경우 배터리 팩의 동작을 금지시킨다. 따라서, 새롭게 교체된 배터리 셀의 경우에는 이전 배터리 셀의 암호화 코드와 현재 배터리 셀의 암호화 코드가 불일치하게 된다. 여기서, 파워 온 리셋 후에 배터리 셀의 제2 암호화 코드를 생성하는 경우는 파워 온 리셋 후의 배터리 셀의 전압이 제2 전압 이상인 경우이다. 예를 들면 리셋 후에 배터리 셀 전압을 측정하여 전압이 3.0V 이상인 경우에는 정상적인 배터리 방전 후의 충전 전압값이라고 볼 수 없기 때문에 이 경우에 제2 암호화 코드를 생성하여 리셋 전에 기록한 제1 암호화 코드와 비교한 후 배터리 팩의 동작 금지 여부를 판단한다. 여기서, 배터리 팩의 동작 금지는 퓨즈(160) 용단 또는 마이크로 컴퓨터(110)에 저장된 펌웨어 삭제이다. 배터리 팩 동작 금지 수단으로서 퓨즈 용단과 펌웨어 삭제는 함께 또는 선택적으로 수행할 수 있다.
전원부(114)는 마이크로 컴퓨터(110)의 전원을 공급하고, 제어부(111)의 제어에 따라 마이크로 컴퓨터(110)의 전원을 오프시킨다. 본 발명의 일 실시 예에서, 배터리 셀(130)의 전압이 일정 전압 이하인 경우에는 마이크로 컴퓨터(110)의 전원을 오프시킨다.
데이터 플래시(115)는 배터리 팩(100)의 동작을 제어하기 위해 필요한 데이터를 저장한다. 본 발명의 일 실시 예에서, 배터리 셀(130)로부터 생성된 암호화 코드를 저장한다. 또한, 배터리 팩(100) 동작을 위한 펌웨어도 저장한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 팩의 캡 분해 방지 방법을 설 명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 단계 300에서, 배터리 셀 전압을 감지한다. 단계 302에서, 감지한 배터리 셀 전압이 저전압인지 판단한다. 감지한 배터리 셀 전압이 저전압인 경우에 단계 304에서, 배터리 셀의 정보로부터 암호화 코드를 생성한다. 여기서, 배터리 셀 정보는 제조 일자, 시리얼 넘버, 만충전 용량(Full Charge Capacity, FCC), 사용횟수(cycle count)에 관한 정보이다. 단계 306에서, 생성한 암호화 코드를 마이크로 컴퓨터의 데이터플래시 영역에 기록한다.
단계 308에서, 마이크로 컴퓨터의 전원을 오프시킨다.
단계 310에서, 마이크로 컴퓨터가 리셋된다. 단계 312에서, 비정상적인 파워 온 리셋인지 판단한다. 여기서, 저전압 후 마이크로 컴퓨터의 전원이 오프된 상태에서 충전 전압이 인가되어 마이크로 컴퓨터가 리셋되는 것을 정상 파워 온 리셋이고, 비정상적인 파워 온 리셋은 셀 전압을 강제적으로 제거하거나 또는 배터리 셀 교체 후, 충전 전압이 인가되어 리셋되는 것을 의미한다. 리셋시의 배터리셀 전압을 측정하여 일정 전압, 예를 들면 3.0V 이상인 경우에 비정상적인 파워 온 리셋으로 판단한다. 단계 314에서, 단계 306에서 기록한 암호화 코드와 현재 배터리 셀로부터의 암호화 코드를 체크한다. 단계 316에서, 각각의 암호화 코드가 일치하지 않으면, 단계 318에서, 퓨즈를 용단하거나 펌웨어를 삭제함으로써 배터리 셀의 교체에 따른 부정한 사용을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리 팩의 캡 분해 방지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 단계 400에서, 배터리 셀 전압을 감지한다. 단계 402에서, 배터리 셀 전압이 2.3V 이하인 경우에는 단계 404에서, 배터리 셀 정보를 기초로 암호화 코드를 생성하여 데이터 플래시 영역에 기록한다. 단계 406에서, 마이크로 컴퓨터의 전원을 오프시킨다.
단계 408에서 마이크로 컴퓨터가 리셋되고, 단계 410에서, 배터리 셀 전압을 감지한다. 단계 412에서, 배터리 셀 전압이 3.0V 이상인 경우, 단계 414에서, 배터리 셀로부터 암호화 코드를 생성하여 단계 404에서 기록된 암호화 코드와 비교한다. 단계 416에서, 각각의 암호화 코드가 일치하지 않으면, 퓨즈를 용단시키거나 펌웨어를 삭제함으로써 배터리 팩의 동작을 금지시킨다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리 팩의 캡 분해 방지 방법에 따라 배터리 팩에서 캡을 분해한 후 셀만을 교체하여 재사용하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨 터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 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 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시 예들은 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.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩(100)의 회로도이다.
도 2는 도 1에 도시된 마이크로 컴퓨터(110)의 개략적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 팩의 캡 분해 방지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 배터리 팩의 캡 분해 방지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 배터리 팩 110: 마이크로 컴퓨터
120: 아날로그 프런트 엔드 130: 배터리 셀
140: 충전 소자 150: 방전 소자
160: 퓨즈 170: 전류 감지부
111: 제어부 112: 전압 판단부
113: 암호화 코드 생성부 114: 전원부
115: 데이터 플래시

Claims (15)

  1. 배터리 셀로부터 감지한 배터리 셀 전압이 제1 전압 이하인지 판단하는 전압 판단부;
    상기 배터리 셀 전압이 상기 제1 전압 이하인 경우, 상기 배터리 셀의 정보를 기초로 제1 암호화 코드를 생성하는 암호화 코드 생성부; 및
    상기 생성한 제1 암호화 코드를 데이터 플래시 영역에 기록하고, 파워 온 리셋 후에 상기 기록한 제1 암호화 코드와 상기 배터리 셀로부터의 제2 암호화 코드가 일치하는지 확인하고, 일치하지 않는 경우 배터리 팩의 동작을 금지하는 제어부를 포함하는 배터리 팩.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압 판단부는,
    상기 파워 온 리셋 후의 배터리 셀로부터 감지한 배터리 셀 전압이 제2 전압 이상인지 판단하고, 상기 배터리 셀 전압이 제2 전압 이상인 경우,
    상기 암호화 코드 생성부는,
    상기 배터리 셀의 정보를 기초로 제2 암호화 코드를 생성하고,
    상기 제어부는,
    상기 기록한 제1 암호화 코드와 상기 생성한 제2 암호화 코드가 일치하는지 확인하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 암호화 코드와 상기 제2 암호화 코드가 일치하지 않는 경우 퓨즈를 용단시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 암호화 코드와 상기 제2 암호화 코드가 일치하지 않는 경우 펌웨어를 삭제시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 배터리 셀 전압이 상기 제1 전압 이하인 경우, 전원을 오프시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 셀의 정보는,
    상기 배터리 셀의 제조 일자, 시리얼 넘버, 만충전 용량 및 사용 횟수 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 배터리 셀, 및 아날로그 프런트 엔드, 충방전 스위치, 퓨즈 및 마이크로 컴퓨터를 포함하는 보호 회로를 포함하는 배터리 팩에 있어서,
    상기 마이크로 컴퓨터는,
    상기 아날로그 프런트 엔드가 감지한 배터리 셀 전압이 제1 전압 이하인지 판단하는 전압 판단부;
    상기 배터리 셀 전압이 상기 제1 전압 이하인 경우, 상기 배터리 셀의 제조 일자, 시리얼 넘버, 만충전 용량 및 사용 횟수 중 적어도 하나 이상의 배터리 셀 정보를 이용하여 제1 암호화 코드를 생성하는 암호화 코드 생성부; 및
    상기 생성한 제1 암호화 코드를 데이터 플래시 영역에 기록하고, 상기 기록한 제1 암호화 코드와 파워 온 리셋 후에 상기 배터리 셀의 상기 배터리 셀 정보를 이용하여 생성된 제2 암호화 코드가 일치하는지 확인하고, 일치하지 않는 경우 상기 보호 회로의 동작을 금지하는 제어부를 포함하는 배터리 팩.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 암호화 코드와 상기 제2 암호화 코드가 일치하지 않는 경우, 상기 퓨즈를 용단시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 암호화 코드와 상기 제2 암호화 코드가 일치하지 않는 경우, 상기 마이크로 컴퓨터의 펌웨어를 삭제시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 배터리 셀 전압이 상기 제1 전압 이하인 경우, 상기 보호 회로의 전원을 오프시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 배터리 셀, 및 아날로그 프런트 엔드, 충방전 스위치, 퓨즈 및 마이크로 컴퓨터를 포함하는 보호 회로를 포함하는 배터리 팩에 있어서, 상기 배터리 팩의 캡 분해를 방지하는 방법으로서,
    상기 배터리 셀로부터 감지한 배터리 셀 전압이 제1 전압 이하인지 판단하는 단계;
    상기 배터리 셀 전압이 상기 제1 전압 이하인 경우, 상기 배터리 셀의 정보를 기초로 제1 암호화 코드를 생성하는 단계;
    상기 생성한 제1 암호화 코드를 데이터 플래시 영역에 기록하는 단계;
    파워 온 리셋 후에 상기 기록한 제1 암호화 코드와 상기 배터리 셀로부터의 제2 암호화 코드가 일치하는지 확인하는 단계; 및
    상기 제1 암호화 코드와 상기 제2 암호화 코드가 일치하지 않는 경우 배터리 팩의 동작을 금지하는 단계를 포함하는 배터리 팩의 캡 분해 방지 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 확인 단계는,
    상기 파워 온 리셋 후의 배터리 셀로부터 감지한 배터리 셀 전압이 제2 전압 이상인지 판단하는 단계;
    상기 배터리 셀 전압이 제2 전압 이상인 경우, 상기 배터리 셀의 정보를 기초로 제2 암호화 코드를 생성하는 단계; 및
    상기 기록한 제1 암호화 코드와 상기 생성한 제2 암호화 코드가 일치하는지 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 캡 분해 방지 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 금지 단계는,
    상기 마이크로 컴퓨터의 펌웨어를 삭제시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 캡 분해 방지 방법.
  14. 제 11 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 금지 단계는,
    상기 퓨즈를 용단시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 캡 분해 방지 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 배터리 셀의 정보는,
    상기 배터리 셀의 제조 일자, 시리얼 넘버, 만충전 용량 및 사용 횟수 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 캡 분해 방지 방법.
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