KR101962957B1 - Battery protecting system containing extension of battery life and protection of battery - Google Patents

Battery protecting system containing extension of battery life and protection of battery Download PDF

Info

Publication number
KR101962957B1
KR101962957B1 KR1020180073447A KR20180073447A KR101962957B1 KR 101962957 B1 KR101962957 B1 KR 101962957B1 KR 1020180073447 A KR1020180073447 A KR 1020180073447A KR 20180073447 A KR20180073447 A KR 20180073447A KR 101962957 B1 KR101962957 B1 KR 101962957B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
lead
acid battery
temperature
heating device
Prior art date
Application number
KR1020180073447A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김철웅
Original Assignee
김철웅
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 김철웅 filed Critical 김철웅
Priority to KR1020180073447A priority Critical patent/KR101962957B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101962957B1 publication Critical patent/KR101962957B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M10/4264Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing with capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/06Lead-acid accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/615Heating or keeping warm
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63Control systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/657Means for temperature control structurally associated with the cells by electric or electromagnetic means
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

The present invention relates to a battery protection system having a battery temperature compensation function and a battery discharge prevention function. The batter protection system having a life extension function and a protection function of a battery according to the present invention comprises: a lead acid battery; and a thermocouple. The temperature of the lead acid battery can be determined from the thermocouple, and the lead acid battery is surrounded by carbon fibers, which is a carbon heating device, so that the temperature can be maintained.

Description

배터리의 수명 연장 및 보호기능이 포함된 배터리 보호시스템{BATTERY PROTECTING SYSTEM CONTAINING EXTENSION OF BATTERY LIFE AND PROTECTION OF BATTERY }BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery protection system,

본 발명은 탄소발열소자를 이용한 배터리의 온도보상기능과 탄소슈퍼캐패시터를 이용한 배터리 방전방지기능이 포함된 배터리 보호시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature compensation function of a battery using a carbon heating element and a battery protection system including a battery discharge prevention function using a carbon super capacitor.

에너지 저장장치는 분산전원, 스마트그리드 환경 등과 같이 차세대 전력공급망에서 핵심적인 구성으로 중요성이 높아지고 있으며, 최근 태양광, 태양열, 풍력, 바이오 등과 같은 신재생 에너지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 신재생 에너지를 저장하는 장치로 부각되고 있으며, 에너지 저장장치는 2차 전지로써, 여러 번 충전 및 방전이 가능하지만, 그 수명이 정해져 있기 때문에 사용환경 및 목적에 맞는 효율적인 충전 및 방전의 스케줄링이 필요하다. Energy storage devices are becoming a key component in next generation power supply networks such as distributed power and smart grid environment. Recently, researches on renewable energy such as solar power, solar heat, wind power, and bio have been actively conducted. As the energy storage device is a secondary battery, it can be charged and discharged many times. However, since its life is determined, it is necessary to schedule efficient charging and discharging according to usage environment and purpose. Do.

에너지 저장장치는 데이터 센터분야와 전기차 분야에서 주로 이용되고 있다. 데이터 센터는 항온 항습을 유지하기 위하여 엄청난 양의 전력을 필요로 하고, 비상정전시를 위한 대비책도 마련되어 있어야 한다. 따라서 에너지 저장장치를 통해 전자 장비들의 냉각에 소비되는 엄청난 양의 전력을 보조적으로 공급하면서 비상 정전시에는 독립적으로 전력을 공급할 수 있는 전력 관리시스템이 사용되고 있다. Energy storage devices are mainly used in data center and electric car fields. Data centers require a tremendous amount of power to maintain constant temperature and humidity, and must be prepared for emergency power outages. Thus, a power management system that can supply power independently for emergency power outages is being used while supplementing the enormous amount of power consumed for cooling electronic equipment through the energy storage device.

이 경우 에너지 저장장치가 충분한 에너지를 저장하고 있기만 하면, 에너지 저장장치를 사용하는 목적 달성이 가능하다. 그리고 전기차 분야에서는 자동차라는 이동수단의 특성으로 인해 급속 충전이 필수적이고, 전기차 내부에 안정적으로 전력을 공급이 요구되어 이를 위하여 에너지 저장장치가 사용되고 있다.In this case, as long as the energy storage device stores sufficient energy, it is possible to achieve the purpose of using the energy storage device. In the field of electric vehicles, rapid charging is essential due to the characteristics of a moving means such as an automobile, and an energy storage device is used for supplying electric power stably to an electric vehicle.

이와 관련하여 에너지 저장장치는 단시간에 효율적으로 충전할 수 있는 충전방법 및 충전기 하드웨어에 관한 발명과 에너지 저장장치에 잔존하는 에너지의 양(state of charge)을 신뢰성있게 측정하는 발명이 주로 이루어지고 있다.In this regard, the energy storage device is mainly designed to reliably measure the state of charge remaining in the energy storage device and the charging method and charger hardware that can be efficiently charged in a short time.

최근 들어 화석 연료의 고갈과 대기오염의 심화로 인해 친환경에너지에 대한 요구가 급증하고 있다. 이에 따라 이차 전지로부터 공급되는 전기 에너지를 사용하여 운행이 가능한 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 전기 구동자동차의 상용화가 선진국을 중심으로 활발하게 진행되고 있다.Recently, the exhaustion of fossil fuels and the intensification of air pollution have raised the demand for environmentally friendly energy. Accordingly, commercialization of electric powered vehicles such as electric vehicles and hybrid vehicles that can be operated using electric energy supplied from a secondary battery has been actively promoted in developed countries.

전기 구동자동차가 운행될 때, 이차전지의 방전심도(DOD: Depth of Discharge)는 전기구동 자동차의 주행가능 거리를 가늠하게 하고, 이차전지의 방전심도(Depth of Discharge)는 전기구동자동차의 주행가능 거리를 가늠하게 하고, 이차전지의 충전 또는 방전의 개시와 종료를 제어하는 데, 필요한 파라미터이다.When the electric drive vehicle is operated, the depth of discharge (DOD) of the secondary battery measures the travelable distance of the electric drive vehicle, and the Depth of discharge of the secondary battery is the driveability of the electric drive vehicle And is a necessary parameter for controlling the start and end of charging or discharging of the secondary battery.

도 1은 납축전지 배터리의 방전심도와 충전회수의 관계를 보여주는 그래프이다.FIG. 1 is a graph showing the relationship between the discharge depth of a lead-acid battery and the number of charge cycles.

도 1을 참조하면, 납축전지의 경우, 납축전지인 2차 전지의 수명은 상기 납축전지의 충방전회수에 의해서 결정된다. 충방전 회수는 배터리의 물성 중 방전심도(Depth of Discharge; DOD)에 의해서 결정될 수 있다.Referring to FIG. 1, in the case of a lead-acid battery, the lifetime of the secondary battery, which is a lead-acid battery, is determined by the number of times of charging and discharging of the lead-acid battery. The number of times of charging and discharging can be determined by the Depth of Discharge (DOD) of the physical properties of the battery.

방전심도는 배터리가 가지고있는 용량의 몇%를 방전했는가를 나타내는 수치이다.The discharge depth is a numerical value indicating how much of the capacity of the battery is discharged.

따라서 2차 전지라고 알려져 있는 납축전지의 경우에도, 배터리의 수명은 방전심도(용량의 몇%를 방전했는가)에 달려 있다.Therefore, even in the case of a lead-acid battery known as a secondary battery, the lifetime of the battery depends on the discharge depth (how much of the capacity is discharged).

도 1을 참조하면, 딥사이클 배터리(deep cycle battery)는 20%만 방전한다면, 4000회 이상(즉 10년 이상, 1년은 365회)를 사용할 수 있어야 한다. 여기서 참고적으로 딥 사이클 배터리라는 것은 대부분의 용량을 사용하여 정기적으로 심하게 방전되도록 설계된 납축 전지(lead-acid battery)를 의미한다. Referring to FIG. 1, if a deep cycle battery discharges only 20%, it must be able to use more than 4000 times (i.e., 10 years or more, 365 times a year). For reference, a deep cycle battery is a lead-acid battery that is designed to discharge very heavily on a regular basis using most of its capacity.

이와 반대로 스타터 배터리(예; 대부분의 자동차 배터리)는 엔진을 크랭킹 하기 위해서 짧고 고전류의 버스트를 제공하도록 설계되어 있어 용량의 일부만을 자주 방전하는 특성을 갖습니다. 즉 딥사이클배터리를 시동배터리로 사용할 수 있지만, 크랭크 전류가 낮으면 특대형 배터리가 필요할 수 있음을 의미한다.In contrast, starter batteries (eg most automotive batteries) are designed to provide a short, high-current burst to crank the engine, which has the characteristic of discharging only part of the capacity frequently. This means that a deep cycle battery can be used as the starter battery, but a low crank current means that an extra large battery may be needed.

딥사이클 배터리는 제조업체 및 배터리 구성에 따라 용량의 45%~75% 사이를 방전하도록 설계되어 있다. 이러한 배터리는 20% 충전까지 사이클링할 수 있지만, 비용 대비 최대 수명은 평균사이클을 약 45% 방전을 유지하는 것이다.Deep cycle batteries are designed to discharge between 45% and 75% of capacity, depending on the manufacturer and battery configuration. These batteries can be cycled to 20% charge, but the maximum cost life is to maintain an average cycle of about 45% discharge.

즉 도 1에 도시된 바와 같이, 배터리의 방전깊이(DOD)와 충방전사이클 수 사이에는 역의 상관관계가 존재한다고 할 수 있다.That is, as shown in FIG. 1, there is an inverse correlation between the discharge depth (DOD) of the battery and the number of charge / discharge cycles.

그러나 현재 설치되어 있는 배터리의 경우에는 수명이 5년이 안되는 시스템이 많다. 이 이유는 배터리의 수명을 보호할 수 있는 방안을 채택하지 않기 때문이며, 본 발명에서는 이러한 보호 기능을 구비하기 위한 필요성을 절감하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다. However, in the case of currently installed batteries, many systems have a life span of less than 5 years. This is because it does not adopt a method for protecting the life of the battery. In the present invention, the need for providing such a protection function is reduced, and the present invention has been completed.

(0001)한국공개특허공보: 10-2013-0074046, 에너지 저장장치의 충방전 제어 방법 및 시스템(0001) Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0074046, a method and system for controlling charge / discharge of an energy storage device

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 납축전지와 같은 딥사이클배터리라고 할 수 있는 2차 전지의 사용시에 온도 보상 기능을 적용하여 상기 납축전지의 온도 하강에 따른 용량 저하를 최소화하고, 이때 온도 보상을 위한 방법으로 일반적인 히터를 제공하지 않고, 발열시 전력 소모가 적고, 열효율적인 차원에서 운영될 수 있는 온도 보상 시스템이 적용된 배터리 보호시스템을 제공하는데 있다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to minimize a capacity drop due to a temperature drop of the lead-acid battery by applying a temperature compensation function when using a secondary battery such as a lead- The present invention provides a battery protection system using a temperature compensation system that does not provide a general heater as a method for temperature compensation, and can operate in a heat-efficient dimension with less power consumption during heat generation.

또한, 종래의 캐패시터(capacitor)에 사용되고 있는 고유물질인 유전체는 없고 또한 전지와 같이 충방전에 화학반응을 이용하지 않는 표면적이 큰 활성탄을 이용하고, 유전체의 거리를 짧게 하여 소형으로 F단위의 매우 큰 정전용량을 얻을 수 있는 슈퍼 캐패시터(supercapacitor)를 LAMP, 전광판, 경광등, 싸이렌, 스피커 앰프와 같이 순간적인 과전류에 의한 과전력 소모가 발생하는 전기장치에 대하여 과전류에 의한 순간 20% 이상의 순간 DOD를 방지할 수 있는 제1전원으로서 슈퍼 캐패시터를 채용하여 2차 전지이고 충방전 특성에 고전류에 의한 영향을 많이 받는 납축전지를 보호할 수 있는 배터리 보호 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, there is no dielectric substance, which is a unique material used in conventional capacitors. Also, active carbon having a large surface area, which does not use a chemical reaction for charging and discharging, is used, and the distance of the dielectric is shortened. Supercapacitor which can get large electrostatic capacitance is over 20% instantaneous DOD by over current for electric device which consumes over power due to momentary overcurrent like LAMP, electric signboard, warning light, siren, speaker amplifier Another object of the present invention is to provide a battery protection system that uses a super capacitor as a first power source to prevent a lead acid battery that is a secondary battery and is highly affected by a high current in charging and discharging characteristics.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 수명 연장 및 보호기능이 포함된 배터리 보호 시스템은, 충전기능과 방전기능을 수행할 수 있는 2차 전지인 납축전지와, 상기 충전기능과 방전기능은 서로 반대되는 기능이라고 할 수 있는데 이의 회수를 극대화하기 위해서는 2차 전지인 납축 전지에 대한 보호가 필요하다고 할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery protection system including a battery life extension function and a protection function, the battery protection system comprising: a lead acid battery which is a secondary battery capable of performing a charging function and a discharging function; And the discharge function are opposite to each other. In order to maximize the recovery, it is necessary to protect the lead-acid battery, which is a secondary battery.

이를 위해서 본 발명에서는, 두 가지 방법을 사용하는 데, 첫번째는 납축 전지의 방전심도(Depth of Discharge)가 온도에 따라 달라진다는 특성에 주목하여 온도 보상 기능(Compensation of Temperature)을 수행할 수 있는 탄소 섬유를 포함하는 탄소발열장치를 상기 납축전지의 외주면에 말아 보온성능을 높임과 동시에 탄소발열장치에서 발생하는 열을 직접적으로 납축전지에 전달하는 방법을 사용하여 납축전지가 -10℃ 미만의 온도를 가지게 됨으로써 저하되는 방전 심도(DOD)의 저하를 방지할 수 있는 배터리 보호 시스템을 제공한다.For this, two methods are used in the present invention. First, attention is paid to the characteristic that the depth of discharge of the lead-acid battery changes depending on the temperature, so that the carbon that can perform the temperature compensation function (Compensation of Temperature) A method of directly heating the carbon heating device including the fiber to the outer circumferential surface of the lead accumulator and transferring the heat generated from the carbon heating device to the lead accumulator battery is used so that the lead accumulator has a temperature of less than -10 ° C (DOD) which is deteriorated due to the presence of the battery.

특히 상기 탄소발열장치인 탄소섬유를 포함하는 면상 발열체와 납축전지의 온도를 측정하여 이를 제어하는 온도 조절방식을 PIV(Proportional Integral Derivative) 제어를 적용하여 -10℃가 되면, 탄소 발열장치를 가열하여 곧바로 납축전지의 온도를 향상시킬 수 있으며, 0℃가 되면, 상기 탄소발열장치를 가열하는 공정을 중단하여 필요없는 가열을 통한 에너지 낭비의 최소화를 달성할 수 있다.Particularly, when the surface heating element including carbon fiber as the carbon heating device and the temperature control method for controlling the temperature of the lead accumulator are controlled by PIV (Proportional Integral Derivative) control, the carbon heating device is heated The temperature of the lead-acid battery can be immediately improved. When the temperature reaches 0 ° C, the step of heating the carbon heating device is interrupted to minimize energy waste through unnecessary heating.

이때 -10℃에서 탄소 발열장치를 ON시키는 공정과 0℃에서 탄소발열장치를 OFF시키는 온도 범위는 임의적인 것으로서, 예를 들면, 35℃에서 ON하고 45℃에서 OFF할 수 있도록 변형할 수 있다.In this case, the temperature range for turning on the carbon heating device at -10 ° C and the temperature for turning off the carbon heating device at 0 ° C are arbitrary. For example, they can be changed to turn on at 35 ° C and turn off at 45 ° C.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 전지인 슈퍼 캐패시터에 대한 사용은 상기 제1 전지를 통해서 흐르는 전류에 대한 측정을 통해서, 정상전류라고 판단되는 경우 제2 전지인 납축전지를 구동하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the use of the first capacitor, which is the first battery, is performed by measuring the current flowing through the first battery, .

여기서 정상 전류라고 하는 것은 순간적인 과전류에 의하여 본 발명에서 주된 전지라고 할 수 있는 납축전지의 방전심도가 20% 이상이 되지 않는 전류를 지칭하는 것일 수 있다. 이와 같이 납축전지를 통해서 흐르는 전류가 방전심도 20%를 초과하는 경우에는 배터리에 대한 충방전회수가 줄어들면서 배터리의 수명이 감소되는 현상이 발생할 수 있는 정도의 전류로서, 실험적인 측정을 통해서 결정하여 제1 전지와 제2 전지의 구동선택에 대한 제어를 할 수 있도록 제어하는 것이 바람직하다.Here, the steady current refers to a current which can not be more than 20% of the discharge depth of the lead-acid battery which is the main battery in the present invention due to the instantaneous overcurrent. If the current flowing through the lead accumulator exceeds the discharge depth of 20%, the current is such that the life of the battery may be reduced as the number of times of charge and discharge of the battery is reduced. It is preferable to control so as to control the drive selection of the first battery and the second battery.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 배터리 수명 연장 및 보호 기능이 포함된 배터리 보호 시스템은 납축전지의 방전심도와 빙점 특성을 고려하여 상기 납축전지가 빙점에 도달하여 배터리의 사용이 정지되는 것을 방지할 수 있는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the battery protection system including the battery life extension and protection function prevents the lead acid battery from reaching the freezing point and stopping the use of the battery in consideration of the discharge depth and freezing point characteristics of the lead acid battery It can be done.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 수명 연장 및 보호 기능을 포함하는 배터리 보호 시스템의 운영방법에 있어서, LAMP, 전광판, 경광등(Warning light), 싸이렌(Siren) 또는 스피커 앰프(speaker amp)를 사용하는 경우에는, In a method of operating a battery protection system including a function of extending a life of a battery and protecting the battery according to an embodiment of the present invention, a method of using a LAMP, an electric signboard, a warning light, a siren or a speaker amp In this case,

(1) 제1 전지인 슈퍼캐패시터를 사용해서 과전류흐름으로부터 제2 전지인 납축전지를 보호하는 단계(s10);와, (2) 정상 전류가 흐르는 경우, 제2 납축전지를 사용해서 구동하는 단계(s20);와, (3) 상기 납축전지를 사용하는 동안, 납축전지의 주변온도하강으로 인한 납축전지의 방전심도(Depth of Discharge)가 저하되는 현상을 막기 위하여 상기 납축전지의 외주면으로 탄소섬유를 포함하는 탄소발열장치를 감싸고 상기 납축전지와 탄소 발열장치를 릴레이를 통해서 전기적으로 접속시켜 상기 납축전지의 온도를 체크하는 단계(s30);와, (4) 상기 납축전지의 온도가 -10℃이하인 경우 상기 탄소발열장치를 구동시키는 단계(s40); 및 (5) 상기 납축전지의 온도가 0℃ 이상에서는 상기 탄소 섬유를 포함하는 탄소발열장치의 구동을 정지시키는 단계(s50);를 포함하되, 상기 납축전지의 충방전회수와 직접 관련성이 있다고 볼 수 있는, 방전심도를 실시간으로 체크하여 상기 납축전지의 빙점이 높아지는 현상에 대응하여 상기 제2 전지인 납축전지의 구동을 정지시켜 가동시키는 것일 수 있다.(1) a step (s10) of protecting a lead-acid battery which is a second battery from an overcurrent flow by using a supercapacitor which is a first battery; (2) a step of driving using a second lead battery when a steady- (3) In order to prevent a decrease in the depth of discharge of the lead-acid battery due to the ambient temperature drop of the lead-acid battery during the use of the lead-acid battery, (S30) of enclosing the carbon heating device including the carbon heating device and electrically connecting the lead accumulator and the carbon heating device through a relay to check the temperature of the lead accumulator (s30); and (4) (S40) of driving the carbon heating apparatus when it is less than or equal to a predetermined value; And (5) stopping the driving of the carbon heating device including the carbon fibers when the temperature of the lead accumulator is 0 ° C or more (S50). However, it is directly related to the number of times of charging / discharging of the lead accumulator The lead accumulator, which is the second battery, may be stopped and operated in response to the phenomenon that the freezing point of the lead accumulator is increased by checking the discharge depth in real time.

즉 본원 발명의 일 실시예인 배터리의 수명 연장 및 보호 기능을 포함하는 배터리 보호시스템의 운영에 있어서는 배터리로 사용되는 납축전지의 충방전 특성상 사용할 수 있는 내구 연한이라고 볼 수 있는 방전심도에 대한 산정을 통하여 납축전지인 배터리의 빙점을 미리 판단하여 이에 맞추어 배터리의 구동 상태를 제어할 수 있다.That is, in the operation of the battery protection system including the life extension and protection function of the battery, which is one embodiment of the present invention, it is possible to estimate the discharge depth which can be used for the charge / discharge characteristics of the lead acid battery used as the battery It is possible to determine the freezing point of the battery, which is a lead-acid battery, in advance and control the driving state of the battery accordingly.

상기와 같은 본 발명에 따른 과전류 보호 수단으로 슈퍼 캐패시터(탄소 슈퍼 캐패시터)를 보유하고 있는 경우에는 각종 큰 과부하가 시작 전원으로 주어지는 경우에도 이에 대한 제1 전지인 슈퍼캐패시터에서 처리할 수 있고 이에 대한 효과로 제2 전지인 충방전 전지를 보호할 수 있어서, 전지 운영상의 극대화를 달성할 수 있다.In the case where a super capacitor (carbon super capacitor) is provided as the overcurrent protecting means according to the present invention, even if a large overload is given as a starting power, the super capacitor serving as the first battery for the over power can be used. Discharge cell, which is the second battery, to thereby maximize the battery operation.

또한, 상기 납축전지는 온도에 따라 방전심도가 변화하는 특성을 가지고 있는 바, 이와 같은 온도 특성에 대한 보완수단으로서, 탄소섬유를 포함하는 발열장치를 납축전지의 외주면에 두르는 방법을 사용하고 상기 탄소섬유를 포함하는 발열장치에 대한 구동수단으로 납축전지를 사용하면서도 니켈 선에 대한 가열방식인 주울히팅방식을 사용하는 것이 아니라, 원적외선을 방사하고 복사열을 제공하는 방식을 사용하여 에너지 절약 효과를 높일 수 있을 뿐만 아니라 납축전지에 직접 열전달을 하는 방식을 사용하므로 납축 전지 가열에 필요한 잠열등이 필요하지 않아서 전력 용량을 절약할 수 있고, 납축전지의 온도변화 특성에 대한 즉각적인 대응이 가능할 수 있다. The lead-acid battery has characteristics of varying the discharge depth according to temperature. As a means for supplementing the temperature characteristic, a method of covering a heat generating device including carbon fibers on the outer peripheral surface of the lead- It is possible to increase the energy saving effect by using the method of radiating the far infrared ray and providing the radiant heat instead of using the joule heating method of heating the nickel wire while using the lead storage battery as the driving means for the heating device including the fiber In addition, since it uses heat transfer method directly to lead acid batteries, it is possible to save power capacity because it is not necessary to use latent heat for heating the lead acid battery, and it is possible to immediately respond to temperature change characteristics of lead acid batteries.

도 1은 납축전지 배터리의 방전심도와 충전회수의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지인 납축전지의 외관을 탄소섬유를 포함하고 있는 탄소발열장치가 둘러싸고 있는 것을 모식적으로 보여주는 사진이다.
도 3은 온도 변화에 따른 납축 전지의 용량 변화 곡선을 보여주는 그래프이다.
도 4는 황산 수용액을 전해질로 사용한 경우의 납축전지의 작동원리를 모식적으로 보여주는 그림이다.
도 5는 충방전 과정 진행에 따른 납축전지의 빙점 특성을 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차전지인 납축전지와 발열장치인 탄소섬유, 제어장치인 CPU와 컨트롤러의 연결상태를 모식적으로 보여주는 블록도이다.
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the discharge depth of a lead-acid battery and the number of charge cycles.
FIG. 2 is a photograph schematically showing an outer appearance of a lead-acid battery which is a secondary battery according to an embodiment of the present invention, surrounded by a carbon heating device including carbon fibers.
3 is a graph showing a capacity change curve of the lead-acid battery according to the temperature change.
Fig. 4 is a schematic view showing the operation principle of a lead-acid battery when an aqueous sulfuric acid solution is used as an electrolyte.
5 is a graph showing the freezing point characteristics of the lead-acid battery according to the progress of charge / discharge process.
FIG. 6 is a block diagram schematically showing a connection state between a lead accumulator, which is a secondary battery, a carbon fiber as a heating device, and a CPU and a controller, which are control devices, according to an embodiment of the present invention.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

일반적으로 전지라고 하는 것은 적당한 물질 간의 접촉 전위 차이를 이용하여 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 것으로서, 그 종류는 매우 다양하다. 전지를 기술적으로 분류하면, 망간 전지, 알카리 전지, 수은 전지, 산화은 전지 등과 같이 화학에너지를 전기에너지로 변환시켜 방전만이 행하여지는 일차전지, 납축전지, 금속 수소화물을 음극활물질로 하는 Ni-MH(니켈-메탈 하이드라이드) 전지, 밀페형 니켈-카드뮴 전지와 리튬 금속 전지, 리튬 이온전지(Lithium Ion Battery), 리튬-폴리머 전지(Lithium Polymer Battery)와 같은 리튬군 전지와 같이 방전과 충전을 반복할 수 있는 이차전지, 탄화 수소류의 연소열을 그대로 전기에너지로 변환시키는 연료 전지 그리고 빛에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양 전지 등으로 분류할 수 있다.Generally, a battery converts chemical energy into electrical energy using a contact potential difference between suitable materials, and the kind thereof is very diverse. As a technical classification of the battery, a primary battery, a lead-acid battery and a Ni-MH battery, which are made of a negative electrode active material, such as a manganese battery, an alkaline battery, a mercury battery and an oxidized silver battery, (Nickel-metal hydride) batteries, milled nickel-cadmium batteries and lithium metal batteries, lithium-ion batteries, and lithium-polymer batteries. A fuel cell for converting the heat of combustion of hydrocarbon into electricity, and a solar cell for converting light energy into electrical energy.

최근 집적 반도체 디바이스를 사용한 VTR카메라, 일체형 VTR, 오디오, 랩탑형 퍼스널 컴퓨터, 휴대용 전화기와 같은 새로운 포터블 전자기기나 작은 사이즈이면서 방대한 데이터를 기록 보존할 수 있는 메모리 카드 등의 개발과 보급 뿐만 아니라, 포터블 기기의 소형화, 경량화 및 코드리스화의 가속화에 따라 전지는 새로운 에너지원 및 전력 저장장치로서 주목받고 있다. 상기한 용도로서 유용한 전지의 개발은 에너지 밀도를 향상시켜 고성능화하고, 고용량화하며 환경을 오염시키지 않도록 해야 한다.Description of the Related Art [0002] In recent years, not only has a portable electronic device such as a VTR camera, an integrated VTR, an audio, a laptop type personal computer, a portable phone, or a memory card capable of storing and storing vast amounts of data, BACKGROUND ART [0002] Batteries are attracting attention as a new energy source and a power storage device due to the miniaturization, light weight, and accelerated cordlessization of devices. The development of a battery useful as the above-mentioned use should improve the energy density, improve the performance, increase the capacity, and prevent the environment from being contaminated.

이중 일차전지는 용량이 적고, 수명이 짧으며, 재활용되지 않으므로 환경오염을 일으킬 수 있는 문제점이 있다. 그러나, 이차전지는 재충전하여 사용할 수도 있고 수명이 길며, 전압도 일차전지보다 성능이 월등하고, 효율성이 크며, 폐기물의 발생도 적어 환경 보호 측면에서도 우수하다.The dual primary cell has a low capacity, a short life span, and is not recycled, thereby causing environmental pollution. However, the secondary battery can be recharged and used for a long period of time, and the voltage is superior to that of the primary battery, the efficiency is high, the generation of waste is low, and the environment protection is also excellent.

이러한 이차전지 중 본원 발명에서는 장수명을 가지고 있는 납-산 전지(lead-acid)에 대하여 대상으로 이의 특성을 제어하는 것을 목표로 하고 있기 때문에 이에 한정하여 기술하기로 한다.Among the secondary batteries, the present invention aims at controlling the characteristics of the lead-acid battery having a long life span as an object, and therefore, the description will be limited to this.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 납축전지에 대한 온도 보상 특성을 보강하기 위하여 탄소섬유를 포함하는 탄소 발열장치(300)가 납축전지(110)의 외주면을 둘러싸고 있는 것을 보여주는 도면이다.2 is a view showing that a carbon heating device 300 including carbon fibers surrounds the outer circumferential surface of the lead-acid battery 110 to reinforce the temperature compensation characteristic of the lead-acid battery according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 탄소 섬유를 포함하는 탄소 발열장치(300)는 외부의 전원으로부터 전력을 공급받을 수 있다. 이와 같이 외부의 전원을 끌어와서 사용한다고 하더라도 실제로 탄소섬유를 포함하는 탄소 발열장치(300)에서 일정한 온도를 유지하기위해 필요한 전력은 텅스텐을 발열체로 사용한 경우에 비하여 1/4 이하로 줄어든다고 볼 수 있다.Referring to FIG. 2, the carbon heating device 300 including carbon fibers may receive power from an external power source. Even if an external power source is used as described above, the power required to maintain a constant temperature in the carbon heating apparatus 300 including carbon fibers is reduced to 1/4 or less compared with the case where tungsten is used as a heating element have.

즉 이것에 대하여 예를 들어 설명하자면, 텅스텐 발열체의 경우에는 가열방식이 본 발명의 복사 가열이 아닌 저항 가열 방식이고, 45V로 2~3A의 전력을 사용하는 정도가 되어야 본원 발명의 일 실시예에 따른 납축전지(110)의 온도를 일정하게 유지하는 기능을 수행할 수 있지만, 탄소섬유를 포함하는 탄소발열 장치(300)의 경우에는 12V의 전압에 1A이하의 전류를 흘려주는 조건 하에서 상기 탄소 섬유를 포함하는 납축전지의 온도를 45℃까지 유지할 수 있는 효과가 있다.For example, in the case of a tungsten heating element, a heating method is a resistive heating method, not a radiant heating method of the present invention, and a power of 2 to 3 A at 45 V is required to be used in an embodiment of the present invention In the case of the carbon heating device 300 including the carbon fibers, the temperature of the lead-acid battery 110 according to the present invention can be maintained, The temperature of the lead-acid battery can be maintained at 45 占 폚.

그럼 먼저 납축전지의 온도별로 방전심도 변화가 나타나는 경향에 대하여 먼저 살펴 보기로 한다  First, let us first examine the tendency that the discharge depth changes by the temperature of the lead acid battery

도 3은 온도 변화에 따른 납축 전지의 용량 변화 곡선을 보여주는 그래프이다.3 is a graph showing a capacity change curve of the lead-acid battery according to the temperature change.

도 3을 참조하면, 상온이라고 할 수 있는 25℃에서 100% 충전되어 있다고 볼 수 있다. 이러한 상태에서 납축전지(110)의 온도가 떨어지게 되면, 사용가능한 용량이 온도에 따라 심하게 변동되는 특성을 갖는다.Referring to FIG. 3, it can be seen that the battery is 100% charged at 25 DEG C, which is a normal temperature. If the temperature of the lead-acid battery 110 drops in such a state, the usable capacity has a characteristic that it varies greatly depending on the temperature.

즉 0℃에서는, 축전지 정격 용량이 85%로 줄어들게 되고, 온도가 -20℃가 되면, 사용가능 용량이 약 40% 정도까지 감소되는 특성을 갖는다.That is, at 0 ° C, the battery rated capacity is reduced to 85%, and when the temperature is -20 ° C, the usable capacity is reduced to about 40%.

따라서 납축 전지(110)를 2차 전지로 사용하기 위해서는, -10℃이하의 온도에서 사용하는 경우가 없어야 상술한 온도 저하에 따른 방전심도(Depth of Discharge)의 저하를 막을 수 있다.Therefore, in order to use the lead-acid battery 110 as a secondary battery, it is necessary to use the lead-acid battery 110 at a temperature of -10 ° C or lower to prevent a decrease in the depth of discharge due to the temperature drop.

이와 같은 취지에서 본원 발명의 일 실시예에 따른 배터리 수명 연장 및 보호 기능이 포함된 배터리 보호 시스템(100)의 배터리 수명 보호 기능을 온도 측면에서 달성할 수 있다.In this respect, the battery life protection function of the battery protection system 100 including the battery life extension and protection function according to an embodiment of the present invention can be achieved in terms of temperature.

또한 납축 전지(110)의 경우에는, 빙점이 되면, 배터리 보호 시스템(100)이 작동하지 않게되는 특성이 있기 때문에 이에 대하여 살펴 볼 필요가 있다.In addition, in the case of the lead-acid battery 110, since the battery protection system 100 does not operate when the freezing point is reached, it is necessary to consider the above.

이러한 원리를 이해하기 위해서는 납축전지 배터리(110)의 작동원리에대하여 알아보는 것이 필요할 것이다.In order to understand this principle, it will be necessary to study the operation principle of the lead-acid battery 110.

일단 납축전지(Lead Acid Battery, 110)는 2차 전지로서 가장 오래 전부터 사용되어 온 전지이다. 이 전지의 (+)극 활성 물질은 PbO2이고, (-)극의 활성 물질은 Pb인데 황산 수용액(H2SO4)을 전해질로 사용한다.Lead Acid Battery (110) is a secondary battery that has been used for a long time. The positive electrode active material of this battery is PbO 2, and the active material of the negative electrode is Pb, and an aqueous solution of sulfuric acid (H 2 SO 4) is used as an electrolyte.

이 양전극이 모두 방전을 하게 되는 경우 PbSO4가 생성될 수 있다.PbSO4 can be generated when both of these positive electrodes are discharged.

각 전극에서의 반응식은 반응식 1과 같이 나타낼 수 있다.The reaction formula at each electrode can be expressed as shown in reaction formula 1.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

Figure 112018062709670-pat00001
Figure 112018062709670-pat00001

반응식 1이 나타내는 바와 같이, 전지가 충전될 때(←방향)는 반응에 의하여 황산이 생기므로 황산의 농도가 높아지며, 반대로 방전될 때(→방향)에는, 황산이 소모되는 반응에 의해 황산의 농도가 감소한다.As shown in the reaction formula 1, when the battery is charged (← direction), sulfuric acid is generated due to the reaction, and therefore, the concentration of sulfuric acid is increased. On the contrary, when discharged, .

도 4는 황산 수용액을 전해질로 사용한 경우의 납축전지의 작동원리를 모식적으로 보여주는 그림이다.Fig. 4 is a schematic view showing the operation principle of a lead-acid battery when an aqueous sulfuric acid solution is used as an electrolyte.

도 4를 참조하면, 황산수용액이 PbSO4로 변화되면서 방전 과정이 이루어지고, PbSO4가 황산 수용액으로 변화되면서 충전 과정이 이루어지는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 4, it can be seen that the discharging process is performed while the aqueous solution of sulfuric acid is changed to PbSO 4, and the charging process is performed while the PbSO 4 is changed to the aqueous sulfuric acid solution.

이와 같이 충방전 과정이 진행되는 동안에 H2O과 황산 수용액의 양이 변화하는 것으로부터 전해질 용액이 갖는 빙점이 변화하리라는 것을 쉽게 예측할 수 있다.In this way, it can be easily predicted that the freezing point of the electrolyte solution will change from the change of the amount of H 2 O and the aqueous sulfuric acid solution during the charging / discharging process.

도 5는 충방전 과정 진행에 따른 납축전지의 빙점 특성을 보여주는 그래프이다.5 is a graph showing the freezing point characteristics of the lead-acid battery according to the progress of charge / discharge process.

도 5를 참조하면, 완전 방전 시에는, 황산 수용액이 거의 PbSO4로 변환된 상태이기 때문에 이온화(물에 황산 이온의 첨가)에 의한 빙점 강하 현상이 적게 발생하게 되고, 거의 물의 어는 점에 가까운 온도(실험적으로 -8℃)에서 빙점이 발생하게 된다. 이에 반해 황산이 생성되는 충전반응에서는, 빙점이 -57℃에서 발생하게된다는 것을 쉽게 예상할 수 있다.Referring to FIG. 5, at the time of complete discharge, the aqueous sulfuric acid solution is almost converted to PbSO4, so that the freezing point depression phenomenon due to ionization (addition of sulfate ion to water) occurs little, Experimentally, the freezing point is generated at -8 ° C. On the contrary, it can be easily predicted that in the charge reaction in which sulfuric acid is produced, the freezing point occurs at -57 ° C.

도 5와 같은 빙점 특성 곡선을 보면, 용량이 60%만 있으면, -30℃에서 어는점인 빙점이 발생하게 된다. 같은 원리로 도 3에서 설명한 바와 같이 -20℃에서 용량의 40%가 손실된 상태이기 때문에 약간의 방전이 발생하게 되면, 납축전지(110)는 빙점이 되어 배터리 보호 시스템(100)은 정지할 수 밖에 없는 상황이 펼쳐지게 된다.As can be seen from the freezing point characteristic curve shown in Fig. 5, when the capacity is only 60%, a freezing point, which is a freezing point at -30 캜, is generated. As described above with reference to FIG. 3, when a slight discharge occurs due to a state in which 40% of the capacity is lost at -20 ° C., the lead storage battery 110 becomes a freezing point and the battery protection system 100 can be stopped The situation is unfolded.

따라서 이러한 납축전지(110)에 포함된 용액이 배터리 보호 시스템(100)을 구동하기 위해서는 납축전지(110)에 대한 온도보상(Temperature Compensation)이 이루어져야 한다.Therefore, in order for the solution contained in the lead acid battery 110 to drive the battery protection system 100, the temperature compensation for the lead acid battery 110 must be performed.

온도보상이란 의미는 그것이 사용되는 요소에 따라 조금씩 다를수 있겠지만 전자회로나 부품에 있어서 온도보상이란 개념은 주변 온도에 따라 성능 변화를 보이면 곤란한 부품이 있을 경우 주변온도를 체크할 수 있는 부품을 사용한 별도의 제어 회로를 내장하여 주변온도 변화에 상관없이 일정한 성능을 낼 수 있도록 도와주는 것을 온도보상이라고 한다.The meaning of temperature compensation may vary slightly depending on the element used. However, the concept of temperature compensation in electronic circuits and components is a function of temperature, The temperature compensation is built in the control circuit to help the constant performance regardless of the ambient temperature change.

온도를 보상하기 위하여 텅스텐(W)과 같은 일반 전기 히터를 사용하게 되면, 전력의 소모가 너무 커서(앞의 예에서 45V의 전압과 2~3A의 전류를 소모하는 조건이 되어야 온도보상이 이루어지게 된다.) 문제가 발생할 수 있지만 본원 발명의 배터리의 수명 연장 및 보호 기능이 포함된 배터리 시스템(100)에서는 12V의 전압과 1A이하의 적은 전력을 사용하는 탄소 섬유를 포함하는 탄소발열장치(300)를 사용하여 주울히팅이 아닌 복사 방식으로 납축전지(110)를 가열할 수 있어서, 전력 소모에 비하여 효율적인 배터리인 납축전지(110)의 온도 보상이 가능해져 납축전지(110)의 사용용량이 증가할 뿐만 아니라, 장시간 정상적으로 배터리 보호시스템(100)의 운영이 가능해지게 된다.If a conventional electric heater such as tungsten (W) is used to compensate the temperature, the power consumption is too high (in the above example, the temperature must be compensated by the condition of consuming the voltage of 45V and the current of 2 to 3A) However, in the battery system 100 including the life extension and protection function of the battery of the present invention, the carbon heating device 300 including carbon fibers using a voltage of 12 V and a power of less than 1 A, It is possible to heat the lead acid battery 110 by a radiation method other than joule heating so that it is possible to compensate the temperature of the lead acid battery 110 which is an efficient battery compared to the power consumption and the use capacity of the lead acid battery 110 increases In addition, the battery protection system 100 can be normally operated for a long time.

이때 납축전지(110)의 사용용량이 85% 이하가 되면 납축전지(110) 및 배터리 보호시스템(100) 자가 보호 알고리즘(Algorithm)을 적용하여 납축전지의 방전용량을 20% 내로 유지함에 따라 배터리인 납축전지(110)의 수명을 연장할 수 있다.At this time, when the used capacity of the lead acid battery 110 becomes 85% or less, the lead battery 110 and the battery protection system 100 apply the self-protection algorithm to keep the discharge capacity of the lead acid battery within 20% The lifetime of the lead-acid battery 110 can be prolonged.

탄소섬유를 포함하는 탄소 발열 장치(300)는, 일반섬유사와 탄소섬유사로 직조된 발열부와, 상기 발열부의 일부 또는 여러 부분에 형성되며, 탄소섬유사와 동사로 직조되어 발열부로 열을 전도하는 도전부로 이루어지고 상기 도전부에는 탄소액이 도포되어, 상기 도전부의 결합력이 강화되어 과도한 물리력이 가해지지 않는 한 형태의 안정성을 유지할 수 있다.The carbon heating device 300 includes a carbon fiber yarn and a carbon fiber yarn. The carbon fiber yarn 300 is formed on a part or a plurality of parts of the heating part. The carbon fiber yarn 300 is woven with a carbon fiber yarn to conduct heat to the heating part. And the carbon portion is applied to the conductive portion to strengthen the bonding force of the conductive portion, so that the stability of the shape can be maintained as long as the excessive physical force is not applied.

상기 발열부의 일반 섬유사는 2가닥이 1조를 이루어 이를 꼬아 꼬임부가 형성되며, 상기 일반섬유사의 꼬임부로 탄소섬유사가 통과한 형태로 직조되어, 상기 일반 섬유사의 간격 및 꼬임횟수와 상기 탄소섬유사의 배치에 따라 상기 발열부의 밀도 및 발열량을 조절할 수 있는 특징을 갖는 발열장치가 될 수 있다.Wherein the regular fiber yarns of the heat generating portion are twisted to form a twisted twisted portion and the carbon fiber yarn is passed through the twisted portion of the normal fiber yarn so that the interval and the number of twists of the normal fiber yarn and the arrangement And the density and the calorific value of the heating unit can be adjusted according to the temperature of the heating unit.

이와 같이 탄소섬유사를 포함하여 복사 가열에 의한 가열이 가능하기 때문에 전류소모량을 줄이면서도, 잠열 등에 의한 에너지 저장 효과 없이 바로 납축 전지(110)에 대한 가열 및 열전달이 가능하도록 구성되어 있어서 납축전지(110)로부터 공급되는 전력이라고 하더라도 적은 양의 전력 소모로 온도 보상 효과를 달성할 수 있게 된다.Since the carbon fiber yarn can be heated by radiant heating, it is possible to heat and heat the lead-acid battery 110 without reducing the energy consumption by latent heat while reducing current consumption. 110 can achieve a temperature compensation effect with a small amount of power consumption.

특히 릴레이(230)를 통한 전력의 공급이 이루어지기 때문에 필요온도에 맞추어 납축 전지(110)의 온도를 자유롭게 조절할 수 있는 특징이 있다.In particular, since the power is supplied through the relay 230, the temperature of the lead-acid battery 110 can be freely adjusted according to the required temperature.

납축전지(110)의 온도 보상이 자유롭게 이루어짐에 따라 딥사이클 배터리라고 할 수 있는 납축전지에서 배터리수명을 보장하는 기능을 달성할 수 있게 된다.The temperature compensation of the lead acid battery 110 is freely performed, so that it is possible to achieve a function of ensuring battery life in a lead acid battery, which is a deep cycle battery.

또한 두 번째의 기능으로서 순간적인 과전류의 흐름에 의한 방전심도(Depth of Discharge) 기능에 대하여 설명하면 과전류를 필요로 하는 순간적으로 과전류에 의한 전력소모가 예상되는 LAMP, 전광판, 경광등(Warning light), 싸이렌(Siren) 또는 스피커 앰프(speaker amp)를 사용하는 경우를 예로 들 수 있다.The second function is to describe the Depth of Discharge by the instantaneous overcurrent flow. It is possible to use the LAMP, the electric signboard, the warning light, An example is the use of a siren or speaker amp.

즉 방전 용량(DOD)이 20% 이상이 되면, 납축 전지(110)의 충전회수는 줄어들면서 납축전지(110)의 수명이 줄어드는 효과가 발생하게 된다.That is, when the discharge capacity (DOD) is 20% or more, the number of times of charging the lead acid battery 110 is reduced and the life of the lead acid battery 110 is reduced.

이에 대한 대응방안으로서 본원 발명에서는 탄소 슈퍼캐패시터(Super Capacitor)를 사용한다. 이와 같은 슈퍼캐패시터를 제1 전지라고 칭할 수 있다.As a countermeasure thereto, a carbon super capacitor is used in the present invention. Such a supercapacitor can be referred to as a first battery.

슈퍼캐퍼시터는 축전 용량이 대단히 큰 캐퍼시터로 울트라 캐패시터 또는 우리말로 초고용량 캐패시터라고 한다 학술적인 용어로는 기존의 정전기식(electrostatic) 또는 전해식(electrolytic)과 구분해 전기화학식 캐패시터라고 불리운다. 슈퍼캐패시터는 화학반응을 이용하는 배터리와 달리 전극과 전해질 계면으로의 단순한이온의 이동이나 표면 화학반응에 의한 추전현상을 이용한다. 이에 따라 급속 충방전이 가능하고, 높은 충방전 효율 및 반영구적인 사이클 수명특성으로 보조배터리나 배터리 대체용으로 사용할 수 있는 차세대 에너지 저장장치로서 각광받고 있다.A super capacitor is a capacitor with a very high capacitance. It is called an ultra capacitor or a supercapacitor in Korean. In academic terms, it is distinguished from an electrostatic or electrolytic capacitor and is called an electrochemical capacitor. Unlike a battery using a chemical reaction, a supercapacitor utilizes a phenomenon caused by a simple ion movement or surface chemical reaction between an electrode and an electrolyte interface. As a result, it can be rapidly charged and discharged, and it is attracting attention as a next generation energy storage device which can be used as a secondary battery or a battery replacement due to high charge / discharge efficiency and semi-permanent cycle life characteristics.

이러한 차세대 에너지 저장장치인 슈퍼 캐패시터는 대용량의 전기를 빠르게 저장하고 꺼내어 사용할 수 있고, 2차 전지보다 100배 이상의 고출력이며 반영구적으로 사용이 가능해 휴대전화 디지털 카메라의 플래시, 하이브리드자동차 등 응용분야가 다양하다.This next generation energy storage device, supercapacitor, can store and use a large amount of electricity quickly, can use it, and it is 100 times more power than secondary battery and it can be used semi-permanently, and various applications such as cell phone digital camera flash and hybrid automobile are various .

즉 슈퍼 캐패시터는 석유를 대체해 이산화탄소배출이 없는 친환경 청정대체에너지인 태양광, 풍력, 수소 연료 전지등의 신재생 에너지 저장장치로 중요도를 갖는다고 할 수 있다.In other words, supercapacitors are considered to be important as new and renewable energy storage devices such as sunlight, wind power, and hydrogen fuel cell, which are eco-friendly clean alternative energy that does not emit carbon dioxide by replacing petroleum.

슈퍼캐패시터는 종래의 캐패시터에 사용되고 있는 고유물질인 유전체는 없고 또한 전지와 같이 충방전에 있어서 화학반응을 이용하지 않는다. 그 특징은 표면적이 큰 활성탄을 사용하고 유전체의 거리를 짧게 하여 소형으로 F단위의 매우 큰 정전용량을 얻을 수 있으며, 과충전, 과방전을 해도 전지와 같이 수명에 영향을 주는 일이 없어 환경성이 뛰어나다고 할 수 있다.The super capacitor has no dielectric material, which is a unique material used in conventional capacitors, and does not utilize a chemical reaction in charge and discharge like a battery. The feature is that it uses a large surface area activated carbon and shortens the distance of the dielectric to obtain a very large electrostatic capacity in F unit and does not affect the lifetime like overcharged or overdischarged battery, .

전자 부품으로서 땜납으로 붙일 수 있으므로 2차 전지와 같이 단락이나 접속 불안정이 일어나지 않는다. 종래의 전기화학반응을 이용하는 2차 전지에 비해 슈퍼캐패시터는 전하 자체를 물리적으로 축전하는 방법을 사용하고 있어 충방전 시간의 조절이 가능하고, 긴 수명 높은에너지 밀도 등을 얻을 수 있다.Since it can be attached by solder as an electronic component, short circuit and connection instability do not occur like a secondary battery. Compared with a secondary battery using a conventional electrochemical reaction, the super capacitor uses a method of physically storing the charge itself, so that the charge / discharge time can be controlled, and a long lifetime and high energy density can be obtained.

표 1은 각종 전기에너지 저장장치의 특성을 비교한 표이다.Table 1 is a table comparing characteristics of various electric energy storage devices.

전기에너지 저장장치의 비교표Comparison table of electric energy storage devices 비교항목Compare lead 니켈카드뮴Nickel cadmium 슈퍼캐패시터Super capacitor 출력밀도(W/kg)Power density (W / kg) 100-130100-130 100-160100-160 10-30010-300 에너지 밀도(Wh/Kg)Energy density (Wh / Kg) 40-4540-45 45-53(메모리 효과)45-53 (memory effect) 2-4(15-40)2-4 (15-40) 방전심도(%)Discharge depth (%) 50-7050-70 80-10080-100 94-10094-100 싸이클 수명Cycle life 300-1000300-1000 300-500300-500 10000-10000- 충전효율Charging efficiency -0.82-0.82 -0.72-0.72 -0.95-0.95 잔량계측Remainder measurement 곤란(~30%)Difficulty (~ 30%) 곤란(~25%)Difficulty (~ 25%) 용이(~10%)Easy (~ 10%) 충전시간Charging time 5-10hr5-10 hr 15min-8hr15min-8hr 3-30sec3-30sec

표 1에서 보여지는 바와 같이 최근에는 2차 전지에 비해 충방전속도와 사이클 수명이 우수해, 2차 전지의 병용 및 대체 가능한 에너지 저장장치로 각광을 받고 있다.본 발명에서도 과전류를 필요로 하는 순간적으로 과전류에 의한 전력소모가 예상되는 LAMP, 전광판, 경광등(Warning light), 싸이렌(Siren) 또는 스피커 앰프(speaker amp)를 사용하는 경우에 슈퍼캐패시터를 제 1 전지로 사용하고, 제2 전지로 정상 전류(순간 20% 이상의 DOD 가 발생한 이후, 제1 전지를 통해서 흐르는 전류에 대한 측정을 통해서, 정상전류(20% 이상의 DOD가 발생하지 않는전류))라고 판단되는 경우 제2 전지인 납축전지(110)를 구동하는 알고 리즘을 적용할 수 있다.As shown in Table 1, in recent years, the secondary battery has superior charging / discharging speed and cycle life compared to secondary batteries, and is attracting attention as a combined use of secondary batteries and an alternative energy storage device. A super capacitor is used as the first battery when the LAMP, the electric signboard, the warning light, the siren or the speaker amp, which is expected to consume electric power due to the overcurrent, is used as the first battery, (A current which does not generate a DOD of 20% or more) through the measurement of the current flowing through the first battery after the occurrence of the DOD of 20% or more at the moment), the lead battery 110 ) Can be applied.

이와 같이 제2 전지인 납축전지(110)의 일측에 제1 전지인 슈퍼캐패시터를 장착하여 배터리의 수명 연장 및 보호 기능을 포함하는 배터리 보호시스템(100)을 운영하게 되면, 배터리 보호 기능의 두번째 요소를 달성할 수 있게 된다. When the battery protection system 100 including the extension and protection function of the battery is mounted by mounting a super capacitor serving as a first battery on one side of the lead battery 110 as the second battery, .

이하에서는 본원 발명의 일 실시예인 배터리 수명 연장 및 보호기능을 포하하는 배터리 보호 시스템의 운영방법에 대해서 논의한다.Hereinafter, an operation method of the battery protection system including the battery life extension and protection function, which is one embodiment of the present invention, will be discussed.

배터리수명 연장 및 보호기능을 포함하는배터리 보호 시스템(100)의 운영방법은, LAMP, 전광판, 경광등(Warning light), 싸이렌(Siren) 또는 스피커 앰프(speaker amp)를 사용하는 경우에는, (1) 제1 전지인 슈퍼캐패시터를 사용해서 과전류흐름으로부터 제2 전지인 납축전지(110)를 보호하는 단계(s10)가 진행될 수 있다. 이와 같은 과정은 두번째 납축전지(110)의 수명 연장을 위한 수단임은 전술한 바와 같다. The battery protection system 100 including the battery life extension function and the protection function may be configured such that when using the LAMP, the electric signboard, the warning light, the siren or the speaker amp, The step (s10) of protecting the lead acid battery 110, which is the second battery, from the overcurrent flow may be performed using the super capacitor as the first battery. This process is the means for extending the life of the second lead battery 110 as described above.

이와 같은 과도 전류가 흐르고 난 후 일정 시간이 지나게 되면, 정상 전류가 흐르게 되는 단계(s20)으로 진행하게 되고, 이때는 제1 전지인 슈퍼캐패시터의 작동을 멈추고 제2 전지인 납축전지(110)의 구동이 이루어질 수 있다.When a predetermined time passes after the transient current flows, the operation proceeds to step s20 where a normal current flows. At this time, the operation of the super capacitor serving as the first battery is stopped and the operation of the lead battery 110 Can be achieved.

납축 전지(110)의 경우에는 온도에 대한 특수성이 있기 때문에, 이와 같이 제2 전지를 구동하는 중간에는 제2 전지에 대하여 온도 측정 수단(주로 열전대(thermocouple)를 사용할 수 있다.)을 통한 온도체크와 온도 보상이 이루어질 수 있다.In the case of the lead-acid battery 110, there is a specific temperature characteristic. Thus, in the middle of driving the second battery, a temperature measurement means (mainly a thermocouple can be used) for the second battery And temperature compensation can be performed.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 수명 연장 및 보호기능이 탑재된 배터리 보호시스템(100)의 전체적인 구성을 보여주는 블록도이다.6 is a block diagram showing the overall configuration of a battery protection system 100 equipped with a battery life extension and protection function according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 충전기능과 방전기능을 수행할 수 있는 2차 전지인 납축전지(110)와, 상기 충전기능과 방전기능은 서로 반대되는 기능이라고 할 수 있는데 이의 회수를 극대화하기 위해서는 2차 전지인 납축 전지에 대한 보호를 수행할 수 있는 탄소발열장치(300)와 상기 탄소발열장치(300)의 구동상태를 조절할 수 있는 컨트롤러(200)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, a lead battery 110, which is a secondary battery capable of performing a charging function and a discharging function, and the charging function and the discharging function are opposite to each other. In order to maximize the number of times of recovery, A carbon heating device 300 capable of protecting a lead-acid battery that is a battery, and a controller 200 capable of adjusting the driving state of the carbon heating device 300. [

상기 컨트롤러(200)에는 중앙제어장치(Control Panel Unit, 220)과 릴레이(230)을 포함할 수 있다.The controller 200 may include a central control unit 220 and a relay 230.

상기 릴레이(230)는 탄소발열장치(300)와 전기적으로 접속되어 있어서, ON/OFF 기능을 수행할 수 있다. 이에 대한 제어방식으로 PID(Proportional Integral Derivative) 방식을 사용하여 납축전지(110)의 온도를 -10~0℃를 유지하도록 하여 배터리 보호시스템(100)을 보호할 수 있다(s20-s50).The relay 230 is electrically connected to the carbon heating device 300 and can perform an ON / OFF function. The battery protection system 100 can be protected (s20-s50) by maintaining the temperature of the lead acid battery 110 at -10 to 0 DEG C by using a PID (Proportional Integral Derivative) method as a control method.

이때 실시간으로 상기 납축전지(110)의 충방전회수와 직접 관련성이 있다고 볼 수 있는, 방전심도(DOD)를 실시간으로 체크하여 상기 납축전지(110)의 빙점이 높아지는 현상에 대응하여 상기 제2 전지인 납축전지(110)의 구동을 정지시켜 배터리 보호 시스템(100)의 보호가 가능해질 수 있다.At this time, in response to the phenomenon that the freezing point of the lead-acid battery 110 becomes high by checking the discharge depth (DOD) which is directly related to the number of times of charging / discharging of the lead-acid battery 110 in real time, The battery protection system 100 can be protected by stopping the operation of the lead acid battery 110. [

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

100: 배터리 보호 시스템 110: 납축전지
120: 온/습센서 200: 컨트롤러
210: 온습센서연결수단 220: CPU
230: 릴레이(Relay) 300; 탄소 발열장치
100: Battery protection system 110: Lead-acid battery
120: On / Humidity sensor 200: Controller
210: Temperature and humidity sensor connecting means 220: CPU
230: Relay 300; Carbon heating device

Claims (4)

충전과 방전기능을 수행할 수 있는 2차 전지인 납축전지;
상기 납축전지의 온도를 측정할 수 있는 온도 센서인 열전대(thermocouple);
상기 열전대로부터 납축전지의 온도에 대한 판단이 가능하고,
탄소 섬유를 포함하는 탄소발열장치가 상기 납축전지의 외주면에 말아져 상기 납축전지의 보온성능을 높임과 동시에 탄소발열장치에서 발생하는 열을 직접적으로 상기 납축전지에 전달하여 상기 납축전지가 -10℃ 미만의 온도를 가지게 됨으로써 발생되는 상기 납축전지의 방전 심도의 저하를 방지하고,
상기 탄소발열장치인 탄소섬유는 상기 납축전지와 릴레이(relay, 계전기)를 통해서 전기적으로 접속하고 있어서, 상기 납축전지로부터 전원의 공급과 차단이 자유로우며, 상기 탄소발열장치가 상기 납축전지의 외주면에 말아져 잠열에 의한 에너지 저장없이 상기 납축전지에 대한 가열 및 열전달이 가능하도록 구성되어 상기 납축전지의 전류소모량을 줄일 수 있고,
상기 릴레이는 상기 납축전지의 일측에 연결되어 있는 온도 센서인 열전대로의 온도 측정 결과에 따라서 -10℃에서는 상기 탄소 발열장치인 탄소섬유에 전력을 공급하여 상기 탄소섬유에서 방출되는 복사열을 이용하여 상기 납축 전지의 온도를 상승시키고, 상기 납축 전지의 온도가 0℃가 되면 상기 탄소 발열장치인 탄소섬유에 공급되는 전력을 차단하는 PID(Proportional Integral Derivative) 방식으로 컨트롤러에 장착되어 있는 CPU(Central Panel Unit)을 제어하여,
탄소 섬유를 포함하는 탄소발열장치를 상기 납축전지의 외주면에 말아 보온성능을 높임과 동시에 탄소발열장치에서 발생하는 열을 직접적으로 납축전지에 전달하는 방법을 사용하여 납축전지가 -10℃ 미만의
상기 납축전지의 온도 보상 기능을 실현하며,
상기 납축전지의 일측에는 순간적으로 과전류에 의한 전력소모가 예상되는 LAMP, 전광판, 경광등(Warning light), 싸이렌(Siren) 또는 스피커 앰프(speaker amp)가 사용되는 경우에는,
제1전지로서 슈퍼 캐패시터를 상기 LAMP, 전광판, 경광등(Warning light), 싸이렌(Siren) 또는 스피커 앰프(speaker amp)사용하여 제2전지인 납축전지에서의 20% 이상의 방전심도(Depth of Discharge; DOD)를 방지할 수 있는 것을 특징으로 하되,
상기 제1 전지인 슈퍼 캐패시터에 대한 사용은 상기 제1 전지를 통해서 흐르는 전류에 대한 측정을 통해서, 정상전류(여기서 정상 전류(normal current)라 함은 납축 전지의 사용시에 방전 심도가 20% 이상을 넘지 않는 수준의 전류를 지칭한다)라고 판단되는 경우 상기 제1 전지인 슈퍼 캐패시터를 중지시키고,
상기 제2 전지인 납축전지를 구동함으로써,
상기 납축전지가 빙점에 도달하여 배터리의 사용이 정지되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 배터리의 수명연장 및 보호 기능이 포함된 배터리 보호시스템.
A lead-acid battery which is a secondary battery capable of performing charging and discharging functions;
A thermocouple which is a temperature sensor capable of measuring the temperature of the lead-acid battery;
The temperature of the lead-acid battery can be determined from the thermocouple,
The carbon heating device including the carbon fibers is wound around the outer circumferential surface of the lead accumulator to increase the heat retaining performance of the lead accumulator and directly transmit the heat generated from the heating device to the lead accumulator, The discharge depth of the lead-acid battery is prevented from being lowered,
The carbon heating element is electrically connected to the lead accumulator through a relay so that power can be supplied to and disconnected from the lead accumulator and the carbon heating device is connected to the outer surface of the lead accumulator The battery can be heated and transferred to the lead-acid battery without energy storage due to latent heat, so that current consumption of the lead-acid battery can be reduced,
The relay supplies electric power to the carbon fiber, which is the carbon heating device, at -10 ° C according to the temperature measurement result of the thermocouple connected to one side of the lead acid battery, When the temperature of the lead-acid battery reaches 0 ° C, the PID (Proportional Integral Derivative) method of cutting off power supplied to the carbon fiber, which is the carbon heating device, ),
A method of directly heating the carbon heating device including carbon fiber to the outer circumferential surface of the lead accumulator and transferring the heat generated from the carbon heating device directly to the lead accumulator,
The temperature compensation function of the lead-acid battery is realized,
When a lamp, an electric signboard, a warning light, a siren, or a speaker amp, which is expected to consume power instantaneously due to an overcurrent, is used at one side of the lead acid battery,
A super capacitor can be used as the first battery by using the LAMP, the electric signboard, the warning light, the siren or the speaker amp so that a depth of discharge (DOD) of 20% Can be prevented. However,
The use of the supercapacitor as the first battery is performed by measuring a current flowing through the first battery, a normal current (here, a normal current refers to a discharge current of 20% or more when the lead- The super capacitor, which is the first battery, is stopped,
By driving the lead battery which is the second battery,
The lead-acid battery is prevented from reaching a freezing point and the use of the battery is stopped.
삭제delete 삭제delete 충전과 방전기능을 수행할 수 있는 2차 전지인 납축전지와, 상기 납축전지의 온도를 측정할 수 있는 온도 센서인 열전대(thermocouple)와, 상기 열전대로부터 납축전지의 온도에 대한 판단이 가능하고, 탄소 섬유를 포함하는 탄소발열장치가 상기 납축전지의 외주면을 말아 상기 납축전지의 보온성능을 높임과 동시에 탄소발열장치에서 발생하는 열을 직접적으로 상기 납축전지에 전달하여 상기 납축전지가 -10℃ 미만의 온도를 가지게 됨으로써 발생되는 상기 납축전지의 방전 심도의 저하를 방지하고, 상기 탄소발열장치인 탄소섬유는 상기 납축전지와 릴레이(relay, 계전기)를 통해서 전기적으로 접속하고 있어서, 상기 납축전지로부터 전원의 공급과 차단이 자유로우며, 상기 탄소발열장치가 상기 납축전지의 외주면에 말아져 잠열에 의한 에너지 저장없이 상기 납축전지에 대한 가열 및 열전달이 가능하도록 구성되어 상기 납축전지의 전류소모량을 줄일 수 있고, 상기 릴레이는 상기 납축전지의 일측에 연결되어 있는 온도 센서인 열전대로의 온도 측정 결과에 따라서 -10℃에서는 상기 탄소 발열장치인 탄소섬유에 전력을 공급하여 상기 탄소섬유에서 방출되는 복사열을 이용하여 상기 납축 전지의 온도를 상승시키고, 상기 납축 전지의 온도가 0℃가 되면 상기 탄소 발열장치인 탄소섬유에 공급되는 전력을 차단하는 PID(Proportional Integral Derivative) 방식으로 컨트롤러에 장착되어 있는 CPU(Central Panel Unit)을 제어하여, 상기 탄소 섬유를 포함하는 탄소발열장치를 상기 납축전지의 외주면에 말아 보온성능을 높임과 동시에 탄소발열장치에서 발생하는 열을 직접적으로 납축전지에 전달하는 방법을 사용하여 납축전지가 -10℃ 미만의 상기 납축전지의 온도 보상 기능을 실현하는 배터리의 수명 연장 및 보호기능을 포함하는 배터리 보호 시스템의 운영방법으로,
상기 납축전지의 일측에는 순간적으로 과전류에 의한 전력소모가 예상되는 LAMP, 전광판, 경광등(Warning light), 싸이렌(Siren) 또는 스피커 앰프(speaker amp)가 사용되는 경우에는,
(1) 제1 전지인 슈퍼캐패시터를 사용해서 과전류흐름으로부터 제2 전지인 납축전지를 보호하는 단계(s10);
(2) 정상 전류가 흐르는 경우, 제2 납축전지를 사용해서 구동하는 단계(s20);
(3) 상기 납축전지를 사용하는 동안, 납축전지의 주변온도하강으로 인한 납축전지의 방전심도(Depth of Discharge)가 저하되는 현상을 막기 위하여 상기 납축전지의 외주면으로 탄소섬유를 포함하는 탄소발열장치를 감싸고 상기 납축전지와 탄소 발열장치를 릴레이를 통해서 전기적으로 접속시켜 상기 납축전지의 온도를 체크하는 단계(s30);
(4) 상기 납축전지의 온도가 -10℃이하인 경우 상기 탄소발열장치를 구동시키는 단계(s40); 및
(5) 상기 납축전지의 온도가 0℃ 이상에서는 상기 탄소 섬유를 포함하는 탄소발열장치의 구동을 정지시키는 단계(s50);를 포함하되,
상기 납축전지의 충방전회수와 직접 관련성이 있다고 볼 수 있는, 방전심도를 실시간으로 체크하여 상기 납축전지의 빙점이 높아지는 현상에 대응하여 상기 제2 전지인 납축전지의 구동을 정지시켜, 배터리의 수명 연장 및 보호기능을 포함하는 배터리 보호 시스템의 운영방법.
A thermocouple which is a temperature sensor capable of measuring the temperature of the lead accumulator battery, a thermocouple capable of judging the temperature of the lead acid battery from the thermocouple, The carbon heat generating device including carbon fiber is wound around the outer circumferential surface of the lead accumulator to increase the heat retaining performance of the lead accumulator and directly transmit the heat generated from the carbon heating device to the lead accumulator, The discharge depth of the lead-acid battery is prevented from being lowered, The carbon heating element is electrically connected to the lead accumulator through a relay so that power can be supplied to and disconnected from the lead accumulator and the carbon heating device is connected to the outer surface of the lead accumulator The battery can be heated and transferred to the lead-acid battery without energy storage due to latent heat, so that current consumption of the lead-acid battery can be reduced, The relay supplies electric power to the carbon fiber, which is the carbon heating device, at -10 ° C according to the temperature measurement result of the thermocouple connected to one side of the lead acid battery, When the temperature of the lead-acid battery reaches 0 ° C, the PID (Proportional Integral Derivative) method of cutting off power supplied to the carbon fiber, which is the carbon heating device, ) Is controlled so that the carbon heating device including the carbon fibers is wound around the outer circumferential surface of the lead accumulator and the heat generated by the carbon heating device is directly transferred to the lead accumulator. It includes the life extension and protection function of the battery which realizes the temperature compensation function of the lead acid battery below -10 ℃. Is a method of operating a battery protection system,
Power consumption due to overcurrent is expected instantly at one side of the lead-acid battery When a LAMP, an electric signboard, a warning light, a siren or a speaker amp is used,
(1) a step (s10) of protecting a lead-acid battery which is a second battery from an overcurrent flow by using a supercapacitor which is a first battery;
(2) a step (s20) of driving using a second lead acid battery when a normal current flows;
(3) During the use of the lead-acid battery, in order to prevent a decrease in the depth of discharge of the lead-acid battery due to the ambient temperature drop of the lead-acid battery, a carbon heating device A step (s30) of checking the temperature of the lead accumulator battery by electrically connecting the lead accumulator and the carbon heating device through relays;
(4) driving the carbon heating device when the temperature of the lead accumulator is not higher than -10 ° C (s40); And
(5) stopping the driving of the carbon heating device including the carbon fibers when the temperature of the lead accumulator is 0 DEG C or more (s50)
The operation of the lead accumulator, which is the second battery, is stopped in response to the phenomenon that the discharge depth of the lead accumulator is directly related to the number of times of charge and discharge of the lead accumulator, Extending and protecting the battery.
KR1020180073447A 2018-06-26 2018-06-26 Battery protecting system containing extension of battery life and protection of battery KR101962957B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180073447A KR101962957B1 (en) 2018-06-26 2018-06-26 Battery protecting system containing extension of battery life and protection of battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180073447A KR101962957B1 (en) 2018-06-26 2018-06-26 Battery protecting system containing extension of battery life and protection of battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101962957B1 true KR101962957B1 (en) 2019-03-27

Family

ID=65906605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180073447A KR101962957B1 (en) 2018-06-26 2018-06-26 Battery protecting system containing extension of battery life and protection of battery

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101962957B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021071184A1 (en) * 2019-10-10 2021-04-15 주식회사 엘지화학 Heating pad control device
CN114374026A (en) * 2022-01-06 2022-04-19 阿尔特汽车技术股份有限公司 Method and system for regulating temperature of battery pack and vehicle

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060037831A (en) * 2004-10-28 2006-05-03 삼성에스디아이 주식회사 Battery pack capable of preventing over heat and method the same
KR20100122911A (en) * 2008-02-25 2010-11-23 이와사키 덴끼 가부시키가이샤 Recharging device and recharging method
KR20130074046A (en) 2011-12-26 2013-07-04 주식회사 케이티 A control method of charging and discharging of energy storage and system for it
KR20150025512A (en) * 2013-08-30 2015-03-10 한국에너지기술연구원 Lead acid battery, control apparatus of the lead acid battery for long life time and method of controling the apparatus
KR20170062857A (en) * 2015-11-30 2017-06-08 주식회사 엘지화학 System and method of battery cell protection circuit with ptc device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060037831A (en) * 2004-10-28 2006-05-03 삼성에스디아이 주식회사 Battery pack capable of preventing over heat and method the same
KR20100122911A (en) * 2008-02-25 2010-11-23 이와사키 덴끼 가부시키가이샤 Recharging device and recharging method
KR20130074046A (en) 2011-12-26 2013-07-04 주식회사 케이티 A control method of charging and discharging of energy storage and system for it
KR20150025512A (en) * 2013-08-30 2015-03-10 한국에너지기술연구원 Lead acid battery, control apparatus of the lead acid battery for long life time and method of controling the apparatus
KR20170062857A (en) * 2015-11-30 2017-06-08 주식회사 엘지화학 System and method of battery cell protection circuit with ptc device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021071184A1 (en) * 2019-10-10 2021-04-15 주식회사 엘지화학 Heating pad control device
JP2022532225A (en) * 2019-10-10 2022-07-13 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Heating pad controller
JP7222466B2 (en) 2019-10-10 2023-02-15 エルジー エナジー ソリューション リミテッド heating pad controller
US11919421B2 (en) 2019-10-10 2024-03-05 Lg Energy Solution, Ltd. Heating pad control apparatus
CN114374026A (en) * 2022-01-06 2022-04-19 阿尔特汽车技术股份有限公司 Method and system for regulating temperature of battery pack and vehicle
CN114374026B (en) * 2022-01-06 2024-05-14 阿尔特汽车技术股份有限公司 Temperature adjustment method and system for battery pack and vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101074785B1 (en) A battery management system and control method thereof, and energy storage system including the battery management system
US9627720B2 (en) Battery pack, apparatus including battery pack, and method of managing battery pack
US10141551B2 (en) Battery system
JP5408410B2 (en) How to determine the aging status of a battery
US8085051B2 (en) Abnormality detecting device for storage element, abnormality detecting method for storage element, abnormality detecting program for storage element, and computer-readable recording medium storing abnormality detecting program
JP2020184880A (en) System and method for charging and forming series battery
EP2660924B1 (en) Method and device for managing battery system
JP5571129B2 (en) Hybrid power system
US8030901B2 (en) Electric energy storage device
Sen et al. Battery pack modeling for the analysis of battery management system of a hybrid electric vehicle
KR101962957B1 (en) Battery protecting system containing extension of battery life and protection of battery
JP2009080938A (en) Power source system and control method of battery assembly
JP5664310B2 (en) DC power supply
CN106130151A (en) A kind of Aircraft Electrical System and method of supplying power to thereof
JP2012095525A (en) Voltage stabilizer for energy storing body, and method for the same
CN105009404A (en) Thin film microbattery charge and output control
CN105811540A (en) Safe high-discharging-rate lithium battery pack module
US9276415B2 (en) Charging station having battery cell balancing system
CN101834325A (en) Secondary battery pack
KR101810492B1 (en) Super Capacitor Energy Storage Module
CN101834311A (en) Lithium secondary battery bank
CN219960208U (en) Protection circuit and vehicle
CN220711161U (en) Dynamic balancing system for lithium battery
CN110071307B (en) Metal-air battery system and vehicle
AU2021100914A4 (en) Thermal effect powered electric motor to minimize the power consumption in the electric vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant