KR102495811B1 - Apparatus for charging and monitoring employing mobile battery - Google Patents

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Abstract

실시예는 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치에 관한 것이다.
구체적으로, 이러한 장치는 이동형 전원 중의 하나인 배터리팩;
상기 배터리팩의 기준직류전원을 입력받아 사용자가 원하는 직류전원으로 변환하는 DC-DC 컨버터;
이동형 전원 중의 다른 하나인 상용교류전원을 입력받아 직류전원으로 변환하는 AC-DC 컨버터;
상기 이동형 전원으로 충전할 배터리의 충전량을 감지하는 감지부;
상기 이동형 전원으로 충전할 배터리의 개수 정보를 입력받는 키신호 입력부; 및
상기 키신호 입력부를 통해 입력된 결과를 기초로 적어도 하나 이상의 배터리를 충전할 경우, 상기 감지부를 통해 감지된 결과에 따라 상기 DC-DC 컨버터 또는 AC-DC 컨버터의 직류전원 변환동작을 제어하여 이동형 전원을 충전할 배터리 개수에 맞추어 각각의 배터리로 상이하게 공급하는 PLC 컨트롤러; 를 포함하고 있으며,
상기 PLC 컨트롤러는,
상기 각 부에 대한 전원 공급과, 상기 DC-DC 컨버터와 상기 AC-DC 컨버터에 의해 변환된 각 직류전원을 각각의 배터리로 공급하도록 하는 전원모듈;
배터리를 탑재한 각 장치와 통신하는 시리얼통신모듈;
상기 감지부에 의해 감지된 결과를 포함한 아날로그 신호를 통합적으로 입력처리하는 A/I모듈;
상기 키신호 입력부에 의해 입력된 결과를 포함한 디지털 신호를 통합적으로 입력처리하는 D/I모듈;
상기 A/I모듈에 의해 입력된 아날로그 신호를 통합적으로 디지털 변환하는 A/D모듈;
상기 D/I모듈에 의해 입력된 디지털 신호를 포함하여 통합적으로 아날로그 변환하는 D/A모듈;
상기 A/I모듈의 감지부 감지결과와 상기 D/I모듈의 키신호 입력부 입력결과에 따라 상기 DC-DC 컨버터와 상기 AC-DC 컨버터로 해당 제어신호를 상이하게 공급하는 D/O모듈; 및
상기 각 부를 제어하는 CPU모듈; 을 포함하고,
상기 CPU모듈은,
상기 키신호 입력부에 의한 배터리 개수별(또는, 배터리 개수그룹별)에 대응하여 미리 설정한 배터리 기준충전전력의 스위칭시간과의 차이값에 따르면서도 상기 감지부를 통해 감지된 결과에 따라 상기 D/O모듈의 제어신호 공급동작을 상이하게 제어하여 이동형 전원으로 충전할 배터리 개수별로서 통합 전력변환하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 이를 통해 기본적으로 이동형 충전을 위한 배터리팩을 포함하면서, 이러한 배터리팩의 전원이 다 사용된 경우나 가정 등에서 쉽게 접할 수 있는 상용전원을 사용하여 배터리팩에 의한 정상적인 이동형 충전이 이루어지지 않는 경우에 있어서도 외부로부터 용이하게 이동형 충전이 이루어진다.
그리고, 일실시예는 충전할 배터리 개수별로 상이하게 이동형 충전도 수행함으로써 효율적으로 이동형 충전이 이루어진다.Embodiments relate to devices for charging and monitoring mobile batteries.
Specifically, such a device includes a battery pack, which is one of the mobile power sources;
a DC-DC converter that receives the reference DC power of the battery pack and converts it into DC power desired by the user;
An AC-DC converter that receives commercial AC power, which is another one of the mobile power sources, and converts it into DC power;
a detector for detecting a charge amount of a battery to be charged by the mobile power source;
a key signal input unit receiving information on the number of batteries to be charged with the mobile power source; and
When at least one battery is charged based on the result input through the key signal input unit, the DC-DC converter or the AC-DC converter controls the DC power conversion operation according to the result detected through the sensing unit to provide mobile power supply. A PLC controller that supplies differently to each battery according to the number of batteries to be charged; contains,
The PLC controller,
a power module for supplying power to each unit and each DC power converted by the DC-DC converter and the AC-DC converter to each battery;
A serial communication module that communicates with each device equipped with a battery;
an A/I module that integrally inputs and processes the analog signal including the result detected by the detector;
a D/I module that integrally inputs and processes digital signals including results input by the key signal input unit;
an A/D module that integrally digitally converts the analog signal input by the A/I module;
a D/A module that integrally converts digital signals input by the D/I module into analog;
a D/O module that supplies corresponding control signals differently to the DC-DC converter and the AC-DC converter according to a detection result of the sensing unit of the A/I module and an input result of the key signal input unit of the D/I module; and
CPU module for controlling each unit; including,
The CPU module,
The D/O according to the result detected through the sensing unit while following the difference value from the switching time of the battery reference charging power set in advance corresponding to each number of batteries (or each number group of batteries) by the key signal input unit. It is characterized in that the control signal supply operation of the module is differently controlled to perform integrated power conversion for each number of batteries to be charged as a mobile power source.
Therefore, through this, while basically including a battery pack for mobile charging, when the power of the battery pack is exhausted or when normal mobile charging by the battery pack is not performed using commercial power that can be easily accessed at home, etc. Even in the case, mobile charging is easily performed from the outside.
In addition, in one embodiment, mobile charging is performed differently for each number of batteries to be charged, so that mobile charging is efficiently performed.

Description

이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치{Apparatus for charging and monitoring employing mobile battery}Mobile battery charging and monitoring device {Apparatus for charging and monitoring employing mobile battery}

본 명세서에 개시된 내용은 이동형 배터리의 충전 장치 기술 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 예를 들어 차량 등의 배터리에 전원이 부족한 경우 이동형 배터리를 사용해서 충전을 할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.Disclosed herein relates to the field of technology for a mobile battery charging device, and more particularly, to a technology for enabling charging using a mobile battery when a battery such as a vehicle runs out of power.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.Unless otherwise indicated herein, material described in this section is not prior art to the claims in this application, and inclusion in this section is not an admission that it is prior art.

최근 전기자동차 보급대수가 증가하면서 차량 이용 고객의 방전에 대한 불안을 해소하고자 일부 차량 제조사에서 긴급출동 충전서비스를 운영 중이다.As the number of electric vehicles supplied has recently increased, some vehicle manufacturers are operating emergency dispatch charging services to relieve the anxiety of vehicle users about electric discharge.

참고적으로, 이러한 전기자동차는 석유 연료와 엔진을 사용하지 않고 전기 배터리와 전기 모터를 사용하는 자동차를 의미한다. 전기자동차는 배터리와 전기 모터로만 주행하는 순수 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV, Hybrid Electric Vehicle), 플러그인 하이브리드 전기자동차(PHEV, Plug-in Hybrid Electric Vehicle)가 연구 개발되고 있다.For reference, such an electric vehicle refers to a vehicle that uses an electric battery and an electric motor without using petroleum fuel and an engine. Electric vehicles are researching and developing pure electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), and plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs) that run only with batteries and electric motors.

그리고, 플러그인 하이브리드 전기자동차(PHEV, Plug-in Hybrid Electric Vehicle)는 전기자동차의 짧은 주행거리와 높은 가격을 해결하는 대안으로 개발된 전기 모터/배터리 및 내부 연소 엔진을 사용하며 전기에너지를 배터리에 충전시켜 사용하고, 자동차의 에너지 사용에서 가솔린 연료를 사용한다.In addition, the plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) uses an electric motor/battery and an internal combustion engine developed as an alternative solution to the short mileage and high price of electric vehicles, and charges electric energy into the battery. and use gasoline fuel in the energy use of automobiles.

또한 전기자동차는 기본적으로 화석 연료를 사용하는 자동차 엔진을 동력원으로 이용하지 않으며, 배터리, 울트라 커패시터(Ultra Capacitor), 교류를 직류 전압으로 변환하는 인버터, 모터를 회전시켜 변속기를 구동하여 자동차의 바퀴를 구동시킨다. 그리고, 인버터는 DC-DC 컨버터와 연결되어 전자 제어 장치에 DC 전압을 공급하고, ECU는 조향 상태를 조절하는 전자식 파워 스티어링 시스템과 연동되고 액츄에이터, 브레이크와 연결되며, 자동변속기, ABS의 상태를 전자적으로 제어한다.In addition, electric vehicles basically do not use fossil fuel-based automobile engines as a power source, and use batteries, ultra capacitors, inverters that convert AC to DC voltage, and motors to drive the transmission to drive the wheels of the vehicle. drive In addition, the inverter is connected to the DC-DC converter to supply DC voltage to the electronic control unit, and the ECU is linked to the electronic power steering system that controls the steering state and is connected to the actuator and brake, and the status of the automatic transmission and ABS is electronically controlled. control with

이러한 전기자동차 배터리는 예컨대, 리튬 전지를 사용하고 400V 구동 배터리와 12V 보조 배터리로 장착될 수 있다. 최근 양산되어 시장에 보급되는 전기자동차의 경우 1회 완전 충전시에 최대 350km 주행이 가능(예를 들어, 쉐보레 볼트 EV의 경우)하나 이는 차량의 종류에 따라 크게 차이가 난다. 전기자동차 내 사용자의 편의를 위한 다양한 모듈/장치들은 구동시 전력을 소모하기 때문에 전기자동차의 주행 거리에 영향을 줄 수 있다.Such an electric vehicle battery uses, for example, a lithium battery and may be equipped with a 400V driving battery and a 12V auxiliary battery. In the case of electric vehicles that have recently been mass-produced and supplied to the market, it is possible to drive up to 350 km on a single full charge (for example, in the case of the Chevrolet Bolt EV), but this varies greatly depending on the type of vehicle. Various modules/devices for the user's convenience in an electric vehicle may affect the driving distance of the electric vehicle because they consume power when driven.

한편, 전기자동차의 경우 구동시 배터리가 방전되기 때문에 정기적으로 충전을 해야한다. 충전 시간은 완충전기를 사용시 4 내지 9시간, 급속 충전시 30분 내지 1시간이 소요되는 것으로 알려져 있으며, 배터리 기술의 발전에 따라 완속 충전 또는 급속 충전 속도가 개선되고 있다. 전기자동차 충전기는 충전 케이블을 전기자동차의 충전 단자에 연결하여 전기 에너지를 충전시키는 기능을 제공하며, 통상적으로 고속 또는 저속 충전 타입을 지원한다. 전기자동차 충전기는 충전기의 시스템 공급 가격을 낮추기 위해 하나의 메인 충전기에 여러 개의 충전기 터미널을 연결하여 제어하는 방식이 사용되고 있다.On the other hand, in the case of an electric vehicle, since the battery is discharged during operation, it must be charged regularly. It is known that the charging time takes 4 to 9 hours when using a battery charger and 30 minutes to 1 hour when rapidly charging, and slow charging or rapid charging speed is being improved with the development of battery technology. An electric vehicle charger provides a function of charging electric energy by connecting a charging cable to a charging terminal of an electric vehicle, and typically supports a high-speed or low-speed charging type. In order to lower the system supply price of an electric vehicle charger, a method of controlling a plurality of charger terminals by connecting them to one main charger is used.

다른 한편으로, 최근 들어 환경 유해 가스 저감을 위한 노력의 일환으로 종래의 화석 연료 자동차를 대신할 친환경 자동차에 대한 관심이 높아지고 있다.On the other hand, in recent years, as part of an effort to reduce environmentally harmful gases, interest in eco-friendly vehicles to replace conventional fossil fuel vehicles has increased.

친환경 자동자의 하나인 전기자동차는 차량 내부에 전기를 충전할 수 있는 배터리가 구비되고, 배터리에 충전된 전기의 힘으로 차량 모터를 구동하여 운행하는 자동차이다. An electric vehicle, which is one of the eco-friendly vehicles, is a vehicle that has a battery capable of charging electricity inside the vehicle and operates by driving a vehicle motor with the power of electricity charged in the battery.

종래의 화석 연료 자동차가 주유소 등과 같은 시설에서 연료를 주입하는 것과 마찬가지로 전기자동차 역시 전기 충전 스테이션(예컨대, 충전기)에서 배터리에 전기를 충전하여 운행한다. Just as a conventional fossil fuel vehicle injects fuel at a facility such as a gas station, an electric vehicle also operates by charging electricity in a battery at an electric charging station (eg, charger).

다만, 전기자동차는 아직 화석 연료 자동차에 비해 그 비중이 크게 늘지 못하고 있고, 이는 전기자동차 충전소의 부족과 1회 충전에 따른 전기자동차의 주행거리가 크게 늘지 못하고 있음에 일정 부분 원인이 있으며, 이에 따라 전기자동차를 운행하는 운전자도 지속적인 충전의 어려움을 겪고 있는 실정이다. However, the proportion of electric vehicles has not yet increased significantly compared to fossil fuel vehicles, and this is partly due to the lack of electric vehicle charging stations and the fact that the mileage of electric vehicles per charge has not increased significantly. Drivers of electric vehicles are also experiencing difficulties with continuous charging.

따라서, 공동주택과 공용주차장, 공공기관 등에 전기자동차 충전기의 설치가 늘고 있으나, 여전히 사용이 불편하고 그 숫자에 한계가 있으며, 일반주택이나 건물, 호텔, 음식점 등에서는 그 설치에 많은 비용과 시간이 소모되어 충전시설이 갖추어지지 못하고 있는 실정이다. Therefore, although the installation of electric vehicle chargers is increasing in apartment houses, public parking lots, and public institutions, it is still inconvenient to use and the number is limited. It is exhausted and charging facilities are not equipped.

따라서, 아래 특허문헌과 같이 이동식으로 전기자동차를 충전할 수 있는 장치가 개발되고 있으나, 배터리에 전력을 충전하여 공급하는 방식이므로, 그 무게 및 크기가 비대해져 이동이 어려우며, 제작에 많은 비용이 소모된다는 문제가 있다. Therefore, as shown in the patent document below, a device capable of charging an electric vehicle in a mobile manner is being developed, but since it is a method of charging and supplying power to a battery, it is difficult to move due to its weight and size, and a lot of cost is consumed in manufacturing. there is a problem.

(특허문헌 0001) KR1020160108962 A(Patent Document 0001) KR1020160108962 A

참고적으로, 이러한 특허문헌 1은 이동식 전기 자동차 충전기에 관한 것으로서, EV 충전기 자체에 배터리가 내장되어 있어 계통전력이 미치지 않는 지역으로 이동시켜 사용할 수가 있다. 그리고, 또한 계통 전력의 용량이 충분 하지 못할 경우에도 내장된 배터리의 용량을 키워서 평소에 계통전력으로 배터리를 충전 하였다가 전기자동차가 필요한 대량의 전력을 짧은 시간에 공급 할 수 있어 기존 계통전력의 용량에 관계없이 EV 충전소를 운영하는 기술에 관한 정도이다.For reference, Patent Document 1 relates to a mobile electric vehicle charger, and since a battery is built into the EV charger itself, it can be moved and used in an area where system power does not reach. In addition, even if the capacity of the system power is not sufficient, the capacity of the built-in battery is increased to charge the battery with the system power, and then supply the large amount of power required by the electric vehicle in a short time, thereby increasing the capacity of the existing system power. Regardless, it is about the technology of operating EV charging stations.

개시된 내용은, 기본적으로 이동형 충전을 위한 배터리팩을 포함하면서 이러한 배터리팩의 전원이 다 사용된 경우나 가정 등에서 쉽게 접할 수 있는 상용전원을 사용하여 이동형 충전을 할 수 있도록 하는 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치를 제공하고자 한다.The disclosed content basically includes a battery pack for mobile charging, and charging and monitoring of a mobile battery that allows mobile charging to be performed using commercial power that can be easily accessed at home or when the power of the battery pack is exhausted. We want to provide you with a device.

그리고, 이러한 경우 상기 이동형 배터리의 충전 장치가 충전할 배터리 개수별로 상이하게 이동형 충전도 수행함으로써 효율적으로 이동형 충전이 이루어질 수 있도록 한다.In this case, the mobile battery charging device performs mobile charging differently for each number of batteries to be charged, so that mobile charging can be efficiently performed.

특히, 상기 충전 장치는 PLC 형태를 적용하여 통합적으로 쉽게 시스템이 구현될 수 있도록 하고, 이동형 배터리와 관련된 감시와 제어 등의 손쉬운 확장과 최적화가 될 수 있도록 한다.In particular, the charging device applies a PLC type so that the integrated system can be easily implemented, and the monitoring and control related to the mobile battery can be easily expanded and optimized.

실시예에 따른 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치는,The mobile battery charging and monitoring device according to the embodiment,

이동형 전원 중의 하나인 배터리팩;A battery pack, which is one of the mobile power sources;

상기 배터리팩의 기준직류전원을 입력받아 사용자가 원하는 직류전원으로 변환하는 DC-DC 컨버터;a DC-DC converter that receives the reference DC power of the battery pack and converts it into DC power desired by the user;

이동형 전원 중의 다른 하나인 상용교류전원을 입력받아 직류전원으로 변환하는 AC-DC 컨버터;An AC-DC converter that receives commercial AC power, which is another one of the mobile power sources, and converts it into DC power;

상기 이동형 전원으로 충전할 배터리의 충전량을 감지하는 감지부;a detector for detecting a charge amount of a battery to be charged by the mobile power source;

상기 이동형 전원으로 충전할 배터리의 개수 정보를 입력받는 키신호 입력부; 및a key signal input unit receiving information on the number of batteries to be charged with the mobile power source; and

상기 키신호 입력부를 통해 입력된 결과를 기초로 적어도 하나 이상의 배터리를 충전할 경우, 상기 감지부를 통해 감지된 결과에 따라 상기 DC-DC 컨버터 또는 AC-DC 컨버터의 직류전원 변환동작을 제어하여 이동형 전원을 충전할 배터리 개수에 맞추어 각각의 배터리로 상이하게 공급하는 PLC 컨트롤러; 를 포함하고 있으며,When at least one battery is charged based on the result input through the key signal input unit, the DC-DC converter or the AC-DC converter controls the DC power conversion operation according to the result detected through the sensing unit to provide mobile power supply. A PLC controller that supplies differently to each battery according to the number of batteries to be charged; contains,

상기 PLC 컨트롤러는,The PLC controller,

상기 각 부에 대한 전원 공급과, 상기 DC-DC 컨버터와 상기 AC-DC 컨버터에 의해 변환된 각 직류전원을 각각의 배터리로 공급하도록 하는 전원모듈;a power module for supplying power to each unit and each DC power converted by the DC-DC converter and the AC-DC converter to each battery;

배터리를 탑재한 각 장치와 통신하는 시리얼통신모듈;A serial communication module that communicates with each device equipped with a battery;

상기 감지부에 의해 감지된 결과를 포함한 아날로그 신호를 통합적으로 입력처리하는 A/I모듈;an A/I module that integrally inputs and processes the analog signal including the result detected by the detector;

상기 키신호 입력부에 의해 입력된 결과를 포함한 디지털 신호를 통합적으로 입력처리하는 D/I모듈;a D/I module that integrally inputs and processes digital signals including results input by the key signal input unit;

상기 A/I모듈에 의해 입력된 아날로그 신호를 통합적으로 디지털 변환하는 A/D모듈;an A/D module that integrally digitally converts the analog signal input by the A/I module;

상기 D/I모듈에 의해 입력된 디지털 신호를 포함하여 통합적으로 아날로그 변환하는 D/A모듈;a D/A module that integrally converts digital signals input by the D/I module into analog;

상기 A/I모듈의 감지부 감지결과와 상기 D/I모듈의 키신호 입력부 입력결과에 따라 상기 DC-DC 컨버터와 상기 AC-DC 컨버터로 해당 제어신호를 상이하게 공급하는 D/O모듈; 및a D/O module that supplies corresponding control signals differently to the DC-DC converter and the AC-DC converter according to a detection result of the sensing unit of the A/I module and an input result of the key signal input unit of the D/I module; and

상기 각 부를 제어하는 CPU모듈; 을 포함하고,CPU module for controlling each unit; including,

상기 CPU모듈은,The CPU module,

상기 키신호 입력부에 의한 배터리 개수별(또는, 배터리 개수그룹별)에 대응하여 미리 설정한 배터리 기준충전전력의 스위칭시간과의 차이값에 따르면서도 상기 감지부를 통해 감지된 결과에 따라 상기 D/O모듈의 제어신호 공급동작을 상이하게 제어하여 이동형 전원으로 충전할 배터리 개수별로서 통합 전력변환하는 것; 을 특징으로 한다.The D/O according to the result detected through the sensing unit while following the difference value from the switching time of the battery reference charging power set in advance corresponding to each number of batteries (or each number group of batteries) by the key signal input unit. Consolidating power conversion according to the number of batteries to be charged as a mobile power source by differently controlling the control signal supply operation of the module; characterized by

실시예들에 의하면, 기본적으로 이동형 충전을 위한 배터리팩을 포함하면서 이러한 배터리팩의 전원이 다 사용된 경우나 가정 등에서 쉽게 접할 수 있는 상용전원을 사용하여 이동형 충전을 할 수 있도록 한다.According to embodiments, a battery pack for mobile charging is basically included, and mobile charging can be performed using commercial power that can be easily accessed at home or when the power of the battery pack is exhausted.

따라서, 이를 통해 배터리팩에 의한 정상적인 이동형 충전이 이루어지지 않는 경우에 있어서도 일반 상용전원을 사용하여 외부로부터 용이하게 이동형 충전이 이루어진다.Therefore, through this, even when normal mobile charging by the battery pack is not performed, mobile charging is easily performed from the outside using general commercial power.

그리고, 일실시예는 충전할 배터리 개수별로 상이하게 이동형 충전도 수행함으로써 효율적으로 이동형 충전이 이루어진다.In addition, in one embodiment, mobile charging is performed differently for each number of batteries to be charged, so that mobile charging is efficiently performed.

특히, 이러한 경우 상기 충전 장치는 PLC 형태를 적용하여 통합적으로 쉽게 시스템이 구현되고, 이동형 배터리와 관련된 감시와 제어 등의 손쉬운 확장과 최적화가 된다.In particular, in this case, the charging device adopts the form of a PLC so that the integrated system can be easily implemented, and the monitoring and control related to the mobile battery can be easily expanded and optimized.

도 1은 일실시예에 따른 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치를 개념적으로 설명하기 위한 도면
도 2는 일실시예에 따른 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치가 적용된 시스템을 전체적으로 도시한 도면
도 3은 일실시예에 따른 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치의 구성을 도시한 블록도
도 4는 도 3의 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치의 동작을 순서대로 도시한 플로우 차트1 is a diagram for conceptually explaining a device for charging and monitoring a mobile battery according to an embodiment;
Figure 2 is a view showing a system as a whole to which a device for charging and monitoring a mobile battery according to an embodiment is applied
Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a device for charging and monitoring a mobile battery according to an embodiment
Figure 4 is a flow chart showing the operation of the mobile battery charging and monitoring device of Figure 3 in order

도 1은 일실시예에 따른 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치를 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for conceptually explaining a device for charging and monitoring a portable battery according to an embodiment.

도 1에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치는 기본적으로 이동형 충전을 위한 배터리팩을 포함하면서도, 이러한 배터리팩의 전원이 다 사용된 경우나 가정 등에서 쉽게 접할 수 있는 상용전원을 사용하여 이동형 충전을 할 수 있도록 한다.As shown in FIG. 1, the device for charging and monitoring a mobile battery according to an embodiment basically includes a battery pack for mobile charging, but can be easily accessed when the power of the battery pack is exhausted or at home. Use commercial power to enable portable charging.

그리고, 이에 더하여 일실시예의 충전 및 모니터링 장치는 이러한 경우 충전할 배터리 개수별로 상이하게 이동형 충전도 수행함으로써 효율적으로 이동형 충전이 이루어진다.And, in addition to this, the charging and monitoring device of one embodiment performs mobile charging differently for each number of batteries to be charged in this case, so that mobile charging is efficiently performed.

부가적으로, 이러한 충전 및 모니터링 장치는 이동형으로서 이동식 충전이 가능하고, 상용의 AC 전원을 모터의 운동에너지로 변환한 후 이를 DC 전원으로 변환함으로써 신속한 배터리 충전이 가능하도록 한다(보다 구체적인 설명은 아래에 기재됨).In addition, this charging and monitoring device is mobile and can be recharged, and converts commercial AC power into kinetic energy of a motor and then converts it into DC power to enable rapid battery charging (more detailed description below). listed in).

특히, 이러한 경우 상기 충전 및 모니터링 장치는 PLC형태를 적용하여 통합적으로 쉽게 시스템이 구현되고, 이동형 배터리와 관련된 감시와 제어 등에 대한 최적화와 손쉬운 확장이 된다(구체적인 설명은 도 3을 참조해 기재됨).In particular, in this case, the charging and monitoring device is integrated and easy to implement by applying a PLC type, and optimization and easy expansion of monitoring and control related to the mobile battery are provided (specific description is described with reference to FIG. 3). .

예를 들어, 상기 충전 및 모니터링 장치는 아래와 같이 서비스된다.For example, the charging and monitoring device is serviced as follows.

즉, 상기 충전 및 모니터링 장치는 먼저 긴급충전서비스가 필요한 사용자가 서비스 앱(21)이나 차량 단말기(20)의 E콜을 통해 긴급충전서비스를 요청한다. 그러면, 이동통신망(12)을 통해 관제실 서버 긴급충전서비스용 CMS(11)에서 사용자 차량의 위치와 상태 정보를 연결하여, 가장 가까운 서비스제공 차량과 연결한다. 이때, 상기 차량에는 긴급 충전서비스를 제공할 수 있는 소프트웨어 플랫폼과 승용차나 렉카에 장착할 수 있는 배터리내장형 이동식 급속충전기 시스템이 구성된다.That is, in the charging and monitoring device, a user who needs an emergency charging service first requests an emergency charging service through the service app 21 or an E-call of the vehicle terminal 20. Then, the location and state information of the user's vehicle is connected to the CMS 11 for the emergency charging service of the control room server through the mobile communication network 12 and connected to the nearest service providing vehicle. At this time, the vehicle is composed of a software platform capable of providing an emergency charging service and a battery-embedded mobile rapid charger system that can be mounted on a car or a wreck car.

이러한 경우, 상기 충전 및 모니터링 장치는 이동식 급속충전기 시스템(30) 내부의 배터리를 선택적으로 충전하기 위해 전력변환기(31)도 구비된다. 그리고, 또한 이동식 급속충전기 시스템(30)에 구비되어 배터리의 충전 상태를 관리 제어하는 배터리관리시스템(33, BMS, Battery Management System) 및 전원선택장치(34)와 각각 통신할 수 있도록 통신장치(35)가 구비된다. 그래서, 이를 통해 충전 용량 등을 결정하여 이동식 급속충전기 시스템(30) 내부의 배터리를 충전시킨다(참고적으로, 이러한 각 장치는 실시예에서 변형된 형태로 제공된다. 구체적으로는, 배터리관리시스템과 통신장치 등이 하나의 PLC 컨트롤러 형태로 통합되어 이루어진다).In this case, the charging and monitoring device is also provided with a power converter 31 to selectively charge the battery inside the mobile rapid charger system 30. In addition, the communication device 35 is provided in the mobile rapid charger system 30 to communicate with the battery management system (33, BMS, Battery Management System) and the power selection device 34 for managing and controlling the state of charge of the battery. ) is provided. So, through this, the charging capacity and the like are determined to charge the battery inside the mobile rapid charger system 30 (for reference, each of these devices is provided in a modified form in the embodiment. Specifically, the battery management system and Communication devices, etc. are integrated into one PLC controller form).

이때 이동식 급속충전기 시스템(30)의 내부에 설치되는 배터리(32)는 급속 충전이 가능하도록 30kW급의 용량을 가지는데, 필요에 따라 20kW급까지 가변하여 충전할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.At this time, the battery 32 installed inside the mobile rapid charger system 30 has a capacity of 30 kW to enable rapid charging, and is preferably configured to be charged by varying up to 20 kW as necessary.

부가적으로, 이와 관련하여 전원선택장치(34)의 후단에 연결 설치되는 이동식 급속충전기 시스템(30)은 그 내부에 전기에너지를 저장하는 배터리를 내장하여 예를 들어, 전기자동차의 배터리가 방전되는 등의 원인으로 전기자동차의 운행이 정지되었을 때 전기자동차의 배터리를 충전하는 데에 필요한 전력을 공급함으로써 전기자동차를 충전할 수 있도록 한다.Additionally, in this regard, the mobile rapid charger system 30 connected to and installed at the rear end of the power selection device 34 has a built-in battery that stores electric energy therein, so that, for example, the battery of an electric vehicle is discharged. When the operation of the electric vehicle is stopped due to various reasons, the electric vehicle can be charged by supplying the power required to charge the battery of the electric vehicle.

구체적으로는, 이러한 이동식 급속충전기 시스템에는 전력을 저장하는 배터리(32)와, 이 배터리(32)에 전원을 공급하거나 차단하는 등 배터리의 상태를 모니터링하고 충전을 제어하는 배터리관리시스템(33)이 구비된다.Specifically, such a mobile rapid charger system includes a battery 32 that stores power and a battery management system 33 that monitors the state of the battery and controls charging, such as supplying or blocking power to the battery 32. are provided

그리고, 이 배터리관리시스템(33)에는 통신장치가 내장되어 위에서 설명한 전원선택장치(34)와 각각 통신하여 이동식 급속충전기 시스템(30) 내의 배터리(32)의 충전 상태와 충전을 관리한다.In addition, the battery management system 33 has a built-in communication device to communicate with the power selection device 34 described above to manage the state of charge and charging of the battery 32 in the mobile rapid charger system 30.

도 2는 일실시예에 따른 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치가 적용된 시스템을 전체적으로 도시한 도면이다.2 is a diagram showing a system as a whole to which a device for charging and monitoring a portable battery according to an embodiment is applied.

도 2에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 시스템은 배터리를 충전할 다수의 차량(100-1, 100-2, ... 100-m, 100-n, ... )과, 각 차량의 배터리를 통합적으로 충전하는 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치(200)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the system according to one embodiment includes a plurality of vehicles (100-1, 100-2, ... 100-m, 100-n, ...) to charge the battery, and each vehicle It includes a mobile battery charging and monitoring device 200 that integrally charges the battery of the mobile battery.

상기 차량(100-1, 100-2, ... 100-m, 100-n, ... )은 이동형 충전에 의해 충전할 배터리를 탑재하고 예를 들어, 특정 지역에 정차한 것이다. 그리고, 이러한 경우 상기 차량(100-1, 100-2, ... , 100-n)은 자신의 위치정보와 이동형 충전을 요청하는 정보 등을 일실시예의 충전 및 모니터링 장치로 전달한다. 그래서, 이러한 충전 및 모니터링 장치(200)에서 배터리 전원을 공급받아서 부족한 배터리 전원을 채운다.The vehicles 100-1, 100-2, ... 100-m, 100-n, ... are loaded with batteries to be charged by mobile charging and are stopped at, for example, a specific area. And, in this case, the vehicles 100-1, 100-2, ..., 100-n transmit their location information and information requesting mobile charging to the charging and monitoring device according to an embodiment. So, the battery power is supplied from the charging and monitoring device 200 to fill the insufficient battery power.

상기 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치(200)는 기본적으로 예를 들어, 이동식 급속충전기 시스템의 배터리팩으로부터 충전을 하고, 그 외에 상용전원으로부터도 충전을 한다. 이때 상용전원은 집안 콘센트를 포함하며, 전기를 공급받을 수 있는 다른 곳도 포함할 수 있다. 이때, 상기 배터리팩은 이동 가능하며, 분리가능한 모듈형으로 구성되어 일부 모듈만 분리할 수 있다. 일부 모듈을 분리하지 않는 경우 캐리어 형태로 이동할 수 있다. 반면, 일부 모듈을 분리한 경우에는 분리된 작은 보조 배터리모듈을 차량의 트렁크에 실을 수 있다. 이는 여행중 낯선 장소에서 상용전원으로부터 전기를 공급받는 장소와, 차량에 전기를 충전하는 장소가 일치하지 못하는 경우를 대비하여 용이하게 차량에 전기를 공급하도록 한다.The mobile battery charging and monitoring device 200 basically charges from, for example, a battery pack of a mobile rapid charger system, and also charges from a commercial power source. At this time, the commercial power includes a household outlet and may also include other places where electricity can be supplied. At this time, the battery pack is movable and composed of a separable modular type, so that only some modules can be separated. If some modules are not separated, they can be moved in the form of a carrier. On the other hand, when some of the modules are separated, the separated small auxiliary battery module can be loaded in the trunk of the vehicle. This makes it possible to easily supply electricity to the vehicle in preparation for a case where a place where electricity is supplied from a commercial power source and a place where electricity is charged in a vehicle do not match in an unfamiliar place during travel.

도 3은 일실시예에 따른 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치(200)의 구성을 도시한 블록도이다.3 is a block diagram showing the configuration of an apparatus 200 for charging and monitoring a mobile battery according to an embodiment.

도 3에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치(200)는 이에 대한 설명에 앞서, 일반적으로 각 차량 등에는 배터리가 하나 또는 그 이상으로 사용되는 경우가 있다.As shown in FIG. 3 , prior to the description of the mobile battery charging and monitoring device 200 according to an embodiment, one or more batteries may be generally used in each vehicle.

따라서, 이러한 배터리를 여러 개 사용할 수 있는 상황 등에 맞추어서 전력을 통합적으로 변환함으로써, 다양한 상황별로 배터리를 충전해서 동작하도록 할 필요성이 있다.Therefore, there is a need to charge and operate the battery for each situation by integrally converting power according to a situation in which a plurality of batteries can be used.

이를 위해, 일실시예의 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치(200)는 배터리팩(201)과, 이동형 충전시에 배터리팩의 전원을 사용자가 원하는 직류전원으로 변환하는 DC-DC 컨버터(202)/상용교류전원을 사용자가 원하는 직류전원으로 변환하는 AC-DC 컨버터(203), 배터리의 충전량 감지부(205), 충전할 배터리 개수 정보를 입력받는 키신호 입력부(204) 및, 각 부를 통합제어하는 PLC 컨트롤러(206)를 포함한다.To this end, the mobile battery charging and monitoring device 200 of one embodiment includes a battery pack 201 and a DC-DC converter 202/commercial commercial power that converts the power of the battery pack into DC power desired by the user during mobile charging. An AC-DC converter 203 that converts AC power into DC power desired by the user, a charge amount detection unit 205 of the battery, a key signal input unit 204 that receives information on the number of batteries to be charged, and a PLC that controls each unit integrally. A controller 206 is included.

추가적으로, 상기 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치(200)는 장치 자체의 현재위치를 파악하기 위하여 GPS 위성으로부터 GPS 신호를 수신하며, GPS 신호를 서버로 송신하는 통신부(미도시)를 포함한다. 또한, 이러한 경우 상기 통신부(미도시)는 전력원 및 차량과 페어링하기 위하여 페어링에 요구되는 신호를 수신한다. 그리고, 특히 상기 통신부는 일실시예에 따라 PLC 컨트롤러(206)에 통합된 형태로 이루어진다. 이를 위해, 상기 PLC 컨트롤러(206)는 예를 들어, 각 차량 등의 단말기와 통신을 위한 IoT모듈을 포함한다.Additionally, the portable battery charging and monitoring device 200 includes a communication unit (not shown) for receiving a GPS signal from a GPS satellite and transmitting the GPS signal to a server in order to determine the current location of the device itself. Also, in this case, the communication unit (not shown) receives a signal required for pairing in order to pair with the power source and the vehicle. And, in particular, the communication unit is formed in an integrated form in the PLC controller 206 according to one embodiment. To this end, the PLC controller 206 includes, for example, an IoT module for communication with a terminal such as each vehicle.

상기 배터리팩(201)은 각 차량 등에 충전할 배터리 전원을 저장하는 것이다. 이러한 배터리팩은 배터리 셀 모듈들로 이루어지며, 전기 에너지를 충전 및 방전하는 기능을 수행한다. 이때, 상기 배터리 셀 모듈들은 예를 들어, 배터리 케이스의 내부에 일정한 간격을 두고 병렬 배치된다. 그리고, 이 배터리 셀 모듈들은 각각의 이송 파이프들을 통해 유입되는 공기에 의해 열교환되고, 이 열교환된 공기를 외부로 배출한다.The battery pack 201 stores battery power to be charged in each vehicle. These battery packs are composed of battery cell modules and perform functions of charging and discharging electrical energy. At this time, the battery cell modules are arranged in parallel at regular intervals inside the battery case, for example. In addition, the battery cell modules are heat-exchanged by air introduced through respective transfer pipes, and the heat-exchanged air is discharged to the outside.

상기 DC-DC 컨버터(202)는 배터리팩의 기준직류전원을 예를 들어, 배터리팩(201)의 전원을 입력받아 사용자가 원하는 직류전원으로 즉, 다양한 충전할 배터리의 사양에 맞는 전원으로 변환하는 것이다.The DC-DC converter 202 converts the reference DC power of the battery pack, for example, into DC power desired by the user by receiving the power of the battery pack 201, that is, into power that meets the specifications of various batteries to be charged. will be.

상기 AC-DC 컨버터(203)는 상기한 배터리팩(201)에 의한 충전 이외에 상용교류전원을 이용하여 충전할 수 있도록 하는 것으로, 일반 가정 또는 충전소 등의 상용교류전원을 입력받아 직류전원으로 변환하는 것이다.The AC-DC converter 203 enables charging using commercial AC power in addition to charging by the battery pack 201 described above, and receives commercial AC power from a general home or charging station and converts it into DC power. will be.

상기 감지부(205)는 충전할 배터리의 충전량을 감지한다. 이러한 감지부(205)는 종래 기술에 속하는 것으로 여기에서는 그에 대한 상세한 설명을 생략한다.The detection unit 205 detects the charge amount of the battery to be charged. This sensing unit 205 belongs to the prior art, and a detailed description thereof is omitted here.

상기 키신호 입력부(204)는 사용자 키 조작에 따라 충전할 배터리의 개수 정보를 입력받는다. 참고적으로, 상기 키신호 입력부(204)는 디스플레이 장치가 LCD, LED 패널, OLED 패널 또는 PDP 패널 등으로 된다.The key signal input unit 204 receives information on the number of batteries to be charged according to user key manipulation. For reference, the display device of the key signal input unit 204 is an LCD, LED panel, OLED panel or PDP panel.

상기 PLC 컨트롤러(206)는 상기 키신호 입력부(204)를 통해 입력된 결과를 기초로 적어도 하나 이상의 배터리를 충전할 경우, 상기 감지부(205)를 통해 감지된 결과에 따라 상기 DC-DC 컨버터(202) 또는 AC-DC 컨버터(203)의 직류변환 동작을 제어하여 이동형 전원으로 충전할 배터리 개수에 맞추어 각 배터리로 상이하게 공급하는 것이다. 이러한 경우, 특히 일실시예에 따라 상기 공급은 상기 PLC 컨트롤러(206)가 충전할 배터리 개수별(또는, 배터리 개수그룹별)에 대응하여 미리 설정한 배터리 기준충전전력의 스위칭시간과의 차이값 정보에 따라 상기 DC-DC 컨버터(202) 또는 AC-DC 컨버터(203)의 직류변환 동작을 제어해서 충전할 배터리 개수별로 통합 전력변환해서 이루어진다. 예를 들어, 이러한 배터리의 개수에 따른 변환 동작은 예컨대, 배터리 개수가 1 ~ 4(개)인 경우 배터리팩의 고유 기준 배터리전원을 적용하고, 배터리 개수가 5 ~ 6(개)인 경우는 그 기준 배터리전원의 2배에 해당하는 전원을 적용할 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 PLC 컨트롤러(206)는 상기 각 부에 대한 전원 공급과, 상기 DC-DC 컨버터와 상기 AC-DC 컨버터에 의해 변환된 각 직류전원을 각각의 배터리로 공급하도록 하는 전원모듈, 배터리를 탑재한 각 장치와 통신하는 시리얼통신모듈, 상기 감지부에 의해 감지된 결과를 포함한 아날로그 신호를 통합적으로 입력처리하는 A/I모듈, 상기 키신호 입력부에 의해 입력된 결과를 포함한 디지털 신호를 통합적으로 입력처리하는 D/I모듈, 상기 A/I모듈에 의해 입력된 아날로그 신호를 통합적으로 디지털 변환하는 A/D모듈, 상기 D/I모듈에 의해 입력된 디지털 신호를 포함하여 통합적으로 아날로그 변환하는 D/A모듈, 상기 A/I모듈의 감지부 감지결과와 상기 D/I모듈의 키신호 입력부 입력결과에 따라 상기 DC-DC 컨버터와 상기 AC-DC 컨버터로 해당 제어신호를 상이하게 공급하는 D/O모듈 및, 상기 각 부를 제어하는 CPU모듈을 포함한다. 그리고 이러한 경우, 상기 CPU모듈은 상기 키신호 입력부에 의한 배터리 개수별(또는, 배터리 개수그룹별)에 대응하여 미리 설정한 배터리 기준충전전력의 스위칭시간과의 차이값에 따르면서도 상기 감지부를 통해 감지된 결과에 따라 상기 D/O모듈의 제어신호 공급동작을 상이하게 제어하여 이동형 전원으로 충전할 배터리 개수별로서 통합 전력변환한다.When the PLC controller 206 charges at least one battery based on the result input through the key signal input unit 204, the DC-DC converter ( 202) or by controlling the DC conversion operation of the AC-DC converter 203 to supply differently to each battery according to the number of batteries to be charged as a mobile power source. In this case, in particular, according to an embodiment, the supply is the difference between the switching time and the switching time of the battery reference charging power preset in correspondence with the number of batteries to be charged by the PLC controller 206 (or for each battery number group). According to the method, the DC-DC converter 202 or the AC-DC converter 203 controls the DC conversion operation to perform integrated power conversion for each number of batteries to be charged. For example, in the conversion operation according to the number of batteries, for example, when the number of batteries is 1 to 4 (pcs), the unique reference battery power of the battery pack is applied, and when the number of batteries is 5 to 6 (pcs), that is the case. A power equivalent to twice the standard battery power can be applied. More specifically, the PLC controller 206 is a power module for supplying power to each unit and supplying each DC power converted by the DC-DC converter and the AC-DC converter to each battery, A serial communication module that communicates with each device equipped with a battery, an A/I module that integrally inputs and processes analog signals including the results detected by the sensing unit, and a digital signal including the results input by the key signal input unit. A D/I module for integrated input processing, an A/D module for integrally digital conversion of analog signals input by the A/I module, and an analog conversion including digital signals input by the D/I module. Differently supplying corresponding control signals to the DC-DC converter and the AC-DC converter according to the D/A module, the detection result of the sensing unit of the A/I module and the input result of the key signal input unit of the D/I module It includes a D/O module and a CPU module that controls each unit. And in this case, the CPU module detects through the sensing unit while following the difference between the switching time and the preset battery reference charging power corresponding to the number of batteries (or each number group of batteries) by the key signal input unit. Depending on the result, control signal supply operation of the D/O module is differently controlled, and integrated power conversion is performed for each number of batteries to be charged as a mobile power source.

부가적으로, 이와 관련하여 부연설명을 하면 다양한 환경에서 사용되는 기존의 PLC 시스템에 대해서는 여러 기능을 가진 모듈이 필요하며, 이에 따라서 PLC 제조 업체는 사용자의 요구사항을 만족하는 다양한 모듈을 제공한다. 예를 들어, 디지털 입출력 모듈, 아날로그 입출력모듈, 통신 모듈 등 여러 기능을 가진 모듈이 PLC 시스템에 사용되고, 이러한 다양한 모듈을 통해서 사용자가 원하는 시스템이 구축된다.Additionally, in relation to this, additionally, existing PLC systems used in various environments require modules having various functions, and accordingly, PLC manufacturers provide various modules that satisfy user requirements. For example, modules having various functions such as a digital input/output module, an analog input/output module, and a communication module are used in a PLC system, and a system desired by a user is constructed through these various modules.

예를 들어, 특허문헌 KR101778333 Y1의 기술은 이러한 기술로서 등록받은 발명이며, 구체적으로는 PLC의 출력모듈의 동작상 결함 여부를 진단하기 위한 진단모듈을 구비하는 PLC 시스템에 관한 것이다.For example, the technology of Patent Document KR101778333 Y1 is an invention registered as such technology, and specifically, relates to a PLC system having a diagnostic module for diagnosing whether or not an output module of the PLC is defective in operation.

그래서, 예를 들어 전술한 통신부를 IOT 모듈로 적용한 바와 같이, 이러한 점들을 이용해서 IOT 기능 등의 여러 가지 기능 들을 제공하는 PLC를 제공하고, 이를 통해 더 나아가 사용자에 의해 쉽게 감시와 제어 등이 이루어지도록 하며 확장도 이루어지는 것이다.So, for example, as the above-mentioned communication unit is applied to the IOT module, using these points, a PLC that provides various functions such as IOT function is provided, and through this, it is furthermore easily monitored and controlled by the user. It is supported and expanded.

참고적으로, 상기 PLC 컨트롤러(206)는 지오펜싱 기술을 이용하여 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치가 등록된 범위 외의 장소에 위치하는 경우 경고음을 출력하도록 할 수 있다.For reference, the PLC controller 206 may output a warning sound when a mobile battery charging and monitoring device is located outside the registered range using geofencing technology.

이때, 지오펜싱은 지오그래픽(Geographic)과 펜싱(Fencing)의 합성어로 지리적으로 울타리를 설정하여 이 울타리 안에 사용자가 드나드는 것을 감지하는 기술을 말한다.At this time, geofencing is a compound word of geographic and fencing, and refers to a technology that detects a user entering or leaving the fence by geographically setting a fence.

여기에서는 지오펜싱 기술을 활용하여, 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치가 기 등록된 장소에 이외의 지역에 위치하거나, 등록된 장소를 이탈하는 경우 경고음을 통하여 사용자로 하여금 알게하고, 배터리 충전 장치의 도난 여부를 확인할 수 있도록 한다.Here, by utilizing geo-fencing technology, when the mobile battery charging and monitoring device is located in an area other than the previously registered location or leaves the registered location, the user is notified through a warning sound and the theft of the battery charging device is detected. to check whether or not

추가적으로, 실시예에 따른 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치(200)는 기본적인 배터리팩에 의한 충전 이외에도 일반 가정 등의 상용전원을 이용해서 충전이 될 수 있도록 하기도 한다.In addition, the mobile battery charging and monitoring device 200 according to the embodiment allows charging using commercial power such as a general household in addition to charging by a basic battery pack.

이를 위해, 실시예에 따른 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치(200)는 상기 AC-DC 컨버터(203)가 아래의 구성을 가진다.To this end, in the mobile battery charging and monitoring device 200 according to the embodiment, the AC-DC converter 203 has the following configuration.

즉, 상기 AC-DC 컨버터(203)는,That is, the AC-DC converter 203,

상기 상용교류전원을 RF전력으로 변환하는 전력변환부;a power converter for converting the commercial AC power into RF power;

상기 전력변환부에 의해 변환된 RF전력으로부터의 전자기 에너지를 수집하는 동조코일; 및a tuning coil that collects electromagnetic energy from the RF power converted by the power converter; and

상기 동조코일에 의해 수집된 전자기 에너지로부터의 전력을 일정하게 하여 공급하는 레귤레이터; 를 포함하고 있다.a regulator supplying constant electric power from the electromagnetic energy collected by the tuning coil; contains

그리고, 상기 감지부(205)의 감지 결과가 배터리의 만충전일 경우에, 상기 PLC 컨트롤러(206)의 제어에 의해 상기 레귤레이터의 공급 전력을 통해서 발광하여 배터리의 충전이 완료됨을 알림하는 LED램프; 를 더 포함한다.And, when the detection result of the detection unit 205 is the full charge of the battery, an LED lamp notifying that the battery charge is completed by emitting light through the power supplied by the regulator under the control of the PLC controller 206; more includes

이외에도, 이러한 방식 외에 A/C 전원을 운동 에너지(모터의 회전력)로 변환하여 코일에 의해 유도한 후 이 운동 에너지를 다시 DC 전원으로 변환하는 방식도 있다.In addition to this method, there is also a method in which A/C power is converted into kinetic energy (rotational force of the motor), induced by a coil, and then this kinetic energy is converted back into DC power.

따라서, 이를 통해 이러한 충전 장치(200)는 이동형으로서 이동식 충전이 가능하고, AC 전원을 배터리의 신속한 충전이 가능한 DC 전원으로 변환함으로써, 예를 들어 RF 전력을 통한 DC 전원으로의 변환 또는, 모터의 운동에너지로 변환한 후 이를 DC 전원으로 변환함으로써 신속한 이동형 배터리 충전이 가능하도록 한다.Therefore, through this, such a charging device 200 is mobile and can be charged, and by converting AC power into DC power capable of rapidly charging the battery, for example, conversion into DC power through RF power or motor power. After converting it into kinetic energy, it converts it into DC power to enable fast mobile battery charging.

이와 다른 형태로서, 돌입전류 방지 기능도 수행할 수 있도록 하는 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치(200)는 아래의 구성을 가진다.In a different form, the mobile battery charging and monitoring device 200 that can also perform the inrush current prevention function has the following configuration.

구체적으로는, 이를 위해 상기 AC-DC 컨버터(203)는 아래의 구성을 구비한다.Specifically, for this purpose, the AC-DC converter 203 has the following configuration.

즉, 상기 AC-DC 컨버터(203)는,That is, the AC-DC converter 203,

상용교류전원의 R, S, T 3상에 대응하여 3개의 SCR과 3개의 다이오드로 된 브릿지 다이오드와 상기 브릿지 다이오드에 대응하여 벌크커패시터를 구비한 3상 전파정류회로;A three-phase full-wave rectification circuit having a bridge diode composed of three SCRs and three diodes corresponding to R, S, and T three phases of a commercial AC power supply and a bulk capacitor corresponding to the bridge diode;

상기 3상 중에서 R-S 간 영전압을 검출하는 영전압검출부;a zero voltage detector detecting a zero voltage between R-S among the three phases;

상기 3상의 SCR별로 사이리스터를 각기 구동하는 사이리스터 구동부; 및a thyristor driving unit for driving thyristors for each of the three-phase SCRs; and

상기 3상 전파정류회로에 의한 전력을 일정하게 하여 공급하는 레귤레이터; 를 포함하고 있다.a regulator supplying constant power from the three-phase full-wave rectification circuit; contains

그리고, 상기 감지부(205)의 감지 결과가 배터리의 만충전일 경우에, 상기 PLC 컨트롤러(206)의 제어에 의해 상기 레귤레이터의 공급 전력을 통해서 발광하여 배터리의 충전이 완료됨을 알림하는 LED램프; 를 더 포함한다.And, when the detection result of the detection unit 205 is the full charge of the battery, an LED lamp notifying that the battery charge is completed by emitting light through the power supplied by the regulator under the control of the PLC controller 206; more includes

또한, 상기 PLC 컨트롤러(206) 즉, CPU모듈은 상기 영전압검출부의 R-S간 전압이 영전압인 경우, 상기 사이리스터 구동부의 구동 동작을 제어하여 상기 3상 전파정류회로에 의한 S, T 상의 SCR은 오프 상태로 두고 R 상의 위상을 불연속 구간이 발생하도록 위상제어한다.In addition, the PLC controller 206, that is, the CPU module, controls the driving operation of the thyristor driver when the voltage between R-S of the zero voltage detection unit is zero, so that the SCRs of the S and T phases by the three-phase full-wave rectifier circuit Leave it off and phase-control the phase of the R phase to generate a discontinuous section.

따라서, 이를 통해 전술한 상황 하에서 상용교류전원을 DC 전원으로 변환하면서 이때의 돌입전류도 방지하고, 더 나아가서 효과적으로 배터리 충전이 이루어지도록 한다.Therefore, through this, commercial AC power is converted into DC power under the above-mentioned circumstances, while inrush current at this time is also prevented, and furthermore, the battery is effectively charged.

다른 한편으로, 이에 더하여 실시예에 따른 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치(200)는 잦은 배터리 충전으로 인한 부작용을 방지할 수 있도록 아래의 구성을 더 포함한다.On the other hand, in addition to this, the portable battery charging and monitoring device 200 according to the embodiment further includes the following configuration to prevent side effects caused by frequent battery charging.

구체적으로는, 실시예에 따른 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치(200)는 상기 PLC 컨트롤러(206) 즉, CPU모듈이 아래의 동작을 수행한다.Specifically, in the mobile battery charging and monitoring device 200 according to the embodiment, the PLC controller 206, that is, the CPU module performs the following operations.

a) 먼저 상기 CPU모듈은 배터리를 충전할 경우, 충전할 배터리를 탑재한 장치의 모터 맵 테이블을 확인한다.a) First, when charging the battery, the CPU module checks the motor map table of the device equipped with the battery to be charged.

b-1) 상기 확인 결과, 모터 맵 테이블 상의 표준 동작 제어값과 요구 명령값의 차이가 미리 설정된 차이만큼 나면서 출현횟수가 미리 설정된 위험출현횟수 이상인 경우, 배터리 충전을 차단한다.b-1) As a result of the check, if the difference between the standard operation control value and the required command value on the motor map table is as much as the preset difference and the number of occurrences is equal to or greater than the preset number of dangerous occurrences, battery charging is blocked.

b-2) 반면 상기 확인 결과, 모터 맵 테이블 상의 표준 동작 제어값과 요구 명령값의 차이가 미리 설정된 차이만큼 나면서 출현횟수가 상기 위험출현횟수 미만인 경우에는, 배터리 충전을 허용한다.b-2) On the other hand, as a result of the check, if the difference between the standard operation control value and the required command value on the motor map table is as large as the preset difference and the number of appearances is less than the number of dangerous appearances, battery charging is allowed.

따라서, 이를 통해 배터리의 충전을 많이 함으로 인해 발생하는 수명 단축 등을 방지한다.Therefore, through this, a shortening of life caused by excessive charging of the battery is prevented.

또 다른 한편으로는, 실시예에 따른 충전 및 모니터링 장치(200)는 전술한 바와는 다른 구성을 추가적으로 아래와 같이 구비한다.On the other hand, the charging and monitoring device 200 according to the embodiment additionally has a configuration different from that described above as follows.

즉, 다른 이러한 충전 및 모니터링 장치(200)는 미리 배터리팩의 전원이 임계값 이하로 떨어지는 것을 예측하여 배터리팩에 의한 충전 도중에 또는 긴급 상황 등에도 계속적으로 이동형 충전이 이루어질 수 있도록 한다.That is, the other charging and monitoring device 200 predicts that the power of the battery pack falls below a threshold value in advance so that mobile charging can be continuously performed during charging by the battery pack or even in an emergency.

이를 위해, 상기 충전 장치(200)는 전술한 감지부(205) 등을 이용해 배터리팩의 전원을 감시하여, 상기 CPU모듈의 제어에 의해 상기 감시 결과 배터리팩의 전원이 미리 설정된 임계전원 미만인 경우 알람을 발생하도록 한다.To this end, the charging device 200 monitors the power of the battery pack using the above-described detection unit 205 and the like, and as a result of the monitoring, an alarm is generated when the power of the battery pack is less than a preset threshold power under the control of the CPU module. to cause

따라서, 이를 통해 사용자는 배터리팩의 전원이 조금만 남았다는 것을 알고 주변 등에 있는 상용전원을 이용해 이동형 충전이 계속적으로 이루어질 수 있도록 한다.Therefore, through this, the user knows that only a small amount of power is left in the battery pack so that mobile charging can be continuously performed using commercial power in the vicinity.

또한, 추가적으로 실시예에 따른 충전 및 모니터링 장치(200)는 운전자의 일정을 고려한 효율적인 전기자동차의 배터리의 충전이 가능할 수 있도록 한다.Additionally, the charging and monitoring device 200 according to the embodiment enables efficient charging of the battery of the electric vehicle in consideration of the driver's schedule.

특히, 실시예에 따르면 충전할 배터리를 탑재한 차량이 전기자동차인 경우, 운전자의 일정을 참조하여 전기자동차가 운행될 것으로 예상하는 경로 및 거리를 자동적으로 산출한다. 그리고, 이렇게 산출된 경로 및 거리에 기반하여 전기자동차의 배터리의 충전량을 산출해서, 산출된 충전량만큼 충전함으로써 무분별한 충전으로 인한 전력 낭비를 방지할 수 있다.In particular, according to the embodiment, when a vehicle equipped with a battery to be charged is an electric vehicle, a route and distance expected to be driven by the electric vehicle are automatically calculated with reference to a driver's schedule. In addition, by calculating the charge amount of the battery of the electric vehicle based on the calculated route and distance, and charging the calculated charge amount, it is possible to prevent power waste due to indiscriminate charging.

이를 위해, 아래의 구성을 구비한다.To this end, the following configuration is provided.

즉, 전기자동차의 배터리에 전력을 공급하고 전기자동차 및 외부 네트워크와 통신을 수행하는 복수의 충전 장치 및 상기 복수의 충전 장치 및 외부 네트워크와 유선 및 무선 통신을 수행하며;That is, a plurality of charging devices that supply power to the battery of the electric vehicle and perform communication with the electric vehicle and an external network, and perform wired and wireless communication with the plurality of charging devices and the external network;

상기 CPU모듈은,The CPU module,

상기 통신부 예를 들어, IOT모듈을 통해 외부 네트워크로부터 각 차량에 대한 운전자의 출발지의 위치, 목적지의 위치, 상기 출발지의 출발 시간, 상기 목적지의 도착 시간 중 적어도 일부를 포함하는 운전자 이동 정보를 수집한다.The communication unit collects driver movement information including at least a part of the location of the driver's starting point, the location of the destination, the departure time of the starting point, and the arrival time of the destination for each vehicle from an external network through the IOT module, for example. .

그리고, 상기 운전자 이동 정보에 기초하여 각 차량이 주행할 것으로 판단되는 경로에 관한 정보인 예상 주행 경로 및 각 차량이 주행할 것으로 판단되는 거리에 관한 정보인 예상 주행 거리를 산출한다.Then, based on the driver movement information, an expected driving path, which is information about a path it is determined that each vehicle will travel, and an expected driving distance, which is information about a distance it is determined that each vehicle will travel, are calculated.

또한 상기 운전자 이동 정보 및 상기 산출된 예상 주행 경로에 기초하여 각 차량이 주행하는 환경에 관한 정보인 주행 환경 정보를 생성하고, 상기 예상 주행 거리 및 상기 주행 환경 정보에 기초하여 각 차량의 배터리에 충전될 전력량인 목표 충전량을 산출한다.In addition, based on the driver movement information and the calculated expected driving path, driving environment information, which is information about the environment in which each vehicle is driven, is generated, and the battery of each vehicle is charged based on the expected driving distance and the driving environment information. Calculate the target charging amount, which is the amount of power to be

그리고, 각 차량의 배터리를 충전할 때 상기 산출된 목표 충전량만큼 충전하되, 상기 목표 충전량의 최소 값은 기 설정된 거리인 비상 주행 거리에 대응하는 배터리 충전량인 예비 충전량으로 설정된다.In addition, when charging the battery of each vehicle, the calculated target charge amount is charged, and the minimum value of the target charge amount is set as a preliminary charge amount corresponding to a predetermined emergency driving distance.

그리고 또한, 각 차량이 일 충전 장치에서 상기 목표 충전량만큼 충전을 완료하지 않고 타 충전 장치로 이동한 경우, 기 일 충전 장치에서 각 차량에 충전되지 못한 전력량인 미충전량에 관한 정보를 상기 타 충전 장치로 전송한다.In addition, when each vehicle moves to another charging device without completing charging to the target charging amount in one charging device, information on the uncharged amount, which is the amount of power that has not been charged in each vehicle, is transmitted to the other charging device send to

그래서, 상기 타 충전 장치를 통해 상기 전기자동차에 상기 미충전량에 대응하는 전력량을 충전할 수 있다.Thus, the electric vehicle may be charged with an amount of power corresponding to the uncharged amount through the other charging device.

도 4는 도 3의 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치의 동작을 순서대로 도시한 플로우 차트이다.FIG. 4 is a flow chart illustrating operations of the device for charging and monitoring the portable battery of FIG. 3 in order.

도 4에 도시된 바와 같이, 도 3의 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치는 먼저 이동형 충전시에 DC-DC 컨버터가 이동형 전원 중의 하나인 배터리팩의 기준직류전원을 입력받아 사용자가 원하는 직류전원으로 변환한다. 구체적인 예로는, 배터리팩의 전원을 입력받아(S401) 충전할 차량의 배터리 전원으로 변환한다(S402).As shown in FIG. 4, in the mobile battery charging and monitoring device of FIG. 3, the DC-DC converter first receives the reference DC power of the battery pack, which is one of the mobile power sources, and converts it into DC power desired by the user during mobile charging. do. As a specific example, the power of the battery pack is received (S401) and converted into battery power of the vehicle to be charged (S402).

그리고, 도 4의 이동형 배터리의 충전 장치는 예를 들어, 전술한 배터리팩의 전원이 다 사용된 경우 또는 차량이 집 또는 충전소에 있어서 댁내 등의 상용전원을 사용할 경우 등에, AC-DC 컨버터가 이동형 전원 중의 다른 하나인 상용교류전원을 입력받아(S403) 직류전원으로 변환한다(S404).In addition, the mobile battery charging device of FIG. 4 is a mobile AC-DC converter, for example, when the power of the battery pack described above is exhausted or when the vehicle uses commercial power such as a house in a house or a charging station. It receives commercial AC power, which is another one of the power sources (S403), and converts it into DC power (S404).

또한, 상기 감지부가 이동형 전원으로 충전할 배터리의 충전량을 감지한다(S406).In addition, the sensing unit detects the charge amount of the battery to be charged with the mobile power source (S406).

그리고, 상기 입력부는 이동형 전원으로 충전할 배터리의 개수 정보를 예를 들어, 1개나 2개 또는 5개 등을 입력받는다(S405).And, the input unit receives information on the number of batteries to be charged with the mobile power source, for example, 1, 2, or 5 (S405).

이러한 상태에서, 상기 PLC 컨트롤러는 상기 키신호 입력부를 통해 입력된 결과를 기초로 적어도 하나 이상의 배터리를 충전할 경우, 상기 감지부를 통해 감지된 결과에 따라 상기 DC-DC 컨버터 또는 AC-DC 컨버터의 직류전원 변환동작을 제어하여 이동형 전원으로 충전할 배터리의 개수에 대응해서 각 배터리로 상이하게 공급한다(S407).In this state, when the PLC controller charges at least one battery based on the result input through the key signal input unit, the direct current of the DC-DC converter or the AC-DC converter according to the result detected through the sensing unit. By controlling the power conversion operation, the mobile power is supplied differently to each battery corresponding to the number of batteries to be charged (S407).

이러한 경우, 일실시예에 따라 상기 PLC 컨트롤러는 충전할 배터리 개수별(또는, 배터리 개수그룹별)에 대응하여 미리 설정한 배터리 기준충전전력의 스위칭시간과의 차이값 정보에 따라 상기 DC-DC 컨버터 또는 AC-DC 컨버터의 직류변환 동작을 제어해서 이동형 전원으로 충전할 배터리 개수별로서 통합 전력변환한다.In this case, according to an embodiment, the PLC controller may set the DC-DC converter according to information on a difference between a switching time and a preset battery reference charging power corresponding to each number of batteries to be charged (or each number group of batteries). Alternatively, by controlling the DC conversion operation of the AC-DC converter, integrated power conversion is performed for each number of batteries to be charged as a mobile power source.

이를 위해, 상기 PLC 컨트롤러는 구체적으로 아래의 구성을 구비한다.To this end, the PLC controller is specifically provided with the following configuration.

즉, 상기 PLC 컨트롤러는,That is, the PLC controller,

상기 각 부에 대한 전원 공급과, 상기 DC-DC 컨버터와 상기 AC-DC 컨버터에 의해 변환된 각 직류전원을 각각의 배터리로 공급하도록 하는 전원모듈;a power module for supplying power to each unit and each DC power converted by the DC-DC converter and the AC-DC converter to each battery;

배터리를 탑재한 각 장치와 통신하는 시리얼통신모듈;A serial communication module that communicates with each device equipped with a battery;

상기 감지부에 의해 감지된 결과를 포함한 아날로그 신호를 통합적으로 입력처리하는 A/I모듈;an A/I module that integrally inputs and processes the analog signal including the result detected by the detector;

상기 키신호 입력부에 의해 입력된 결과를 포함한 디지털 신호를 통합적으로 입력처리하는 D/I모듈;a D/I module that integrally inputs and processes digital signals including results input by the key signal input unit;

상기 A/I모듈에 의해 입력된 아날로그 신호를 통합적으로 디지털 변환하는 A/D모듈;an A/D module that integrally digitally converts the analog signal input by the A/I module;

상기 D/I모듈에 의해 입력된 디지털 신호를 포함하여 통합적으로 아날로그 변환하는 D/A모듈;a D/A module that integrally converts digital signals input by the D/I module into analog;

상기 A/I모듈의 감지부 감지결과와 상기 D/I모듈의 키신호 입력부 입력결과에 따라 상기 DC-DC 컨버터와 상기 AC-DC 컨버터로 해당 제어신호를 상이하게 공급하는 D/O모듈; 및a D/O module that supplies corresponding control signals differently to the DC-DC converter and the AC-DC converter according to a detection result of the sensing unit of the A/I module and an input result of the key signal input unit of the D/I module; and

상기 각 부를 제어하는 CPU모듈; 을 포함한다.CPU module for controlling each of the above; includes

그리고, 상기 CPU모듈은,And, the CPU module,

상기 키신호 입력부에 의한 배터리 개수별(또는, 배터리 개수그룹별)에 대응하여 미리 설정한 배터리 기준충전전력의 스위칭시간과의 차이값에 따르면서도 상기 감지부를 통해 감지된 결과에 따라 상기 D/O모듈의 제어신호 공급동작을 상이하게 제어하여 이동형 전원으로 충전할 배터리 개수별로서 통합 전력변환한다.The D/O according to the result detected through the sensing unit while following the difference value from the switching time of the battery reference charging power set in advance corresponding to each number of batteries (or each number group of batteries) by the key signal input unit. By differently controlling the control signal supply operation of the module, integrated power conversion is performed for each number of batteries to be charged as a mobile power source.

따라서, 이를 통해 일실시예의 충전 및 모니터링 장치는 배터리팩에 의한 정상적인 이동형 충전이 이루어지지 않는 경우에 있어서도 일반 상용전원을 사용하여 외부로부터 용이하게 이동형 충전이 이루어진다.Therefore, through this, the charging and monitoring device according to an embodiment is easily mobile charging from the outside using a general commercial power source even when the battery pack does not carry out normal mobile charging.

또한 충전할 배터리 개수별로 상이하게 이동형 충전을 수행함으로써 효율적으로 이동형 충전이 이루어진다.In addition, mobile charging is efficiently performed by performing mobile charging differently for each number of batteries to be charged.

특히, 이러한 경우 상기 충전 및 모니터링 장치는 PLC 형태를 적용하여 통합적으로 쉽게 시스템이 구현되고, 이동형 배터리와 관련된 감시와 제어 등의 최적화와 손쉬운 확장이 된다.In particular, in this case, the charging and monitoring device can be integrated and easily implemented by applying a PLC type, and optimization and easy expansion of monitoring and control related to a mobile battery are possible.

이상과 같이, 일실시예는 기본적으로 이동형 충전을 위한 배터리팩을 포함하면서 이러한 배터리팩의 전원이 다 사용된 경우나 가정 또는 충전소 등에서 쉽게 접할 수 있는 상용전원을 사용하여 이동형 충전을 할 수 있도록 한다.As described above, one embodiment basically includes a battery pack for mobile charging, and enables mobile charging when the power of the battery pack is exhausted or using commercial power that can be easily accessed at home or at a charging station. .

따라서, 이를 통해 배터리팩에 의한 정상적인 이동형 충전이 이루어지지 않는 경우에 있어서도 일반 상용전원을 사용하여 외부로부터 용이하게 이동형 충전이 이루어진다.Therefore, through this, even when normal mobile charging by the battery pack is not performed, mobile charging is easily performed from the outside using general commercial power.

그리고, 일실시예는 충전할 배터리 개수별로 상이하게 이동형 충전도 수행함으로써 효율적으로 이동형 충전이 이루어진다.In addition, in one embodiment, mobile charging is performed differently for each number of batteries to be charged, so that mobile charging is efficiently performed.

특히, 이러한 경우 상기 충전 장치는 PLC 형태를 적용하여 통합적으로 쉽게 시스템이 구현되고, 이동형 배터리와 관련된 감시와 제어 등의 최적화와 손쉬운 확장 등이 된다.In particular, in this case, the charging device adopts the form of a PLC so that the integrated system can be easily implemented, and the monitoring and control related to the portable battery can be optimized and easily expanded.

부가적으로, 실시예는 긴급충전서비스가 필요한 사용자가 서비스 앱이나 차량 단말기의 E콜을 통해 긴급충전서비스를 요청하고 이동통신망을 통해 관제실 서버 긴급충전서비스용 CMS에서 사용자 차량의 위치와 상태 정보를 연결한다.Additionally, in the embodiment, a user who needs an emergency charging service requests an emergency charging service through a service app or an E-call of a vehicle terminal, and the location and status information of the user's vehicle is transmitted from the control room server CMS for emergency charging service through a mobile communication network. connect

이러한 경우, 일실시예는 상기 차량의 위치가 아래의 동작으로 산출되는 것을 특징으로 한다.In this case, one embodiment is characterized in that the position of the vehicle is calculated through the following operation.

먼저, 상기 차량의 위치는 해당 차량의 운행시에 GPS정보와 GPS세기를 감지한다.First, the location of the vehicle detects GPS information and GPS strength while driving the vehicle.

그리고 나서, 상기 감지결과, 상기 감지된 GPS세기가 미리 설정된 기준 GPS세기에 해당하는 경우 상기 감지된 GPS정보로부터 긴급차량의 현재 위치정보를 산출한다.Then, as a result of the detection, if the detected GPS strength corresponds to a preset reference GPS strength, current location information of the emergency vehicle is calculated from the detected GPS information.

반면, 상기 감지결과, 상기 감지된 GPS세기가 미리 설정된 기준 GPS세기에 해당하지 않는 경우에는 GPS위치정보를 GPS위치갱신시마다 미리 설정된 제한범위 내로 상이한 GPS세기 차이정도에 대응하여 조정해서 긴급차량의 현재 위치정보를 산출한다.On the other hand, as a result of the detection, if the detected GPS strength does not correspond to the preset reference GPS strength, the GPS location information is adjusted in response to different GPS strength differences within a preset limit every time the GPS location is updated, so that the current emergency vehicle Calculate location information.

따라서, 이를 통해 폭우 또는 폭설, 터널, 지하도, 차량이 정지한 경우 등에 GPS신호가 튀어버림으로써 초래되는 문제점을 극복하고, 원활히 차량의 위치 정보가 얻어진다.Therefore, through this, problems caused by splashing of GPS signals in heavy rain or heavy snow, tunnels, underpasses, or when the vehicle is stopped can be overcome, and vehicle location information can be obtained smoothly.

또한, 이동형 배터리 충전장치의 컨버터의 고장징후를 발견하기 위하여, 스파크를 측정하여 과전류, 과전압 등 고장징후를 예측할 수 있는 기술에 관한 것이다. 상기 컨버터에 입력되는 입력부에 스파크 감시시스템을 두며, 스파크를 측정하여 고장여부, 고장징후를 감지하는 것이다.In addition, it relates to a technology capable of predicting failure symptoms such as overcurrent and overvoltage by measuring sparks in order to find failure symptoms of a converter of a portable battery charging device. A spark monitoring system is placed at the input part of the converter, and the spark is measured to detect whether there is a failure or a failure symptom.

상기 스파크 감시시스템은 감시시스템의 구동전원을 공급하기 위한 전원 입력단; 상기 전원 입력단에 공급되는 전원의 인가를 제어하는 파워스위치; 상기 감시시스템의 작동상태를 지시하는 작동상태램프; 모니터링 대상제품의 전압을 측정하기 위한 전압 입력단; 상기 모니터링 대상제품의 전류를 측정하기 위한 전류 입력단; 상기 모니터링 대상제품으로부터 이상 신호 감지 시 경고음을 송출하는 알람부저; 상기 알람부저를 재설정하는 알람리셋키; 상기 알람부저 작동과 동기화되어 점등되는 알람상태램프; 상기 감시시스템과 사용자용 컴퓨터를 통신시키기 위한 LAN포트; 상기 감시시스템의 펌웨어 업데이트를 수행하기 위한 업데이트 포트;으로 구성되고, 상기 사용자용 컴퓨터 상에 구현되는 계측분석GUI;로 구성되는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 따른 정류기 및 파워서플라이 스파크 감시방법은 써지에 해당하는 전압 및 전류 데이터 범위를 설정하는 단계; 고속 ADC 스캔을 수행하여 평균 전압 및 전류 데이터를 획득하는 단계; 기 설정된 전압 및 전류 범위와 측정된 평균 전압 및 전류 데이터를 비교하는 단계; 비교 데이터 간의 오차가 있는 것으로 확인될 경우 써지 발생으로 인식하고 메모리에 오차 데이터를 저장하는 단계; 저장된 오차 데이터를 사용자용 컴퓨터로 전송하는 단계;가 포함되는 것을 특징으로 한다.The spark monitoring system includes a power input terminal for supplying driving power to the monitoring system; a power switch controlling the application of power supplied to the power input terminal; an operating state lamp indicating an operating state of the monitoring system; A voltage input terminal for measuring the voltage of the product to be monitored; a current input terminal for measuring the current of the product to be monitored; an alarm buzzer that transmits a warning sound when an abnormal signal is detected from the product to be monitored; an alarm reset key for resetting the alarm buzzer; an alarm status lamp turned on in synchronization with the operation of the alarm buzzer; a LAN port for communicating the monitoring system and a user's computer; It is composed of an update port for performing firmware update of the monitoring system, and a measurement analysis GUI implemented on the computer for the user. In addition, the rectifier and power supply spark monitoring method according to the present invention includes the steps of setting voltage and current data ranges corresponding to surge; performing a high-speed ADC scan to obtain average voltage and current data; Comparing the preset voltage and current range with the measured average voltage and current data; When it is confirmed that there is an error between the comparison data, recognizing that a surge has occurred and storing the error data in a memory; Transmitting the stored error data to a user computer; characterized in that it is included.

200 : 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치
201 : 배터리팩 202 : DC-DC 컨버터
203 : AC-DC 컨버터 204 : 키신호 입력부
205 : 감지부 206 : PLC 컨트롤러200: mobile battery charging and monitoring device
201: battery pack 202: DC-DC converter
203: AC-DC converter 204: key signal input unit
205: sensing unit 206: PLC controller

Claims (4)

배터리를 충전하는 이동형 전원 중의 하나로 사용하는 배터리팩;
상기 배터리팩의 기준직류전원을 입력받아 사용자가 원하는 직류전원으로 변환하는 DC-DC 컨버터;
이동형 전원 중의 다른 하나로 사용하는 상용교류전원을 입력받아 직류전원으로 변환하는 AC-DC 컨버터;
상기 이동형 전원으로 충전할 배터리팩에 포함된 배터리의 충전량을 감지하는 감지부;
상기 이동형 전원으로 충전할 배터리팩에 포함된 배터리의 개수 정보를 입력받는 키신호 입력부; 및
상기 키신호 입력부를 통해 입력된 결과를 기초로 적어도 하나 이상의 배터리를 충전할 경우, 상기 감지부를 통해 감지된 결과에 따라 상기 DC-DC 컨버터 또는 AC-DC 컨버터의 직류전원 변환동작을 상이하게 제어하여 이동형 전원을 충전할 배터리 개수에 맞추어 각각의 배터리로 공급하는 PLC 컨트롤러; 를 포함하고 있으며,
상기 PLC 컨트롤러는,
상기 감지부와 키신호 입력부에 대한 전원 공급과, 상기 DC-DC 컨버터와 상기 AC-DC 컨버터에 의해 변환된 각 직류전원을 각각의 배터리로 공급하도록 하는 전원모듈;
배터리를 탑재한 각 장치와 통신하는 시리얼통신모듈;
상기 감지부에 의해 감지된 결과를 포함한 아날로그 신호를 통합적으로 입력처리하는 A/I모듈;
상기 키신호 입력부에 의해 입력된 결과를 포함한 디지털 신호를 통합적으로 입력처리하는 D/I모듈;
상기 A/I모듈에 의해 입력된 아날로그 신호를 통합적으로 디지털 변환하는 A/D모듈;
상기 D/I모듈에 의해 입력된 디지털 신호를 포함하여 통합적으로 아날로그 변환하는 D/A모듈;
상기 A/I모듈의 감지부 감지결과와 상기 D/I모듈의 키신호 입력부 입력결과에 따라 상기 DC-DC 컨버터와 상기 AC-DC 컨버터로 해당 제어신호를 상이하게 공급하는 D/O모듈; 및
상기 전원모듈과 시리얼통신모듈, A/I모듈, D/I모듈, A/D모듈, D/A모듈, D/O모듈을 제어하는 CPU모듈; 을 포함하고,
상기 CPU모듈은,
상기 키신호 입력부에 의한 배터리 개수별(또는, 배터리 개수그룹별)에 대응하여 미리 설정한 배터리 스위칭시간과 설정 배터리 기준충전전력의 스위칭시간에 대한 차이값에 따르면서도 상기 감지부를 통해 감지된 결과에 따라 제어신호 공급동작을 상이하게 제어하여, 상기 직류전원 변환동작을 이동형 전원으로 충전할 배터리 개수별로서 통합 전력변환하는 것; 을 특징으로 하는 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치.A battery pack used as one of the mobile power sources for charging the battery;
a DC-DC converter that receives the reference DC power of the battery pack and converts it into DC power desired by the user;
An AC-DC converter that receives commercial AC power used as another one of the mobile power sources and converts it into direct current power;
a detector for detecting a charge amount of a battery included in a battery pack to be charged with the mobile power source;
a key signal input unit receiving information on the number of batteries included in the battery pack to be charged with the mobile power source; and
When charging at least one battery based on the result input through the key signal input unit, the DC-DC converter or AC-DC converter's DC power conversion operation is differently controlled according to the result detected through the sensor A PLC controller supplying mobile power to each battery according to the number of batteries to be charged; contains,
The PLC controller,
a power module supplying power to the sensing unit and the key signal input unit, and supplying DC power converted by the DC-DC converter and the AC-DC converter to respective batteries;
A serial communication module that communicates with each device equipped with a battery;
an A/I module that integrally inputs and processes the analog signal including the result detected by the detector;
a D/I module that integrally inputs and processes digital signals including results input by the key signal input unit;
an A/D module that integrally digitally converts the analog signal input by the A/I module;
a D/A module that integrally converts digital signals input by the D/I module into analog;
a D/O module that supplies corresponding control signals differently to the DC-DC converter and the AC-DC converter according to a detection result of the sensing unit of the A/I module and an input result of the key signal input unit of the D/I module; and
A CPU module controlling the power module, the serial communication module, the A/I module, the D/I module, the A/D module, the D/A module, and the D/O module; including,
The CPU module,
According to the difference between the switching time of the battery previously set in response to the number of batteries (or group of the number of batteries) by the key signal input unit and the switching time of the set battery reference charging power, the result detected through the detection unit Controlling the control signal supply operation differently according to the control signal, and performing integrated power conversion for each number of batteries to be charged with the DC power conversion operation as a mobile power source; Charging and monitoring device for a mobile battery, characterized in that. 청구항 1에 있어서,
상기 AC-DC 컨버터는,
상기 상용교류전원을 RF전력으로 변환하는 전력변환부;
상기 전력변환부에 의해 변환된 RF전력으로부터의 전자기 에너지를 수집하는 동조코일; 및
상기 동조코일에 의해 수집된 전자기 에너지로부터의 전력을 일정하게 하여 공급하는 레귤레이터; 를 포함하고 있으며,
상기 감지부의 감지 결과가 배터리의 만충전일 경우에, 상기 PLC 컨트롤러의 제어에 의해 상기 레귤레이터의 공급 전력을 통해서 발광하여 배터리의 충전이 완료됨을 알림하는 LED램프; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치.The method of claim 1,
The AC-DC converter,
a power converter for converting the commercial AC power into RF power;
a tuning coil that collects electromagnetic energy from the RF power converted by the power converter; and
a regulator supplying constant electric power from the electromagnetic energy collected by the tuning coil; contains,
an LED lamp notifying completion of battery charging by emitting light through power supplied by the regulator under the control of the PLC controller when the detection result of the sensing unit indicates that the battery is fully charged; Recharging and monitoring device for a mobile battery, characterized in that it further comprises. 청구항 1에 있어서,
상기 AC-DC 컨버터는
상용교류전원의 R, S, T 3상에 대응하여 3개의 SCR과 3개의 다이오드로 된 브릿지 다이오드와 상기 브릿지 다이오드에 대응하여 벌크커패시터를 구비한 3상 전파정류회로;
상기 3상 중에서 R-S 간 영전압을 검출하는 영전압검출부;
상기 3상의 SCR별로 사이리스터를 각기 구동하는 사이리스터 구동부; 및
상기 3상 전파정류회로에 의한 전력을 일정하게 하여 공급하는 레귤레이터; 를 포함하고 있으며,
상기 감지부의 감지 결과가 배터리의 만충전일 경우에, 상기 PLC 컨트롤러의 제어에 의해 상기 레귤레이터의 공급 전력을 통해서 발광하여 배터리의 충전이 완료됨을 알림하는 LED램프; 를 더 포함하고,
상기 PLC 컨트롤러는,
상기 영전압검출부의 R-S간 전압이 영전압인 경우, 상기 사이리스터 구동부의 구동 동작을 제어하여 상기 3상 전파정류회로에 의한 S, T 상의 SCR은 오프 상태로 두고 R 상의 위상을 불연속 구간이 발생하도록 위상제어하는 것; 을 특징으로 하는 이동형 배터리의 충전 및 모니터링 장치.The method of claim 1,
The AC-DC converter is
A three-phase full-wave rectification circuit having a bridge diode composed of three SCRs and three diodes corresponding to R, S, and T three phases of a commercial AC power supply and a bulk capacitor corresponding to the bridge diode;
a zero voltage detector detecting zero voltage between RSs among the three phases;
a thyristor driving unit for driving thyristors for each of the three-phase SCRs; and
a regulator supplying constant power from the three-phase full-wave rectification circuit; contains,
an LED lamp notifying completion of battery charging by emitting light through power supplied by the regulator under the control of the PLC controller when the detection result of the sensing unit indicates that the battery is fully charged; Including more,
The PLC controller,
When the voltage between RS of the zero voltage detection unit is zero voltage, the driving operation of the thyristor driver is controlled so that the SCRs of the S and T phases by the three-phase full-wave rectification circuit are turned off and the phase of the R phase is discontinuous. to phase control; Charging and monitoring device for a mobile battery, characterized in that. 삭제delete
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