KR0185193B1 - 2차 배터리의 고속 충전방법 및 충전장치 - Google Patents

2차 배터리의 고속 충전방법 및 충전장치 Download PDF

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이사무 미야모또
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후미오 스즈끼
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Abstract

본 발명은 어떠한 형태의 2차 배터리에서도 고속으로 충전할 수 있으며, 2차 배터리를 어떠한 임의의 충전율로도 충전할 수 있는 단일 일체형성 충전장치를 제공하는 것이다.
낮은 전류에서 높은 전류까지 전류의 양을 임의 선택하여 다양한 2차 배터리를 충전하고, 배터리의 전압 및 온도를 검사함으로써, 배터리의 온도 상승율이 바로 직전의 상승율에 비하여 주어진 기준값을 초과하는 것으로 나타나는 지점이나 또는 배터리의 변화량에서의 차이가 예정된 시간양에서 계속해서 감소하는 것으로 나타난다면, 배터리의 충전을 중단한다.

Description

2차 배터리의 고속 충전방법 및 충전장치
제1도는 본 발명에 따른 2차 배터리용 고속 충전장치의 특정실시예의 구성을 도시한 블록도.
제2도는 니켈-카드뮴 배터리의 충전특성을 도시한 그래프.
제3도는 니켈-수소 배터리의 충전특성을 도시한 그래프.
제4도는 리튬이온 배터리의 충전특성을 도시한 그래프.
제5a도는 측정데이타의 곡선과 변화량에 대한 샘플링간격(p)의 관계를 도시한 도면이며, 제5b도는 본 발명에서의 측정데이타 샘플링주기(t)와 변화 판독 샘플링시간(ts)의 측정데이타양의 관계를 도시한 도면.
제6a도는 본 발명에서의 전압측정 데이타와 전압측정 데이타의 변화상태를 분석한 일실시예를 도시한 도면이며, 제6b도는 본 발명에서의 온도측정 데이타와 온도측정 데이타의 변화상태를 분석한 일실시예를 도시한 도면.
제7도는 본 발명에 따른 2차 배터리 충전방법을 실행하는 경우의 공정의 일실시예를 도시한 흐름도.
제8도는 본 발명에 따른 2차 배터리 충전방법을 실행하는 경우의 공정의 일시예를 도시한 흐름도.
제9도는 본 발명에 따른 2차 배터리 충전방법을 실행하는 경우의 공정의 일실시예를 도시한 흐름도.
제10도는 본 발명에 따른 2차 배터리 충전방법을 실행하는 경우의 공정의 다른 실시예를 도시한 흐름도.
제11도는 본 발명에 따른 2차 배터리 충전방법을 실행하는 경우의 공정의 일실시예를 도시한 흐름도.
제12도는 0.25℃로 충전되는 경우 니켈-카드뮴 배터리의 전압특성의 일실시예를 도시한 그래프.
제13도는 제12도의 충전이 완료된 경우 전체 전압변화량(ΔTDvn)과 카운터값(N)에서의 변화치를 도시한 그래프.
제14도는 3C로 충전되는 경우 니켈-카드뮴 배터리의 온도특성의 일실시예를 도시한 그래프.
제15도는 3C로 충전되는 경우 니켈-카드뮴 배터리의 전압특성의 일실시예를 도시한 그래프.
제16도는 제15도의 충전이 완료된 경우 전체 전압변화량(ΔTDvn)과 카운터값(N)에서의 변화치를 도시한 그래프.
제17도는 0.25℃로 충전되는 경우 니켈-카드뮴 배터리의 전압특성의 일실시예를 도시한 그래프.
제18도는 제17도의 충전이 완료된 경우 전체 전압변화량(ΔTDvn)과 카운터값(N)에서의 변화치를 도시한 그래프.
제19도는 1C로 충전되는 경우 니켈-수소 배터리의 전압특성의 일실시예를 도시한 그래프.
제20도는 제19도의 충전이 완료된 경우 전체 전압변화량(ΔTDvn)과 카운터값(N)에서의 변화치를 도시한 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
3 : 전류공급수단 5 : 스위치수단
6 : 온도측정수단 7 : 전압측정수단
8 : 샘플링수단 9 : 충전제어수단
11 : 기본 데이타 판독 타이밍 발생기 수단
12 : 교정된 데이타 판독 세팅수단
13 : 데이타 변화 판독 샘플링시간 세팅수단
15 : 제1메모리수단 16 : 제2메모리수단
17 : 제3메모리수단 18 : 제4메모리수단
22 : 판단수단 24 : 프로세싱수단
25 : 중앙처리수단 30 : 저장장치
본 발명은 2차 배터리의 고속 충전에 관한 것으로, 특히, 니켈-카드뮴 배터리, 니켈-수소 배터리 및 리튬-이온 배터리와 같은 2차 배터리용 고속 충전장치 및 고속 충전방법에 관한 것이다.
본 발명은 니켈-카드뮴, 니켈-수소(Ni/H2) 및 리튬-이온 배터리에 대하여 제충전공정 동안 배터리의 온도와 전압을 검사할 수 있도록 구성되며, 온도 또는 온도와 전압의 검사된 파라미터가 특정상태에 도달하면 상기 충전공정을 중단할 수 있도록 구성된다.
니켈-카드뮴 축전지, 니켈-수소 배터리 및 리튬-이온 배터리와 같은 2차 배터리(2차 전지)는 그 사용기간 동안 수회 재충전될 수 있다. 본 기술분야에서 숙련된 자에 의해 널리 알려진 이러한 재충전 공정은 축전지에 영향을 미치는 손상을 최소화하기 위하여 주의깊은 제어하에 수행되어야만 한다(예를 들면, 충전 축전지 : 사용기간 연장, Bob Williams 의 Cellular Business 1989년 4월호, 44-49쪽 참조).
2차 배터리 재충전의 초기기술에서는, 재충전하는데에 수시간이 필요하였다. 2차 배터리에 의해 동력이 공급되는 소비자 제품이 더욱 일반화됨에 따라, 수시간 보다는 수분내에 충전할 수 있는 시스템이 더욱 필요하게 되었다.
2차 배터리를 가능한 빠르게 충전하는 동안, 축전지에 대한 치명적인 손상을 방지하기 위하여, 축전지의 재충전 공정은 더욱더 주의깊게 수행되어야만 한다(예를 들면, 카드륨학회 브뤼셀 세미나의 1990년 9월의 보고서내에 니켈-카드뮴에 대한 최신정보-1990년 11월 발간됨 - 참조).
2차 배터리의 급속 재충전을 하기 위해 개발된 다양한 시스템이 종래기술에 설명되어 있다. 이러한 시스템에 있어서는, 충전중인 축전지의 전압 및/또는 온도를 검사하고 , 온도 또는 전압이 미리 세트된 레벨에 도달하면 축전지에 인가된 충전전류를 중단하거나 변경하는 것이 표준이다. 통상적인 종래기술이 미국특허 제4,006,397호 (Catotti 외)에 개시되어 있다.
일본 특허공보 제60-23528호와 제62-23529호는 니켈-카드뮴 배터리와 같은 2차 배터리의 재충전에서 사용하는 방법을 개시하는 바, 여기서, 배터리의 전압파형을 충전하는 동안 관측되고, 전압파형에 나타난 다수의 편향점은 사전에 저장된 것이며,축전된 편향점이 주어진 순서에 따라 일어났다면, 충전공정은 중단된다. 그러나, 이러한 방법을 수행하는데 있어, 위에 공지된 형태의 배터리는 충전공정 동안 배터리 형태의 전압파형에서 일어나는 변동량을 사전에 저장하고, 재충전되어질 형태의 배터리에 적절한 내용을 충전하기 전에 저장된 내용을 변화할 필요가 있기 때문에, 동작이 북잡해질 뿐만 아니라, 배터리의 충전환경이나 이력을 이유로, 배터리의 전압 출력파형은 저장된 정보의 진폭을 순서대로 따르는 것을 보장하지 않는다. 따라서, 정확한 충전 및 재충전을 수행하기가 불가능하고, 배터리 성능의 손실을 일으키지 않으면서 고속 충전을 수행하기가 어렵다.
니켈-카드뮴, 니켈-수소 및 리튬이온 배터리 이외에 2차 배터리로 존재한다.
이전에는 앞서 언급된 바와 같은 2차 배터리의 재충전하는데에, 6시간에서 때때로 심지어 16시간까지도 필요로 하였다. 비교적 짧은 시간에 걸친 고속 충전이라 불리우는 것 조차도, 1 내지 2시간을 여전히 필요로 하였다.
종래에는, 원래의 목적에서 사용하는 재충전 배터리 또는 축전지라 불리는 것을 재충전하는데 있어서, 충전시간이 가능한 빠른 것이 최상의 것으로 알려졌음에도 불구하고, 2차 배터리내에서 화학작용에 의해 발생되는 배터리내의 내부 배터리온도와 내부압력의 상승에 의해 부과되는 제한점은 전지 파괴의 원인임은 물론 전지의 전기적 특성의 저하 즉, 출력특성 및 충전특성 저하의 원인이 된다. 따라서 짧은 시간주기에 걸쳐 많은 전류에 의해 충전되는 방법은 사용되지 않는다.
그러나, 오늘날, 다양한 산업상의 많은 응용분야에서 2차 배터리의 요구가 증가되고 있다. 특히 의료분야에서 사용되는 기계도구 및 다른 병원용 장비, 휴대폰과 같은 통신분야 등에 동작하는 동안 배터리의 수명이 다하지 않음은 물론 신속한 또는 매우 순간적인 재충전을 필요로 하는 분야에서 2차 배터리의 요구가 매우 증가되고 있다.
도식적인 비교가 앞서 언급된 다양한 형태의 2차 배터리를 충전하는 동안 충전레벨에 대하여 앞서 언급된 전압 및 온도변동량으로 이루어지는 경우, 제2도 내지 제4도에 도시한 바와 같이, 각 형태의 배터리는 독특한 특성을 나타낸다는 것을 알 수 있다.
즉, 니켈-카드뮴 축전지의 전압 및 온도특성이 제2도에 도시되어 있으며, 니켈-수소 배터리의 전압 및 온도특성은 제3도에 도시되어 있고, 리튬이온 배터리의 전압 및 온도특성은 제4도에 도시되어 있다.
이러한 이유로 인해, 종래에는 어떤 형태의 2차 배터리를 충전하는데 적어도 1시간 이상의 긴 시간주기를 필요로 하는 것은 물론 2차 배터리의 형태에 따라 적절한 충전방법 또는 충전장치의 변경을 필요로 하는 문제점을 가짐으로써, 충전방법이 이용하기 번거롭고, 시간소모적이며, 비용이 많이 들게 한다.
본 발명의 목적은 종래기술의 앞서 공지된 단점을 개선하고, 수분에서 20분까지의 매우 짧은 시간주기내에 2차 배터리 특히, 니켈-카드뮴, 니켈-수소 및 리튬이온 배터리의 재충전을 용이하게 하는데 있다. 위와 같이 극히 빠른 속도로 재충전하는 것은 비교적 저속의 종래기술의 재충전 시스템에서는 그다지 중요하지 않았던 몇몇 파라미터의 중요성을 증가시킨다. 그러나, 이들 파라미터를 처리하여 충전되는 축전지에 부작용을 끼치지 않으면서 안전하고, 고속 충전을 수행하는 재충전 시스템을 만들 수 있다는 것이 발견되었다.
종래에는, 서로 상이한 기술적인 요소로 구성되고, 서로 상이한 충전특성 및 성질을 가지는 2차 배터리를 충전하기 위하여, 개별적인 분리된 충전기가 필요했고 충전되어질 2차 배터리의 형태에 따라 충전하기에 적당한 충전기를 선택할 필요가 있었다.
따라서, 충전기는 특정형태의 2차 배터리의 충전에만 사용되었으며, 개별적인 2차 배터리에 대하여 이용가능한 개별적인 충전기를 필요로 하기 때문에 충전하는 것을 불편하게 함은 물론 번거롭고 더욱 복잡하게 한다.
동일한 형태의 2차 배터리의 경우에서도, 통상 충전율(C)로 나타나는 충전동작에서 사용되는 충전전류의 양이 다르다면, 충전기를 따로 따로 제공되어야 하기 때문에, 이용할 수 있는 상당히 많은 수의 충전기 형태를 구비해야 하는 문제점을 일으킨다.
그러나, 위와 같은 2차 배터리에 대한 요구가 증가되고, 2차 배터리가 사용되는 분야와 영역이 다각화됨에 따라, 이동 데이타 통신기기, 휴대폰 통신분야 및 구조적인 위치에서와 같은 2차 배터리를 급속충전하여 즉시 사용할 필요가 있는 기구에 대한 필요성과, 어떠한 형태의 2차 배터리라도 짧은 시간주기 안에 완전하게 충전하는데 사용될 수 있는 충전기에 대한 필요성이 증가된다.
이러한 이유 때문에, 어떠한 구조형태의 2차 배터리를 충전함은 물론 어떠한 충전율(C) 조건하에서도 충전할 수 있는 단일충전기에 대한 요구가 있어 왔다. 그러나, 본 발명 이전까지는, 위와 같은 사실상 이용가능한 충전기가 없었다.
따라서, 본 발명의 목적은 위에 공지한 결점을 개선하고, 어떠한 임의의 충전율(C)하에서도 짧은 시간주기내에 어떠한 형태의 2차 배터리를 충전하는데 통상적으로 이용할 수 있는 단일충전기를 제공하는데 있다.
위에 공지된 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 다음과 같은 기술적인 구성을 가진다. 특히, 본 발명의 2차 배터리를 고속 충전하는 방법의 제1특징은 데이타를 판독하는데 필요한 기본 데이타 판독시간(tb)을 세트하는 제1단계, 충전율(C)을 세트하는 제2단계, 세트된 충전율(C)과 상기 기본 데이타 판독시간(tb)에 따라, 상기 충전율(C)로 특징지워지는 교정된 데이타 판독시간(tc)을 세트하는 제3단계, 충전이 이루어지는 동안 적절한 샘플링수단을 사용하여 상기 교정된 데이타 판독시간(tc) 동안 적어도 한번 상기 2차 배터리의 단자전압을 측정하고, 그 때의 전압데이타를 적절한 제1메모리수단에 저장하는 제4단계, 상기 제4단계의 동작을 예정된 회수(L) 반복하고, 각각의 교정된 데이타 판독시간(tc)에서 구해진 다수의 전압데이타의 합산을 하고, 전압데이타 변화 판독 샘플링시간(ts)(여기서, ts=L×tc)의 양 이상의 결과적인 변화량(Dvn)을 적절한 제2메모리수단에 저장하는 제5단계, 제1샘플링시간(ts1) 동안의 변화량(Dv1) 및 제5단계에서 구해진 다음의 제2샘플링시간(ts2) 동안의 변화량(Dv2) 사이에서의 차를 계산하고, 변화량(ΔDv)에서의 결과적인 차를 제3메모리수단에 저장하는 제6단계, 상기 제6단계를 계속해서 예정된 회수(M) 반복하고, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 양 각각에서 구해진 ΔDv1 내지 ΔDvM(M 값)의 값 각각의 합산을 하고, 상기 변화 판독 샘플링시간(t)(여기서, t=ts×M)의 양 전체에서 전압 데이타 변화량(ΔTDv)을 결정하여, 그 결과를 제4메모리수단에 저장하는 제7단계, 상기 제4메모리수단에 저장된 전압데이타 변화량(ΔTDv)을 근거로 하여 계산을 수행하여, 예정된 M번째 샘플링을 위해 상기 첫번째 샘플링시간(ts1)에서 n번째 샘플링시간(tsM)까지 수행함에 따라 설정된 변화 판독 샘플링시간(t1)의 제1총양에 걸쳐 측정된 전압 변화량(ΔTDv1)과 예정된 M+1번째 샘플링을 위해 상기 두번째 샘플링시간(ts2)에서 (m+1)번째 샘플링시간(tsM+1)까지 수행함에 따라 설정된 변화 판독 샘플링시간의 제2총양에 걸쳐 측정된 전압변화량(ΔTDv2) 사이에 차(ΔHv)를 결정하고, 상기 계산된 차(ΔHv)(여기서, ΔHv=ΔTDv2-ΔTDv1)를 제5메모리수단에 저장하는 제8단계, 샘플링시간의 인접한 전체양의 쌍(tn, tn+1) 각각에서 전압변화량(ΔTDvn, ΔTDv(n+1)) 사이에서의 차이값(ΔHvn)(여기서, ΔHvn=ΔTDv(N+1)-ΔTDvn)을 계산하는 동안 상기 제8단계를 반복하고, 계산된 결과를 제5메모리수단에 저장하는 제9단계, 상기 제9단계에서 계속해서 구해진 전압변화량(ΔHv1 내지 ΔHvm)의 차이의 m양 각각이 포지티브(0 또는 0이상)인지 네거티브(0 미만)인지를 판단하는 제10단계 및, 전압변화량(ΔHv1 내지 ΔHvm)에서의 상기 차이의 발생순서에 있어서, 전압변화량(ΔHv)에서의 상기 차이가 0 인지 아닌지의 여부 또는 예정된 회수(S)동안 네거티브인지 아닌지를 판단하고, 전압변화량(ΔHv)에서의 상기 차이의 0 이거나 또는 S회 동안 계속해서 네거티브라면, 상기 충전을 중단하는 제11단계 등으로 구성되는 2차 배터리 충전방법이다.
또한, 본 발명의 2차 배터리를 고속 충전하는 방법의 제2특징은 데이타를 판독하는데 필요한 기본 데이타 판독시간(tb)을 세트하는 제1단계, 충전율(C)을 세트하는 제2단계, 세트된 충전율(C)과 상기 기본 데이타 판독시간(tb)에 따라, 상기 충전율(C)로 특징지워지는 교정된 데이타 판독시간(tc)을 세트하는 제3단계, 충전이 이루어지는 동안, 적절한 샘플링수단을 사용하여 상기 교정된 데이타 판독시간(tc) 동안 적어도 한번 상기 2차 배터리의 온도를 측정하고, 그 때의 온도데이타를 적절한 제1메모리수단에 저장하는 제4단계, 상기 제4단계의 동작을 예정된 회수(L) 반복하고, 각각의 교정된 데이타 판독시간(tc)에서 구해진 다수의 데이타의 합산을 하고, 온도데이타 변화 판독 샘플링시간(ts)(여기서, ts=L×tc)의 양 이상의 결과적인 변화량(Dtn)을 적절한 제2메모리수단에 저장하는 제5단계, 제1샘플링시간(ts1) 동안의 변화량(Dt1) 및 제5단계에서 구해진 다음의 제2샘플링시간(ts2) 동안의 변화량(Dt2) 사이에서의 차를 계산하고, 변화량(ΔDt)에서의 결과적인 차를 제3메모리수단에 저장하는 제6단계, 상기 제6단계를 계속해서 예정된 회수(M) 반복하고, 변화 판독 샘플링시간(ts) 양 각각에서 구해진 ΔDt1 내지 ΔDtM(M 값)의 값 각각의 합산을 하고, 상기 온도 변화 판독 샘플링시간(t)(여기서, t=ts×M)의 양 전체에서 온도 데이타 변화량(ΔTDt)을 결정하여, 그 결과를 제4메모리수단에 저장하는 제7단계, 상기 제4메모리수단에 저장된 온도데이타 변화량(ΔTDt)의 값을 근거로 하여 계산을 수행하여, 예정된 M번째 샘플링을 위해 상기 첫번째 샘플링시간(ts1)에서 m번째 샘플링시간(tsM)까지 수행함에 따라 설정된 변화 판독 샘플링시간(t1)의 제1총양에 걸쳐 측정된 온도 변화량(ΔTDt1)과 에정된 M+1번째 샘플링을 위해 상기 두번째 샘플링시간(ts2)에서 샘플링시간(tsM+1)까지 수행함에 따라 설정된 변화 판독 샘플링시간의 제2총양에 걸쳐 측정된 온도변화량(ΔTDt2) 사이에 비율을 결정하고, 상기 계산된 결과를 제5메모리수단에 저장하는 제8단계, 샘플링시간의 인접한 전체 양의 쌍(tn, tn+1) 각각에서 온도변화량(ΔTDtn, ΔTDt(n+1)) 사이에서의 비율값(ΔHtn)(여기서, ΔHtn=ΔTDt(N+1)-ΔTDtn)을 계산하는 동안 상기 제8단계를 반복하고, 계산된 결과를 제5메모리수단에 저장하는 제9단계, 상기 제5메모리수단에 저장된 정보로부터 상기 인접한 2개의 온도변화량 사이의 비율(ΔHm)이 주어진 값(K)과 같거나 크고 또는 그 미만인지를 판단하는 제10단계 및, 온도변화(ΔHm) 비율이 주어진 값(K)과 같거나 크다면, 상기 충전을 중단하는 제11단계 등으로 구성되는 2차 배터리 충전방법이다.
그 밖에, 고속의 2차 배터리 충전방법에 대한 본 발명의 위의 2가지 공지된 특성을 결합하여 본 발명의 제3특징으로서 생각하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 고속의 2차 배터리 충전방법은 단자전압 또는 온도와 같은 2차 배터리에 의해 나타난 서로 다른 충전특성을 고려하여, 서로 다른 형태의 2차 배터리의경우에서도, 앞서 공지한 기본적인 기술구성을 사용하기 때문에, 서로 다른 구성요소를 가지는 2차 배터리의 공통적인 특성을 결정하는 것이 가능하다. 또한, 충전레벨이 거의 100%에 도달하는 지점을 정확하게 결정하는 것이 가능하다. 아주 동일한 장치가 서로 다른 구성의 2차 배터리를 신뢰적으로 충전하는데 사용하는 것이 가능하며, 또한, 충전이 이루어지는 동안의 충전레벨의 정확한 결정, 충전레벨이 거의 100%에 도달하는 지점의 빠른 결정 및 이렇한 지점에서 충전공정을 중단하는 것을 가능하게 한다. 그 결과, 충전레벨이 100%를 초과한 다음에도 충전이 계속되는 경우 발생되는 문제점을 신뢰적으로 극복함으로써, 상기 2차 배터리에 손상을 입히는 원인이 되는 2차 배터리의 온도를 그 평가된 최대온도 이상으로 상승하게 한다. 그리고 충전속도 또는 충전율에 대하여 상기 2차 배터리의 특성을 결정함으로써, 동일한 구성요소로 이루어진 2차 배터리를 서로 다른 충전율로 충전을 할 수 있고, 또한, 2차 배터리의 정확한 고속 충전을 특히, 가능하게 한다.
본 발명에 따른 2차 배터리의 고속 충전방법 및 고속 충전장치의 구성실시예에 대한 도면을 참고로 하여 이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 발명자가 본 발명에 따른 2차 배터리를 고속 충전하는 방법에서는 앞서 공지된 기술적인 구성을 사용하게 된 계기는 종래 통상적으로 이용해 왔던 2차 배터리의 충전특성에 대한 철저한 분석과 조사를 하고, 본 발명의 앞서 공지된 목적을 이행하기 위하여, 소정 형태의 단일 장치 및 방법을 결정하기 위하여 노력하는 것으로부터 시작되었다. 단일 장치 및 방법은 서로 다른 형태의 2차 배터리의 고속 충전을 수행하고, 서로 다른 형태의 상기 2차 배터리에 대하여 충전율이 다양하더라도 정확한 충전을 수행하며, 서로 다른 형태의 상기 2차 배터리의 고속 충전을 또한 수행한다.
그런 다음, 본 발명자는 종래에 통상적으로 이용했던 배터리 형태 중에서 중요한 것으로 간주되는 니켈-카드뮴 배터리, 니켈-수소 배터리 및 니켈-이온 배터리를 분석하고, 그 중에서 통상적인 니켈-카드뮴 배터리에 대한 분석결과를 제2도에 도시하였다. 충전이 이루어지는 동안 단자전압은 충전레벨이 100%에 도달하는 지점까지 점차적으로 계속 상승하고, 이 지점에서 피크전압에 도달하며, 더욱더 충전하면 전압감소가 일어난다.
니켈-카드뮴 배터리의 온도를 관찰하면, 충전시간에서 100% 충전레벨 직전까지지의 온도는 다소 증가한다. 전체적으로는, 100% 충전레벨 영역에 접근할 때 온도가 갑자기 증가하는 것을 제외하고는 어떤 온도 증가도 없이 사실상 평평한 특성을 가진다.
제3도에 도시한 니켈-수소 배터리의 경우, 배터리의 단자전압은 충전을 시작해서 100% 충전레벨까지 점차적으로 계속 증가한다. 충전레벨이 100%에 도달하게 되면, 전압치는 피크치를 나타내는 바, 계속적인 충전 후에도 배터리전압에는 어떠한 변화도 없이 피크치를 유지한다.
니켈-카드뮴 배터리와 유사한 니켈-수소 배터리의 온도는 충전을 시작해서 100% 충전레벨 직전까지 점차적으로 증가한다. 전체적으로, 100% 충전레벨 영역에 접근할 때 온도가 갑자기 증가하는 것을 제외하고는 어떤 온도 증가도 없이 사실상 평평한 특성을 가진다.
또 다른 형태의 2차 배터리 즉, 제4도에 도시한 바와 같이, 리튬이온 배터리의 경우, 배터리의 단자전압은 충전을 시작해서 100% 충전레벨까지 경과된 시간에 대하여 대략 정비례로 계속 증가한다. 충전레벨이 100%에 도달하게 되면, 전압치는 피크치를 나타내는 바, 계속적인 충전 후에도 배터리전압에는 어떠한 변화도 없이 피크치를 유지한다.
리튬이온 2차 배터리의 경우에 있어서, 배터리 온도는 충전을 시작해서 100% 충전레벨에 도달할 때까지, 점차적인 증가치로 변화하는 충전공정 동안, 점진적인 증가를 나타낸다. 이 지점에서 배터리온도는 니켈-카드뮴 배터리와 동일한 구성으로 가파르게 증가한다.
이상적인 2차 배터리에 있어서, 100% 충전레벨에 도달할 때까지 배터리에서 흐르는 전류에너지는 충전을 하는 동안 필요한 화학반응으로 소모되고, 열에너지로 전환되지 않는다.
그러나, 100% 충전레벨에 접근하고 나서, 상기 화학반응의 속도는 느려지고, 남아있는 에너지는 충전과 관계없는 화학반응으로 소모되고, 열에너지로 전환된다.
따라서, 충전레벨이 100%에 도달한 다음, 충전에 기여하는 반응은 즉시 일어나지 않으며, 가스가 형성되고, 온도가 상승한다.
온도가 상승하면, 화학반응의 속도도 빨라져, 온도를 더욱 상승시키고, 또한, 이는 많은 양의 가스를 발생한다.
이러한 형상은 악순환을 형성하여, 결국 배터리 파괴의 원인이 된다.
충전동작이 반복적으로 수행된다면, 화학반응의 발생에 기여하는 배터리 내부의 물질은 열화되어, 충분한 에너지를 저장할 수 없다.
따라서, 위에 공지한 바와 같이, 충전레벨이 100%에 도달하고 나서도 충전이 계속된다면, 배터리 내부 물질의 열화가 가속되어, 배터리의 수명이 2차 배터리의 원래 수명보다 현저하게 짧아진다.
이러한 이유 때문에, 종래에는 2차 배터리의 조성 및 특징 때문에 부과되는 제한점으로 인하여, 상기 충전동작은 매우 제한적인 방법에 의해서만 가능하며, 앞서 인용된 문제점을 해결하는 것이 가능하지 않다.
종래의 충전방법은 예컨대, 다음을 포함한다.
(1) 미세한(세류) 전류(예컨대, 배터리 용량의 1/10 내지 1/20의 전류)로 충전, 충전이 종료된 점에서 어떠한 제어도 수행하지 않음.
위와 같은 충전방법에 있어서, 전류에 대한 절대적인 제어도 없으며, 충전시간은일반적으로 대략 10 내지 15시간이면 끝난다.
이러한 이유로 인해, 위와 같은 충전방법에 있어서, 충전시간은 매우 길어지게 되고, 위험 즉 과충전이 있다.
(2) 적은 전류(예컨대, 배터리 용량의 1/3 내지 1/10의 전류)로 충전, 일반적으로 5시간 내지 10시간인 예정된 시간 후와 같이 제어되는 단부.
위와 같은 충전방법에 있어서, 충전시간은 길어지고, 배터리가 남아있는 용량을 가지는 경우 과도한 전류에 의해 발생되는 온도상승의 위험이 있다.
(3) 비교적 큰 전류(예컨대, 배터리 용량의 1/3 내지 1/1의 전류)로 충전, 충전된 배터리의 전압치가 주어진 값(일반적으로 대략 전지당 10mV) 이하로 떨어지면 충전중단.
충전이 종료하는데에 걸리는 시간은 대략 1시간이며, 이는 비교적 빠른 충전으로 알려진 것이다.
위와 같은 충전방법에 있어서, 충전시간이 비교적 짧은 반면에, 과도한 전류의 큰 위험과 큰 온도상승이 있다.
또한, 위와 같은 방법에 있어서, 제2도와 제3도에 공지된 바와 같은 특성을 가지는 배터리에서 충전종료를 검사하는 것은 불가능하다.
이러한 이유로 인해, 본 발명에 있어서, 이전의 2차 배터리 형태의 특성을 고려하여, 2차 배터리에 공통인 지금까지 알려지지 않은 특성은 본 발명의 앞서 상술된 목적을 성취하는데 이용된다.
특히, 본 발명의 2차 배터리의 고속 충전방법에 있어서, 2차 배터리라도 95% 내지 100%의 충전레벨에서 신뢰적으로 충전을 중단하고, 소량에서 대량(예를 들면, 배터리 용량과 같거나 그 이상) 범위의 전류레벨로 충전하며, 특히, 아주 짧은 시간주기 예컨대, 15분 또는 그 미만의 시간에서 고속 충전 예를 들면, 2C의 충전율로 충전이 가능하도록 제공된다.
이하 도면을 참고로 하여 본 발명의 고속 충전방법 및 충전장치에 대하여 설명하기로 한다.
제1도는 본 발명에 따른 2차 배터리용 고속 충전장치의 구성에 대한 일구성실시예의 블록도로서, 2차 배터리(1)의 고속 충전장치를 기본적으로 도시한 도면이다. 이 고속 충전장치는 충전을 필요로 하는 2차 배터리의 전지에 전류를 공급하는 전류공급수단(3), 충전되는 상기 2차 배터리의 상기 전류공급수단(3)과 단자(4) 사이에 제공된 스위치수단(5), 상기 2차 배터리(2)의 상기 전지온도를 측정하는 온도측정수단(6), 상기 2차 배터리의 단자전압을 측정하는 전압측정수단(7), 상기 온도측정수단(6) 및/또는 상기 전압측정수단(7)을 작동하여 소정의 샘플링레벨로 상기 2차 배터리의 상기 전지의 온도 및/또는 전압을 측정하는 샘플링수단(8), 상기 샘플링수단(8)에 의해 샘플링 데이타 각각을 저장하고, 상기 저장된 데이타상의 필요한 계산을 실행하여, 분리된 메모리수단에 그 결과를 저장하는 저장장치(30), 상기 샘플링수단에 연결되어, 상기 스위치수단(5)을 제어하는 충전제어수단(9), 충전율(C)을 세트하는 충전율 세팅수단(10), 상기 충전율 세팅수단(10)에 의해 세트된 충전율(C)을 근거로, 예정된 기본 데이타 판독시간(tb)을 발생하는 기본 데이타 판독 타이밍 발생기수단(11), 교정된 데이타 판독시간(tc)을 상기 충전율(C)을 특징지우는 값으로 세트하는 교정된 데이타 판독 세팅수단(12), 교정된 데이타 판독시간(tc)에 예정된 값(L)을 곱하여 변화 판독 샘플링시간(ts)의 온도 데이타양을 세트하는 데이타변화 판독 샘플링시간 세팅수단(13), 변화 판독 샘플링시간(ts)의 상기 데이타양에 예정된 값(M)을 곱하여 전체적인 샘플링시간(t)을 세트하는 전체 샘플링시간 세팅수단(14), 상기 교정된 데이타 판독시간(tc)마다 측정된 온도 데이타값(dtn)을 저장하는 제1메모리수단(15), 온도 데이타(dtn)의 L값의 합인 데이타(Dtn)를 상기 제1메모리수단(15)에 저장하는 제2메모리수단(16), 상기 제2메모리수단에 저장된 데이타(Dtn)로부터, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 이전 양에서 측정된 데이타(Dt(n-1))와 변화 판독 샘플링시간(ts)의 현행양에서 측정된 데이타(Dtn)간의 차(ΔDt)(여기서, ΔDt=Dtn-Dt(n-1))를 저장하는 제3메모리수단(17), 변화 판독 샘플링시간(ts)의 상기 양을 필요한 회수(M) 반복하여 구해진 변화 판독 샘플링시간(t)(여기서, t=ts×M)의 전체 양에 있는 변화 판독 샘플링시간(ts)의 각 양에서 구해진 온도데이타의 M양 각각의 합산을 함으로써 구해진 온도데이타 변화량(ΔTDt)을 저장하는 제4메모리수단(18), 상기 제4메모리수단(18)에 저장된 온도데이타 변화량(ΔDTt)에 대하여, 변화 판독 샘플링시간(tn)의 제1전체양에서 온도데이타 변화량(ΔTDtn)과 변화 판독 샘플링시간(tn+1)의 제2전체양에서의 온도데이타 변화량(ΔTDt(n+1))에서 계산된 변화율(ΔHt)(여기서, ΔHt=ΔTDt(n+1))/ΔDtn)을 저장하고, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 한 양에 의해 시간을 시프트함으로써 형성되는 제5메모리수단(19(A)), 상기 온도변화량 사이에서 상기 제5메모리수단(19(A))에 저장된 상기 온도변화비율(ΔHt)과 예정된 기준값(K)을 비교하고, 상기 온도변화량 사이의 상기 충전비율(ΔHtm)이 상기 기준값(K)을 초과한다면, 상기 충전을 중단하는 신호를 출력하는 제1판단수단(22), 상기 제4메모리수단에 저장된 단자전압 데이타 변화량(ΔTDv)에 대하여, 변화 판독 샘플링시간(tn)의제1전체양에서의 온도데이타 변화량(ΔTDvn)과 변화 판독 샘플링시간(tn+1)의 제2전체양에서의 온도데이타 변화량(ΔTDv(n+1)) 사이에서 계산된 차(ΔHvm)(여기서, ΔHvm=Hv(m+1)-Hvm)를 저장하는 제6메모리수단, 상기 제6메모리수단(19(B))에 계속해서 저장된 전압데이타 변화량의 차이(ΔHv1 내지 ΔHvm) 각각에 대하여, 값이 포지티브(0 또는 0 이상)인지 네거티브(0 이하)인지의 여부를 판단하고, 상기 전압데이타 변화량의 차이(ΔHv1 내지 ΔHvm)의 발생순서로 처리하는 상기 판단을 수행하며, 전압데이타 변화량의 차이(ΔHv)가 네거티브 값이라면, 예정된 회수(S) 또는 그 이상 계속해서 s 신호를 출력하고, 상기 충전동작을 중단하는 제2판단수단, 상기 수단 각각에 의해 저장된 개별적인 데이타 각각을 처리하는 프로세싱수단(24) 및, 상기 수단 각각의 동작을 제어하는 중앙처리수단(25)으로 이루어진다.
본 발명에 있어서, 아주 동일한 고속 2차 배터리 충전장치는 앞서 공지한 바와 같은, 니켈-카드뮴 배터리, 니켈-수소 배터리 및 리튬이온 배터리를 고속 충전할 수 있다.
본 발명의 일 특징은 어떠한 2차 배터리라도 정확한, 고속 충전을 수행하기 위하여, 상기 2차 배터리의 특징을 이해하는 연구를 하며, 상기 2차 배터리의 특성값에서의 변화를 정확하고 빠르게 검사하도록 구성됨으로써, 상기 2차 배터리가 100% 충전레벨에 근접하는 상태에 도달하는 지점의 신뢰적인 검사가 가능할 뿐만 아니라, 이 지점에서 충전공정을 중단하는 것이 가능하다. 이러한 수행을 가능하게 하기 위하여, 본 발명은 전압데이타 및/또는 상기 2차 배터리의 전압데이타를 매우 짧은 간격으로 측정을 수행하도록 구성된다. 이러한 측정결과 상기 2차 배터리의 충전상태를 효과적으로 결정할 수 있다.
특히, 본 발명에 의해 수행되는 충전동작에 있어서, 100%의 충전레벨 또는 100% 영역에 도달했는지 아닌지를 판단하기 위하여 2차 배터리가 충전되는 것에 관계없이, 제2도 내지 제4도에 도시한 바와 같이, 전압데이타에서 또는 온도데이타에서 피크치의 발생지점을 검사하거나, 급작스런 높은 비율로 온도가 상승하는 지점을 검사하는 것이 적절하다.
예를 들면, 제5a도에 도시한 바와 같이, 전압데이타 측정에 있어서, 이전의 방법에서는, 데이타 변화량(Δa)을 크게 하기 위하여, 샘플링간격(p)을 다소 긴 간격으로 만들 필요가 있다.
그러나, 충전시, 샘플링간격(p)이 길다면, 제5a도에 도시한 바와 같이, 전압데이타에서의 피크치를 검사할 기회를 잃어버리는 문제점이 있다. 따라서, 충전을 중단하기 위한 적절한 시간을 검사하는 것이 불가능하다.
반대로, 샘플링간격(P)을 짧게 하면, 데이타 변화량(Δa)을 판독하는 비용이 매우 많이 들게 되어, 경제적인 시스템을 실현하는 것이 불가능하다.
이러한 이유로 인해, 본 발명에 있어서는, 데이타를 판독하는데 필요한 기본적인 데이타 판독시간(tb)이 세트되고, 충전율(C)에 특징이 되는 교정된 데이타 판독시간(tc)은 그 시간과 충전율을 근거로 세트되고, 상기 배터리의 단자전압 및/또는 상기 배터리의 표면온도는 상기 교정된 데이타 판독시간(tc)내의 각 시간에서 측정되며, 이러한 동작은 예정된 회수(L) 반복되고, 그 동작으로부터 전압데이타 및/또는 온도데이타는 따로 따로 합산되고, 그 합산된 데이타는 데이타 변화 판독 샘플링시간(ts)(여기서, ts=L×tc)에 대하여 변동량(Dn)과 같이 된다. 참고로서, 제5b도의 그래프를 참조한다.
이러한 동작으로 인하여, 측정된 전압데이타 및/또는 온도데이타의 명백한 정확성은 L로 곱해진다.
제3메모리수단(17)은, 상기 제2메모리 수단에 저장된 데이타(Dn)로부터, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 이전 양에서 측정된 데이타(Dt(n-1))와 변화 판독 샘플링시간(ts+1)의 현재 양에서 측정된 데이타(Dtn)간의 차이를 저장하고 이러한 차이값은 ΔD(여기서, ΔD=Dtn-Dt(n-1))이다.
다음, 본 발명에 있어서, 데이타 변화 판독 샘플링시간(ts)(여기서, ts=L×tc)의 상기 양에서의 변화량(Dn)과 데이타 변화 판독 샘플링시간(ts)의 상기 이전 양에서의 변화값(D(n-1))간의 차이는 ΔD(여기서, ΔD=Dtn-Dt(n-1))로 결정되며, 그 결과는 제3메모리수단(17)에 계속해서 저장된다.
계속해서, 이러한 동작은 예정된 회수(M) 반복되고, 제5b도에 도시한 바와 같이, 변화 판독 샘플링시간(t)(여기서, t=ts×M)의 상기 양 전체 동안의 전압데이타 및/또는 온도데이타 변화량(ΔTD)이다.
그 후, 제5b도에 도시한 바와 같이, 변화 판독 샘플링시간(t)의 상기 양 전체와 변화 판독 샘플링시간(ts)의 상기 데이타양은 한번에 한번 시프트되고, 변화 판독 샘플링시간(t1 내지 tm)의 개별적인 전체 양을 위한 온도데이타 및/또는 전압데이타 변화량(ΔTD1 내지 ΔTDm)가 결정되기 때문이다.
따라서, 결국 본 발명에 있어서, 전압데이타 및/또는 온도데이타의 변화량(ΔTD)을 측정하는 때는 t=M×L×tb×A/C로 나타난다.
따라서, 본 발명에 있어서, 위에 상술한 상수(M, L)의 값을 적절하게 선택함으로써, 저단가 판독장치를 가지고, 높은 정확성을 가진 측정데이타를 판독할 뿐만 아니라, 한번에 하나씩 시프트되는 변화 판독 샘플링시간(ts)의 상기 전체 양을 시프트함으로써 구해지는 범위가 세트되기 때문에, 상기 전압데이타 및/또는 온도데이타의 변화량(ΔTD)은 변화 판독 샘플링시간(ts)의 상기 양인 간격에서 구해진다. 데이타 변화 샘플링시간(ts)의 양인 비교적 짧은 시간 안에, 비교적 긴 간격에서 샘플되는 많은 데이타 변화량(ΔTD)을 구하는 것이 가능하다. 충전을 중단하는지 아닌지의 여부를 짧은 샘플링 간격에서 결정하는 것이 가능하여, 더욱 상세하고 정확한 충전동작을 할 수 있다.
그 밖에, 본 발명에 있어서, 고속의 충전을 수행하기 위하여, 서로 다른 형태의 상기 2차 배터리를 사용하는 점을 고려하여, 측정상태가 변화되고, 구성은 충전속도에 따라 또는 보통 충전율이라 불리는 것에 따라서, 빠르거나 느린 충전속도를 사용함으로써 최적의 충전동작을 구할 수 있도록 제조된다.
본 발명의 2차 배터리를 고속 충전하는 장치는 충전되는 2차 배터리인 단자(4)와 충전을 필요로 하는 2차 배터리(2)에 대한 충전전류를 공급하는 전류공급수단(3) 사이에서 연결된 스위치수단이 제공된다. 상기 스위치수단(5)은 상기 충전제어수단(9)으로 제어되어 상기 전류공급수단(3)에서 나온 전류가 온,오프되는 것을 제어한다.
상기 2차 배터리(2)의 충전을 수행함에 있어서, 상기 스위치수단(5)이 온됨으로써, 전류는 상기 전류공급수단(3)에서 상기 2차 배터리의 상기 2차 전지(2)까지 흐르고, 상기 2차 배터리의 충전레벨이 100%에 도달하거나, 또는 이하 공지한 바와 같이, 상기 2차 배터리가 100% 충전레벨에 접근하는 것으로 배터리상태가 검사되면, 상기 스위치수단(5)은 오프되고, 상기 전류공급수단(3)에서 상기 2차 배터리(2)까지의 전류는 오프된다.
이하 공지되는 바와 같이, 본 발명에 있어서, 전압 및/또는 온도를 샘플링시간 각각에서 측정하면, 측정을 하는데 상기 충전전류가 오프되는 것이 바람직하고, 이 경우, 앞서 상술한 데이타를 측정하면, 간헐적인 구동이 사용되어, 상기 스위치수단(5)이 상기 샘플링시간의 샘플링신호와 동시에 오프된다.
그 밖에, 상기 데이타 각각의 측정결과로부터, 측정된 데이타가 정상적으로 허용된 값의 범위밖에 있는 것으로 검사되면, 상기 스위치수단(5)을 오프하는 것이 또한 가능함으로써, 충전동작을 중단하게 된다.
위와 같은 것을 위한 이유는 본 발명에 있어서, 위에 설명한 전압 및/또는 온도를 측정할 때, 상기 전류공급수단(3)에서 상기 2차 배터리(2)까지 흐르는 충전전류로 측정이 이루어진다면, 배터리 안에서 발생하는 균일한 반응이 없을 것이므로, 전압값은 오류를 포함할 것이며, 따라서, 정확한 측정데이타를 얻는 것이 불가능하다.
앞서 공지한 바와 같이, 충전전류가 흐르는 동안 측정이 이루어지면, 상기 2차 배터리와 충전장치 사이에 접촉저항을 피할 수 없으며, 따라서 예를 들어, 전압강하가 충전전류로 인한 접촉저항을 통해 나타날 것이며, 이것은 정확한 측정데이타를 얻는 것을 어렵게 한다.
다음, 본 발명에 있어서, 큰 양의 단자전압과 2차 배터리의 배터리 표면온도전압을 매우 짧은 시간주기 안에 측정하고, 이러한 측정결과를 분석하는데 마이크로컴퓨터가 사용되어, 2차 배터리의 특성값의 미세한 변동량을 추적하는 것을 2차 배터리가 100%의 충전레벨 또는 거의 100%의 영역에 도달하는지의 여부를 판단한다.
그 밖에, 본 발명에 있어서, 충전조건인 충전율(C)이 변동된다 하더라도 짧은 시간주기내에 정확한 충전을 완료하는 것이 가능하도록 구성된다.
이러한 이유로 인해, 본 발명에 따른 2차 배터리를 고속으로 충전하는 장치(1)에 있어서, 충전율(C)인 충전속도를 충전되어질 2차 배터리의 특징적인 충전율로 조정하기 위하여, 충전율 세팅수단(10)이 제공된다.
이에 따라, 충전이 이루어지는 동안, 상기 2차 배터리를 위한 충전율(C)에 대하여 최적화되는 값으로 측정의 샘플링주기를 세트하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 2차 배터리를 고속으로 충전하는 장치(1)에 있어서, 구성회로의 한 부분에 기본적인 데이타 판독시간(tb)을 세트하는 기본 데이타 판독 타이밍 발생기수단(11)이 제공된다. 상기 기본 데이타 판독 타이밍 발생기수단(11)에 의해 발생된 기본 데이타 판독시간(tb)은 상기 충전율 세팅수단(10)에 의해 세트된 충전율(C)을 근거로, 교정된 데이타 판독시간 세팅수단(12)에 의해 조정됨으로써, 교정된 데이타 판독시간(tc)은 상기 2차 배터리의 충전율(C)로 특징지워진다.
이 경우, 상기 충전율(C)과 상기 기본 데이타 판독시간(tb)에 따라서 세트된, 교정된 데이타 판독시간(tc)은 tc=tb×A/c(여기서, A는 상수)로 나타낼 수 있다.
위의 상수(A)는 적절하게 예컨대, 16과 같이 양의 정수로 세트될 수 있다.
본 발명에 있어서, 배터리를 충전하는 동안, 배터리 단자전압 또는 배터리온도는 상기 교정된 판독시간(tc) 동안 적어도 한번 상기 샘플링수단(8)에 의해 측정된다. 이 때에 전압 데이타 또는 온도 데이타(d)는 적절한 제1메모리수단(15)에 따로 따로 저장된다. 상기 측정동작은 예정된 회수(L)로 계속해서 반복되며, 교정된 판독시간(tc) 각각에서 구해지는 다수의 데이타는 합산되며, 변화 샘플링시간(ts)(여기서, ts=L×tc)의 양에서의 결과적인 전압 데이타 또는 온도 데이타에서의 변화량(Dn)은 예를 들어, Dvn과 Dtn은 적절한 제2메모리수단(16)에 저장된다.
다음, 본 발명에 있어서, 제2메모리수단(16)에 저장된, 제1샘플링시간(ts1)에서의 변화량(D1)과 상기 제2메모리수단(16)에 저장된, 다음의 제2샘플링시간(ts2)에서의 변화량(D2) 사이의 차이는 계산에 의해 결정되고, 그 결과는 제3메모리수단(17)에 저장된 변화량(ΔD)에서의 차이다.
본 발명에 있어서, 데이타 변화 판독 샘플링시간(t)의 전체 양인 예정된 주기동안, 이러한 동작은 예정된 회수(M)로 계속해서 반복되고, 데이타 변화 판독 샘플링시간(t)의 전체 양은 t=tx×M로 나타난다.
본 발명에 있어서, 데이타 변화 판독 샘플링시간의 상기 양 동안 계속해서 반복 측정함으로써 구해진 데이타(ΔD1 내지 ΔDM)의 측정된 값은 합산되고, 변화 판독 샘플링시간(t)(여기서, t=tx×M)의 상기 전체적인 양에서의 전압 데이타 변화량(ΔTD)이 결정되고, 전압 데이타 및 온도 데이타의 결과는 따로 따로 제4메모리수단(18)에 저장된다.
계속적인 동작이 전압 데이타와 온도 데이타간에 다소 다르기 때문에, 전압 데이타를 위한 동작을 먼저 설명하기로 한다.
먼저, 상기 제4메모리수단(18)에 저장된 전압 데이타 변화량(ΔTDv)을 사용하여, M번째 샘플링을 위하여 상기 제1샘플링시간(ts1)에서 샘플링시간(tsM)까지 수행함에 따라 설정된 변화 판독 샘플링시간의 상기 전체 양으로부터 측정된 전압 변화량(ΔTDv1)과, M-1번째 샘플링을 위하여 상기 제2샘플링시간(ts2)에서 샘플링시간(tsM+1)까지 수행함에 따라 설정된 변화 판독 샘플링시간의 상기 전체 양으로부터 측정된 전압 변화량(ΔTDv2) 사이에 차이를 계산에 의해 결정하고, 상기 계산된 차이(ΔHv)는 제5메모리수단에 저장된다.
이러한 동작은 계속해서 수행되고, 위의 동작의 일반적인 설명은 전압 데이타 변화 판독 샘플링시간(tn)에서의 측정된 전압변화량(ΔTDvn)에 대하여, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 상기 양이 각각 하나씩 시프트되는 것이고, 계속해서 반복되는 계산은 변화 샘플링 판독시간(t(n+1) 내지 t(n+x))에서의 전압 변화량(ΔTDvn 내지 ΔTDv(n+1))으로 수행되는 바, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 상기 양의 합산(M)에 의해 일정하게 유도되며, 앞서 공지한 바와 유사하게, 이는 상기 제4메모리수단(18)에 저장되며, 변화 판독 샘플링시간(tn, t(n+1))의 인접한 전체 양에서 일어나는 전압 변화량(ΔTDvn, ΔTDv(n+1))이 차이값(ΔHvn)(여기서, ΔHtn=ΔTDv(n+1)-ΔTDvn)을 계산하는데 사용되며, 이것은 제6메모리수단(19(B))에 저장된다.
전압 변화차(ΔHv1 내지 ΔHvm) 양의 계속적으로 구해진 값(m)에 대하여, 값이 포지티브(0 또는 0 이상)인지 네거티브(0 미만)인지의 여부를 제2판단수단(23)으로 판단하며, 상기 제2판단수단(23)은 상기 전압 변화차의 양(ΔHv1 내지 ΔHvm)의 출현순서로 판단공정을 또한 수행하여, 상기 전압 변화차의 양(ΔHv)의 적어도 예정된 수의 계속적인 값인지 아닌지를 판단하고, 상기 전압 변화차의 양(ΔHv)의 계속적인 값(S)가 네거티브라면, 상기 2차 배터리가 100% 충전레벨에 도달하거나 또는 100% 충전레벨 영역에 있다고 판단하고, 상기 충전제어수단(9)으로 하여금 스위치수단(5)을 오프하여, 상기 충전동작을 중단하기 위한 신호를 출력하여, 상기 2차 배터리에 대하여 충전동작을 중단한다.
본질적으로, 제6a도에 도시한 바와 같이, 완전한 충전상태에 접근하면, 상기 전압데이타의 상승곡선은 점진적으로 되고, 위에 언급한 차이는 0이거나 네거티브가 된다.
그런 다음, 상기 차이값이 0이거나 네거티브가 되는 경우, 적절한 카운터값은 1씩 올라가고, 상기 카운터값이 주어진 값, 예컨대 3에 도달하면, 상기 충전동작을 중단한다.
본 발명에서 위에 공지한 바와 같이 충전을 중단하는 방법으로서, 2차 배터리의 이전 전압값과 2차 배터리의 현행 전압값 사이에 차는 연속적으로 3회의 경우 0이거나 또는 네거티브라면, 2차 배터리가 100% 충전레벨에 도달하였다고 가정하여, 충전동작을 중단할 것이다.
상기 제4메모리수단(18)에 저장된 변화값의 온도 데이타양(ΔTDt)에 대한, 2차 배터리의 표면온도를 측정하는 경우, 변화 판독 샘플링시간(tn)의 제1전체 양과 변화 판독 샘플링시간(t(n+1))에서의 온도 데이타 변화량(ΔTDtn) 사이에 변화율을 결정하기 위해 계산이 수행되는 바, 이는 한번에 변화 판독 샘플링시간(ts)의 상기 양에 의해 시프트되어 형성된다. 이러한 충전율(ΔHt)(여기서, ΔHt=ΔTDt(n+1)/ΔTDtn)은 제5메모리수단(19(A))에 저장된다.
계속해서, 온도 변화량 사이에 상기 변화율(ΔHt)은 제1판단수단(22)에 의해 예정된 기준값(K)과 비교되고, 온도변화량 사이의 상기 변화율(ΔHt)이 상기 기준값(K)을 초과한다면, 제1판단수단(22)에서 상기 충전동작을 중단하기 위한 신호를 출력한다.
따라서, 제6b도에 도시한 바와 같이, 완전한 충전영역에 있어서, 2차 배터리의 측정온도의 상승곡선이 갑자기 증가하기 때문에, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 양 각각 의 경우의 ΔTDt(n+1)과 ΔTDtn의 비율이 취해지고, 상기 비율이 예정된 기준값(K) 보다 크다면, 상기 2차 배터리가 100% 충전레벨에 도달했다고 가정하여 충전동작을 중단한다.
상기 제1판단수단(22)에 있어서, 온도 변화량의 차이에 있는 상기 변화율이 예정된 값(K)을 초과한다면, 상기 2차 배터리가 100% 충전레벨 또는 100% 충전레벨 영역에 도달했다는 판단을 할 것이며, 상기 충전동작을 중단하기 위하여 신호를 출력할 것이다. 그 결과, 상기 충전제어수단(9)은 상기 스위치수단(5)을 오프하고, 따라서, 상기 2차 배터리의 충전동작을 중단한다.
본 발명에 대하여, 충전이 이루어지는 동안 상기 2차 배터리의 단자전압을 측정하고 충전레벨이 100% 충전레벨 또는 100% 충전레벨 영역에 도달했는지의 판단에 따라 충전동작을 중단하는 방법임에도 불구하고, 충전이 이루어지는 동안 상기 2차 배터리의 온도를 측정하고 충전레벨이 100% 또는 100% 영역에 도달했는지의 판단에 따라 충전동작을 중단하는 방법을 따로 따로 공지하였다. 본 발명에 있어서, 이러한 2가지 방법을 조합하는 것이 가능하고, 따라서, 충전레벨에 대한 더욱 정확한 결정을 하는 것이 가능하다.
부가적으로, 본 발명에 있어서, 기본적인 방법이 전압 데이타를 측정하여, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 양 각각에서 M번 반복하여, 측정된 전압 데이타를 측정하여, 전체적인 샘플링주기(t(ts×M)) 동안 전체적인 데이타값을 누적하고, 그 결과를 사용하여, 상기 전압 데이타의 변화를 관찰한다. 2차 배터리의 충전에 있어서, 상기 2차 배터리의 충전레벨이 100% 또는 100% 영역에 도달할 때, 샘플링주기를 더욱 길게 하면, 예컨대, 온도 변동량 그래프상에서 피크치를 검사하는 것이 가능하고, 또는 피크치로부터의 급강하로 위와 같은 상태를 정확하고 신속하게 검사할 수 있다. 또는 부가적으로, 주어진 주기에 걸쳐 피크값에서의 어떠한 변화도 없을 수 있다.
이러한 이유 때문에, 본 발명의 2차 배터리를 고속 충전하는 방법에 있어서, 다른 가능한 형태는 변화 판독 샘플링시간(ts)의 상기 양 각각에서 매번 전압데이타 변화량(ΔTDvn)을 측정하고, 이 값과 앞서 결정된 전압데이타 변화량(ΔTDv(n-1)) 사이의 차이를 결정하며, 이것이 0인지 포지티브인지 또는 네거티브인지를 결정하고, 그 값이 포지티브라면, 예정된 최대 한도값(W)를 가지는 카운터(ΔS)는 0으로 리셋되지만, 이 값이 네거티브라면, 상기 현행 카운터값(ΔS)은 1씩 증가하고 또는 상기 네거티브값에 대응하는 값이 ΔS로 더해진다. 그 합산결과가 예정된 최대 한도값(W)을 초과한다면, 상기 2차 배터리에 대한 충전동작을 중단한다.
상기 차이양이 0인 경우에 있어서, 예를 들어, 상기 카운터값(ΔS)에 예정된 네거티브상수(Z)(예를 들면, -2)를 강제적으로 더하는 것이 가능함으로써, 차이값이 0이 된다면, 전압 데이타곡선이 변화하지 않는 것이 나타난다. 이것은 프로세싱을 하기 위하여 마치 네거티브 값인 것처럼 취급한다.
다음, 본 발명에 따른 2차 배터리를 고속 충전하는 방법에서의 동작순서의 일 구성실시예는 제7도 내지 제9도의 순서도를 참고로 하여 공지되어 있다.
제7도 내지 제9도는 본 발명에 따른 2차 배터리를 고속 충전하는 방법의 특정실시예의 동작을 설명한 순서도이다. 먼저 제1단계에서, 데이타를 판독하는데 필요한 기본 데이타 판독시간(tb)을 세트하고, 제2단계를 처리하는 동작에서, 상기 2차 배터리에 대하여 충전을 실행하기에 적당한 값으로 충전율(C)을 세트한다.
본 발명에 있어서, 개별적으로 서로 다른 구성을 가지는 2차 배터리를 충전할 수 있음은 물론, 그 밖에, 동일한 형태의 2차 배터리이나, 서로 다른 충전율을 가지는 것이 가능하다. 이상적인 측정치의 샘플링을 실행함으로써, 특정한 것으로 표시되는 충전율에 따라서, 정확한 데이타를 모으는 것이 또한 가능하기 때문에, 정확하고 더욱 빠른 충전을 실행할 수 있다.
다음, 제3단계에서, 상기 기본 데이타 판독시간(tb)에 따라서 세트된 충전율(C)로 특징지워지는 교정된 데이타 판독시간(tc)를 세트한다.
그런 다음, 제4단계에서, 연속적으로 예정된 회수, 예를 들면 P로 측정된 전압 변화량값이 0이거나 네거티브일 경우, 충전된 상기 2차 배터리가 100% 충전레벨 또는 100% 충전레벨 영역에 도달하는 것을 판단하기 때문에, 상기 충전동작이 중단되며, 이러한 동작이 일어나면, 이 단계에서, P의 예정된 값은 카운트를 시작하는 카운트(I)로 세트된다.
제5단계에 있어서, 충전율(C)로 특징지워지는 교정된 데이타 판독시간(tc)마다 샘플링동작을 반복하기 위하여, 예컨대, L번, 상기 L번의 예정된 회수는 상기 반복회수를 제어하는 카운터(II)로 세트된다.
다음, 제6단계에서, 충전율로 특징지워지고 제3단계에서 세트된, 교정된 데이타 판독회수에 대응하는 회수데이타를 카운터(II)로 세트한다.
그 다음, 제7단계에서, 2차 배터리의 온도 및 전압데이타를 측정하며, 이미 공지한 이유 때문에, 상기 2차 배터리에 대한 전류공급은 데이타를 측정하는 순간 중단된다.
앞서 공지한 바와 같이, 이러한 데이타 측정시 충전전류는 제1도에서의 트랜지스터로 이루어진 스위치수단(5)를 오프함으로써 중단된다.
그 다음, 제8단계에 있어서, 충전되는 상기 2차 배터리의 단자전압(dv)이 측정되고, 제9단계에서, 그 결과를 제1메모리수단(15) 즉, 메모리(I)에 저장한다.
동일한 방식으로 제10단계에서, 충전되는 상기 2차 배터리의 포면온도(dt)가 측정되고, 제13단계에서, 그 결과를 제1메모리수단(15) 즉, 메모리(I)에 저장한다.
다음, 제12단계에서, 충전동작을 개시하기 위해 충전전류를 다시 공급하기 시작하고, 그 다음, 제13단계에서, 바로 측정된 전압값 또는 온도값이 예정된 데이타 한계값을 초과하는지 아닌지의 여부를 판단하고, 상기 측정된 데이타가 상기 한계값을 초과한다면, 2차 배터리에서 비정상적인 상태가 일어나는 것으로 판단되어, 상기 충전동작을 중단한다.
그러나, 바로 측정된 전압값과 온도값이 모두 제1단계에서 정상적인 것으로 판단된다면, 제14단계에서, 카운터(III)의 세트된 값은 1씩 감소하고, 제15단계에서, 상기 카운터(III)의 값이 0인지 아닌지를 판단하고, 만일 이 값이 0이 아니라면, 카운터(III)의 값이 0이 될 때까지 즉, 교정된 데이타 판독시간(tc)이 경과할 때까지 기다리고, 상기 카운터(III)의 값이 0으로 검증된 다음, 제16단계에서, 측정값으로부터 구해진 전압 데이타(dv)와 온도 데이타(dt)의 값을 바로 이전의 측정값에서 구해진 전압 데이타(dv)와 온도 데이타(dt)의 값에 각각 더하고, 그 결과를 상기 제1메모리수단(15)에 따로 따로 누적하여 저장한다.
다음, 제17단계에서, 1을 카운터(II)의 세팅값(L)에서 빼고, 제18단계에서, 상기 카운터(II)의 세팅값(L)이 0인지 아닌지를 판단한다.
따라서, 본 발명에 있어서, 전압 데이타와 온도 데이타가 상기 교정된 데이타 판독시간(tc) 동안 적어도 한번 측정되고, 그 관련된 동작은 예정된 시간동안 즉, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 측정데이타양 동안 반복되며, 예정된 회수, 즉 L은 상기 측정의 반복을 일으키고, 상기 값(L)은 임으로 세트가능하다.
따라서, 제18단계에서, 상기 카운터(II)의 세팅값(L)이 0이 아니라면, 측정의 필요한 회수에는 여전히 도달하지 못하여 제6단계로 복귀되는 것을 의미하며, 위에 언급된 단계를 반복한다.
그러나, 제18단계에서, 상기 카운터(II)의 값이 0이라면, 이는 필요한 회수의 측정에 도달하여, 제19단계를 동작하며, 교정된 데이타시간(tc)를 제1메모리수단(15)에 L번 저장했던 전압 데이타와 온도 데이타값의 합(Dvn, Dtn)을 결정하는 계산을 수행하고, 이 결과를 제2메모리수단(16)(메모리(II))에 따로 따로 저장한다.
다음, 제20단계에서, 상기 제2메모리수단(16)에 저장된 데이타를 사용하여, 메모리(II)에 저장된 바로 이전의 측정에서의 값(Dv(n-1), Dt(n-1))과 현재의 측정에서의 값(Dvn, Dtn) 사이에 차 즉, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 현재 측정 데이타양에서 측정된 데이타와 변화 판독 샘플링시간(ts-1)의 바로 이전 측정 데이타양에서 측정된 데이타 사이에 변화량이 계산되고, 제21단계에서, 그 결과(ΔDv와 ΔTt)를 상기 제3메모리수단(17)(메모리(III))에 따로 따로 저장한다.
이 다음에, 제22단계에서, 제3메모리수단(17)에 개별적으로 누적해서 저장했던 데이타(ΔDv, ΔTt)를 사용하여, 변화 판독시간(ts1)의 현재 측정 데이타양에서 구해진 상기 데이타 변화량(ΔDv, ΔTt)은 변화 판독시간(ts0)의 바로 이전의 측정 데이타양에서 구해진 데이타 변화량에 각각 더해지고, 그 결과(ΔTDv, ΔTDt)를 제4메모리수단(18)(메모리(IV))에 따로 따로 저장한다.
이 제22단계에서, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 상기 측정 데이타양은 다수의 예컨대 M번 세트되고, 샘플링시간(tsn) 각각에서 구해진 변화 데이타값의 양은 계산된다.
이러한 이유로 인해, 제23단계에서, 상기 제4메모리수단(18)(메모리(IV))에 저장된 총 데이타의 수가 예정된 수, 예컨대, M인지의 여부를 판단하여, 그 판단결과가 아니오이면, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 측정데이타양이 예정된 회수(M)를 반복하지 않는 것을 판단하여 제5단계로 복귀되고, 그 다음 위에 공지된 단계를 반복한다.
그러나, 제23단계의 결과가 예라면, 제24단계에서, 상기 제4메모리수단(18)에 저장된 전체적인 데이타 변화량으로부터 측정된 전압 데이타에 대하여, 계산이 행해져, 바로 이전에 측정데이타로부터 변화량 즉, 변화 판독 샘플링시간(ts1 내지 tsm)의 상기 측정데이타의 양에서의 M 데이타 측정을 근거로 하는 전체적인 데이타 변화량(ΔTDvn)과, 현재 측정데이타로부터의 변화량, 즉, 변화 판독 샘플링시간(ts0 내지 tsM-1)의 상기 측정 데이타의 M 데이타 측정을 근거로 하는 전체적인 데이타 변화량(ΔDTv(n-1)) 사이에서의 차이값(ΔHv)(여기서, ΔHv=ΔTDv(n-1)-ΔTDvn)을 결정하고, 또한, 상기 제4메모리수단(18)에 저장되어 있는 데이타의 전체적인 변화량으로부터 측정된 온도 데이타에 대하여, 계산이 행해져, 바로 이전에 측정데이타로부터 변화량 즉, 변화 판독 샘플링시간(ts1 내지 tsm)의 상기 측정데이타의 양에서의 M 데이타 측정을 근거로 하는 전체적인 데이타 변화량(ΔTDtn)과, 현재 측정데이타로부터의 변화량, 즉, 변화 판독 샘플링시간(ts0 내지 tsM-1)의 상기 측정 데이타의 M 데이타 측정을 근거로 하는 전체적인 데이타 변화량(ΔDTt(n-1)) 사이에서의 차이값(ΔHt)(여기서, ΔHt=ΔTDt(n-1)-ΔTDtn)을 결정하고, 상기 계산된 결과(ΔHv, ΔHt)를 제6메모리수단(19(B))(메모리 IV)와 제5메모리수단(19(A))(메모리(V))에 개별적으로 저장한다.
그 다음, 제26단계에서, 측정데이타가 전압데이타인지 아닌지의 여부를 판단하고, 그 결과가 아니오라면, 제27단계에서, 제6b도에 도시한 바와 같이, 상기 측정데이타의 상기 전체적인 변화량(ΔHt)이 예정된 값, 예를 들면, 값(K) 보다 크고, 그 결과가 예라면 제28단계를 처리한다.
따라서, 변화 판독 샘플링시간(ts1)의 측정데이타양의 M 번에 걸쳐 상기 온도데이터 변화량(ΔTDtn)의 전체적인 합은 변화 판독 샘플링시간(ts)의 상기 측정데이타양에 한번에 하나 시프트되고, 변화 판독 샘플링시간(ts2 내지 tsM+1)의 측정데이타양의 M번에 걸쳐 상기 온도 데이타 변화량(ΔTDt(n+1))의 전체적인 합에 대한 변화율이 크다면, 상기 온도 측정데이타의 상승비율이 짧은 시간주기에 걸쳐 증가한다는 것을 나타내고, 충전되는 상기 2차 배터리가 100% 충전레벨 또는 100% 충전레벨의 영역에 도달하는지를 판단하여 이 지점에서 충전동작을 중단한다.
예정된 값(K)은 바람직한 값으로 세트될 수 있으며, 본 발명에서는 예를 들어, 2 또는 그 이상의 값으로 세트될 수 있다.
즉, 본 발명에 있어서, 제2도 내지 제4도에 도시한 바와 같이, 어떠한 구성으로 이루어진 2차 배터리에서도, 충전레벨이 100% 또는 100%의 영역에 도달하는 경우, 또는 100%를 초과하는 경우에 있어서, 측정된 온도 데이타의 상승률이 이전의 점진적인 증가에서 갑작스런 상승으로 갑자기 변화하기 때문에, 이 상태를 검사할 수 있고, 100% 레벨 또는 100% 충전레벨의 영역에 도달하거나, 100% 충전레벨을 초과하는지를 검사할 수 있다.
제27단계에서, 판단결과가 아니오라면, 제29단계에서, 변화 판독 샘플링시간(ts3)의 측정된 데이타양에 걸쳐 M 온도 데이타동안 전체적인 온도 측정데이타 변화량(ΔTDt(n+2))은 변화 판독 샘플링시간(ts)의 상기 측정된 데이타양을 한번씩 시프트함으로써, 메모리(V)에 현재 저장된 제1의 M 온도 측정데이타를 우선 소거한 다음, 제23단계로 복귀하고, 위의 동작을 반복한다.
제28단계에 있어서, 그 결과가 예라면, 제30단계에서, 상기 전체적인 전압 데이타 변화량 즉, ΔHv에서의 변화량이 0인지 또는 0미만의 네거티브인지를 판단하고, 그 결과가 예라면, 제31단계에서, 카운터(I)의 세팅값(P)은 1씩 감소되고, 그 다음, 제32단계에서, 상기 카운터의 세팅값이 P인지를 판단하여 그 결과가 예라면, 제28단계를 수행하여 충전동작을 중단한다. 그 결과가 제32단계에서 아니오라면, 제7단계로 복귀되고, 그 다음에 위의 동작을 반복한다.
따라서, 본 발명에 있어서, 제2도 내지 제4도에 도시한 바와 같이, 어떠한 구성으로 이루어진 2차 베터리의 경우도, 충전레벨이 100% 또는 100%의 영역에 도달하거나 또는 100%를 초과한다면, 앞서 상승했던 측정된 전압 데이타는 하강하기 시작하거나 변화하지 않은채로 유지된다.
따라서, 본 발명에 있어서, 어떠한 구성으로 이루어진 2차 배터리의 경우도, 충전레벨이 100% 또는 100% 영역에 도달하는지의 상태를 검사하고, 전체적인 변화량 즉, 차이량(ΔHv)이 0인지 네거티브인지를 판단하고, 또한 차이값(ΔHv)이 연속적으로 P번 동안, 0인지 네거티브인지를 결정하고, 상기 2차 배터리가 100%의 충전레벨 또는 100% 충전레벨 영역에 도달하는 것으로 판단되면, 충전동작을 중단한다.
본 발명에 있어서, 상기 카운터(I)의 세팅값(P)은 소정의 값으로 임의로 설정될 수 있다. 예를 들어, P가 3의 값으로 설정될 수 있다.
따라서, 이 경우, 상기 차이량(ΔHv)이 연속적으로 3번 동안, 0이거나 네거티브라면, 상기 2차 배터리의 충전레벨이 100% 또는 100% 영역에 도달하는 것으로 판단됨에도 불구하고, 충전동작은 중단될 것이며, 어떠한 연속적인 측정에 있어서, 차이값(ΔHv)이 한 번만이라도 포지티브라면, 상기 카운터(I)의 세팅값은 원래의 세팅값(P)으로 리셋되고 위의 상술한 판단이 반복된다.
그 반대로, 제30단계에서, 그 결과가 아니오라면, 제33단계에 있어서, 카운터(I)의 세팅값은 P로 세팅되고, 동작은 제4단계로 복귀하고, 그 다음, 위에 상술한 단계 각각이 반복된다.
본 발명에 따른 위에 공지한 특정실시예에 있어서, 상기 카운터(I)가 초기값(P)로 세트되어 측정결과에 따라 계속해서 카운트됨으로써, 세팅값(P)이 0이면 2차 배터리의 충전레벨이 100%인 것으로 판단되고, 따라서, 상기 카운터(I)를 초기값(0)으로 세팅함으로써 그리고 측정결과에 따라 계속해서 카운트하는 상기 카운터를 가짐으로써, 이를 역전할 수 있다. 상기 카운터(I)의 세팅값이 예정된 값(P)에 도달되면, 2차 배터리의 충전레벨이 100%에 도달하는 것으로 판단된다.
그러나, 위에 언급한 방법 모두에 있어서, 충전이 이루어지는 동안, 몇몇의 경우, 사이 데이타의 차이값에서의 변동량이 3회 연속적으로 0이거나 네거티브라면 충전레벨이 높지 않은 지점에서 조차도, 충전동작이 중단되는 위험이 있다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 100%의 영역에서 다양한 2차 배터리의 출력전압이 사전에 알려져 있기 때문에, 상기 2차 배터리의 출력전압이 일정하게 측정되고 그 결과를 모니터할 수 있는 구성으로 제조되는 것이 바람직하다. 이로써, 위에 공지한 계산방법은 상기 출력전압이 2차 배터리의 공칭출력의 70% 내지 80%인 경우에만 유효하다.
본 발명에 따른 2차 배터리를 고속 충전하는 방법에 있어서, 위에 공지한 바와 같이, 상기 2차 배터리에 단자전압 데이타를 적어도 측정하기에 충분함으로써 단자전압 데이타에서 변화량을 검사할 수 있고, 상기 2차 베터리의 표면온도를 측정하는 것이 가능하여, 표면온도에서의 변화율을 검사할 수 있다.
그 밖에, 본 발명에 있어서, 온도 데이타와 전압 데이타를 모두 사용하여 충전레벨을 설정하는 것이 또한 가능하다.
본 발명에 있어서, 예컨대 데이타를 판독하는데 필요한 기본적인 데이타 판독시간(tb)은 0.75초이며, 카운터(II)의 값(L)은 4로 세트되고, 상기 2차 배터리가 충전되어지는 충전율(C)은 4로 세트되고, 상수(A)는 16으로 세트된다.
그 밖에, 제23단계에 있어서, 반복의 수(M)가 8로 세트되면, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 상기 측정 데이타양은 12초일 것이며, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 8번 반복에 필요한 시간은 96초일 것이다.
따라서, 본 발명에 있어서, 위에 주어진 실제 실시예에 있어서, 전압 또는 온도측정은 고려할 만한 양의 시간을 필요로 할 것이며, 위와 같은 경우에는 변화 판독 샘플링시간(ts)의 위에 공지한 측정데이타양을 M번 반복하더라도, 충전레벨을 판단하기 위해 변화량(ΔDv, ΔDt)의 개별적인 값을 사용한다.
즉, 본 발명에 따른 충전방법에 있어서, 상기 2차 배터리가 고려할 만한 잔류용량을 가지는 경우에는, 100% 충전레벨이 짧은 시간 주기내에 도달될 가능성이 있다. 충전이 이러한 것을 주의하지 않으면서 계속된다면, 온도가 상승할 것이므로, 2차 배터리가 열화되는 위험의 원인이며, 이러한 위험을 막기 위하여, 본 발명의 기본적인 충전방법에 더하여 안전한 측정을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 특정실시예를 제10도와 제11도의 순서도를 참고로 하여 공지하기로 한다.
제10도와 제11도는 본 발명에 따른 2차 배터리를 고속 충전하는 방법을 도시한 제7도 내지 제9도의 순서도와 기본적으로 동일하지만, 계산 및 각 단계에서 수행되는 판단방법에서의 약간의 차이가 있다.
즉, 제7도 내지 제9도에 도시한 특정실시예에 있어서, 전압측정 수행시, 예컨대, 상기 전압 데이타는 변화 판독 샘플링시간(ts)의 측정데이타양에 합쳐지고, 이로써, 상기 2차 배터리의 충전레벨이 100%에 달하는 경우에, 짧은 시간주기내에 특히 적은 변화를 나타내기 때문에, 위와 같은 상태를 검사하기 위하여 변화를 일정하게 추적하는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 측정데이타양 각각의 경우, 상기 전압 데이타가 어떻게 변화하는지를 검사하도록 구성되어, 상기 전압 데이타 변동량이 특정상태를 나타낸다면, 제8도와 제9도내의 제24단계 내지 제32단계에 도시한 바와 같이, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 측정데이타양에서 적어도 8번 전압 측정데이타를 반복한 다음, 충전동작은, 충전상태를 판단하기 전에 중단한다.
제10도와 제11도는 본 발명에 따른 다른 특정실시예를 실행하는 동작의 순서도를 도시한 도면이다. 여기서, 제7단계 내지 제20단계가 제7도와 제8도에 도시된 순서도와 동일하기 때문에 이 단계들은 제10도에서는 생략하였다. 순서도는 제8도의 제20단계에 대응하는 단계에서 시작한다.
본질적으로 제10도와 제11도에 있어서, 제120단계 이전에, 제2저장수단에 계산되고 저장된 데이타(Dn)를 근거로 하여, 변화 판독 샘플링시간(ts-1)의 바로 직전양에서의 전압 데이타(Dvn-1)와 변화 판독 샘플링시간(ts)의 현재양에서의 전압 데이타(ΔDvn)에서의 차이(ΔDv)(여기서, ΔDv=ΔDvn-ΔDvn-1)를 결정하기 위한 계산이 수행되고, 또한, 제121단계에 있어서, 변화 판독 샘플링시간(ts-1)의 이전 양에서의 온도 데이타(Dtn-1)와 변화 판독 샘플링시간(ts)의 현재 양에서의 온도데이타(Dtn)에서의 차이(ΔDt)(여기서, ΔDt=ΔDtn-ΔDtn-1)를 결정하기 위하여 동일한 방식으로 계산이 수행된다.
이것이 완료된 다음, 제122단계에서, 상기 전압 데이타에서의 변화량인 상기 차이(ΔDv)(여기서, ΔDv=ΔDvn-ΔDvn-1)가 메모리(IV)(VBUFF)에 저장된다. 제123단계에 있어서, 상기 온도 데이타에서의 변화량인 상기 차이(ΔDt)(여기서, ΔDt=ΔDtn-ΔDtn-1)가 메모리(IV)(TBUFF)에 저장된다.
다음, 본 발명의 상기 특정실시예에 있어서, 특히, 전압 데이타에 대하여, 짧은 시간주기에 걸쳐 일어나는 변동량의 폭을 검사하는 것이 바람직하며, 이러한 이유로 인해, 제124단계에서, 상기 차이(ΔDv)는 0이 아닌 포지티브값인지 아닌지를 판단하고, 그 결과가 예이면, 제126단계에서 ΔS가 0으로 세트되어진다.
본질적으로, 위와 같은 것이 발생하면, 변화 판독 샘플링시간(ts1)의 제1측정 데이타양과 변화 판독 샘플링시간(ts2)의 제2측정데이타양 사이에 상기 전압 데이타의 변화량에서의 차이가 포지티브라면, 이것은 상기 전압 측정데이타가 증가하는 것을 나타내고, 이 경우, 2차 배터리의 충전레벨이 100%에 도달하지 않은 것으로 판단되고, 이로써, 상기 전압 측정수단에서 변화량을 나타내는 상수(ΔS)는 0으로 리셋되고 제127단계가 수행된다.
반대로, 제124단계에서 결과가 아니오 라면, 즉, 전압 데이타가 감소하거나 일정하다면, 제125단계 이전에, 현재의 상기 차이값(ΔDv)을 바로 이전의 상수값(ΔS)에 더하고, 예정된 상수값(X) 이 값에서 빼고, 그 결과 새로운 상수값(ΔS)으로 취한다.
이 실시예에 있어서, ΔDv의 값이 네거티브이기 때문에, 그 결과 차이(ΔDv)와 예정된 상수(Z)를 바로 이전의 상수값(ΔS)에서 뺀다.
그 밖에, 위에 공지한 상수(Z)는 카운팅 상수값으로서, 차이값(ΔDv)에서는 어떠한 변화도 없고, 변화가 있기는 하나, 예를 들어 Z=2로 세트되는 것으로 나타난다.
따라서, 이러한 특정실시예에 있어서, 상기 피크값은 유지되고, 상기 상수(ΔS)를 실제로 빼게 된다.
다음에, 제127단계에 있어서, 상기 상수(ΔS)는 예정된 값(w)과 같은지 그 미만인지 판단하고, 그 결과가 예라면, 2차 배터리의 충전레벨이 100%이거나 또는 100%의 영역에 있다고 가정하기 때문에, 제135단계에서, 충전동작을 중단한다.
즉, 이러한 특정실시예에 있어서, 상기 값(w)은 예컨대, 6으로 세트되고, 상기 상수(Z)가 2이면, 상기 차이값(ΔDv)은 연속해서 3번 0이며, 만일 변화가 없다면, 다음의 순서가 발생한다.
따라서, 충전동작은 변화 판독 샘플링시간(ts)의 측정데이타양의 세번째 반복이 행해지는 지점에서 중단될 것이다.
더욱 특정한 데이타로 설명을 하기 위하여, 예를 들면, 데이타를 판독하는데 필요한 기본 데이타 판독시간(tb)은 0.75초로 세트되는 경우, 카운터(II)의 값(L)은 4로 세트되고, 충전되어질 2차 배터리의 충전률(C)은 4로 세트되고 상기 상수(A)는 16으로 세트된다.
그 밖에, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 측정데이타양에서 측정의 M번 반복회수가 8로 세트되고 상기 상수(w)가 -6으로 세트되고, 상수(Z)가 2로 세트되는 경우, 니켈-카드뮴 배터리의 오류 재충전이 완료되었다고 가정한 다음 완료되고, 충전전압 특성을 측정하는 변화 판독 샘플링시간(ts)의 측정데이타양은 (0.75×16/3)×4=16초이고, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 측정데이타양에 대하여 배터리전압(ΔDv, ΔS)은 다음과 같다.
위의 결과로부터, 2차 배터리에 대하여 충전동작은 변화 판독 샘플링시간(ts)의 제3측정데이타양에서의 측정에서 중단되고, 이에 필요한 시간은 단지 48 밀리세컨드이다.
제10도의 순서도에서의 제128단계에 있어서, 상기 메모리(IV)(VBUFF)에 저장된 데이타 각각의 전압을 위한 데이타 변화량으로부터 제8도의 제22단계 내지 제23단계 동작의 M번 반복 후에, 현재 데이타 측정 변화량 즉, 변화 판독 샘플링시간(ts1 내지 tsM)의 상기 측정값양에서의 M 측정데이타를 근거로 하는 총 변화량(ΔTDvn)과, 바로 이전의 데이타 측정변화량 즉, 변화 판독 샘플링시간(ts0 내지 tsM-1)의 상기 측정 데이타양에서의 M 측정데이타를 근거로 하는 전체 변화량 사이에 차이값(ΔHv)을 결정하고, 제129단계에서, ΔHv이 포지티브인지 네거티브인지 또는 0인지를 판단하면, 만일 포지티브라면, 제131 동작에서, 적절한 카운터값(N)을 0으로 리셋하고 그 다음, 제132단계를 실행한다.
그러나, 상기 차이값(ΔHv)이 0이라면, 상기 카운터의 값은 변하지 않으며, 상기 차이값(ΔHv)이 네거티브이면, 제130단계에서, 상기 카운터의 값(N)은 1씩 증가하고, 그 다음 제132단계를 실행한다.
이러한 효과는 이 특정실시예에 있어서, 상기 차이값(ΔHv)이 계속해서 어떤 상태로 유지되는지를 판단하고, 이전에 공지한 특정실시예와 동일한 방식으로, 상기 차이값(ΔHv)이 연속적으로 N번 네거티브라면, 상기 2차 배터리는 100%의 충전레벨 또는 100%의 충전레벨의 영역에 도달하는지를 판단하여 상기 충전동작을 중단한다.
상기 카운터의 값(N)은 소정의 바람직하게 세트될 수 있으며, 사실상 예를 들어 N=3으로 세트될 수 있다.
본 발명에 있어서, 제124단계 내지 제127단계에 도시한 바와 같이, ΔHv가 0이라면, 상기 제129단계에서도 네거티브상태로 가정할 수 있으며, 상기 전압 측정값이 피크치를 유지하더라도, 차이값(ΔHv)이 0인 상태는 발생하지 않음으로써, 이는 네거티브 값으로 카운트될 것이다.
그러면, 제132단계에서, 상기 카운터의 값(N)이 3인지를 판단하고, 그 결과가 예라면, 상기 2차 배터리에 대하여 충전동작은 중단되고, 메모리(IV)(TBUFF)에 저장된 온도 데이타변화량인 상기 차이값(ΔDt)(ΔDt=Dtn-Dt(n-1) 이후, 현재 측정데이타변화량 즉, 변화 판독 샘플링시간(ts1 내지 tsM)의 측정데이터양에서의 M 측정데이타를 근거로 총 값(ΔTDtn)을 결정하고, 바로 이전의 측정데이타 변화량 즉, 변화 판독 샘플링시간(ts0 내지 tsM-1))의 측정 데이타양에서의 M 측정데이타를 근거로 총 값(ΔTDt(n-1)을 결정하며, 이 값이 모두 예정된 값(α)인지의 여부를 판단한다.
이러한 동작에 있어서, 상기 2차 배터리의 충전을 수행할 때, 충전레벨이 100%에 도달하지 않았는데도 불구하고 온도가 갑자기 상승하는 몇가지 종류의 에러 또는 오동작이 발생한다면, 상기 충전동작의 에러중단이 일어나기 때문에 이러한 상태를 극복한다. 충전이 이루어지는 동안 상기 2차 배터리의 온도상승이 이전과 같이 일어나기 때문에, 충전레벨이 100%영역에 도달하면 발생하는 온도변화의 정상적인 양에 비하여 데이타는 필요한 데이타, 예를 들어 적절한 값(α)으로 세팅함으로써 세팅되고, 제7도의 제2단계로 복귀됨에 따라, 위에 공지한 단계는 반복된다.
상기 제133단계에 있어서, 총 온도변화의 위에 도시한 양 모두는 예정된 값(α)과 같거나 그 이상이며, 제134단계에서, 현재 측정데이타 변화량 즉, 변화 판독 샘플링시간(ts1 내지 tsM)의 측정데이타양에서의 M 측정데이타를 근거로 하여, 전체적인 변화량(ΔTDn)과, 바로 이전의 측정데이타 변화량 즉, 변화 판독 샘플링시간(ts0 내지 tsM-1)의 측정데이타양에서의 M 측정데이타를 근거로 하여 전체적인 변화량(ΔTDt(n-1)) 사이에 변화율(ΔHt)이 예정된 값, 예컨대 K와 같거나 이보다 크지 않은지를 판단하며, 그 판단결과가 예라면, 충전동작을 중단한다.
그러나, 만일 그 결과가 아니오라면, 제7도의 제5단계로 복귀하고 따라서, 위의 단계를 반복한다.
표 1 내지 표 5와 제12도 내지 제20도를 참고로 하여, 서로 다른 구성요소로 이루어진 2차 배터리를 서로 다른 충전조건하에서 충전하기 위하여 본 발명의 2차 배터리 충전방법을 사용한 결과를 이하 설명하기로 한다.
표 1은 0.25C의 충전율을 가지는 니켈-카드뮴 배터리에 적절한 본 발명에 따른 2차 배터리 충전방법을 사용하는 경우를 도시한 것이다. 데이타를 판독하는데 필요한 기본적인 데이타 판독시간은 충전동작을 실행하기 위하여, tb=0.75초; 카운터(II)의 값(L)=4; 충전율(C)=0.25; 세팅상수(A)=16 및, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 측정 데이타양 각각에서 수행되는 측정동작의 반복회수(M)는 8로 세팅된다.
위와 같은 특정실시예에 있어서, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 양은 ts=(0.75×16/0.25)×4=192초이다.
표 1은 변화 판독 샘플링시간(ts)의 측정데이타양에서의 전압 측정데이타, 제10도의 제122단계에서의 총전압 변화량(ΔTDv), 및 제10도의 제130단계와 제131단계에서의 카운터값(N)을 도시한 것이다.
본질적으로 표 1에 있어서, 배터리 전압 데이타는 변화 판독 샘플링시간(ts)의 상기 측정데이타양에서 구해진 원시데이타이며, 전체적인 총변화량(ΔTDv)은 변화 판독 샘플링시간(ts1 내지 ts8)의 측정데이타양 각각에서 8번에 걸쳐 합산된 총 시프트값과 변화 판독 샘플링시간(ts2 내지 ts9)의 측정데이타양 각각에서 8번에 걸쳐 합산된 총시프트값 사이에 차이를 표시한다.
제10도에 도시된 위에 공지한 제129단계 내지 제131단계에 따라서, 카운트값(N)은 상기 차이(ΔHv)가 포지티브인지, 네거티브인지 또는 0인지에 따라 더해지거나 또는 감해진다.
즉, ts1 에서 ts8까지의 주기동안에, 어떠한 이전데이타도 없기 때문에, 상기 차이(ΔHv)의 출력은 카운트값(N)이 0으로 남아 있지만, ts9에서, 상기 총 변화량(ΔTDv)은 32가 되고, -521의 값(ΔHv)으로 네거티브가 되어 상기 카운트값(N)에서 1개씩 증가하게 된다.
다음 ts10에서, 동일한 방식으로, 상기 총 변화량(ΔTDv)이 24가 되기 때문에, 상기 차이양(ΔHv)은 -8의 네거티브값이고, 이로써, 상기 카운트값(N)은 1씩 증가되어 상기 카운트값을 2가 되게 한다.
동일한 방식으로 , ts15까지 상승하기 때문에, 상기 차이값(ΔHv)은 계속해서 네거티브이고, 상기 카운트값(N)은 매번 1씩 증가하여, 카운터값이 ts15에서 7이 된다.
그러나, 이러한 특정실시예에 있어서, 일반적으로, 상기 카운트값이 3으로 세트됨으로써, 충전동작은 상기 카운트값이 3을 초과하게 되면 중단되고, 이러한 특정실시예에 있어서, 충전동작이 ts11에서 중단됨에도 불구하고, 100% 충전레벨에 도달하는 상기 2차 배터리의 배터리전압은 이미 알려졌고, 이 전압이 상기 카운터의 데이타값이 유효하지 않도록 초과하지 않을 때까지 처리를 수행하는 것이 가능하다.
이러한 이유로 인해, 이러한 특정실시예에 있어서, 상기 2차 배터리의 배터리 전압이 예를 들어 580V로 세트되고, 위에 공지한 카운트값(N)은 배터리 전압이 상기 580V을 초과하는 경우 무효화된다면, 충전동작을 ts11에서 중단하는데는 어떤 문제점도 없을 것이다.
더욱이, ts16에서, 차이값(ΔHv)이 -1이 되기 때문에, 카운터값은 7에서 0으로 리셋된다.
동일한 형태의 동작이 반복되고, ts80에서, 배터리 전압이 600V이고, 상기 카운터값이 3이면, 상기 충전동작을 중단한다.
제12도는 수평축을 따라 ts가 도시된 표 1의 측정데이타의 그래프를 도시한 것이고, 제12도의 원시데이타로부터 도시된, 제13도에 있어서, 실선은 ts 각각에 대한 상기 총 변화량(ΔTDv)을 도시한 것이고, 점선은 ts 각각에 대하여 도시된 상기 카운터값(N)을 도시한 것이다.
표 2는 3C의 충전율을 가지는 니켈-카드뮴 배터리에 적절한 본 발명에 따른 2차 배터리 충전방법을 사용하는 경우를 도시한 것이다. 데이타를 판독하는데 필요한 기본적인 데이타 판독시간은 충전동작을 실행하기 위하여, tb=0.75초; 카운터(II)의 값(L)=4; 충전율(C)=3; 세팅상수(A)=16; 변화 판독 샘플링시간(ts)의 측정데이타양 각각에서 수행되는 측정동작의 반복회수(M)는 8 및, 상수(K)=2로 세팅된다.
위와 같은 특정실시예에 있어서, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 양은 ts=(0.75×16/3)×4=16초이다.
표 2는 변화 판독 샘플링시간(ts)의 측정데이타양에서의 배터리 온도 측정데이타, 제10도의 제123단계에서의 총전압 변화량(ΔTDt), 및 제10도의 제134단계에서의 온도 변화량의 변화율(ΔHt)을 도시한 것이다.
특히, 표 2에서 온도 데이타는 변화 판독 샘플링시간(ts)의 상기 각각의 측정데이타양에서 얻어진 원시 데이타이고, 전체 온도 변화량 ΔTDt은 변화 판독 샘플링시간(ts1) 내지 (ts8)의 각각의 측정데이타량에서 8배 이상 합해진 전체 시프트값 및 변화 판독 샘플링시간(ts2) 내지 (ts9)의 각각의 측정데이타량에서 8배 이상 합하여진 시프트값 사이의 차이값을 나타내고, ΔHt는 ΔTDt의 근접한 값 사이의 변화율, 즉, ΔHt=ΔTDtn/ΔTDtn-1을 나타낸다.
제10도의 전술한 단계(34)의 동작에 따르면, 온도 변화의 변화율 ΔHt는 전술된 예정된 정수값 K=2에 비교되어지고, ΔHt가 2보다 크거나 같으면(즉, ΔHt≥K)이면, 전하 레벨이 100% 혹은 100%영역에 도달됨을 예견할 수 있기 때문에, 상기 충전 동작은 중지되어진다.
표 2의 데이타에 있어서, ΔHt=ΔTDtn/ΔTDtn-1의 식의 분모가 제로이면, 에러가 표시되어진다.
이 특정실시예에서는 ts57에서, 상기 온도 변화의 변화율 ΔHt=ΔTDtn/ΔTDtn-1에 대한 데이타가 정수 K=2를 초과하고, 따라서, 이 점에서 상기 충전동작은 중지되어진다.
제14도는 수평축을 따라 ts가 기입된, 표 2에 도시된 배터리 온도 측정데이타에 관한 그래프이다.
표 3은 3C의 충전율을 갖는 니켈-카드뮴 배터리에 적절한 본 발명의 2차 배터리 충전방법을 사용하는 경우를 도시하고, 다음과 같이 설정된다:
데이타 판독에 요구되는 기본 데이타 판독 시간, tb=0.75초;
카운터 Ⅱ값 L=4;
충전율 C=3;
설정 정수 A=16;
변화 판독 샘플링 시간(ts) M=8의 각각의 측정 데이타량에서 실행되어지는 측정 동작의 반복 수는 측정 동작의 실행에 대해서 행해진다.
이 특정 실시예에서는, 변화 판독 샘플링 시간량, ts는 ts=(0.75×16/3)×4=16초이다.
표 3은 변화 판독 샘플링시간(ts)의 각각의 측정데이타량에 배터리 전압 데이타, 제10도의 단계(122)에서 전체 전압 변화량 ΔTDv 및 제10도에서 단계(130) 및 단계(131)에서 카운터값 N을 도시한다.
본질적으로, 표 3의 배터리 전압 데이타 및 다른 데이타는 전술한 표 1에서와 동일한 타입의 데이타이고, 따라서, 특별히 독립되어 설명될 필요는 없고, 이것이 큰 전류로서 짧은 시간 주기에 충전을 가능하게 하는 표 1의 경우에서와 동일한 짧은 시간 주기에 충전을 가능하게 하는 표 1의 경우에서와 동일한 동작의 형태라 하더라도, 특히, 3C에서, ts61의 포인트에서, 충전이 완결되어지기 때문에, 충전은 매번 충전동작의 시작으로부터 대략 16분의 시간에서 완결되어진다고 볼 수 있다.
제15도 및 제16도는 전술한 제12도 및 제13도에 부합하는 그래프이다.
표 4는 0.25C의 충전율을 가지는 니켈-카드뮴 배터리에 적절한 본 발명의 2차 배터리 충전방법을 사용한 경우를 도시하고, 다음과 같이 설정된다: 데이타 판을 위해 요구되는 기본 데이타 판독시간 tb=0.75초; 카운터(II)의 값 L=4; 충전율 C=0.25; 설정 정수 A=16초; 표4은 변화 판독 샘플링시간(ts) M=8의 각각의 측정데이타량에서 실행되어지는 측정 동작의 반복수는 충전동작의 실행에 대해서 행해진다.
이 특정실시예에서는, 변화 판독 샘플링 시간량, ts는 ts=(0.75×16/0.25)×4=192초이다.
표 4는 변화 판독 샘플링시간(ts)의 각각의 측정데이타량에 배터리 전압 데이타, 제10도의 단계(122)에서 전체 전압 변화량 ΔTDv 및 제10도에서 단계(130) 및 단계(131)에서 카운터값 N을 도시한다.
본질적으로, 표 4의 배터리 전압 데이타 및 다른 데이타는 전술한 표 1에서와 동일한 타입의 데이타이고, 따라서, 특별히 독립되어 설명될 필요는 없고, 이것은 새로운 형태의 2차 배터리를 완전히 충전시키는 표 1에서의 경우와 형태의 동작이라 하더라도, ts79에서 니켈-수소 배터리는 252분의 시간주기를 가짐을 알 수 있다.
제17도 및 제18도는 전술한 제12도 및 제13도에 부합하는 그래프이다.
표 5는 1C의 충전율을 갖는 니켈-카드뮴 배터리에 적합한 본 발명의 2차 배터리 충전방법을 사용한 경우를 도시하고, 다음과 같이 설정된다; 데이타 판을 위해 요구되는 기본 데이타 판독시간 tb=0.75초; 카운터(II)의 값 L=4; 충전율 C=1; 설정 정수 A=16초; 변화 판독 샘플링시간(ts) M=8의 각각의 측정데이타량에서 실행되어지는 측정동작의 반복수는 충전동작의 실행에 대해서 행해진다.
이 특정실시예에서는, 변화 판독 샘플링 시간량, ts는 ts=(0.75×16/1)×4=48초이다.
표 5는 변화 판독 샘플링시간(ts)의 각각의 측정데이타량에 배터리 전압 데이타, 제10도의 단계(122)에서 전체 전압 변화량 ΔTDv 및 제10도에서 단계(130) 및 단계(131)에서 카운터값 N을 도시한다.
본질적으로, 표 5의 배터리 전압 데이타 및 다른 데이타는 전술한 표 1에서와 동일한 타입의 데이타이고, 따라서, 특별히 독립되어 설명될 필요는 없고, 이것이 새로운 형태의 2차 배터리를 완전히 충전시키는 표 1에서의 경우와 동일한 형태의 동작이라 하더라도, ts78에서 니켈-수소 배터리는 252분의 시간주기를 가짐을 알 수 있다.
제19도 및 제20도는 전술한 제12도 및 제13도에 부합하는 그래프이다.
본 발명의 2차 배터리를 고속으로 충전하는 방법이 서로 다른 형태의 2차 배터리의 경우조차도, 단자전압 또는 온도와 같이, 2차 배터리에 의해 나타나는 서로 다른 충전특성을 고려하여, 위에 공지한 기술구성을 사용한다. 이로써, 서로 다른 구성요소를 가지는 2차 배터리의 공통적인 특성을 결정하고, 충전레벨이 거의 100%에 도달하는 지점을 정확하게 결정하는 것이 가능하므로, 아주 동일한 장치를 사용하여 서로 다른 구성으로 이루어진 2차 배터리를 신회적으로 충전하는 것이 가능하며, 충전이 이루어지는 동안 충전레벨에 대한 정확한 결정, 충전레벨이 거의 100% 레벨에 도달하는 지점의 신속한 결정 및 이 지점에서 충전공정을 중단하는 것이 또한 가능하다. 그 결과, 충전레벨이 100%를 초과한 다음에도 충전이 계속되는 경우 발생되는 문제점을 신뢰적으로 극복함으로써, 상기 2차 배터리에 손상을 입히는 원인이 되는 2차 배터리의 온도를 그 평가된 최대온도 이상으로 상승하게 한다. 그리고, 충전속도 또는 충전율에 대하여 상기 2차 배터리의 특성을 결정함으로써, 동일한 구성요소로 이루어진 2차 배터리를 서로 다른 충전율로 충전을 할 수 있고, 또한, 2차 배터리의 정확한 고속 충전을 특히, 가능하게 한다.
즉, 본 발명에 있어서, 개별적으로 서로 다른 구성을 가지는 2차 배터리를 충전할 수 있는 것 이외에, 동일한 형태의 2차 배터리를 서로 다른 충전율로 충전할 수 있고, 특별하게 표시되는 충전율에 따라서, 이상적인 측정값을 샘플링함으로써, 정확한 데이타를 수집하여 정확하면서도 고속의 충전이 가능하게 한다.

Claims (21)

  1. 데이타를 판독하는데 필요한 기본 데이타 판독시간(tb)을 세트하는 제1단계, 충전율(C)을 세트하는 제2단계, 세트된 충전율(C)과 상기 기본 데이타 판독시간(tb)에 따라, 상기 충전율(C)로 특징지워지는 교정된 데이타 판독시간(tc)을 세트하는 제3단계, 충전이 이루어지는 동안 적절한 샘플링수단을 사용하여 상기 교정된 데이타 판독시간(tc) 동안 적어도 한번 상기 2차 배터리의 단자전압을 측정하고, 그 때의 전압데이타를 적절한 제1메모리수단에 저장하는 제4단계, 상기 제4단계의 동작을 예정된 회수(L) 반복하고, 각각의 교정된 데이타 판독시간(tc)에서 구해진 다수의 전압 데이타의 합산을 하고, 전압 데이타 변화 판독 샘플링시간(ts)(여기서, ts=L×tc)의 양 이상의 결과적인 변화량(Dvn)을 적절한 제2메모리수단에 저장하는 제5단계, 제1샘플링시간(ts1) 동안의 변화량(Dv1) 및 제5단계에서 구해진 다음의 제2샘플링시간(ts2) 동안의 변화량(Dv2) 사이에서의 차를 계산하고, 변화량에서의 결과적인 차(ΔDv)를 제3메모리수단에 저장하는 제6단계, 상기 제6단계를 계속해서 예정된 회수(M) 반복하고, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 양 각각에서 구해진 ΔDv1 내지 ΔDvM(M 값)의 값 각각의 합산을 하고, 상기 변화 판독 샘플링시간(t)(여기서, t=ts×M)의 양 전체에서 전압 데이타 변화량(ΔTDv)을 결정하여, 그 결과를 제4메모리수단에 저장하는 제7단계, 상기 제4메모리수단에 저장된 전압 데이타 변화량(ΔTDv)을 근거로 하여 계산을 수행하여, 예정된 M번째 샘플링을 위해 상기 첫번째 샘플링시간(ts1)에서 m번째 샘플링시간(tsM)까지 수행함에 따라 설정된 변화 판독 샘플링시간(t1)의 제1총양에 걸쳐 측정된 전압 변화량(Dv1)과 예정된 M+1번째 샘플링을 위해 상기 두번째 샘플링시간(ts2)에서 (m+1)번째 샘플링시간(tsM+1)까지 수행함에 따라 설정된 변화 판독 샘플링시간의 제2총양에 걸쳐 측정된 전압 변화량(ΔTDv2) 사이에 차(ΔHv)를 결정하고, 상기 계산된 차(ΔHv)(여기서, ΔHv=ΔTDv2-ΔTDv1)를 제5메모리수단에 저장하는 제8단계, 샘플링시간의 인접한 전체 양의 쌍(tn, tn+1) 각각에서 전압 변화량(ΔTDvn, ΔTDv(n+1)) 사이에서의 차이값(ΔHvn)(여기서, ΔHvn=ΔTDv(N+1)-ΔTDvn)을 계산하는 동안 상기 제8단계를 반복하고, 계산된 결과를 제5메모리수단에 저장하는 제9단계, (ΔHv1 내지 ΔHvm)의 차이의 양(m) 각각이 포지티브(1 또는 0이상)인지 네거티브(0 미만)인지를 판단하는 제10단계 및, 전압 변화량(ΔHv1 내지 ΔHvm)에서의 상기 차이의 발생순서에 있어서, 예정된 회수(S)동안 네거티브인지 아닌지를 판단하고, 전압변화량(ΔHv)에서의 상기 차이가 0이거나 또는 S회 동안 계속해서 네거티브라면, 상기 충전을 중단하는 제11단계 등으로 구성되는 것을 특징으로 하는 2차 배터리 충전방법.
  2. 데이타를 판독하는데 필요한 기본 데이타 판독시간(tb)을 세트하는 제1단계, 충전율(C)을 세트하는 제2단계, 세트된 충전율(C)과 상기 기본 데이타 판독시간(tb)에 따라, 상기 충전율(C)로 특징지워지는 교정된 데이타 판독시간(tc)을 세트하는 제3단계, 충전이 이루어지는 동안 적절한 샘플링수단을 사용하여 상기 교정된 데이타 판독시간(tc) 동안 적어도 한번 상기 2차 배터리의 온도를 측정하고, 그 때의 온도 데이타를 적절한 제1메모리수단에 저장하는 제4단계, 상기 제4단계의 동작을 예정된 회수(L) 반복하고, 각각의 교정된 데이타 판독시간(tc)에서 구해진 다수의 전압 데이타의 합산을 하고, 온도 데이타 변화 판독 샘플링시간(ts)(여기서, ts=L×tc)의 양 이상의 결과적인 변화량(Dtn)을 적절한 제2메모리수단에 저장하는 제5단계, 제1샘플링시간(ts1) 동안의 변화량(Dt1) 및 제5단계에서 구해진 다음의 제2샘플링시간(ts2) 동안의 변화량(Dt2) 사이에서의 차를 계산하고, 변화량에서의 결과적인 차(ΔDt)를 제3메모리수단에 저장하는 제6단계, 상기 제6단계를 계속해서 예정된 회수(M) 반복하고, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 양 각각에서 구해진 ΔDt1 내지 ΔDtM(M 값)의 값 각각의 합산을 하고, 상기 온도변화 판독 샘플링시간(t)(여기서, t=ts×M)의 양 전체에서 온도 데이타 변화량(ΔTDt)을 결정하여, 그 결과를 제4메모리수단에 저장하는 제7단계, 상기 제4메모리수단에 저장된 온도 데이타 변화량(ΔTDt)의 값을 근거로 계산을 수행하여, 예정된 M번째 샘플링을 위해 상기 첫번째 샘플링시간(ts1)에서 m번째 샘플링시간(tsM)까지 수행함에 따라 설정된 변화 판독 샘플링시간(t1)의 제1총양에 걸쳐 측정된 온도 변화량(ΔTDt1)과 예정된 M+1번째 샘플링을 위해 상기 두번째 샘플링시간(ts2)에서 샘플링시간(tsM+1)까지 수행함에 따라 설정된 변화 판독 샘플링시간의 제2총양에 걸쳐 측정된 온도 변화량(ΔTDt2)사이에 비율을 결정하고, 상기 계산된 비율(ΔHt))(여기서, ΔHt=ΔTDt2/ΔTDt1)를 제5메모리수단에 저장하는 제8단계, 샘플링시간의 인접한 전체 양의 쌍(tn, tn+1) 각각에서 온도 변화량(ΔTDtn, ΔTDt(n+1)) 사이에서의 비율값(ΔHtn)(여기서, ΔHtn=ΔTDt(N+1)-ΔTDtn)을 계산하는 동안 상기 제8단계의 동작을 반복하고, 계산된 결과를 제5메모리수단에 저장하는 제9단계, 상기 제 5메모리수단에 저장된 정보로부터 상기 인접한 2개의 온도 변화량 사이의 비율(ΔHm)이 주어진 값(K)과 같거나 크고 또는 그 미만인지를 판단하는 10단계 및, 온도 변화량(ΔHm)이 주어진 값(K)과 같거나 크다면, 상기 충전을 중단하는 제11단계 등으로 구성되는 것을 특징으로 하는 2차 배터리 충전 방법.
  3. 데이타를 판독하는데 필요한 기본 데이타 판독시간(tb)을 세트하는 제1단계, 충전율(C)을 세트하는 제2단계, 세트된 충전율(C)과 상기 기본 데이타 판독시간(tb)에 따라, 상기 충전율(C)로 특징지워지는 교정된 데이타 판독시간(tc)을 세트하는 제3단계, 충전이 이루어지는 동안 적절한 샘플링수단을 사용하여 상기 교정된 데이타 판독시간(tc) 동안 적어도 한번 상기 2차 배터리의 단자전압을 측정하고, 그 때의 온도 데이타 및 단자전압 데이타를 적절한 제1메모리수단에 저장하는 제4단계, 상기 제4단계의 동작을 예정된 회수(L) 반복하고, 각각의 교정된 데이타 판독시간(tc)에서 구해진 다수의 배터리 온도 데이타와 전압 데이타의 개별적인 합산을 하고, 온도 데이타와 단자전압 데이타 변화 판독 샘플링시간(ts)(여기서, ts=L×tc)의 양 이상의 결과적인 변화량(Dtn, Dvn)을 적절한 제2메모리수단에 저장하는 제5단계, 제1샘플링시간(ts1) 동안의 변화량(Dv1,Dt1) 및 제5단계에서 구해진 다음의 제2샘플링시간(ts2) 동안의 변화량(Dv2,Dt2) 사이에서의 차를 계산하고, 온도 데이타와 단자전압 변화량(ΔDv,ΔDt)에서의 결과적인 차(ΔD)를 제3메모리수단에 저장하는 제6단계, 상기 제6단계를 계속해서 예정된 회수(M) 반복하고, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 양 각각에서 구해진 ΔDv1 내지 ΔDvM(M 값)과 ΔDt1 내지 ΔDtM(M값)의 각각의 합산을 하고, 상기 변화 판독 샘플링시간(t)(여기서, t=ts×M)의 양 전체에서 온도 데이타 변화량과 단자전압 데이타 변화량(ΔTDt, ΔDtv)을 결정하여, 그 결과를 제4메모리수단에 저장하는 제7단계, 상기 제4메모리수단에 저장된 전압 데이타 변화량(ΔTDv)의 값을 근거로 계산을 수행하여 예정된 M번째 샘플링을 위해 상기 첫번째 샘플링시간(ts1)에서 m번째 샘플링시간(tsM)까지 수행함에 따라 설정된 변화 판독 샘플링시간(t1)의 제1총양에 걸쳐 측정된 전압 변화량(ΔTDv1)과 예정된 M+1번째 샘플링을 위해 상기 두번째 샘플링시간(ts2)에서 (tsM+1)까지 수행함에 따라 설정된 변화 판독 샘플링시간의 제2총양에 걸쳐 측정된 전압 변화량(ΔTDv2) 사이에 차를 결정하고, 상기 계산된 차(ΔHv))(여기서, ΔHv=ΔTDv2/ΔTDv1)를 제5메모리수단에 저장하는 제8단계, 샘플링시간의 인접한 전체 양의 쌍(tn, tn+1) 각각에서 전압 변화량(ΔTDvn, ΔTDv(n+1)) 사이에서의 비율값(ΔHvn)(여기서, ΔHvn=ΔTDv(N+1)-ΔTDvn)을 계산하는 동안 상기 제8단계의 동작을 반복하고, 계산된 결과를 제5메모리수단에 저장하는 제9단계, 전압 변화량(ΔHv1 내지 ΔHvm)의 차이의 양(m) 각각이 포지티브(0 또는 0이상)인지 네거티브(0미만)인지를 판단하는 제10단계, 상기 제4메모리수단에 저장된 온도 데이터 변화량의 값(ΔTDt)를 근거로 계산을 수행하며, 예정된 M번째 샘플링을 위해 상기 첫번째 샘플링시간(ts1)에서 m번째 샘플링시간(tsM)까지 수행함에 따라 설정된 변화 판독 샘플링시간(t1)의 제1총양에 걸처 측정된 온도 변활(ΔTDt1)과 예정된 M+1번째 샘플링을 위해 상기 두번째 샘프링시간(ts2)에서 샘플링시간(tsM+1)까지 수행함에 따라 설정된 온도 변화 판독 샘플링시간의 제2총양에 걸쳐 측정된 온도 변화량(ΔTDt2) 사이에 비율(ΔHt)을 결정하고, 상기 계산된 비율(ΔHt)(여기서, ΔHt=ΔTDt2/ΔTDt1)를 제5메모리수단에 저장하는 제11단계, 온도변화 샘플링시간의 인접한 전체양의 쌍(tn, tn+1) 각각에서 온도 변화량(ΔTDtn, ΔTDt(n+1)) 사이에서의 비율값(ΔHtn)(여기서, ΔHtn=ΔTDt(N+1)/ΔTDtn)을 계산하는 동안 상기 제11단계의 동작을 반복하고, 계산된 결과를 제5메모리수단에 저장하는 제12단계, 상기 제5메모리수단에 저장된 정보로부터 상기 인접한 2개의 온도 변화량 사이의 비율(ΔHm)이 주어진 값(K)과 같거나 크고 또는 그 미만인지를 판단하는 제13단계 및, 상기 온도변화 비율(ΔHm)이 예정된 값(K)과 같거나 또는 큰 경우와, 전압변화량(ΔHv1 내지 ΔHvm))에서의 상기 차이의 발생순서에 있어서, 전압변화량(ΔHv)에서의 상기 차이가 0인지 아닌지의 여부 또는 예정된 회수(S)동안 네거티브인지 아닌지를 판단하고, 전압변화량에서의 상기 차이가 0이거나 또는 S회 동안 계속해서 네거티브라면, 상기 충전을 중단하는 제14단계 등으로 구성되는 것을 특징으로 하는 2차 배터리 충전방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 샘플링수단은 충전이 이루어지는 동안 교정된 데이터 판독시간(tc) 각각에서 단자전압 또는 2차 배터리의 온도를 측정하기 위하여 사용되고, 상기 2차 배터리에 대한 충전전류의 공급은 측정을 할 때 중단되는 것을 특징으로 하는 2차 배터리 충전방법.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 샘플링수단은 충전이 이루어지는 동안 교정된 데이터 판독시간(tc) 각각에서 단자전압 또는 2차 배터리의 온도를 측정하기 위하여 사용되고, 상기 측정된 값 중 하나의 값에 대한 측정이라도 예정된 비상적인 값의 레벨을 초과하는 레벨을 표시한다면, 상기 충전동작은 중단되는 것을 특징으로 하는 2차 배터리 충전방법.
  6. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 교정된 데이터 판독시간(tc)은 상기 충전율(C)과 상기 기본적인 데이터 판독시간(tb)으로부터 계산되는 바, tc=tb × A/C이며, 여기서, A는 상수인 것을 특징으로 하는 2차 배터리 충전방법.
  7. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 데이터 변화 판독 샘플링시간(ts) 각각 계속 해서 M번 전압 데이타의 측정을 반복하는 단계는 전압 데이터에서의 변화량(ΔTDv)을 계산하여, 상기 전압 데이타 변화량(ΔTDv)이 0인지 포지티브인지 또는 네거티브인지를 판단하고, 그 값이 포지티브라면, 전압 데이타 변화량(ΔTDv)에서 변화상태를 판단하는 적절한 카운터값(ΔS)은 0으로 리셋되지만, 상기 전압 데이타 변화량(ΔTDv)이 네거티브이거나 또는 0이라면, 상기 카운터값(ΔS)은 상기 ΔTDv값에 더해지고, 상기 카운터값(ΔS)은 상기 더해진 값으로 갱신되며, 상기 카운터값(ΔS)을 예정된 기준값(W)과 비교한 다음, 상기 카운터값(ΔS)이 상기 기준값(W)보다 작다면, 상기 충전동작을 중단하는 것을 특징으로 하는 2차 배터리 충전방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 전압 데이터 변화량의 값(ΔTDv)이 0이면, 예정된 값(Z)은 상기 카운터값(ΔS)에서 감산되는 것을 특징으로 하는 2차 배터리 충전방법.
  9. 충전을 필요로 하는 2차 배터리의 전지에 전기적인 전류를 공급하는 전류공급수단, 상기 전류공급수단과 충전되는 상기 2차 배터리 사이에 제공된 스위치수단, 상기 전지의 온도를 측정하는 온도측정수단, 상기 전지의 온도를 소정의 샘플링간격으로 측정하기 위하여 상기 온도측정수단을 작동하는 샘플링수단, 상기 샘플링수단에 연결되어 상기 스위치수단을 제어하는 충전제어수단, 충전율(C)을 세트하는 충전율 세팅수단, 상기 충전율 세팅수단에 의해 세트된 충전율(C)을 근거로, 예정된 기본 데이터 판독시간(tb)으로부터 교정된 데이터 판독시간(tc)을 계산하고, 그 값은 상기 충전율(C)로 특징지워지는 교정된 데이터 판독시간 세팅수단, 교정된 데이터 판독시간(tc)에 예정된 값(L)을 곱하여 변화 판독 샘플링시간(ts)의 온도 데이터양을 세트하는 데이터변화량 판독 샘플링 시간 세팅수단, 변화 판독 샘플링수단(ts)의 상기 데이터양에 예정된 값(M)을 곱하여 전체적인 샘플링수단(t)을 세트하는 전체 샘플링시간 세팅수단, 상기 교정된 데이터 판독시간(tc)마다 측정된 온도 데이터값(dtn)을 저장하는 제1메모리수단, 온도 데이터의 값(dtn)을 예정된 회수(L) 합하여 데이터(Dtn)를 상기 제1메모리수단에 저장하는 제2메모리수단, 상기 제2메모리수단에 저장된 데이터(Dtn)로부터, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 이전 양에서 측정된 데이타(Dt(n-1))와 변화 판독 샘플링시간(ts+1)의 현행 양에서 측정된 데이타(Dtn)간의 차(ΔDt)(여기서, ΔDt=Dtn-Dt(n-1))를 저장하는 제3메모리수단, 상기 변화 판독 샘플링시간(ts)을 필요한 회수(M)만큼 반복함으로써 구해진 변화 판독 샘플링시간(t)(여기서, t=ts×M)의 전체 양에 있는 변화 판독 샘플링시간(ts)의 각 양에서 구해진 온도 데이타의 M양 각각의 합산을 함으로써 구해진 온도 데이타 변화량(ΔTDt)을 저장하는 제4메모리수단, 상기 제4메모리수단(18)에 저장된 온도 데이타 변화량(ΔDTt)에 대하여, 변화 판독 샘플링수단(tn)의 제1전체 양에서의 온도 데이타 변화량(ΔTDtn)과 변화 판독 샘플링시간(tn+1)의 제2전체 양에서의 온도 데이타 변화량(ΔTDt(n+1))에서 계산된 변화율(ΔHt)(여기서, ΔHt=ΔTDt(n+1))/ΔTDtn)을 저장하고, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 한 양에 의해 시간을 시프트함으로써 형성되는 제5메모리수단, 상기 온도변화량 사이의 상기 온도변화율 비율(ΔHtm)과 상기 온도 비율의 양 사이에 상기 충전비율(ΔHtm)을 비교하여, 상기 온도변화 비율이 상기 기준값(k)을 초과한다면, 상기 충전을 중단하는 신호를 출력하는 제1판단수단, 상기 수단 각각에 의해 저장된 개별적인 데이타 각각을 처리하는 프로세싱수단 및, 상기 수단 각각의 동작을 제어하는 중앙처리수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 2차 배터리 충전장치.
  10. 충전을 필요로 하는 2차 배터리의 전지에 전기적인 전류를 공급하는 전류공급수단, 상기 전류공급수단과 충전되는 상기 2차 배터리 사이에 제공된 스위치수단, 상기 전지의 단자전압을 측정하는 단자전압 측정수단, 상기 전지의 단자전압을 소정의 샘플링간격으로 측정하기 위하여 상기 단자전압 측정수단을 작동하는 샘플링수단, 상기 샘플링수단에 연결되어 상기 스위치수단을 제어하는 충전제어수단, 충전율(C)을 세트하는 충전율 세팅수단, 상기 충전율 세팅수단에 의해 세트된 충전율(C)을 근거로, 예정된 기본 데이터 판독시간(tb)으로부터 교정된 데이터 판독시간(tc)을 계산하고, 그 값은 상기 충전율(C)로 특징지워지는 교정된 데이터 판독시간 세팅수단, 교정된 데이터 판독시간(tc)에 예정된 값(L)을 곱하여 변화 판독 샘플링시간(ts)의 온도 데이터양을 세트하는 데이터변화량 판독 샘플링시간 세팅수단, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 상기 데이터양에 예정된 값(M)을 곱하여 전체적인 샘플링수단(t)을 세트하는 전체 샘플링시간 세팅수단, 상기 교정된 데이터 판독시간(tc)마다 측정된 온도 데이터값(dtn)을 저장하는 제1메모리수단, 온도 데이터의 값(dtn)을 예정된 회수(L) 합하여 데이터(Dvn)를 상기 제1메모리수단에 저장하는 제2메모리수단, 상기 제2메모리수단에 저장된 데이터(Dtn)로부터, 변화 판독 샘플링시간(ts)의 이전 양에서 측정된 데이타(Dv(n-1))와 변화 판독 샘플링시간(ts+1)의 현행 양에서 측정된 데이타(Dvn)간의 차(ΔDv)(여기서, ΔDv=Dvn-Dv(n-1))를 저장하는 제3메모리수단, 상기 변화 판독 샘플링시간(ts)을 필요한 회수(M)만큼 반복함으로써 구해진 변화 판독 샘플링시간(t)(여기서, t=ts×M)의 전체 양에 있는 변화 판독 샘플링시간(ts)의 각 양에서 구해진 전압 변화데이타의 M양 각각의 합산을 함으로써 구해진 전압 데이타 변화량(ΔTDv)을 저장하는 제4메모리수단, 상기 제4메모리수단에 저장된 단자전압 데이타 변화량(ΔDTv)에 대하여, 변화 판독 샘플링시간(tn)의 제1전체 양에서 측정된 전압데이타 변화량(ΔTDvn)과 변화 판독 샘플링시간(tn+1)의 제2전체 양에서 측정된 전압데이타 변화량(ΔTDv(n+1))에서 계산된 변화율(ΔHvm)(여기서, ΔHvm=Hv(m+1)-Hvm)를 저장하는 제6메모리수단, 상기 제6메모리수단에 저장된 전압 데이타 변화량의 차이(ΔHv1 내지 ΔHtm)의 값(m) 각각에 대하여, 상기 차이(ΔHv1 내지 ΔHtm) 각각이 포지티브(0 또는 0 이상)인지 또는 네거티브(0 미만)인지를 판단하여, 상기 전압 데이타 변화량의 차이(ΔHv1 내지 ΔHtm)의 발생순서대로 처리하는 상기 판단을 수행하며, 연속적으로 측정된 전압 데이타 변화량(ΔHv) 각 하나가 네거티브값을 표시한다면, 적어도 예정된 회수(S) 만큼 계속해서 상기 충전동작을 중단하는 판단수단, 상기 수단 각각에 의해 저장된 개별적인 데이타 각각을 처리하는 프로세싱수단 및, 상기 수단 각각의 동작을 제어하는 중앙처리수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 2차 배터리 충전장치.
  11. 제2항에 있어서, 상기 샘플링수단은 충전이 이루어지는 동안 교정된 데이터 판독시간(tc) 각가에서 단자전압 또는 2차 배터리의 온도를 측정하기 위하여 사용되고, 상기 2차 배터리에 대한 충전전류의 공급은 측정할 때 중단되는 것을 특징으로 하는 2차 배터리 충전방법.
  12. 제3항에 있어서, 상기 샘플링수단은 충전이 이루어지는 동안 교정된 데이터 판독시간(tc) 각각에서 단자전압 또는 2차 배터리의 온도를 측정하기 위하여 사용되고, 상기 2차 배터리에 대한 충전전류의 공급은 측정을 할 때 중단되는 것을 특징으로하는 2차 배터리 충전방법.
  13. 제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 샘플링수단은 충전이 이루어지는 동안 교정된 데이터 판독시간(tc) 각각에서 단자전압 또는 2차 배터리의 온도를 측정하기 위하여 사용되고, 상기 측정된 값 중 하나의 값에 대한 측정이라도 예정된 비상적인 값의 레벨을 표시한다면, 상기 충전동작은 중단되는 것을 특징으로 하는 2차 배터리 충전방법.
  14. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 샘플링수단은 충전이 이루어지는 동안 교정된 데이터 판독시간(tc) 각각에서 단자전압 또는 2차 배터리의 온도를 측정하기 위하여 사용되고, 상기 측정된 값 중 하나의 값에 대한 측정이라도 예정된 비상적인 값의 레벨을 초과하는 레벨을 표시한다면, 상기 충전동작은 중단되는 것을 특징으로 하는 2차 배터리 충전방법.
  15. 제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 교정된 데이터 판독시간(tc)은 상기 충전율(C)과 상기 기본적인 데이터 판독시간(tb)으로부터 계산되는 바, tc=tb × A/C이며, 여기서, A는 상수인 것을 특징으로 하는 2차 배터리 충전방법.
  16. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 교정된 데이터 판독시간(tc)은 상기 충전율(C)과 상기 기본적인 데이터 판독시간(tb)으로부터 계산되는 바, tc=tb × A/C이며, 여기서, A는 상수인 것을 특징으로 하는 2차 배터리 충전방법.
  17. 제5항에 있어서, 상기 교정된 데이터 판독시간(tc)은 상기 충전율(C)과 상기 기본적인 데이터 판독시간(tb)으로부터 계산되는 바, tc=tb × A/C이며, 여기서, A는 상수인 것을 특징으로 하는 2차 배터리 충전방법.
  18. 제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 데이터 변화 판독 샘플링시간(ts) 각각 계속해서 M번 전압 데이타의 측정을 반복하는 단계는 전압 데이터에서의 변화량(ΔTDv)을 계산하여, 상기 전압 데이타 변화량(ΔTDv)이 0인지 포지티브인지 또는 네거티브인지를 판단하고, 그 값이 포지티브라면, 전압 데이타 변화량(ΔTDv)에서 변화상태를 판단하는 적절한 카운터값(ΔS)은 0으로 리셋되지만, 상기 전압 데이타 변화량(ΔTDv)이 네거티브이거나 또는 0이라면, 상기 카운터값(ΔS)은 상기 ΔTDv 값에 더해지고, 상기 카운터값(ΔS)은 상기 더해진 값으로 갱신되며, 상기 카운터값(ΔS)을 예정된 기준값(W)과 비교한 다음, 상기 카운터값(ΔS)이 상기 기준값(W)보다 작다면, 상기 충전동작을 중단하는 것을 특징으로 하는 2차 배터리 충전방법.
  19. 제3항 또는 제4항에 있어서,상기 데이터 변화 판독 샘플링시간(ts) 각각 계속해서 M번 전압 데이타의 측정을 반복하는 단계는 전압 데이터에서의 변화량(ΔTDv)을 계산하여, 상기 전압 데이타 변화량(ΔTDv)이 0인지 포지티브인지 또는 네거티브인지를 판단하고, 그 값이 포지티브라면, 전압 데이타 변화량(ΔTDv)에서 변화상태를 판단하는 적절한 카운터값(ΔS)은 0으로 리셋되지만, 상기 전압 데이타 변화량(ΔTDv)이 네거티브이거나 또는 0이라면, 상기 카운터값(ΔS)은 상기 ΔTDv 값에 더해지고, 상기 카운터값(ΔS)은 상기 더해진 값으로 갱신되며, 상기 카운터값(ΔS)을 예정된 기준값(W)과 비교한 다음, 상기 카운터값(ΔS)이 상기 기준값(W)보다 작다면, 상기 충전동작을 중단하는 것을 특징으로 하는 2차 배터리 충전방법.
  20. 제5항에 있어서,상기 데이터 변화 판독 샘플링시간(ts) 각각 계속해서 M번 전압 데이타의 측정을 반복하는 단계는 전압 데이터에서의 변화량(ΔTDv)을 계산하여, 상기 전압 데이타 변화량(ΔTDv)이 0인지 포지티브인지 또는 네거티브인지를 판단하고, 그 값이 포지티브라면, 전압 데이타 변화량(ΔTDv)에서 변화상태를 판단하는 적절한 카운터값(ΔS)은 0으로 리셋되지만, 상기 전압 데이타 변화량(ΔTDv)이 네거티브이거나 또는 0이라면, 상기 카운터값(ΔS)은 상기 ΔTDv 값에 더해지고, 상기 카운터값(ΔS)은 상기 더해진 값으로 갱신되며, 상기 카운터값(ΔS)을 예정된 기준값(W)과 비교한 다음, 상기 카운터값(ΔS)이 상기 기준값(W)보다 작다면, 상기 충전동작을 중단하는 것을 특징으로 하는 2차 배터리 충전방법.
  21. 제6항에 있어서,상기 데이터 변화 판독 샘플링시간(ts) 각각 계속해서 M번 전압 데이타의 측정을 반복하는 단계는 전압 데이터에서의 변화량(ΔTDv)을 계산하여, 상기 전압 데이타 변화량(ΔTDv)이 0인지 포지티브인지 또는 네거티브인지를 판단하고, 그 값이 포지티브라면, 전압 데이타 변화량(ΔTDv)에서 변화상태를 판단하는 적절한 카운터값(ΔS)은 0으로 리셋되지만, 상기 전압 데이타 변화량(ΔTDv)이 네거티브이거나 또는 0이라면, 상기 카운터값(ΔS)은 상기 ΔTDv 값에 더해지고, 상기 카운터값(ΔS)은 상기 더해진 값으로 갱신되며, 상기 카운터값(ΔS)을 예정된 기준값(W)과 비교한 다음, 상기 카운터값(ΔS)이 상기 기준값(W)보다 작다면, 상기 충전동작을 중단하는 것을 특징으로 하는 2차 배터리 충전방법.
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