KR101133903B1 - Multiple access battery regenerating apparatus - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A multiple-accessible storage battery regenerating apparatus is provided to decompose sulfate attached to a pole plate of a regeneration storage battery and sulfate inside electrolyte. CONSTITUTION: A multiple-accessible storage battery regenerating apparatus(100) comprises an AC power input unit(120) for receiving AC power and a DC power input unit(130) for converting AC power, inputted from the AC power input unit into DC power. The multiple-accessible storage battery regenerating apparatus comprises a DC power input unit(140) which is inputted with the external DC power source through a DC power input terminal and a sound unit for outputting alarms and warning messages through a speaker(152). The multiple-accessible storage battery regenerating apparatus comprises a memory unit(160) and a display unit(170) having a touch screen function. The multiple-accessible storage battery regenerating apparatus comprises a channel connection unit(200) having a plurality of connectors.

Description

다중 접속식 축전지 재생장치{MULTIPLE ACCESS BATTERY REGENERATING APPARATUS}MULTIPLE ACCESS BATTERY REGENERATING APPARATUS}

본 발명은 다중 접속식 축전지 재생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2차 전지인 축전지 내부의 극판에 고착된 황산염과 전해질 내부의 황산염을 분쇄 및 분해시켜 축전지의 성능을 회복시키는 다중 접속식 축전지 재생장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a multi-connected battery regeneration device, and more particularly, to regenerate a multi-connected battery which recovers the performance of the battery by pulverizing and decomposing the sulfate fixed on the pole plate inside the battery, the secondary battery, and the sulfate inside the electrolyte. Relates to a device.

일반적으로 충전을 통해 반복해서 사용하는 2차 전지인 축전지는 다양한 산업 분야에서 전원 공급장치로 사용되고 있다. In general, rechargeable batteries, which are secondary batteries used repeatedly through charging, are used as power supplies in various industrial fields.

2차 전지인 축전지로 가장 많이 사용되고 있는 납축전지는 장시간 사용하게 되면 전해질 내부의 황산이 황산염으로 변화되어 그 효율이 점차 떨어지고, 더 이상 충전하여 사용할 수 없는 상태에 이르면 축전지를 폐기하게 된다.The lead acid battery, which is most commonly used as a rechargeable battery as a secondary battery, changes its sulfuric acid into a sulfate when used for a long time, and gradually decreases its efficiency, and when the battery reaches a state where it can no longer be charged, the battery is disposed of.

상기 납축전지(이하, 축전지라 칭함)의 충전과정은 납(鉛, LEAD)과 묽은 황산으로 구성된 축전지 내부에 이온화 경향이 큰 음극(Pb-해면상납)과 이온화 경향이 적은 양극(PbO₂-과산화납)을 전해질(묽은 황산농도≒37%) 속에 넣어 전기회로가 형성되면 화학반응에 의해 전기적인 기전력(起電力)이 발생하게 된다.The charging process of the lead acid battery (hereinafter, referred to as a storage battery) includes a cathode having a high ionization tendency (Pb-sponge solder) and a cathode having a low ionization tendency (PbO₂-lead peroxide) in a battery composed of lead (Lead) and dilute sulfuric acid. ) Is placed in an electrolyte (dilute sulfuric acid concentration: 37%), and an electric circuit is formed, and electrical electromotive force is generated by a chemical reaction.

상기 축전지의 화학반응을 가장 단순하게 화학식으로 나타내면 다음과 같다. 예를 들어, 충전 (+)PbO2 + 2H2SO4 + (-)Pb < = > PbSO4 +2H20 + PbSO4 방전이다.The chemical reaction of the battery is represented by the simplest formula as follows. For example, charging is (+) PbO 2 + 2H 2 SO 4 + (-) Pb <=> PbSO 4 + 2H 2 0 + PbSO 4 discharge.

상기 축전지의 충방전 중에는 위의 화학반응 과정에서 물이 전기분해 작용에 의해 분해되면서 수소와 산소가스(H₂＆O₂)가 발생 된다. 전해질은 묽은 황산(H₂SO₄+ H₂O)으로 화학반응 중에는 황산만 반응하여 물에 가까와져 축전지가 방전함에 따라 전해질 비중과 전압은 점차 낮아지고, 계속해서 방전하면 활물질이 황산납(PbSO₄)으로 변하여 더 이상 전기를 발생할 수 없는 완전 방전상태가 된다.During charging and discharging of the battery, hydrogen and oxygen gas (H₂ & O₂) are generated as water is decomposed by the electrolysis in the chemical reaction process. The electrolyte is dilute sulfuric acid (H₂SO₄ + H₂O), and during the chemical reaction, only sulfuric acid reacts to water, and as the battery discharges, the specific gravity and voltage of the electrolyte gradually decreases. It becomes a complete discharge state that cannot generate electricity.

또한, 전해질 중에 물이 다시 묽은 황산(H₂SO₄+ H₂O)으로 점차 되돌아 가는 과정으로 전해액 비중과 전압이 규정치까지 상승한다. 충전이 진행되어 완전 충전상태가 되면 전해질 비중과 전압은 더 이상 상승하지 않고, 물의 전기분해가 가속화되어 가스가 심하게 발생한다. 위의 과정은 점진적으로 수소와 산소를 잃어버리는 과정으로 진행되기 때문에 일정 시간이 지난 축전지는 더 이상 사용할 수 없게 된다.In addition, the specific gravity and voltage of the electrolyte rise to the prescribed value as the water gradually returns to dilute sulfuric acid (H₂SO₄ + H₂O) in the electrolyte. As charging progresses and becomes fully charged, the specific gravity and voltage of the electrolyte do not increase any more, and the electrolysis of water accelerates, causing severe gas generation. The above process is a process that gradually loses hydrogen and oxygen, and the battery is no longer available after a certain time.

한편, 종래의 축전지 재생과정은 과도하게 완전 방전상태인 축전지를 대상으로 전해질의 증발이 아닌 황산염화되어 있는 축전지를 대상으로 재생과정이 이루어진다.Meanwhile, the conventional battery regeneration process is performed on a battery in which sulfate is sulphated instead of evaporation of an electrolyte for an battery that is in an excessively discharged state.

이와 같은, 종래의 축전지 재생과정은 이론적 배경이 없이 실제 실험상 이루어지는 현상을 이용하여 축전지에 특정 고압 펄스 또는 고주파를 인가하므로 나타나는 황산염의 탈착 및 분해 현상을 사용한다.Such a conventional battery regeneration process uses a phenomenon of desorption and decomposition of sulfate, which is caused by applying a specific high pressure pulse or high frequency to the battery using a phenomenon that is actually experimental without a theoretical background.

또한, 최근에는 상용 교류 전원을 SCR 위상제어를 통해 펄스 전원으로 변환한 후, 축전지의 극판에 펄스 전원을 공급하여 축전지 극판에 형성된 황산염을 제거하는 대한민국 등록특허공보 제10-0931510호 "축전지의 재생 장치" 기술이 공지되었으나, 이 기술은 시스템의 구성이 매우 복잡하고, 축전지에서 실제 요구하는 안전한 충전영역 밖에서 사용하기 어려운 상대적으로 고전압을 사용하기 때문에 위험하며, 축전지의 재생과정이 끝나면 반드시 축전지의 손상 여부를 대규모 방전 시험 또는 별도의 계측장비를 이용하여 축전지 상태의 이상 여부를 판별해야 하므로 축전지의 재생 과정이 매우 복잡한 문제점이 있다.In addition, recently, commercial AC power is converted to pulse power through SCR phase control, and then supplied with pulsed power to the pole plate of the battery to remove sulfates formed on the pole plate of the battery. Device "technology is known, but this technology is dangerous because the system configuration is very complicated and uses relatively high voltage which is difficult to use outside the safe charging area actually required by the battery. Whether to determine whether the abnormal state of the battery using a large-scale discharge test or a separate measurement equipment has a very complicated problem of the battery recycling process.

종래의 축전지 재생에는 여러 가지 실용상 문제가 많이 있으며, 재생하고자 하는 축전지의 상태에 맞는 재생방법을 사용하는 것이 아닌 무작위적으로 재생을 진행하여 축전지의 파손과 폭발 위험에 노출되는 문제점이 있다. Conventional battery regeneration has many practical problems, and there is a problem that the battery is exposed to the risk of damage and explosion by randomly regenerating the battery rather than using a regeneration method suitable for the state of the battery to be regenerated.

또한, 종래의 축전지 재생 과정이 수작업으로 진행되며 프로그래밍이나 진행상태 정보를 알려주는 수단이 없어 재생이 끝난 후, 별도의 테스트 과정을 반드시 거쳐야 하는 사용상의 문제점이 있다.In addition, the conventional battery regeneration process is performed manually and there is no means for informing programming or progress information, and thus there is a problem in use that a separate test process must be performed after the regeneration is completed.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 재생 축전지에 멀티 채널 오디오 음향파를 인가하고, 음향파에 의해 생성되는 버블의 폭발에 따라 고열과 충격파가 발생하는 소노루미네센스(Sonoluminescence) 현상을 이용하여 재생 축전지의 극판에 고착된 황산염과 전해질 내부의 황산염을 분쇄 및 분해시켜 축전지를 재생시킬 수 있도록 된 다중 접속식 축전지 재생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention was created to solve the above problems, and applies a multi-channel audio acoustic wave to a regeneration battery, and generates high heat and shock waves due to the explosion of bubbles generated by the acoustic wave. It is an object of the present invention to provide a multi-connected battery regeneration device capable of regenerating a battery by pulverizing and decomposing a sulfate fixed on a plate of a regenerated battery and a sulfate inside an electrolyte by using a sonoluminescence phenomenon.

본 발명의 다른 목적은 재생 과정에 있는 축전지에 특정 주파수를 인가하여 축전지의 현재 성능을 측정하는 알고리즘을 통해 임피던스, CCA, RC 값 등을 계산하고, 계산된 정보를 화면으로 표시함과 동시에 피드백하여 멀티 채널 PWM 펄스 스위칭을 제어할 수 있도록 하는 다중 접속식 축전지 재생장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to calculate the impedance, CCA, RC value, etc. through an algorithm for measuring the current performance of the battery by applying a specific frequency to the battery during the regeneration process, and displays the calculated information on the screen and at the same time feedback It is to provide a multi-connected battery regeneration device that can control the multi-channel PWM pulse switching.

본 발명의 다른 목적은 축전지의 상태에 따라 멀티 채널 PWM 펄스 스위칭을 통해 충전 및 방전 동작을 반복하고, 축전지 재생이 완료된 이후에 별도의 방전 테스트를 거치지 않고 사용할 수 있는 다중 접속식 축전지 재생장치를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a multi-access battery regeneration device that can be used without repeating the charging and discharging operation through the multi-channel PWM pulse switching according to the state of the battery, and after the battery regeneration is completed without a separate discharge test. It is.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중 접속식 축전지 재생장치는, AC전원을 입력받는 AC전원 입력부와; 상기 AC전원 입력부로부터 입력되는 AC전원을 DC전원으로 변환하여 출력하는 DC전원 공급부; 스피커와 연결되어 경고음 및 각종 경고 메시지를 출력하는 사운드부; 터치 스크린 기능이 구비된 화면 표시부; 축전지 측정, 재생, 충전, 방전 프로그램과 각종 기준값 및 각종 경고 메시지 등이 저장되는 메모리부; 및 히트 싱크가 구비되며 복수개의 축전지 재생 보드를 다중 채널방식으로 접속되도록 하는 복수개의 채널 연결부;를 포함하되, 상기 축전지 재생 보드는 축전지 연결단자에 연결된 축전지의 상태에 따라 20Hz~50KHz 오디오 영역의 멀티 채널 PWM 펄스를 출력하고, 축전지 측정, 재생, 충전, 방전 등의 동작과정을 제어하는 마이컴과, 제1 릴레이와 제2 릴레이, 릴레이 제어부로 구성되며, 상기 릴레이 제어부는 축전지 연결단자에 복수개의 축전지가 연결된 경우, 상기 마이컴의 제어신호에 따라 제1 및 제2 릴레이를 선택 제어하는 릴레이부;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a multi-connected battery regeneration device including an AC power input unit configured to receive AC power; A DC power supply unit for converting and outputting AC power input from the AC power input unit into DC power; A sound unit connected to the speaker and outputting a warning sound and various warning messages; A screen display unit having a touch screen function; A memory unit for storing battery measurement, regeneration, charging and discharging programs, various reference values, and various warning messages; And a plurality of channel connection units provided with a heat sink to connect the plurality of battery regeneration boards in a multi-channel manner, wherein the battery regeneration boards are multiplied in a 20 Hz to 50 KHz audio region according to a state of the battery connected to the battery connection terminals. A microcomputer that outputs channel PWM pulses and controls operation processes such as battery measurement, regeneration, charging, and discharging, and comprises a first relay, a second relay, and a relay controller, wherein the relay controller includes a plurality of batteries at a battery connection terminal. And a relay unit configured to selectively control first and second relays according to the control signal of the microcomputer.

본 발명의 상기 축전지 재생 보드는 상기 채널 연결부에 축전지 재생 보드가 복수개 연결되는 경우, 딥 스위치를 통해 마스터 또는 슬레이브 상태를 설정하는 상태 설정부와; 상기 마이컴으로부터 출력되는 멀티 채널 PWM 펄스들을 입력받아 하이 사이드와 로우 사이드로 스위칭 제어하여 출력하는 PWM 펄스 스위칭 제어부; 축전지의 충전 전류 및 방전 전류를 션트 저항을 통해 측정하여 측정된 값을 DC전압으로 AD 변환(Analog to Digital Conversion)하고, 변환된 값을 상기 마이컴으로 입력하는 전류 측정부; 축전지의 내부 임피던스와 CCA(Cold Cranking Ampere), RC(Reserve Capacity)를 측정하고, 이를 상기 마이컴으로 입력하는 축전지 상태 측정부; 축전지의 단자에 접촉되는 온도 센서를 통해 축전지의 재생, 충전, 방전 동작시 축전지에 발생하는 온도를 검출하고, 이 검출된 값을 AD 변환(Analog to Digital Conversion)하여 상기 마이컴으로 입력하는 축전지 온도 측정부; 축전지의 전압을 측정하여 상기 마이컴으로 입력하는 축전지 전압 측정부; 장치의 내부 온도를 측정하여 상기 마이컴으로 입력하는 내부 온도 측정부; 및 외부 기기와 연결 접속되는 RS-232 포트와 USB 포트가 구비된 외부기기 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The battery regeneration board of the present invention includes a state setting unit for setting a master or slave state through a dip switch when a plurality of battery regeneration boards are connected to the channel connection unit; A PWM pulse switching controller configured to receive the multi-channel PWM pulses output from the microcomputer and to control switching to a high side and a low side; A current measuring unit configured to measure the charging current and the discharging current of the storage battery through a shunt resistor, converting the measured value into a DC voltage (Analog to Digital Conversion), and inputting the converted value to the microcomputer; A battery state measuring unit which measures an internal impedance of a battery, a cold cranking ampere (CCA), and a reserve capacity (RC), and inputs the same to the microcomputer; Detects the temperature generated by the battery during the regeneration, charging, and discharging operation of the battery through a temperature sensor in contact with the terminal of the battery, and measures the battery temperature input to the microcomputer by AD conversion (Analog to Digital Conversion). part; A battery voltage measuring unit measuring a voltage of a battery and inputting the battery to the microcomputer; An internal temperature measuring unit which measures an internal temperature of a device and inputs it to the microcomputer; And an external device connection unit having an RS-232 port and a USB port connected to and connected to an external device.

본 발명의 상기 마이컴은 전원이 공급되면 상기 채널 연결부에 연결된 상기 축전지 재생 보드의 상태 설정부를 체크하여, 채널 연결부에 축전지 재생 보드가 복수개 연결되었는지 판별하고, 상기 채널 연결부에 마스터 및 슬레이브 다채널이 연결된 경우, 마스터 및 슬레이브로 설정된 축전지 재생 보드의 릴레이부를 온시켜 상기 축전지 연결단자와 축전지 연결상태를 체크한 후, 마스터 축전지 재생 보드에 연결된 축전지의 순서대로 축전지 측정, 재생, 충전, 방전 등의 동작과정을 제어하는 것을 특징으로 한다.The microcomputer of the present invention checks the state setting unit of the battery regeneration board connected to the channel connection unit when power is supplied, determines whether a plurality of battery regeneration boards are connected to the channel connection unit, and the master and slave multichannels are connected to the channel connection unit. In this case, the relay unit of the battery regeneration board set as the master and the slave is turned on to check the connection state between the battery connection terminal and the battery, and the operation process of measuring, regenerating, charging, and discharging the battery in order of the battery connected to the master battery regeneration board. It characterized in that to control.

본 발명의 상기 다중 접속식 축전지 재생장치는 본체의 양쪽 측면에 장치의 이동을 돕는 손잡이부가 설치되고, 본체의 전면에 장치의 동작 상태를 설정 및 표시하는 터치 스크린 기능이 구비된 화면 표시부가 설치되며, 본체의 후면에 일체형 AC 인렛(INLET)과 AC전원 스위치, DC전원 입력단자, 복수의 DC전원 스위치, 복수의 RS-232 포트, 복수의 USB 포트, 복수의 축전지 연결단자 등이 설치되는 것을 특징으로 한다.The multi-connected battery regeneration device of the present invention is provided on both sides of the main body is provided with a handle for helping the movement of the device, the front of the main body is provided with a screen display unit provided with a touch screen function for setting and displaying the operating state of the device An integrated AC inlet, AC power switch, DC power input terminal, a plurality of DC power switches, a plurality of RS-232 ports, a plurality of USB ports, and a plurality of battery connection terminals are installed on the rear of the main body. It is done.

본 발명의 상기 본체에 설치된 DC전원 입력단자를 통해 외부 DC전원을 입력받는 DC전원 입력부가 구비되고, 상기 축전지 재생 보드에는 채널별로 DC전원 차단부가 구비되며, 상기 DC전원 차단부는 상기 축전지 전압 측정부를 통해 입력되는 축전지의 역접속, 쇼트, 과부하 등의 비정상 상태 검출신호에 따라 턴 오프됨과 동시에 축전지와의 연결이 차단되는 것을 특징으로 한다.The DC power input unit for receiving an external DC power through the DC power input terminal provided in the main body of the present invention is provided, the battery regeneration board is provided with a DC power cut-off unit for each channel, the DC power cut-off unit is the battery voltage measuring unit The battery is turned off according to an abnormal state detection signal such as reverse connection of a battery, a short, an overload, and the connection with the battery is cut off.

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상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 다중 접속식 축전지 재생장치는, 재생 축전지에 멀티 채널 오디오 음향파를 인가하고, 음향파에 의해 생성되는 버블의 폭발에 따라 고열과 충격파가 발생하는 소노루미네센스(Sonoluminescence) 현상을 이용하여 재생 축전지의 극판에 고착된 황산염과 전해질 내부의 황산염을 분쇄 및 분해시켜 축전지를 재생시킬 수 있는 효과가 있다.In the multi-connected battery regeneration device according to the present invention configured as described above, the multi-channel audio acoustic wave is applied to the regenerated battery, and Sonor luminescence which generates high heat and shock waves according to the explosion of bubbles generated by the acoustic wave ( Sonoluminescence is used to pulverize and decompose the sulphate adhered to the electrode plate of the regenerative battery and the sulphate in the electrolyte to regenerate the battery.

또한, 본 발명은 재생 과정에 있는 축전지에 특정 주파수를 인가하여 축전지의 현재 성능을 측정하는 알고리즘을 통해 임피던스, CCA, RC 값 등을 계산하고, 계산된 정보를 화면으로 표시함과 동시에 피드백하여 멀티 채널 PWM 펄스 스위칭을 제어함으로써, 축전지 재생 과정의 편의성을 대폭 향상시킨 장점이 있다.In addition, the present invention calculates the impedance, CCA, RC value, and the like through an algorithm for measuring the current performance of the battery by applying a specific frequency to the battery in the regeneration process, and displays the calculated information on the screen and feedback the multi- By controlling the channel PWM pulse switching, the convenience of the battery regeneration process is greatly improved.

또한, 본 발명은 축전지의 상태에 따라 멀티 채널 PWM 펄스 스위칭을 통해 충전 및 방전 동작이 동시에 이루어지므로 축전지 재생 시간이 단축되고, 축전지 재생이 완료된 이후에 별도의 방전 테스트를 거치지 않고 사용할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention has a merit that the charging and discharging operation is performed at the same time through the multi-channel PWM pulse switching according to the state of the battery, the battery regeneration time is shortened, and can be used without undergoing a separate discharge test after the battery regeneration is completed. have.

또한, 본 발명은 축전지 관리 알고리즘을 사용하여 축전지를 장시간 사용할 수 있고, 멀티 채널로 구동 가능하므로 많은 양의 축전지를 동시에 충전 및 재생시켜 축전지를 사용하는 태양광, 풍력 등 대용량 발전 및 저장 분야의 신재생 에너지에서도 적용이 가능한 장점이 있다.In addition, the present invention can be used for a long time by using a battery management algorithm, and can be driven in a multi-channel, so that a large amount of storage battery by simultaneously charging and regenerating a large capacity in the field of solar power and wind power generation and storage using a battery There is an advantage that can be applied to renewable energy.

또한, 별도의 DC 전원만으로도 축전지를 재생시킬 수 있으므로 다양한 종류의 장치 또는 축전지에 적용할 수 있어 산업상 쓰임새가 광범위하고, 다양한 산업 분야에 적용이 가능하여 세탁기 등과 같이 많은 종류의 화학 용액이 장시간 사용으로 고형화되는 문제를 해결하는 기술로 사용 가능한 장점이 있다.
In addition, the battery can be regenerated by using a separate DC power supply, so it can be applied to various kinds of devices or batteries, so the industrial use is wide and it can be applied to various industrial fields, and many kinds of chemical solutions such as washing machines are used for a long time. There is an advantage that can be used as a technology to solve the problem of solidification.

도 1은 본 발명에 따른 다중 접속식 축전지 재생장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 축전지 재생 보드의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도.
도 3과 도 4는 도 2에 도시된 축전지 재생 보드의 부분 회로도.
도 5는 본 발명에 따른 다중 접속식 축전지 재생장치의 외관 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 화면 표시부를 통해 표시되는 메뉴 상태를 나타낸 도면.
도 7 내지 11은 본 발명에 따른 다중 접속식 축전지 재생장치의 동작 과정을 나타낸 흐름도.
도 12는 본 발명에 따른 PWM 펄스 스위칭 동작을 설명하기 위한 도면.1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of a multi-connected battery regeneration device according to the present invention.
2 is a configuration diagram schematically showing the configuration of a battery regeneration board shown in FIG.
3 and 4 are partial circuit diagrams of the battery regeneration board shown in FIG.
5 is an external perspective view of a multi-connected battery regeneration device according to the present invention.
6 is a view showing a menu state displayed through the screen display unit according to the present invention.
7 to 11 are flowcharts showing the operation of the multi-connected battery regeneration device according to the present invention.
12 is a view for explaining a PWM pulse switching operation according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 다중 접속식 축전지 재생장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 축전지 재생 보드의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이며, 도 3과 도 4는 도 2에 도시된 축전지 재생 보드의 부분 회로도이다.1 is a schematic view showing the configuration of a multi-connected battery regeneration device according to the present invention, Figure 2 is a schematic view showing the configuration of a battery regeneration board shown in Figure 1, Figures 3 and 4 A partial circuit diagram of the battery regeneration board shown in FIG. 2.

먼저, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 다중 접속식 축전지 재생장치(100)는, 외부로부터 공급되는 AC전원을 입력받는 AC전원 입력부(120)와, 상기 AC전원 입력부(120)로부터 입력되는 AC전원을 DC전원으로 변환하여 출력하는 DC전원 공급부(130), DC전원 입력단자(142)를 통해 외부 DC전원을 입력받는 DC전원 입력부(140), 스피커(152)와 연결되어 경고음 및 각종 경고 메시지를 출력하는 사운드부(150), 축전지 측정, 재생, 충전, 방전 프로그램과 각종 기준값 및 각종 경고 메시지 등이 저장되는 메모리부(160), 터치 스크린 기능이 구비된 화면 표시부(170), 및 히트 싱크(도시되지 않음)가 구비되며 복수개의 축전지 재생 보드(300)가 다중 채널방식으로 접속되도록 하는 복수개의 커넥터가 구비된 채널 연결부(200)를 포함 구성된다.First, as shown in FIGS. 1 to 4, the multi-connected battery regeneration device 100 according to the present invention includes an AC power input unit 120 for receiving AC power supplied from the outside, and the AC power input unit 120. Connected to the DC power supply unit 140, the speaker 152 to receive the external DC power through the DC power supply unit 130, the DC power input terminal 142 to convert the AC power input from the DC power output; Sound unit 150 for outputting warning sounds and various warning messages, memory unit 160 for storing battery measurement, playback, charging and discharging programs and various reference values and various warning messages, and screen display unit 170 having a touch screen function. And a channel connection part 200 having a heat sink (not shown) and having a plurality of connectors for connecting the plurality of battery regeneration boards 300 in a multi-channel manner.

상기 AC전원 입력부(120)는 일체형 AC 인렛(INLET, 122)과 AC전원 스위치(124)가 구비되며, 외부로부터 공급되는 AC전원(AC 220V, 60Hz)을 AC전원 스위치(124)를 통해 온/오프 시킨다.The AC power input unit 120 is provided with an integrated AC inlet 122 and an AC power switch 124, the AC power (AC 220V, 60Hz) supplied from the outside through the AC power switch 124 / Turn off

상기 DC전원 공급부(130)는 AC전원 입력부(120)로부터 입력되는 AC전원(AC 220V, 60Hz)을 DC전원(24V)으로 변환하여 출력하는 SMPS(Switching Mode Power Supply) 타입의 전원장치이다.The DC power supply unit 130 is an SMPS (Switching Mode Power Supply) type power supply that converts and outputs AC power (AC 220V, 60Hz) input from the AC power input unit 120 to DC power 24V.

상기 DC전원 공급부(130)와 상기 DC전원 입력부(140)의 후단에는 DC전원을 온/오프 시키는 DC전원 스위치(132)가 상기 채널 연결부(200)에 연결된 축전지 재생 보드(300)의 개수와 일치되도록 설치된다.At the rear end of the DC power supply unit 130 and the DC power input unit 140, a DC power switch 132 for turning on / off the DC power coincides with the number of battery regeneration boards 300 connected to the channel connection unit 200. It is installed as possible.

상기 메모리부(160)는 축전지 측정, 재생, 충전, 방전 프로그램과 각종 기준값 및 각종 경고 메시지 등이 저장되고, 예를 들어 SD CARD 등과 연결되어 프로그램 업그레이드 및 각종 데이터를 업로드/다운로드 시킬 수 있는 외부 확장기능이 구비된 저장장치이다.The memory unit 160 stores battery measurement, regeneration, charging and discharging programs, various reference values, and various warning messages. For example, the memory unit 160 is connected to an SD card and can be used for program upgrade and various data upload / download. It is a storage device equipped with a function.

상기 화면 표시부(170)는 축전지 측정, 재생, 충전, 방전 상태를 표시하며, 축전지 재생장치의 동작 메뉴를 선택 및 설정하는 터치 스크린 기능이 구비된 예를 들어, 7인치 TFT COLOR LCD 표시장치이다.The screen display unit 170 is, for example, a 7-inch TFT COLOR LCD display device having a touch screen function for displaying battery measurement, regeneration, charging, and discharging states, and selecting and setting an operation menu of the battery regeneration device.

상기 채널 연결부(200)는 적어도 하나 이상의 24PIN 커넥터와 히트 싱크가 구비되며, 복수개의 축전지 재생 보드(300)가 다중 채널방식으로 접속 연결된다.The channel connector 200 is provided with at least one 24PIN connector and a heat sink, and the plurality of battery regeneration boards 300 are connected in a multi-channel manner.

한편, 상기 축전지 재생 보드(300)는, DC전원 변환부(301)와, DC전원 차단부(302), 상태 설정부(303), 외부기기 연결부(304), 축전지 연결단자(308), 마이컴(310), 하이 사이드부(320), 로우 사이드부(330), 전류 측정부(340), 축전지 상태 측정부(350), 축전지 온도 측정부(360), 축전지 전압 측정부(370), 내부온도 측정부(380), 릴레이부(390) 등이 포함된다.The battery regeneration board 300 may include a DC power converter 301, a DC power interrupter 302, a state setting unit 303, an external device connection unit 304, a battery connection terminal 308, and a microcomputer. 310, the high side 320, the low side 330, the current measuring unit 340, the battery state measuring unit 350, the battery temperature measuring unit 360, the battery voltage measuring unit 370, inside The temperature measuring unit 380, the relay unit 390, and the like are included.

상기 DC전원 변환부(301)는 상기 DC전원 공급부(130)로부터 입력되는 DC전원(24V)을 DC전원(12V, 5V)등으로 변환하여 출력한다.The DC power converter 301 converts the DC power 24V input from the DC power supply 130 into DC power 12V and 5V and outputs the same.

상기 DC전원 차단부(302)는 상기 축전지 전압 측정부(370)를 통해 입력되는 축전지의 역접속, 쇼트, 과부하 등의 비정상 상태 검출신호에 따라 턴 오프된다.The DC power cutoff unit 302 is turned off according to an abnormal state detection signal such as reverse connection, short, overload, etc. of the battery input through the battery voltage measuring unit 370.

상기 상태 설정부(303)는 상기 채널 연결부(200)에 축전지 재생 보드(300)가 복수개 연결되는 경우, 예를 들어 딥(Dip) 스위치를 통해 마스터(Master) 또는 슬레이브(Slave) 상태를 설정한다.The state setting unit 303 sets a master or slave state through a dip switch, for example, when a plurality of battery regeneration boards 300 are connected to the channel connection unit 200. .

상기 외부기기 연결부(304)는 외부 기기와 연결 접속되는 예를 들어, 직렬 포트 방식의 RS-232 포트(305)와 USB 포트(306)가 구비된다.The external device connection unit 304 is provided with, for example, a serial port RS-232 port 305 and a USB port 306 connected to an external device.

상기 축전지 연결단자(308)는 예를 들어, 조립성과 편의성을 위해 통상적인 스피커 출력단자를 사용한다. The battery connection terminal 308, for example, uses a conventional speaker output terminal for assembly and convenience.

상기 마이컴(310)은 축전지 연결단자(308)에 연결된 축전지의 상태에 따라 20Hz~50KHz 오디오 영역의 멀티 채널 PWM 펄스를 출력하며, 축전지 재생, 충전, 방전 등의 동작과정을 제어한다.The microcomputer 310 outputs a multi-channel PWM pulse in an audio region of 20 Hz to 50 KHz according to the state of the battery connected to the battery connection terminal 308, and controls operation processes such as battery regeneration, charging, and discharging.

상기 하이 사이드부(H-SIDE, 320)는 축전지의 측정 및 재생 동작과정에서 사용되는 구성으로 제1 내지 제5 PWM 제어부(321 ~ 325)로 구성되며, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 마이컴(310)에서 출력되는 제1 내지 제5 PWM 신호를 버퍼IC(IC1)를 통해 CMOS 레벨 신호에서 TTL 레벨 신호로 변환 출력하고, 이때 상기 마이컴(310)은 피드백되는 예를 들어, 축전지의 상태(임피던스, CCA(Cold Cranking Ampere), RC(Reserve Capacity)), 온도, 전압 등의 정보들을 분석하여 PWM 신호를 멀티 채널 PWM 신호로 변환하여 출력한다.The high side part H-SIDE 320 is configured to be used in a measurement and regeneration operation of a battery, and includes first to fifth PWM controllers 321 to 325. The first to fifth PWM signals output from the 310 are converted into a TTL level signal from a CMOS level signal through a buffer IC IC1, and at this time, the microcomputer 310 is fed back, for example, the state of the battery (impedance). Analyzes information such as CCA (Cold Cranking Ampere), RC (Reserve Capacity), temperature, voltage, etc., and converts the PWM signal into a multi-channel PWM signal.

상기 버퍼IC(IC1)를 거친 출력은 NPN 타입의 트랜지스터(TR1)에 의해 스위칭되어 PWM 신호가 출력되며, 이 PWM 신호의 출력에 따라 MOSFET(F1)가 구동되어 PWM 신호가 출력된다.The output passing through the buffer IC IC1 is switched by the NPN transistor TR1 to output a PWM signal, and the MOSFET F1 is driven according to the output of the PWM signal to output the PWM signal.

상기 PWM 신호는 DC전원 공급부(130)로부터 +24V DC전원이 인가되어 코일(COIL, L1)을 거쳐 상기 MOSFET(F1)의 드레인에 인가되고, 다이오드(D1)를 거쳐 각각의 멀티 채널 PWM 신호의 출력들과 합성(Summing)된 최종 신호가 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 전압 파형(A)으로 출력된다.The PWM signal is applied to the drain of the MOSFET (F1) through a coil (COIL, L1) is applied to the + 24V DC power from the DC power supply 130, the diode of each of the multi-channel PWM signal The final signal summing with the outputs is output as a voltage waveform A, for example as shown in FIG.

상기 최종 출력, 즉 전압 파형(A)은 다이오드(D1)를 거쳐서 나오기 때문에 전압으로는 반파정류 형태로 축전지의 용량에 따라 유동적으로 DC전압 위에 합성되는 리플 형태로 PWM 신호가 출력된다. 여기서, 상기 PWM 신호는 축전지의 상태에 따라 복잡한 파형으로 20Hz ~ 50KHz까지 오디오 영역의 주파수 형태로 출력된다. 또한, 상기 코일(L1)은 주파수나 축전지의 종류에 따라 선택적으로 사용하거나, 또는 사용하지 않을 수도 있다.Since the final output, that is, the voltage waveform A comes out through the diode D1, the PWM signal is output in the form of a ripple synthesized on the DC voltage in a half-wave rectification form according to the capacity of the battery. Here, the PWM signal is output in the form of a frequency of the audio region from 20Hz to 50KHz in a complex waveform according to the state of the battery. In addition, the coil L1 may be selectively used or not used depending on the frequency or the type of storage battery.

도 3에 도시된 전류 파형(B)은 상기 전압 파형(A)이 출력될 때 동시에 출력되는 것으로 상기 축전지 연결단자(308)에 연결된 축전지의 극판에 인가되며, 이 전류 파형(B)은 축전지로 전도되는 전기에너지로서 플레밍의 왼손 법칙에 따라 극판의 진동을 일으키고, 이 진동 주파수는 액체인 묽은 황산 용액 내에서 버블을 발생시키는 소노루미네센스(Sonoluminescence) 현상을 통해 극판에 고착된 황산염 또는 칼슘염 등을 분쇄시키고, 장시간 진동 주파수를 인가하면 전해액 내부의 잔류 황산염 등을 모두 분쇄시켜 원래의 용액으로 재생시킬 수 있게 된다.The current waveform B shown in FIG. 3 is simultaneously output when the voltage waveform A is output and is applied to the pole plate of the battery connected to the battery connection terminal 308. The current waveform B is connected to the battery. Conductive electric energy, which causes the plate to vibrate in accordance with Fleming's left-hand law, and this oscillation frequency is a sulfate or calcium salt that is fixed to the plate by the Sonorluminescence phenomenon that generates bubbles in a dilute solution of sulfuric acid. When the back is pulverized and a vibration frequency is applied for a long time, all residual sulfates in the electrolyte can be pulverized and regenerated into the original solution.

또한, 본 발명은 축전지의 상태가 나쁜 완전 방전되어 폐기해야만 하는 축전지에 충전과 방전용 PWM 펄스를 스위칭하여 극판에 인가함으로써, 축전지 내부의 황산염의 상태를 원상 회복할 수 있도록 하는 것이다.In addition, the present invention is to restore the state of the sulfate inside the battery by switching the PWM pulse for charging and discharging to the electrode plate to the battery which must be discarded and completely discharged in a bad state of the battery.

즉, 축전지의 극판이 심하게 황산염 등으로 부식되어 고착되어 있는 경우, 종래에는 단순히 재생 동작을 시작하기 이전 축전지에 남아 있는 전류를 완전 방전시켰으나, 본 발명에서는 충전 동작과 방전 동작을 번갈아 반복시켜 전류의 방향이 서로 반대가 되도록 하여 축전지의 극판의 진동이 한 방향이 아닌 180도 반대 방향으로도 진동하여 황산염 등의 탈착과 분쇄가 보다 효과적으로 이루어지도록 한 것이다.That is, when the pole plate of the battery is strongly corroded by sulphate or the like, in the related art, the current remaining in the battery is completely discharged before simply starting the regeneration operation. Directions are reversed so that the vibration of the electrode plate of the battery vibrates in the opposite direction of 180 degrees rather than in one direction, so that the desorption and crushing of sulfates can be more effectively performed.

상기 로우 사이드부(L-SIDE, 330)는 축전지의 방전 동작에서 사용되는 구성으로 제1 내지 제5 PWM 펄스 제어부(331 ~ 335)로 구성되며, 축전지로부터 도 4에 도시된 전압 파형(C)과 전류 파형(D)이 상기 로우 사이드부(330)로 인가되면, 축전지의 내부 전기에너지가 상기 로우 사이드부(330)의 방전회로를 통해 방전을 하면서 에너지를 소비하게 된다. The low side part L-SIDE 330 is configured to be used in a discharge operation of a battery and includes first to fifth PWM pulse controllers 331 to 335, and the voltage waveform C illustrated in FIG. 4 from the battery. When the overcurrent waveform D is applied to the low side portion 330, the internal electric energy of the battery consumes energy while discharging through the discharge circuit of the low side portion 330.

이때, 상술한 하이 사이드부(320)의 충전 및 재생 동작과 반대 방향으로 진동하여 전해액 내부에서 극판의 표면에서 버블이 생성되고, 이 생성된 버블의 폭발에 따라 고열과 충격파가 발생하는 소노루미네센스(Sonoluminescence) 현상을 통해 축전지의 극판에 고착된 황산염과 전해질 내부의 황산염을 분쇄 및 분해시켜 축전지를 재생시킬 수 있게 된다.At this time, by vibrating in the opposite direction to the charging and regenerating operation of the high side portion 320 described above, bubbles are generated on the surface of the electrode plate in the electrolyte, and high heat and shock waves are generated by the explosion of the generated bubbles. Through the sense (Sonoluminescence) phenomenon, it is possible to regenerate the battery by pulverizing and decomposing the sulfate fixed on the battery plate and the sulfate inside the electrolyte.

상기 마이컴(310)은 충전과 재생 동작을 하는 구간인 상기 하이 사이드부(320)의 동작 구간과 방전 동작을 하는 상기 로우 사이드부(330)의 동작 구간이 교대로 동작하도록 상기 하이 사이드부(320)와 로우 사이드부(330)를 제어하고, 축전지의 극판이 2배의 효율로 황산염 또는 수산화염들의 탈착과 분쇄가 이루어지며, 이 과정에서 완전 방전된 축전지의 재생이 이루어지면 상기 마이컴(310)은 점진적으로 축전지의 상태에 따라 방전 구간을 줄여 나가면서 충전 구간을 넓히게 된다.The microcomputer 310 operates the high side part 320 such that an operation period of the high side part 320, which is a period for charging and reproducing, and an operation period of the low side part 330, which performs a discharge operation, alternately operate. ) And the low side part 330, and the electrode plate of the battery is twice as efficient as desorption and pulverization of sulfates or hydroxides. In this process, when the battery is completely discharged, the micom 310 is regenerated. Gradually decreases the discharge section according to the state of the battery, thereby widening the charging section.

상기 로우 사이드부(330)에는 상기 마이컴(310)이 제어에 따라 상기 축전지 연결단자(308)에 연결된 축전지의 방전 동작중에 과전류가 발생하는 경우, 축전지 방전 동작을 차단하도록 제어하는 PWM 방전 과전류 제어부(338)가 구비된다.The low side part 330 includes a PWM discharge overcurrent controller for controlling the microcomputer 310 to block the battery discharge operation when an overcurrent occurs during the discharge operation of the battery connected to the battery connection terminal 308 under control. 338 is provided.

상기 전류 측정부(340)는 PWM 펄스 스위칭 제어부(320)와 연결되고, 상기 축전지 연결단자(308)에 연결된 축전지의 충전 전류 및 방전 전류를 션트 저항(Shunt)을 통해 측정하여 측정된 값(AC전압)을 DC전압으로 AD 변환(Analog to Digital Conversion)하고, 변환된 값(DC전압)을 상기 마이컴(310)으로 입력한다. 즉, 상기 전류 측정부(340)는 상기 션트 저항(Shunt)을 통해 축전지로 재생 및 충전되거나 방전되는 전류를 도시되지 않은 측정 소자로 측정하고, 그 값(AC전압)을 AD 변환(Analog to Digital Conversion)하여 변환된 DC전압을 상기 마이컴(310)으로 입력하면, 상기 마이컴(310)은 전류량을 측정하여 과전류나 저전류를 감안하여 PWM 스위칭 주파수 및 듀티(DUTY)비를 조정하는 PWM 스위칭을 수행한다.The current measuring unit 340 is connected to the PWM pulse switching control unit 320, and measured by measuring the charge current and discharge current of the battery connected to the battery connection terminal 308 through the shunt resistor (AC) (AC) AD) (Analog to Digital Conversion) to a DC voltage, and the converted value (DC voltage) is input to the microcomputer 310. That is, the current measuring unit 340 measures the current that is regenerated, charged or discharged into the storage battery through the shunt resistor (Shunt) with a measuring element (not shown), and the value (AC voltage) is converted into AD (Analog to Digital). When the converted DC voltage is input to the microcomputer 310, the microcomputer 310 measures PWM to adjust the PWM switching frequency and duty ratio in consideration of overcurrent or low current. do.

상기 축전지 상태 측정부(350)는 축전지 연결단자(308)에 연결된 축전지의 내부 임피던스와 CCA(Cold Cranking Amperes, 저온 시동 전류), RC(Reserve Capacity, 보유 용량)를 측정하고, 이를 상기 마이컴(310)으로 입력한다.The battery state measuring unit 350 measures an internal impedance of a battery connected to the battery connection terminal 308, a cold cranking amperes (CCA), a reserve capacity (RC), and the microcomputer 310 ).

예를 들어, 상기 로우 사이드부(330)에 1KHz로 PWM 스위칭 동작시키면 상기 축전지 연결부(308)에 연결된 축전지에서는 축전지의 내부 임피던스에 따라 대응하는 미세한 AC전압이 발생하는데, 이 파형은 제3릴레이를 통해 오피엠프(OP AMP) AC 증폭회로에서 증폭되고, AD 변환회로에서 DC전압으로 변환되어 상기 마이컴(310)으로 입력된다. 이때, 상기 마이컴(310)은 메모리부(160)에 저장된 재생 프로그램의 알고리즘에 따라 축전지 내부 임피던스, CCA(Cold Cranking Amperes, 저온 시동 전류), RC(Reserve Capacity, 보유 용량) 값을 계산하여 그에 대응되는 PWM 펄스 스위칭 주파수와 듀티(DUTY)비를 조정하는 재생 동작을 수행한다.For example, when the PWM switching operation is performed at the low side part 330 at 1 KHz, the battery connected to the battery connection part 308 generates a minute AC voltage corresponding to the internal impedance of the battery. It is amplified by the OP AMP AC amplifier circuit, and converted into a DC voltage in the AD conversion circuit is input to the microcomputer 310. At this time, the microcomputer 310 calculates the internal internal impedance, CCA (Cold Cranking Amperes), and RC (Reserve Capacity) values according to the algorithm of the regeneration program stored in the memory unit 160. A regenerative operation is performed to adjust the PWM pulse switching frequency and the duty ratio.

상기 축전지 온도 측정부(360)는 축전지 연결단자(308)에 연결된 축전지의 단자에 접촉되는 예를 들어 K-TYPE 온도 센서를 통해 축전지의 측정, 재생, 충전, 방전 동작시 축전지에 발생하는 온도를 검출하고, 이 검출된 값을 AD 변환(Analog to Digital Conversion)하여 상기 마이컴(310)으로 입력한다. The battery temperature measuring part 360 measures the temperature generated in the battery during the measurement, regeneration, charging, and discharging operation of the battery through, for example, a K-TYPE temperature sensor contacting the terminal of the battery connected to the battery connection terminal 308. After the detection, the detected value is input to the microcomputer 310 by analog to digital conversion.

여기서, 상기 축전지 온도 측정은 축전지 측정, 재생, 충전, 방전 동작과정을 실행하는 동안 축전지의 내부온도가 기준치 이상으로 증가하는 것을 차단하는 것으로, 예를 들어 K-TYPE 온도 센서를 상기 축전지 연결단자(308)를 통해 축전지의 전극에 연결하여 항상 배터리 내부온도를 모니터링하고, 기준치 이상으로 온도가 올라가면 상기 마이컴(310)은 모든 동작을 중지하고 경고 메세지를 화면 표시부(170)와 사운드부(150)을 통해 스피커(152)로 출력한다.Here, the battery temperature measurement is to block the internal temperature of the battery from increasing above the reference value during the battery measurement, regeneration, charging, and discharge operation process, for example, the K-TYPE temperature sensor is connected to the battery connection terminal ( 308 is always connected to the electrode of the battery to monitor the internal temperature of the battery, and when the temperature rises above the reference value, the microcomputer 310 stops all operations and displays a warning message on the screen display unit 170 and the sound unit 150. Output to the speaker 152 through.

상기 축전지 전압 측정부(370)는 축전지 연결단자(308)에 연결된 축전지의 전압을 측정하여 상기 마이컴(310)으로 입력하고, 상기 축전지 연결단자(308)에 연결된 축전지의 역접속, 쇼트, 과부하 등의 비정상 상태를 체크하여 상기 마이컴(310)으로 입력한다. The battery voltage measuring unit 370 measures the voltage of the battery connected to the battery connection terminal 308 and inputs it to the microcomputer 310, and reverse connection, short, overload, etc. of the battery connected to the battery connection terminal 308. Check the abnormal state of the input to the microcomputer 310.

여기서, 상기 마이컴(310)은 축전지 전압 측정부(370)를 통해 입력되는 축전지의 역접속, 쇼트, 과부하 등의 비정상 상태가 검출신호에 따라 채널별로 설치된 DC전원 차단부(302)를 턴 오프시킴과 동시에, 축전지와 연결된 상기 릴레이부(390)의 연결을 차단되도록 제어하여 축전지 재생장치(100)를 보호한다.Here, the microcomputer 310 turns off the DC power cut-off unit 302 installed for each channel according to a detection signal of an abnormal state such as reverse connection, short, or overload of the battery input through the battery voltage measuring unit 370. At the same time, by controlling the connection of the relay unit 390 connected to the battery is blocked to protect the battery regeneration device 100.

상기 내부 온도 측정부(380)는 장치의 내부 온도를 측정하여 상기 마이컴(310)으로 입력한다. 예를 들어 장치 내부의 온도를 모니터링하고, 기준치 이상으로 온도가 올라가면 상기 마이컴(310)은 모든 동작을 중지하고 경고 메세지를 화면 표시부(170)와 사운드부(150)을 통해 스피커(152)로 출력한다.The internal temperature measuring unit 380 measures the internal temperature of the device and inputs it to the microcomputer 310. For example, when the temperature inside the device is monitored and the temperature rises above the reference value, the microcomputer 310 stops all operations and outputs a warning message to the speaker 152 through the screen display unit 170 and the sound unit 150. do.

상기 릴레이부(390)는 제1 릴레이(392)와 제2 릴레이(394), 릴레이 제어부(396)로 구성되며, 복수개의 축전지가 축전지 연결단자(308)를 통해 연결되고, 상기 릴레이 제어부(396)는 상기 마이컴(310)의 제어신호에 따라 제1 및 제2 릴레이(392,394)를 선택 제어한다. The relay unit 390 includes a first relay 392, a second relay 394, and a relay controller 396, and a plurality of batteries are connected through the battery connection terminal 308, and the relay controller 396. ) Selects and controls the first and second relays 392 and 394 according to the control signal of the microcomputer 310.

상기 축전지 재생 보드(300)는 릴레이부(390)를 통해 각각 2개의 릴레이를 사용하여 각각 다른 축전지를 연결할 수 있도록 구성하고, 2개의 축전지를 동시 접속하여 하나의 축전지가 재생 및 충전이 완료되면 자동으로 다른 축전지로 재생 및 충전 작업을 수행할 수 있도록 한다. The battery regeneration board 300 is configured to connect two different batteries using two relays through the relay unit 390, and automatically connects two batteries at the same time when one battery is regenerated and charged. To allow regeneration and charging with other batteries.

도 5는 본 발명에 따른 다중 접속식 축전지 재생장치의 외관 사시도로서, 도 5의 (A)와 (B)에 도시된 바와 같이 상기 다중 접속식 축전지 재생장치(100)는, 본체(110)의 양쪽 측면에 장치의 이동을 돕는 손잡이부(112)가 각각 설치되고, 본체(110)의 전면에 장치의 동작 상태를 설정 및 표시하는 터치 스크린 기능이 구비된 TFT LCD 화면 표시부(170)가 설치되며, 본체(110)의 후면에 일체형 AC 인렛(INLET, 122)과 AC전원 스위치(124), DC전원 입력단자(142), 복수의 DC전원 스위치(142), 복수의 RS-232 포트(314), 복수의 USB 포트(315), 복수의 축전지 연결단자(308) 등이 설치된다.FIG. 5 is an external perspective view of a multi-stage battery regenerator according to the present invention. As shown in FIGS. 5A and 5B, the multi-stage battery regenerator 100 includes a main body 110. As shown in FIG. Handles 112 are provided on both sides to assist the movement of the device, and a TFT LCD screen display unit 170 having a touch screen function for setting and displaying the operating state of the device is installed on the front of the main body 110. On the rear of the main body 110, an integrated AC inlet 122 and an AC power switch 124, a DC power input terminal 142, a plurality of DC power switch 142, a plurality of RS-232 ports 314 A plurality of USB ports 315, a plurality of battery connection terminal 308 is provided.

도 6은 화면 표시부를 통해 표시되는 메뉴 상태를 나타낸 도면으로, 사용자가 도 6의 (A)에 도시된 다양한 메뉴를 각각 선택하면 상기 화면 표시부(170)를 통해 해당 기능이 실행 표시된다.FIG. 6 is a diagram illustrating a menu state displayed through a screen display unit. When a user selects each of the various menus shown in FIG. 6A, a corresponding function is executed and displayed through the screen display unit 170.

사용자가 도 6의 (B)에 도시된 축전지 셋업(Setup) 메뉴의 전압 업/다운 키를 선택하여 충전 전압을 업/다운시킬 수 있고, 이후 측정(Measure) 메뉴를 선택하면 상기 화면 표시부(170)에 예를 들어, 임피터스 값, 전압 값, 축전지의 현재상태 등이 화면으로 표시된다.When the user selects the voltage up / down key of the battery setup menu shown in FIG. 6B to increase or decrease the charging voltage, and then selects the measure menu, the screen display unit 170 For example, the impedance value, voltage value, and current state of the battery are displayed on the screen.

사용자가 도 6의 (C)에 도시된 재생 메뉴를 선택한 후, 시작 또는 정지 버튼을 선택하면 설정된 전압/시간에 따라 재생을 진행하고, 재생시간/전압을 카운트하여 각각 막대그래프 또는 축전지의 현재 상태를 화면으로 표시한다.If the user selects the play menu shown in FIG. Is displayed on the screen.

사용자가 도 6의 (D)에 도시된 충전 메뉴를 선택한 후, 시작 또는 정지 버튼을 선택하면 충전 동작이 수행되고, 화면에는 충전시간, 전류, 전압, 배터리 상태 등이 표시된다. After the user selects the charging menu shown in FIG. 6D and selects a start or stop button, a charging operation is performed, and a charging time, a current, a voltage, and a battery state are displayed on the screen.

사용자가 도 6의 (E)에 도시된 CCA 테스트 메뉴를 선택한 후, 시작 또는 정지 버튼을 선택하면, 화면에는 축전지의 판정결과가 표시되고, 사용자가 도 6의 (F)에 도시된 셋업과 프린터 메뉴를 선택하면, 셋업 및 프린터 화면이 표시된다.
After the user selects the CCA test menu shown in FIG. 6E and selects the start or stop button, the screen displays the judgment result of the battery, and the user displays the setup and printer shown in FIG. 6F. When the menu is selected, the Setup and Printers screen is displayed.

이하, 상기의 구성으로 이루어진 다중 접속식 축전지의 재생장치의 동작 과정에 대하여 설명한다.Hereinafter, an operation process of the regeneration device for a multi-connected storage battery having the above configuration will be described.

도 7 내지 11은 본 발명에 따른 다중 접속식 축전지 재생장치의 동작 과정을 나타낸 흐름도이다.7 to 11 are flowcharts showing the operation of the multi-connected battery regeneration device according to the present invention.

먼저, 도 7 내지 도 11에 도시된 바와 같이 사용자가 다중 접속식 축전지 재생장치(100)의 본체(110) 후면에 AC전원 스위치(122)와 DC전원 스위치(132)를 각각 턴 온(On) 시키면, 상기 축전지 재생 보드(300)에 전원이 공급된다(S300).First, as shown in FIGS. 7 to 11, the user turns on the AC power switch 122 and the DC power switch 132 on the rear of the main body 110 of the multi-connected battery regenerator 100, respectively. In this case, power is supplied to the battery regeneration board 300 (S300).

상기 다중 접속식 축전지 재생장치(100)는 채널 연결부(200)의 채널 연결상태 즉, 상기 축전지 재생 보드(300)의 상태 설정부(303)를 체크하여(S301), 상기 채널 연결부(200)에 상기 축전지 재생 보드(300)가 마스터 및 슬레이브 2채널 이상으로 연결되었는지 판별한다(S302).The multi-connected battery regeneration device 100 checks the channel connection state of the channel connection unit 200, that is, the state setting unit 303 of the battery regeneration board 300 (S301), and checks the channel connection unit 200. It is determined whether the battery regeneration board 300 is connected to two or more master and slave channels (S302).

상기 채널 연결부(200)에 마스터 1채널이 연결된 경우, 마스터로 설정된 상기 축전지 재생 보드(300)의 마이컴(310)은 릴레이부(390)를 온시켜 상기 축전지 연결단자(308)와 축전지의 연결 상태를 체크한다(S303).When the master 1 channel is connected to the channel connecting unit 200, the microcomputer 310 of the battery playing board 300 set as a master turns on the relay unit 390 to connect the battery connecting terminal 308 to the battery. Check (S303).

또한, 상기 채널 연결부(200)에 마스터 및 슬레이브 2채널 이상 연결된 경우, 마스터로 설정된 상기 축전지 재생 보드(300)의 마이컴(310)은 마스터 및 슬레이브 별 축전지 재생 보드(300)의 릴레이부(390)를 온시켜 상기 축전지 연결단자(308)와 축전지의 연결 상태를 체크한다(S304). 여기서, 상기 슬레이브 축전지 재생 보드(300)는 하나 또는 둘 이상일 수도 있다.In addition, when more than two channels of a master and a slave are connected to the channel connection unit 200, the microcomputer 310 of the battery regeneration board 300 set as a master is a relay unit 390 of the battery regeneration board 300 for each master and slave. On to check the connection state between the battery connection terminal 308 and the battery (S304). Here, the slave battery regeneration board 300 may be one or two or more.

상기 마이컴(310)은 상기 축전지 연결단자(308)에 축전지가 연결된 상태인 경우, 상기 축전지 연결단자(308)에 연결된 축전지의 상태, 즉 전압, 역접속, 온도, 누설전류 등을 측정하고(S305), 상기 축전지 연결단자(308)에 연결된 축전지가 정상인지 판별한다(S306).When the storage device is connected to the battery connection terminal 308, the microcomputer 310 measures the state of the battery connected to the battery connection terminal 308, that is, voltage, reverse connection, temperature, leakage current, and the like (S305). In operation S306, it is determined whether the battery connected to the battery connection terminal 308 is normal.

상기 마이컴(310)은 상기 축전지 연결단자(308)에 연결된 축전지의 상태가 정상인 경우, 상기 축전지 연결단자(308)에 연결된 제2 축전지의 상태, 즉 전압, 역접속, 온도, 누설전류 등을 측정하고(S307), 상기 축전지 연결단자(308)에 연결된 축전지가 정상인지 판별한다(S308).The microcomputer 310 measures the state of the second battery connected to the battery connection terminal 308, that is, voltage, reverse connection, temperature, leakage current, and the like when the state of the battery connected to the battery connection terminal 308 is normal. In operation S307, it is determined whether the battery connected to the battery connection terminal 308 is normal (S308).

상기 마이컴(310)은 상기 축전지 연결단자(308)에 연결된 축전지가 모두 정상이 아닌 경우, 상기 화면 표시부(170)를 통해 경고 문구를 화면 표시하고, 상기 사운드부(150)를 통해 경고 문구 또는 경고음을 스피커(152)로 출력한다(S309).The microcomputer 310 displays a warning text on the screen display unit 170 when all of the batteries connected to the battery connection terminal 308 are not normal, and displays a warning text or a warning sound through the sound unit 150. Is output to the speaker 152 (S309).

상기 마이컴(310)은 상기 축전지 연결단자(308)에 연결된 축전지가 모두 정상인 경우, 상기 화면 표시부(170)를 통해 도 6의 (A)에 도시된 바와 같은 사용자 사용 환경설정 메뉴 바탕화면을 표시하고(S310), 사용자 선택 메뉴에 따라 채널별로 상기 축전지 연결단자(308)에 연결된 축전지를 재생, 충전, 방전 과정을 진행한다(S311).When the storage battery connected to the battery connection terminal 308 is all normal, the microcomputer 310 displays the user usage environment setting menu wallpaper as shown in FIG. 6A through the screen display unit 170. In operation S310, the storage battery connected to the battery connection terminal 308 for each channel is regenerated, charged, and discharged according to a user selection menu in operation S311.

한편, 사용자가 도 6의 (B)에 도시된 바와 같이, 상기 축전지 연결단자(308)에 연결된 축전지의 측정 메뉴를 선택한 경우, 상기 마이컴(310)은 메모리부(160)의 축전지 측정 프로그램을 독출하여 상기 축전지 측정 동작을 진행하며(S320), 축전지 측정용 PWM 펄스를 출력한다(S321).Meanwhile, when the user selects the measurement menu of the battery connected to the battery connection terminal 308 as shown in FIG. 6B, the microcomputer 310 reads the battery measurement program of the memory unit 160. By performing the storage battery measurement operation (S320), and outputs a PWM pulse for the battery measurement (S321).

상기 마이컴(310)은 각 구성으로부터 입력되는 축전지 측정값을 분석하고(S322), 분석된 축전지 측정값을 상기 화면 표시부(170)를 통해 화면에 표시한다(S323).The microcomputer 310 analyzes the battery measured values inputted from the respective components (S322), and displays the analyzed battery measured values on the screen through the screen display unit 170 (S323).

사용자가 도 6의 (C)에 도시된 바와 같이, 상기 축전지 연결단자(308)에 연결된 축전지의 재생 메뉴를 선택한 경우, 상기 마이컴(310)은 메모리부(160)의 축전지 재생 프로그램과 기 저장된 기준값을 독출하여 상기 축전지 재생 동작을 진행한다(S330).As illustrated in FIG. 6C, when the user selects a play menu of a battery connected to the battery connection terminal 308, the microcomputer 310 stores a battery play program of the memory unit 160 and a pre-stored reference value. In operation S330, the storage battery is regenerated.

이때, 사용자가 상기 화면 표시부(170)를 통해 표시되는 기준값을 변경 설정하는 경우, 상기 마이컴(310)은 변경된 설정값을 상기 화면 표시부(170)를 통해 표시하고, 변경된 설정값에 따라 축전지 재생 동작을 진행한다(S331).In this case, when the user changes and sets the reference value displayed through the screen display unit 170, the microcomputer 310 displays the changed setting value through the screen display unit 170 and operates the battery according to the changed setting value. Proceed to step S331.

상기 마이컴(310)은 설정값에 따라 축전지 성능을 즉, 임피던스, CCA, 전류, 전압 등을 측정하며(S332), 축전지 측정용 PWM 펄스를 출력하고(S333), 각 구성으로부터 입력되는 축전지 측정값을 분석한다(S334).The microcomputer 310 measures the battery performance, that is, impedance, CCA, current, voltage, etc. according to a set value (S332), outputs a PWM pulse for measuring the battery (S333), the battery measured value input from each configuration It is analyzed (S334).

상기 마이컴(310)은 분석된 축전지 측정값을 근거로 축전지 재생용 PWM 멀티 출력 제어 동작을 진행하며(S335), 사용자에 의해 설정된 목표치에 도달하였는지 판단하고(S336), 재생 축전지에 대한 재생 과정이 반복되는 횟수를 카운트한다(S337).The microcomputer 310 proceeds with the PWM multi-output control operation for battery regeneration based on the analyzed battery measurement value (S335), determines whether the target value set by the user is reached (S336), and the regeneration process for the regenerated battery is performed. The number of times to be repeated is counted (S337).

도 12는 본 발명에 따른 PWM 펄스 스위칭 동작을 설명하기 위한 도면이다.12 is a view for explaining a PWM pulse switching operation according to the present invention.

상기 마이컴(310)의 PWM 펄스 스위칭 동작을 도 12를 참고하여 살펴보면, 상기 마이컴(310)은, 도 12의 (A)에 도시된 바와 같이 초기에 하이 사이드 펄스(1,2,3,4,5)를 동일한 주기로 스위칭하며, 점차적으로 전압과 전류가 설정된 값에 도달하면, 하이 사이드(H-SIDE) 펄스(2.3.4.5)를 겹치지 않도록 듀티(Duty)비를 넓히고 스위칭되는 주기를 뒤쪽으로 넓혀서 스위칭한다.Referring to FIG. 12 for the PWM pulse switching operation of the microcomputer 310, the microcomputer 310 initially has high side pulses 1, 2, 3, 4, 5) in the same cycle, gradually increase the duty ratio and widen the switching cycle backward so that the high side (H-SIDE) pulse (2.3.4.5) does not overlap when the voltage and current reaches the set value. Switch.

상기 마이컴(310)은 상기 축전지의 상태에 따라 충전용 하이 사이드부(320) PWM을 진행하면서 방전용 로우 사이드부(330) PWM 동작을 진행하고, 상기 축전지의 임피던스와 전압, 전류, CCA 등을 상기 축전지 상태 측정부(350)을 통해 측정하여 측정된 값이 정상적인 상태로 판단되면, 점차적으로 로우 사이드부(330)를 줄여나간다.The microcomputer 310 proceeds with the low side part 330 PWM operation for discharging while performing the charge high side part 320 PWM according to the state of the battery, and the impedance, voltage, current, CCA, and the like of the battery. When the measured value measured by the battery state measuring unit 350 is determined to be a normal state, the low side portion 330 is gradually reduced.

예를 들어, 상기 로우 사이드부(330)의 PWM 펄스 제어부(331)과 PWM 펄스 제어부(331)만 포트로 사용하고, 나머지 PWM 펄스 제어부(333,334,335)는 초기에만 진행하며 점차 방전이 줄어들면 동작을 차단하여 사용하지 않고, 상기 PWM 펄스 제어부(331,332)만 PWM 진폭을 변경하여 방전 동작을 수행한다.For example, only the PWM pulse controller 331 and the PWM pulse controller 331 of the low side unit 330 are used as ports, and the remaining PWM pulse controllers 333, 334, and 335 proceed only at an initial stage, and the discharge is gradually reduced. Instead of blocking and using, only the PWM pulse controllers 331 and 332 change the PWM amplitude to perform a discharge operation.

여기서, 축전지의 충전과 방전을 반복적으로 진행하는 것은 급속 충전과 방전 동작을 진행하여 그 진동폭이 커지도록 함으로써 소노루미네센스(Sonoluminescence) 현상을 극대화시켜 충전지 내부의 황산염을 효과적으로 제거할 수 있도록 된 것이다.Here, the repetition of charging and discharging of the battery is performed to rapidly remove the sulphate inside the rechargeable battery by maximizing the sonoluminescence phenomenon by performing the rapid charging and discharging operation to increase the vibration width thereof. .

또한, 도 12의 (B)에 도시된 바와 같이 상기 축전지의 상태가 매우 나빠 방전을 극대화해야 하는 경우, 상기 하이 사이드부(320)와 상기 로우 사이드(330)를 동기화하여 많은 양의 전류를 충전 및 방전하는 루틴을 구동하게 된다. In addition, as shown in FIG. 12B, when the state of the battery is very bad and the discharge needs to be maximized, the high side part 320 and the low side 330 are synchronized to charge a large amount of current. And a routine for discharging.

도 12의 (C)는 상기 축전지에 인가되는 전류와 PWM 주파수와 진폭의 상관관계를 나타낸 그래프로서, 인가되는 전류가 많을수록 PWM 진폭과 주파수를 조정하며, 이 값을 읽어 들이고 전압, 전류, 임피던스와 CCA를 측정하면서 실제 축전지의 상태를 확인하고 PWM의 주파수와 진폭을 조정하여 가장 효과적인 상태를 찾아 PWM을 인가하는 것이 바람직하다.12 (C) is a graph showing the correlation between the current and PWM frequency and amplitude applied to the battery, and as more currents are applied, the PWM amplitude and frequency are adjusted, and this value is read and voltage, current, impedance and While measuring CCA, it is desirable to check the actual state of the battery and adjust the frequency and amplitude of PWM to find the most effective state and apply PWM.

상기 재생 축전지가 목표치에 도달하지 못한 경우, 상기 마이컴(310)은 축전지 재생 시간 및 재생 횟수를 확인하고(S338), 축전지 재생 시간과 재생 횟수가 설정값을 초과한 경우에는 상기 화면 표시부(170)를 통해 축전지 불량판정을 표시함과 동시에, 상기 사운드부(150)를 통해 축전지 불량판정 메시지 및 축전지 불량판정 경고음을 스피커(152)로 출력한다(S339)When the regeneration battery does not reach the target value, the microcomputer 310 checks the battery regeneration time and the number of regenerations (S338). When the regeneration battery and the regeneration time exceed the set value, the screen display unit 170 At the same time, the battery failure determination is displayed, and the battery failure determination message and the battery failure determination warning sound are output through the sound unit 150 to the speaker 152 (S339).

또한, 상기 재생 축전지가 목표치에 도달한 경우, 상기 마이컴(310)은 재생 완료된 축전지의 측정값을 상기 화면 표시부(170)를 통해 화면에 표시하고(S340), 상기 화면 표시부(170)를 통해 재생 완료 메시지를 화면에 표시함과 동시에, 상기 사운드부(150)를 통해 재생 완료 메시지 및 재생 완료음을 스피커(152)로 출력한다(S341).In addition, when the regenerative battery reaches a target value, the microcomputer 310 displays the measured value of the regenerated battery on the screen through the screen display unit 170 (S340) and plays back through the screen display unit 170. At the same time as displaying the completion message on the screen, and outputs the reproduction completion message and the reproduction completion sound to the speaker 152 through the sound unit 150 (S341).

사용자가 도 6의 (D)에 도시된 바와 같이, 상기 축전지 연결단자(308)에 연결된 축전지의 충전 메뉴를 선택한 경우, 상기 마이컴(310)은 메모리부(160)의 축전지 충전 프로그램과 기 저장된 기준값을 독출하여 상기 축전지 충전 동작을 진행한다(S350).As shown in FIG. 6D, when the user selects the charging menu of the battery connected to the battery connection terminal 308, the microcomputer 310 stores the battery charging program of the memory unit 160 and a pre-stored reference value. Read and proceed with the battery charging operation (S350).

이때, 사용자가 상기 화면 표시부(170)를 통해 표시되는 기준값을 변경 설정하는 경우, 상기 마이컴(310)은 변경된 설정값을 상기 화면 표시부(170)를 통해 표시하고, 변경된 설정값에 따라 축전지 충전 동작을 진행한다(S351).In this case, when the user changes and sets the reference value displayed through the screen display unit 170, the microcomputer 310 displays the changed setting value through the screen display unit 170 and charges the battery according to the changed setting value. Proceed to step (S351).

상기 마이컴(310)은 설정값에 따라 축전지 성능을 즉, 임피던스, CCA, 전류, 전압 등을 측정하며(S352), 축전지 측정용 PWM 펄스를 출력하고(S353), 각 구성으로부터 입력되는 축전지 측정값을 분석한다(S354).The microcomputer 310 measures the battery performance, that is, impedance, CCA, current, voltage, etc. according to a set value (S352), outputs a PWM pulse for measuring the battery (S353), and the measured battery value input from each configuration It is analyzed (S354).

상기 마이컴(310)은 분석된 축전지 측정값을 근거로 축전지 충전용 PWM 멀티 출력 제어 동작을 진행하며(S355), 사용자에 의해 설정된 목표치에 도달하였는지 판단하고(S356), 축전지에 대한 충전 과정이 반복되는 횟수를 카운트한다(S357).The microcomputer 310 performs the PWM multi-output control operation for charging the battery based on the analyzed battery measurement value (S355), determines whether the target value set by the user has been reached (S356), and the charging process for the battery is repeated. The number of times of operation is counted (S357).

상기 축전지가 목표치에 도달하지 못한 경우, 상기 마이컴(310)은 축전지 충전 시간 및 충전 횟수를 확인하고(S338), 축전지 충전 시간과 충전 횟수가 설정값을 초과한 경우에는 상기 화면 표시부(170)를 통해 축전지 불량판정을 표시함과 동시에, 상기 사운드부(150)를 통해 축전지 불량판정 메시지 및 축전지 불량판정 경고음을 스피커(152)로 출력한다(S359).When the battery does not reach the target value, the microcomputer 310 checks the battery charge time and the number of charges (S338). When the battery charge time and the number of charges exceed the set value, the screen display unit 170 is displayed. At the same time, the battery failure determination is displayed, and the battery failure determination message and the battery failure determination warning sound are output to the speaker 152 through the sound unit 150 (S359).

또한, 상기 축전지가 목표치에 도달한 경우, 상기 마이컴(310)은 충전 완료된 축전지의 측정값을 상기 화면 표시부(170)를 통해 화면에 표시하고(S360), 상기 화면 표시부(170)를 통해 충전 완료 메시지를 화면에 표시함과 동시에 상기 사운드부(150)를 통해 충전 완료 메시지 및 충전 완료음을 스피커(152)로 출력한다(S361).In addition, when the storage battery reaches a target value, the microcomputer 310 displays the measured value of the charged battery on the screen through the screen display unit 170 (S360), and completes the charging through the screen display unit 170. A message is displayed on the screen and a charge completion message and a charge completion sound are output to the speaker 152 through the sound unit 150 (S361).

사용자가 도 6의 (E)에 도시된 바와 같이, 상기 축전지 연결단자(308)에 연결된 축전지의 방전 메뉴를 선택한 경우, 상기 마이컴(310)은 메모리부(160)의 축전지 방전 프로그램과 기 저장된 기준값을 독출하여 상기 축전지 충전 동작을 진행한다(S370).As shown in FIG. 6E, when the user selects the discharge menu of the battery connected to the battery connection terminal 308, the microcomputer 310 stores the battery discharge program of the memory unit 160 and a pre-stored reference value. Read and proceed with the battery charging operation (S370).

이때, 사용자가 상기 화면 표시부(170)를 통해 표시되는 기준값을 변경 설정하는 경우, 상기 마이컴(310)은 변경된 설정값을 상기 화면 표시부(170)를 통해 표시하고, 변경된 설정값에 따라 축전지 방전 동작을 진행한다(S371).In this case, when the user changes and sets the reference value displayed through the screen display unit 170, the microcomputer 310 displays the changed setting value through the screen display unit 170 and discharges the battery according to the changed setting value. Proceed to step S371.

상기 마이컴(310)은 설정값에 따라 축전지 성능을 즉, 임피던스, CCA, 전류, 전압 등을 측정하고 축전지 방전용 PWM 펄스를 출력하며(S372), 각 구성으로부터 입력되는 축전지 측정값을 분석한다(S373).The microcomputer 310 measures battery performance, that is, impedance, CCA, current, voltage, etc. according to a set value, outputs a PWM pulse for battery discharge (S372), and analyzes battery measurement values input from each configuration ( S373).

상기 마이컴(310)은 분석된 축전지 측정값을 근거로 축전지 방전용 PWM 멀티 출력 제어 동작을 진행하며, 사용자에 의해 설정된 목표치에 도달하였는지 판단한다(S374).The microcomputer 310 performs the PWM multi-output control operation for discharging the battery based on the analyzed battery measurement value, and determines whether the target value set by the user has been reached (S374).

상기 축전지가 목표치에 도달하지 못한 경우, 상기 마이컴(310)은 축전지 방전용 PWM 멀티 출력 제어 동작을 반복 진행하며, 상기 축전지가 목표치에 도달한 경우, 방전된 축전지의 측정값을 상기 화면 표시부(170)를 통해 화면에 표시한다(S375).When the battery does not reach the target value, the microcomputer 310 repeatedly performs the PWM multi output control operation for battery discharge. When the battery reaches the target value, the microcomputer 310 displays the measured value of the discharged battery on the screen display unit 170. Display on the screen through (S375).

사용자가 상기 화면 표시부(170)로 표시되는 메뉴 중에 미도시된 자동 모드를 선택한 경우, 상기 마이컴(310)은 메모리부(160)의 축전지 측정, 재생, 충전, 방전 자동모드 프로그램과 기 저장된 기준값을 독출하여 상기 축전지 측정, 재생, 충전, 방전 자동모드를 동작 진행하고, 이 진행과정을 상기 화면 표시부(170)를 통해 화면에 표시한다.When the user selects an automatic mode not shown in the menu displayed on the screen display unit 170, the microcomputer 310 stores the battery measurement, regeneration, charging and discharging automatic mode program of the memory unit 160 and previously stored reference values. Read and proceed the operation of the battery measurement, regeneration, charging, discharge automatic mode, and displays the progress on the screen through the screen display unit 170.

상술한 바와 같이, 본 발명은 오디오 재생과 같은 D클래스 앰프의 출력과 유사한 방식으로 PWM 펄스 스위칭을 인가하여, 고정된 주파수의 PWM 펄스 스위칭 전압 및 전류방식으로는 황산염의 탈착이 어렵고 장시간이 필요하므로 복잡한 합성 PWM 펄스 스위칭 전압 및 전류 파형을 여러 개의 멀티 채널 PWM 펄스 스위칭 방식으로 만들어내어 축전지에 인가함으로써, 축전지 극판에 부착된 다양한 크기의 황산염들이 균일하게 탈착되고 분해되어 축전지 재생이 정상적으로 이루어질 수 있게 된다.As described above, the present invention applies PWM pulse switching in a manner similar to the output of a D-class amplifier such as audio reproduction, so that the sulfate is difficult to desorb and a long time is required by the PWM pulse switching voltage and current method of fixed frequency. By generating complex synthetic PWM pulse switching voltage and current waveforms using multiple multi-channel PWM pulse switching methods and applying them to the battery, various sizes of sulfates attached to the battery plate are uniformly desorbed and decomposed to allow for normal battery regeneration. .

또한, 종래의 공개 기술에서는 다양한 종류의 축전지를 단일한 방식으로 재생함으로 축전지의 손상 및 파괴가 심각하며 실제 실용상 문제가 많은 기술이라고 할 수 있지만, 본 발명에서는 각각의 축전지의 내부 임피던스를 재생 이전과 재생진행중, 재생완료 시점을 계속해서 모니터링하여 축전지의 상태에 따라 맞춤식 재생 및 충전이 가능하게 된다.In addition, in the related art, it is possible to say that the damage and destruction of the batteries are serious and the practical problems are many because the various types of batteries are regenerated in a single manner, but in the present invention, the internal impedance of each battery is regenerated before regeneration. During the regeneration process, the regeneration completion point is continuously monitored to allow for customized regeneration and charging according to the battery condition.

한편, 축전지의 재생은 기본적으로 축전지 극판에 부착된 황산염을 탈착하고 내부의 고형화되어 있는 황산염들 역시 분쇄하여 정상적인 황산으로 되돌리는 과정을 통해 다시 (+)PbO2 + 2H2SO4 + (-)Pb <=> PbSO4 +2H20 + PbSO4 반응을 할 수 있도록 한다.On the other hand, the regeneration of the battery is basically carried out by desorbing the sulfate attached to the battery plate and crushing the solidified sulfate inside to return to normal sulfuric acid, again (+) PbO2 + 2H2SO4 + (-) Pb <=> Allow PbSO4 + 2H20 + PbSO4 reaction.

이때, 축전지의 극판에 부착되어 있거나 내부에 고형화되어 있는 황산염들을 다시 미세한 조각으로 분해하기 위하여 축전지 극판에 고전류의 특정 주파수의 PWM 펄스를 인가하면 극판의 고유 진동값과 일치하는 경우 극판은 마치 스피커의 진동판처럼 힘을 받아 진동을 시작한다. 이와 같은 현상은 스피커 진동판의 진동이론과 같이 플레밍의 왼손법칙에 따라 이루어진다. 상기 축전지의 극판으로 하여금 진동하도록 하는 가장 큰 팩터(Factor)는 특정 주파수의 단속적으로 흐르는 대전류이며 이것에 의해 극판은 미세하게 진동을 하며 실제 그 소음 역시 청취가 가능하다.At this time, if a high-current PWM pulse is applied to the battery pole plate in order to decompose the sulfates attached to the pole plate of the battery or solidified inside into fine pieces, the pole plate is the same as that of the speaker. Like a diaphragm, the force starts to vibrate. This phenomenon is based on Fleming's left-hand law, as is the vibration theory of the speaker diaphragm. The largest factor that causes the pole plate of the battery to vibrate is a large current flowing intermittently at a specific frequency, whereby the pole plate vibrates finely and can actually hear the noise.

종래에 공지된 기술은 고주파의 고전압을 사용하여 실제 극판의 진동수가 너무 높아 황산염의 탈착과 분해효율이 낮아 장시간에 걸쳐 재생이 진행되어야 원하는 재생효율을 가질 수 있었다. 일반적인 축전지의 극판의 진동과 황산염의 탈착에 가장 적합한 주파수는 오디오 대역인 저주파(200Hz ~ 30KHz) 사이에 분포하며 이 주파수를 인가하여야만 가장 효율적인 황산염의 탈착 및 분쇄과정으로 좋은 재생결과를 얻을 수 있다. 물론, 납축전지의 묽은 황산용액에서의 주파수와 다른 종류의 칼슘축전지에서의 주파수는 각각 다르며 이에 맞추어 다르게 인가하여야 한다. The conventionally known technology has a high frequency of high voltage, the frequency of the actual electrode plate is so high that the desorption and decomposition efficiency of the sulphate is low, the regeneration must be carried out for a long time to have the desired regeneration efficiency. The most suitable frequency for vibration and desorption of sulphate plate of general battery is distributed between low frequency (200Hz ~ 30KHz), which is an audio band, and only if this frequency is applied, the most efficient sulphate desorption and grinding process can produce good regeneration result. Of course, the frequency in the dilute sulfuric acid solution of the lead acid battery and the frequency of the other types of calcium battery are different and should be applied differently accordingly.

실제 실험 결과로는 단속적으로 흐르는 PWM 펄스 전류는 예를 들어, 5A 이상이 되어야 효율을 가지며 만일 축전지의 용량이 크면 클수록 그 전류는 높아져서 100AH 타입의 납축전지 경우는 10A 이상 대전류를 인가해야 극판의 진동을 일으킬 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 축전지 내부 극판의 진동을 일으키면 전해질 자체에 미세한 충격파를 형성시켜 고형질의 황산염을 분쇄하는 메커니즘으로 종래의 공개 기술과는 차별화된 것이다.As a result of the actual experiment, the PWM pulse current flowing intermittently is more than 5A for efficiency, and if the capacity of the battery is large, the current is higher.In the case of 100AH type lead acid battery, a large current must be applied at least 10A. May cause As described above, the present invention is a mechanism for pulverizing solid sulfate by forming a fine shock wave in the electrolyte itself when vibration of the internal electrode plate of the battery is different from that of the related art.

본 발명은 소노루미네센스(Sonoluminescence) 분야의 이론에 따라 실제로 실험을 통하여 사운드 주파수에 따라 생기는 버블이 터지면서 충격파와 고열의 에너지를 생성한다는 자연현상을 이용한 것으로, 즉 액체 속에서 음향파를 일으키면 그 음향파의 파장과 크기, 압력에 의존하여 버블이 생기고 그 버블이 터지면서 수천도 이상의 고열이 발생하고 그 폭발에 따라 충격파가 발생한다. 이 버블이 터지면서 발생하는 고열과 충격파는 극판에 부착된 황산염을 분쇄하고 다시 황산으로 되돌리는 반응을 일으키게 된다.According to the theory of the field of Sonorluminescence, the present invention utilizes the natural phenomenon that the bubble generated according to the sound frequency is exploded through the experiment to generate shock waves and high heat energy. Depending on the wavelength, magnitude, and pressure of the acoustic wave, bubbles are formed, and when the bubbles burst, high heat of thousands of degrees or more is generated and shock waves are generated by the explosion. The high heat and shock waves generated by the bursting of the bubbles cause a reaction to crush the sulfate attached to the plate and return it back to sulfuric acid.

하지만 너무 강한 버블의 폭발은 도리어 극판의 손상을 가져오기 때문에 적절한 수준으로 제어해야 축전지 극판의 안전성을 유지하고 축전지의 재생을 할 수 있게 된다. 본 발명에서는 적절한 크기의 버블의 생성이 원활하게 되도록 다양한 실험 데이터를 통해 알고리즘을 구성한 것이다.However, the explosion of bubbles that are too strong can damage the pole plate, so proper control is required to maintain the safety of the pole plate and to regenerate the battery. In the present invention, the algorithm is configured through various experimental data so as to smoothly generate bubbles of appropriate size.

따라서 축전지 내부의 전해질 속의 고형화된 황산염의 분쇄에 가장 적합한 기술은 오디오 음향대역의 음향파 주파수 영역에서 강한 압력을 인가하는 방식의 장치를 사용해야만 한다.Therefore, the most suitable technique for the crushing of solidified sulphate in the electrolyte inside the battery should use a device that applies a strong pressure in the acoustic frequency range of the audio sound band.

이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또 다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.As mentioned above, preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for the purpose of illustration, and those skilled in the art can improve other various embodiments within the spirit and technical scope of the present invention disclosed in the appended claims below. Changes, substitutions or additions will be possible.

100 : 축전지 재생장치 110 : 본체
120 : AC전원 입력부 130 : DC전원 공급부
140 : DC전원 입력부 150 : 사운드부
160 : 화면 표시부 170 : 메모리부
200 : 채널 연결부 300 : 축전지 재생 보드
301 : DC전원 변환부 302 : DC전원 차단부
303 : 상태 설정부 304 : 외부기기 연결부
308 : 축전지 연결단자
310 : 마이컴 320 : 하이 사이드부
330 : 로우 사이드부 340 : 전류 측정부
350 : 축전지 상태 측정부 360 : 축전지 온도 측정부
370 : 축전지 전압 측정부 380 : 내부 온도 측정부
390 : 릴레이부100: battery storage device 110: the main body
120: AC power input unit 130: DC power supply unit
140: DC power input unit 150: sound unit
160: screen display unit 170: memory unit
200: channel connection part 300: battery recycling board
301: DC power conversion unit 302: DC power interrupting unit
303: state setting unit 304: external device connection unit
308: battery connection terminal
310: microcomputer 320: high side part
330: low side portion 340: current measurement unit
350: battery state measuring unit 360: battery temperature measuring unit
370: battery voltage measuring unit 380: internal temperature measuring unit
390: relay unit

Claims (9)

AC전원을 입력받는 AC전원 입력부와; 상기 AC전원 입력부로부터 입력되는 AC전원을 DC전원으로 변환하여 출력하는 DC전원 공급부; 스피커와 연결되어 경고음 및 각종 경고 메시지를 출력하는 사운드부; 터치 스크린 기능이 구비된 화면 표시부; 축전지 측정, 재생, 충전, 방전 프로그램과 각종 기준값 및 각종 경고 메시지 등이 저장되는 메모리부; 및 히트 싱크가 구비되며 복수개의 축전지 재생 보드를 다중 채널방식으로 접속되도록 하는 복수개의 채널 연결부;를 포함하되,
상기 축전지 재생 보드는 축전지 연결단자에 연결된 축전지의 상태에 따라 20Hz~50KHz 오디오 영역의 멀티 채널 PWM 펄스를 출력하고, 축전지 측정, 재생, 충전, 방전 등의 동작과정을 제어하는 마이컴과; 제1 릴레이와 제2 릴레이, 릴레이 제어부로 구성되며, 상기 릴레이 제어부는 축전지 연결단자에 복수개의 축전지가 연결된 경우, 상기 마이컴의 제어신호에 따라 제1 및 제2 릴레이를 선택 제어하는 릴레이부; 상기 채널 연결부에 축전지 재생 보드가 복수개 연결되는 경우, 딥 스위치를 통해 마스터 또는 슬레이브 상태를 설정하는 상태 설정부; 상기 마이컴으로부터 출력되는 멀티 채널 PWM 펄스들을 입력받아 하이 사이드와 로우 사이드로 스위칭 제어하여 출력하는 PWM 펄스 스위칭 제어부; 축전지의 충전 전류 및 방전 전류를 션트 저항을 통해 측정하여 측정된 값을 DC전압으로 AD 변환(Analog to Digital Conversion)하고, 변환된 값을 상기 마이컴으로 입력하는 전류 측정부; 축전지의 내부 임피던스와 CCA(Cold Cranking Ampere), RC(Reserve Capacity)를 측정하고, 이를 상기 마이컴으로 입력하는 축전지 상태 측정부; 축전지의 단자에 접촉되는 온도 센서를 통해 축전지의 재생, 충전, 방전 동작시 축전지에 발생하는 온도를 검출하고, 이 검출된 값을 AD 변환(Analog to Digital Conversion)하여 상기 마이컴으로 입력하는 축전지 온도 측정부; 축전지의 전압을 측정하여 상기 마이컴으로 입력하는 축전지 전압 측정부; 장치의 내부 온도를 측정하여 상기 마이컴으로 입력하는 내부 온도 측정부; 및 외부 기기와 연결 접속되는 RS-232 포트와 USB 포트가 구비된 외부기기 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 접속식 축전지 재생장치.
An AC power input unit for receiving AC power; A DC power supply unit for converting and outputting AC power input from the AC power input unit into DC power; A sound unit connected to the speaker and outputting a warning sound and various warning messages; A screen display unit having a touch screen function; A memory unit for storing battery measurement, regeneration, charging and discharging programs, various reference values, and various warning messages; And a plurality of channel connection parts provided with a heat sink to connect the plurality of battery regeneration boards in a multi-channel manner.
The battery regeneration board may include a microcomputer that outputs multi-channel PWM pulses in an audio region of 20 Hz to 50 KHz according to a state of a battery connected to a battery connection terminal, and controls operation processes of battery measurement, regeneration, charging, and discharging; A relay unit configured to include a first relay, a second relay, and a relay control unit, wherein the relay control unit selects and controls first and second relays according to a control signal of the microcomputer when a plurality of batteries are connected to the battery connection terminal; A state setting unit configured to set a master or slave state through a dip switch when a plurality of battery regeneration boards are connected to the channel connection unit; A PWM pulse switching controller configured to receive the multi-channel PWM pulses output from the microcomputer and to control switching to a high side and a low side; A current measuring unit configured to measure the charging current and the discharging current of the storage battery through a shunt resistor, converting the measured value into a DC voltage (Analog to Digital Conversion), and inputting the converted value to the microcomputer; A battery state measuring unit which measures an internal impedance of a battery, a cold cranking ampere (CCA), and a reserve capacity (RC), and inputs the same to the microcomputer; Detects the temperature generated by the battery during the regeneration, charging, and discharging operation of the battery through a temperature sensor in contact with the terminal of the battery, and measures the battery temperature input to the microcomputer by AD conversion (Analog to Digital Conversion). part; A battery voltage measuring unit measuring a voltage of a battery and inputting the battery to the microcomputer; An internal temperature measuring unit which measures an internal temperature of a device and inputs it to the microcomputer; And an external device connection unit including an RS-232 port and a USB port connected to and connected to an external device.
제 1 항에 있어서,
상기 마이컴은,
전원이 공급되면 상기 채널 연결부에 연결된 상기 축전지 재생 보드의 상태 설정부를 체크하여, 채널 연결부에 축전지 재생 보드가 복수개 연결되었는지 판별하고,
상기 채널 연결부에 마스터 및 슬레이브 다채널이 연결된 경우, 마스터 및 슬레이브로 설정된 축전지 재생 보드의 릴레이부를 온시켜 상기 축전지 연결단자와 축전지 연결상태를 체크한 후,
마스터 축전지 재생 보드에 연결된 축전지의 순서대로 축전지 측정, 재생, 충전, 방전 등의 동작과정을 제어하는 것을 특징으로 하는 다중 접속식 축전지 재생장치.
The method of claim 1,
The microcomputer,
When power is supplied, the state setting unit of the battery regeneration board connected to the channel connection unit is checked to determine whether a plurality of battery regeneration boards are connected to the channel connection unit.
When the master and slave multi-channels are connected to the channel connection unit, the relay unit of the battery regeneration board configured as the master and slave is turned on to check the battery connection terminal and the battery connection state.
A multi-battery regeneration device, characterized in that for controlling the operation of the battery measurement, regeneration, charging, discharge, etc. in order of the storage battery connected to the master battery regeneration board.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 다중 접속식 축전지 재생장치는
본체의 양쪽 측면에 장치의 이동을 돕는 손잡이부가 설치되고,
본체의 전면에 장치의 동작 상태를 설정 및 표시하는 터치 스크린 기능이 구비된 화면 표시부가 설치되며,
본체의 후면에 일체형 AC 인렛(INLET)과 AC전원 스위치, DC전원 입력단자, 복수의 DC전원 스위치, 복수의 RS-232 포트, 복수의 USB 포트, 복수의 축전지 연결단자 등이 설치되는 것을 특징으로 하는 다중 접속식 축전지 재생장치.
The method according to claim 1 or 2,
The multi-connected battery regeneration device
Handles on both sides of the body to help move the device,
On the front of the main body is installed a screen display unit having a touch screen function for setting and displaying the operating state of the device,
An integrated AC inlet, AC power switch, DC power input terminal, a plurality of DC power switches, a plurality of RS-232 ports, a plurality of USB ports, and a plurality of battery connection terminals are installed on the rear of the main body. Multi-connected battery regeneration device.
제 3 항에 있어서,
상기 본체에 설치된 DC전원 입력단자를 통해 외부 DC전원을 입력받는 DC전원 입력부가 구비되고,
상기 축전지 재생 보드에는 채널별로 DC전원 차단부가 구비되며,
상기 DC전원 차단부는 상기 축전지 전압 측정부를 통해 입력되는 축전지의 역접속, 쇼트, 과부하 등의 비정상 상태 검출신호에 따라 턴 오프됨과 동시에 축전지와의 연결이 차단되는 것을 특징으로 하는 다중 접속식 축전지 재생장치.The method of claim 3, wherein
A DC power input unit for receiving external DC power through the DC power input terminal provided in the main body is provided,
The battery regeneration board is provided with a DC power cut-off unit for each channel,
The DC power cut-off unit is turned off in response to an abnormal state detection signal such as reverse connection, short, overload, etc. of the battery input through the battery voltage measuring unit and at the same time disconnected from the battery regeneration device characterized in that the connection to the battery . 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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