KR101280004B1 - Charging system connection type apparatus and method for managing temperature of battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 충전시스템 연계형 배터리 온도관리 장치에 관한 것으로서, 조작신호를 포함한 사용자의 각종 제어신호를 입력받으며, 제어신호에 따라 산출 및 생성되는 정보를 포함한 배터리 온도관리에 관한 각종 정보를 표시하는 신호 입출력부; 상기 신호 입출력부를 통해 온도관리 요구신호가 입력된 경우, 장치의 동작 주기 또는 동작 시간을 입력받아 설정하며, 설정된 동작 주기 또는 동작 시간이 되면, 통신부로 확인신호를 전달하는 시간/주기 설정부; 상기 시간/주기 설정부의 확인신호에 따른 설정된 동작 주기 또는 동작 시간에, 정상적으로 외부 충전시스템과 연결되었는지 확인하고, 현재 배터리 충전이 종료된 대기 상태인지 확인하며, 배터리의 현재 온도정보를 수집하는 통신부; 및 상기 통신부를 통해 수집된 배터리의 현재 온도정보를 바탕으로 외부 전력 공급여부를 판단하고, 외부 전력을 공급하여 배터리의 온도 상승 또는 저하시키는 온도 관리부; 를 포함한다. The present invention relates to a charging system associated battery temperature management apparatus, which receives various control signals of a user including an operation signal, and displays a variety of information on battery temperature management including information calculated and generated according to the control signal. Input and output unit; A time / cycle setting unit configured to receive an operation cycle or an operation time of the device when the temperature management request signal is input through the signal input / output unit, and to transmit a confirmation signal to the communication unit when the operation cycle or operation time is reached; A communication unit configured to check whether the battery is normally connected to an external charging system at a set operation cycle or operation time according to the confirmation signal of the time / period setting unit, determine whether the battery is currently in a standby state, and collect current temperature information of the battery; And a temperature manager configured to determine whether to supply external power based on current temperature information of the battery collected through the communication unit, and supply or reduce the temperature of the battery. .

Description

충전시스템 연계형 배터리 온도관리 장치 및 그 방법{CHARGING SYSTEM CONNECTION TYPE APPARATUS AND METHOD FOR MANAGING TEMPERATURE OF BATTERY}Charging system linked battery temperature management device and its method {CHARGING SYSTEM CONNECTION TYPE APPARATUS AND METHOD FOR MANAGING TEMPERATURE OF BATTERY}
본 발명은 전기자동차용 배터리 온도관리 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 충전시스템과 연계된 대기 상태에서 환경적 노출에 의해 배터리의 온도가 영하로 낮아지거나, 고온 환경에 노출되어 배터리의 온도가 적정범위를 벗어난 상태인 경우, 외부 충전시스템으로부터 공급된 전력을 이용하여 사용자가 설정한 시간 또는 일정 주기로 배터리의 온도를 적정 수준으로 상승 또는 저하시킬 수 있는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery temperature management apparatus and method for an electric vehicle, and more particularly, in the standby state associated with a charging system, the temperature of the battery is lowered to below zero due to environmental exposure, or is exposed to a high temperature environment of the battery. The present invention relates to a device and a method for raising or lowering the temperature of a battery to an appropriate level at a predetermined time or a predetermined period by using power supplied from an external charging system when the temperature is out of an appropriate range.
전기자동차나 플러그인 하이브리드 자동차와 같이 외부 전원계통에서 전기에너지를 공급받아 차량 내 배터리를 충전하여 사용하는 자동차는, 교류전력을 공급받아 차량 내 탑재된 충전기를 이용하여 충전하는 경우, 장시간의 충전시간을 요하게 된다. 따라서, 사용자는 충전을 위해 충전스탠드 혹은 벽걸이형 충전 제어장치 등에 차량을 연결하고 장시간동안 비관리 상태로 방치하는 것이 일반적이다.When an electric power is supplied from an external power system to charge an in-vehicle battery, such as an electric vehicle or a plug-in hybrid car, a long-time charging time may be increased when the in-vehicle battery is charged with AC power. It will cost. Therefore, it is common for a user to connect a vehicle to a charging stand or a wall-mounted charging control device for charging and to leave it unmanaged for a long time.
이때, 차량 내 배터리의 충전이 수행되는 상황에서는 배터리 관리 시스템(Battery Management System)(이하, 'BMS')이 자체적으로 배터리 온도가 적정범위로 유지되도록 배터리 냉각시스템 혹은 가열시스템을 제어하게 된다. At this time, in a situation where the battery in the vehicle is being charged, a battery management system (hereinafter, referred to as 'BMS') may control the battery cooling system or the heating system so that the battery temperature is maintained within an appropriate range.
그러나, 배터리 충전이 종료되어 BMS가 Off모드 혹은 Sleep 모드 상태에 진입하여 동작하지 않게 되면, 차량이 장시간 외부 환경에 노출됨에 따라 배터리 온도가 적정범위를 벗어나 매우 낮아지거나 혹은 매우 높아지는 상황이 발생할 우려가 있고, 이러한 상황은 사용자가 원하는 시점에 차량을 운행하거나 대전력을 요하는 전장품을 동작시키고자 할 때, 배터리가 제대로 성능을 발현하지 못하게 되는 원인이 된다. However, when the battery is not charged and the BMS enters the Off mode or the Sleep mode and is not operated, there is a concern that the battery temperature may be very low or very high beyond the proper range as the vehicle is exposed to the external environment for a long time. In addition, such a situation causes the battery to not properly express its performance when the user wants to operate the vehicle at a desired time or to operate the electronic device requiring high power.
따라서, 차량이 장시간 외부 환경에 노출되는 충전 후 방치상황에서 너무 낮아지거나 혹은 높아진 배터리 온도를, 사용자가 차량을 사용하고자 하는 시점 이전에 미리 적정온도 범위가 되도록 조절하는 것이 필요하다.Therefore, it is necessary to adjust the battery temperature that is too low or too high in the neglect situation after charging, in which the vehicle is exposed to the external environment for a long time, to be in an appropriate temperature range before the time when the user intends to use the vehicle.
한편, 종래 배터리 온도관리 장치와 관련해서는, 한국공개특허 10-1999-0043773호(이하, '선행문헌') 외에 다수 출원 및 공개되어 있다. On the other hand, with respect to the conventional battery temperature management device, a number of applications and publications other than Korea Patent Publication No. 10-1999-0043773 (hereinafter referred to as "prior literature") has been disclosed.
선행문헌에 따른 장치는, 트레이와; 상기 트레이 내에 위치하여 전기 자동차의 동력원으로 사용되는 메인 배터리와; 상기 트레이 양측 중 임의의 한측에 홀을 형성하여 공기를 트레이 내로 유입하는 공기 유입구와; 상기 트레이 한측에 형성된 공기 유입구의 반대측에 홀을 형성하여 트레이 내에 유입된 공기를 배출하는 공기 배출구와; 상기 공기 배출구 홀 내에 구비되어 트레이 내의 유입된 공기를 강제 배출하는 쿨링 팬과; 상기 트레이 내의 온도를 검출하는 온도센서와; 상기 온도센서에서 검출된 온도에 따라 상기 쿨링 팬의 동작을 제어하는 제어장치로 구성된 전기 자동차의 배터리 온도 조절 장치에 있어서, 상기 유입구 홀 내에 구비되어 온,냉방을 수행하는 열전기 모듈과; 상기 열전기 모듈의 온,냉방 상태를 제어하기 위해 릴레이로 구성되어 있어 상기 제어장치에서 출력되는 제어신호에 의해 제어되는 제어기와; 상기 제어기에 전원을 공급하는 보조 배터리; 를 포함하여 이루어진다.An apparatus according to the prior document comprises a tray; A main battery located in the tray and used as a power source of an electric vehicle; An air inlet for forming air in any one of both sides of the tray to introduce air into the tray; An air outlet port forming a hole on an opposite side of the air inlet port formed at one side of the tray to discharge air introduced into the tray; A cooling fan provided in the air outlet hole for forcibly discharging the air introduced into the tray; A temperature sensor detecting a temperature in the tray; A battery temperature control apparatus for an electric vehicle, comprising a control device for controlling an operation of the cooling fan according to a temperature detected by the temperature sensor, the apparatus comprising: a thermoelectric module configured to perform heating and cooling provided in the inlet hole; A controller which is configured by a relay to control the on / cooling state of the thermoelectric module and is controlled by a control signal output from the controller; An auxiliary battery for supplying power to the controller; It is made, including.
그러나, 선행문헌과 같은 종래 기술은, 그 내부에 제어기에 전원을 공급하기 위한 별도의 보조 배터리를 구비해야 하는 한계가 있었다. However, the prior art as in the prior art has a limitation in that a separate auxiliary battery for supplying power to the controller is provided therein.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 외부의 충전시스템과 연계된 상태로 장시간 저온 환경에 노출되어 배터리의 온도가 적정범위 미만으로 낮아지거나, 고온 환경에 노출되어 배터리의 온도가 적정범위를 초과하여 높아진 경우, 배터리 전력의 소모 없이 외부 충전시스템으로부터 공급되는 전력을 이용하여 사용자가 전기자동차를 사용하는 시점에 맞춰 배터리 온도를 적정 수준으로 상승 또는 저하시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다. The present invention has been made in view of the above problems, it is exposed to a low temperature environment for a long time in a state associated with an external charging system, the temperature of the battery is lower than the appropriate range, or exposed to a high temperature environment, the temperature of the battery is appropriate In the case of being increased beyond the range, it provides a device and method that can increase or decrease the battery temperature to an appropriate level according to the time when the user uses the electric vehicle by using the power supplied from the external charging system without consuming the battery power. The purpose is.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 충전시스템 연계형 배터리 온도관리 장치에 관한 것으로서, 조작신호를 포함한 사용자의 각종 제어신호를 입력받으며, 제어신호에 따라 산출 및 생성되는 정보를 포함한 배터리 온도관리에 관한 각종 정보를 표시하는 신호 입출력부; 상기 신호 입출력부를 통해 온도관리 요구신호가 입력된 경우, 장치의 동작 주기 또는 동작 시간을 입력받아 설정하며, 설정된 동작 주기 또는 동작 시간이 되면, 통신부로 확인신호를 전달하는 시간/주기 설정부; 상기 시간/주기 설정부의 확인신호에 따른 설정된 동작 주기 또는 동작 시간에, 정상적으로 외부 충전시스템과 연결되었는지 확인하고, 현재 배터리 충전이 종료된 대기 상태인지 확인하며, 배터리의 현재 온도정보를 수집하는 통신부; 및 상기 통신부를 통해 수집된 배터리의 현재 온도정보를 바탕으로 외부 전력 공급여부를 판단하고, 외부 전력을 공급하여 배터리의 온도 상승 또는 저하시키는 온도 관리부; 를 포함한다. The present invention for achieving the technical problem relates to a battery temperature management device linked to the charging system, and receives various control signals of the user, including the operation signal, to the battery temperature management including information calculated and generated according to the control signal A signal input / output unit for displaying various kinds of information related to the information; A time / cycle setting unit configured to receive an operation cycle or an operation time of the device when the temperature management request signal is input through the signal input / output unit, and to transmit a confirmation signal to the communication unit when the operation cycle or operation time is reached; A communication unit configured to check whether the battery is normally connected to an external charging system at a set operation cycle or operation time according to the confirmation signal of the time / period setting unit, determine whether the battery is currently in a standby state, and collect current temperature information of the battery; And a temperature manager configured to determine whether to supply external power based on current temperature information of the battery collected through the communication unit, and supply or reduce the temperature of the battery. .
한편, 본 발명은 충전시스템 연계형 배터리 온도관리 장치 방법에 관한 것으로서, (a) 신호 입출력부를 통해 온도관리 요구신호가 입력된 경우, 시간/주기 설정부가 장치의 동작 주기 또는 동작 시간을 입력받아 설정하는 단계; (b) 통신부가 상기 시간/주기 설정부의 확인신호에 따른 설정된 동작 주기 또는 동작 시간에, 충전 인렛과 충전 커넥터의 연결을 통해 정상적으로 외부 충전시스템과 연결되었는지 확인하고, BMS 및 OBC와 연결되어, 현재 배터리 충전이 종료된 대기 상태인지 확인하는 단계; (c) 상기 통신부가 배터리의 현재 온도정보를 수집하는 단계; (d) 정상적으로 외부의 충전시스템과 연결되어 있으며, 충전이 종료된 대기 상태에서, 온도 관리부가 상기 통신부를 통해 수집된 배터리의 현재 온도가 적정온도 범위의 최고값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계; (e) 상기 (d) 단계의 판단결과, 배터리의 현재 온도가 적정온도 범위의 최고값을 초과하는 경우, 상기 온도 관리부가 이상상황이라 판단하여, 냉각시스템으로의 전력 공급이 수행되도록 BMS와 OBC로 명령을 전송하여 동작시키며, 상기 외부 충전시스템으로부터 전력을 공급받는 단계; 및 (f) 상기 온도 관리부가 공급된 전력을 이용하여 배터리의 냉각시스템을 동작시켜 배터리의 온도를 저하시키는 단계; 를 포함한다. On the other hand, the present invention relates to a charging system linked battery temperature management apparatus method, (a) when the temperature management request signal is input through the signal input and output unit, the time / period setting unit is set to receive the operating cycle or operating time of the device Making; (b) the communication unit checks whether the communication unit is normally connected to the external charging system through the connection of the charging inlet and the charging connector at the set operation cycle or operation time according to the confirmation signal of the time / cycle setting unit, and is connected to the BMS and the OBC, Checking whether the battery is in a standby state in which charging is completed; (c) collecting, by the communication unit, current temperature information of a battery; (d) determining whether the current temperature of the battery collected through the communication unit exceeds a maximum value of an appropriate temperature range in a standby state in which charging is normally completed and normally connected to an external charging system; (e) As a result of the determination of step (d), if the current temperature of the battery exceeds the maximum value of the proper temperature range, the temperature manager determines that the abnormal situation, so that the power supply to the cooling system is performed BMS and OBC Operating by transmitting a command to and receiving power from the external charging system; And (f) lowering the temperature of the battery by operating the cooling system of the battery using the power supplied by the temperature management unit. .
상기와 같은 본 발명에 따르면, 충전시스템과 연계된 대기 상태에서 환경적 노출에 의해 배터리의 온도가 영하로 낮아지거나, 고온 환경에 노출되어 배터리의 온도가 적정범위를 벗어난 상태인 경우, 배터리 전력의 소모 없이, 외부 충전시스템을 통해 공급되는 전력을 이용하여 사용자가 차량을 사용하고자 하는 시점에 맞춰, 사전에 손쉽게 배터리의 온도를 적정 수준으로 조절할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above, when the temperature of the battery is lowered below zero due to environmental exposure in the standby state associated with the charging system, or when exposed to a high temperature environment the temperature of the battery is out of an appropriate range, Without consumption, by using the power supplied through the external charging system, the user can easily adjust the temperature of the battery to an appropriate level in advance in accordance with the point of time to use the vehicle.
도 1 은 본 발명에 따른 충전시스템 연계형 배터리 온도관리 장치를 개념적으로 도시한 전체 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 충전시스템 연계형 배터리 온도관리 방법에 관한 전체 흐름도.
1 is an overall configuration diagram conceptually showing a charging system linked battery temperature management apparatus according to the present invention.
2 is an overall flowchart of a charging system linked battery temperature management method according to the present invention.
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. It is to be noted that the detailed description of known functions and constructions related to the present invention is omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily blurred.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 충전시스템 연계형 배터리 온도관리 장치에 관하여 도 1 을참조하여 설명하면 다음과 같다. The charging system associated battery temperature management apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 as follows.
도 1 은 본 발명에 따른 충전시스템 연계형 배터리 온도관리 장치(A)를 개념적으로 도시한 전체 구성도로서, 도시된 바와 같이 신호 입출력부(100), 시간/주기 설정부(200), 통신부(300) 및 온도 관리부(400)를 포함하여 이루어진다. 1 is an overall configuration diagram conceptually showing a charging system associated battery temperature management apparatus (A) according to the present invention, as shown in the signal input and output unit 100, time / period setting unit 200, communication unit ( 300 and the temperature management unit 400.
신호 입출력부(100)는 조작신호를 포함한 사용자의 각종 제어신호를 입력받으며, 제어신호에 따라 산출 및 생성되는 정보를 포함한 배터리 온도관리에 관한 각종 정보를 표시한다. 즉, 본 발명에 따른 신호 입출력부(100)는 키 입력이 가능한 터치 스크린, 스피커 등이 포함된 장치일 수도 있으며, 입력부와 출력부가 별도로 구성될 수도 있다.
The signal input / output unit 100 receives various control signals of a user including an operation signal and displays various information regarding battery temperature management, including information calculated and generated according to the control signal. That is, the signal input / output unit 100 according to the present invention may be a device including a touch screen, a speaker, etc., capable of inputting a key, or an input unit and an output unit may be separately configured.
시간/주기 설정부(200)는 신호 입출력부(100)를 통해 온도관리 요구신호가 입력된 경우, 장치의 동작 주기 또는 동작 시간을 입력받아 설정하며, 설정된 동작 주기 또는 동작 시간이 되면, 통신부(300)로 확인신호를 전달한다. When the temperature management request signal is input through the signal input / output unit 100, the time / period setting unit 200 receives and sets an operation cycle or an operation time of the device. When the set operation period or operation time is reached, the communication unit ( And transmits a confirmation signal.
이때, 온도관리 장치의 동작 주기 또는 동작 시간은 사용자가 차량을 사용하고자 하는 시점보다 일정시간(배터리의 온도를 상승 또는 저하시키는데 요구되는 시간) 이전의 시점으로, 배터리 온도관리 장치가 상시 동작하지 않고 설정된 동작 시간 또는 동작 주기에 따라 동작함으로써, 필요치 않은 대기전력을 저감시킬 수 있는 장점이 있다.
At this time, the operation cycle or the operation time of the temperature management device is a point in time before the user wants to use the vehicle (a time required to increase or decrease the temperature of the battery), and the battery temperature management device does not always operate. By operating according to a set operating time or operating cycle, there is an advantage that can reduce unnecessary standby power.
통신부(300)는 시간/주기 설정부(200)의 확인신호에 따른 설정된 동작 주기 또는 동작 시간에, 충전 인렛(30)과 충전 커넥터(40)의 연결을 통해 정상적으로 외부 충전스탠드 등의 외부 충전시스템(50)과 연결되었는지 확인한다.The communication unit 300 normally connects to the charging inlet 30 and the charging connector 40 at the set operation cycle or operation time according to the confirmation signal of the time / period setting unit 200, and external charging system such as an external charging stand. Check that it is connected to (50).
또한, 통신부(300)는 배터리 관리 시스템(Battery Management System)(이하, 'BMS')(10) 및 탑재형 충전기(On-board Charger)(이하, 'OBC')(20) 등과 연결되어, BMS(10) 및 OBC(20)로의 제어신호를 통신한다. In addition, the communication unit 300 is connected to a battery management system (Battery Management System) (hereinafter referred to as 'BMS') 10 and the on-board charger (hereinafter referred to as 'OBC') 20, the BMS (10) and control signals to the OBC 20 are communicated.
구체적으로, BMS(10)와 OBC(20)와의 통신을 통해, 현재 배터리가 충전 중인 상태인지 또는 충전이 종료된 대기 상태인지 여부를 확인하고, 배터리의 현재 온도정보를 수집한다. Specifically, through communication between the BMS 10 and the OBC 20, it is checked whether the battery is currently in a charging state or a standby state in which charging is completed, and collects current temperature information of the battery.
이때, 충전중인 경우, 다음 동작 주기 또는 동작 시간이 될 때까지 온도관리 장치가 대기하도록 하고, 충전이 종료되어 대기 상태인 경우에는, BMS(10) 및 OBC(20)의 동작을 제어한다. At this time, when charging, the temperature management apparatus waits until the next operation cycle or operation time, and when the charging is completed and in the standby state, the operations of the BMS 10 and the OBC 20 are controlled.
한편, 통신부(300)는 배터리의 현재 온도정보가 수집되지 않을 경우, BMS(10)가 Sleep Mode 상태인 것을 판단하고, BMS(10)를 Wake-Up 상태로 동작시킨 후, 현재 온도정보를 수집할 수 있다.
On the other hand, when the current temperature information of the battery is not collected, the communication unit 300 determines that the BMS 10 is in the Sleep Mode state, operates the BMS 10 in the wake-up state, and collects the current temperature information. can do.
정상적으로 외부의 충전시스템과 연결되어 있으며, 배터리 충전이 종료된 대기 상태에서, 온도 관리부(400)는 통신부(300)를 통해 수집된 배터리의 현재 온도정보를 바탕으로 외부 전력 공급여부를 판단하고, 외부 전력을 공급하여 배터리의 온도 상승 또는 저하시키는 기능을 수행하는 바, 상기 도 1 에 도시된 바와 같이 온도 판단모듈(410) 및 공급 제어모듈(420)을 포함한다. Normally connected to the external charging system, in the standby state in which the battery charging is completed, the temperature management unit 400 determines whether the external power supply based on the current temperature information of the battery collected through the communication unit 300, A function of supplying power to increase or decrease the temperature of the battery includes a temperature determination module 410 and a supply control module 420 as shown in FIG. 1.
온도 판단모듈(410)은 통신부(300)를 통해 수집된 배터리의 현재 온도와 적정온도 범위의 값을 비교한다. The temperature determination module 410 compares the current temperature of the battery collected through the communication unit 300 with a value of an appropriate temperature range.
구체적으로, 온도 판단모듈(410)은 통신부(300)를 통해 수집된 배터리의 현재 온도가 적정온도 범위의 최고값을 초과하는지 여부를 판단하며, 배터리의 현재 온도가 적정온도 범위의 최고값 이하인 경우, 배터리의 현재 온도가 적정온도 범위의 최저값 미만인지 여부를 판단한다. Specifically, the temperature determining module 410 determines whether the current temperature of the battery collected through the communication unit 300 exceeds the maximum value of the proper temperature range, and when the current temperature of the battery is less than or equal to the maximum value of the proper temperature range. In addition, it is determined whether the current temperature of the battery is less than the minimum value of the proper temperature range.
공급 제어모듈(420)은 온도 판단모듈(410)을 통한 배터리의 현재 온도와 적정온도 범위의 값의 비교에 따라, 정상상황 또는 이상상황을 판단하고, 전력 공급여부를 결정한다. The supply control module 420 determines a normal situation or an abnormal situation according to a comparison of a current temperature of the battery and a value of an appropriate temperature range through the temperature determination module 410, and determines whether to supply power.
구체적으로, 공급 제어모듈(420)은 배터리의 현재 온도가 적정온도 범위의 최고값을 초과하는 경우, 이상상황이라 판단하여, 냉각시스템으로의 전력 공급이 수행되도록 BMS(10)와 OBC(20)로 명령을 전송하여 동작시키며, 외부 충전시스템(50)으로부터 공급된 전력을 이용하여 배터리의 냉각시스템, 바람직하게 팬 또는 펌프를 동작시켜 배터리의 온도를 저하시키고, 통신부(300)를 통해 입력된 배터리의 현재 온도정보가 적정온도 범위 내로 진입하면 정상상황이라 판단하여 냉각시스템으로의 전력공급을 차단한다.Specifically, when the current temperature of the battery exceeds the maximum value of the appropriate temperature range, the supply control module 420 determines that it is an abnormal situation, so that the power supply to the cooling system is performed by the BMS 10 and the OBC 20. By operating a command, and using the power supplied from the external charging system 50 to operate the cooling system of the battery, preferably a fan or a pump to lower the temperature of the battery, the battery input through the communication unit 300 If the current temperature information is within the proper temperature range, it is considered normal and cut off the power supply to the cooling system.
이때, 공랭식 방식으로는 상대적으로 낮은 온도의 외부 공기를 유입시키는 팬(Fan)을 동작시키고, 수냉식 방식으로는 펌프(Pump)를 이용하여 냉각계를 동작시킨다.At this time, a fan for introducing external air at a relatively low temperature is operated by the air cooling method, and a cooling system is operated by using a pump.
또한, 공급 제어모듈(420)은 배터리의 현재 온도가 적정온도 범위의 최저값 미만인 경우, 이상상황이라 판단하여, 가열시스템으로의 전력 공급이 수행되도록 BMS(10)와 OBC(20)로 명령을 전송하여 동작시키며, 외부 충전시스템(50)으로부터 공급된 전력을 이용하여 배터리의 가열시스템, 바람직하게 팬과 히터 또는 펌프와 히터를 동작시켜 배터리의 온도를 상승시키고, 통신부(300)를 통해 입력된 배터리의 현재 온도정보가 적정온도 범위 내로 진입하면 정상상황이라 판단하여 가열시스템으로의 전력공급을 차단한다. In addition, when the current temperature of the battery is less than the minimum value of the appropriate temperature range, the supply control module 420 determines that it is an abnormal situation, and transmits a command to the BMS 10 and the OBC 20 to perform power supply to the heating system. By operating the heating system of the battery, preferably a fan and a heater or a pump and a heater, using the power supplied from the external charging system 50 to increase the temperature of the battery, and the battery input through the communication unit 300. If the current temperature information is within the proper temperature range, it is determined to be normal and cut off the power supply to the heating system.
한편, 배터리의 현재 온도가 적정온도 범위의 최저값 이상인 경우, 공급 제어모듈(420)은 정상상황으로 판단한다.On the other hand, when the current temperature of the battery is more than the minimum value of the appropriate temperature range, the supply control module 420 determines that the normal situation.
이때, 공랭식 방식으로는 히터에 의해 상대적으로 높은 온도로 가열된 공기를 유입시키는 팬(Fan)을 동작시키고, 수냉식 방식으로는 펌프(Pump)와 히터를 동작시킨다. At this time, the fan (Fan) for introducing the air heated to a relatively high temperature by the heater in the air-cooled manner, and operates the pump (Pump) and the heater in the water-cooled manner.
본 실시예에서, 공급 제어모듈(420)이 외부 충전시스템(50)으로부터 전력을 공급받아 냉각시스템과 가열시스템에 직접적으로 전력을 공급하는 것으로 설정하였으나, 본 발명이 이에 한정되지 않는 바, BMS(10) 및 OBC(20)와의 통신을 통해 기존 구성된 전력공급 경로로 냉각시스템과 가열시스템에 전력이 전달되도록 설정할 수도 있다.
In this embodiment, the supply control module 420 is set to supply power directly to the cooling system and the heating system by receiving power from the external charging system 50, the present invention is not limited to this, BMS ( 10) and the communication with the OBC 20 may be configured to transmit power to the cooling system and the heating system through the existing power supply path.
이하에서는, 본 발명에 따른 상술한 장치를 이용한 충전시스템 연계형 배터리 온도관리 방법에 관하여 도 2 를 참조하여 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a charging system linked battery temperature management method using the above-described device according to the present invention will be described with reference to FIG. 2.
도 2 는 본 발명에 따른 충전시스템 연계형 배터리 온도관리 방법에 관한 전체 흐름도로서, 도시된 바와 같이 신호 입출력부(100)를 통해 온도관리 요구신호가 입력된 경우, 시간/주기 설정부(200)는 장치의 동작 주기 또는 동작 시간을 입력받아 설정한다(S10). FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for managing a temperature system linked to a charging system according to an exemplary embodiment of the present invention. When a temperature management request signal is input through the signal input / output unit 100 as illustrated, the time / period setting unit 200 may be used. Sets and receives the operation cycle or operation time of the device (S10).
이후, 통신부(300)는 시간/주기 설정부(200)의 확인신호에 따른 설정된 동작 주기 또는 동작 시간에, 충전 인렛(30)과 충전 커넥터(40)의 연결을 통해 정상적으로 외부 충전스탠드 등의 외부 충전시스템(50)과 연결되었는지 확인하며(S20), BMS(10) 및 OBC(20)와 연결되어, 현재 배터리 충전이 종료된 대기 상태인지 확인하고(S30), 배터리의 현재 온도정보를 수집한다(S40). Subsequently, the communication unit 300 normally connects the charging inlet 30 and the charging connector 40 at the set operation cycle or operation time according to the confirmation signal of the time / period setting unit 200 to externally the external charging stand. Check whether it is connected to the charging system 50 (S20), connected to the BMS (10) and OBC (20), and checks whether the current battery charging is finished (S30), and collects the current temperature information of the battery (S40).
이후, 정상적으로 외부의 충전시스템과 연결되어 있으며, 배터리 충전이 종료된 대기 상태에서, 온도 관리부(400)의 온도 판단모듈(410)은 상기 통신부(300)를 통해 수집된 배터리의 현재 온도가 적정온도 범위의 최고값을 초과하는지 여부를 판단한다(S50).Thereafter, the battery is normally connected to an external charging system, and in a standby state in which battery charging is completed, the temperature determination module 410 of the temperature management unit 400 may determine that the current temperature of the battery collected through the communication unit 300 is an appropriate temperature. It is determined whether or not the maximum value of the range is exceeded (S50).
제S50 단계의 판단결과, 배터리의 현재 온도가 적정온도 범위의 최고값을 초과하는 경우, 온도 관리부(400)의 공급 제어모듈(420)은 이상상황이라 판단하여, 냉각시스템으로의 전력 공급이 수행되도록 BMS(10)와 OBC(20)로 명령을 전송하여 동작시키며(S60), 외부 충전시스템(50)으로부터 전력을 공급받는다(S70).As a result of the determination in step S50, when the current temperature of the battery exceeds the maximum value of the appropriate temperature range, the supply control module 420 of the temperature management unit 400 determines that the abnormal situation, power supply to the cooling system is performed. The BMS 10 and the OBC 20 are transmitted to operate as much as possible (S60), and the electric power is supplied from the external charging system 50 (S70).
이후, 공급 제어모듈(420)은 공급된 전력을 이용하여 배터리의 냉각시스템, 바람직하게 팬 또는 펌프를 동작시켜 배터리의 온도를 저하시키고(S80), 통신부(300)를 통해 입력된 배터리의 현재 온도정보가 적정온도 범위 내로 진입하면 정상상황이라 판단하여 냉각시스템으로의 전력공급을 차단한다(S90).Thereafter, the supply control module 420 lowers the temperature of the battery by operating the cooling system of the battery, preferably a fan or a pump using the supplied power (S80), and the current temperature of the battery input through the communication unit 300. When the information enters within the appropriate temperature range it is determined that the normal situation and cut off the power supply to the cooling system (S90).
한편, 제S50 단계의 판단결과, 배터리의 현재 온도가 적정온도 범위의 최고값 이하인 경우, 온도 판단모듈(410)은 배터리의 현재 온도가 적정온도 범위의 최저값 미만인지 여부를 판단한다(S100). On the other hand, when the determination result of step S50, when the current temperature of the battery is less than the maximum value of the appropriate temperature range, the temperature determination module 410 determines whether the current temperature of the battery is less than the minimum value of the appropriate temperature range (S100).
제S100 단계의 판단결과, 배터리의 현재 온도가 적정온도 범위의 최저값 미만인 경우, 공급 제어모듈(420)은 이상상황이라 판단하여, 가열시스템으로의 전력 공급이 수행되도록 BMS(10)와 OBC(20)로 명령을 전송하여 동작시키며(S110), 외부 충전시스템(50)으로부터 전력을 공급받는다(S120).As a result of the determination in step S100, when the current temperature of the battery is less than the minimum value of the appropriate temperature range, the supply control module 420 determines that the abnormal situation, so that the power supply to the heating system is performed to the BMS 10 and the OBC 20 In operation (S110), and receives power from the external charging system (50) (S120).
이후, 공급 제어모듈(420)은 공급된 전력을 이용하여 배터리의 가열시스템, 바람직하게 팬과 히터 또는 펌프와 히터를 동작시켜 배터리의 온도를 상승시키고(S130), 통신부(300)를 통해 입력된 배터리의 현재 온도정보가 적정온도 범위 내로 진입하면 정상상황으로 판단하여 전력공급을 차단한다(S140). Then, the supply control module 420 increases the temperature of the battery by operating the heating system of the battery, preferably the fan and the heater or the pump and the heater by using the supplied power (S130), input through the communication unit 300 When the current temperature information of the battery enters the proper temperature range, it is determined to be in a normal situation and cuts off the power supply (S140).
한편, 제S100 단계의 판단결과, 배터리의 현재 온도가 적정온도 범위의 최저값 이상인 경우, 공급 제어모듈(420)은 정상상황으로 판단한다.
On the other hand, when the determination result of step S100, when the current temperature of the battery is more than the minimum value of the appropriate temperature range, the supply control module 420 determines that the normal situation.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be appreciated by those skilled in the art that numerous changes and modifications may be made without departing from the invention. Accordingly, all such appropriate modifications and changes, and equivalents thereof, should be regarded as within the scope of the present invention.
A: 충전시스템 연계형 배터리 온도관리 장치
100: 신호 입출력부 200: 시간/주기 설정부
300: 통신부 400: 온도 관리부
410: 온도 판단모듈 420: 공급 제어모듈
10: 배터리 관리 시스템(Battery Management System: BMS)
20: 탑재형 충전기(On-board Charger: OBC)
30: 충전 인렛 40: 충전 커넥터
50: 외부 충전시스템
A: Battery temperature management system linked to charging system
100: signal input / output unit 200: time / period setting unit
300: communication unit 400: temperature management unit
410: temperature determination module 420: supply control module
10: Battery Management System (BMS)
20: On-board Charger (OCC)
30: charging inlet 40: charging connector
50: external charging system

Claims (12)

  1. 충전시스템 연계형 배터리 온도관리 장치에 있어서,
    조작신호를 포함한 사용자의 각종 제어신호를 입력받으며, 제어신호에 따라 산출 및 생성되는 정보를 포함한 배터리 온도관리에 관한 각종 정보를 표시하는 신호 입출력부(100);
    상기 신호 입출력부(100)를 통해 온도관리 요구신호가 입력된 경우, 장치의 동작 주기 또는 동작 시간을 입력받아 설정하며, 설정된 동작 주기 또는 동작 시간이 되면, 통신부(300)로 확인신호를 전달하는 시간/주기 설정부(200);
    상기 시간/주기 설정부(200)의 확인신호에 따른 설정된 동작 주기 또는 동작 시간에, 정상적으로 외부 충전시스템(50)과 연결되었는지 확인하고, 현재 배터리 충전이 종료된 대기 상태인지 확인하며, 배터리의 현재 온도정보를 수집하는 통신부(300); 및
    상기 통신부(300)를 통해 수집된 배터리의 현재 온도정보를 바탕으로 외부 전력 공급여부를 판단하고, 외부 전력을 공급하여 배터리의 온도 상승 또는 저하시키는 온도 관리부(400); 를 포함하는 충전시스템 연계형 배터리 온도관리 장치.
    In the charging system linked battery temperature management device,
    A signal input / output unit 100 which receives various control signals of a user including an operation signal and displays various information on battery temperature management including information calculated and generated according to the control signal;
    When the temperature management request signal is input through the signal input / output unit 100, an operation cycle or an operation time of the device is input and set, and when a set operation cycle or operation time is reached, a confirmation signal is transmitted to the communication unit 300. A time / cycle setting unit 200;
    At the set operation cycle or operation time according to the confirmation signal of the time / cycle setting unit 200, check whether the battery is normally connected to the external charging system 50, check whether the battery is currently in the standby state, and the current state of the battery Communication unit 300 for collecting the temperature information; And
    A temperature manager 400 that determines whether to supply external power based on current temperature information of the battery collected through the communication unit 300, and supplies an external power to increase or decrease the temperature of the battery; Charging system linked battery temperature management device comprising a.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신부(300)는,
    충전 인렛(30)과 충전 커넥터(40)의 연결을 통해 외부 충전시스템(50)과 연결 여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 충전시스템 연계형 배터리 온도관리 장치.
    The method of claim 1,
    The communication unit 300,
    Charging system linked battery temperature management device, characterized in that the connection between the charging inlet 30 and the charging connector 40 to check whether the connection with the external charging system (50).
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신부(300)는,
    배터리 관리 시스템(Battery Management System)(이하, 'BMS')(10) 및 탑재형 충전기(On-board Charger)(이하, 'OBC')(20)와 연결되어, 현재 배터리 충전이 종료된 대기 상태인지 확인하는 것을 특징으로 하는 충전시스템 연계형 배터리 온도관리 장치.
    The method of claim 1,
    The communication unit 300,
    Standby state connected with the Battery Management System (BMS) 10 and On-board Charger (OBC) 20 to terminate the current battery charge. Charging system linked battery temperature management device, characterized in that the check.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 관리부(400)는,
    정상적으로 외부의 충전시스템과 연결되어 있으며, 배터리 충전이 종료된 대기 상태에서, 상기 통신부(300)를 통해 수집된 배터리의 현재 온도와 적정온도 범위의 값을 비교하는 온도 판단모듈(410); 및
    상기 온도 판단모듈(410)을 통한 배터리의 현재 온도와 적정온도 범위의 값의 비교에 따라, 정상상황 또는 이상상황을 판단하고, 전력 공급여부를 결정하는 공급 제어모듈(420); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 충전시스템 연계형 배터리 온도관리 장치.
    The method of claim 1,
    The temperature management unit 400,
    A temperature determination module 410 that is normally connected to an external charging system and compares a current temperature of a battery collected through the communication unit 300 with a value of an appropriate temperature range in a standby state in which battery charging is completed; And
    A supply control module 420 for determining a normal situation or an abnormal situation and determining whether to supply power according to a comparison between a current temperature of the battery and a value of an appropriate temperature range through the temperature determining module 410; Charging system linked battery temperature management device comprising a.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 온도 판단모듈(410)은,
    상기 통신부(300)를 통해 수집된 배터리의 현재 온도가 적정온도 범위의 최고값을 초과하는지 여부를 판단하며, 배터리의 현재 온도가 적정온도 범위의 최고값 이하인 경우, 배터리의 현재 온도가 적정온도 범위의 최저값 미만인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 충전시스템 연계형 배터리 온도관리 장치.
    The method of claim 4, wherein
    The temperature determination module 410,
    It is determined whether the current temperature of the battery collected by the communication unit 300 exceeds the maximum value of the proper temperature range, and if the current temperature of the battery is less than or equal to the maximum value of the proper temperature range, the current temperature of the battery is the appropriate temperature range. Charging system linked battery temperature management device, characterized in that determining whether or not below the minimum value.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 공급 제어모듈(420)은,
    배터리의 현재 온도가 적정온도 범위의 최고값을 초과하는 경우, 이상상황이라 판단하여, 냉각시스템으로의 전력 공급이 수행되도록 BMS(10)와 OBC(20)로 명령을 전송하여 동작시키며, 외부 충전시스템(50)으로부터 공급된 전력을 이용하여 배터리의 냉각시스템을 동작시켜 배터리의 온도를 저하시키는 것을 특징으로 하는 충전시스템 연계형 배터리 온도관리 장치.
    The method of claim 4, wherein
    The supply control module 420,
    If the current temperature of the battery exceeds the maximum value of the proper temperature range, it is determined that the abnormal situation, and operates by sending a command to the BMS (10) and OBC (20) to perform the power supply to the cooling system, the external charging Charging system linked battery temperature management device, characterized in that to lower the temperature of the battery by operating the cooling system of the battery using the power supplied from the system (50).
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 공급 제어모듈(420)은,
    배터리의 현재 온도가 적정온도 범위의 최저값 미만인 경우, 이상상황이라 판단하여, 가열시스템으로의 전력 공급이 수행되도록 BMS(10)와 OBC(20)로 명령을 전송하여 동작시키며, 외부 충전시스템(50)으로부터 공급된 전력을 이용하여 배터리의 가열시스템을 동작시켜 배터리의 온도를 상승시키는 것을 특징으로 하는 충전시스템 연계형 배터리 온도관리 장치.
    The method of claim 4, wherein
    The supply control module 420,
    If the current temperature of the battery is less than the minimum value of the appropriate temperature range, it is determined that the abnormal situation, and operates by transmitting a command to the BMS (10) and OBC (20) to perform the power supply to the heating system, the external charging system (50) Charging system-associated battery temperature management device, characterized in that to increase the temperature of the battery by operating the heating system of the battery using the power supplied from.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 공급 제어모듈(420)은,
    상기 통신부(300)를 통해 입력된 배터리의 현재 온도정보가 적정온도 범위 내로 진입하면 정상상황이라 판단하여 전력공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 충전시스템 연계형 배터리 온도관리 장치.
    The method of claim 4, wherein
    The supply control module 420,
    If the current temperature information of the battery input through the communication unit 300 enters the proper temperature range, the charging system linked battery temperature management device, characterized in that it is determined to be a normal situation to cut off the power supply.
  9. 충전시스템 연계형 배터리 온도관리 장치 방법에 있어서,
    (a) 신호 입출력부(100)를 통해 온도관리 요구신호가 입력된 경우, 시간/주기 설정부(200)가 장치의 동작 주기 또는 동작 시간을 입력받아 설정하는 단계;
    (b) 통신부(300)가 상기 시간/주기 설정부(200)의 확인신호에 따른 설정된 동작 주기 또는 동작 시간에, 충전 인렛(30)과 충전 커넥터(40)의 연결을 통해 정상적으로 외부 충전시스템(50)과 연결되었는지 확인하고, BMS(10) 및 OBC(20)와 연결되어, 현재 배터리 충전이 종료된 대기 상태인지 확인하는 단계;
    (c) 상기 통신부(300)가 배터리의 현재 온도정보를 수집하는 단계;
    (d) 정상적으로 외부의 충전시스템과 연결되어 있으며, 배터리 충전이 종료된 대기 상태에서, 온도 관리부(400)가 상기 통신부(300)를 통해 수집된 배터리의 현재 온도가 적정온도 범위의 최고값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계;
    (e) 상기 (d) 단계의 판단결과, 배터리의 현재 온도가 적정온도 범위의 최고값을 초과하는 경우, 상기 온도 관리부(400)가 이상상황이라 판단하여, 냉각시스템으로의 전력 공급이 수행되도록 BMS(10)와 OBC(20)로 명령을 전송하여 동작시키며, 상기 외부 충전시스템(50)으로부터 전력을 공급받는 단계; 및
    (f) 상기 온도 관리부(400)가 공급된 전력을 이용하여 배터리의 냉각시스템을 동작시켜 배터리의 온도를 저하시키는 단계; 를 포함하는 충전시스템 연계형 배터리 온도관리 장치 방법.
    In the charging system linked battery temperature management apparatus method,
    (a) when the temperature management request signal is input through the signal input / output unit 100, the time / period setting unit 200 receiving and setting an operation cycle or an operation time of the device;
    (b) The communication unit 300 normally connects the charging inlet 30 and the charging connector 40 at a set operation cycle or operation time according to the confirmation signal of the time / period setting unit 200, and then performs an external charging system ( Checking whether it is connected to 50) and connected to the BMS 10 and the OBC 20 to determine whether the battery is currently in a standby state in which battery charging is completed;
    (c) the communication unit 300 collecting current temperature information of a battery;
    (d) Normally connected to the external charging system, in the standby state in which the battery charging is completed, the current temperature of the battery collected by the temperature management unit 400 through the communication unit 300 exceeds the maximum value of the appropriate temperature range Determining whether or not;
    (e) As a result of the determination of step (d), when the current temperature of the battery exceeds the maximum value of the proper temperature range, the temperature management unit 400 determines that the abnormal situation, so that the power supply to the cooling system is performed. Operating by transmitting a command to the BMS 10 and the OBC 20, and receiving power from the external charging system 50; And
    (f) lowering the temperature of the battery by operating the cooling system of the battery using the power supplied by the temperature manager 400; Charging system linked battery temperature management apparatus comprising a.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 (f) 단계 이후에,
    (g) 상기 통신부(300)를 통해 입력된 배터리의 현재 온도정보가 적정온도 범위 내로 진입하면, 상기 온도 관리부(400)가 정상상황으로 판단하여 전력공급을 차단하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전시스템 연계형 배터리 온도관리 장치 방법.
    The method of claim 9,
    After the step (f)
    (g) when the current temperature information of the battery input through the communication unit 300 enters an appropriate temperature range, determining that the temperature management unit 400 is in a normal state to cut off power supply; Charging system linked battery temperature management apparatus comprising a.
  11. 제 9 항에 있어서,
    (h) 상기 (d) 단계의 판단결과, 배터리의 현재 온도가 적정온도 범위의 최고값 이하인 경우, 상기 온도 관리부(400)가 배터리의 현재 온도가 적정온도 범위의 최저값 미만인지 여부를 판단하는 단계;
    (i) 상기 (h) 단계의 판단결과, 배터리의 현재 온도가 적정온도 범위의 최저값 미만인 경우, 상기 온도 관리부(400)가 이상상황이라 판단하여, 가열시스템으로의 전력 공급이 수행되도록 BMS(10)와 OBC(20)로 명령을 전송하여 동작시키며, 외부 충전시스템(50)으로부터 전력을 공급받는 단계; 및
    (j) 상기 온도 관리부(400)가 공급된 전력을 이용하여 배터리의 가열시스템을 동작시켜 배터리의 온도를 상승시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전시스템 연계형 배터리 온도관리 장치 방법.
    The method of claim 9,
    (h) when the current temperature of the battery is less than or equal to the maximum value of the proper temperature range as a result of the determination of step (d), the temperature manager 400 determines whether the current temperature of the battery is less than the minimum value of the proper temperature range. ;
    (i) As a result of the determination in step (h), when the current temperature of the battery is less than the minimum value of the proper temperature range, the temperature management unit 400 determines that the abnormal situation, so that the BMS (10) to supply power to the heating system is performed. ) Operating by transmitting a command to the OBC 20 and receiving power from the external charging system 50; And
    (j) increasing the temperature of the battery by operating the heating system of the battery using the power supplied by the temperature management unit 400; Charging system linked battery temperature management apparatus comprising a.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 (j) 단계 이후에,
    (k) 상기 통신부(300)를 통해 입력된 배터리의 현재 온도정보가 적정온도 범위 내로 진입하면, 상기 온도 관리부(400)가 정상상황으로 판단하여 전력공급을 차단하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전시스템 연계형 배터리 온도관리 장치 방법.
    The method of claim 11,
    After step (j),
    (k) when the current temperature information of the battery input through the communication unit 300 enters an appropriate temperature range, determining that the temperature management unit 400 is in a normal state to cut off power supply; Charging system linked battery temperature management apparatus comprising a.
KR1020110120781A 2011-11-18 2011-11-18 Charging system connection type apparatus and method for managing temperature of battery KR101280004B1 (en)

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