KR101367161B1 - 정전류-정전압 방식을 이용한 배터리 급속 충전 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 정전류-정전압 방식을 이용한 배터리의 급속 충전 장치는 충전 전력 제어부, 중앙처리부, 전압검출부 및 전류 검출부를 포함하고, 그 방법은 및 그 장치는 정전류 충전 수행 도중 배터리의 출력단자전압이 정상충전종료전압에 도달하면 상기 정상충전종료전압 보다 더 큰 전압인 가상의 과전압을 설정한 후 상기 가상의 과전압을 기준으로 충전을 실행하는 과전압 충전단계; 및 상기 과전압 충전 중 충전전류가 과전압 충전 종료 조건을 만족하면 상기 과전압 충전을 종료하고 상기 정상충전종료전압을 기준으로 일반 충전을 실행하는 일반 충전단계를 포함하며, 상기 과전압 충전단계는 상기 출력단자전압이 정상충전종료전압에 도달하면 1초동안 충전을 멈추고 OCV를 측정하는 단계; 상기 OCV와 상기 출력단자전압과의 차인 강하전압을 산출하는 단계; 상기 강하전압을 현재 충전전류로 나누어 내부저항예상값을 산출하는 단계; 상기 강하전압에 소정의 할인율을 적용한 강하전압보정값과, 미리 설정된 단자전압제한값 중 낮은 값을 가상의 과전압으로 설정하는 단계; 상기 가상의 과전압과 상기 충전전류를 이용하여 정전류 충전을 수행하는 단계; 및 상기 출력단자전압이 상기 가상의 과전압에 도달하면 상기 충전전류가 미리 설정된 목표전류로 떨어질 때까지 정전압 충전을 수행하는 단계를 포함한다. 따라서 배터리 충전 시간을 현저히 줄일 수 있는 장점이 있다.

Description

정전류-정전압 방식을 이용한 배터리 급속 충전 방법{METHOD FOR QUICK CHARGING OF BATTERY}

본 발명은 배터리의 급속 충전 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정전류(constant current mode)-정전압(constant voltage mode) 방식을 이용한 배터리 충전 방법에 있어서 배터리를 보다 빠르게 충전하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 일단 한번 방전해 버리면 다시 쓸 수 없는 전지를 1차 전지라 하고, 방전되면 다시 재충전하여 계속 사용할 수 있는 전지를 2차 전지라 한다.

최근에 피처폰(feature phone), 스마트폰(smart phone), PDA(Personal Digital Assistants)폰, 디지털 카메라 등과 같은 휴대기기의 보급이 확산됨에 따라 2차 전지의 수요가 급증하고 있다. 이러한 휴대기기에 사용되는 2차 전지는 안정성이 높고 두께가 얇아 휴대하기 편리한 특성이 요구되는 한편, 짧은 시간의 충전으로 오래 유지될 수 있는 특성이 요구된다.

이러한 휴대기기에 사용되는 2차 전지는 일반적으로 정전류(constant current mode)-정전압(constant voltage mode) 충전방법(이하, ‘CC-CV 충전방법’이라 칭함)을 이용하여 충전한다. 상기 CC-CV 충전방법은 먼저 정전류로 충전을 하다가 배터리의 전압이 완충전압(즉, 배터리 충전 완료시 목표로 하는 전압)에 도달하면, 정전압충전으로 전환하여 충전전류를 낮춰서 단자전압을 유지하면서 남은 용량을 충전하는 방식이다. 즉, 상기 방법은 충전전류를 높일수록 충전 배터리의 전압 상승 속도가 빨라지는 특성을 이용한 것으로, 처음에 충전 전류를 높게 하여 완충전압까지 배터리를 급속으로 충전한 후 남은 용량을 정전압으로 충전하는 방식이다.

하지만 이런 종래의 방법은 충전전류를 높일수록 충전 배터리의 전압 상승 속도가 빨라져 완충전압까지 도달하는 시간은 단축시킬 수 있지만, 고전류 충전 시간을 줄임으로써 상대적으로 저전류 충전 시간이 늘어나 전체적인 충전 시간을 단축하는데 한계가 있다.

따라서 상기 CC-CV 충전방법에 비해 보다 더 정확한 만충전이 가능하고, 더 빠른 충전속도로 충전이 가능한 다양한 충전방법이 연구되고 있다. 또한 소비전력이 큰 다양한 휴대기기의 보급이 급속도로 확산되면서 전지에 대한 관심이 더욱 높아지고 있으므로 보다, 안정적이면서 빠른 시간에 만충전이 가능한, 보다 개선된 충전 방업 및 충전 장치가 요구되고 있는 실정이다.

대한민국특허 등록번호 10-1066379호(발명의 명칭: 리튬배터리 충전장치 및 방법, 2011년09월20일 공고)

따라서 본 발명은 정전류-정전압 방식을 이용한 배터리 급속 충전 방법에 있어서, 실제 배터리 전압을 충전 중에 반영할 수 있는 가상의 과전압을 설정함으로써 급속으로 충전할 수 있는 양을 늘리고, 이로 인해 배터리를 보다 빠르게 충전할 수 있도록 하는 정전류-정전압 방식을 이용한 배터리의 급속 충전 방법 및 그 장치를 제공하고자 한다.

일 양태에 있어서, 정전류-정전압 방식을 이용한 배터리의 급속 충전 방법이 제공된다. 상기 정전류-정전압 방식을 이용한 배터리의 급속 충전 방법은 배터리의 출력단자전압을 측정하면서 소정의 충전전류를 인가하여 정전류 충전을 수행하는 단계; 상기 출력단자전압이 충전 완료시 목표로 하는 정상충전종료전압에 도달하면 상기 정상충전종료전압 보다 더 큰 가상의 과전압을 설정한 후 상기 가상의 과전압을 기준으로 충전을 실행하는 과전압 충전단계; 및 상기 과전압 충전 중 충전전류가 과전압 충전 종료 조건을 만족하면 상기 과전압 충전을 종료하고 상기 정상충전종료전압을 기준으로 일반 충전을 실행하는 일반 충전단계를 포함하며, 상기 과전압 충전단계는 상기 출력단자전압이 정상충전종료전압에 도달하면 미리 설정된 휴지기간 동안 충전을 멈추고 개회로 배터리 전압을 측정하는 단계; 상기 개회로 배터리 전압과 상기 출력단자전압과의 차인 강하전압을 산출하는 단계; 상기 강하전압을 현재 충전전류로 나누어 내부저항예상값을 산출하는 단계; 상기 강하전압에 소정의 할인율을 적용한 강하전압보정값과, 미리 설정된 단자전압제한값 중 낮은 값을 가상의 과전압으로 설정하는 단계; 상기 가상의 과전압과 상기 충전전류를 이용하여 정전류 충전을 수행하는 단계; 및 상기 출력단자전압이 상기 가상의 과전압에 도달하면 상기 충전전류가 미리 설정된 목표전류로 떨어질 때까지 정전압 충전을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 과전압 충전단계는 상기 출력단자전압이 정상충전종료전압에 도달하면 미리 설정된 휴지기간 동안 충전을 멈추고 개회로 배터리 전압을 측정하는 단계; 상기 개회로 배터리 전압과 상기 출력단자전압과의 차인 강하전압을 산출하는 단계; 상기 강하전압을 현재 충전전류로 나누어 내부저항예상값을 산출하는 단계; 상기 강하전압에 소정의 할인율을 적용한 강하전압보정값과, 미리 설정된 단자전압제한값 중 낮은 값을 가상의 과전압으로 설정하는 단계; 상기 가상의 과전압과 상기 충전전류를 이용하여 정전류 충전을 수행하는 단계; 및 상기 출력단자전압이 상기 가상의 과전압에 도달하면 상기 충전전류가 미리 설정된 목표전류로 떨어질 때까지 정전압 충전을 수행하는 단계를 포함하여 수행된다.

여기서, 상기 목표전류는 하기의 (수학식1)에 의거하여 산출된 전류값인 것을 특징으로 한다.

(수학식 1)

이 때, rA는 할인전류, dropV는 상기 강하전압, rateA는 (수학식 2)에 의거한 충전전류보정률, expIR은 상기 내부저항예상값이다.

(수학식 2)

이 때, rateA는 충전전류 보정률, rateV는 상기 강하전압 할인율이다.

또한, 바람직하게는, 상기 과전압 충전단계는 상기 충전전류가 미리 설정된 최저전류 미만으로 떨어질 때까지 반복 수행하는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 과전압 충전단계는 상기 충전전류가 최초 설정한 충전전류의 40% 미만으로 떨어질 때까지 반복 수행하는 것이 바람직하다.

다른 양태에 있어서, 정전류-정전압 방식을 이용한 배터리의 급속 충전 장치, 즉 배터리의 급속 충전 회로가 제공된다. 상기 정전류-정전압 방식을 이용한 배터리의 급속 충전 장치는 충전하고자 하는 배터리 양단의 전압을 검출하는 전압 검출부; 상기 배터리에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부; 상기 배터리를 충전하기 위한 충전전력을 제어하는 충전 전력 제어부; 및 상기 전압 검출부 및 상기 전류 검출부에서 검출된 전압 및 전류에 의거하여 상기 충전 전력 제어부를 제어하는 중앙 처리부를 포함하되, 상기 중앙 처리부는 정전류 충전 수행 중 상기 전압 검출부로부터 정상충전종료전압이 검출되면 가상의 과전압을 설정한 후 상기 가상의 과전압을 기준으로 충전하는 과전압 충전 모드로 동작하는 중앙 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 중앙 처리부는 상기 과전압 충전 모드에서 미리 설정된 휴지기간 동안 충전을 멈춘 상태에서 개회로 배터리 전압을 측정하고, 상기 개회로 배터리 전압과 충전 중 검출된 출력단자전압과의 차인 강하전압 및 상기 강하전압에 의거한 내부저항예상값을 산출한 후, 상기 강하전압에 의거하여 가상의 과전압을 설정하고 상기 가상의 과전압과 충전전류를 이용하여 정전류 충전을 수행하는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 중앙 처리부는 상기 과전압 충전 모드에서 출력단자전압이 상기 가상의 과전압에 도달하면 상기 충전전류가 상기의 (수학식1)에 의거하여 미리 설정된 목표전류로 떨어질 때까지 정전압 충전을 수행하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 중앙 처리부는 상기 과전압 충전 모드로 동작 중 상기 전류 검출부에서 검출된 전류가 미리 설정된 최저전류 미만으로 떨어지면 상기 과전압 충전 모드를 종료하고, 상기 정상충전종료전압을 기준으로 충전하는 일반 충전 모드로 동작하는 것을 바람직하다,

아울러, 상기 중앙 처리부는 상기 과전압 충전 모드로 동작 중 상기 전류 검출부에서 검출된 전류가 최초 설정한 충전전류의 40% 미만으로 떨어지면 상기 과전압 충전 모드를 종료하고, 상기 정상충전종료전압을 기준으로 충전하는 일반 충전 모드로 동작하는 것이 바람직하다.

본 발명은 CC-CV 충전에 있어서, 정전류 충전 후 정전압 충전으로 전환하기 위한 기준전압을 완충전압보다 높은 과전압으로 설정함으로서, 급속 충전할 수 있는 양을 늘리고, 결과적으로 종래 충전방식보다 충전 시간을 단축시킬 수 있는 장점이 있다.

따라서 이와 같은 장치 및 방법으로 충전된 배터리를 사용하는 휴대기기를 보다 편리하게 사용할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 배터리 급속 충전 장치에 대한 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 배터리 급속 충전 방법에 대한 개략적인 처리 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 과전압 충전 과정에 대한 처리 흐름도이다.
도 4는 종래의 CC-CV 충전 방법에 따른 충전 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 CC-CV 충전 방법에 따른 충전 결과를 나타낸 그래프이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 한편 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한 상세한 설명을 생략하여도 본 기술 분야의 당업자가 쉽게 이해할 수 있는 부분의 설명은 생략하였다.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 배터리 급속 충전 장치에 대한 회로도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 배터리 급속 충전 방법이 적용된 충전 회로는 충전 전력 제어부(110), 중앙처리부(120), 전압 검출부(130), 전류 검출부(140), 배터리(150) 및 저항부(R)(160)를 포함한다.

충전 전력 제어부(110)는 일단이 배터리의 양(+)의 단자에 연결되고, 타단이 중앙처리부의 일단에 연결되며, 중앙처리부(120)에서 전달받은 제어신호에 맞게 충전전력을 제어한다.

중앙처리부(120)는 제1일단이 충전전력 제어부(110)의 타단에 연결되며, 제2 단은 전압 검출부(130)의 출력단에, 제3 단은 전류 검출부(140)의 출력단에 각각 연결되어, 전압 검출부(130)와 전류 검출부(140)를 통해 검출된 전압과 전류를 토대로 충전 전력 제어부(110)를 제어한다. 특히, 중앙처리부(120)는 상기 전압 검출부(130)에서 검출된 전압에 의거하여 과전압 충전 모드로의 동작 여부를 결정하고 그 결과에 의거하여 다음 목표 전압 및 전류값을 설정한 후 충전전력 제어부(110)에 제어신호를 전달한다. 즉, 중앙처리부(120)는 정전류 충전 수행 중 상기 전압 검출부(130)로부터 정상충전종료전압이 검출되면 상기 정상충전종료전압 보다 대략 1V 이내에서 더 큰 값을 가지는 가상의 과전압을 설정한 후 상기 가상의 과전압을 기준으로 충전하는 과전압 충전 모드로 동작한다.

중앙처리부(120)는 상기 과전압 충전 모드 진입시 미리 설정된 휴지기간 동안 충전을 멈춘 상태에서 개회로 배터리 전압을 측정하고, 하기의 수학식 1 및 수학식 2에 의거하여, 상기 개회로 배터리 전압과 충전 중 검출된 출력단자전압과의 차인 강하전압 및 상기 강하전압에 의거한 내부저항예상값을 산출한다. 그리고, 상기 강하전압에 의거하여 가상의 과전압을 설정하고 상기 가상의 과전압과 충전전류를 이용하여 정전류 충전을 수행한다. 수학식 1은 강하전압(dropV) 산출식, 수학식 2는 내부저항예상값(expIR) 산출식이다.

이 때, dropV는 강하전압, outV는 출력단자전압, OCV는 개회로 배터리 전압이다.

이 때, expIR은 내부저항예상값, dropV는 강하전압, ccA는 현재 충전전류이다.

한편, 상기 과전압 충전 모드에서 출력단자전압이 상기 가상의 과전압에 도달하면 중앙처리부(120)는 상기 충전전류가 수학식3에 의거하여 미리 설정된 목표전류로 떨어질 때까지 정전압 충전을 수행한다.

이 때, rA는 할인전류, dropV는 상기 강하전압, rateA는 수학식 4에 의거한 충전전류보정률, expIR은 상기 내부저항예상값이다.

이 때, rateA는 충전전류 보정률, rateV는 상기 강하전압 할인율이다.

또한 상기와 같은 과전압 충전 모드로 동작 중 전류 검출부(140)에서 검출된 전류가 미리 설정된 최저전류 미만으로 떨어지거나, 최초 설정한 충전전류의 40% 미만으로 떨어지면 중앙처리부(120)는 상기 과전압 충전 모드를 종료하고, 상기 정상충전종료전압을 기준으로 충전하는 일반 충전 모드로 동작한다.

전압 검출부(130)는 그 양(+)의 단자와 음(-)의 단자가 각각 배터리(150)의 양단에 연결되어 배터리(150)의 전압을 검출한 후 중앙처리부(120)에 전달하고, 전류 검출부(140)는 그 양(+)의 단자와 음(-)의 단자가 배터리의 음(-)의 단자 및 그라운드에 연결되어 배터리(150)에 흐르는 전류를 검출하여 중앙 처리부(120)에 전달한다.

저항부(160)는 배터리(150)의 음(-)의 단자와 그라운드 사이에 연결된다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 급속 충전 방법에 대한 개략적인 처리 흐름도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 급속 충전 방법은 다음과 같다.

중앙처리부(120)는 배터리(150)를 충전하기 위해 충전 전력 제어부(110)를 제어하되, 배터리의 출력단자전압을 측정하면서 소정의 충전전류를 인가하여 정전류 충전을 수행한다(S100). 이때 중앙처리부(120)는 전압 검출부(130)로부터 배터리(150)의 출력단자전압을 전달받고, 충전 전력 제어부(110)를 제어하여 배터리(150)로 충전전류가 인가되도록 한다.

상기 정전류 충전 중 배터리(150)의 출력단자전압이 정상충전종료전압(예컨대, 충전 완료시 목표로 하는 전압)에 도달하면(S200), 중앙처리부(120)는 상기 정상충전종료전압 보다 소정 범위 이내(예컨대, +1.0V 이내)로 더 큰 전압인 가상의 과전압을 설정한 후 상기 가상의 과전압을 기준으로 충전을 실행한다(S300).

이는, 정전류 충전 중에 측정된 배터리의 전압과, 충전을 중단한 직후 배터리의 전압차가 크다는 점, 즉 충전을 중단한 직후 배터리의 전압이 급격히 떨어진다는 점으로부터, 정전류 충전 중에 측정되는 배터리 전압은 배터리에 특정 전류로 충전하기 위해 걸리는 전압일 뿐 배터리의 실제 전압이 아니라는 점을 도출하고, 이 점에 착안하여 상기 배터리 전압을 충전 중에 반영할 수 있도록 정상충전종료전압 보다 더 높은 전압을 가상의 과전압으로 설정한 후 충전을 하는 과정이다.

한편, 상기 가상의 과전압 범위를 정상충전종료전압 보다 소정범위 이내로 더 큰 전압으로 한정한 것은, 상기 가상의 과전압은 높게 설정할수록 충전 속도가 향상되지만, 배터리 파손의 위험이 있기 때문이다.

상기 과전압 충전 과정(S300)은 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명할 것이다.

상기 과전압 충전 과정(S300) 중 충전전류가 과전압 충전 종료 조건을 만족하면 중앙 처리부(120)는 상기 과전압 충전을 종료하고 상기 정상충전종료전압을 기준으로 일반 충전을 실행한다(S400). 이 때, 과전압 충전 종료 조건은 충전전류의 최저 기준을 말하는 것이다. 예를 들어, 충전전류가 미리 설정된 최저전류(예컨대, 4A) 미만이거나, 상기 충전전류가 최초 설정한 충전전류의 40% 미만이 되면 중앙처리부(120)는 충전 전력 제어부(110)를 제어하여 상기 과전압 충전을 종료하고, 일반 충전을 실행한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 과전압 충전 과정에 대한 처리 흐름도이다. 도 1 및 도 3을 참조하면 도 2에 예시된 과전압 충전 과정(S300)은 다음과 같다.

먼저, 중앙처리부(120)는 도 2의 정전류 충전 과정(S100) 중 배터리(150)의 출력단자전압(outV)이 정상충전종료전압에 도달하면 미리 설정된 휴지기간(예컨대, 1초)동안 충전을 멈추고(S310), 그 때의 배터리 전압(즉, 개회로 배터리 전압(OCV : Open Circuit Voltage)을 측정한다(S320).

그리고, 수학식 1 및 수학식 2에 의거하여, 상기 개회로 배터리 전압(OCV)과 출력단자전압(outV)과의 차인 강하전압(dropV) 및 상기 강하전압(dropV)을 현재 충전전류(ccA)로 나누어 내부저항예상값(expIR)을 산출한다(S330).

그리고 상기 강하전압(dropV)에 소정의 할인율(강하전압 할인율(rateV))(예컨대, 0.8)을 적용한 강하전압보정값과, 미리 설정된 단자전압제한값 중 낮은 값을 가상의 과전압으로 설정한다(S340). 이 때, 강하전압에 ‘강하전압 할인율’을 적용한 것은 배터리 단자전압을 낮춰 사용하도록 함으로써 배터리 파손의 위험을 줄이기 위한 것이다. 또한 ‘단자전압 제한값’은 배터리 종류별 최고전압 제한값이며 충전중에도 이 전압을 초과할 수 없다. 수학식 5는 강하전압 보정값(rV)을 산출하기 위한 식이고, 수학식 6은 가상의 과전압을 산출하기 위한 식이다.

이 때, rV는 강하전압 보정값, dropV는 강하전압, rateV는 강하전압할인율, OCV는 개회로 배터리 전압이다.

이 때, vrV는 가상의 과전압, limV는 단자전압 제한값, rV는 강하전압 보정값이다.

이와 같이 가상의 과전압(vrV)을 산출하였으면, 그 가상의 과전압과 상기 충전전류를 이용하여 정전류 충전을 수행한다(S350). 그리고 상기 출력단자전압이 상기 가상의 과전압(즉, 목표전압)에 도달하면(S360), 상기 충전전류가 수학식 3에 의해 미리 설정된 목표전류로 떨어질 때까지(S390), 정전압 충전을 수행(S370)한다.

만약 상기 정전압 충전 과정(S370)에서 충전 전류가 최저전류미만으로 떨어지면(S380) 과전압 충전 과정(S300)을 종료한다.

도 4 및 도 5는 종래의 CC-CV 충전 방법과 본 발명의 일 실시 예에 따른 CC-CV 충전 방법의 결과를 비교하기 위한 도면들로서, 도 4는 종래의 CC-CV 충전 방법에 따른 충전 결과를 나타낸 그래프이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 CC-CV 충전 방법에 따른 충전 결과를 나타낸 그래프이다.

도 4를 참조하면 종래의 CC-CV 충전 방법에 있어서, 고속 충전은 고전류 충전이 이루어지는 ‘P1’구간이고, 이후의 구간은 저전류 충전 구간으로서 고전류 충전 구간에 비해 충전 시간이 길다.

한편 도 5를 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 CC-CV 충전 방법에 있어서, 고속 충전은 고전류 충전이 이루어지는 ‘P2’구간이고, 과전압 충전이 이루어지는 ‘P3’ 및 ‘P4’구간에서도 상대적으로 빠른 충전이 이루어진다.

도 4 및 도 5를 참조하면 종래의 CC-CV 충전 방법에 의하면 전체 충전량의 25% 정도(P1 구간)가 고속으로 충전이 되었지만, 본 발명의 일 실시 예에 따른 CC-CV 충전 방법에 의하면 전체의 75% 정도(P2, P3, P4 구간)가 고속으로 충전이 된다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 CC-CV 충전 방법으로 충전할 경우 그 충전 속도가 현저히 개선될 것임은 자명하다.

상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다.

또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110: 충전 전력 제어부 120: 중앙 처리부
130: 전압 검출부 140: 전류 검출부
150: 배터리 160: 저항부

Claims (10)

1. 정전류-정전압 방식을 이용한 배터리 급속 충전 방법에 있어서,
   배터리의 출력단자전압을 측정하면서 소정의 충전전류를 인가하여 정전류 충전을 수행하는 단계;
   상기 출력단자전압이 충전 완료시 목표로 하는 정상충전종료전압에 도달하면 가상의 과전압을 설정한 후 상기 가상의 과전압을 기준으로 충전을 실행하는 과전압 충전단계; 및
   상기 과전압 충전 중 충전전류가 과전압 충전 종료 조건을 만족하면 상기 과전압 충전을 종료하고 상기 정상충전종료전압을 기준으로 일반 충전을 실행하는 일반 충전단계를 포함하며,
   상기 과전압 충전단계는
   상기 출력단자전압이 정상충전종료전압에 도달하면 미리 설정된 휴지기간 동안 충전을 멈추고 개회로 배터리 전압을 측정하는 단계;
   상기 개회로 배터리 전압과 상기 출력단자전압과의 차인 강하전압을 산출하는 단계;
   상기 강하전압을 현재 충전전류로 나누어 내부저항예상값을 산출하는 단계;
   상기 강하전압에 소정의 할인율을 적용한 강하전압보정값과, 미리 설정된 단자전압제한값 중 낮은 값을 가상의 과전압으로 설정하는 단계;
   상기 가상의 과전압과 상기 충전전류를 이용하여 정전류 충전을 수행하는 단계; 및
   상기 출력단자전압이 상기 가상의 과전압에 도달하면 상기 충전전류가 미리 설정된 목표전류로 떨어질 때까지 정전압 충전을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전류-정전압 방식을 이용한 배터리 급속 충전 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 목표전류는
   하기의 (수학식1)에 의거하여 산출된 전류값인 것을 특징으로 하는 정전류-정전압 방식을 이용한 배터리 급속 충전 방법.
   (수학식 1)
   

   

   
   이 때, rA는 할인전류, dropV는 상기 강하전압, rateA는 (수학식 2)에 의거한 충전전류보정률, expIR은 상기 내부저항예상값이다.
   (수학식 2)
   

   

   
   이 때, rateA는 충전전류 보정률, rateV는 상기 강하전압 할인율이다.
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5. 제1항에 있어서, 상기 과전압 충전단계는
   상기 충전전류가 최초 설정한 충전전류의 40% 미만으로 떨어질 때까지 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 정전류-정전압 방식을 이용한 배터리 급속 충전 방법.
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