KR101387678B1 - 폐 배터리 재생 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐 배터리 재생 장치 및 방법에 관한 것으로, 폐 배터리에 대한 충방전을 실시하는 충방전 드라이부와, 상기 충방전 드라이부의 동작을 제어하는 드라이버 컨트롤부와, 폐 배터리의 성능을 테스트하는 배터리 성능 테스트부 및 전체 시스템의 동작을 제어하고, 배터리 성능 테스트 결과에 따라 접속된 배터리의 충전 또는 방전을 진행 여부를 결정하고, 충전된 배터리의 성능 분석을 통해 충전율을 확인하는 메인 컨트롤부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 배터리 재생 장치를 제공한다.

Description

폐 배터리 재생 장치 및 방법{REPRODUCING APPARATUS AND REPRODUCING METHOD FOR BATTERY}
본 발명은 폐 배터리 재생 장치 및 방법에 관한 것으로, 납축전지를 재 사용여부를 확인한 후 재생하는 폐배터리 재생 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래의 배터리(즉, 축전지)는 양극과 음극으로 이루어진 두 전극판과, 전극 판을 분리하는 격리판과, 두 전극 사이의 이온 전달을 가능케 하는 전해액으로 구성된다.
이와 같은 배터리는 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환되게 하는 방전상태와,외부 또 다른 전원으로부터 전기에너지를 공급받아 화학에너지로 변환하는 충전 상태를 반복적인 사이클로 기능을 수행한다.
그러나, 기존의 배터리(특히, 납 축전지)는 장기간 충전과 방전을 반복하는 경우 메모리 기능을 갖게됨으로 인해 완전 충전을 하더라도 원래의 기능을 발휘하지 못하는 미숙한 충전이 수행된다.
하지만, 기존의 배터리 재생 장치에서는 단순 배터리의 재생만을 수행하였기 때문에 사전에 배터리의 재생 가능성을 판단하지 못하여 불필요한 재생 작업을 수행하게되는 단점이 있었다.
등록특허공보 제10-945315호 공개특허공보 제2012-39423호 공개특허공보 제2012-35242호 공개특허공보 제2010-117175호
따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제를 해결하기 위하여 창출된 것으로, 배터리 테스트 가능 기능을 탑재하여 배터리 재생 가능 여부를 먼저 판단하고, 재생복원작업을 통해 메모리 기능을 삭제한 이후, 충전을 실시하여 원래의 기능을 복원할 수 있고, 복원 작업 중은 물론 작업 후에도 지속적으로 배터리 상태를 측정할 수 있는 폐 배터리 재생 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 폐 배터리에 대한 충방전을 실시하는 충방전 드라이부와, 상기 충방전 드라이부의 동작을 제어하는 드라이버 컨트롤부와, 폐 배터리의 성능을 테스트하는 배터리 성능 테스트부 및 전체 시스템의 동작을 제어하고, 배터리 성능 테스트 결과에 따라 접속된 배터리의 충전 또는 방전을 진행 여부를 결정하고, 충전된 배터리의 성능 분석을 통해 충전율을 확인하는 메인 컨트롤부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 배터리 재생 장치를 제공한다.
사용자로부터 다양한 입력을 제공받는 입력부와, 배터리 테스트 결과 및 충전 상태등을 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 충방전 드라이부는 배터리에 충전 전압을 인가하여 충전을 실시하는 충전부와, 배터리를 완전 방전시키는 방전부와, 충전 전압을 생성하는 충전 전압 생성부와, 충전 전압 생성부를 통해 생성된 충전 전압을 충전부에 제공하는 충전 전압 드라이부와, 상기 충전 전압 드라이부의 충전 전압을 감지하는 충전 전압 감지부와, 상기 충전부와 방전부 사이에는 전류 감지부가 배치되고, 상기 드라이버 컨트롤부는 충전부를 제어하는 충전 제어부와, 방전부를 제어하는 방전 제어부와, 충전 전압 드라이부에 제공되는 고주파를 제어하는 고주파 제어부와, 방전 제어부로부터의 방전 전압을 감지하에 메인 제어부로 제공하는 방전 전압 감지부를 포함하고, 상기 메인 컨트롤부는 입력부로부터 제공받은 외부 입력 신호를 처리하는 입력 모듈부와, 충전 및 방전 신호를 통해 드라이버 컨트롤부를 제어하는 충방전 제어부와, 배터리 성능 테스트 결과에 따라 충방전 여부를 결정하거나, 테스트 결과를 표시하는 테스트 확인부와, 고주파 제어부에 설정 전압 및 설정 전류를 제공하는 설정 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
배터리 성능 테스트부는, 접속된 배터리의 전압을 검출하는 배터리 전압 검출부와, 접속된 배터리의 전류를 검출하는 배터리 전류 검출부와, 접속된 배터리의 내부 저항을 측정 및 검출하는 내부 저항 측정 및 검출부와, 각부에 전원을 공급하는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 배터리 전압 검출부는, 전원 단자와 접지 사이에 직렬 접속된 제 20 저항 및 제 20 트랜지스터와, 상기 제 20 트랜지스터의 게이트 단자와 메인 컨트롤부의 PWM 단자 사이에 접속된 제 21 저항과, 상기 제 20 저항과 제 20 트랜지스터 사이 단자와 접지 사이에 접속된 제 22 저항과, 배터리 전류 검출부 출력 단자와 제 20 노드 사이에 접속된 제 21 트랜지스터와, 제 20 저항과 제 20 트랜지스터 사이 단자와 제 21 트랜지스터의 게이트 단자에 접속된 제 24 저항과, 배터리 접속 단자와 제 21 트랜지스터 사이에 병렬 접속된 제 25 및 제 26 저항과, 배터리 접속 단자와 접지 사이에 직렬 접속된 제 27 저항 및 제 28 가변 저항과, 제 28 가변 저항의 일 단자와 접지 사이에 접속된 제 20 커패시터와, 제 28 가변 저항의 일 단자와 전원 전압 사이에 접속된 제 20 다이오드를 포함하고, 상기 제 28 가변 저항의 일 단자는 메인 컨트롤부의 전압 측정 단자에 접속되는 것을 특징으로 한다.
배터리 전류 검출부는, 배터리 마이너스 단자와 출력 단자 사이에 병렬 접속된 제 31 저항 및 제 32 저항과, 출력 단자와 제 30 OP 앰프 플러스 단자 사이에 직렬 접속된 제 33 저항 및 제 34 저항과, 제 33 저항과 제 34 저항 사이 단자와 접지 사이에 접속된 제 30 커패시터와, 접지 단자와 제 30 OP 앰프 마이너스 단자 사이에 접속된 제 35 저항과, 제 30 OP 앰프 마이너스 단자와 출력 단자 사이에 접속된 제 36 저항 및 제 37 저항과, 제 36 저항 및 제 37 저항과 병렬 접속된 제 31 커패시터를 포함하고, 상기 제 30 OP 앰프 출력 단자는 메인 컨트롤부의 전류 측정 단자에 접속되는 것을 특징으로 한다.
내부 저항 측정 및 검출부는, 배터리 플러스 단자와 증폭기 입력 단자 사이에 접속된 제 40 저항과, 상기 증폭기 입력 단자와 접지 사이에 병렬 접속된 제 41 저항 및 제 40 커패시터와, 상기 증폭기 입력 단자와 제 40 OP 앰프 플러스 단자 사이에 직렬 접속된 제 40 인덕터와 제 42 저항과, 제 40 OP 앰프 플러스 단자와 접지 단자 사이에 접속된 제 41 커패시터와, 증폭기 출력 단자와 제 40 OP 앰프 마이너스 단자 사이에 접속된 제 43 저항과, 제 40 OP 앰프 마이너스 단자와 출력 단자 사이에 접속된 제 44 저항과, 제 40 OP 앰프 출력 단자와 제 41 OP 앰프 마이너스 단자 사이에 접속된 제 45 저항과, 제 41 OP 앰프 마이너스 단자와 출력 단자 사이에 직렬 접속된 제 46 저항 및 제 47 저항과, 제 46 저항 및 제 47 저항에 병렬 접속된 제 42 커패시터와, 제 41 OP 앰프 출력 단자와 메인 컨트롤부 입력 단자에 접속된 제 48 저항과, 제 48 저항과 전원 전압 사이에 접속된 제 40 다이오드와, 제 48 저항과 접지 전압 사이에 접속된 제 41 다이오드를 포함하고, 상기 제 40 OP 앰프 플러스 단자는 접지에 접속되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 제1항 내지 제7항의 폐 배터리 재생 장치를 이용한 재생 방법에 있어서, 폐 배터리에 대한 외관 검사를 진행한 다음 이상이 없는 경우 장치에 폐 배터리를 접속시키는 단계와, 상기 접속된 폐 배터리에 대한 테스트를 진행하여 충전 가능 여부를 판단하는 단계와, 판단 결과 충전이 가능할 경우 재생 복원을 진행하고, 충전이 불가능할 경우에는 충전 불가 표시 후 장치를 대기 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 폐 배터리 재생 방법을 제공한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 사전에 배터리 테스트를 통해 복원 가능여부를 판단할 수 있고, 재생 복원 작업시 배터리의 메모리 기능을 삭제하여 완전 방전 후 충전을 진행하여 배터리의 복원력을 향상시킬 수 있다. 또한, 재생 복원 작업 중 배터리에 대한 테스트가 가능하여 작업 성능을 향상시킬 수 있고 작업 단순화를 이룰 수 있다.
본 실시예의 폐 배터리 재생 장치는 충전 전에 배터리의 충전 가능 여부를 판단하여 불필요한 충전 작업을 실시하지 않을 수 있고, 어느 때던지 배터리에 대한 테스트가 가능하고, 메모리 기능의 삭제에 의한 완전 충전을 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 배터리 재생 장치의 블록도.
도 2는 일 실시예에 따른 충방전 드라이부의 블록도.
도 3은 일 실시예에 따른 드라이버 컨트롤부의 블록도.
도 4는 일 실시예에 따른 배터리 성능 테스트부의 블록도.
도 5는 일 실시예에 따른 메인 컨트롤부의 블록도.
도 6은 일 실시예에 따른 충전 전압 드라이부의 회로도.
도 7은 일 실시예에 따른 충전 전압 감지부의 회로도.
도 8은 일 실시예에 따른 배터리 전압 검출부의 회로도.
도 9는 일 실시예에 따른 배터리 전류 검출부의 회로도.
도 10은 일 실시예에 따른 내부 저항 측정 및 검출부의 회로도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다. 따라서, 본 명세서를 통해 설명되는 각 구성부들의 존재 여부는 기능적으로 해석 되어야 할 것이다. 이러한 이유로 본 발명의 폐 배터리 재생 장치 및 방법의 구성부들의 구성은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 한도 내에서 상이해질 수 있음을 명확히 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 배터리 재생 장치의 블록도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 충방전 드라이부의 블록도이다. 도 3은 일 실시예에 따른 드라이버 컨트롤부의 블록도이다. 도 4는 일 실시예에 따른 배터리 성능 테스트부의 블록도이다. 도 5는 일 실시예에 따른 메인 컨트롤부의 블록도이다. 도 6은 일 실시예에 따른 충전 전압 드라이부의 회로도이다. 도 7은 일 실시예에 따른 충전 전압 감지부의 회로도이다. 도 8은 일 실시예에 따른 배터리 전압 검출부의 회로도이다. 도 9는 일 실시예에 따른 배터리 전류 검출부의 회로도이다. 도 10은 일 실시예에 따른 내부 저항 측정 및 검출부의 회로도이다.
도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 폐 배터리 재생 장치는 배터리의 충방전을 실시하는 충방전 드라이부(100)와, 충방전 드라이부(100)의 동작을 제어하는 드라이버 컨트롤부(200)와, 배터리의 성능을 테스트하는 배터리 성능 테스트부(300)와, 전체 시스템의 동작을 제어하고, 배터리 성능 테스트 결과에 따라 접속된 배터리의 충전 또는 방전을 진행 여부를 결정하고, 충전된 배터리의 성능 분석을 통해 충전율을 확인하는 메인 컨트롤부(400)와, 사용자로부터 다양한 입력을 제공받는 입력부(500)와, 배터리 테스트 결과 및 충전 상태등을 표시하는 표시부(600)를 포함한다.
이를 통해 본 실시예의 폐 배터리 재생 장치는 충전 전에 배터리의 충전 가능 여부를 판단하여 불필요한 충전 작업을 실시하지 않을 수 있고, 어느 때던지 배터리에 대한 테스트가 가능하고, 메모리 기능의 삭제에 의한 완전 충전을 실시할 수 있다.
먼저, 충방전 드라이부(100)는 배터리에 충전 전압을 인가하여 충전을 실시하는 충전부(110)와, 배터리를 완전 방전시키는 방전부(120)와, 충전 전압을 생성하는 충전 전압 생성부(130)와, 충전 전압 생성부(130)를 통해 생성된 충전 전압을 충전부에 제공하는 충전 전압 드라이부(140)와, 상기 충전 전압 드라이부(140)의 충전 전압을 감지하는 충전 전압 감지부(150)를 구비한다. 또한, 상기 충전부(110)와 방전부(120) 사이에는 전류 감지부(160)가 배치되는 것이 효과적이다.
충전부(110)는 배터리의 양 단자에 접속하여 충전 전압을 인가한다.
방전부(120)는 상기 충전부(110)와 배터리 사이에 병렬 접속되고, 제어신호에 따라 배터리를 완전 방지시킴으로 인해 배터리의 메모리 기능을 삭제하고, 전극판에 황산납 축적을 방지하고, 배터리가 열화되는 것을 방지할 수 있다.
충전 전압 생성부(130)는 도시되지 않았지만, 변압부와, 전압 전환부와 정류 회로부등을 구비하여 다양한 레벨의 전압을 생성할 수 있다.
이와 같은 충전 전압 생성부(130)를 통해 3V, 12V, 24V 또는 48V등의 전압을 생성할 수 있다. 여기서, 생성되는 전압을 상기 전압에 한정되지 않고 배터리에 사용되는 다양한 형태의 전압값이 생성될 수 있다. 그리고, 이와 같은 전압 생성을 위해상기 전압 전환부는 전압을 승압 또는 감압할 수 있고, 상기 정류부는 전압 또는 전류를 정류할 수 있다.
이와 같은 충전 전압 생성부(130)는 상기의 구조를 통해 외부 전원을 직류 전원으로 변화시켜 충전 전압을 생성한다. 물론, 상술한 충전 전압 생성부는 상술한 설명에 한정되지 않고, 다양한 변형이 가능하고 추가적인 별도의 구성 또한 추가가 가능하다.
충전 전압 드라이부(140)는 충전 전압 생성부(130)와 충전부(110) 사이에 위치하여 충전 전압을 제어하고, 이를 충전부(110)에 제공한다. 충전 전압 드라이부(140)는 고주파를 함께 송부하여 충전의 효율을 향상시킬 수 있다.
충전 전압 감지부(150)는 충전 전압 드라이부(140)를 통해 제공되는 충전 전압의 상태를 감지한다.
이를 통해 상기 충전 전압 드라이부(140)에 의해 과도한 충전 전압이 충전부(110)에 제공되는 것을 방지할 수 있다.
충전 전압의 제어를 위한 충전 전압 드라이부(140)와 전압 감지부(150)는 다양한 형태의 회로 구성이 가능하다. 하기에서는 이와 같은 구성중 일 회로 구성에 관하여 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이 상기 충전 전압 드라이부(140)는 제 1 AC 입력단(AC-IN)과 접지(GND) 사이에 직렬 연결된 제 1 다이오드(D1)와 제 1 커패시터(C1)와, 제 2 AC 입력단(AC-IN)과 접지 사이에 직렬 연결된 제 2 다이오드(D2)와 제 1 저항(R1) 및 제 1 트랜지스터(T1)와, 메인 컨트롤부의 입력과 제 1 트랜지스터(T1)의 게이트 단자 사이에 접속된 제 2 저항(R2)과, 상기 제 1 AC 입력단(AC-IN)과 배터리의 양의 단자에 접속된 제 3 및 제 4 다이오드(D3, D4)와, 상기 제 2 AC 입력단(AC-IN)과 배터리의 양의 단자에 접속된 제 5 및 제 6 다이오드(D5, D6)와, 상기 제 3 내지 제 6 다이오드(D3, D4, D5, D6)의 일 단자는 제 1 노드에 각기 접속되고, 상기 제 1 다이오드(D1)와 제 1 커패시터(C1) 사이 노드와 제 2 다이오드(D2)와 제 1 저항(R1) 노드와 제 1 노드 사이에 접속된 릴레이(RY)와, 제 2 다이오드(D2)와 제 1 저항(R1) 사이 노드와 제 1 노드 사이에 접속된 제 2 트랜지스터(T2)와, 상기 제 1 저항(R1)과 제 1 트랜지스터(T2) 사이 노드와 제 2 트랜지스터(T2)의 게이트 단자 사이에 접속된 제 3 저항(R3)을 포함한다.
도 7에 도시된 바와 같이 충전 전압 감지부(150)는 제 1 AC 입력단(AC-IN)과 메인 컨트롤부의 출력단 사이에 직렬 접속된 제 11 다이오드(D11)와, 제 11 및 제 12 저항(R11, R12)과, 상기 제 11 다이오드(D11) 및 제 11 저항(R11) 사이 노드와 접지 사이에 접속된 제 11 커패시터(C11)와, 제 11 저항(R11) 및 제 12 저항(R12) 사이 노드와 접지 사이에 병렬 접속된 제 13 저항(R13) 및 제 12 커패시터(C12)를 포함한다.
본 실시예에서는 상술한 바와 같은 충방전 드라이부(100)는 드라이버 컨트롤부(200)에 의해 그 동작이 제어된다.
드라이버 컨트롤부(200)는 충전부(110)를 제어하는 충전 제어부(210)와, 방전부(120)를 제어하는 방전 제어부(220)와, 충전 전압 드라이부(100)에 제공되는 고주파를 제어하는 고주파 제어부(230)를 포함한다. 또한, 방전 제어부(220)로부터의 방전 전압을 감지하에 메인 컨트롤부로 제공하는 방전 전압 감지부(240)를 더 포함한다.
충전 제어부(210)는 메인 컨트롤부(400)의 충전 제어 신호에 의해 충전부(110)의 동작을 제어할 뿐만 아니라 역극성 연결 신호를 제공받는다. 또한, 고주파 제어부(230)의 고주파도 제공 받는다.
방전 제어부(220)는 메인 컨트롤부(400)의 방전 제어 신호에 따라 방전부(120)의 동작을 제어한다.
방전 제어부(220)를 통한 방전 전압을 방전 전압 감지부(240)에서 감지하여 배터리의 방전이 완료되었는지를 확인할 수 있도록 한다.
고주파 제어부(230)는 메인 컨트롤부(400)의 설정 전압 및 설정 전류에 따라 고주파 임펄스를 생성한다. 이 고주파 임펄스를 납축전지의 전극판에 인가됨으로 인해 납축전지의 충전 및 방전 시 황산납이 축적되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이 충방전 드라이버(100) 및 드라이버 컨트롤부(200)에 의한 충방전 전에 배터리의 성능을 테스트할 수 있는 배터리 성능 테스터부(300)가 본 장치에 내장되어 있다.
배터리 성능 테스트부(300)는 접속된 배터리의 전압을 검출하는 배터리 전압 검출부(310)와, 접속된 배터리의 전류를 검출하는 배터리 전류 검출부(320)와, 접속된 배터리의 내부 저항을 측정 및 검출하는 내부 저항 측정 및 검출부(330)와, 각부에 전원을 공급하는 전원부(340)를 구비한다.
또한, 배터리 성능 테스트부(300)는 그 테스트 결과를 표시하는 표시부를 더 구비할 수도 있다. 물론, 이와 같은 표시부가 메인 컨트롤부(400)에 포함되고, 배터리 성능 테스트부(300)는 그 결과를 메인 컨트롤부(400)에 제공하여 테스트 결과가 표시되도록 할 수도 있다. 이는 배터리 성능 테스트부(300)가 별도의 모듈로 동작할 수도 있음을 의미한다.
배터리 성능 테스트부(300)의 각부는 배터리에 접속되어 배터리의 전압, 전류 및 저항을 측정하여 배터리의 재생 여부를 판단한다.
도 8에 도시된 바와 같이 배터리 전압 검출부(310)는 전원 단자와 접지 사이에 직렬 접속된 제 20 저항(R20) 및 제 20 트랜지스터(T20)와, 상기 제 20 트랜지스터(T20)의 게이트 단자와 메인 컨트롤부의 PWM 단자 사이에 접속된 제 21 저항(R21)과, 상기 제 20 저항(R20)과 제 20 트랜지스터(T20) 사이 단자와 접지 사이에 접속된 제 22 저항(R22)과, 배터리 전류 검출부 출력 단자(OUT)와 제 20 노드(N20) 사이에 접속된 제 21 트랜지스터(T21)와, 제 20 저항(R20)과 제 20 트랜지스터(T20) 사이 단자와 제 21 트랜지스터(T21)의 게이트 단자에 접속된 제 24 저항(R24)과, 배터리 접속 단자와 제 21 트랜지스터(T21) 사이에 병렬 접속된 제 25 및 제 26 저항(R25, R26)과, 배터리 접속 단자와 접지 사이에 직렬 접속된 제 27 저항(R27) 및 제 28 가변 저항(R28)과, 제 28 가변 저항(R28)의 일 단자와 접지 사이에 접속된 제 20 커패시터(C20)와, 제 28 가변 저항(R28)의 일 단자와 전원 전압 사이에 접속된 제 20 다이오드(D20)를 포함하고, 상기 제 28 가변 저항(R28)의 일 단자는 메인 컨트롤부의 전압 측정 단자에 접속된다.
도 9에 도시된 바와 같이 배터리 전류 검출부(320)는 배터리 마이너스 단자와 출력 단자 사이에 병렬 접속된 제 31 저항(R31) 및 제 32 저항(R32)과, 출력 단자와 제 30 OP 앰프(OP30) 플러스 단자 사이에 직렬 접속된 제 33 저항(R33) 및 제 34 저항(R34)과, 제 33 저항(R33)과 제 34 저항(R34) 사이 단자와 접지 사이에 접속된 제 30 커패시터(C30)와, 접지 단자와 제 30 OP 앰프(OP30) 마이너스 단자 사이에 접속된 제 35 저항(R35)과, 제 30 OP 앰프(OP30) 마이너스 단자와 출력 단자 사이에 접속된 제 36 저항(R36) 및 제 37 저항(R37)과, 제 36 저항(R36) 및 제 37 저항(R37)과 병렬 접속된 제 31 커패시터(C31)를 포함하고, 상기 제 30 OP 앰프(OP30) 출력 단자는 메인 컨트롤부의 전류 측정 단자에 접속된다.
도 10에 도시된 바와 같이 내부 저항 측정 및 검출부(330)는 배터리 플러스 단자와 증폭기(331) 입력 단자 사이에 접속된 제 40 저항(R40)과, 상기 증폭기(331) 입력 단자와 접지 사이에 병렬 접속된 제 41 저항(R41) 및 제 40 커패시터(C40)와, 상기 증폭기(331) 입력 단자와 제 40 OP 앰프(OP40) 플러스 단자 사이에 직렬 접속된 제 40 인덕터(L40)와 제 42 저항(R42)과, 제 40 OP 앰프(OP40) 플러스 단자와 접지 단자 사이에 접속된 제 41 커패시터(C41)와, 증폭기(331) 출력 단자와 제 40 OP 앰프(OP40) 마이너스 단자 사이에 접속된 제 43 저항(R43)과, 제 40 OP 앰프(OP40) 마이너스 단자와 출력 단자 사이에 접속된 제 44 저항(R44)과, 제 40 OP 앰프(OP40) 출력 단자와 제 41 OP 앰프(OP41) 마이너스 단자 사이에 접속된 제 45 저항(R45)과, 제 41 OP 앰프(OP41) 마이너스 단자와 출력 단자 사이에 직렬 접속된 제 46 저항(R46) 및 제 47 저항(R67)과, 제 46 저항(R46) 및 제 47 저항(R47)에 병렬 접속된 제 42 커패시터(C42)와, 제 41 OP 앰프(OP41) 출력 단자와 메인 컨트롤부 입력 단자에 접속된 제 48 저항(R48)과, 제 48 저항(R48)과 전원 전압 사이에 접속된 제 40 다이오드(D40)와, 제 48 저항(R48)과 접지 전압 사이에 접속된 제 41 다이오드(D41)를 포함하고, 상기 제 41 OP 앰프(OP41) 플러스 단자는 접지에 접속된다.
상술한 바와 같은, 배터리 성능 테스트부와 드라이버 컨트롤부(200)는 메인 컨트롤부(400)에 의해 제어된다.
메인 컨트롤부(400)는 입력부로부터 제공받은 외부 입력 신호를 처리하는 입력 모듈부(410)와, 충전 및 방전 신호를 통해 드라이버 컨트롤부(200)를 제어하는 충방전 제어부(420)와, 배터리 성능 테스트 결과에 따라 충방전 여부를 결정하거나, 테스트 결과를 표시하는 테스트 확인부(430)와, 고주파 제어부에 설정 전압 및 설정 전류를 제공하는 설정 제어부(440)를 포함한다.
충방전 제어부(420)는 도시되지 않았지만, 충전 동작 제어를 위한 충전 신호를 생성하는 제 1 신호 생성부와, 방전 전압을 측정하여 방전 여부를 판단하는 방전 판단부와, 방전 동작 제어를 위한 방전 신호를 생성하는 제 2 신호 생성부를 구비한다.
입력부(500)는 도시되지 않았지만, 충전 전압 입력부, 충전 전류 입력부, 키 입력부, AH 설정부, X-TAL 발진부 및 MCU 정전압 회로부를 구비한다.
상기 입력부(500)는 버튼 타입의 입력을 통해 원하는 입력 신호를 제공할 수 있다.
표시부(600)는 충전 전압, 충전 상태, 충전 전류 및 테스트 결과를 표시한다. 이를 통해 충전 완료 여부를 확인할 수 있다.
상술한 본 실시예의 폐 배터리 재생 장치는 배터리 성능 테스트부의 테스트 결과에 따라 배터리의 충전 가능 유무를 사전 판단하여 충전을 진행할 수 있다.
본 실시예에 따른 폐 배터리 재생장치를 통한 재생 공정을 하기와 같다.
먼저, 폐 배터리에 대한 외관 검사를 진행한 다음 이상이 없을 경우 테스트 기능을 갖는 배터리 재생 장치에 폐 배터리를 접속시킨다.
접속된 폐 배터리에 대한 테스트를 진행하여 충전 가능 여부를 판단한다.
판단 결과 충전이 가능할 경우 재생 복원을 진행한다.
이때, 재생 복원을 위해 플라즈마 분해 반응을 실시하고, RF 고주파 펄스를 인가하고, 복원을 실시간으로 모니터링 한다. 또한, 다중 재생 복원 및 고속 재생 복원을 실시할 수도 있다.
이어서, 재생 작업을 진행한 배터리에 대한 복원율 검사를 통해 배터리의 재생 여부를 결정한다. 이를 위해 장치의 테스트 기능을 통해 복원율을 검사하고, 전압, 전류 및 내부 저항을 측정하고, 전해질 비중을 검사한다.
만일 판단 결과 충전이 불가능한 경우에는 별도의 표시부를 통해 충전 불가를 알리고, 장치를 대기 상태로 유지한다.
본 실시예에서는 상기 메인 컨트롤부로 MPC82G516을 사용하는 것이 효과적이다. 물론 이에 한정되지 않고, 다양한 형태의 칩셋이 메인 컨트로부로 동작할 수 있다.
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시 예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시 예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 충방전 드라이부 110 : 충전부
120 : 방전부 130 : 충전 전압 생성부
140 : 충전 전압 드라이부 150 : 충전 전압 감지부
200 : 드라이버 컨트롤부 210 : 충전 제어부
220 : 방전 제어부 230 : 고주파 제어부
240 : 방전 전압 감지부 300 : 배터리 성능 테스트부
310 : 배터리 전압 검출부 320 : 배터리 전류 검출부
330 : 내부 저항 측정 및 검출부 340 : 전원부
400 : 메인 컨트롤부 410 : 입력 모듈부
420 : 충방전 제어부 430 : 테스트 확인부
440 : 설정 제어부 500 : 입력부
600 : 표시부

Claims (8)

  1. 폐 배터리에 대한 충방전을 실시하는 충방전 드라이부;
    상기 충방전 드라이부의 동작을 제어하는 드라이버 컨트롤부;
    폐 배터리의 성능을 테스트하는 배터리 성능 테스트부; 및
    전체 시스템의 동작을 제어하고, 배터리 성능 테스트 결과에 따라 접속된 배터리의 충전 또는 방전의 진행 여부를 결정하고, 충전된 배터리의 성능 분석을 통해 충전율을 확인하는 메인 컨트롤부를 포함하고,
    상기 배터리 성능 테스트부는 배터리 전압 검출부를 구비하고,
    배터리 전압 검출부는 전원 단자와 접지 사이에 직렬 접속된 제 20 저항 및 제 20 트랜지스터와, 상기 제 20 트랜지스터의 게이트 단자와 메인 컨트롤부의 PWM 단자 사이에 접속된 제 21 저항과, 상기 제 20 저항과 제 20 트랜지스터 사이 단자와 접지 사이에 접속된 제 22 저항과, 배터리 전류 검출부 출력 단자와 제 20 노드 사이에 접속된 제 21 트랜지스터와, 제 20 저항과 제 20 트랜지스터 사이 단자와 제 21 트랜지스터의 게이트 단자에 접속된 제 24 저항과, 배터리 접속 단자와 제 21 트랜지스터 사이에 병렬 접속된 제 25 및 제 26 저항과, 배터리 접속 단자와 접지 사이에 직렬 접속된 제 27 저항 및 제 28 가변 저항과, 제 28 가변 저항의 일 단자와 접지 사이에 접속된 제 20 커패시터와, 제 28 가변 저항의 일 단자와 전원 전압 사이에 접속된 제 20 다이오드를 포함하고, 상기 제 28 가변 저항의 일 단자는 메인 컨트롤부의 전압 측정 단자에 접속된 것을 특징으로 하는 폐 배터리 재생 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    사용자로부터 다양한 입력을 제공받는 입력부와, 배터리 테스트 결과 및 충전 상태등을 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 배터리 재생 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 충방전 드라이부는 배터리에 충전 전압을 인가하여 충전을 실시하는 충전부와, 배터리를 완전 방전시키는 방전부와, 충전 전압을 생성하는 충전 전압 생성부와, 충전 전압 생성부를 통해 생성된 충전 전압을 충전부에 제공하는 충전 전압 드라이부와, 상기 충전 전압 드라이부의 충전 전압을 감지하는 충전 전압 감지부와, 상기 충전부와 방전부 사이에는 전류 감지부가 배치되고,
    상기 드라이버 컨트롤부는 충전부를 제어하는 충전 제어부와, 방전부를 제어하는 방전 제어부와, 충전 전압 드라이부에 제공되는 고주파를 제어하는 고주파 제어부와, 방전 제어부로부터의 방전 전압을 감지하에 메인 제어부로 제공하는 방전 전압 감지부를 포함하고,
    상기 메인 컨트롤부는 입력부로부터 제공받은 외부 입력 신호를 처리하는 입력 모듈부와, 충전 및 방전 신호를 통해 드라이버 컨트롤부를 제어하는 충방전 제어부와, 배터리 성능 테스트 결과에 따라 충방전 여부를 결정하거나, 테스트 결과를 표시하는 테스트 확인부와, 고주파 제어부에 설정 전압 및 설정 전류를 제공하는 설정 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 배터리 재생 장치.
  4. 제1항에 있어서, 배터리 성능 테스트부는,
    접속된 배터리의 전류를 검출하는 배터리 전류 검출부와,
    접속된 배터리의 내부 저항을 측정 및 검출하는 내부 저항 측정 및 검출부와,
    각부에 전원을 공급하는 전원부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 배터리 재생 장치.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서, 배터리 전류 검출부는,
    배터리 마이너스 단자와 출력 단자 사이에 병렬 접속된 제 31 저항 및 제 32 저항과,
    출력 단자와 제 30 OP 앰프 플러스 단자 사이에 직렬 접속된 제 33 저항 및 제 34 저항과,
    제 33 저항과 제 34 저항 사이 단자와 접지 사이에 접속된 제 30 커패시터와,
    접지 단자와 제 30 OP 앰프 마이너스 단자 사이에 접속된 제 35 저항과,
    제 30 OP 앰프 마이너스 단자와 출력 단자 사이에 접속된 제 36 저항 및 제 37 저항과,
    제 36 저항 및 제 37 저항과 병렬 접속된 제 31 커패시터를 포함하고, 상기 제 30 OP 앰프 출력 단자는 메인 컨트롤부의 전류 측정 단자에 접속되는 것을 특징으로 하는 폐 배터리 재생 장치.
  7. 제4항에 있어서, 내부 저항 측정 및 검출부는,
    배터리 플러스 단자와 증폭기 입력 단자 사이에 접속된 제 40 저항과,
    상기 증폭기 입력 단자와 접지 사이에 병렬 접속된 제 41 저항 및 제 40 커패시터와,
    상기 증폭기 입력 단자와 제 40 OP 앰프 플러스 단자 사이에 직렬 접속된 제 40 인덕터와 제 42 저항과,
    제 40 OP 앰프 플러스 단자와 접지 단자 사이에 접속된 제 41 커패시터와,
    증폭기 출력 단자와 제 40 OP 앰프 마이너스 단자 사이에 접속된 제 43 저항과,
    제 40 OP 앰프 마이너스 단자와 출력 단자 사이에 접속된 제 44 저항과,
    제 40 OP 앰프 출력 단자와 제 41 OP 앰프 마이너스 단자 사이에 접속된 제 45 저항과,
    제 41 OP 앰프 마이너스 단자와 출력 단자 사이에 직렬 접속된 제 46 저항 및 제 47 저항과,
    제 46 저항 및 제 47 저항에 병렬 접속된 제 42 커패시터와,
    제 41 OP 앰프 출력 단자와 메인 컨트롤부 입력 단자에 접속된 제 48 저항과,
    제 48 저항과 전원 전압 사이에 접속된 제 40 다이오드와,
    제 48 저항과 접지 전압 사이에 접속된 제 41 다이오드를 포함하고, 상기 제 40 OP 앰프 플러스 단자는 접지에 접속되는 것을 특징으로 하는 폐 배터리 재생 장치.
  8. 제1항 내지 제4항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항의 폐 배터리 재생 장치를 이용한 재생 방법에 있어서,
    폐 배터리에 대한 외관 검사를 진행한 다음 이상이 없는 경우 장치에 폐 배터리를 접속시키는 단계;
    상기 접속된 폐 배터리에 대한 테스트를 진행하여 충전 가능 여부를 판단하는 단계;
    판단 결과 충전이 가능할 경우 재생 복원을 진행하고, 충전이 불가능할 경우에는 충전 불가 표시 후 장치를 대기 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 폐 배터리 재생 방법.
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