KR101460248B1 - 배터리 열화 측정 장치 및 방법과 배터리 재생 설비 - Google Patents

배터리 열화 측정 장치 및 방법과 배터리 재생 설비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리 열화 측정 장치 및 방법과 배터리 재생 설비에 관한 것으로, 본 발명에 따른 배터리 열화 측정 장치는, 배터리의 충전 전압을 펄스파 전류로 방전시키기 위한 펄스파 전류 방전 스위칭부와, 펄스파 전류 방전 스위칭부에 의해 배터리의 충전 전압이 방전할 때의 펄스파 방전 전류 위상을 측정하는 위상 측정부와, 펄스파 전류 방전 스위칭부에 의해 배터리의 충전 전압이 방전할 때의 배터리의 플러스 단자의 전압을 측정하는 배터리 전압 측정부와, 위상 측정부에서 측정된 펄스파 방전 전류 위상 값과 배터리 전압 측정부에서 측정된 배터리의 플러스 단자 전압 값을 이용하여 배터리의 열화 상태를 판단하는 제어부를 제공함으로써, 배터리의 열화 상태를 정확하게 측정할 수 있다.

Description

배터리 열화 측정 장치 및 방법과 배터리 재생 설비{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING DEGRADATION OF BATTERY AND EQUIPMENT FOR REPRODUCING BATTERY}
본 발명은 배터리 열화 측정 장치 및 방법과 배터리 재생 설비에 관한 것으로, 특히 펄스파 전류 방전을 이용하여 배터리 열화 상태를 정확하게 측정할 수 있는 배터리 열화 측정 장치 및 방법과 배터리 재생 설비에 관한 것이다.
배터리의 한 분류인 2차 전지는 전기적 에너지를 화학적 에너지로 변환하는 충전과 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 방전을 반복하면서, 전력 공급원으로서의 그 기능을 수행한다.
이 2차 전지는 일반적으로 충방전 횟수에 따라 성능이 급격히 저하되는데, 납 축전지의 경우에는 전극판에 황산화가 발생하고 이로 인한 납 축전지 내부 저항 증가가 성능 저하의 원인이며, 금속 화합물 전지의 경우에는 금속 화합물의 산화 및 환원이 이루어지지 않아 누적된 잔류 물질이 성능 저하를 일으킨다.
한편, 이들 2차 전지는 고가의 가격 및 폐기 비용으로, 일반적으로 재생되어 다시 사용되고 있다. 이러한 배터리 재생 장치 및 그 제어 방법이 한국공개특허 제2012-0088957호에 기재되어 있다. 이 한국공개특허 제2012-0088957호에는 2차 전지의 최초 내부 저항 측정 후 펄스 발생부와 내부 저항 측정부를 순차적으로 설정 횟수만큼 동작 제어하여 최초 내부 저항값이 감소 변화하는지 여부에 따라 배터리의 재생 가능 여부를 판단하고 있다.
이 2차 전지의 바람직한 재생을 위해서는 2차 전지의 열화 상태를 정확하게 측정할 필요가 있다. 그러나 지금까지의 2차 전지의 열화 상태의 측정은 주로 펄스파 전압을 공급하면서 측정되었다. 그러나 펄스파 전압을 공급하면서 측정하는 경우 열화 상태를 정확하게 측정하기 어렵다.
특허문헌 1 : 한국공개특허 제2012-0088957호
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 펄스파 전류 방전을 이용하여 배터리 열화 상태를 정확하게 측정할 수 있는 배터리 열화 측정 장치 및 방법과 배터리 재생 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 열화 측정 장치는, 배터리의 충전 전압을 펄스파 전류로 방전시키기 위한 펄스파 전류 방전 스위칭부와, 상기 펄스파 전류 방전 스위칭부에 의해 상기 배터리의 충전 전압이 방전할 때의 펄스파 방전 전류 위상을 측정하는 위상 측정부와, 상기 펄스파 전류 방전 스위칭부에 의해 상기 배터리의 충전 전압이 방전할 때의 상기 배터리의 플러스 단자의 전압을 측정하는 배터리 전압 측정부와, 상기 위상 측정부에서 측정된 펄스파 방전 전류 위상 값과 상기 배터리 전압 측정부에서 측정된 상기 배터리의 플러스 단자 전압 값을 이용하여 상기 배터리의 열화 상태를 판단하는 제어부를 제공한다.
상기 위상 비교기부는 상기 배터리의 플러스 단자와 마이너스 단자의 각각에서 얻어진 신호를 이용하여 위상을 비교하는 위상 비교기를 더 포함하는 것이 바람직하다.
배터리 열화 측정 장치는 상기 배터리에 정현파 전압을 공급하기 위한 정현파 전압 공급부를 더 포함하고, 상기 위상 측정부는 상기 정현파 전압 공급부에서 상기 배터리에 정현파 전압이 공급될 때의 위상을 측정하고, 상기 제어부는 상기 위상 측정부에서 측정된 정현파 전압 위상 값을 더 이용하여 상기 배터리의 열화 상태를 판단하는 것이 바람직하다.
상기 정현파 공급부는, 상기 제어부에서 제공된 펄스파로부터 정현파를 발생하는 정현파 발생기와, 상기 정현파 발생기에서 제공된 정현파의 이득을 증폭시키는 정현파 증폭기를 포함할 수 있다.
배터리 열화 측정 장치는 상기 펄스파 전류 방전 스위칭부에 흐르는 펄스파 방전 전류를 측정하기 위한 펄스파 방전 전류 측정부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 펄스파 방전 전류 측정부에서 측정된 펄스파 방전 전류 값을 더 이용하여 상기 배터리의 열화 상태를 판단할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 배터리 재생 설비는, 상술한 배터리 열화 측정 장치와, 상기 배터리를 충전 재생하기 위한 배터리 재생 장치를 포함하고, 상기 열화 측정 장치는, 상기 배터리 재생 장치에서 제공된 펄스파 전압이 상기 배터리에 공급될 때의 상기 배터리에 흐르는 공급 전류를 측정하기 위한 펄스파 공급 전류 측정부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 펄스파 공급 전류 측정부에서 측정된 펄스파 공급 전류 값을 더 이용하여 상기 배터리의 열화 상태를 판단함으로써, 상술한 목적을 달성할 수 있다.
상기 배터리 열화 측정 장치는 상기 배터리 재생 장치를 전기적으로 절연시키는 전기 절연부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 배터리 열화 측정 방법은, 배터리의 충전 전압을 펄스파 전류로 방전시키는 단계와, 상기 배터리의 충전 전압을 펄스파 전류로 방전시키는 동안, 상기 배터리의 위상을 측정하는 단계와, 상기 배터리의 충전 전압을 펄스파 전류로 방전시키는 동안, 상기 배터리의 플러스 단자의 전압을 측정하는 단계와, 상기 측정된 펄스파 방전 전류 위상 값과 상기 측정된 상기 배터리의 플러스 단자 전압 값을 이용하여 상기 배터리의 열화 상태를 판단하는 단계를 제공함으로써, 상술한 목적을 달성할 수 있다.
상술한 구성들에 의해, 본 발명은 배터리의 열화 상태를 정확하게 판단할 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 구성들에 의해 측정된 값들을 이용하여 배터리의 임피던스, 잔류 용량 및 전지 상태를 더욱 정확하게 계산할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 재생 설비를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 배터리 열화 측정 장치의 블록도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 열화 측정 방법을 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 배터리 열화 측정 장치 및 방법과 배터리 재생 설비를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 재생 설비를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 재생 설비(20)는 배터리(10)를 충전하면서 재생하는 배터리 재생 장치(30)와, 배터리(10)의 열화 상태를 측정하기 위한 배터리 열화 측정 장치(40)와, 배터리 재생 설비(20)에 필요한 정보를 입력하기 위한 입력 장치(50)와, 및 배터리(10)의 열화 상태를 표시하기 위한 디스플레이 장치(60)를 포함한다.
배터리 재생 장치(30)는 공개된 다수의 배터리 재생 장치(30) 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
배터리 열화 측정 장치(40)는 제1 전기 절연부(112), 제2 전기 절연부(114), 정현파 전압 공급부(120), 펄스파 전류 방전 스위칭부(130), 위상 측정부(140), 배터리 전압 측정부(150), 펄스파 방전 전류 측정부(160), 펄스파 공급 전류 측정부(170) 및 제어부(180)를 포함한다.
제1 전기 절연부(112) 및 제2 전기 절연부(114)는 배터리(10)의 열화 상태 측정하기 위해 정현파 전압 공급부(120) 또는 펄스파 전류 방전 스위칭부(130)의 동작시 배터리 재생 장치(30)를 배터리 열화 측정 장치(40)와 전기적으로 절연시키기 위한 구성이다.
정현파 전압 공급부(120)는 배터리(10)의 열화 상태 측정하기 위해 배터리(10)에 정현파 전압을 공급한다.
펄스파 전류 방전 스위칭부(130)는 배터리(10)의 충전 전압을 펄스파 전류로 방전시키기 위한 스위칭부이다.
위상 측정부(140)는 정현파 전압 공급부(120)에 의해 배터리(10)에 정현파 전압이 공급될 때의 정현파 전압 위상을 측정하고, 또한 펄스파 전류 방전 스위칭부(130)에 의해 배터리(10)의 충전 전압이 펄스파 전류 방전할 때의 펄스파 방전 전류 위상을 측정한다. 위상 측정부(140)는 배터리(10)의 플러스 단자와 마이너스 단자의 각각에서 얻어진 신호를 이용하여 이들 위상을 측정할 수 있다.
배터리 전압 측정부(150)는 펄스파 전류 방전 스위칭부(130)에 의해 배터리(10)의 충전 전압이 펄스파 전류 방전할 때의 배터리(10)의 플러스 단자의 전압을 측정한다.
펄스파 방전 전류 측정부(160)는 펄스파 전류 방전 스위칭부(130)에 흐르는 펄스파 방전 전류를 측정한다.
펄스파 공급 전류 측정부(170)는 배터리 재생 장치(30)에서 제공된 펄스파 전압이 배터리(10)에 공급될 때의 배터리(10)에 흐르는 공급 전류를 측정한다. 배터리 재생 장치(30)에서 배터리(10)에 펄스파 전압을 공급할 때에는 제1 전기 절연부(112) 및 제2 전기 절연부(114)는 배터리 재생 장치(30)와 배터리(10)를 연결하도록 동작한다.
제어부(180)는 위상 측정부(140)에서 측정된 펄스파 방전 전류 위상 값과 배터리 전압 측정부(150)에서 측정된 배터리(10)의 플러스 단자 전압 값을 이용하여 배터리(10)의 열화 상태를 판단한다. 제어부(180)는 위상 측정부(140)에서 측정된 정현파 전압 위상 값을 더 이용하여 배터리(10)의 열화 상태를 판단하는 것이 바람직하다.
또한, 제어부(180)는 펄스파 방전 전류 측정부(160)에서 측정된 펄스파 방전 전류 값을 더 이용하거나 펄스파 방전 전류 측정부(160)에서 측정된 펄스파 방전 전류 값을 다 이용하여 배터리(10)의 열화 상태를 판단할 수 있다.
한편, 제어부(180)는 판단된 배터리(10) 열화 상태에 기초하여 배터리(10)를 충전 재생하도록 배터리 재생 장치(30)에 충전 재생 제어 신호를 출력한다.
도 2는 도 1에 도시된 배터리 열화 측정 장치의 블록도를 도시한 도면이다.
배터리 열화 측정 장치(40)는 배터리(10)의 열화 상태 측정하기 위해 정현파 전압 공급부(120) 또는 펄스파 전류 방전 스위칭부(130)의 동작시 배터리 재생 장치(30)를 전기적으로 절연시키기 위해 제1 전기 절연부(112), 제2 전기 절연부(114) 및 절연 스위칭 구동부(210)를 포함한다. 제1 전기 절연부(112) 및 제2 전기 절연부(114)는 릴레이 또는 FET 등의 스위칭 소자(242)로 이루어질 수 있다. 절연 스위칭 구동부(210)는 제어부(180)의 절연 스위칭 제어 신호에 따라 제1 전기 절연부(112) 및 제2 전기 절연부(114)의 스위칭 소자(242)를 구동한다.
정현파 전압 공급부(120)는 배터리(10)에 정현파 전압을 공급하기 위해 정현파 발생기(222) 및 정현파 증폭기(224)를 포함한다. 정현파 발생기(222)는 제어부(180)에서 제공된 펄스파로부터 정현파를 발생하여 출력한다. 정현파 증폭기(224)는 정현파 발생기(222)에서 제공된 정현파의 이득을 증폭시켜 출력한다. 정현파 증폭기(224)는 제어부(180)의 이득 제어 신호에 따라 증폭 이득이 가변될 수 있다.
위상 측정부(140)는 배터리(10)의 플러스 단자에서 얻은 제1 신호와 배터리(10)의 마이너스 단자에서 얻은 제2 신호를 이용하여 양 신호의 위상을 비교하는 위상 비교기(232)와 위상 비교기(232)에서 비교된 아날로그 위상을 디지털 위상 값으로 변환하는 제1 A/D 변환기(234)를 포함한다. 이 위상 측정부(140)는 정현파 전압 공급부(120)에 의해 배터리(10)에 정현파 전압이 공급될 때의 정현파 전압 위상을 측정하고, 또한 펄스파 전류 방전 스위칭부(130)에 의해 배터리(10)의 충전 전압이 펄스파 전류 방전할 때의 펄스파 방전 전류 위상을 측정한다.
펄스파 전류 방전 스위칭부(130)는 배터리(10)의 충전 전압을 펄스파 전류로 방전시키기 위한 스위칭 소자(242)와 제1 저항기(244)를 포함한다. 스위칭 소자(242)로는 FET를 사용하는 것이 바람직하다. 제어부(180)에서 출력된 펄스파 게이트 신호에 따라 스위칭 소자(242)는 턴온 또는 턴오프된다. 스위칭 소자(242)가 턴온되면 제1 저항기(244)에 방전 전류가 흐르게 된다.
펄스파 방전 전류 측정부(160)는 펄스파 전류 방전 스위칭부(130)에 흐르는 펄스파 방전 전류를 측정하기 위해, 제2 저항기(252), 펄스파 방전 전류 비교기(254), 제2 AD 변환기(256)를 포함한다.
펄스파 전류 방전 스위칭부(130)의 스위칭 소자(242)가 턴온되면, 제1 저항기(244)에는 스위칭 소자(242)에 흐르는 전류가 흐르게 되고 아울러 제2 저항기(252)에도 동일한 전류가 흐르게 된다. 펄스파 방전 전류 비교기(254)는 제2 저항기(252)의 양단에 발생하는 전압을 비교한다. 이에 의해 펄스파 방전 전류 측정부(160)는 단순히 저항에 의한 전압 강하만을 측정하는 것이 아니라 미세한 위상 변화까지도 검출할 수 있다. 제2 AD 변환기(256)는 펄스파 방전 전류 비교기(254)에서 얻은 펄스파 방전 아날로그 전류를 디지털 전류 값으로 변환하여 제어부(180)에 제공한다.
배터리 전압 측정부(150)는 펄스파 전류 방전 스위칭부(130)에 의해 배터리(10)의 충전 전압이 펄스파 전류 방전할 때의 배터리(10)의 플러스 단자의 전압을 측정한다. 이를 위해, 배터리 전압 측정부(150)는 제3 A/D 변환기(262)를 포함한다.
펄스파 공급 전류 측정부(170)는 배터리 재생 장치(30)에서 제공된 펄스파 전압이 배터리(10)에 공급될 때의 배터리(10)에 흐르는 공급 전류를 측정하기 위해, 제3 저항기(272) 및 제4 A/D 변환기(274)를 포함한다. 배터리 재생 장치(30)에서 배터리(10)에 펄스파 전압을 공급할 때에는, 배터리 재생 장치(30)와 배터리(10)가 연결되도록 제1 전기 절연부(112) 및 제2 전기 절연부(114)가 절연 상태가 된다.
제어부(180)는 위상 측정부(140)에서 측정된 펄스파 방전 전류 위상 값과 배터리 전압 측정부(150)에서 측정된 배터리(10)의 플러스 단자 전압 값을 이용하여 배터리(10)의 열화 상태를 판단한다. 제어부(180)는 위상 측정부(140)에서 측정된 정현파 전압 위상 값을 더 이용하여 배터리(10)의 열화 상태를 판단하는 것이 바람직하다.
또한, 제어부(180)는 펄스파 방전 전류 측정부(160)에서 측정된 펄스파 방전 전류 값을 더 이용하거나 펄스파 방전 전류 측정부(160)에서 측정된 펄스파 방전 전류 값을 다 이용하여 배터리(10)의 열화 상태를 판단할 수 있다.
한편, 제어부(180)는 판단된 배터리(10) 열화 상태에 기초하여 배터리(10)를 충전 재생하도록 배터리 재생 장치(30)에 충전 재생 제어 신호를 출력한다.
도 1 및 도 2에 도시된 배터리 열화 측정 장치의 구성들을 통해 다음과 같은 파라미터들이 얻어질 수 있다.
측정값 T1은 정현파 전압 공급부(120)에서 정현파 전압이 공급될 때, 위상 측정부(140)에서 얻어 제어부(180)의 AD1 단자에 제공된 값이고, 측정값 T2은 펄스파 전류 방전 스위칭부(130)의 턴온에 의해 펄스파 방전 전류가 흐를 때, 위상 측정부(140)에서 얻어 제어부(180)의 AD1 단자에 제공된 값이다.
측정값 K1은 펄스파 전류 방전 스위칭부(130)의 턴온에 의해 펄스파 방전 전류가 흐를 때, 펄스파 방전 전류 측정부(160)에서 얻어 제어부(180)의 AD2 단자에 제공된 값이고, 측정값 K2는 펄스파 전류 방전 스위칭부(130)의 턴온에 의해 펄스파 방전 전류가 흐를 때, 배터리 전압 측정부(150)에서 얻어 제어부(180)의 AD3 단자에 제공된 값이고, 측정값 K3는 배터리 재생 장치(30)에서 펄스파 충전 전류를 공급할 때, 펄스파 공급 전류 측정부(170)에서 얻어 제어부(180)의 AD4 단자에 제공된 값이다.
상술한 측정값들을 이용하여 얻은 파라미터들은 다음과 같다.
Figure 112013044781732-pat00001
여기서, 시간 t0 ~ t1은 정현파 전압 공급부(120)에서 정현파 전압이 공급될 때의 기간이며, 시간 t1 ~ t2는 펄스파 전류 방전 스위칭부(130)의 턴온에 의해 펄스파 방전 전류가 흐를 때의 기간이며, 시간 ta ~ tb는 배터리 재생 장치(30)에서 펄스파 충전 전류를 공급할 때의 기간이다. 이들 기간은 1초 내지 10초 미만의 임의의 시간일 수 있으며, 이미 알고 있는 2차 전지의 용량별, 종류별, 상태에 따라 이들 기간은 변동될 수 있다.
위의 파라미터들을 이용한 2차 전지의 임피던스 Zin는 다음과 같다.
Figure 112013044781732-pat00002
여기서 파라미터 Im은 제2 저항기(252)를 흐르는 기준 전류 값이다. 그리고 parameter a는 PbSo4 납축전지의 특성 값이며, LiFEPO4 리튬인산철 전지의 특성 값은 parameter b로, Li-ion 리튬이온 전지의 특성 값은 parameter c로, Li-polymer 리튬폴리머 전지의 특성 값은 parameter d로, NiMH 니켈금속 전지의 특성 값은 parameter e로 표시할 수 있다.
2차 전지의 임피던스 Zin를 산출하는 위의 식에는, 수식을 간략하게 표현하기 위해 파라미터들 ▽K1 및 ▽K3가 포함되어 있지 않지만, 2차 전지의 임피던스 Zin을 정확하게 측정하고자 하는 경우에는 파라미터 ▽K1 및 ▽K3를 포함할 수 있다.
한편, 잔류 용량(RC: Residual Capacity) 측정시 일반적으로 오차가 커지는 이유는 2차 전지가 보유할 수 있는 실제 용량 값이 얼마인지 알 수 없고, 또한 단순히 전류 전압만을 측정하면 오차가 발생하게 되어 정확한 측정이 어렵기 때문이다. 이에 본 발명은 잔류 용량을 산출함에 있어서, 잔류 용량 팩터 자체가 내부 임피턴스에 상당 부분 의존하고 있음에 주목하였다.
위의 수식에 따라 내부 임피던스 Zin을 구한 후에 기존 방식들과 다르게 미소 전류를 2차 전지에서 방전시킨다. 미소 전류를 2차 전지에서 방전시키게 되면, 2차 전지 용량이 내부 임피던스 값에 의존하여 흘러나온다.
일정한 저항을 통과할 때의 방전 전류 iload와 충전 전류 icharge의 비율을 테브닌 정리를 이용하여 정리한다. 여기서 측정 전압과 인가 전압이 동일하다고 가정하면 전압 차에 의한 변수는 제거 가능하므로, 스위칭 동작으로 한쪽을 동작시키지 않고 각각 icharge와 iload를 구하면 다음과 같다.
Figure 112013044781732-pat00003
여기서 Charge Rshunt는 제3 저항기(272)의 저항값이며, Load Rshunt는 제2 저항기(252)의 저항값이다. 따라서 제2 저항기(252)의 저항값 및 제3 저항기(272)의 저항값을 알고 위의 수식을 이용하여 내부 임피던스 Zin을 구하면, 각각의 전류 값에서 충전이 필요한 잔류 용량 값과 현재 용량 값을 추출할 수 있다. 그리고 이를 SOC로 표현하면 다음과 같다.
Figure 112013044781732-pat00004
따라서 이를 잔류 용량 RC로 표현하면 다음과 같다.
RC = 정격표시용량 X SOC X parameter a
그리고 전지 상태 SOH(States Of Health)는 다음 수식을 통해 얻을 수 있다.
SOH = RC X 100%
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 열화 측정 방법을 도시한 도면이다.
사용자가 배터리(10) 재생을 위해, 배터리 재생 설비(20)에 배터리(10)를 연결한다(S302).
제어부(180)는 절연 스위칭 구동부(210)를 구동시켜 제1 전기 절연부(112) 및 제2 전기 절연부(114)를 절연시킨다(S304). 이에 의해 배터리 재생 장치(30)는 배터리 열화 측정 장치(40)와 전기적으로 분리된다.
위상 측정부(140)는 배터리(10)의 양단에서의 위상을 비교하여 측정된 위상 값을 제어부(180)의 AD1 단자에 제공하고, 제어부(180)는 AD1 단자에 입력된 위상 값을 저장한다(S306). 그리고 제어부(180)는 배터리(10)에 정현파 전압을 공급하기 위해 정현파 전압 공급부(120)에 펄스파를 출력한다. 제어부(180)는 정현파 전압 공급부(120)에서 배터리(10)에 정현파 전압이 공급되는 동안, 제어부(180)는 AD1 단자에 입력된 위상 측정부(140)에서 측정된 위상 값들을 저장한다(S308).
배터리 전압 측정부(150)는 배터리(10)의 플러스 단자 전압을 측정한다(S310). 이어서 제어부(180)는 펄스파 전류 방전 스위칭부(130)에 스위칭 펄스파를 출력하고 이에 의해 펄스파 전류 방전 스위칭부(130)의 스위칭 소자(242)가 턴온한다(S312). 스위칭 소자(242)의 턴온에 따라 펄스파 방전 전류가 흐르는 동안, 제어부(180)는 AD1 단자에 입력된 위상 측정부(140)에서 측정된 위상 값들을 저장한다(S314). 또한, 펄스파 방전 전류가 흐르는 동안, 배터리 전압 측정부(150)는 배터리(10)의 플러스 단자의 전압을 측정하고(S316), 제어부(180)는 AD3 단자에 입력된 배터리 전압 측정부(150)에서 측정된 전압 값들을 저장한다. 더욱이, 펄스파 방전 전류가 흐르는 동안, 펄스파 방전 전류 측정부(160)는 펄스파 방전 전류를 측정하고(S318), 제어부(180)는 펄스파 방전 전류 측정부(160)에서 측정된 방전 전류 값들을 저장한다.
제어부(180)는 펄스파 전류 방전 스위칭부(130)로의 펄스파 출력이 완료되면, 이어서 절연 스위칭 구동부(210)를 구동시켜 제1 전기 절연부(112) 및 제2 전기 절연부(114)를 연결시킨다(S320). 이에 의해 배터리 재생 장치(30)는 배터리(10)와 전기적으로 연결된다.
배터리 재생 장치(30)는 배터리(10)에 펄스파 전류를 공급하고, 펄스파 공급 전류 측정부(170)는 펄스파 공급 전류를 측정한다(S322). 펄스파 공급 전류 측정부(170)에서 측정된 펄스파 공급 전류 값들은 제어부(180)의 AD4 단자에 제공되어 저장된다.
제어부(180)는 절연 스위칭 구동부(210)를 구동시켜 제1 전기 절연부(112) 및 제2 전기 절연부(114)를 절연시킨다(S324). 이에 의해 배터리 재생 장치(30)는 배터리 열화 측정 장치와 다시 전기적으로 분리된다.
제어부(180)는 위에서 측정된 값들을 이용하여 배터리(10)의 임피던스, 잔류 용량 및 전지 상태 등을 계산한다(S326). 그리고 제어부(180)는 계산된 배터리(10)의 임피던스, 잔류 용량 및 전지 상태 등의 계산 값을 디스플레이 장치(60)에 표시한다(S328).
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
30: 배터리 재생 장치 40: 배터리 열화 측정 장치
50: 입력 장치 60: 디스플레이 장치
112: 제1 전기 절연부 114: 제2 전기 절연부
120: 정현파 전압 공급부 130: 펄스파 전류 방전 스위칭부
140: 위상 측정부 150: 배터리 전압 측정부
160: 펄스파 방전 전류 측정부 170: 펄스파 공급 전류 측정부
180: 제어부

Claims (10)

  1. 배터리의 충전 전압을 펄스파 전류로 방전시키기 위한 펄스파 전류 방전 스위칭부와,
    상기 배터리에 정현파 전압을 공급하기 위한 정현파 전압 공급부와,
    상기 펄스파 전류 방전 스위칭부에 의해 상기 배터리의 충전 전압이 방전할 때의 펄스파 방전 전류 위상을 측정하고, 또한 상기 정현파 전압 공급부에서 상기 배터리에 정현파 전압이 공급될 때의 정현파 전압 위상을 측정하는 위상 측정부와,
    상기 펄스파 전류 방전 스위칭부에 의해 상기 배터리의 충전 전압이 방전할 때의 상기 배터리의 플러스 단자의 전압을 측정하는 배터리 전압 측정부와,
    상기 위상 측정부에서 측정된 펄스파 방전 전류 위상 값과, 상기 위상 측정부에서 측정된 정현파 전압 위상 값과, 및 상기 배터리 전압 측정부에서 측정된 상기 배터리의 플러스 단자 전압 값의 각각의 값을 소정 시간 동안 적분하여 구한 적분값들을 이용하여 상기 배터리의 열화 상태를 판단하는 제어부를 포함하고,
    상기 위상 측정부는 상기 배터리의 플러스 단자와 마이너스 단자의 각각에서 얻어진 신호를 이용하여 위상을 비교하는 위상 비교기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 열화 측정 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 정현파 공급부는,
    상기 제어부에서 제공된 펄스파로부터 정현파를 발생하는 정현파 발생기와,
    상기 정현파 발생기에서 제공된 정현파의 이득을 증폭시키는 정현파 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 열화 측정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 펄스파 전류 방전 스위칭부에 흐르는 펄스파 방전 전류를 측정하기 위한 펄스파 방전 전류 측정부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 펄스파 방전 전류 측정부에서 측정된 펄스파 방전 전류 값을 더 이용하여 상기 배터리의 열화 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 열화 측정 장치.
  6. 제1항, 제4항 또는 제5항에 따른 배터리 열화 측정 장치와,
    상기 배터리를 충전 재생하기 위한 배터리 재생 장치를 포함하고,
    상기 열화 측정 장치는, 상기 배터리 재생 장치에서 제공된 펄스파 전압이 상기 배터리에 공급될 때의 상기 배터리에 흐르는 공급 전류를 측정하기 위한 펄스파 공급 전류 측정부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 펄스파 공급 전류 측정부에서 측정된 펄스파 공급 전류 값을 더 이용하여 상기 배터리의 열화 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 재생 설비.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 배터리 열화 측정 장치는 상기 배터리 재생 장치를 전기적으로 절연시키는 전기 절연부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 재생 설비.
  8. 배터리의 충전 전압을 펄스파 전류로 방전시키는 단계와,
    상기 배터리의 충전 전압을 펄스파 전류로 방전시키는 동안, 상기 배터리의 위상을 측정하는 단계와,
    상기 배터리의 충전 전압을 펄스파 전류로 방전시키는 동안, 상기 배터리의 플러스 단자의 전압을 측정하는 단계와,
    상기 배터리에 정현파 전압을 공급하는 단계와,
    상기 배터리에 정현파 전압을 공급하는 동안, 상기 배터리의 위상을 측정하는 단계와,
    상기 측정된 펄스파 방전 전류 위상 값과. 상기 측정된 정현파 전압 위상 값과, 및 상기 측정된 상기 배터리의 플러스 단자 전압 값의 각각의 값을 소정 시간 동안 적분하여 구한 적분값들을 이용하여 상기 배터리의 열화 상태를 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 측정된 펄스파 방전 전류 위상 값과 및 상기 측정된 정현파 전압 위상 값은 상기 배터리의 플러스 단자와 마이너스 단자의 각각에서 얻어진 신호를 이용하여 위상을 비교하는 위상 비교기로부터 얻어지는 값인 것을 특징으로 하는 배터리 열화 측정 방법.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 배터리의 충전 전압을 펄스파 전류로 방전시키는 동안, 상기 방전하는 펄스파 전류를 측정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 배터리의 열화 상태를 판단하는 단계는, 상기 측정된 방전 전류 측정값을 더 이용하여 상기 배터리의 열화 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 열화 측정 방법.
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