KR101562015B1 - 병렬 연결된 이차 전지들의 충전 제어 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이차 전지 충전 제어 장치 및 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 이차 전지 충전 제어 장치는 병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 이차 전지들의 충전을 제어하는 장치로서, 각 이차 전지마다 연결된 전력 라인 상에 구비된 제어 스위치; 및 상기 이차 전지들을 충전할 때, 상기 제어 스위치에 순차적으로 턴온 신호를 출력하는 제어부;를 포함한다. 본 발명에 따르면, 이차 전지 팩을 충전하기 위한 돌입전류의 크기를 줄일 수 있다. 따라서, 돌입전류로 인해 이차 전지 팩을 포함하는 장치 내부에 전기 소자가 돌입전류에 의해 손상을 입는 것을 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 이차 전지들의 충전 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 병렬로 연결된 이차 전지들의 충전 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 화석 에너지의 고갈과 환경오염으로 인해 화석 에너지를 사용하지 않고 전기 에너지를 이용하여 구동할 수 있는 전기 제품에 대한 관심이 높아지고 있다.
이에 따라 모바일 기기, 전기차, 하이브리드 자동차, 전력 저장 장치, 무정전 전원 장치(UPS) 등에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차 전지의 수요가 급격히 증가하고 있으며 수요의 형태 역시 다양해지고 있다. 따라서 다양한 요구에 부응할 수 있게 이차 전지에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.
일반적으로, 이차 전지의 종류로는 납축 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 및 리튬 폴리머 전지 등이 있다. 이러한 이차 전지는 납 계열 전지, 리튬 계열 전지 및 니켈 수소 계열의 전지로 분류된다. 리튬 계열 전지는 디지털 카메라, P-DVD, MP3P, 휴대폰, PDA, Portable Game Device, Power Tool 및 E-bike 등의 소형 제품에 주로 적용되며, 니켈 수소 계열 전지는 전기 자동차나 하이브리드 전기 자동차와 같은 고출력이 요구되는 대형 제품에 적용되어 사용되고 있다.
반면, 납 계열 전지는 가장 먼저 상용화되어 널리 사용되었지만, 리튬 계열 및 니켈 계열의 전지에 비해 상대적으로 큰 부피와 무게, 단위 무게당 충전 가능한 전하량이 상대적으로 적어서 최근에는 점차적으로 그 사용 분야 및 사용량이 줄어들고 있는 추세이다. 이러한 납 계열 전지의 사용량 감소 추세와 맞물려, 이차 전지를 포함하는 장치에서 종래 납 계열 전지를 리튬 계열 전지로 대체하는 작업이 이루어지고 있다. 일 예로, 무정전 전원공급 장치(Uninterruptible Power Supply, 이하 UPS)에서 기존 납축 전지를 리튬 이온 전지 또는 리튬 폴리머 전지로 대체한 제품이 사용되고 있다.
그러나 이차 전지를 변경하는 과정에서 이차 전지와 연결된 주변 장치 또는 UPS 내부에 포함된 전력관련 소자의 변경없이, 단순히 납축 전지를 리튬 이온 전지 또는 리튬 폴리머 전지로 대체하여 문제가 발생할 수 있다. 리튬 계열 전지는 납 계열 전지에 비해서 낮은 내부 저항을 가지고 있다. 따라서, 다수의 리튬 계열 전지가 병렬로 연결되어 충전이 이루어질 때, 종래 납 계열 전지가 충전되는 경우보다 높은 충전 전류가 UPS 내부에 흐를 수 있다. 이 때, UPS 내부에 포함된 소자들이 종래 납 계열 전지의 내부 저항에 맞추어 설계된 제품인 경우, 충전시 과전류로 인한 스트레스를 받게 된다. 따라서, UPS 내부에 포함된 소자들이 더욱 빠르게 퇴화되거나, 파괴되거나, 심한 경우 전류가 누설되어 인명 사고로 이어질 수 있다.
구체적으로, UPS 구성을 위해 리튬 계열의 이차 전지 팩을 병렬로 연결하면 병렬 연결된 팩들의 수에 따라 이차 전지 팩들의 전체 저항값은 감소한다. 예를 들어, 이차 전지 팩 하나의 내부 저항값을 R이라고 할 때, 병렬 연결된 이차 전지 팩의 수가 N개이면 전체 저항값은 R/N로 감소한다.
그런데, 상기와 같이 병렬로 연결된 이차 전지 팩들을 충전하기 위해 제어 스위치들을 한꺼번에 턴온 시키면, 상기 이차 전지 팩들의 전체 저항값에 반비례한 돌입전류(Inrush current)가 발생한다.
상기 돌입전류는 짧은 시간 동안 흐르지만, 큰 전류값을 가지고 있어서 제어 스위치 소자를 직접적으로 파손시키거나 전자기적 잡음을 발생시켜 주변에 위치한 다른 전기 소자에 영향을 미칠 수 있다.
구체적으로, UPS 구성을 위해 리튬 계열의 이차 전지 팩을 병렬로 연결하면 병렬 연결된 팩들의 수에 따라 이차 전지 팩들의 전체 저항값은 감소한다. 예를 들어, 이차 전지 팩 하나의 내부 저항값을 R이라고 할 때, 병렬 연결된 이차 전지 팩의 수가 N개이면 전체 저항값은 R/N로 감소한다.
그런데, 상기와 같이 병렬로 연결된 이차 전지 팩들을 충전하기 위해 제어 스위치들을 한꺼번에 턴온 시키면, 상기 이차 전지 팩들의 전체 저항값에 반비례한 돌입전류(Inrush current)가 발생한다.
상기 돌입전류는 짧은 시간 동안 흐르지만, 큰 전류값을 가지고 있어서 제어 스위치 소자를 직접적으로 파손시키거나 전자기적 잡음을 발생시켜 주변에 위치한 다른 전기 소자에 영향을 미칠 수 있다.
따라서, 종래 납 계열 전지를 리튬 계열 전지로 대체한 제품에 맞는 충전 제어 장치 및 방법에 대한 연구가 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 감안하여 창안된 것으로서, 병렬 연결된 이차 전지들을 충전할 때 발생하는 돌입전류를 줄이는 제어 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지 충전 제어 장치는 병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 이차 전지들의 충전을 제어하는 장치로서, 각 이차 전지마다 연결된 전력 라인 상에 구비된 제어 스위치; 및 상기 이차 전지들을 충전할 때, 상기 제어 스위치에 순차적으로 턴온 신호를 출력하는 제어부;를 포함한다.
본 발명에 따른 상기 제어부는 적어도 하나 이상의 제어 스위치를 턴온 시키는 신호를 순차적으로 출력한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제어부는 미리 설정된 시간 간격에 의해서 상기 제어 스위치를 턴온 시키는 신호를 순차적으로 출력한다. 이를 위해 본 발명에 따른 이차 전지 충전 제어 장치는 상기 미리 설정된 시간 간격을 저장하는 메모리부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 이차 전지 충전 제어 장치는 상기 충전 라인 상에 구비된 전류 센싱부;를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 전류 센싱부에서 측정한 전류값이 미리 설정한 기준 전류값 이하일 때 상기 제어 스위치를 턴온 시키는 신호를 순차적으로 출력한다. 이를 위해 본 발명에 따른 이차 전지 충전 제어 장치는 상기 미리 설정한 기준 전류값을 저장하는 메모리부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 제어부는, 상기 이차 전지들의 충전이 종료된 이후에 적어도 하나 이상의 제어 스위치를 턴온 상태로 유지시킬 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지 충전 제어 장치는 병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 이차 전지들의 충전을 제어하는 장치로서, 각 이차 전지마다 연결된 전력 라인 중에서 N-k개(1≤k≤N-1, 자연수)의 전력 라인 상에 구비된 제어 스위치; 및 상기 이차 전지들을 충전할 때, 상기 제어 스위치에 순차적으로 턴온 신호를 출력하는 제어부;를 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지 충전 제어 장치는 병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 이차 전지들의 충전을 제어하는 장치로서, 각 이차 전지마다 연결된 충전 라인 및 방전 라인이 별도로 연결되어 있고, 상기 충전 라인 상에 구비된 제어 스위치; 및 상기 이차 전지들를 충전할 때, 상기 제어 스위치에 순차적으로 턴온 신호를 출력하는 제어부;를 포함한다.
본 발명에 따른 이차 전지 충전 제어 장치는 상기 방전 라인에 연결된 다이오드;를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지 충전 제어 장치는 병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 이차 전지들의 충전을 제어하는 장치로서, 각 이차 전지마다 연결된 충전 라인 및 방전 라인이 별도로 연결되어 있고, 상기 충전 라인 중에서 N-k개(1≤k≤N-1, 자연수)의 충전 라인 상에 구비된 제어 스위치; 및 상기 이차 전지들를 충전할 때, 상기 제어 스위치에 순차적으로 턴온 신호를 출력하는 제어부;를 포함한다.
본 발명에 따른 이차 전지 충전 제어 장치는 이차 전지 팩의 일 구성 요소가 될 수 있다. 그리고, 상기 복수의 이차 전지 팩을 포함하는 전력 저장 장치의 일 구성 요소가 될 수도 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지 충전 제어 방법은, 병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 이차 전지들의 충전을 제어하는 방법으로서, 메모리부에 미리 설정된 시간 간격을 저장하는 단계; 및 각 이차 전지마다 연결된 전력 라인 상에 구비된 제어 스위치에 상기 미리 설정된 시간 간격마다 순차적으로 턴온 신호를 출력하는 단계;를 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지 충전 제어 방법은, 병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 이차 전지들의 충전을 제어하는 방법으로서, (a) 메모리부에 미리 설정된 기준 전류값을 저장하는 단계; (b) 전류 센싱부로부터 전류 측정값을 수신하는 단계; 및 (c) 각 이차 전지마다 연결된 전력 라인 상에 구비된 제어 스위치에 상기 전류 측정값이 미리 설정된 기준 전류값 이하일 때마다 순차적으로 턴온 신호를 출력하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 병렬로 연결된 이차 전지를 충전할 때 발생하는 돌입전류의 크기를 줄일 수 있다. 따라서, 돌입전류로 인해 이차 전지를 포함하는 장치 내부의 전기 소자가 돌입전류에 의해 손상을 입는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기존 납 계열 이차 전지를 사용하던 장치에서 이차 전지를 리튬 계열 이차 전지로 변경하더라고, 돌입전류에 의한 손상을 방지할 수 있다. 따라서, 상대적으로 적은 비용으로 이차 전지를 납 계열 이차 전지에서 리튬 계열 이차 전지로 변경할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 충전 제어 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 2는 병렬 연결된 이차 전지 팩의 전체 저항값에 따른 돌입전류의 크기를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지 충전 제어 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 이차 전지 충전 제어 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지 충전 제어 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 충전 제어 방법의 흐름을 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지 충전 제어 방법의 흐름을 도시한 순서도이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 충전 제어 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 2는 병렬 연결된 이차 전지 팩의 전체 저항값에 따른 돌입전류의 크기를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지 충전 제어 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 이차 전지 충전 제어 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지 충전 제어 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 충전 제어 방법의 흐름을 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지 충전 제어 방법의 흐름을 도시한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 충전 제어 장치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지 충전 제어 장치(100)는 제어 스위치(130) 및 제어부(140)를 포함한다.
본 발명에 따른 이차 전지 충전 제어 장치(100)는 병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 이차 전지의 충전을 제어하는 장치이다. 도 1에 도시된 실시예에서는 다수의 이차 전지 팩(110)이 병렬로 연결되어 있으며, 각 이차 전지 팩(110)은 다수의 이차 전지 셀(111)을 포함하고 있다.
상기 이차 전지 셀(111)은 재충전이 가능한 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드늄 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등으로 구성할 수 있다. 그러나, 본 발명이 이차 전지 셀의 종류, 출력전압, 충전용량 등에 의해 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 이차 전지 팩(110)은 직렬로 연결된 다수의 이차 전지 셀(111)을 포함하고 있다. 일반적인 리튬 폴리머 전지의 경우 3.7V ~ 4.2V의 작동 전압을 가진다. 따라서, 요구되는 출력전압에 맞추기 위해 다수의 이차 전지 셀(111)을 직렬로 연결하여 이차 전지 팩(110)을 구성한다. 그러나, 본 발명이 이차 전지 셀(111)의 개수 또는 이차 전지 팩(110)의 출력 전압 등에 의해 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 N개(N은 2이상의 자연수)의 이차 전지 팩(110)은 상호 간에 병렬로 연결된다. 본 명세서에서는 이해의 편의를 돕기위해 병렬로 연결되는 전력 저장 장치의 기본 단위를 이차 전지 팩(110)으로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 즉, 이차 전지 셀, 이차 전지 모듈, 이차 전지 랙 등 이차 전지로 구성된 단위 전력 저장 장치의 명칭, 충방전 용량, 출력 전압 등에 의해서 본 발명이 제한되지 않는다.
각각의 이차 전지 팩(110)에는 전력 라인(120)이 연결된다. 상기 전력 라인(120)은 상기 이차 전지 팩(110)들이 전기적으로 병렬 관계로 연결되도록 이차 전지 팩(110)들의 고전위 단자 및 저전위 단자를 연결한다.
한편, 상기 고전위 전력 라인과 저전위 전력 라인 사이에는 상기 이차 전지 팩(110)들로부터 전력을 공급받는 부하가 연결될 수 있다. 부하의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 비디오 카메라, 휴대용 전화기, 휴대용 PC, PMP, MP3플레이어 등과 같은 휴대용 전자기기, 전기 자동차나 하이브리드 자동차의 모터, DC to DC 컨버터 등으로 구성할 수 있다. 다만, 도면의 간소화를 위해 상기 부하는 별도로 도시하지 않았으며, 상기 부하의 종류에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 다만, 본 명세서에서는 이해의 편의를 돕기위해 상기 부하의 일 예로 UPS를 제시하도록 하겠다.
UPS(Uninterruptible Power Supply)란, 주 전원이 상실되었을 때 짧은 시간동안만이라도 컴퓨터가 계속 동작할 수 있도록 하는 장치이며, 갑작스런 전압 상승 등으로부터 컴퓨터를 보호하는 기능도 가지고 있다. 컴퓨터에 공급되는 모든 전원이 상실되면, 컴퓨터의 메인 메모리(RAM)에 있던 데이터는 지워진다. 따라서, UPS는 주 전원의 상실이 감지되면 순간적으로 보조 전원 공급장치로 절체된다. 이때 보조 전원 공급장치가 바로 이차 전지 팩(110)에 해당한다. UPS가 주 전원이 상실되었음을 알렸을 때 컴퓨터를 사용하고 있던 사용자 또는 메인 프로세서는, 이차 전지 팩(110)에 저장된 전력이 모두 소진되기 전에 작업하던 데이터를 저장하고 컴퓨터를 안전하게 끌 수 있는 시간적 여유를 가질 수 있다. 한편, 갑작스런 전압상승이 발생하면, UPS가 급증하는 전력을 도중에서 가로챔으로써 컴퓨터가 손상되는 것을 막을 수도 있다.
상기 각 이차 전지 팩(110)과 연결된 전력 라인(120) 상에 제어 스위치(130)가 구비되어 있다. 상기 제어 스위치(130)는 상기 제어부(140)의 제어 신호에 의해서 턴온(Turn on) 및 턴오프(turn off) 동작을 하는 스위치 소자이다. 상기 제어 스위치(130)는 기계식 릴레이, 옵토 커플러, 양극 접합 트랜지스터(BJT), 전계 효과 트랜지스터(MOSFET) 등 제어 신호에 의해서 턴온 및 턴오프 동작을 하는 다양한 스위치 소자가 될 수 있다.
상기 제어부(140)는 상기 이차 전지 팩(110)을 충전할 때, 상기 제어 스위치(130)들을 순차적으로 턴온 시키는 제어 신호(도면에서 점선으로 도시)를 출력한다. 상용 전력망과 같은 외부 전원에 의해서 상기 이차 전지 팩(110)을 충전하고자 할 때, 상기 전력 라인(120)의 고전위 단자와 저전위 단자 사이에 충전 전압이 인가된다. 그리고, 상기 제어부(140)가 제어 스위치(130)를 턴온시키면, 턴온된 제어 스위치(130)와 연결된 이차 전지 팩(110)의 양단에 충전 전압이 인가되어 충전이 이루어진다. 이때, 상기 제어부(140)는 모든 제어 스위치(130)를 한꺼번에 턴온 시키지 않고, 순차적으로 턴온시킨다.
상기 이차 전지 팩(110)들은 서로 전기적으로 병렬 연결되어 있다. 따라서, 이차 전지 팩(110)들의 개수가 증가하면 할 수록 전체적인 저항값은 감소한다. 예를 들어, 하나의 이차 전지 팩(110)마다 내부 저항값을 R이라고 할 때, 한 개의 이차 전지 팩(110)만 연결된 경우 전체 저항값은 R이다. 그리고, 두 개의 이차 전지 팩(110)이 병렬로 연결된 경우 전체 저항값은 R/2이다. 세 개일 경우 전체 저항값은 R/3, 네 개일 경우 전체 저항값은 R/4, ……, N개일 경우 전체 저항값은 R/N으로 점차 감소한다. 한편, 상기와 같이 병렬로 연결된 이차 전지 팩(110)들을 충전하기 위해 상기 제어 스위치(130)들을 한꺼번에 턴온 시키면, 상기 이차 전지 팩(110)들의 전체 저항값에 반비례한 돌입전류(Inrush current)가 발생한다.
상기 돌입전류란, 상기 제어 스위치(130)를 턴온한 직후에 상기 전력 라인(120)에 순간적으로 큰 전류가 흐르는데 이를 돌입전류라고 한다. 실제 모든 전기 소자는 캐패시터의 성질을 조금씩 가지고 있으며, 이차 전지 역시 이러한 캐패시터의 성질을 가지고 있다. 상기 이차 전지 팩(110)을 충전하기 위해 상기 제어 스위치(130)를 턴온하는 시점에는 상기 이차 전지 팩(110)이 가지고 있는 캐패시터의 양단 전압은 OV(충전전하 0)로서, 단락 상태와 동일하다. 따라서, 상기 제어 스위치(130)를 턴온한 직후에는 큰 전류가 흐르게 되며, 이를 돌입전류라고 부른다. 비록 제어 스위치(130)를 턴온한 후 일정 시간이 흐르면 상기 돌입전류는 소멸하고, 안정된 전류가 흐른다. 그러나 상기와 같은 돌입전류는 짧은 시간동안 존재하지만, 큰 전류값을 가지고 있어서 스위치 소자를 직접적으로 파손시키거나 전자기적 잡음을 발생시켜 전력 라인(120) 주변에 위치한 전기 소자에 영향을 미칠 수 있다.
도 2는 병렬 연결된 이차 전지 팩(110)의 전체 저항값에 따른 돌입전류의 크기를 나타낸 그래프이다.
도 2를 참조하면, 가로축은 시간의 축이며 세로축은 전류의 크기를 나타내는 축이다. 그리고, 상기 t0는 상기 제어 스위치(130) 전부가 한꺼번에 턴온된 시점을 나타낸다.
도 2에 도시된 각각의 프로파일은 병렬 연결된 상기 이차 전지 팩(110)들의 전체 저항이 R, R/2, R/3, R/4 및 R/N (4≪N)일 때, 상기 전력 라인에 흐르는 전류의 크기를 시간에 따라 나타낸 것이다. 각각의 프로파일은 t0 시점에 급격하게 전류가 상승하였다가 점차적으로 안정되는 형태를 가지고 있다. 이때, t0 시점에 급격하게 상승한 전류가 바로 돌입전류에 해당한다. 도 2에 도시된 프로파일에서 확인할 수 있듯이, 이차 전지 팩(110)의 전체 저항값이 작으면 작을 수록, 돌입전류의 크기가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이 것은 상술한 바와 같이, 병렬 연결된 이차 전지 팩(110)의 개수가 증가하면 할 수록 전체 저항값이 작아지기 때문이다.
또한, 동일한 개수의 이차 전지 팩(110)이 병렬 연결되어 있더라도, 각 이차 전지 팩(110)이 가지고 있는 내부 저항값이 작으면 작을 수록 상기 돌입전류의 크기가 커지는 것은 자명하다. 납 계열 이차 전지에 비해 리튬 계열 이차 전지의 내부 저항이 상대적으로 작으므로, 동일한 개수의 이차 전지 팩(110)이 병렬 연결되어 있더라도 돌입전류의 크기는 상대적으로 더 클 수 밖에 없다.
종래 납 계열 이차 전지를 사용하던 UPS 장치에 포함된 전기 소자들은 그대로 이용하면서 이차 전지부분만 리튬 계열 이차 전지로 교체한 경우를 가정해 보겠다. 그리고, UPS 장치에 포함된 전기 소자들은 납 계열 이차 전지에 의해 발생할 수 있는 돌입전류를 견딜 수 있을 정도로 설계되었다고 가정하겠다. 상술하였듯이, 종래 납 계열 이차 전지를 충전하기 위해 제어 스위치를 턴온하는 순간 발생하는 돌입전류에 비해서, 리튬 계열 이차 전지를 충전하기 위해 제어 스위치(130)를 턴온하는 순간 발생하는 돌입전류가 더 크다. 따라서, UPS 장치에 포함된 전기 소자들은 돌입전류에 의해서 손상을 입을 수 있다.
본 발명에 따른 충전 제어 장치(100)는 이러나 돌입전류로부터 상기 전력 라인(120)에 연결되거나 전력 라인(120) 주변에 위치한 전기 소자들이 손상되는 것을 방지하기 위해, 상기 제어부(140)가 상기 제어 스위치(130)들을 순차적으로 턴온 시킨다. 이와 같이 순차적으로 상기 제어 스위치(130)를 턴온시키면, 모든 제어 스위치(130)를 동시에 턴온시켰을 때 발생하는 돌입 전류에 비해서 낮은 돌입전류가 발생한다. 따라서, 높은 돌입전류에 의해서 상기 전력 라인(120)에 연결되거나 전력 라인(120)주변에 위치한 전기 소자에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 제어부(140)는 적어도 하나 이상의 제어 스위치(130)를 턴온 시키는 신호를 순차적으로 출력할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라서 상기 제어부(140)는 상기 제어 스위치(130)가 하나씩 턴온되도록 신호를 출력할 수도 있지만, 한번에 2개 이상의 제어 스위치(130)가 턴온되도록 신호를 출력할 수도 있다. 이때, 한번에 턴온되는 제어 스위치(130)의 개수는 돌입전류의 크기, 상기 전력 라인(120)과 연결된 전기 소자 및 주변에 위치한 전기 소자가 돌입전류로 인한 영향을 견딜 수 있는 정도 등을 고려하여 다양하게 설정될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 상기 제어부(140)는 미리 설정된 시간 간격에 의해서 상기 제어 스위치(130)들을 턴온 시키는 신호를 순차적으로 출력할 수 있다. 상기 시간 간격은 돌입전류가 발생한 다음에 상기 전력 라인에 흐르는 전류의 크기가 안정되는 시간을 고려하여 다양하게 설정될 수 있다.
또 한편, 본 발명에 따른 충전 제어 장치(100)는 상기 전력 라인(120)에 흐르는 전류의 크기를 센싱할 수 있는 전류 센싱부(150)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(140)는 상기 전류 센싱부(150)에서 측정한 전류값이 미리 설정한 기준 전류값 이하일 때 상기 제어 스위치(130)를 턴온 시키는 신호를 순차적으로 출력할 수 있다. 즉, 상기 전력 라인(120)에 흐르는 돌입전류가 소멸되고 전류의 크기가 안정된 것을 상기 전류 센싱부(150)가 측정한 전류값을 통해 상기 제어부(140)가 확인한 후에, 다음 제어 스위치(130)를 턴온 시키는 신호를 출력하는 것이다.
본 발명에 따른 충전 제어 장치(100)는 상기 미리 설정된 시간 간격 또는 미리 설정한 기준 전류값을 저장하는 메모리부(160)를 더 포함할 수 있다. 상기 메모리부(160)는 RAM, ROM, EEPROM등 데이터를 기록하고 소거할 수 있다고 알려진 공지의 반도체 소자나 하드 디스크와 같은 대용량 저장매체로서, 디바이스의 종류에 상관 없이 정보가 저장되는 디바이스를 총칭하는 것으로서 특정 메모리 디바이스를 지칭하는 것은 아니다.
한편, 상기 이차 전지 팩(110)들이 UPS에 사용되는 경우, 적어도 하나 이상의 이차 전지 팩(110)은 항상 충전이 이루어지도록 대기할 필요가 있다. 이를 위해서 상기 제어부(140)는, 상기 이차 전지 팩(110)들의 충전이 종료된 이후에 적어도 하나 이상의 제어 스위치(130)를 턴온 상태로 유지시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제어 스위치(130)는 각 이차 전지마다 연결된 전력 라인 중에서 N-k개(1≤k≤N-1, 자연수)에만 연결될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지 충전 제어 장치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 도 1에 도시된 실시예와 대부분 동일하지만 도면 가장 왼쪽에 도시된 이차 전지 팩(110)에 제어 스위치(130)가 연결되지 않은 것을 확인할 수 있다. 상술하였듯이, 상기 이차 전지 팩(110)들이 UPS에 사용되는 경우, 적어도 하나 이상의 이차 전지 팩(110)은 항상 충전이 이루어지도록 대기할 필요가 있다. 따라서, 이 경우 별도의 제어 신호를 통해서 상기 제어 스위치(130)를 턴온 상태를 유지시키는 것이 아니라, 항상 충전이 가능하도록 일부 이차 전지 팩(110)을 연결하는 것이다. 이 경우, 상기 제어 스위치(130)가 연결되지 않고 항상 충전 가능하도록 연결된 이차 전지 팩(110)의 개수(k) 및 위치는 다양하게 설정될 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 이차 전지 충전 제어 장치(200)의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 4를 참조하면, 도 1에 도시된 이차 전지 충전 제어 장치(100)와 대부분의 구성이 유사함을 확인할 수 있다. 도 4에 도시된 도면 부호 210 내지 260은 도 1에 도시된 도면 부호 110 내지 160과 각각 대응하는 구성으로서 동일한 역할 및 기능을 가지고 있다. 따라서, 도 4에 도시된 이차 전지 팩(210), 이차 전지 셀(211), 제어부(240), 전류 센싱부(250), 및 메모리부(260)에 대한 설명은 반복되므로 생략하도록 한다. 이하에서는 도 1에 도시된 이차 전지 충전 제어 장치(100)의 실시예와 대비되는 충전 라인(220), 제어 스위치(230) 및 방전 라인(270)을 중심으로 설명하도록 한다.
상기 각각의 이차 전지 팩(210)에는 충전 라인(220) 및 방전 라인(270)이 연결된다. 상기 충전 라인(220)은 상용 전력망과 같은 외부 전원으로부터 이차 전지 팩(210)을 충전시키기 위한 라인이고, 상기 방전 라인(270)은 이차 전지 팩(210)에 연결된 부하에 전력을 공급하기 위한 라인이다. 그리고, 상기 제어 스위치(230)는 충전 라인(220)에 연결되어 있다.
상기 제어 스위치(230)는 상기 제어부(240)의 제어 신호에 의해서 턴온 및 턴오프하는 스위치 소자이다. 따라서, 앞서 설명한 제어 스위치(130)와 동일한 역할을 한다.
또한, 상기 방전 라인(270)에는 다이오드(280)가 연결될 수 있다. 상기 다이오드(280)의 연결 방향은 이차 전지 팩(210)이 방전될 때, 방전 전류가 흐르는 방향과 순방향이 되도록 연결된다. 따라서, 상기 충전 라인(220)과 방전 라인(270)이 하나의 접점에서 연결되더라도, 상기 제어 스위치(230)가 턴온 상태가 아니라면, 충전 전류는 상기 방전 라인(270)을 통해서 이차 전지 팩(210)쪽으로 흐르지 않는다.
그리고, 상기 제어부(240)는 상기 제어 스위치(230)를 순차적으로 턴온 시키는 신호를 출력한다. 상기 제어 스위치(230)를 턴온 시키는 알고리즘에 대해서는 도 1에 도시된 실시예에서 상기 제어 스위치(130)를 턴온 시키는 알고리즘과 동일하므로 반복적인 설명은 생략하도록 한다. 그리고, 상기 제어부(240)가 상기 제어 스위치(230)를 턴오프시키는 알고리즘 역시 반복되므로 생략하도록 한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지 충전 제어 장치(200)의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 5를 참조하면, 도 4에 도시된 실시예와 대부분 동일하지만 도면 가장 왼쪽에 도시된 이차 전지 팩(210)에 제어 스위치(230)가 연결되지 않은 것을 확인할 수 있다. 상술하였듯이, 상기 이차 전지 팩(210)들이 UPS에 사용되는 경우, 적어도 하나 이상의 이차 전지 팩(210)은 항상 충전이 이루어지도록 대기할 필요가 있다. 따라서, 이 경우 별도의 제어 신호를 통해서 상기 제어 스위치(230)를 턴온 상태를 유지시키는 것이 아니라, 항상 충전이 가능하도록 일부 이차 전지 팩(210)을 연결하는 것이다. 이 경우, 상기 제어 스위치(230)가 연결되지 않고 항상 충전 가능하도록 연결된 이차 전지 팩(210)의 개수(k) 및 위치는 다양하게 설정될 수 있다.
이하에서는 상술한 이차 전지 충전 제어 장치(100, 200)의 동작 메커니즘에 해당하는 이차 전지 충전 제어 방법을 개시한다. 다만, 앞서 설명된 이차 전지 충전 제어 장치(100, 200)의 구성 등에 대한 반복적인 설명은 생략하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 충전 방법의 흐름을 도시한 순서도이다. 도 6에 도시된 이차 전지 충전 방법은 도 1, 도 3 내지 도 5에 도시된 이차 전지 충전 제어 장치(100, 200) 중에서 미리 설정된 시간 간격에 따라 상기 제어 스위치(130, 230)를 턴온 시키는 신호를 출력하는 이차 전지 충전 제어 장치(100, 200)의 실시예에 대한 제어 방법이다.
먼저, 단계 S300에서, 상기 제어부(140, 240)는 상기 메모리부(160, 260)에 미리 설정한 시간 간격을 저장한다. 상기 시간 간격은 상기 제어 스위치(130, 230)를 턴온하였을 때 발생한 돌입전류가 사라지고 전력 라인(120) 또는 충전 라인(220)에 흐르는 전류의 크기가 안정화되는 시간을 고려하여 다양하게 설정될 수 있다. 또한, 상기 메모리부(160, 260)에는 이차 전지 팩(110, 210)의 개수(N)가 저장되어 있을 수 있다. 그리고, 상기 제어부(140, 240)는 단계 S300을 종료하고 단계 S310으로 이행한다.
단계 S310에서, 상기 제어부(140, 240)는 상기 제어 스위치(130, 230)에 순차적인 턴온 신호를 출력한다. 본 단계에서 상기 제어부(140, 240)는 N개의 이차 전지 팩(110, 210)을 순차적으로 턴온 시키기 위해 변수값(도면 6에서 'k')을 설정하고 초기값을 '1'로 설정하고 상기 메모리부(160, 260)에는 저장할 수 있다. 즉, 단계 S310이 가장 처음 실행될 때, 상기 변수값(k)가 '1'이므로 1번 제어 스위치(130, 230)가 가장 먼저 턴온 될 것이다. 이때 1번 제어 스위치(130, 230)는 물리적으로 가장 왼쪽에 위치한 제어 스위치(130, 230)가 될 수도 있지만, 본 발명에 있어서 물리적 위치가 아니라 N개의 제어 스위치(130, 230)중에서 가장 먼저 턴온되는 어느 하나의 제어 스위치(130, 230)를 의미하는 것으로 이해해야 한다. 그리고, 상기 제어부(140, 240)는 단계 S310을 종료하고 단계 S320으로 이행한다.
단계 S320에서, 상기 제어부(140, 240)는 상기 k번째 제어 스위치(130, 230)를 턴온시키는 제어 신호를 출력한 이후 상기 미리 설정한 시간 간격(t0)이 경과하였는지 살펴본다. 그리고, 미리 설정한 시간 간격(t0)이 경과하면(S320의 YES), 상기 제어부(140, 240)는 단계 S330으로 이행한다.
단계 S330에서, 상기 제어부(140, 240)는 상기 변수값(k)이 상기 메모리부(160, 260)에는 이차 전지 팩(110, 210)의 개수(N)와 동일한지 살펴본다. 그리고, 상기 변수값(k)이 상기 메모리부(160, 260)에는 이차 전지 팩(110, 210)의 개수(N)와 동일하지 않다면(S330의 NO), 상기 제어부(140, 240)는 프로세서를 단계 S340으로 이행하여 상기 변수값(k)을 '1' 증가 시킨다. 그리고, 상기 제어부(140, 240)는 프로세서를 다시 단계 S310으로 이행하여 변경된 변수값(k)에 따른 제어 스위치(130, 230)에 턴온 신호를 출력한다. 따라서, 상기 단계 S310 내지 단계 S340은 모든 제어 스위치(130, 230)가 턴온될 때까지 프로세서가 순환 반복된다.
한편, 단계 S330에서 상기 변수값(k)이 상기 메모리부(160, 260)에는 이차 전지 팩(110, 210)의 개수(N)와 동일하다면(S330의 YES), 상기 제어부(140, 240)는 모든 제어 스위치(130, 230)가 턴온 된 것으로 판단하고 상기 프로세서를 종료한다.
한편, 본 발명에 따른 상기 제어부(140, 240)는 단계 S310에서 적어도 하나 이상의 제어 스위치(130, 230)를 턴온 시키는 신호를 출력할 수 있다. 따라서, 이 경우, 동시에 턴온되는 제어 스위치(130, 230)의 개수에 대응하여 상기 단계 S340에서 증가되는 변수값(k)이 변결될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 이차 전지 충전 제어 방법은 이차 전지들의 충전이 종료된 이후에 적어도 하나 이상의 제어 스위치를 턴온 상태로 유지시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 충전 방법의 흐름을 도시한 순서도이다. 도 7에 도시된 이차 전지 충전 방법은 도 1, 도 3 내지 도 5에 도시된 이차 전지 충전 제어 장치(100, 200) 중에서 전류 센싱부(150, 250)를 더 포함하며, 상기 제어부(140, 240)는 상기 전류 센싱부(150, 250)에서 수신된 전류 측정값과 미리 설정된 기준 전류값을 비교하여 상기 제어 스위치(130, 230)를 턴온 시키는 신호를 출력하는 이차 전지 충전 제어 장치(100, 200)의 실시예에 대한 제어 방법이다.
먼저, 단계 S400에서, 상기 제어부(140, 240)는 상기 메모리부(160, 260)에 미리 기준 전류값(I0)을 저장한다. 상기 기준 전류값(I0)은 상기 제어 스위치(130, 230)를 턴온 하였을 때 발생한 돌입전류가 사라지고 전력 라인(120) 또는 충전 라인(220)에 흐르는 전류의 크기가 안정된 것으로 판단할 수 있는 전류값을 고려하여 다양하게 설정될 수 있다. 또한, 상기 메모리부(160, 260)에는 이차 전지 팩(110, 210)의 개수(N)가 저장되어 있을 수 있다. 그리고, 상기 제어부(140, 240)는 단계 S400을 종료하고 단계 S410으로 이행한다.
단계 S410에서, 상기 제어부(140, 240)는 상기 제어 스위치(130, 230)에 순차적인 턴온 신호를 출력한다. 본 단계에서 상기 제어부(140, 240)는 N개의 이차 전지 팩(110, 210)을 순차적으로 턴온 시키기 위해 변수값(도면 7에서 'k')을 설정하고 초기값을 '1'로 설정하고 상기 메모리부(160, 260)에는 저장할 수 있다. 즉, 단계 S310이 가장 처음 실행될 때, 상기 변수값(k)가 '1'이므로 1번 제어 스위치(130, 230)가 가장 먼저 턴온 될 것이다. 이때 1번 제어 스위치(130, 230)는 물리적으로 가장 왼쪽에 위치한 제어 스위치(130, 230)가 될 수도 있지만, 본 발명에 있어서 물리적 위치가 아니라 N개의 제어 스위치(130, 230)중에서 가장 먼저 턴온되는 어느 하나의 제어 스위치(130, 230)를 의미하는 것으로 이해해야 한다. 그리고, 상기 제어부(140, 240)는 단계 S410을 종료하고 단계 S420으로 이행한다.
단계 S420에서, 상기 제어부(140, 240)는 상기 전류 센싱부(150, 250)로부터 전력 라인(120) 또는 충전 라인(220)에 흐르는 전류값을 수신한다. 그리고, 상기 제어부(140, 240)는 프로세서를 단계 S430으로 이행하여, 상기 측정된 전류값(i)이 미리 설정한 기준 전류값(I0)보다 작은지 살펴본다. 상기 측정된 전류값(i)이 미리 설정한 기준 전류값(I0)보다 크다면(단계 S430의 NO), 상기 제어부(140, 240)는 아직 돌입전류가 사라지지 않은 것으로 판단하고 프로세서를 단계 S420으로 이행한다. 그리고, 단계 S420 과 단계 S430을 다시 이행한다. 반면, 상기 측정된 전류값(i)이 미리 설정한 기준 전류값(I0)보다 크다면(단계 S430의 YES), 상기 제어부(140, 240)는 돌입전류가 사라진 것으로 판단하고 프로세서를 단계 S440으로 이행한다.
단계 S440에서, 상기 제어부(140, 240)는 상기 변수값(k)이 상기 메모리부(160, 260)에는 이차 전지 팩(110, 210)의 개수(N)와 동일한지 살펴본다. 그리고, 상기 변수값(k)이 상기 메모리부(160, 260)에는 이차 전지 팩(110, 210)의 개수(N)와 동일하지 않다면(S440의 NO), 상기 제어부(140, 240)는 프로세서를 단계 S450으로 이행하여 상기 변수값(k)을 '1' 증가 시킨다. 그리고, 상기 제어부(140, 240)는 프로세서를 다시 단계 S410으로 이행하여 변경된 변수값(k)에 따른 제어 스위치(130, 230)에 턴온 신호를 출력한다. 따라서, 상기 단계 S410 내지 단계 S450은 모든 제어 스위치(130, 230)가 턴온될 때까지 프로세서가 순환 반복된다.
한편, 단계 S440에서 상기 변수값(k)이 상기 메모리부(160, 260)에는 이차 전지 팩(110, 210)의 개수(N)와 동일하다면(S440의 YES), 상기 제어부(140, 240)는 모든 제어 스위치(130, 230)가 턴온 된 것으로 판단하고 상기 프로세서를 종료한다.
한편, 본 발명에 따른 상기 제어부(140, 240)는 단계 S410에서 적어도 하나 이상의 제어 스위치(130, 230)를 턴온 시키는 신호를 출력할 수 있다. 따라서, 이 경우, 동시에 턴온되는 제어 스위치(130, 230)의 개수에 대응하여 상기 단계 S450에서 증가되는 변수값(k)이 변결될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 이차 전지 충전 제어 방법은 이차 전지들의 충전이 종료된 이후에 적어도 하나 이상의 제어 스위치를 턴온 상태로 유지시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 병렬로 연결된 이차 전지를 충전할 때 발생하는 돌입전류의 크기를 줄일 수 있다. 따라서, 돌입전류로 인해 이차 전지를 포함하는 장치 내부의 전기 소자가 돌입전류에 의해 손상을 입는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기존 납 계열 이차 전지를 사용하던 장치에서 이차 전지를 리튬 계열 이차 전지로 변경하더라고, 돌입전류에 의한 손상을 방지할 수 있다. 따라서, 상대적으로 적은 비용으로 이차 전지를 납 계열 이차 전지에서 리튬 계열 이차 전지로 변경할 수 있다.
한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 도 1, 도 3 내지 도 5에 도시된 본 발명에 대한 각 구성은 물리적으로 구분되는 구성요소라기보다는 논리적으로 구분되는 구성요소로 이해되어야 한다.
즉, 각각의 구성은 본 발명의 기술사상을 실현하기 위하여 논리적인 구성요소에 해당하므로 각각의 구성요소가 통합 또는 분리되더라도 본 발명의 논리 구성이 수행하는 기능이 실현될 수 있다면 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 하며, 동일 또는 유사한 기능을 수행하는 구성요소라면 그 명칭 상의 일치성 여부와는 무관하게 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 함은 물론이다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 이차 전지 충전 제어 장치 110 : 이차 전지 팩
111 : 이차 전지 셀 120 : 전력 라인
130 : 제어 스위치 140 : 제어부
150 : 전류 센싱부 160 : 메모리부
200 : 이차 전지 충전 제어 장치 210 : 이차 전지 팩
211 : 이차 전지 셀 220 : 충전 라인
230 : 제어 스위치 240 : 제어부
250 : 전류 센싱부 260 : 메모리부
270 : 방전 라인 280 : 다이오드
111 : 이차 전지 셀 120 : 전력 라인
130 : 제어 스위치 140 : 제어부
150 : 전류 센싱부 160 : 메모리부
200 : 이차 전지 충전 제어 장치 210 : 이차 전지 팩
211 : 이차 전지 셀 220 : 충전 라인
230 : 제어 스위치 240 : 제어부
250 : 전류 센싱부 260 : 메모리부
270 : 방전 라인 280 : 다이오드
Claims (22)
- 병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 이차 전지들의 충전을 제어하는 장치에 있어서,
각 이차 전지마다 연결된 전력 라인 상에 각각 구비된 제어 스위치; 및
상기 이차 전지들을 충전할 때, 미리 설정된 시간 간격에 의해서 각각의 제어 스위치에 순차적으로 턴온 신호를 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 충전 제어 장치. - 병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 이차 전지들의 충전을 제어하는 장치에 있어서,
각 이차 전지마다 연결된 전력 라인 상에 각각 구비된 제어 스위치;
충전 전류를 측정하는 전류 센싱부; 및
상기 이차 전지들을 충전할 때, 상기 전류 센싱부에서 측정한 충전 전류값이 미리 설정한 기준 전류값 이하일 때 각각의 제어 스위치에 순차적으로 턴온 신호를 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 충전 제어 장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 미리 설정된 시간 간격을 저장하는 메모리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 충전 제어 장치. - 삭제
- 제2항에 있어서,
상기 미리 설정한 기준 전류값을 저장하는 메모리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 충전 제어 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 이차 전지들의 충전이 종료된 이후에 적어도 하나 이상의 제어 스위치를 턴온 상태로 유지시키는 것을 특징으로 하는 이차 전지 충전 제어 장치. - 병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 이차 전지들의 충전을 제어하는 장치에 있어서,
각 이차 전지마다 연결된 전력 라인 중에서 N-k개(1≤k≤N-1, 자연수)의 전력라인 상에 구비된 제어 스위치; 및
상기 이차 전지들을 충전할 때, 상기 제어 스위치에 순차적으로 턴온 신호를 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 충전 제어 장치. - 병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 이차 전지들의 충전을 제어하는 장치에 있어서,
각 이차 전지마다 충전 라인 및 방전 라인이 별도로 연결되어 있고,
상기 충전 라인 별로 각각 구비된 제어 스위치; 및
상기 이차 전지들을 충전할 때, 미리 설정된 시간 간격에 의해서 각각의 제어 스위치에 순차적으로 턴온 신호를 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 충전 제어 장치. - 병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 이차 전지들의 충전을 제어하는 장치에 있어서,
각 이차 전지마다 충전 라인 및 방전 라인이 별도로 연결되어 있고, 상기 충전 라인 별로 각각 구비된 제어 스위치;
충전 전류를 측정하는 전류 센싱부; 및
상기 이차 전지들을 충전할 때, 상기 전류 센싱부에서 측정한 충전 전류값이 미리 설정한 전류값 이하일 때 각각의 제어 스위치에 순차적으로 턴온 신호를 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 충전 제어 장치. - 삭제
- 제9항에 있어서,
상기 미리 설정된 시간 간격을 저장하는 메모리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 충전 제어 장치. - 삭제
- 제10항에 있어서,
상기 미리 설정한 기준 전류값을 저장하는 메모리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 충전 제어 장치. - 제9항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 이차 전지들의 충전이 종료된 이후에 적어도 하나 이상의 제어 스위치를 턴온 상태로 유지시키는 것을 특징으로 하는 이차 전지 충전 제어 장치. - 제9항에 있어서,
상기 방전 라인에 연결된 다이오드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 충전 제어 장치. - 병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 이차 전지들의 충전을 제어하는 장치에 있어서,
각 이차 전지마다 충전 라인 및 방전 라인이 별도로 연결되어 있고,
상기 충전 라인 중에서 N-k개(1≤k≤N-1, 자연수)의 충전 라인 상에 구비된 제어 스위치; 및
상기 이차 전지들을 충전할 때, 상기 제어 스위치에 순차적으로 턴온 신호를 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 충전 제어 장치. - 제1항, 제2항, 제9항 및 제10항 중 어느 한 항에 따른 이차 전지 충전 제어 장치를 포함하는 이차 전지 팩.
- 제18항에 따른 복수의 이차 전지 팩을 포함하는 전력 저장 장치.
- 제19항에 있어서,
상기 전력 저장 장치는, UPS인 것을 특징으로 하는 전력 저장 장치. - 병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 이차 전지들의 충전을 제어하는 방법에 있어서,
메모리부에 미리 설정된 시간 간격을 저장하는 단계; 및
각 이차 전지마다 연결된 전력 라인 상에 구비된 제어 스위치에 상기 미리 설정된 시간 간격마다 순차적으로 턴온 신호를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 충전 제어 방법. - 병렬로 연결된 N개(N은 2이상의 자연수)의 이차 전지들의 충전을 제어하는 방법에 있어서,
메모리부에 미리 설정된 기준 전류값을 저장하는 단계;
전류 센싱부로부터 전류 측정값을 수신하는 단계; 및
각 이차 전지마다 연결된 전력 라인 상에 구비된 제어 스위치에 상기 전류 측정값이 미리 설정된 기준 전류값 이하일 때마다 순차적으로 턴온 신호를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 충전 제어 방법.
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