KR101815230B1 - solar battery charge-discharge control device - Google Patents

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KR101815230B1 KR1020160168313A KR20160168313A KR101815230B1 KR 101815230 B1 KR101815230 B1 KR 101815230B1 KR 1020160168313 A KR1020160168313 A KR 1020160168313A KR 20160168313 A KR20160168313 A KR 20160168313A KR 101815230 B1 KR101815230 B1 KR 101815230B1
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Abstract

The present invention relates to a battery charging/discharging control apparatus using solar power generation which comprises: a multi-charging/discharging control unit for sensing a voltage of each of a plurality of batteries in real time, and controlling each of the batteries to operate in a charging mode or a discharging mode based on a discharge completion voltage and a full charge voltage; and a charger for selectively transferring charge power transferred from a solar battery plate to the plurality of batteries according to the control of the multi-charging/discharging unit.

Description

태양광 발전을 이용한 배터리 충방전 제어장치{solar battery charge-discharge control device}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery charge-

본 발명은 배터리 충전기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 태양광 발전을 이용한 배터리 충방전 제어장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery charging technique, and more particularly, to a battery charge / discharge control device using solar power generation.

주로 납축전지로 구성되는 산업용 배터리는 비상 전원용 기기(UPS 등)에 제한적으로 사용되어 왔다. 최근에는 전동 지게차와 굴삭기 등에 사용되는 특수 장비용 배터리 시장의 성장세가 두드러지고 있다. Industrial batteries, which consist mainly of lead accumulators, have been used in a limited range for emergency power sources (such as UPS). Recently, the battery market for special equipment used in electric forklifts and excavators is growing strongly.

또한, 스마트폰과 태블릿PC 등 다양한 모바일 기기의 등장과 함께 늘어난 모바일 데이터 처리용 소형 무선 기지국이 증가함에 따라 기지국에 사용되는 산업용 배터리의 수요가 크게 증가하고 있다.In addition, with the advent of various mobile devices such as smart phones and tablet PCs, and the increasing number of small wireless base stations for mobile data processing, the demand for industrial batteries used in base stations is greatly increasing.

또한, 차세대 녹색성장의 중심에 있는 하이브리드 자동차에도 납축전지로 구성된 배터리가 사용되고 있으며, 태양광과 풍력 산업은 물론 Smart Grid 사업에도 전력저장용 납축전지가 사용되고 있어 납축전지 시장은 성장을 지속할 것으로 전망되고 있다.In addition, lead-acid batteries are used in hybrid cars, which are at the center of next-generation green growth. Lead-acid batteries for power storage are also used in the solar grid and wind power industry as well as in the Smart Grid business. .

납축전지로 구성된 배터리, 즉 2차 전지 시장의 확대에 따라 국내외 기업들이 전기자동차, 전기스쿠터 등을 비롯해 태양열 에너지 저장장치 등에 탑재되는 배터리 관리시스템(BMS: Battery Management System)) 관련 기술 및 제품 개발이 활발히 이루어지고 있다.(BMS: Battery Management System), which is installed in electric vehicles, electric scooters, solar energy storage devices, etc., due to the expansion of the secondary battery market, It is actively being done.

배터리는 통상적으로 사용한지 2 ~ 3년이 지나면 사용 지속시간이 절반 이하로 줄어들어, 한 번 충전으로 5시간을 사용하던 배터리를 2시간 정도마다 충전해야 하고, 사용시간이 줄어든 배터리는 결국 폐기 처분하게 된다.The battery lasts for about two to three years after its normal use, and the duration of use is reduced to less than half. The battery that has been used for five hours in one charge should be charged every two hours. do.

납축전지로 이루어진 배터리는 안정적인 전압 출력을 유지하는 장점이 있으나, 과충전/과방전시 배터리 수명이 급격히 단축된다. 특히 과방전 상태가 지속될 경우 배터리 수명에 치명적이다.Batteries made from lead acid batteries have the advantage of maintaining a stable voltage output, but the life of the battery in overcharge / overdischarge sharply shortens. Particularly, if the overdischarge condition persists, the battery life is critical.

특히, 충전기에서 공급되는 전원의 안정성에 따라 배터리의 수명이 단축될 수도 있으므로, 배터리 충전기에서 공급되는 충전용 직류전원을 안정적으로 제어할 수 있는 기술이 요구되고 있다.In particular, since the lifetime of the battery may be shortened according to the stability of the power supplied from the charger, there is a demand for a technique capable of stably controlling the charging DC power supplied from the battery charger.

일반적인 배터리 충전장치는, 다수의 배터리팩들을 병렬로 연결하여 충전과 방전을 진행한다. In a typical battery charging apparatus, a plurality of battery packs are connected in parallel to perform charging and discharging.

따라서 다수의 배터리를 동시에 충전 할 경우 충전하는 전류가 높아야 하며, 충전하는 시간도 일정한 전류로 충전을 할 경우 완전충전까지의 시간이 많이 소요된다.Therefore, when a plurality of batteries are charged at the same time, the current to be charged must be high. Also, when the battery is charged at a constant current, the time required for the battery to fully charge is long.

특히, 과방전이 진행된 다수의 배터리를 완전충전하기까지 시간이 오래 소요되므로, 충전 후 배터리로 전원을 공급할 수 있을 때까지 대기 시간이 길어져 배터리의 전원을 장시간 사용하지 못하는 경우가 발생된다. 과방전시에는 완전충전까지 시간이 길어질 뿐만 아니라, 전체 배터리의 사이클도 단축시켜서 교체주기가 단축될 수 있다.In particular, since it takes a long time to fully charge a plurality of overdischarged batteries, the standby time may become long until the battery can be supplied with power after the battery is charged, so that the battery may not be used for a long time. In overdischarge, not only the time to full charge is prolonged, but also the cycle time of the entire battery is shortened, so that the replacement cycle can be shortened.

또한, 직렬타입 충전방식은 충전과 방전이 분리되어서 충방전을 동시에 진행할 수 없다. 즉 충전이 완료된 후에 스위치를 동작하여 방전을 할 수 있는 구성이며, 일부 배터리를 선택하여 개별적으로 충방전을 진행할 수 없다.Also, in the serial type charging method, charging and discharging are separated, and charging and discharging can not proceed at the same time. That is, after the charging is completed, the switch can be operated to discharge the battery, and it is not possible to selectively charge and discharge the battery by selecting some batteries.

본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 복수의 배터리 각각의 전압을 실시간으로 감지하며, 방전완료전압 및 완전충전전압을 기준으로 각 배터리가 충전모드 또는 방전모드로 동작하도록 제어할 수 있는 배터리 충방전 제어장치를 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned technical problems, and it is an object of the present invention to provide a control method and a control method thereof, A battery charge / discharge control device is provided.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 배터리 각각의 전압을 실시간으로 감지하며, 방전완료전압 및 완전충전전압을 기준으로 각 배터리가 충전모드 또는 방전모드로 동작하도록 제어하는 멀티 충방전 제어부; 및 태양 전지판으로부터 전달되는 충전전력을 상기 멀티 충방전 제어부의 제어에 따라 상기 복수의 배터리에 선택적으로 전달하는 충전기;를 포함하는 배터리 충방전 제어장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a multi-charge / discharge control unit detects voltage of each of a plurality of batteries in real time, and controls each battery to operate in a charge mode or a discharge mode based on a discharge completion voltage and a full charge voltage. And a charger for selectively delivering charge power delivered from the solar panel to the plurality of batteries under the control of the multi-charge / discharge control unit.

또한, 상기 멀티 충방전 제어부는, 우선충전모드에서 상기 복수의 배터리 중 선택된 어느 하나의 배터리만을 급속충전하고, 모든 배터리의 사용이 중단된 시점으로부터 일정시간 이후, 상기 복수의 배터리와의 연결을 전기적으로 차단하여 대기전력의 소모를 감소시키며, 상기 복수의 배터리 중 방전완료전압 이하인 적어도 어느 하나 이상의 배터리를 충전하고, 완전충전전압에 도달한 적어도 하나 이상의 배터리를 방전대기 상태로 전환하는 것을 특징으로 한다.In addition, the multi-charge / discharge control unit may rapidly charge only one selected battery among the plurality of batteries in a charging mode, and may electrically connect the plurality of batteries after a certain period of time from the point of time when use of all the batteries is stopped And at least one or more batteries having reached the full charge voltage are switched to a discharge standby state by charging at least one or more batteries having a discharge completion voltage or less among the plurality of batteries, .

본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전을 이용한 배터리 충방전 제어장치는,A battery charge / discharge control apparatus using solar power generation according to an embodiment of the present invention includes:

복수의 배터리 각각의 전압을 실시간으로 감지하며, 방전완료전압 및 완전충전전압을 기준으로 각 배터리가 충전모드 또는 방전모드로 동작하도록 제어할 수 있다. 따라서 배터리의 사용시간을 연장시킬 수 있으며, 배터리의 전원을 이용하여 동작하는 장치의 동작 연속성을 보장할 수 있다.The voltage of each of the plurality of batteries is sensed in real time, and each battery can be controlled to operate in the charge mode or the discharge mode based on the discharge completion voltage and the full charge voltage. Therefore, it is possible to extend the operating time of the battery and to ensure the continuity of operation of the apparatus using the power of the battery.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충방전 제어장치(1)의 구성도
도 2는 배터리 충방전 제어장치(1)의 상세한 구성도
도 3은 배터리 충방전 제어장치(1)의 동작과정을 나타낸 제1 순서도
도 4는 배터리 충방전 제어장치(1)의 동작과정을 나타낸 제2 순서도1 is a configuration diagram of a battery charge / discharge control device 1 according to an embodiment of the present invention
2 is a detailed configuration diagram of the battery charge / discharge control device 1
3 is a first flowchart showing the operation of the battery charge / discharge control device 1
4 is a second flowchart showing an operation process of the battery charge / discharge control device 1

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충방전 제어장치(1)의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a battery charge / discharge control device 1 according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 배터리 충방전 제어장치(1)는 제안하고자 하는 기술적인 사상을 명확하게 설명하기 위한 간략한 구성만을 포함하고 있다.The battery charge / discharge control device 1 according to the present embodiment includes only a simple configuration for clearly explaining the technical idea to be proposed.

도 1을 참조하면, 배터리 충방전 제어장치(1)는 태양 전지판(10)과, 충전기(20)와, 멀티 충방전 제어부(30)와, 복수의 배터리(40)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, a battery charge / discharge control device 1 includes a solar cell 10, a charger 20, a multi-charge / discharge control unit 30, and a plurality of batteries 40.

상기와 같이 구성되는 배터리 충방전 제어장치(1)의 세부구성과 주요동작을 살펴보면 다음과 같다.The detailed configuration and main operation of the battery charge / discharge control device 1 configured as described above will be described below.

멀티 충방전 제어부(30)는 복수의 배터리(40) 각각의 전압을 실시간으로 감지하며, 방전완료전압 및 완전충전전압을 기준으로 각 배터리가 충전모드 또는 방전모드로 동작하도록 제어한다.The multi-charge / discharge control unit 30 detects the voltage of each of the plurality of batteries 40 in real time, and controls each battery to operate in a charge mode or a discharge mode based on the discharge completion voltage and the full charge voltage.

충전기(20)는 태양 전지판(10)으로부터 전달되는 충전전력을 멀티 충방전 제어부(30)의 제어에 따라 복수의 배터리(40)에 선택적으로 전달한다.The charger 20 selectively transfers the charge power delivered from the solar panel 10 to the plurality of batteries 40 under the control of the multi-charge / discharge control unit 30. [

멀티 충방전 제어부(30)는, 우선충전모드에서 복수의 배터리(40) 중 선택된 어느 하나의 배터리만을 급속충전한다.The multi-charge / discharge control unit 30 rapidly charges only one selected battery among the plurality of batteries 40 in the charge mode.

또한, 멀티 충방전 제어부(30)는 모든 배터리의 사용이 중단된 시점으로부터 일정시간 이후, 복수의 배터리(40)와 부하 사이의 연결을 전기적으로 차단하여 대기전력의 소모를 감소시킨다.In addition, the multi-charge / discharge control unit 30 electrically disconnects the connection between the plurality of batteries 40 and the load after a certain period of time after the use of all the batteries is stopped, thereby reducing the consumption of the standby power.

또한, 멀티 충방전 제어부(30)는 복수의 배터리(40) 중 방전완료전압 이하인 적어도 어느 하나 이상의 배터리를 충전하고, 완전충전전압에 도달한 적어도 하나 이상의 배터리를 방전대기 상태로 전환하는 제어동작을 실행한다.In addition, the multi-charge / discharge control unit 30 performs a control operation of charging at least one battery which is not more than the discharge completion voltage among the plurality of batteries 40, and switching at least one battery that has reached the full charge voltage to the discharge standby state .

여기에서 방전완료전압(Low Battery Voltage, LBV)은 배터리가 충전을 시작해야하는 기준전압으로 정의되고, 완전충전전압(High Battery Voltage, HBV)은 배터리가 완전충전되어 방전(배터리 전원사용)을 할 수 있는 전압으로 정의된다.Here, the Low Battery Voltage (LBV) is defined as the reference voltage at which the battery should start charging, and the High Battery Voltage (HBV) can be discharged by fully charging the battery Is defined as the voltage that is present.

도 2는 배터리 충방전 제어장치(1)의 상세한 구성도이고, 도 3은 배터리 충방전 제어장치(1)의 동작과정을 나타낸 제1 순서도이고, 도 4는 배터리 충방전 제어장치(1)의 동작과정을 나타낸 제2 순서도이다.3 is a first flowchart showing an operation process of the battery charge / discharge control device 1, and FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the battery charge / discharge control device 1 of FIG. 2 is a second flowchart showing an operation procedure.

도 2 내지 도 4를 참조하여 배터리 충방전 제어장치(1)의 동작과정을 설명하면 다음과 같다.The operation of the battery charge / discharge control device 1 will be described with reference to FIGS. 2 to 4. FIG.

배터리 충방전 제어장치(1)의 멀티 충방전 제어부(30)는, 전압 감지부(31)와, 충전제어신호 생성부(32)와, 배터리 선택부(33)와, 방전 선택부(34)와, 충방전 제어부(35)를 포함하여 구성된다.The multi-charge / discharge control unit 30 of the battery charge / discharge control device 1 includes a voltage detection unit 31, a charge control signal generation unit 32, a battery selection unit 33, a discharge selection unit 34, And a charge / discharge control unit 35. The charge /

전력사용이 증가하거나 태양광발전설비 용량에 따라 다수의 배터리(40)팩을 사용하게 되는데, 다수의 배터리팩(40)들의 구성은 직렬과 병렬 연결된다. The number of battery packs 40 may be increased or decreased depending on the capacity of the photovoltaic power generation facility.

다수의 배터리팩(40)들을 채널별로 구분하여 하나의 충전기(20)로 다수의 배터리팩(40)을 순차적으로 충전을 하거나, 선택적으로 전체 배터리팩(40)을 동시에 병렬 충전이 가능하도록 구성된다.A plurality of battery packs 40 may be divided into channels to sequentially charge the plurality of battery packs 40 with one charger 20 or selectively charge the entire battery packs 40 at the same time .

또한 방전은 설정전압(HBV)까지 충전이 완료된 배터리팩이 우선적으로 진행되도록 하여 다수의 배터리팩들이 동시에 방전되지 않고 완전충전이 될 수 있도록 배터리팩의 채널들을 구분하게 된다. In addition, the battery pack having been fully charged up to the set voltage (HBV) is preferentially discharged, and the channels of the battery pack are divided so that the plurality of battery packs are not simultaneously discharged but fully charged.

분리된 다수의 배터리팩 채널들 중 한 개의 채널만 우선 방전이 되며, 나머지 채널들은 충전중이거나 완전충전이 완료된 경우에 방전을 할 수 있는 대기 상태로 전환된다. 또한 방전중인 배터리팩 채널이 설정된 전압(LBV)에 도달하였을 경우에는 자동으로 충전모드로 전환되며, 동시에 충전완료된 후 방전 대기상태인 다른 채널로 전환되어 방전이 진행되도록 한다. Only one of the plurality of separated battery pack channels is discharged first, and the remaining channels are switched to a standby state in which discharging is possible when the battery pack is being charged or completely charged. In addition, when the discharged battery pack channel reaches the set voltage (LBV), the charging mode is automatically switched to the charging mode.

전압 감지부(31)는 과방전과 과충전시의 전압의 설정 - 방전완료전압(Low Battery Voltage, LBV) 또는 완전충전전압(High Battery Voltage, HBV) - 이 가능하며, 설정전압으로 확인되면 제어신호를 생성하여 전달한다. 전압 감지부(31)는 전압을 표시하며, 과방전시 경고나 발광소자(LED)를 이용하여 확인할 수 있도록 한다.The voltage sensing unit 31 is capable of setting a low battery voltage (LBV) or a high battery voltage (HBV) when overdischarging or overcharging. And transmits it. The voltage sensing unit 31 displays a voltage and can be confirmed by using a display warning or a light emitting device (LED).

충전제어신호 생성부(32)는 전압 감지부(31)의 감지결과에 따라 복수의 배터리(40)의 충전진행을 순차적으로 제어할수 있도록 제어신호를 출력한다.The charge control signal generator 32 outputs a control signal to sequentially control the charging progress of the plurality of batteries 40 according to the detection result of the voltage detector 31. [

즉, 방전완료전압(Low Battery Voltage, LBV)에 도달했다는 신호를 감지하면, 충전될 배터리팩 채널부에 충전을 개시하며, 충전이 완료되면 방전이 될 수 있도록 대기상태로 전환할 수 있도록 제어신호를 출력한다. 이때, 방전완료전압(Low Battery Voltage, LBV)의 도달신호가 순차적으로 감지되면 동시에 충전을 하거나, 채널별로 순차적으로 충전을 제어할 수 있도록 제어신호를 출력한다.That is, when a signal indicating that the battery has reached the Low Battery Voltage (LBV) is detected, charging is started in the battery pack channel part to be charged, and when the charging is completed, . At this time, when the arrival signal of the Low Battery Voltage (LBV) is sequentially sensed, it is charged at the same time or a control signal is outputted so that charging can be sequentially controlled for each channel.

배터리 선택부(33)는 다수의 배터리팩 채널을 자동/수동으로 충전과 방전을 선택할 수 있는 스위치부이며, 수동으로 전환시 임의로 충방전을 차단할 수 있다. 이는 배터리팩 일부채널의 이상이 발생시(배터리 수명완료 등) 수동으로 차단하여 전체 장치의 오동작으로 방지하거나 안전하게 교체할 수 있도록 선택할 수 있다. 배터리 선택부(33)는 자동모드에서는 전압 감지부(31) 및 충전제어신호 생성부(32)에 의해 자동으로 제어된다.The battery selection unit 33 is a switch unit that can automatically and / or manually charge and discharge a plurality of battery pack channels. This can be selected so that if an abnormality occurs in some channel of the battery pack (such as battery life completion), it is manually interrupted to prevent malfunction of the entire device or to safely replace it. The battery selection unit 33 is automatically controlled by the voltage detection unit 31 and the charge control signal generation unit 32 in the automatic mode.

방전 선택부(34)는 배터리팩 각 채널들이 충전이 완료된 상태에서 채널별로 방전이 진행될 수 있도록 제어한다. 완전충전된 상태의 배터리팩 채널은 방전될 수 있도록 대기상태에 있으며, 현재 방전중이 배터리팩 채널이 방전완료전압(Low Battery Voltage, LBV)에 도달되면, 대기 중인 배터리팩 채널이 순차적으로 방전을 진행할 수 있도록 제어하게 된다. 즉, 과방전에 의한 차단후 완전충전된 대기상태의 배터리를 선택하여 계속해서 전력을 사용할 수 있도록 한다. 과방전으로 충전상태에 전환되면 자체 절전모드로 소비전력을 최소화할 수 있다.The discharge selection unit 34 controls the discharge of each channel of the battery pack so that the discharge can proceed on a channel-by-channel basis. When the battery pack channel reaches the Low Battery Voltage (LBV) during the current discharge, the battery pack channel in the fully charged state is in a standby state so that it can be discharged. So that it can proceed. That is, after the battery is shut down due to overdischarge, the fully charged standby battery is selected to continue to use the power. When the charging mode is switched to the overdischarge mode, the power saving mode can be minimized.

충방전 제어부(35)는 각 배터리가 충전 또는 방전 동작을 진행할 수 있도록 충전기(20)의 전력을 선택적으로 전달하거나, 특정 노드와 접촉될 수 있도록 스위칭 동작을 진행한다.The charging / discharging control unit 35 selectively transfers the power of the charger 20 so that each battery can perform a charging or discharging operation, or performs a switching operation so as to be in contact with a specific node.

본 발명의 배터리 충방전 제어장치(1)는 배터리의 충방전 사이클을 연장하여 장시간 사용에 따른 배터리의 교체 비용 절감을 달성할 수 있다. 또한 유지, 보수비용도 기존 대비 배터리팩 전체 교체에 따른 비용상승과 일부교체시 배터리의 용량차이에 의한 기능 상쇄가 발생할 수 있는 사항을 배터리팩 채널별로 교체시기를 구분할 수 있고, 구분된 채널에 의한 성능저하에 의한 용량의 변화도 감소하여 배터리의 사용 기간을 연장할 수 있다.The battery charge / discharge control device 1 of the present invention can extend the charging / discharging cycle of the battery to achieve a reduction in the replacement cost of the battery due to the long-time use. In addition, it is possible to distinguish maintenance and repair costs of the battery pack from the existing ones, and the replacement time for each battery pack channel can be classified according to the increase in the cost due to the replacement of the entire battery pack and the occurrence of the function cancellation due to the capacity difference. The capacity change due to the performance deterioration is also reduced, and the service life of the battery can be extended.

참고적으로, 충전기(20)는 태양 전지판(10)에 저장된 직류전원을 공급받아 충전용 직류전원을 생성할 수도 있고, 교류전원을 공급받아 고주파로 스위칭하여 충전용 직류전원을 생성할 수도 있다.For reference, the charger 20 may generate a charging DC power source by receiving the DC power stored in the solar panel 10, or may generate a charging DC power by switching to a high frequency power by receiving the AC power.

충전기(20)가 고전압의 교류전원을 공급받을 경우, 입력단에 베리스터(varistor) 및 퓨즈, 전자기 노이즈 필터, 과전류 제한회로 등이 배치될 수 있다.When the charger 20 is supplied with high-voltage AC power, a varistor and a fuse, an electromagnetic noise filter, an overcurrent limiting circuit, and the like may be disposed at an input terminal.

특히, 정류회로의 트랜지스터 및 다이오드는 많은 열을 방출하므로, 히트싱크가 부착될 수 있다. 또한, 정류회로의 소자가 과열될 경우 전류량이 급격하게 증가하여 정류회로가 손상될 수 있으므로, 충전기(20)에 포함된 소자, 특히 정류회로의 소자의 온도값을 토대로 최대 전류값을 제한하도록 구성된다.In particular, the transistors and diodes of the rectifier circuit emit a lot of heat, so a heat sink can be attached. In addition, when the elements of the rectifier circuit are overheated, the amount of current sharply increases and the rectifier circuit may be damaged. Therefore, the maximum current value is limited based on the temperature values of the elements included in the charger 20, do.

즉, 충전기(20)는 생성하는 충전용 직류전원의 최대 전류량을 조절함에 있어서, 내부소자의 온도값을 토대로 출력될 수 있는 최대 전류량을 조절한다. That is, the charger 20 adjusts the maximum amount of current that can be output based on the temperature value of the internal element in adjusting the maximum amount of current of the charging DC power to be generated.

충전기(20)는 내부소자의 온도값이 기준온도 이하일 경우에는 생성할 수 있는 최대 전류량(정격 전류)을 출력할 수 있도록 제어하고, 내부소자의 온도값이 기준온도 이상일 경우에는 온도 증가에 대응하여 생성할 수 있는 최대 전류량(정격 전류)을 점차 감소시키는 동작을 진행할 수 있다.The charger 20 controls the output of the maximum current amount (rated current) that can be generated when the temperature value of the internal element is equal to or lower than the reference temperature. When the temperature value of the internal element is equal to or higher than the reference temperature, The maximum current amount (rated current) that can be generated can be gradually reduced.

도면에 미도시 되었으나, 더미 배터리 셀이 충전성능을 확인하기 위해 배치될 수 있다. 충전기(20)는 디버그 모드 또는 모니터링 모드에서 충전용 직류전원을 더미 배터리 셀에 공급하여 충전한다. 즉, 충전기(20)는 더미 배터리 셀이 충전되는 동안 충전용 직류전원의 변화량을 감지하고, 그 변화량이 기준값을 초과하는지에 따라 충전용 직류전원의 최대 전류량을 조절할 수 있다.Although not shown in the drawing, a dummy battery cell can be arranged to confirm charging performance. The charger 20 supplies the dummy battery cell for charging in the debug mode or the monitoring mode to charge the dummy battery cell. That is, the charger 20 senses the amount of change in the charging DC power while charging the dummy battery cell, and adjusts the maximum amount of current of the charging DC power according to whether the amount of change exceeds the reference value.

즉, 충전기(20)는 디버그 모드 또는 모니터링 모드에서 외부의 배터리가 연결되지 않더라도, 내장된 더미 배터리 셀을 이용하여 충전상태를 확인할 수 있다.That is, the charger 20 can check the charging state using the built-in dummy battery cell even if the external battery is not connected in the debug mode or the monitoring mode.

충전기(20)는 더미 배터리 셀을 충전할 때, 최대 전류량을 점진적으로 상승시키도록 제어하는데, 이때 충전용 직류전원(전압, 전류)의 시간당 변화량을 지속적으로 감시하면서 결과를 기록한다.When charging the dummy battery cell, the charger 20 controls the maximum amount of current to be gradually increased. At this time, the amount of change of the charging DC power source (voltage, current) is continuously monitored and the result is recorded.

만약, 충전용 직류전원이 상승할 때 변화량이 기준 오차값 보다 클 경우, 충전기(20)는 기준 오차값을 초과하기 직전의 전류량을 최대 전류량으로서 설정한다.If the amount of change is larger than the reference error value when the charging direct current power rises, the charger 20 sets the amount of current immediately before exceeding the reference error value as the maximum amount of current.

참고적으로, 충전기(20)는 더미 배터리 셀의 충전/방전을 최소 10회 이상 반복 진행하면서, 충전용 직류전원의 변화량이 3회 이상 기준 오차값을 초과했을 경우에만 최대 전류량을 제한하도록 설정된다.For reference, the charger 20 is set to limit the maximum amount of current only when the variation amount of the charging DC power source exceeds the reference error value more than 10 times while charging / discharging the dummy battery cell repeatedly at least 10 times .

또한, 충전기(20)는 충전용 직류전원의 전류 상승구간을 복수의 구간으로 구분한 후, 동일한 구간에서 충전용 직류전원의 변화량이 3회 이상 기준 오차값을 초과했을 경우에만 최대 전류량을 제한하도록 설정될 수도 있다. Further, the charger 20 divides the current rising section of the charging DC power supply into a plurality of sections, and limits the maximum amount of current only when the variation amount of the charging DC power exceeds the reference error value more than three times in the same section May be set.

예를 들면 0 ~ 1A 상승구간(제1 구간), 1 ~ 2A 상승구간(제2 구간), 2 ~ 3A 상승구간(제3 구간), 3 ~ 4A 상승구간(제4 구간)으로 구분한 후 충전용 직류전원의 변화량을 감시할 수 있는데, 제3 구간에서 3회 이상 기준 오차값이 초과하는 것으로 감지될 경우, 실제 배터리를 충전할 때는 제2 구간의 전류량이 충전용 직류전원의 최대 전류량으로 설정된다.For example, it is divided into a rising section of 0 to 1A (first section), a rising section of 1 to 2A (second section), a rising section of 2 to 3A (third section), and a rising section of 3 to 4A When the reference error value is detected to be more than three times in the third section, when the actual battery is charged, the amount of current in the second section is the maximum amount of current of the charging DC power supply Respectively.

한편, 더미 배터리 셀은, 충전기(20) 및 멀티 충방전 제어부(30)에 비상용 전원을 공급할 수 있도록 구성될 수 있다. 즉, 더미 배터리 셀에 충전된 전원은 무정전 전원공급부의 기능을 수행할 수 있다. Meanwhile, the dummy battery cell may be configured to supply emergency power to the charger 20 and the multi-charge / discharge controller 30. [ That is, the power source charged in the dummy battery cell can perform the function of the uninterruptible power supply unit.

예를 들면, 외부 배터리를 충전하는 동작 중에 갑자기 정전 등으로 외부 교류전원의 공급이 차단될 경우, 더미 배터리 셀은 충전기(20) 및 멀티 충방전 제어부(30)에 비상용 전원을 공급하여 외부 배터리를 소정의 시간동안 더 충전한 후 충전동작이 안정적으로 정지될 수 있는 전원을 제공할 수 있다.For example, when the supply of the external AC power is interrupted due to a sudden power outage during the operation of charging the external battery, the dummy battery cell supplies the emergency power to the charger 20 and the multi-charge / discharge controller 30, It is possible to provide a power source capable of stably stopping the charging operation after further charging for a predetermined time.

충전기(20) 및 멀티 충방전 제어부(30)에는 더미 배터리 셀의 전원이 계속해서 공급되고 있으므로, 정전 이후 외부 교류전원이 다시 공급될 경우, 충전기(20) 및 멀티 충방전 제어부(30)는 정전 직전의 충전상태를 고려하여 다시 충전동작을 빠르게 진행할 수 있다.The charger 20 and the multi-charge / discharge controller 30 are continuously supplied with power from the dummy battery cell. Therefore, when the external AC power is supplied again after the power failure, the charger 20 and the multi- The charging operation can be performed again in consideration of the immediately preceding charging state.

참고적으로, 충전기(20) 및 멀티 충방전 제어부(30)는 능동소음제거부(Active Noise Control)가 더 포함되어 구성될 수 있는데, 특히 배터리를 충전하는 상태 또는 충전한 후 대기상태에서 발생할 수 있는 고주파 가청 노이즈를 상쇄시키는 동작을 수행할 수 있다. For reference, the charger 20 and the multi-charge / discharge control unit 30 may further include an active noise control, which may occur in a state of charging a battery or in a standby state after charging. It is possible to perform an operation of canceling the high-frequency audible noise.

즉, 능동소음제어부는 미리 설정된 가청 주파수 구간(사람의 가청주파수)에 해당하는 노이즈가 발생하는지를 감지한 후, 노이즈가 발생할 경우 그 영역의 음파를 상쇄시키는 제어음을 발생시켜서 소음을 차단한다.That is, the active noise control unit detects whether noise corresponding to a preset audible frequency interval (human audible frequency) is generated, and then generates a control sound canceling the sound wave in the area when noise occurs, thereby blocking the noise.

본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전을 이용한 배터리 충방전 제어장치는, A battery charge / discharge control apparatus using solar power generation according to an embodiment of the present invention includes:

복수의 배터리 각각의 전압을 실시간으로 감지하며, 방전완료전압 및 완전충전전압을 기준으로 각 배터리가 충전모드 또는 방전모드로 동작하도록 제어할 수 있다. 따라서 배터리의 사용시간을 연장시킬 수 있으며, 배터리의 전원을 이용하여 동작하는 장치의 동작 연속성을 보장할 수 있다.The voltage of each of the plurality of batteries is sensed in real time, and each battery can be controlled to operate in the charge mode or the discharge mode based on the discharge completion voltage and the full charge voltage. Therefore, it is possible to extend the operating time of the battery and to ensure the continuity of operation of the apparatus using the power of the battery.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Thus, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

10 : 태양 전지판
20 : 충전기
30 : 멀티 충방전 제어부
31 : 전압 감지부
32 : 충전제어신호 생성부
33 : 배터리 선택부
34 : 방전 선택부
35 : 충방전 제어부
40 : 복수의 배터리10: Solar panel
20: Charger
30: Multi charge / discharge control unit
31:
32: charge control signal generation unit
33: Battery selection unit
34:
35: Charge /
40: Multiple batteries

Claims (2)

복수의 배터리 각각의 전압을 실시간으로 감지하며, 방전완료전압 및 완전충전전압을 기준으로 각 배터리가 충전모드 또는 방전모드로 동작하도록 제어하는 멀티 충방전 제어부;
태양 전지판으로부터 전달되는 충전전력을 상기 멀티 충방전 제어부의 제어에 따라 상기 복수의 배터리에 선택적으로 전달하는 충전기; 및
충전 성능을 확인하기 위한 더미 배터리 셀;을 포함하고,
상기 충전기는, 내부소자의 온도값이 기준온도 이하일 경우 생성할 수 있는 최대 전류량을 출력하고, 내부소자의 온도값이 상기 기준온도를 초과할 경우 온도증가에 따라 출력할 수 있는 최대 전류량을 점차 감소시키고,
상기 충전기는, 디버그 모드에서 내장된 상기 더미 배터리 셀을 이용하여 충전상태를 확인함에 있어서,
충전용 직류전원의 전류 상승구간을 복수의 구간으로 구분한 후, 동일한 구간에서 상기 충전용 직류전원의 변화량이 소정의 횟수 이상 기준 오차값을 초과했을 경우 상기 충전용 직류전원의 최대 전류량을 제한하되, 소정의 횟수 이상 기준 오차값을 초과한 구간 바로 직전의 구간의 전류량을 최대 전류량으로 설정하는 것을 특징으로 하고,
상기 더미 배터리 셀은, 상기 충전기 및 상기 멀티 충방전 제어부에 비상용 전원을 공급하여 배터리를 소정의 시간동안 더 충전한 후 충전동작을 종료하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어장치.
A multi-charge / discharge control unit that detects voltages of a plurality of batteries in real time, and controls each battery to operate in a charge mode or a discharge mode based on a discharge completion voltage and a full charge voltage;
A charger for selectively delivering charge power delivered from the solar panel to the plurality of batteries under the control of the multi-charge / discharge control unit; And
And a dummy battery cell for confirming charging performance,
The charger outputs the maximum amount of current that can be generated when the temperature value of the internal element is equal to or lower than the reference temperature and gradually decreases the maximum amount of current that can be output according to the temperature increase when the temperature value of the internal element exceeds the reference temperature And,
Wherein the charger is used for checking a state of charge using the dummy battery cell built in the debug mode,
The maximum current amount of the charging DC power supply is limited when the amount of change of the charging DC power supply exceeds the reference error value by a predetermined number or more after dividing the current rising period of the charging DC power supply into a plurality of sections, , The current amount of the section immediately before the section exceeding the reference error value by the predetermined number or more is set as the maximum current amount,
Wherein the dummy battery cell supplies emergency power to the charger and the multi-charge / discharge control unit to further charge the battery for a predetermined period of time, and then terminates the charging operation.
제1항에 있어서,
상기 멀티 충방전 제어부는,
우선충전모드에서 상기 복수의 배터리 중 선택된 어느 하나의 배터리만을 급속충전하고,
모든 배터리의 사용이 중단된 시점으로부터 일정시간 이후, 상기 복수의 배터리와 부하 사이의 연결을 전기적으로 차단하여 대기전력의 소모를 감소시키며,
상기 복수의 배터리 중 방전완료전압 이하인 적어도 어느 하나 이상의 배터리를 충전하고, 완전충전전압에 도달한 적어도 하나 이상의 배터리를 방전대기 상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어장치.The method according to claim 1,
Wherein the multi-charge /
In the first charging mode, only one selected battery among the plurality of batteries is rapidly charged,
A standby power is reduced by electrically disconnecting a connection between the plurality of batteries and a load after a predetermined time from the end of use of all the batteries,
Wherein at least one of the plurality of batteries is charged with a discharge completion voltage or less and the at least one battery having reached the full charge voltage is switched to a discharge standby state.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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