KR101905463B1 - An apparatus of adjustment for voltage balancing of starting battery using commercial vehicle - Google Patents

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본 발명은 상용 자동차 시동용 배터리의 전압 밸런싱 조정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1개의 12V 납배터리와 5개의 슈퍼캐패시터가 하나의 제 1 배터리부와 또 다른 1개의 12V 납배터리와 5개의 슈퍼캐패시터가 하나의 제 2 배터리부로 구성되어 제 1 배터리부와 제 2 배터리부가 직렬로 연결되어 시동부(S)의 구동에 따라 제너레이터(G)가 충전되는 상용 자동차 시동용 배터리의 전압 밸런싱 조정장치에 있어서, 상기 납 배터리부와 각각 연결되어 시동부(S)의 구동에 따라 시동스위치가 on 되어 각 배터리부의 전압을 측정하는 전압측정부, 상기 전압측정부와 직렬로 연결되어 전압측정부에서 측정된 전압에 따라 전압편차가 발생할 때 직렬로 연결된 저항부에 전류가 흐르도록 하여 전압을 조절하는 전압편차 조절스위치, 상기 시동스위치의 on 신호에 따라 전압측정부를 제어하여 배터리부의 측정 전압의 편차에 따라 시동스위치와 연결된 제너레이터에 충전절차가 진행되도록 하는 제어부를 포함하여 구성된다.
이에 따라, 본 발명은 24V를 사용하는 상용차에 장착되는 24V 배터리 전압을 위하여 12V 납배터리 2개가 직렬 연결되어 양 배터리간의 셀 밸런싱을 하여 배터리 간의 전압 편차를 줄여줌으로써 배터리의 효율성을 증가시킬 수 있는 효과를 제공한다.More particularly, the present invention relates to a voltage balancing regulating device for a commercial vehicle starting battery, and more particularly, to a voltage balancing regulating device for a commercial vehicle starting battery, which comprises a single 12V lead battery and five super capacitors, The first and second battery units are connected in series to each other so that the generator G is charged according to the driving of the starting unit S, the voltage balancing control apparatus for a commercial vehicle starting battery A voltage measuring unit connected to the lead battery unit to measure a voltage of each battery unit when the starter switch is turned on in response to driving of the starter unit S, A voltage deviation adjusting switch for adjusting a voltage by causing a current to flow in a resistance portion connected in series when a voltage deviation occurs according to a voltage, Depending consists in accordance with the deviation of the voltage measurement portion and controls parts of the battery voltage measurement to a control unit for charging the procedure proceeds to the generator connected to the ignition switch.
Accordingly, in the present invention, two 12V lead batteries are connected in series for a 24V battery voltage to be mounted on a commercial vehicle using 24V, thereby balancing the cells between the two batteries, thereby reducing the voltage deviation between the batteries, Lt; / RTI >

Description

상용 자동차 시동용 배터리의 전압 밸런싱 조정장치{An apparatus of adjustment for voltage balancing of starting battery using commercial vehicle}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a voltage balancing regulator for a commercial vehicle starting battery,

본 발명은 상용 자동차 시동용으로 2개의 12V 배터리를 직렬로 연결하여 사용하는 경우 2개의 배터리 사이에 발생할 수 있는 전압차이를 보정해줄 수 있는 상용 자동차 시동용 배터리의 전압 밸런싱 조정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 24V를 사용하는 상용차에 장착되는 24V 배터리 전압을 위하여 12V 납배터리 2개가 직렬 연결되어 양 배터리간의 셀 밸런싱을 하여 배터리 간의 전압편차를 보충하여 균일하게 충전되도록 하여 배터리의 효율성을 증가시켜 배터리의 수명을 연장할 수 있는 상용 자동차 시동용 배터리의 전압 밸런싱 조정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a voltage balancing regulating device for a commercial vehicle starting battery, which can compensate for a voltage difference that may occur between two batteries when two 12V batteries are connected in series for commissioning a commercial vehicle. Specifically, for the 24V battery voltage mounted on a commercial vehicle using 24V, two 12V lead batteries are connected in series to perform cell balancing between both batteries to compensate for the voltage deviation between the batteries to uniformly charge the battery, thereby increasing the efficiency of the battery And more particularly to a voltage balancing device for a commercial vehicle starting battery which can extend the service life of the battery.

또한, 본 발명은 2개의 직렬연결되어있는 납배터리의 전압을 각각 측정하여, 균등한 전압을 유지할 수 있도록 전압편차 조절 스위치의 on/off 동작에 따라 연결된 저항에 전류가 소모되도록 하여 배터리 2개의 전압차이를 동일하게 유지해 줄 수 있는 상용 자동차 시동용 배터리의 전압 밸런싱 조정장치에 관한 것이다.In addition, the present invention measures the voltages of two series-connected lead batteries and consume current in the connected resistors in accordance with the on / off operation of the voltage deviation control switch so as to maintain the uniform voltage, And more particularly, to a voltage balancing adjusting apparatus for a commercial vehicle starting battery which can maintain the same difference.

일반적으로, 트럭 또는 버스와 같은 상용차의 경우, 경유를 사용하는 디젤 엔진이 대부분이며, 디젤 엔진을 시동하기 위해서는 시동초기에 스타터모터(30)의 시동스위치(500)를 접속하여 12V인 제1배터리(10)와 제2배터리(20)로부터 대량의 전류를 스타터모터(30)에 흘려 주어야 한다. 이때 수초간 흐르는 전류는 상용차의 전력 부하에 따라 다르지만 200A에서 950A에 이른다. 12V 납배터리는 출력밀도(w/kg 또는 C-rate로 표시)가 높지 않아 시동에 필요한 대전류를 흘려 보낼때 제1배터리(10)와 제2배터리(20) 사이에 전압의 편차가 발생한다. Generally, in the case of a commercial vehicle such as a truck or a bus, a diesel engine using light oil is mostly used. In order to start the diesel engine, a start switch 500 of the starter motor 30 is connected at the beginning of the start, A large amount of current must be supplied from the first battery 10 and the second battery 20 to the starter motor 30. [ At this time, the current flowing for several seconds varies from 200A to 950A depending on the power load of the commercial vehicle. The 12V lead battery is not high in output density (expressed in w / kg or C-rate) and causes a voltage deviation between the first battery 10 and the second battery 20 when flowing a large current necessary for startup.

특히, 겨울철에는 추운 날씨로 배터리의 성능은 저하되는 반면, 초기 시동시 엔진의 연소실 내부에 연료 및 공기 공급, 스타트 모터의 회전, 엔진 제어장치 및 각종 전자 기기에 전원 공급등으로 시동에 필요한 전력부하가 증가하기 때문에 배터리가 부담해야하는 순간적인 전력 부하가 대단히 높다. 이때 엔진 시동을 위해 배터리에서 대전류를 흘려보낸 직후 제1배터리(10)와 제2배터리(20)의 전압 이 일정하게 유지되지 않고 차이가 발생한다. 제1 배터리(10)와 제2 배터리(20) 사이에 전압 차이가 발생하는 경우, 이를 외부에서 보완해줄 수 있는 장치는 없다. In particular, in winter, the performance of the battery is deteriorated due to cold weather. On the other hand, during the initial start-up, fuel and air are supplied into the combustion chamber of the engine, rotation of the start motor, power supply to the engine control device, The instantaneous power load required by the battery is very high. At this time, the voltages of the first battery 10 and the second battery 20 are not maintained constant and a difference occurs immediately after the large current is passed through the battery for starting the engine. When a voltage difference occurs between the first battery 10 and the second battery 20, there is no device that can compensate the difference from the outside.

즉, 2개의 12V 납 배터리를 직렬로 연결하여 24V로 사용한 직후 각각의 12V 배터리 사이에 전압 차이가 발생한 경우 이를 보충해주거나 조절해주는 장치가 없다. In other words, there is no device to compensate or regulate when there is a voltage difference between each 12V battery immediately after using two 12V lead batteries in series and using it at 24V.

충전할 경우에도 2개의 12V 납배터리가 직렬로 연결된 양 끝단에 24V 전압으로 전류를 흘려보내면서 충전을 하는데, 이때 12V 각각의 배터리에 동일한 전압과 전류로 충전되지 않고 약간의 차이가 발생한다. 차이가 발생하는 이유는 화학적인 에너지 저장장치인 배터리가 충전과 방전을 거치면서 내부저항 값에 변화가 발생하기 때문인데 시간이 흐르면서 그 차이는 커지게 된다. In case of charging, two 12V lead batteries are charged while supplying current to 24V at both ends connected in series. At this time, each battery of 12V is not charged with the same voltage and current but slight difference occurs. The reason for this difference is that the internal resistance value changes as the battery, which is a chemical energy storage device, goes through charging and discharging, and the difference becomes larger over time.

즉, 12V 두 개가 직렬로 연결된 24V 납배터리에서 충전시 하나의 납 배터리가 과충전 되어 전압이 과도하게 상승하며, 방전시에는 이와는 반대로 과전류로 인해 둘 중 하나의 배터리에서 전압이 과도하게 저하되는 경우가 발생한다. 즉, 12V의 배터리는 만충전시 14.4V 까지 올라가게 되고, 시동시 급격한 전류가 소요되기 때문에 7.2V 까지 내려가게 되는데, 12V 배터리 2개가 직렬로 연결되어 24V 전원 역할을 할 때, 각 12V 배터리에 전압에 차이가 발생하게 된다. 2개의 12V 배터리의 전압 상태가 균일하게 유지되지 못한 상태에서 지속적으로 사용할 경우, 급격하게 하나의 배터리는 제 기능을 상실하게 되며, 결국 충전 및 방전이 반복되면서 2개중 하나의 배터리가 제 기능을 못하게 된다. In other words, when a 24V lead battery is connected in series with two 12V batteries, one lead battery is overcharged due to overcharging, resulting in an excessive voltage drop in one of the two batteries due to overcurrent Occurs. In other words, the 12V battery will go up to 14.4V at full charge, and it will go down to 7.2V because of the sudden current at start-up. When two 12V batteries are connected in series and serve as 24V power supply, . If the voltage of two 12V batteries is not maintained uniformly, if one is used continuously, one battery will lose its function. As a result, charging and discharging are repeated so that one of the two batteries can not function properly do.

즉, 첨부된 도 1에 도시된 바와 같이 각각 12V인 납 배터리(10,20)가 직렬로 2개가 연결되고 상기 각각의 납 배터리(10,20)와 5개의 슈퍼캐패시터(200)가 각각 병렬로 연결되어 있는 배터리 구조에서 엔진 구동을 위해 납배터리와 캐패시터가 스타터 모터에 전원을 공급하여 엔진의 시동을 걸 때, 2개의 직렬 연결된 배터리로부터 대전류를 흘려주어야 하는데, 전류를 흘려준 직전 또는 직후 2개의 납 배터리중 하나가 전압 강하가 발생하거나 전압차이가 큰 경우에는 시동이 걸리지 않는 상황이 발생할 수 있으며, 배터리에도 손상을 줄 우려가 있다. That is, as shown in FIG. 1, two lead batteries 10 and 20 each having 12 V are connected in series, and the lead batteries 10 and 20 and the five supercapacitors 200 are connected in parallel When the lead battery and the capacitor supply power to the starter motor to start the engine in order to drive the engine in the connected battery structure, it is necessary to flow a large current from the two serially connected batteries. If a voltage drop occurs in one of the lead batteries or the voltage difference is large, the starting may not take place, and the battery may be damaged.

시동이 걸린 후에는 제너레이터(600)가 동작하여, 배터리(10,20)를 충전하게 되는데 이때에도 2개의 납 배터리(10,20)가 동일한 전압으로 충전되지 않고, 둘 중의 하나가 먼저 충전되는 경우 과전압으로 인해 전압 차이가 발생하게 된다. After starting, the generator 600 operates to charge the batteries 10 and 20. At this time, the two lead batteries 10 and 20 are not charged with the same voltage, and one of them is charged first A voltage difference occurs due to overvoltage.

여기에서 종래에는 [도1]과 같이 각 배터리 1개당 5개의 슈퍼캐패시터(200)를 병렬로 연결하여 사용하였다. 그러나, 배터리와 병렬로 연결된 5개의 캐패시터(200)는 직렬로 연결된 것이어서 충전과 방전시 전압의 차이가 발생할 수 있으며, 직렬로 연결된 슈퍼캐패시터의 전압 편차를 극복할 수 있는 방법이 없다. 시동시와 같이 고출력을 필요로 하는 상황에서는 내부 저항값이 작아 출력밀도가 높은 슈퍼캐패시터가 순간적인 대전류를 흘려주어야 하는데 직렬로 연결된 5개의 슈퍼캐패시터 사이에 전압차이가 발생하는 경우 스타터모터에 많은 전류를 흘려보내기가 어려워진다. Here, conventionally, as shown in FIG. 1, five super capacitors 200 are connected in parallel to each battery. However, since the five capacitors 200 connected in parallel with the battery are connected in series, there is a difference in voltage between charging and discharging, and there is no way to overcome the voltage deviation of the serially connected supercapacitor. In situations where high output is required, such as at start-up, the internal resistance must be low, and the supercapacitor with high output density must flow instantaneous high currents. If there is a voltage difference between the five super capacitors connected in series, It becomes difficult to flow the liquid.

이에 본 출원인은 상용차의 시동시 직렬로 연결된 2개의 납 배터리로부터 대전류가 흐르면서 발생한 배터리간 전압 편차를 보충하면서 충전할 수 있는 방법을 제안하고자 한다. 또한, 순간적인 고출력 전류를 보내기위해 설치한 5개의 직렬 연결된 슈퍼캐패시터(200) 각각에 대하여 스위치와 저항을 구비하여 전압이 높은 슈퍼캐패시터(200)의 스위치를 저항과 접속하여 전류를 소비함으로써 전압을 낮추어 5개의 슈퍼캐패시터(200) 전압을 균일하게 맞추는 방법을 제시하고자 한다. Accordingly, the applicant of the present invention proposes a method of charging a battery while supplementing a voltage deviation between batteries caused by a large current flowing from two lead batteries connected in series at the start of a commercial vehicle. In addition, a switch and a resistor are provided for each of the five serially connected supercapacitors 200 installed to transmit a momentary high output current so that the switch of the supercapacitor 200 having a high voltage is connected to the resistor to consume the current, And a method of uniformly adjusting the voltages of the five super capacitors 200 is proposed.

1. 퍼지 알고리즘을 이용한 배터리 전압 밸런싱 장치(APPARATUS FOR BALANCING OF BATTERY VOLTAGE USING FUZZY ALGORISM)(특허등록번호 제10-1494081호)1. A battery voltage balancing apparatus using a fuzzy algorithm (Patent Registration No. 10-1494081) 2. 셀 밸런싱 기능이 있는 배터리 모듈 및 그를 갖는 배터리 시스템(Battery module with cell balancing function and Battery System having that battery module)(특허출원번호 제10-2016-0047668호)2. A battery module having a cell balancing function and a battery system having the battery balancing function and a battery system having the battery system (Patent Application No. 10-2016-0047668)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 24V를 사용하는 상용차에 장착되는 24V 배터리 전압을 위하여 12V 납배터리 2개가 직렬 연결되어 상용차에 필요한 전원을 공급할 때, 2개의 직렬연결된 배터리 사이에서 발생하는 전압차이를 보충하여 상용자동차 시동용 배터리의 수명을 연장하고 배터리의 효율적으로 사용하여 상용차에 안정적인 전원을 공급할 수 있는 상용 자동차 시동용 배터리의 전압 밸런싱 조정장치를 제공하는데 있다.The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a battery charger for a commercial vehicle using 24V, in which two 12V lead batteries are connected in series for supplying 24V battery voltage, Which can increase the service life of a commercial vehicle starting battery and efficiently supply power to a commercial vehicle by supplementing a voltage difference generated between the battery and the commercial vehicle.

또한, 본 발명은 각 12V 납배터리에 5개의 슈퍼캐패시터가 직렬연결되어 고출력 전류를 도통되도록 하여 5개의 직렬로 연결된 슈퍼캐패시터에서도 충전과 방전시 발생하는 전압 편차를 해소할 수 있는 상용 자동차 시동용 배터리의 전압 밸런싱 조정장치를 제공하는데 있다.Further, according to the present invention, five supercapacitors are connected in series to each 12V lead battery so that a high output current can be conducted. Thus, even in a super capacitor connected in series, a commercial vehicle starting battery And a voltage balancing adjustment device.

또한, 본 발명은 2개의 직렬연결되어있는 납배터리의 전압을 각각 측정하여, 균등한 전압을 충전할 수 있도록 전압편차 조절 스위치의 구동에 따라 저항을 이용하여 배터리 간의 전압차이를 조절하여 배터리 사용에 따른 전원 감소를 미연에 방지하여 차량 또는 구동장치의 효율 개선 및 배터리 수명을 연장시킬수 있는 상용 자동차 시동용 배터리의 전압 밸런싱 조정장치를 제공하는데 있다.In addition, the present invention measures the voltage of two lead-acid batteries connected in series and adjusts the voltage difference between the batteries by using the resistance according to the driving of the voltage deviation control switch so as to charge the uniform voltage. Which is capable of improving the efficiency of a vehicle or a driving apparatus and extending the life of the battery.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 상용 자동차 시동용 배터리의 전압 밸런싱 조정장치는 1개의 12V 납배터리와 5개의 슈퍼캐패시터가 하나의 제 1 배터리부와 또 다른 1개의 12V 납배터리와 5개의 슈퍼캐패시터가 하나의 제 2 배터리부로 구성되어 제 1 배터리부와 제 2 배터리부가 직렬로 연결되어 시동부(S)의 구동에 따라 제너레이터(G)가 충전되는 상용 자동차 시동용 배터리의 전압 밸런싱 조정장치에 있어서, 상기 배터리부와 각각 연결되어 시동부(S)의 구동에 따라 시동스위치가 on 되어 각 납 배터리의 전압을 측정하는 전압측정부, 상기 전압측정부와 직렬로 연결되어 전압측정부에서 측정된 전압에 따라 전압편차가 발생할 때 직렬로 연결된 저항부에 전류가 흐르도록 하여 전압을 조절하는 전압편차 조절스위치, 상기 시동스위치의 on 신호에 따라 전압측정부를 제어하여 배터리부의 측정 전압의 편차에 따라 시동스위치와 연결된 제너레이터에 충전절차가 진행되도록 하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 시동부(S)의 구동신호에 따라 제 1 납배터리와 연결된 제 1 전압측정부와 제 2 납배터리와 연결된 제 2 전압측정부가 서로 전압차가 발생할 경우, 제 1 납배터리의 제1 전압 측정부(110)가 제 2 납배터리의 제2 전압 측정부 보다 전압이 크게 되면 전압편차 조절을 위한 제 1 전압편차 조절스위치를 on 동작하여 제 1 저항부의 저항으로 전류가 도통되도록 하여 제 1 납배터리의 제1 전압 측정부에 흐르는 전류의 양을 조절하여 제 2 납배터리의 제2 전압 측정부를 통해 충전이 용이하게 조절하고, 제 2 납배터리의 제2 전압 측정부가 제 1 납배터리의 제1 전압 측정부보다 전압이 크게 되면 전압편차 조절을 위한 제 2 전압편차 조절스위치를 on 동작하여 제 2 저항부의 저항으로 전류가 도통되도록 하여 제 2 납배터리의 제2 전압 측정부에 흐르는 전류의 양을 조절하여 제 1의 납배터리의 전압 측정부를 통해 충전이 용이하도록 조절하고, 상기 제 1 납배터리의 제1 전압 측정부와 제 2 납배터리의 제2 전압 측정부의 전압이 같을 경우 전압의 완전 충전 이후 전압 편차 조절을 위하여 전압편차 조절스위치를 모두 open 되도록 하여 절전으로 제너레이터의 충전이 종료되도록 조절하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for adjusting the voltage balancing of a commercial vehicle starting battery, including a 12V lead battery and five super capacitors, The five super capacitors are constituted by one second battery unit and the first battery unit and the second battery unit are connected in series so that the generator G is charged according to the driving of the starting unit S, And a voltage measuring unit connected in series with the voltage measuring unit to measure a voltage of each of the lead batteries. The voltage measuring unit is connected to the battery unit, A voltage deviation adjusting switch for adjusting a voltage by causing a current to flow in a resistance portion connected in series when a voltage deviation occurs according to a voltage measured in the ignition switch, and a control unit for controlling the voltage measuring unit according to the on signal to cause the charging process to proceed to the generator connected to the starting switch according to the deviation of the measured voltage of the battery unit. When the voltage difference between the first voltage measuring unit connected to the lead battery and the second voltage measuring unit connected to the second lead battery occurs, the first voltage measuring unit 110 of the first lead battery measures the second voltage of the second lead battery The first voltage deviation control switch for controlling the voltage deviation is turned on to turn on the current to the resistance of the first resistance unit to adjust the amount of the current flowing in the first voltage measurement unit of the first lead battery And the second voltage measuring unit of the second lead battery adjusts the voltage of the second lead measuring unit of the second lead battery more easily than the first voltage measuring unit of the first lead battery, The second voltage deviation control switch for controlling the voltage deviation is turned on so that the current is conducted to the resistance of the second resistance portion to control the amount of the current flowing in the second voltage measuring portion of the second lead battery, And a second voltage measuring unit for measuring a voltage of the first lead battery and a second voltage measuring unit of the second lead battery, And the deviation control switch is opened so that charging of the generator is completed by power saving.

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본 발명에 따른 상용 자동차 시동용 배터리의 전압 밸런싱 조정장치는 종래의 12V 시동용배터리의 납배터리와 슈퍼캐패시터로 구성된 배터리의 수명, 인가전원의 단점을 보완하여, 양 배터리의 전압을 균등하게 충전하여, 셀 간의 밸런싱을 맞추어 과전압, 과전류 충전 차단을 통하여 직렬 연결된 배터리 간의 전압 차이를 검출하여 배터리의 수명을 증대시키는 효과가 있다. The apparatus for adjusting the voltage balancing of a battery for commercial vehicle starting according to the present invention complements the disadvantages of the battery life and the applied power of the lead battery of the conventional 12 V starting battery and the super capacitor, , Balancing between cells is performed to detect a voltage difference between series-connected batteries through overvoltage and overcurrent charge cutoff, thereby increasing battery life.

또한, 본 발명에 따른 상용 자동차 시동용 배터리의 전압 밸런싱 조정장치는 24V를 사용하는 상용차에 장착되는 24V 배터리 전압을 위하여 12V 납배터리 2개가 직렬 연결되어 양 배터리간의 셀 밸런싱을 하여 배터리 간의 전압 편차를 줄여줌으로써 배터리의 효율성을 증가시킬 수 있는 효과를 제공한다.In addition, according to the present invention, a voltage balancing device for a commercial vehicle starter battery is configured such that two 12V lead batteries are connected in series for 24V battery voltage mounted on a commercial vehicle using 24V, so that cell balancing is performed between both batteries, It is possible to increase the efficiency of the battery.

또한, 본 발명에 따른 상용 자동차 시동용 배터리의 전압 밸런싱 조정장치는 2개의 직렬연결되어있는 납배터리의 전압을 각각 측정하여, 균등한 전압을 충전할 수 있도록 전압편차 조절 스위치의 구동에 따라 저항을 이용하여 배터리 간의 전압차이를 조절하여 배터리 사용에 따른 전원 감소를 미연에 방지하여 차량 또는 구동장치의 효율 개선, 배터리 수명 연장 및 납 배터리간 밸런싱을 통해 배터리 안정성 확보할 수 있다.In addition, the voltage balancing adjustment device for a commercial vehicle starting battery according to the present invention measures voltages of two series-connected lead batteries and measures a resistance according to driving of a voltage deviation control switch so that an even voltage can be charged. By adjusting the voltage difference between the batteries, it is possible to prevent the decrease of the power depending on the use of the battery, thereby improving the efficiency of the vehicle or the driving device, extending the battery life, and securing the battery stability by balancing the lead battery.

도 1은 종래의 24V 자동차 시동용 납 배터리의 회로구조
도 2는 본 발명에 따른 상용 자동차 시동용 배터리의 전압 밸런싱 조정장치의 구조도
도 3은 본 발명에 따른 상용 자동차 시동용 배터리의 전압 밸런싱 조정장치의 블록도1 is a circuit diagram of a conventional lead battery for 24V vehicle starting
2 is a structural diagram of a voltage balancing adjusting apparatus for a commercial vehicle starting battery according to the present invention.
3 is a block diagram of a voltage balancing adjusting apparatus for a commercial vehicle starting battery according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

일반적으로 24V를 사용하는 상용차에 장착되는 배터리는 12V 납배터리 2개를 직렬 연결하여 사용하는데, 이때 배터리의 출력을 높여주기 위하여 각각의 12V 배터리마다 캐패시터를 병렬로 연결하여 사용하기도 한다. Generally, a battery mounted on a commercial vehicle using 24V is used by connecting two 12V lead batteries in series, in which a capacitor is connected in parallel for each 12V battery to increase the output of the battery.

한편, 상용차는 겨울철 시동시 배터리로부터 스타터모터(제너레이터) 및 각 연료, 흡/배기 계통의 전기 구동 장치로 수백암페어(최대 950A로 측정됨)의 전류가 흐른다. 이때 직렬로 연결된 2개의 12V 배터리는 24V 전압으로 동일한 전류를 스타터모터(제너레이터) 및 각 연료, 흡/배기 계통의 전기 구동 장치로 흘려주어야 한다. 그러나 이때 2개의 12V 배터리는 그 화학적 상태나 전기적 내부 저항이 달라 전압 차이가 발생할 수 있으며, 한번 발생한 전압 편차는 줄어들지 않는다. Commercial vehicles, on the other hand, run hundreds of amperes (measured up to 950 A) from the battery to the starter motor (generator) and to the electric drive of each fuel, intake / exhaust system during winter start-up. At this time, two 12V batteries connected in series should flow the same current to 24V voltage to starter motor (generator) and electric drive of each fuel, intake / exhaust system. However, at this time, the two 12V batteries may have different chemical states or electrical internal resistances, causing a voltage difference, and the voltage deviation that occurs once does not decrease.

이를 위해 2개의 12V 배터리가 방전시 발생할 수 있는 전압 차이를 보충하여 균일하게 충전하여 배터리의 효율성을 증가시켜 배터리의 수명을 연장할 수 있는 상용 자동차 시동용 배터리의 전압 조정 장치를 제안한다.For this purpose, we propose a voltage regulating device for a battery of a commercial vehicle starter which can increase the efficiency of the battery by charging two 12V batteries uniformly to compensate for the difference in voltage that can occur during discharging to extend the life of the battery.

즉, 24V를 사용하는 상용차에 장착되는 24V 배터리 전압을 위하여 12V 납배터리 2개가 직렬 연결되어 상용차에 필요한 전원을 공급할 때, 특히 시동시 배터리에서 차량의 스타터모터에 대전류를 공급한 후 2개의 배터리 사이에 전압 차이가 발생한 경우, 종래의 시동용 배터리에서는 2개의 배터리 사이에 발생한 전압차이를 보완해줄 수 있는 방법이 없었다. 24V 발전기를 통해 충전하는 경우에도 직렬로 연결된 2개의 배터리 양끝단에 충전을 해주기 때문에 2개의 배터리 사이에 발생한 전압차를 줄여주는 방법이 없어 12V 배터리 하나는 과충전되고 다른 12V 배터리는 충전이 덜된 상태에서 사용되는 문제점이 있었다. 직렬연결된 2개의 배터리에서 전압차이가 지속되는 경우 배터리의 성능이 저하되어 수명을 다하게 되며, 겨울철에는 시동시 배터리에서 충분한 전류를 흘려보내지 못하여 시동이 걸리지 않는 문제점이 발생되어 왔다. In other words, when supplying two or more 12V lead batteries connected in series for a 24V battery voltage to commercial vehicles using 24V, it is necessary to supply a large amount of current to the starter motor of the vehicle, There has been no way to compensate for the voltage difference between the two batteries in the conventional starting battery. Even when charging through a 24V generator, there is no way to reduce the voltage difference between the two batteries because there is no charge on both ends of the two batteries connected in series, so one 12V battery is overcharged and the other 12V battery is undercharged There was a problem to be used. When the voltage difference between the two batteries connected in series is continuously maintained, the performance of the battery deteriorates and the life of the battery is shortened. In winter, there is a problem that the battery does not flow enough current to start the battery.

따라서, 본 발명은 2개의 직렬 연결된 배터리 사이에서 발생한 전압 차이를 보충할 수 있는 방안을 제시함으로써 상용자동차 시동용 배터리의 수명을 연장할 수 있으며, 직렬로 연결된 2개이 배터리를 효율적으로 사용하여 상용차에 안정적인 전원을 공급하고자 한 것이다. Accordingly, the present invention proposes a method of compensating a voltage difference generated between two series-connected batteries, thereby prolonging the life of a commercial vehicle starting battery. In addition, two serially connected batteries can be used efficiently in a commercial vehicle It is intended to supply stable power.

첨부된 도 2는 본 발명에 따른 상용 자동차 시동용 배터리의 전압 밸런싱 조정장치의 구조도이고, 도 3은 본 발명에 따른 상용 자동차 시동용 배터리의 전압 밸런싱 조정장치의 블록도를 나타내는데, 본 발명에 따른 상용 자동차 시동용 배터리의 전압 밸런싱 조정장치는 크게 전압측정부(100), 슈퍼캐패시터(200), 전압편차 조절스위치(300), 저항부(400), 시동스위치(500) 및 제너레이터(600)로 구성된다.FIG. 3 is a block diagram of an apparatus for adjusting the voltage balancing of a commercial vehicle starting battery according to the present invention. FIG. 3 is a block diagram of an apparatus for adjusting the voltage balancing of a commercial vehicle starting battery according to the present invention. A voltage balancing device for a commercial vehicle starting battery includes a voltage measuring unit 100, a supercapacitor 200, a voltage deviation adjusting switch 300, a resistance unit 400, a starting switch 500 and a generator 600 .

이하, 첨부된 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 상용 자동차 시동용 배터리의 전압 밸런싱 조정장치의 세부동작을 살펴보면, 일반적으로 상용 자동차 시동용 배터리는 1개의 12V 납배터리와 5개의 슈퍼캐패시터가 하나의 제 1 배터리부(도면부호 미도시)와 또 다른 1개의 12V 납배터리와 5개의 슈퍼캐패시터가 하나의 제 2 배터리부(도면부호 미도시)로 구성되어 제 1 배터리부와 제 2 배터리부가 직렬로 연결되어 시동부(S)의 구동에 따라 제너레이터(G)가 충전되는 구조이다.Hereinafter, a detailed operation of the voltage balancing adjusting apparatus of a commercial vehicle starting battery according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3. Referring to FIG. 2, a commercial vehicle starting battery includes one 12V lead battery, five super capacitors (Not shown) and another one 12V lead battery and five supercapacitors are constituted by one second battery section (not shown), and the first battery section and the second battery section And the generator G is charged in accordance with the driving of the starting portion S.

상기 전압측정부(110,120)는 납 배터리부와 각각 연결되어 인가되는 전압을 측정하고, 측정된 전압에 따라 전압편차가 발생할 경우 전압편차 조절스위치(310, 320)를 구동하여 저항부(410,420)에 전류가 흐르도록 하여 전압조절이 되도록 하여 제너레이터(600)에 원할한 충전이 되도록 한다.The voltage measuring units 110 and 120 measure a voltage applied to the lead battery unit, and when a voltage deviation occurs according to the measured voltage, the voltage measuring unit 110 or 120 drives the voltage deviation adjusting switches 310 and 320, So that the voltage is regulated so that the generator 600 is charged to a satisfactory level.

보다 구체적으로 차량 구동에 따라 시동 신호가 인가되면 시동스위치(500)의 on 신호에 따라 시동스위치와 연결된 제너레이터(600)가 동작하게 되는데, 제어부(도면부호 미도시)는 제너레이터(600)와 각각 연결된 전압측정부(110,120)의 전압을 측정하게 된다.More specifically, when a start signal is applied according to driving of the vehicle, the generator 600 connected to the starter switch operates according to the on signal of the starter switch 500. The controller (not shown) is connected to the generator 600 And the voltage of the voltage measurement units 110 and 120 is measured.

상기 제어부는 제 1 납배터리와 연결된 제 1 전압측정부(110)와 제 2 납배터리와 연결된 제 2 전압측정부(120)의 전압차를 측정하여 전압차가 발생할 경우, 각 저항부(410,420)와 연결된 전압편차 조절스위치(310)를 구동하여 전압편차가 발생한 저항부(410,420)에 전류가 도통되도록 하여 제1 전압측정부(110) 또는 제2 전압 측정부(120)의 충전이 용이하도록 조절되도록 한다.The controller measures the voltage difference between the first voltage measuring unit 110 connected to the first lead battery and the second voltage measuring unit 120 connected to the second lead battery, So that the first voltage measuring unit 110 or the second voltage measuring unit 120 can be easily charged by causing the current to flow through the resistance units 410 and 420 where the voltage deviation occurs. do.

또한, 상기 슈퍼캐패시터(C)는 5개가 직렬 연결되고 각각에 스위치와 저항을 구비하고 각 12V 시동용 배터리와 병렬로 연결되는데, 충전시 높은 전압의 슈퍼캐패시터에 스위치와 저항을 연결하여 전류를 소비함으로써 전압을 낮출 수 있는 기능을 제공한다.The supercapacitor C is connected in series with five switches connected in parallel to each 12V starting battery. The switches and resistors are connected to a supercapacitor having a high voltage at the time of charging. Thereby lowering the voltage.

보다 구체적으로 시동 신호 인가에 따라 시동스위치(500)가 on 동작하여 제너레이터(600)가 동작하게 되는데, 이때, 제 1 납배터리의 제1 전압 측정부(110)와 제 2 납배터리의 제2 전압 측정부(120)가 서로 전압차가 있을경우, 제 1 납배터리의 제1 전압 측정부(110)가 제 2 납배터리의 제2 전압 측정부(120)보다 전압이 크게되면 전압편차 조절을 위한 제 1 전압편차 조절스위치(310)를 on 동작하여 제 1 저항부(410)의 저항으로 전류가 도통되어 제 1 납배터리의 제1 전압 측정부(110)에 흐르는 전류의 양을 조절하여 제 2 납배터리의 제2 전압 측정부(120)를 통해 충전이 용이하게 조절한다.More specifically, the start switch 500 is turned on and the generator 600 operates according to the start signal. At this time, the first voltage measuring unit 110 of the first lead battery and the second voltage When the first voltage measuring unit 110 of the first lead battery is higher in voltage than the second voltage measuring unit 120 of the second lead battery when the measuring unit 120 has a voltage difference from each other, 1 voltage deviation control switch 310 to turn on the current to the resistance of the first resistance unit 410 to adjust the amount of current flowing in the first voltage measurement unit 110 of the first lead battery, And the charging is easily controlled through the second voltage measuring unit 120 of the battery.

한편, 제 2 배터리의 제2 전압 측정부(120)가 제 1 납배터리의 제1 전압 측정부(110)보다 전압이 크게되면 전압편차 조절을 위한 제 2 전압편차 조절스위치(320)를 on 동작하여 제 2 저항부(420)의 저항으로 전류가 흘러 제 2 납배터리의 제2 전압 측정부(120)에 흐르는 전류의 양을 조절하여 제 1의 납배터리의 제1 전압 측정부(110)를 통해 충전이 용이하도록 조절하게 된다. On the other hand, when the second voltage measuring unit 120 of the second battery is higher in voltage than the first voltage measuring unit 110 of the first lead battery, the second voltage deviation adjusting switch 320 for controlling the voltage deviation is turned on The current flows to the resistance of the second resistance unit 420 to adjust the amount of the current flowing in the second voltage measurement unit 120 of the second lead battery so that the first voltage measurement unit 110 of the first lead battery So that the charging can be easily performed.

또한, 제 1의 납배터리의 제1 전압 측정부(110)와 제 2 납배터리의 제2 전압 측정부(120)의 전압이 같을 경우 전압의 완전 충전 이후 전압 편차 조절을 위하여 전압편차 조절스위치(310,320)를 모두 open 되도록 하여 절전으로 제너레이터의 충전이 종료된다.When the voltage of the first voltage measuring unit 110 of the first lead battery is equal to the voltage of the second voltage measuring unit 120 of the second lead battery, a voltage deviation adjusting switch 310, and 320 are all opened, charging of the generator is ended by power saving.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.As described above, preferred embodiments of the present invention have been disclosed in the present specification and drawings, and although specific terms have been used, they have been used only in a general sense to easily describe the technical contents of the present invention and to facilitate understanding of the invention , And are not intended to limit the scope of the present invention. It is to be understood by those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

10 : 12V 제 1 납배터리
20 : 12V 제 2 납배터리
30 : 스타터 모터
100 : 전압측정부
110 : 제 1 전압측정부(V1) 120 : 제 2 전압측정부(V2)
200 : 슈퍼캐패시터
210 : 제 1 슈퍼커패시터 220 : 제 2 슈퍼커패시터
300 : 전압편차 조절스위치
310 : 제 1 전압편차 조절스위치 320 : 제 2 전압편차 조절스위치
400 : 저항부
410 : 제 1 저항부 420 : 제 2 저항부
500 : 시동 스위치
600 : 제너레이터10: 12V first lead battery
20: 12V second lead battery
30: Starter motor
100: voltage measuring unit
110: first voltage measuring unit (V 1 ) 120: second voltage measuring unit (V 2 )
200: Super capacitor
210: first super capacitor 220: second super capacitor
300: Voltage deviation control switch
310: first voltage deviation adjustment switch 320: second voltage deviation adjustment switch
400:
410: first resistance portion 420: second resistance portion
500: Start switch
600: generator

Claims (4)

1개의 12V 납배터리와 5개의 슈퍼캐패시터가 하나의 제 1 배터리부와 또 다른 1개의 12V 납배터리와 5개의 슈퍼캐패시터가 하나의 제 2 배터리부로 구성되어 제 1 배터리부와 제 2 배터리부가 직렬로 연결되어 시동부(S)의 구동에 따라 제너레이터(G)가 충전되는 상용 자동차 시동용 배터리의 전압 밸런싱 조정장치에 있어서,
상기 배터리부와 각각 연결되어 시동부(S)의 구동에 따라 시동스위치(500)가 on 되어 각 납 배터리의 전압을 측정하는 전압측정부(110,120),
상기 전압측정부(110,120)와 직렬로 연결되어 전압측정부(110,120)에서 측정된 전압에 따라 전압편차가 발생할 때 직렬로 연결된 저항부(410,420)에 전류가 흐르도록 하여 전압을 조절하는 전압편차 조절스위치(310,320),
상기 시동스위치(500)의 on 신호에 따라 전압측정부(110,120)를 제어하여 배터리부의 측정 전압의 편차에 따라 시동스위치(500)와 연결된 제너레이터(600)에 충전절차가 진행되도록 하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 시동부(S)의 구동신호에 따라 제 1 납배터리와 연결된 제 1 전압측정부(110)와 제 2 납배터리와 연결된 제 2 전압측정부(120)가 서로 전압차가 발생할 경우, 제 1 납배터리의 제1 전압 측정부(110)가 제 2 납배터리의 제2 전압 측정부(120)보다 전압이 크게 되면 전압편차 조절을 위한 제 1 전압편차 조절스위치(310)를 on 동작하여 제 1 저항부(410)의 저항으로 전류가 도통되도록 하여 제 1 납배터리의 제1 전압 측정부(110)에 흐르는 전류의 양을 조절하여 제 2 납배터리의 제2 전압 측정부(120)를 통해 충전이 용이하게 조절하고,
제 2 납배터리의 제2 전압 측정부(120)가 제 1 납배터리의 제1 전압 측정부(110)보다 전압이 크게 되면 전압편차 조절을 위한 제 2 전압편차 조절스위치(320)를 on 동작하여 제 2 저항부(420)의 저항으로 전류가 도통되도록 하여 제 2 납배터리의 제2 전압 측정부(120)에 흐르는 전류의 양을 조절하여 제 1의 납배터리의 전압 측정부(110)를 통해 충전이 용이하도록 조절하고,
상기 제 1 납배터리의 제1 전압 측정부(110)와 제 2 납배터리의 제2 전압 측정부(120)의 전압이 같을 경우 전압의 완전 충전 이후 전압 편차 조절을 위하여 전압편차 조절스위치(310,320)를 모두 open 되도록 하여 절전으로 제너레이터의 충전이 종료되도록 조절하는 것을 특징으로 하는 상용 자동차 시동용 배터리의 전압 밸런싱 조정장치.One 12V lead battery and five super capacitors constitute one first battery section, another one 12V lead battery and five super capacitors constitute one second battery section, so that the first battery section and the second battery section are connected in series And the generator (G) is charged according to driving of the starting portion (S), the voltage balancing adjusting device comprising:
Voltage measuring units (110, 120) connected to the battery unit to turn on the ignition switch (500) according to driving of the starting unit (S) and measure the voltage of each lead battery,
The voltage measuring unit 110 and 120 are connected in series to the voltage measuring units 110 and 120. When a voltage variation occurs according to the voltage measured by the voltage measuring units 110 and 120, a current is allowed to flow through the resistors 410 and 420 connected in series, Switches 310 and 320,
And a control unit for controlling the voltage measuring units 110 and 120 according to the on signal of the start switch 500 to allow the charging process to proceed to the generator 600 connected to the start switch 500 according to the deviation of the measured voltage of the battery unit ,
When the voltage difference between the first voltage measuring unit 110 connected to the first lead battery and the second voltage measuring unit 120 connected to the second lead battery occurs according to the driving signal of the starting unit S, When the first voltage measuring unit 110 of the first lead battery is higher in voltage than the second voltage measuring unit 120 of the second lead battery, the first voltage deviation adjusting switch 310 for controlling the voltage deviation is turned on The current is made conductive by the resistance of the first resistance unit 410 so that the amount of the current flowing in the first voltage measurement unit 110 of the first lead battery is adjusted so that the second voltage measurement unit 120 of the second lead battery The charging can be easily controlled through,
When the second voltage measuring unit 120 of the second lead battery is higher in voltage than the first voltage measuring unit 110 of the first lead battery, the second voltage deviation adjusting switch 320 for controlling the voltage deviation is turned on The current is made conductive by the resistance of the second resistor unit 420 so that the amount of the current flowing in the second voltage measurement unit 120 of the second lead battery is adjusted so that the voltage is measured through the voltage measurement unit 110 of the first lead battery So as to facilitate charging,
When the voltage of the first voltage measuring unit 110 of the first lead battery is equal to the voltage of the second voltage measuring unit 120 of the second lead battery, the voltage deviation adjusting switches 310 and 320 are turned on, So that the charging of the generator is terminated by the power saving operation. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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