KR102186804B1 - 이차전지 공용 고주파 충전장치 및 이를 포함하는 충전 관리시스템 - Google Patents

이차전지 공용 고주파 충전장치 및 이를 포함하는 충전 관리시스템 Download PDF

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Abstract

이차전지 공용 고주파 충전장치는 단상 또는 삼상의 교류전원을 공급받아 고주파로 스위칭하여 충전용 직류전원을 생성하는 배터리 충전부와, 배터리 충전부의 내부동작을 제어하고, 납산배터리, 리튬이온, 리튬폴리머, 리튬인산철배터리 중 미리 등록된 종류의 배터리의 충전을 선택할 수 있도록 제어하며, 배터리 충전부에서 생성하는 충전용 직류전원의 최대 전류량을 조절함에 있어서, 선택된 배터리의 종류에 따라 최대 전류량을 자동조절하는 충전 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이차전지 공용 고주파 충전장치 및 이를 포함하는 충전 관리시스템{Secondary battery common high-frequency charging device and charging management system including the same}
본 발명은 배터리 충전장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 배터리의 종류를 고려하여 공급할 수 있는 최대 전류량을 조절할 수 있는 이차전지 공용 고주파 충전장치 및 이를 포함하는 충전 관리시스템에 관한 것이다.
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.
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.
또한, 차세대 녹색성장의 중심에 있는 하이브리드 자동차에도 납축전지로 구성된 배터리가 사용되고 있으며, 태양광과 풍력 산업은 물론 스마트 그리드(Smart Grid) 사업에도 전력저장용 납축전지가 사용되고 있어 납축전지 시장은 성장을 지속할 것으로 전망되고 있다.
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.
전동 지게차의 경우 24V 또는 48V의 납축전지(셀당 2V, 12개 또는 24개)로 구성된 배터리를 이용하여 운용되고 있다. 전동 지게차는 화석 연료를 동력원으로 하지 않고, 배터리에 저장된 전력을 동력원으로 이용하는 지게차로 정의된다.
전동 지게차의 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.
납축전지로 이루어진 배터리는 안정적인 전압 출력을 유지하는 장점이 있으나, 과충전/과방전시 배터리 수명이 급격히 단축된다. 특히 과방전 상태가 지속될 경우 배터리 수명에 치명적이다.
특히, 충전기에서 공급되는 전원의 안정성에 따라 배터리의 수명이 단축될 수도 있으므로, 배터리 충전기에서 공급되는 충전용 직류전원을 안정적으로 제어할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
한편, 산업용 배터리의 경우, 납산배터리, 리튬이온, 리튬폴리머, 리튬인산철배터리가 주로 사용되고 있는데 현재의 경우 배터리의 종류에 따라 각각 전용 충전기를 사용하고 있다.
따라서 산업현장에서 서로 다른 종류의 배터리를 사용할 경우 해당 배터리에 맞는 전용 충전기로 충전해야 하는 불편함이 있으며, 전용 충전기에 적용되지 않는 배터리를 충전할 경우 충전기에 과부하가 가해지거나 배터리의 수명이 단축되는 문제가 발생한다.
KR 10-2007-0103961 A
본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 납산배터리, 리튬이온, 리튬폴리머, 리튬인산철배터리 등과 같은 배터리의 종류를 고려하여 공급할 수 있는 최대 전류량을 조절함으로서 충전용 직류전원을 안정적으로 공급할 수 있는 이차전지 공용 고주파 충전장치 및 이를 포함하는 충전 관리시스템을 제공한다.
또한, 보안설정에 의해 미리 등록된 종류의 배터리만을 선택하여 충전할 수 있도록 구성되는 이차전지 공용 고주파 충전장치 및 이를 포함하는 충전 관리시스템을 제공한다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 단상 또는 삼상의 교류전원을 공급받아 고주파로 스위칭하여 충전용 직류전원을 생성하는 배터리 충전부와, 배터리 충전부의 내부동작을 제어하고, 납산배터리, 리튬이온, 리튬폴리머, 리튬인산철배터리 중 미리 등록된 종류의 배터리의 충전을 선택할 수 있도록 제어하며, 배터리 충전부에서 생성하는 상기 충전용 직류전원의 최대 전류량을 조절함에 있어서, 선택된 배터리의 종류에 따라 최대 전류량을 자동조절하는 충전 제어부를 포함하는 이차전지 공용 고주파 충전장치가 제공된다.
또한, 본 발명에 포함되는 충전 제어부는, 미리 저장된 배터리 충전 고유코드에 대응되는 종류의 배터리만을 선택할 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 포함되는 충전 제어부는, 배터리 충전 고유코드에 대응되지 않는 종류의 배터리의 선택이 소정횟수 이상 시도될 경우, 소정의 시간동안 충전동작이 진행되도록 제어하되, 미리 지정된 관리서버로 충전상태 데이터를 송신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 이차전지 공용 고주파 충전장치를 보관할 수 있는 내부공간이 구비되고, 상기 이차전지 공용 고주파 충전장치에 연결된 충전 커넥터의 사용여부를 감지하는 감지센서가 구비됨에 있어서, 상기 내부공간의 출입구 개방시 소정의 시간동안 주기적으로 충전장치 식별데이터 및 감지센서의 감지데이터를 각각 송신하는 스마트 충전 거치대와, 스마트 충전 거치대로부터 송신되는 충전장치 식별데이터 및 감지데이터를 관리서버로 중계하는 무선 데이터 중계장치와, 근접한 스마트 충전 거치대로부터 송신되는 충전장치 식별데이터를 설치된 관리 애플리케이션에서 수신하고, 공용 고주파 충전장치 점검항목을 제공하여 점검 데이터를 수집하는 휴대용 단말기와, 휴대용 단말기로부터 제공된 점검 데이터를 데이터베이스화 하여 관리함에 있어서, 스마트 충전 거치대의 위치를 토대로 작성된 건물별 3차원 충전장치 지도정보를 관리 애플리케이션으로 제공하는 관리서버를 포함하는 충전 관리시스템이 제공된다.
또한, 본 발명에 포함되는 이차전지 공용 고주파 충전장치는, 단상 또는 삼상의 교류전원을 공급받아 고주파로 스위칭하여 충전용 직류전원을 생성하는 배터리 충전부와, 배터리 충전부의 내부동작을 제어하고, 납산배터리, 리튬이온, 리튬폴리머, 리튬인산철배터리 중 미리 등록된 종류의 배터리의 충전을 선택할 수 있도록 제어하며, 배터리 충전부에서 생성하는 충전용 직류전원의 최대 전류량을 조절함에 있어서, 선택된 배터리의 종류에 따라 최대 전류량을 자동조절하는 충전 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 포함되는 관리서버는, 주기적으로 수신된 충전장치 식별데이터 및 이차전지 공용 고주파 충전장치의 전력소비량을 토대로 납산배터리, 리튬이온, 리튬폴리머, 리튬인산철배터리 중 미리 등록된 종류의 배터리의 충전상태를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지 공용 고주파 충전장치 및 이를 포함하는 충전 관리시스템은, 납산배터리, 리튬이온, 리튬폴리머, 리튬인산철배터리 등과 같은 배터리의 종류를 고려하여 공급할 수 있는 최대 전류량을 조절함으로서 충전용 직류전원을 안정적으로 공급할 수 있다.
또한, 이차전지 공용 고주파 충전장치 및 이를 이용한 충전 관리시스템은 보안설정에 의해 미리 등록된 종류의 배터리만을 선택하여 충전할 수 있도록 구성된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 공용 고주파 충전장치의 구성도
도 2는 도 1의 이차전지 공용 고주파 충전장치의 사시도
도 3은 도 1의 이차전지 공용 고주파 충전장치의 정면도
도 4는 이차전지 공용 고주파 충전장치의 디스플레이부의 동작 예시도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 충전 관리시스템의 구성도
도 6은 스마트 충전 거치대에 거치된 이차전지 공용 고주파 충전장치의 실사도
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.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 공용 고주파 충전장치(100)의 구성도이고, 도 2는 도 1의 이차전지 공용 고주파 충전장치(100)의 사시도이고, 도 3은 도 1의 이차전지 공용 고주파 충전장치(100)의 정면도이고, 도 4는 이차전지 공용 고주파 충전장치(100)의 디스플레이부(130)의 동작 예시도이다.
본 실시예에 따른 이차전지 공용 고주파 충전장치(100)는 제안하고자 하는 기술적인 사상을 명확하게 설명하기 위한 간략한 구성만을 포함하고 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 이차전지 공용 고주파 충전장치(100)는 배터리 충전부(110), 충전 제어부(120) 및 디스플레이부(130)를 구비한다.
상기와 같이 구성되는 이차전지 공용 고주파 충전장치(100)의 주요동작은 다음과 같이 이루어진다.
배터리 충전부(110)는 단상 또는 삼상의 교류전원을 공급받아 고주파로 스위칭하여 충전용 직류전원을 생성한다. 배터리 충전부(110)는 단상 또는 삼상의 교류전원을 모두 사용할 수 있도록 구성된다. 즉, 배터리 충전부(110)는 입력전원이 단상의 교류전원인지 삼상의 교류전원인지를 자동 검출하는 감지회로가 구비될 수 있다.
배터리 충전부(110)는 고전압의 교류전원을 공급받으므로, 입력단에 베리스터(varistor) 및 퓨즈, 전자기 노이즈 필터, 과전류 제한회로, 고주파 생성위한 IGBT 전력소자 등이 배치된다.
특히, 정류회로의 트랜지스터 및 다이오드는 많은 열을 방출하므로, 히트싱크가 부착될 수 있다. 또한, 정류회로의 소자가 과열될 경우 전류량이 급격하게 증가하여 정류회로가 손상될 수 있으므로, 배터리 충전부(110)에 포함된 소자, 특히 정류회로의 소자의 온도값을 토대로 최대 전류값을 제한하도록 구성된다.
또한,
충전 제어부(120)는 배터리 충전부(110)의 내부동작을 제어하는데, 특히 배터리 충전부(110)에서 생성하는 충전용 직류전원의 최대 전류량을 조절함에 있어서, 배터리 충전부(110)에 포함된 소자의 온도값을 토대로 출력될 수 있는 최대 전류량을 조절할 수 있다.
충전 제어부(120)는 소자의 온도값이 기준온도 이하일 경우에는 배터리 충전부(110)가 생성할 수 있는 최대 전류량(정격 전류)을 출력할 수 있도록 제어하고, 소자의 온도값이 기준온도 이상일 경우에는 온도 증가에 대응하여 배터리 충전부(110)가 생성할 수 있는 최대 전류량(정격 전류)을 점차 감소시키는 동작을 진행할 수 있다.
또한, 배터리의 충전상태 및 현재의 동작상태를 확인할 수 있는 디스플레이부(130)가 배치되는데, 디스플레이부(130)는 기호 또는 문자로 충전이 진행되고 있는지, 에러가 발생했는지, 충전이 종료되었는지, 어느 모드로 동작하고 있는지를 표시할 수 있다. 참고적으로 디스플레이부(130)는 터치 스크린 형태의 평판형 디스플레이 장치로 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 충전 제어부(120)는 배터리 충전부(110)의 내부동작을 제어하고, 납산배터리, 리튬이온, 리튬폴리머, 리튬인산철배터리 중 미리 등록된 종류의 배터리의 충전을 선택할 수 있도록 제어하며, 선택된 배터리의 종류에 따라 배터리 충전부(110)에서 생성하는 최대 전류량을 자동 조절할 수 있다.
<표 1>
Figure 112020079448211-pat00001
표 1에 도시된 바와 같이 납산배터리, 리튬이온, 리튬폴리머, 리튬인산철배터리는 각각 단위 셀의 기전력의 차이가 있으며 단위 셀의 최대 충전전압의 차이가 존재한다. 따라서 충전 제어부(120)는 선택된 배터리의 종류에 따라 배터리 충전부(110)에서 생성하는 최대 전류량을 자동 조절하여 충전효율을 향상시킨다.
또한, 배터리 충전부(110)는 충전시간 단축 및 장치의 소형화를 달성하기 위해 IGBT 전력소자에 의한 40,000Hz~70,000Hz의 고주파를 발생시키는 회로가 적용된다.
또한, 본 발명에서 충전 제어부(120)는 미리 저장된 배터리 충전 고유코드에 대응되는 종류의 배터리만을 선택할 수 있도록 제어한다. 배터리 충전 고유코드는 납산배터리, 리튬이온, 리튬폴리머, 리튬인산철배터리를 구분하는 코드와, 충전장치 식별데이터를 포함하고 있으므로 충전 제어부(120)는 배터리 충전 고유코드를 기준으로 충전이 허가된 배터리 종류를 파악할 수 있다.
또한, 충전 제어부(120)는 배터리 충전 고유코드에 대응되지 않는 종류의 배터리의 선택이 디스플레이부(130)를 통해 소정횟수 이상 시도될 경우, 소정의 시간동안 충전동작이 진행되도록 제어하되, 미리 지정된 관리서버로 충전상태 데이터를 송신한다. 이때, 충전 제어부(120)는 소정의 시간동안 관리서버로부터 피드백 데이터가 도착하지 않을 경우 허가되지 않은 배터리 종류(납산배터리, 리튬이온, 리튬폴리머, 리튬인산철배터리)에 대한 충전시간을 지속적으로 감소시킨다.
도 4에 도시된 바와 같이 이차전지 공용 고주파 충전장치(100)의 디스플레이부(130)는 납산배터리, 리튬이온, 리튬폴리머, 리튬인산철배터리 중 어떤 배터리를 선택할 수 있는지 선택화면을 표시하거나, 충전모드를 선택할 수 있는 화면을 표시하거나, 충전이 진행 중인 상태를 표시할 수 있다.
참고적으로 디스플레이부(130)에는 지문센서가 내장될 수 있다. 지문센서는 사용자가 디스플레이부(130)에 손가락을 터치할 경우 사용자의 지문을 읽는 동작을 수행하며 초음파 방식 또는 광학방식이 적용될 수 있다. 충전 제어부(120)는 지문센서의 동작을 제어하고 사용자의 인증동작을 처리하는데, 등록된 사용자의 지문이 인식된 이후에만 배터리 충전을 선택할 수 있는 메뉴를 표시할 수 있다. 또한, 충전 제어부(120)는 등록된 사용자의 지문을 통해 배터리 충전을 선택할 수 있는 메뉴를 표시할 때, 각각의 사용자 마다 선택할 수 있는 배터리의 종류(납산배터리, 리튬이온, 리튬폴리머, 리튬인산철배터리)를 개별 설정할 수 있으며, 각각의 배터리를 충전할 수 있는 횟수, 배터리 충전가능시간, 사용가능 충전 전력량 등을 개별적으로 설정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 충전 관리시스템(1)의 구성도이고, 도 6은 스마트 충전 거치대에 거치된 이차전지 공용 고주파 충전장치(100)의 실사도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 충전 관리시스템(1)은 이차전지 공용 고주파 충전장치(100), 휴대용 단말기(200), 관리서버(300), 무선 데이터 중계장치(400) 및 스마트 충전 거치대(500)를 포함하여 구성된다.
본 실시예의 충전 관리시스템(1)은 복수의 이차전지 공용 고주파 충전장치(100)를 각각 개별적으로 거치하는 복수의 스마트 충전 거치대(500)가 구비된 예시를 설명하기로 한다.
즉, 본 실시예에서 제1 스마트 충전 거치대는 제1 이차전지 공용 고주파 충전장치를 거치하고, 제2 스마트 충전 거치대는 제2 이차전지 공용 고주파 충전장치를 거치하고, 제3 스마트 충전 거치대는 제3 이차전지 공용 고주파 충전장치를 거치하고, 제4 스마트 충전 거치대는 제4 이차전지 공용 고주파 충전장치를 거치하도록 구성된다.
대표적으로 제1 이차전지 공용 고주파 충전장치를 거치하고 있는 제1 스마트 충전 거치대를 자세히 살펴보면, 제1 스마트 충전 거치대(500)는 제1 이차전지 공용 고주파 충전장치(100)를 보관할 수 있는 내부공간이 구비되고, 제1 이차전지 공용 고주파 충전장치에 연결된 충전 커넥터의 사용여부를 감지하는 감지센서가 구비된다. 감지센서는 압력센서 또는 적외선센서로 구성될 수 있는데, 사용자가 충전 커넥터를 사용하기 위해 충전 커넥터를 최초위치에서 변경한 상태를 감지하는 센서로 정의될 수 있다.
또한, 제1 스마트 충전 거치대(500)는 내부공간의 출입구(510) 개방시 소정의 시간동안 주기적으로 소정의 유효통신범위를 갖는 충전장치 식별데이터 및 감지센서의 감지데이터를 내장된 무선통신모듈을 이용하여 각각 송신한다.
충전장치 식별데이터는 각 이차전지 공용 고주파 충전장치를 구분하기 위한 고유 식별코드로 정의될 수 있으며, 기본적으로 스마트 충전 거치대(500)는 블루투스 통신방식을 통해 충전장치 식별데이터를 송신한다.
휴대용 단말기(200)는 휴대폰, 스마트폰, 스마트 패드 등과 같이 사용자가 휴대하면서 사용할 수 있는 기기를 총칭하는 것이며, 본 실시예에서는 스마트폰으로 구성된 휴대용 단말기로 가정하고 설명하기로 한다.
휴대용 단말기(200)에는 관리 애플리케이션이 설치되는데, 휴대용 단말기(200)를 소지한 관리자(충전장치 점검자)가 스마트 충전 거치대(500)에 인접 - 소정의 유효통신범위 내 - 할 경우,
휴대용 단말기(200)는 스마트 충전 거치대(500)로부터 송신되는 충전장치 식별데이터를 수신하고, 설치된 관리 애플리케이션에서 충전장치 점검항목을 제공하여 충전장치 점검 데이터를 수집할 수 있다.
즉, 점검하고자 하는 스마트 충전 거치대(500)에 접근할 경우, 관리 애플리케이션은 스마트 충전 거치대(500)에서 전송되는 충전장치 식별데이터를 토대로 충전장치를 식별한 후, 각 충전장치 점검항목을 순차적으로 팝업 메뉴형태로 제공하고, 관리자가 선택하여 입력하는 방식으로 충전장치 점검 데이터를 수집하게 된다. 이렇게 수집된 충전장치 점검 데이터는 휴대용 단말기(200)에서 관리서버(300)로 전송되어 관리된다. 휴대용 단말기(200)와 관리서버(300)는 LTE 등과 같은 광대역 통신망을 통해 데이터를 교환하도록 구성되는 것이 바람직하다.
관리서버(300)는 휴대용 단말기(200)로부터 제공된 충전장치 점검 데이터를 데이터베이스화 하여 관리한다.
관리서버(300)는 복수의 스마트 충전 거치대(500)의 위치를 토대로 작성된 3차원 충전장치 지도정보를 관리 애플리케이션으로 제공한다. 따라서 관리자는 관리 애플리케이션을 통해 각 스마트 충전 거치대(500)의 - 충전장치 위치 - 를 파악한 후 현장점검을 용이하게 진행할 수 있다.
무선 데이터 중계장치(400)는 복수의 스마트 충전 거치대(500)로부터 송신되는 충전장치 식별데이터 및 감지데이터를 수신하여 관리서버(300)로 중계한다.
즉, 무선 데이터 중계장치(400)와 스마트 충전 거치대(500)는 블루투스 통신방식, 비콘 통신방식 및 와이파이 통신방식 중 어느 하나의 통신방신을 통해 데이터를 교환하도록 구성되고, 무선 데이터 중계장치(400)와 관리서버(300)는 LTE 등과 같은 광대역 통신망을 통해 데이터를 교환하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이때, 무선 데이터 중계장치(400)와 관리서버(300)는 유선 통신망을 통해 데이터를 교환하도록 구성될 수도 있다.
무선 데이터 중계장치(400)는 각 스마트 충전 거치대(500)와 휴대용 단말기(200)와의 데이터 교환시간 및 신호강도를 수신 - 해당 정보는 스마트 충전 거치대로부터 전송됨 - 한 후 휴대용 단말기(200)를 소지한 관리자의 이동동선을 추정하여 관리서버(300)로 전송할 수 있다. 관리서버(300)는 관리자의 추정 이동동선을 바탕으로 관리자의 휴대용 단말기(200)로부터 전송되는 데이터의 신뢰성을 고려할 수도 있다.
관리서버(300)는 복수의 스마트 충전 거치대(500)의 출입구(510)의 개방여부 및 충전 커넥터의 사용여부를 감지하는 감지센서의 감지결과를 바탕으로 이차전지 공용 고주파 충전장치(100)의 사용 시도 여부를 파악할 수 있다.
이때, 관리서버(300)는 주기적으로 수신된 충전장치 식별데이터 및 이차전지 공용 고주파 충전장치의 전력소비량을 토대로 납산배터리, 리튬이온, 리튬폴리머, 리튬인산철배터리 중 미리 등록된 종류의 배터리의 충전상태를 실시간으로 파악하고, 사용 중인 이차전지 공용 고주파 충전장치의 위치를 3차원 지도정보로써 자동 제공하여, 이차전지 공용 고주파 충전장치(100)의 사용여부를 실시간으로 확인할 수 있는 정보를 제공할 수 있다.
한편, 스마트 충전 거치대에는 제1 카메라 및 제2 카메라가 더 구비될 수 있다.
제1 카메라는 충전 커넥터에 부착되는데, 제1 카메라는 충전중인 배터리의 고유 식별자를 촬영한 후 인식된 결과를 관리서버로 전송한다.
즉, 납산배터리, 리튬이온, 리튬폴리머, 리튬인산철배터리의 표면에는 태그와 같은 고유 식별자가 인쇄되어 있으므로, 고유 식별자를 통해 배터리의 종류, 배터리 제조회사, 배터리 용량이 구분될 수 있다. 여기에서 태그는 RFID, 바코드, QR 코드 등과 같은 고유 식별자를 의미한다.
따라서 관리서버는 제1 카메라의 인식결과를 바탕으로 현재 충전 중인 배터리의 제원을 정확하게 검출할 수 있다. 관리서버는 주기적으로 배터리 제조사의 서버에 접속하여 신제품 배터리 제원정보를 업데이트한다.
관리서버는 제1 카메라의 인식결과와, 이차전지 공용 고주파 충전장치에서 전송된 충전정보(소비전력, 사용자가 선택한 배터리 종류)가 일치하지 않을 경우, 이차전지 공용 고주파 충전장치의 화면에 경고 메시지를 표시하도록 제어하며, 특히 사용자가 배터리 종류(납산배터리, 리튬이온, 리튬폴리머, 리튬인산철배터리)에 맞지 않게 충전동작을 진행할 경우, 제1 카메라의 인식결과를 바탕으로 충전용 직류전원의 크기 및 시간을 강제 조절한다.
참고적으로, 제1 카메라의 인식결과가 관리서버로 전송되지 않을 경우, 제1 카메라는 인식결과를 충전 제어부로 전달한다.
이때, 충전 제어부는 제1 카메라의 인식결과와, 자체적으로 파악된 충전정보(소비전력, 사용자가 선택한 배터리 종류)가 일치하지 않을 경우, 디스플레이부(130)에 경고 메시지를 표시하도록 제어하며, 특히 사용자가 배터리 종류(납산배터리, 리튬이온, 리튬폴리머, 리튬인산철배터리)에 맞지 않게 충전동작을 진행할 경우, 제1 카메라의 인식결과를 바탕으로 충전용 직류전원의 크기 및 시간을 강제 조절한다.
제2 카메라는 출입구(510)의 동작과 연계되어 동작하도록 구성되는데, 출입구(510) 개방시 소정의 시간동안 동영상을 촬영한다.
제2 카메라는 촬영된 동영상에서 사람의 얼굴을 객체 인식한 후, 인식된 객체 정지영상을 제1 확인데이터 - 객체 정지영상의 촬영시간을 포함함 - 로써 관리서버(300)와 휴대용 단말기(200)의 관리 애플리케이션으로 동시에 전송한다.
특히 이때, 휴대용 단말기(200)의 관리 애플리케이션은, 제2 카메라의 객체 정지영상의 촬영시간에 동기되어, 휴대용 단말기(200)의 내장 카메라를 통해 촬영된 확인영상을 제2 확인데이터로써 관리서버(300)로 전송한다.
즉, 확인영상은 휴대용 단말기(200)에서 촬영된 관리자의 영상으로 정의될 수 있으며, 이때 휴대용 단말기(200)의 관리 애플리케이션은 관리자의 얼굴이 객체 인식되지 않을 경우, 얼굴이 인식될 때까지 재촬영을 진행하도록 동작한다.
관리서버(300)는 스마트 충전 거치대(500)의 제2 카메라에서 촬영된 제1 확인데이터의 객체인식 결과 - 관리자의 얼굴 - 와, 휴대용 단말기(200)의 내장 카메라에서 촬영된 제2 확인데이터의 객체인식 결과 - 관리자의 얼굴 - 을 비교하여 동일인인지 판단하고, 동일인일 경우에만 점검 데이터를 데이터베이스에 반영한다.
이때, 제1 확인데이터 및 제2 확인데이터에는 미리 지정된 음성정보를 포함할 수 있다. 즉, 음성정보는 관리자가 충전장치를 점검하면서 발음한 미리 지정된 문장으로 정의될 수 있다. 예를 들면 “충전장치를 점검합니다.”로 정의 될 수 있다.
제1 및 제2 확인데이터에 음성정보가 더 포함될 경우, 관리서버(300)는 스마트 충전 거치대(500)의 제2 카메라에서 촬영된 제1 확인데이터의 객체인식 결과 - 관리자의 얼굴 및 음성정보 - 와, 휴대용 단말기(200)의 내장 카메라에서 촬영된 제2 확인데이터의 객체인식 결과 - 관리자의 얼굴 및 음성정보 - 를 비교하여 동일인인지 판단하고, 동일인일 경우에만 충전장치 점검 데이터를 데이터 베이스에 반영한다.
휴대용 단말기(200)에는 관리 애플리케이션이 설치되는데, 휴대용 단말기(200)를 소지한 관리자(충전장치 점검자)가 스마트 충전 거치대(500)에 인접 - 소정의 유효통신범위 내 - 할 경우,
휴대용 단말기(200)는 스마트 충전 거치대(500)로부터 송신되는 충전장치 식별데이터를 수신하고, 설치된 관리 애플리케이션에서 충전장치 점검항목을 제공하여 충전장치 점검 데이터를 수집할 수 있다.
즉, 점검하고자 하는 스마트 충전장치(500)에 접근할 경우, 관리 애플리케이션은 스마트 충전장치(500)에서 전송되는 충전장치 식별데이터를 토대로 충전장치를 식별한 후, 각 충전장치 점검항목을 순차적으로 팝업 메뉴형태로 제공하고, 관리자가 선택하여 입력하는 방식으로 충전장치 점검 데이터를 수집하게 된다. 이렇게 수집된 충전장치 점검 데이터는 휴대용 단말기(200)에서 관리서버(300)로 전송되어 관리된다. 휴대용 단말기(200)와 관리서버(300)는 LTE 등과 같은 광대역 통신망을 통해 데이터를 교환하도록 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지 공용 고주파 충전장치 및 이를 포함하는 충전 관리시스템은, 납산배터리, 리튬이온, 리튬폴리머, 리튬인산철배터리 등과 같은 배터리의 종류를 고려하여 공급할 수 있는 최대 전류량을 조절함으로서 충전용 직류전원을 안정적으로 공급할 수 있다.
또한, 이차전지 공용 고주파 충전장치 및 이를 이용한 충전 관리시스템은 보안설정에 의해 미리 등록된 종류의 배터리만을 선택하여 충전할 수 있도록 구성된다.
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.
100 : 이차전지 공용 고주파 충전장치
110 : 배터리 충전부
120 : 충전 제어부
130 : 디스플레이부
200 : 휴대용 단말기
300 : 관리서버
400 : 무선 데이터 중계장치
500 : 스마트 충전 거치대
510 : 출입구

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 이차전지 공용 고주파 충전장치를 보관할 수 있는 내부공간이 구비되고, 상기 이차전지 공용 고주파 충전장치에 연결된 충전 커넥터의 사용여부를 감지하는 감지센서가 구비됨에 있어서, 상기 내부공간의 출입구 개방시 소정의 시간동안 주기적으로 충전장치 식별데이터 및 상기 감지센서의 감지데이터를 각각 송신하는 스마트 충전 거치대;
    상기 스마트 충전 거치대로부터 송신되는 상기 충전장치 식별데이터 및 상기 감지데이터를 관리서버로 중계하는 무선 데이터 중계장치;
    근접한 스마트 충전 거치대로부터 송신되는 상기 충전장치 식별데이터를 설치된 관리 애플리케이션에서 수신하고, 상기 공용 고주파 충전장치 점검항목을 제공하여 점검 데이터를 수집하는 휴대용 단말기; 및
    상기 휴대용 단말기로부터 제공된 상기 점검 데이터를 데이터베이스화 하여 관리함에 있어서, 상기 스마트 충전 거치대의 위치를 토대로 작성된 건물별 3차원 충전장치 지도정보를 상기 관리 애플리케이션으로 제공하는 관리서버;
    를 포함하는 충전 관리시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이차전지 공용 고주파 충전장치는,
    단상 또는 삼상의 교류전원을 공급받아 고주파로 스위칭하여 충전용 직류전원을 생성하는 배터리 충전부; 및
    상기 배터리 충전부의 내부동작을 제어하고, 납산배터리, 리튬이온, 리튬폴리머, 리튬인산철배터리 중 미리 등록된 종류의 배터리의 충전을 선택할 수 있도록 제어하며, 상기 배터리 충전부에서 생성하는 상기 충전용 직류전원의 최대 전류량을 조절함에 있어서, 선택된 배터리의 종류에 따라 최대 전류량을 자동조절하는 충전 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 관리시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 관리서버는,
    주기적으로 수신된 상기 충전장치 식별데이터 및 상기 이차전지 공용 고주파 충전장치의 전력소비량을 토대로 납산배터리, 리튬이온, 리튬폴리머, 리튬인산철배터리 중 미리 등록된 종류의 배터리의 충전상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 충전 관리시스템.
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