KR102281314B1 - 배터리 충전 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 충전 장치에 관한 것으로, 전류가 충전되는 배터리셀과, 상기 배터리셀과 양극 충전라인 및 음극 충전라인으로 연결되어 만충전되도록 상기 배터리셀에 상기 전류를 충전하고, 상기 배터리셀과 양극 센싱라인 및 음극 센싱라인으로 연결되어 충전 중에 상기 배터리셀에 대한 과전류, 과전압 및 과온도 중 적어도 어느 하나가 감지될 경우 충전 중지를 위한 스위칭제어신호를 제공하는 충전기와, 상기 양극 충전라인에 구비되며, 상기 스위칭제어신호에 따라 상기 양극 충전라인을 차단하여 충전을 중지하는 릴레이스위치를 포함함으로써, 고전압 배터리의 직렬 배터리셀 중 밸런싱 전압의 편차가 발생하거나 또는 충전중 발생할 수 있는 밸런싱 편차 발생을 해결할 수 있고, 안정적으로 만충전 전압까지 충전할 수 있다.

Description

배터리 충전 장치{BATTERY CHARGING APPARATUS}
본 발명은 고전압 배터리의 직렬 배터리셀 중 밸런싱 전압의 편차가 발생하거나 또는 충전 중 발생할 수 있는 밸런싱 편차 발생을 해결할 수 있고, 안정적으로 만충전 전압까지 충전할 수 있는 배터리 충전 장치에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 노트북과 휴대폰 등의 전자 기기나 자동차는 배터리를 통해 필요한 에너지를 공급받게 되는데, 이러한 배터리는 배터리 셀(cell)과 각종 회로를 포함하는 배터리 팩(battery pack)으로 제작될 수 있으며, 배터리 팩은 외부 충전기를 통해 배터리 셀을 충전하고, 전자 기기나 자동차와 같은 외부 부하에 전압 및 전류를 공급하는 방전을 반복할 수 있다.
종래의 배터리 팩은 배터리 셀들을 직렬로 연결한 후, 하나의 외부 충전기로 전체 셀을 충전하는데, 이때 셀이 균등하게 충전되거나 방전되지 못하여 충전 편차 또는 방전 편차가 발생할 수 있다.
여기에서, 배터리 팩은 이러한 편차를 바로 잡기 위해 셀밸런싱(cell balancing)을 수행하는데, 이 셀밸런싱에 많은 시간이 소요되며, 급속 충전할 경우 특정 셀의 전압이 다른 셀들의 전압보다 먼저 만충전(full charge) 전압에 도달할 수 있고, 아직 만충전 되지 않은 다른 셀을 충전하기 위해 계속 급속 충전을 수행할 경우 만충전된 셀은 과충전이 되어 위험한 상태가 될 가성성이 높으며, 방전으로 인해 셀의 밸런스가 무너져 있는 경우에는 급속 충전을 할 경우 이러한 현상이 더욱 심하게 나타나는 문제점이 있다.
1. 한국등록특허 제10-1187766호(2012.09.26.등록)
본 발명은 고전압 배터리의 직렬 배터리셀 중 밸런싱 전압의 편차가 발생하거나 또는 충전 중 발생할 수 있는 밸런싱 편차 발생을 해결할 수 있고, 안정적으로 만충전 전압까지 충전할 수 있는 배터리 충전 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 배터리셀과 양극 충전라인 및 음극 충전라인으로 연결되어 만충전되도록 배터리셀에 전류를 충전하고, 배터리셀과 양극 센싱라인 및 음극 센싱라인으로 연결되어 충전 중에 배터리셀에 대한 과전류, 과전압 및 과온도 중 적어도 어느 하나가 감지될 경우 릴레이스위치를 통해 양극 충전라인을 차단하여 충전을 중지함으로써, 배터리셀의 과충전을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 만충전에 도달하도록 충전할 수 있는 배터리 충전 장치를 제공하고자 한다.
아울러, 본 발명은 충전기의 충전 제어를 위한 모든 제어를 통합제어기에서 수행함으로써, 통합제어기의 고장 시 수리나 교체 등 유지 관리가 용이하고, 통합제어기 하나로 통신인터페이스를 통해 연결된 복수의 충전기를 제어할 수 있으며, 양극 센싱라인과 음극 센싱라인을 추가로 구비하여 센싱 오류 및 노이즈 처리에 강인한 장치를 제공할 수 있고, 양극 충전라인에 하나의 릴레이스위치를 구비함으로써, 구조가 간단하면서도 제조비용 감소로 인해 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 셀밸런싱 기능도 효과적으로 수행할 수 있는 배터리 충전 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전류가 충전되는 배터리셀과, 상기 배터리셀과 양극 충전라인 및 음극 충전라인으로 연결되어 만충전되도록 상기 배터리셀에 상기 전류를 충전하고, 상기 배터리셀과 양극 센싱라인 및 음극 센싱라인으로 연결되어 충전 중에 상기 배터리셀에 대한 과전류, 과전압 및 과온도 중 적어도 어느 하나가 감지될 경우 충전 중지를 위한 스위칭제어신호를 제공하는 충전기와, 상기 양극 충전라인에 구비되며, 상기 스위칭제어신호에 따라 상기 양극 충전라인을 차단하여 충전을 중지하는 릴레이스위치를 포함하는 배터리 충전 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 배터리 충전 장치는, 상기 충전기 및 릴레이스위치를 포함하는 충전 단위유닛이 상기 배터리셀에 대응하여 개별적으로 구비되며, 상기 충전기의 충전을 제어하며, 상기 충전기로부터 상기 과전류, 과전압 및 과온도에 대한 감지 정보를 제공받아 상기 스위칭제어신호를 제공하도록 상기 충전기를 각각 제어하는 통합제어기와, 상기 충전기 및 통합제어기 간에 통신을 담당하는 통신인터페이스를 더 포함하는 배터리 충전 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 충전기는, 다른 충전기의 양극 충전라인 및 음극 충전라인과, 상기 다른 충전기의 양극 센싱라인 및 음극 센싱라인이 각각 절연되는 배터리 충전 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 충전기는, 정전류 및 정전압(constant current/constant voltage) 제어를 통해 상기 배터리셀을 개별적으로 충전하고, 상기 배터리셀을 개별적으로 방전시키는 배터리 충전 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 충전기는, AC(alternating current) 전원 또는 DC(direct current) 전원이 분리 공급되는 배터리 충전 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 배터리셀 및 충전기는, 상기 양극 충전라인 및 음극 충전라인과 상기 양극 센싱라인과 음극 센싱라인을 포함하는 4선식으로 제공되고, 각각의 상기 배터리셀의 전압을 전압강하 없이 모니터링하며, 정전압으로 진입할 경우 정확한 목표 전압 제어를 수행하는 배터리 충전 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 충전기는, 상기 양극 센싱라인과 음극 센싱라인을 통해 상기 배터리셀의 전압 편차를 판단하고, 상기 전압 편차를 근거로 하여 상기 배터리셀 간 용량을 추정하며, 충전 중 전압강하를 보정하는 배터리 충전 장치가 제공될 수 있다.
본 발명은 고전압 배터리의 직렬 배터리셀 중 밸런싱 전압의 편차가 발생하거나 또는 충전 중 발생할 수 있는 밸런싱 편차 발생을 해결할 수 있고, 안정적으로 만충전 전압까지 충전할 수 있다.
또한, 본 발명은 배터리셀과 양극 충전라인 및 음극 충전라인으로 연결되어 만충전되도록 배터리셀에 전류를 충전하고, 배터리셀과 양극 센싱라인 및 음극 센싱라인으로 연결되어 충전 중에 배터리셀에 대한 과전류, 과전압 및 과온도 중 적어도 어느 하나가 감지될 경우 릴레이스위치를 통해 양극 충전라인을 차단하여 충전을 중지함으로써, 배터리셀의 과충전을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 만충전에 도달하도록 충전할 수 있다.
아울러, 본 발명은 충전기의 충전 제어를 위한 모든 제어를 통합제어기에서 수행함으로써, 통합제어기의 고장 시 수리나 교체 등 유지 관리가 용이하고, 통합제어기 하나로 통신인터페이스를 통해 연결된 복수의 충전기를 제어할 수 있으며, 양극 센싱라인과 음극 센싱라인을 추가로 구비하여 센싱 오류 및 노이즈 처리에 강인한 장치를 제공할 수 있고, 양극 충전라인에 하나의 릴레이스위치를 구비함으로써, 구조가 간단하면서도 제조비용 감소로 인해 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 셀밸런싱 기능도 효과적으로 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충전 장치를 예시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 충전 장치를 예시한 도면이다.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충전 장치를 예시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충전 장치는 배터리셀(110), 충전기(120), 릴레이스위치(130) 등을 포함할 수 있다.
배터리셀(110)은 전류가 충전되는 것으로, 방전될 경우 재충전하여 사용할 수 있고, 충전기(120)로부터 직접 전류를 공급받아 충전될 수 있으며, 정전류 및 정전압(constant current/constant voltage) 방식으로 충전될 수 있다.
충전기(120)는 배터리셀(110)과 양극 충전라인(+sourcing) 및 음극 충전라인(-sourcing)으로 연결되어 만충전되도록 배터리셀(110)에 상기 전류를 충전하고, 배터리셀(110)과 양극 센싱라인(+sensing) 및 음극 센싱라인(-sencing)으로 연결되어 충전 중에 배터리셀(110)에 대한 과전류, 과전압 및 과온도 중 적어도 어느 하나가 감지될 경우 충전 중지를 위한 스위칭제어신호를 제공할 수 있다.
이러한 충전기(120)는 다른 충전기의 양극 충전라인 및 음극 충전라인과, 다른 충전기의 양극 센싱라인 및 음극 센싱라인이 각각 절연될 수 있으며, 정전류 및 정전압(constant current/constant voltage) 제어를 통해 배터리셀(110)을 개별적으로 충전하고, 배터리셀(110)을 개별적으로 방전시킬 수 있으며, AC(alternating current) 전원 또는 DC(direct current) 전원이 분리 공급될 수 있다.
예를 들면, 충전기(120)는 양극 센싱라인 및 음극 센싱라인을 통해 배터리셀(110)에 연결되어 전압, 전류 및 온도를 센싱 및 모니터링할 수 있고, 후술하는 통합제어기(140)로부터 통신인터페이스(150)를 통해 수신되는 각종 제어신호에 따라 배터리셀(110)을 충전시킬 수 있는데, 통합제어기(140)로부터 제공되는 충전 제어신호에 따라 배터리셀(110)을 양극 충전라인 및 음극 충전라인을 통해 개별적으로 충전시킬 수 있고, 배터리셀(110)의 빈 용량을 충전하도록 하면서 배터리셀(110)의 상태에 따라 배터리셀(110)의 만충전에 도달할 때까지 충전시킬 수 있다. 여기에서, 충전기(120)는 외부로부터 공급되는 AC 전원 또는 DC 전원을 이용하여 배터리셀(110)을 충전할 수 있다.
한편, 충전기(120)는 전압, 전류 및 온도를 센싱 및 모니터링하는 중에 배터리셀(110)에 과전류, 과전압 및 과온도 중 적어도 어느 하나가 감지될 경우 릴레이스위치(130)를 제어하여 충전을 중지시키기 위한 스위칭제어신호를 제공할 수 있다. 즉, 충전기(120)는 과방전, 과충전, 안전 온도를 벗어나는 경우를 감지하여 배터리셀(110)의 충전을 즉각적으로 중단시킬 수 있다.
아울러, 충전기(120)는 충전라인에 연결된 배터리셀(110)의 전압을 낮출 필요가 있을 경우 정전류 및 정전압 제어를 통해 해당 배터리셀(110)을 방전하여 충전기(120) 또는 부하 측으로 내보낼 수 있으며, 다른 셀의 전압보다 높거나 낮은 경우 해당 배터리셀(110)을 방전시키거나 충전시킬 수 있다.
릴레이스위치(130)는 배터리셀(110)과 충전기(120)를 연결하는 양극 충전라인에 구비되며, 충전기(120)로부터 제공되는 스위칭제어신호에 따라 양극 충전라인을 차단하여 충전을 중지할 수 있다. 이러한 릴레이스위치(130)는 충전기(120)에서 배터리셀(110)을 충전할 경우 연결된 상태를 유지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 충전 장치를 예시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 충전 장치는 충전기(120) 및 릴레이스위치(130)를 포함하는 충전 단위유닛이 배터리셀(110)에 대응하여 개별적으로 구비되며, 통합제어기(140), 통신인터페이스(150) 등을 더 포함할 수 있다. 즉, 복수의 배터셀(110)에 대응하여 해당 숫자만큼 복수의 충전 단위유닛이 개별적으로 연결되어 충전시킬 수 있다.
통합제어기(140)는 충전기(120)의 충전을 제어하며, 충전기(120)로부터 과전류, 과전압 및 과온도에 대한 감지 정보를 제공받아 스위칭제어신호를 제공하도록 충전기(120)를 각각 제어할 수 있다.
이러한 통합제어기(140)는 배터리셀(110)의 관리 정보, 감지 정보 등을 저장하고 있으며, 이러한 정보들을 이용하여 배터리셀(110)을 관리하거나 외부로 전송할 수 있는데, 그 정보로는 예를 들면, 전압, 전류, 온도, 릴레이스위치 정보, 정전류 및 정전압 충전기 관리 PWM 정보, 셀 생산 일자 등과 같은 배터리셀(110)의 관리 정보, 감지 정보 등을 포함할 뿐만 아니라 외부 장비로부터 전송(제공)되는 명령어 정보 등을 포함할 수 있다.
통신인터페이스(150)는 충전기(120) 및 통합제어기(140) 간에 통신을 담당할 수 있는데, TCP/IP 포트, USB 포트, CAN(controller area network) 통신 포트, 외장 메모리 연결 포트 등을 포함하여 통합제어기(140)와 충전기(120) 상호 간의 통신을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전 장치는 배터리셀(110)과 충전기(120)가 2선식이 아닌 4선식으로, 전류를 공급하는 양극 충전라인 및 음극 충전라인(sourcing +/-), 전압을 감지하는 양극 센싱라인 및 음극 센싱라인(sensing +/-)을 포함하는데, 이는 각 배터리셀(110)의 전압을 전압강하 없이 모니터링하기 위해서 필요하며, CV(constant voltage: 정전압)로 진입할 경우 정확한 목표(target) 전압 제어를 수행할 수 있다.
여기에서, 전압강하 없이 모니터링을 할 경우 충전 중 배터리셀(110) 등의 전압 편차를 정확하게 판단할 수 있으며, 이를 근거로 배터리셀(110) 간 용량을 추정할 수 있다.
그리고, 양극 센싱라인 및 음극 센싱라인(sensing +/-)이 없어도 CC(Constant Current: 정전류)/CV 충전은 가능하지만, 충전전류가 흐르는 상황에서 전류와 배선 저항만큼 전압강하가 발생하기 때문에, 정확한 셀전압을 알 수 없고, 모든 셀에 동일한 충전전류가 인가되더라도 선저항은 제각각이므로 전압강하도 모두 다른데, 이러한 전압강하를 보정하기 위한 수단으로 양극 센싱라인 및 음극 센싱라인(sensing +/-)을 구비할 수 있다.
또한, CV 모드로 진입 후에도 동일 목표 전압을 정확하게 인가할 수 있으므로 CV로 충전하는 시간이 줄어드는 장점도 있다.
그리고, 2선식일 경우 구조상으로 릴레이(relay)를 구비하기 전까지는 셀전압을 알수가 없으나, 4선식일 경우 릴레이 온오프(relay on/off)에 상관없이 셀전압을 알 수 있으며, 충전하기 전 배터리셀(110)의 상태 판단이나 진단이 가능한 장점이 있다.
따라서, 본 발명은 고전압 배터리의 직렬 배터리셀 중 밸런싱 전압의 편차가 발생하거나 또는 충전 중 발생할 수 있는 밸런싱 편차 발생을 해결할 수 있고, 안정적으로 만충전 전압까지 충전할 수 있다.
또한, 본 발명은 배터리셀과 양극 충전라인 및 음극 충전라인으로 연결되어 만충전되도록 배터리셀에 전류를 충전하고, 배터리셀과 양극 센싱라인 및 음극 센싱라인으로 연결되어 충전 중에 배터리셀에 대한 과전류, 과전압 및 과온도 중 적어도 어느 하나가 감지될 경우 릴레이스위치를 통해 양극 충전라인을 차단하여 충전을 중지함으로써, 배터리셀의 과충전을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 만충전에 도달하도록 충전할 수 있다.
아울러, 본 발명은 충전기의 충전 제어를 위한 모든 제어를 통합제어기에서 수행함으로써, 통합제어기의 고장 시 수리나 교체 등 유지 관리가 용이하고, 통합제어기 하나로 통신인터페이스를 통해 연결된 복수의 충전기를 제어할 수 있으며, 양극 센싱라인과 음극 센싱라인을 추가로 구비하여 센싱 오류 및 노이즈 처리에 강인한 장치를 제공할 수 있고, 양극 충전라인에 하나의 릴레이스위치를 구비함으로써, 구조가 간단하면서도 제조비용 감소로 인해 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 셀밸런싱 기능도 효과적으로 수행할 수 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.
110 : 배터리셀
120 : 충전기
130 : 릴레이스위치
140 : 통합제어기
150 : 통신인터페이스

Claims (7)

  1. 전류가 충전되는 복수의 배터리셀과,
    상기 배터리셀과 양극 충전라인 및 음극 충전라인으로 연결되어 만충전되도록 상기 배터리셀에 상기 전류를 충전하고, 상기 배터리셀과 양극 센싱라인 및 음극 센싱라인으로 연결되어 충전 중에 상기 배터리셀에 대한 과전류, 과전압 및 과온도 중 적어도 어느 하나가 감지될 경우 충전 중지를 위한 스위칭제어신호를 제공하는 충전기와,
    상기 양극 충전라인에 구비되며, 상기 스위칭제어신호에 따라 상기 양극 충전라인을 차단하여 충전을 중지하는 릴레이스위치와,
    상기 충전기의 충전을 제어하며, 상기 충전기로부터 상기 과전류, 과전압 및 과온도에 대한 감지 정보를 제공받아 상기 스위칭제어신호를 제공하도록 상기 충전기를 각각 제어하며, 배터리셀의 전압, 전류, 온도, 릴레이스위치 정보, 정전류 및 정전압 충전기 관리 PWM 정보, 셀 생산 일자 중 적어도 어느 하나를 포함하는 관리 정보와 감지 정보를 이용하여 배터리셀을 관리하거나 외부로 전송하는 통합제어기와,
    상기 충전기 및 통합제어기 간에 통신을 담당하는 통신인터페이스를 포함하고,
    상기 충전기 및 릴레이스위치를 포함하는 충전 단위유닛이 상기 배터리셀에 대응하여 개별적으로 구비되며,
    상기 충전기는,
    다른 충전기의 양극 충전라인 및 음극 충전라인과, 상기 다른 충전기의 양극 센싱라인 및 음극 센싱라인이 각각 절연되며,
    정전류 및 정전압(constant current/constant voltage) 제어를 통해 상기 배터리셀을 개별적으로 충전하고, 상기 배터리셀을 개별적으로 방전시키고,
    AC(alternating current) 전원 또는 DC(direct current) 전원이 분리 공급되며,
    상기 배터리셀 및 충전기는,
    상기 양극 충전라인 및 음극 충전라인과 상기 양극 센싱라인과 음극 센싱라인을 포함하는 4선식으로 제공되고, 각각의 상기 배터리셀의 전압을 전압강하 없이 모니터링하며, 정전압으로 진입할 경우 목표 전압 제어를 수행하고,
    상기 충전기는,
    상기 양극 센싱라인과 음극 센싱라인을 통해 상기 배터리셀의 전압 편차를 판단하고, 상기 전압 편차를 근거로 하여 상기 배터리셀 간 용량을 추정하며, 충전 중 전압강하를 보정하는 배터리 충전 장치.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007325324A (ja) 2006-05-30 2007-12-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 充電システム、電池パックおよびその充電方法
JP2018011505A (ja) 2017-09-04 2018-01-18 株式会社マキタ 充電制御装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101187766B1 (ko) 2008-08-08 2012-10-05 주식회사 엘지화학 배터리 셀의 전압 변화 거동을 이용한 셀 밸런싱 장치 및 방법
KR20110064055A (ko) * 2009-12-07 2011-06-15 주식회사 엘지화학 배터리 관리 시스템 보호 회로 장치 및 이를 구비한 배터리 팩
KR20140029017A (ko) * 2012-08-31 2014-03-10 아남전자주식회사 이차 전지
KR20170012021A (ko) * 2015-07-22 2017-02-02 주식회사 루비 배터리 팩, 배터리 충전기 및 배터리 충전기 시스템
KR102385616B1 (ko) * 2018-01-19 2022-04-11 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007325324A (ja) 2006-05-30 2007-12-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 充電システム、電池パックおよびその充電方法
JP2018011505A (ja) 2017-09-04 2018-01-18 株式会社マキタ 充電制御装置

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