KR102418448B1 - 배터리 재생 방법 및 그 시스템 - Google Patents

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Abstract

배터리 재생 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리의 재생을 위해 배터리의 상태에 따라 상이하게 배터리에 통전될 재생 전류의 초기값, 가변 시간, 가변 크기 및 펄스 대역폭을 설정하는 단계, 배터리의 상태를 진단하는 단계, 진단된 배터리의 상태에 따라 재생 전류를 배터리에 통전하는 단계, 재생 전류의 통전에 따른 가변 시간 내 배터리의 전압 변동 여부를 확인하는 단계, 배터리의 전압이 상승한 경우, 가변 시간 이후 재생 전류의 크기를 유지하여 통전하는 단계, 및 배터리의 전압이 유지되는 경우, 가변 시간 이후 재생 전류의 크기를 가변 크기만큼 증가시켜 통전하는 단계를 포함하는 배터리 재생 방법이 제공된다.

Description

배터리 재생 방법 및 그 시스템{METHOD FOR REGENERATING BATTERY AND SYSTEM THEREOF}
본 발명은 배터리 재생 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 등에서 사용되는 납축전지는 이온화 경향이 상이한 두 금속판(Pb, PbO2)과 전해액(H20, H2SO4)으로 회로를 구성하여 두 금속판과 전해액 간의 화학 반응에 따라 전기 에너지가 발생되어 방전(discharge)되고 그 역으로서 인가되는 전기적 에너지가 화학적 에너지로 환원하여 충전(charge)되는 충전 가능한(rechargeable) 배터리이다.
그러나 이러한 배터리는 다회의 방전 및 충전이 반복됨에 따라 극판과 극판 사이에 생성되는 황산염(PbSO4)의 결정이 결착되어 화학 작용 능력이 현저하게 감소하게 되고 이에 따라 배터리의 성능을 다하지 못해 결국에 교체해야만 했다.
이에 따라 상기한 이유에 따른 배터리의 폐기 비용 및 재구입 비용을 절감코자 성능이 저하된 배터리를 재생하는 방법 등에 대한 연구가 이어져 오고 있으나 배터리 내부 전해액을 보충한다거나 염상태로 침전된 납을 극판에 재부착시키는 수준에 불과해 극판을 재생시키는데에 여전히 한계점이 존재하고 있는 실정이다.
대한민국 공개실용신안공보 제 20-2012-007223 호 (2012.10.22. 공개)
본 발명은 성능이 저하된 배터리의 상태를 진단하여 그 결과에 따라 상이한 고주파 전류를 배터리에 통전함으로써 효과적으로 배터리를 재생 가능한 배터리 재생 방법 및 그 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리의 재생을 위해 배터리의 상태에 따라 상이하게 배터리에 통전될 재생 전류의 초기값, 가변 시간, 가변 크기 및 펄스 대역폭을 설정하는 단계, 배터리의 상태를 진단하는 단계, 진단된 배터리의 상태에 따라 재생 전류를 배터리에 통전하는 단계, 재생 전류의 통전에 따른 가변 시간 내 배터리의 전압 변동 여부를 확인하는 단계, 배터리의 전압이 상승한 경우, 가변 시간 이후 재생 전류의 크기를 유지하여 통전하는 단계, 및 배터리의 전압이 유지되는 경우, 가변 시간 이후 재생 전류의 크기를 가변 크기만큼 증가시켜 통전하는 단계를 포함하는 배터리 재생 방법이 제공된다.
배터리의 상태는 상, 중, 하를 포함하여 구분되고, 재생 전류의 초기값은 배터리의 상태가 상에서 하로 갈수록 감소되게 설정되고, 재생 전류의 가변 시간은 배터리의 상태가 상에서 하로 갈수록 증가되게 설정되고, 재생 전류의 가변 크기는 배터리의 상태가 상에서 하로 갈수록 증가되게 설정되고, 재생 전류의 펄스 대역폭은 배터리의 상태가 상에서 하로 갈수록 감소되게 설정될 수 있다.
배터리의 상태를 진단하는 단계는 배터리의 부하 테스트를 하는 단계, 및 배터리의 통전성 테스트를 하는 단계를 포함할 수 있다.
배터리의 부하 테스트를 하는 단계는 배터리를 방전시키는 단계, 배터리의 방전 전류를 체크하는 단계, 방전 전류가 설정값 이하로 감소된 경우, 방전 전류를 설정값으로 상승시키는 단계, 배터리의 종지 전압까지의 방전 시간을 측정하는 단계, 및 배터리의 종지 전압까지의 방전 시간을 배터리의 규격 방전 시간과 비교하여 배터리의 상태를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
배터리의 통전성 테스트를 하는 단계는 배터리에 배터리의 정격 전압 이상의 고전압을 인가하는 단계, 배터리에 흐르는 전류에 따라 배터리의 내부 저항을 측정하는 단계, 및 측정된 내부 저항을 배터리의 규격 내부 저항과 비교하여 배터리의 상태를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
재생 전류의 크기를 유지하여 통전하는 단계는 배터리의 전압 상승 크기가 기준치보다 높은 경우, 펄스 대역폭을 배터리의 전압 상승 크기에 비례해 증가시켜 수행될 수 있다.
배터리의 상태는 상, 중, 하를 포함하여 구분되고, 재생 전류의 크기를 유지하여 통전하는 단계는 재생 전류의 통전 시간이 설정 시간 미만인지 여부를 판단하는 단계, 재생 전류의 통전 시간이 설정 시간 이상인 경우, 배터리의 상태가 상이면 중으로 또는 배터리의 상태가 중이면 하로 배터리의 상태를 재(再)평가하는 단계, 및 재평가된 배터리의 상태에 따른 재생 전류를 배터리에 재(再)통전하는 단계를 포함할 수 있다.
재평가하는 단계는 배터리의 상태가 하이면 재생 불능 상태로 재평가하도록 수행되고, 배터리에 재통전하는 단계는 재평가된 배터리의 상태가 재생 불능 상태인 경우, 재생 전류의 통전을 중단하도록 수행될 수 있다.
가변 크기만큼 증가시켜 통전하는 단계는 펄스 대역폭을 감소시켜 수행될 수 있다.
재생 전류의 통전을 종료하는 단계는 재생 전류의 크기, 재생 전류의 통전 시간 및 배터리의 전압 중 어느 하나가 설정값에 도달하는 경우, 재생 전류의 통전을 종료할 수 있다.
본 발명은 성능이 저하된 배터리의 상태를 진단하여 그 결과에 따라 상이한 고주파 전류를 배터리에 통전함으로써 효과적으로 배터리를 재생시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 재생 방법을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 (a)배터리의 부하 테스트를 하는 단계 및 (b) 배터리의 통전성 테스트를 하는 단계를 나타낸 순서도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 재생 전류의 크기를 유지하여 통전하는 단계를 나타낸 순서도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 재생 시스템을 나타낸 구성도.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 배터리 재생 방법 및 그 시스템을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 재생 방법에 대해 설명한다.
본 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 배터리의 재생을 위해 배터리의 상태에 따라 상이하게 배터리에 통전될 재생 전류의 초기값, 가변 시간, 가변 크기 및 펄스 대역폭을 설정하는 단계(S110), 배터리의 상태를 진단하는 단계(S120), 진단된 배터리의 상태에 따라 재생 전류를 배터리에 통전하는 단계(S150), 재생 전류의 통전에 따른 가변 시간 내 배터리의 전압 변동 여부를 확인하는 단계(S160), 배터리의 전압이 상승한 경우, 가변 시간 이후 재생 전류의 크기를 유지하여 통전하는 단계(S170), 및 배터리의 전압이 유지되는 경우, 가변 시간 이후 재생 전류의 크기를 가변 크기만큼 증가시켜 통전하는 단계(S180)를 포함하는 배터리 재생 방법이 제공된다.
이와 같은 본 실시예에 따르면, 배터리의 상태를 진단하여 그 결과에 따라 배터리의 상태별로 상이하게 설정된 재생 전류를 배터리에 통전하고 이에 따른 배터리의 전압 변동 여부를 체크하여 통전되는 재생 전류의 크기를 유지 내지 증가시킴으로써 성능이 저하된 배터리를 그 상태에 따라 효과적으로 재생시키는 것이 가능하다.
이하 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 배터리 재생 방법의 각 단계에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 실시예에 따른 배터리 재생 방법을 나타낸 순서도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 (a)배터리의 부하 테스트를 하는 단계(S130) 및 (b) 배터리의 통전성 테스트를 하는 단계(S140)를 나타낸 순서도이며, 도 3은 본 실시예에 따른 재생 전류의 크기를 유지하여 통전하는 단계(S170)를 나타낸 순서도이다.
일반적으로 자동차 등에서 사용되는 납축전지 등은 이온화 경향이 상이한 두 금속판(Pb, PbO2)과 전해액(H20, H2SO4)으로 회로를 구성하여 두 금속판과 전해액 간의 화학 반응에 따라 전기 에너지가 발생되어 방전되고 그 역으로서 인가되는 전기적 에너지가 화학적 에너지로 환원하여 충전되는 충전 가능한 배터리이다.
그러나 이러한 배터리는 다회의 방전 및 충전이 반복됨에 따라 극판과 극판 사이에 생성되는 황산염(PbSO4)의 결정이 결착되어 화학 작용 능력이 현저하게 감소하게 되고 이에 따라 배터리의 성능을 다하지 못해 결국에 교체를 필요로 한다.
본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위한 것으로서 이하 배터리의 예로서 상술한 납축전지를 들어 설명하도록 한다.
단계110에서는 배터리의 재생을 위해 배터리의 상태에 따라 상이하게 배터리에 통전될 재생 전류의 초기값, 가변 시간, 가변 크기 및 펄스 대역폭을 설정할 수 있다.
즉 배터리의 상태에 무관하게 동일하게 세팅된 재생 전류를 배터리에 통전하는 경우 극판에 손상이 가는 등 배터리에 데미지가 가해질 위험이 존재할 수 있으므로, 배터리의 상태에 따라 상이하게 통전될 재생 전류를 세팅함으로써 상기한 위험을 감소시킬 수 있고 이와 동시에 배터리를 효과적으로 재생시킬 수 있다.
여기서 재생 전류는 고주파 내지 펄스파로서, 배터리에 통전됨에 따라 극판에 진동을 발생시켜 극판 사이에 결착된 황산염을 제거함으로써 배터리를 재생시킬 수 있다.
배터리의 상태는 상, 중, 하를 포함하여 구분되고, 재생 전류의 초기값은 배터리의 상태가 상에서 하로 갈수록 감소되게 설정되고, 재생 전류의 가변 시간은 배터리의 상태가 상에서 하로 갈수록 증가되게 설정되고, 재생 전류의 가변 크기는 배터리의 상태가 상에서 하로 갈수록 증가되게 설정되고, 재생 전류의 펄스 대역폭은 배터리의 상태가 상에서 하로 갈수록 감소되게 설정될 수 있다.
즉 배터리의 상태가 하인 경우에 상태가 상인 경우 대비 작은 크기 및 좁은 대역폭의 재생 전류가 통전되도록 설정함으로써 극판에 손상이 갈 위험을 감소시키고, 또한 재생 전류의 크기를 증가시킴에 있어 상인 경우와 대비해 가변 크기는 크게, 가변 시간은 길게 설정하여 재생 전류가 증가에 따른 극판에의 영향을 최소화할 수 있다.
재생 전류의 초기값, 가변시간 및 가변 크기 각각은 배터리의 상태가 상인 경우, 5A, 30분 및 1A 및 로 설정되고, 배터리의 상태가 중인 경우, 3A, 40분 및 2A 및 로 설정되고, 배터리의 상태가 하인 경우, 1A, 60분 및 3A 및 로 설정될 수 있다.
단계120에서는 배터리의 상태를 진단할 수 있다.
상술한 바와 같이 배터리의 상태에 따라 기설정된 재생 전류를 통전하기 위한 사전 작업으로서 배터리의 상태를 진단할 수 있다.
배터리의 상태를 진단하는 단계(S120)는 배터리의 부하 테스트를 하는 단계(S130), 및 배터리의 통전성 테스트를 하는 단계(S140)를 포함할 수 있다.
여기서 부하 테스트는 배터리를 방전시켜 종지 전압, 즉 전지의 방전이 중단되는 전압에 이르기까지의 시간을 측정함으로써 배터리의 상태를 진단하는 테스트이며, 통전성 테스트는 배터리에 전압을 인가해 전류를 측정함으로써 내부 저항값을 확인하는 테스트로 이해될 수 있다.
이와 같은 부하 테스트와 통전 테스트를 함께 진행함으로써 배터리의 상태를 보다 정확하게 진단할 수 있게 된다.
배터리의 부하 테스트를 하는 단계(S130)는 배터리를 방전시키는 단계(S131), 배터리의 방전 전류를 체크하는 단계(S132), 방전 전류가 설정값 이하로 감소된 경우, 방전 전류를 설정값으로 상승시키는 단계(S133), 배터리의 종지 전압까지의 방전 시간을 측정하는 단계(S134), 및 배터리의 종지 전압까지의 방전 시간을 배터리의 규격 방전 시간과 비교하여 배터리의 상태를 판단하는 단계(S135)를 포함할 수 있다.
일반적으로 배터리가 방전되는 동안 방전 전류가 낮아지는 경향을 가지고 이에 따라 정확한 방전 시간을 측정하는 것에 어려움이 있는 바, 방전 전류를 확인하여 설정값 이하로 감소되는 경우 이를 설정값으로 상승시켜 종지 전압까지 일정하게 유지시킴으로써 보다 정확한 배터리의 상태를 진단할 수 있다.
배터리의 통전성 테스트를 하는 단계(S140)는 배터리에 배터리의 정격 전압 이상의 고전압을 인가하는 단계(S141), 배터리에 흐르는 전류에 따라 배터리의 내부 저항을 측정하는 단계(S142), 및 측정된 내부 저항을 배터리의 규격 내부 저항과 비교하여 배터리의 상태를 판단하는 단계(S143)를 포함할 수 있다.
납축전지와 같은 고용량의 배터리의 경우 미세 전압 내지 저전압을 인가하여서는 정확한 내부 저항 확인에 어려움이 있으므로, 이러한 배터리에 고전압을 인가함으로써 보다 정확한 상태 체크를 할 수 있게 된다.
예를 들어 배터리의 정격 전압이 12V인 경우에 있어 배터리에 인가되는 고전압은 17.8V가 되도록 설정될 수 있다.
설정값 이상의 고전압이 배터리에 인가됨에 따라 극판에 손상이 발생되는 것을 방지하도록, 고전압이 설정값을 초과 시 배터리에의 인가가 중단될 수 있다.
배터리의 통전성 테스트를 하는 단계(S140)의 다른 예로서, 단계140은 배터리에 배터리의 정격 전류 이상의 고전류을 인가하는 단계, 배터리의 전압에 따라 배터리의 내부 저항을 측정하는 단계, 및 측정된 내부 저항을 배터리의 규격 내부 저항과 비교하여 배터리의 상태를 판단하는 단계를 포함할 수도 있다.
이러한 배터리에의 고전류 인가를 통해 보다 정확하게 배터리의 상태를 체크할 수 있게 된다.
설정값 이상의 고전류가 배터리에 인가됨에 따라 극판에 손상이 발생되는 것을 방지하도록, 고전류가 설정값을 초과 시 배터리에의 인가가 중단될 수 있다.
단계150에서는 진단된 배터리의 상태에 따라 재생 전류를 배터리에 통전할 수 있다.
이 경우 배터리에 그 상태에 따른 적합한 재생 전류를 통전하게 되므로 배터리가 재생되는 동안 배터리에 데미지가 발생될 위험을 감소시킬 수 있다.
단계160에서는 재생 전류의 통전에 따른 가변 시간 내 배터리의 전압 변동 여부를 확인할 수 있다.
즉 배터리의 상태에 따라 설정된 가변 시간 동안 배터리에 통전된 재생 전류에 의해 배터리의 전압이 변동되는지 여부를 확인함으로써 후술할 바와 배터리 재생 효과의 상승을 위해 재생 전류를 가변 크기만큼 상승시킬지 여부를 판단할 수 있게 된다.
단계170에서는 배터리의 전압이 상승한 경우, 가변 시간 이후 재생 전류의 크기를 유지하여 통전할 수 있다.
다시 말해 재생 전류의 통전에 따라 배터리의 전압이 상승되었다는 것은 전극에 결착된 황산염의 제거가 일부 이루어져 내부 저항이 감소되었다는 것을 나타내므로, 이 경우 재생 전류의 크기를 증가시켜 극판에 영향을 줄 필요없이 다음 가변 시간까지 계속 현재 재생 전류의 크기를 유지시켜 재생 효과를 발생시키도록 할 수 있다.
재생 전류의 크기를 유지하여 통전하는 단계(S170)는 배터리의 전압 상승 크기가 기준치보다 높은 경우, 펄스 대역폭을 배터리의 전압 상승 크기에 비례해 증가시켜 수행될 수 있다.
즉 재생 전류의 통전에 따른 배터리 전압 상승의 크기가 기준치보다 높은 경우 과전류의 통전으로 해석될 수 있는 바, 이에 따라 극판에 데미지가 발생되지 않도록 재생 전류의 펄스 대역폭을 상기 승압 크기에 비례해 증가시켜 유효하게 통전되는 재생 전류의 크기를 조절할 수 있다.
배터리의 상태는 상, 중, 하를 포함하여 구분되고, 재생 전류의 크기를 유지하여 통전하는 단계(S170)는 재생 전류의 통전 시간이 설정 시간 미만인지 여부를 판단하는 단계(S172), 재생 전류의 통전 시간이 설정 시간 이상인 경우, 배터리의 상태가 상이면 중으로 또는 배터리의 상태가 중이면 하로 배터리의 상태를 재(再)평가하는 단계(S173), 및 재평가된 배터리의 상태에 따른 재생 전류를 배터리에 재(再)통전하는 단계(S174)를 포함할 수 있다.
배터리의 상태에 대한 진단 결과에 따라 배터리를 재생하는 동안 배터리의 실제 상태가 진단 결과와 상이하여 재생이 제대로 이루어지지 않을 수 있으므로, 이 경우 배터리의 상태를 진단 상태보다 하향하여 재평가하고 이에 맞춰 재통전하는 단계(S174)를 거침으로써 배터리의 상태에 맞는 재생 전류의 통전이 이루어지도록 할 수 있다.
재평가하는 단계(S173)는 배터리의 상태가 하이면 재생 불능 상태로 재평가하도록 수행되고, 배터리에 재통전하는 단계(S174)는 재평가된 배터리의 상태가 재생 불능 상태인 경우, 재생 전류의 통전을 중단하도록 수행될 수 있다.
즉 배터리의 상태가 하로 진단되어 이에 따라 재생 전류를 통전한 결과 전압의 상승이 없다면 배터리가 재생 불능한 상태인 것으로 볼 수 있으므로, 이 경우 불필요한 통전없이 재생 작업을 중단함으로써 효율적인 배터리 재생이 이루어지도록 할 수 있다.
단계180에서는 배터리의 전압이 유지되는 경우, 가변 시간 이후 재생 전류의 크기를 가변 크기만큼 증가시켜 통전할 수 있다.
다시 말해 재생 전류의 통전에 의해서도 배터리의 전압이 없다는 것은 전극에 결착된 황산염의 제거가 이루어지지 않아 내부 저항이 변동이 없다는 것을 나타내므로, 이 경우 재생 전류의 크기를 증가시켜 다음 가변 시간동안 재생 효과가 발생을 기대해 볼 수 있게 된다.
가변 크기만큼 증가시켜 통전하는 단계(S180)는 펄스 대역폭을 감소시켜 수행될 수 있다.
즉 펄스 대역폭을 감소시킴으로써 재생 전류의 통전성을 향상시킬 수 있으므로, 재생 전류를 가변 크기만큼 증가시킴과 더불어 펄스 대역폭을 감소시킴으로써 배터리의 재생 효과를 보다 높일 수 있다.
재생 전류의 통전을 종료하는 단계(S190)는 재생 전류의 크기, 재생 전류의 통전 시간 및 배터리의 전압 중 어느 하나가 설정값에 도달하는 경우, 재생 전류의 통전을 종료할 수 있다.
이에 따라 불필요한 재생 전류의 통전이 계속되는 것을 방지할 수 있고 또한 마침없이 계속되는 재생 전류의 통전에 의해 배터리의 극판이 손상되는 위험이 발생될 수도 있으므로, 재생 전류의 크기, 그 통전 시간 또는 배터리의 상승된 전압이 각각에 대해 기설정된 값에 도달하는 경우 통전을 종료토록 할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리(10) 재생 시스템에 대해 설명한다.
본 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리(10)의 재생을 위해 배터리(10)의 상태에 따라 상이하게 배터리(10)에 통전될 재생 전류의 초기값, 가변 시간, 가변 크기 및 펄스 대역폭을 설정하는 설정부(110), 배터리(10)의 상태를 진단하는 진단부(120), 진단된 배터리(10)의 상태에 따라 재생 전류를 배터리(10)에 통전하는 통전부(150), 재생 전류의 통전에 따른 가변 시간 내 배터리(10)의 전압 변동 여부를 확인하는 확인부(160), 배터리(10)의 전압이 상승한 경우, 가변 시간 이후 재생 전류의 크기를 유지하여 통전하고, 배터리(10)의 전압이 유지되는 경우, 가변 시간 이후 재생 전류의 크기를 가변 크기만큼 증가시켜 통전하는 제어부(170)를 포함하는 배터리(10) 재생 시스템이 제공된다.
이와 같은 본 실시예에 따르면, 진단부(120)에서 배터리(10)의 상태를 진단하여 그 결과에 따라 설정부(110)에 의해 배터리(10)의 상태별로 상이하게 설정된 재생 전류를 통전부(150)를 통해 배터리(10)에 통전하고 이에 따른 배터리(10)의 전압 변동 여부를 확인부(160)에서 체크하여 통전되는 재생 전류의 크기를 제어부(170)에서 유지 내지 증가시킴으로써 성능이 저하된 배터리(10)를 그 상태에 따라 효과적으로 재생시키는 것이 가능하다.
이하 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 배터리(10) 재생 시스템의 각 구성에 대하여 설명하도록 한다.
도 4는 본 실시예에 따른 배터리(10) 재생 시스템을 나타낸 구성도이다.
설정부(110)는 배터리(10)의 재생을 위해 배터리(10)의 상태에 따라 상이하게 배터리(10)에 통전될 재생 전류의 초기값, 가변 시간, 가변 크기 및 펄스 대역폭을 설정할 수 있다.
배터리(10)의 상태는 상, 중, 하를 포함하여 구분되고, 재생 전류의 초기값은 배터리(10)의 상태가 상에서 하로 갈수록 감소되게 설정되고, 재생 전류의 가변 시간은 배터리(10)의 상태가 상에서 하로 갈수록 증가되게 설정되고, 재생 전류의 가변 크기는 배터리(10)의 상태가 상에서 하로 갈수록 증가되게 설정되고, 재생 전류의 펄스 대역폭은 배터리(10)의 상태가 상에서 하로 갈수록 감소되게 설정될 수 있다.
재생 전류의 초기값, 가변시간 및 가변 크기 각각은 배터리(10)의 상태가 상인 경우, 5A, 30분 및 1A 및 로 설정되고, 배터리(10)의 상태가 중인 경우, 3A, 40분 및 2A 및 로 설정되고, 배터리(10)의 상태가 하인 경우, 1A, 60분 및 3A 및 로 설정될 수 있다.
진단부(120)는 배터리(10)의 상태를 진단할 수 있다.
진단부(120)는 배터리(10)의 부하 테스트를 하는 부하 테스트부(130), 및 배터리(10)의 통전성 테스트를 하는 통전성 테스트부(140)를 포함할 수 있다.
부하 테스트부(130)는 배터리(10)를 방전시키는 테스트 방전부(131), 배터리(10)의 방전 전류를 체크하는 체크부(132), 방전 전류가 설정값 이하로 감소된 경우, 방전 전류를 설정값으로 상승시키는 전류 제어부(134), 배터리(10)의 종지 전압까지의 방전 시간을 측정하는 제1 측정부(136), 및 배터리(10)의 종지 전압까지의 방전 시간을 배터리(10)의 규격 방전 시간과 비교하여 배터리(10)의 상태를 판단하는 제1 판단부(138)를 포함할 수 있다.
배터리(10)의 통전성 테스트를 하는 단계는 배터리(10)에 배터리(10)의 정격 전압 이상의 고전압을 인가하는 인가부(142), 배터리(10)에 흐르는 전류에 따라 배터리(10)의 내부 저항을 측정하는 제2 측정부(144), 및 측정된 내부 저항을 배터리(10)의 규격 내부 저항과 비교하여 배터리(10)의 상태를 판단하는 제2 판단부(146)를 포함할 수 있다.
통전부(150)는 진단된 배터리(10)의 상태에 따라 재생 전류를 배터리(10)에 통전할 수 있다.
확인부(160)는 재생 전류의 통전에 따른 가변 시간 내 배터리(10)의 전압 변동 여부를 확인할 수 있다.
제어부(170)는 배터리(10)의 전압이 상승한 경우, 가변 시간 이후 재생 전류의 크기를 유지하여 통전할 수 있다.
이 때 제어부(170)는 배터리(10)의 전압 상승 크기가 기준치보다 높은 경우, 펄스 대역폭을 배터리(10)의 전압 상승 크기에 비례해 증가시킬 수 있다.
배터리(10)의 상태는 상, 중, 하를 포함하여 구분되고, 제어부(170)는 재생 전류의 통전 시간이 설정 시간 미만인지 여부를 판단하는 통전 시간 판단부(172), 재생 전류의 통전 시간이 설정 시간 이상인 경우, 배터리(10)의 상태가 상이면 중으로 또는 배터리(10)의 상태가 중이면 하로 배터리(10)의 상태를 재(再)평가하는 재평가부(174), 및 재평가된 배터리(10)의 상태에 따른 재생 전류를 배터리(10)에 재(再)통전하는 재통전부(176)를 포함할 수 있다.
재평가부(174)는 배터리(10)의 상태가 하이면 재생 불능 상태로 재평가하고, 재통전부(176)는 재평가된 배터리(10)의 상태가 재생 불능 상태인 경우, 재생 전류의 통전을 중단할 수 있다.
제어부(170)는 배터리(10)의 전압이 유지되는 경우, 가변 시간 이후 재생 전류의 크기를 가변 크기만큼 증가시켜 통전할 수 있다.
이 경우 제어부(170)는 펄스 대역폭을 감소시킬 수 있다.
종료부(180)는 재생 전류의 크기, 재생 전류의 통전 시간 및 배터리(10)의 전압 중 어느 하나가 설정값에 도달하는 경우, 재생 전류의 통전을 종료할 수 있다.
한편, 전술된 실시예의 구성 요소는 프로세스적인 관점에서 용이하게 파악될 수 있다. 즉 각각의 구성 요소는 각각의 프로세스로 파악될 수 있다. 또한 전술된 실시예의 프로세스는 장치의 구성 요소 관점에서 용이하게 파악될 수 있다.
또한 앞서 설명한 기술적 내용들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예들을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10: 배터리
110: 설정부
120: 진단부
130: 부하 테스트부
131: 테스트 방전부
132: 체크부
134: 전류 제어부
136: 제1 측정부
138: 제1 판단부
140: 통전성 테스트부
142: 인가부
144: 제2 측정부
146: 제2 판단부
150: 통전부
160: 확인부
170: 제어부
172: 통전 시간 판단부
174: 재평가부
176: 재통전부
180: 종료부

Claims (10)

  1. 배터리의 재생을 위해 상기 배터리의 상태에 따라 상이하게 상기 배터리에 통전될 재생 전류의 초기값, 가변 시간, 가변 크기 및 펄스 대역폭을 설정하는 단계;
    상기 배터리의 상태를 진단하는 단계;
    상기 진단된 배터리의 상태에 따라 상기 재생 전류를 상기 배터리에 통전하는 단계;
    상기 재생 전류의 통전에 따른 상기 가변 시간 내 상기 배터리의 전압 변동 여부를 확인하는 단계;
    상기 배터리의 전압이 상승한 경우, 상기 가변 시간 이후 상기 재생 전류의 크기를 유지하여 통전하는 단계; 및
    상기 배터리의 전압이 유지되는 경우, 상기 가변 시간 이후 상기 재생 전류의 크기를 상기 가변 크기만큼 증가시켜 통전하는 단계를 포함하고,
    상기 배터리의 상태를 진단하는 단계는,
    상기 배터리의 재생 시 상기 배터리의 손상 위험을 감소시키되 재생 효과를 상승 가능하도록, 상기 재생 전류를 통전하기에 앞서, 상기 재생 전류의 기설정값의 결정을 위한 상기 배터리의 상태를 진단하고,
    상기 배터리의 상태를 진단하는 단계는,
    상기 배터리의 부하 테스트를 하는 단계; 및
    상기 배터리의 통전성 테스트를 하는 단계를 포함하고,
    상기 배터리의 부하 테스트를 하는 단계 및 상기 배터리의 통전성 테스트를 하는 단계는, 상기 배터리의 상태에 대한 진단 정확도를 향상 가능하도록 함께 수행되고,
    상기 부하 테스트는,
    상기 재생 전류를 통전하기에 앞서, 상기 배터리를 방전시켜 종지 전압에 이르기까지의 시간을 측정해 상기 배터리의 상태를 진단하는 것이고,
    상기 통전성 테스트는,
    상기 재생 전류를 통전하기에 앞서, 상기 부하 테스트와는 상이하게, 상기 배터리의 정격 전압 이상의 고전압을 상기 배터리에 인가하고 전류값을 측정하여 저항값을 확인함으로써 상기 배터리의 상태를 진단하는 것인, 배터리 재생 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리의 상태는 상, 중, 하를 포함하여 구분되고,
    상기 재생 전류의 초기값은 상기 배터리의 상태가 상에서 하로 갈수록 감소되게 설정되고,
    상기 재생 전류의 가변 시간은 상기 배터리의 상태가 상에서 하로 갈수록 증가되게 설정되고,
    상기 재생 전류의 가변 크기는 상기 배터리의 상태가 상에서 하로 갈수록 증가되게 설정되고,
    상기 재생 전류의 펄스 대역폭은 상기 배터리의 상태가 상에서 하로 갈수록 감소되게 설정되는, 배터리 재생 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배터리의 부하 테스트를 하는 단계는,
    상기 배터리를 방전시키는 단계;
    상기 배터리의 방전 전류를 체크하는 단계;
    상기 방전 전류가 설정값 이하로 감소된 경우, 상기 방전 전류를 상기 설정값으로 상승시키는 단계;
    상기 배터리의 종지 전압까지의 방전 시간을 측정하는 단계; 및
    상기 배터리의 종지 전압까지의 방전 시간을 상기 배터리의 규격 방전 시간과 비교하여 상기 배터리의 상태를 판단하는 단계를 포함하는, 배터리 재생 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배터리의 통전성 테스트를 하는 단계는,
    상기 배터리에 상기 배터리의 정격 전압 이상의 고전압을 인가하는 단계;
    상기 배터리에 흐르는 전류에 따라 상기 배터리의 내부 저항을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 내부 저항을 상기 배터리의 규격 내부 저항과 비교하여 상기 배터리의 상태를 판단하는 단계를 포함하는, 배터리 재생 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 재생 전류의 크기를 유지하여 통전하는 단계는,
    상기 배터리의 전압 상승 크기가 기준치보다 높은 경우, 상기 펄스 대역폭을 상기 배터리의 전압 상승 크기에 비례해 증가시켜 수행되는, 배터리 재생 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 배터리의 상태는 상, 중, 하를 포함하여 구분되고,
    상기 재생 전류의 크기를 유지하여 통전하는 단계는,
    상기 재생 전류의 통전 시간이 설정 시간 미만인지 여부를 판단하는 단계;
    상기 재생 전류의 통전 시간이 상기 설정 시간 이상인 경우, 상기 배터리의 상태가 상이면 중으로 또는 상기 배터리의 상태가 중이면 하로 상기 배터리의 상태를 재(再)평가하는 단계; 및
    상기 재평가된 배터리의 상태에 따른 상기 재생 전류를 상기 배터리에 재(再)통전하는 단계를 포함하는, 배터리 재생 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 재평가하는 단계는,
    상기 배터리의 상태가 하이면 재생 불능 상태로 재평가하도록 수행되고,
    상기 배터리에 재통전하는 단계는,
    상기 재평가된 배터리의 상태가 재생 불능 상태인 경우, 상기 재생 전류의 통전을 중단하도록 수행되는, 배터리 재생 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가변 크기만큼 증가시켜 통전하는 단계는,
    상기 펄스 대역폭을 감소시켜 수행되는, 배터리 재생 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 재생 전류의 크기, 상기 재생 전류의 통전 시간 및 상기 배터리의 전압 중 어느 하나가 설정값에 도달하는 경우, 상기 재생 전류의 통전을 종료하는 단계를 더 포함하는 배터리 재생 방법.
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