KR102538244B1 - Device and method for preventing battery abnormalities using diodes - Google Patents

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Abstract

배터리의 셀 전압을 측정하고, 배터리가 과충전 상태인 경우의 셀 전압을 나타내도록 설정되는 최대 전압, 배터리가 과방전 상태인 경우의 셀 전압을 나타내도록 설정되는 최소 전압 및 배터리가 임의의 충전 상태인 경우의 셀 전압을 나타내도록 설정되는 임계 전압에 기초하여, 셀 전압의 크기에 따라 동작 모드를 설정하고, 동작 모드에 따라 스위치부를 제어하는, 배터리 이상 방지 장치를 제공한다.Measures the cell voltage of the battery, a maximum voltage set to indicate the cell voltage when the battery is overcharged, a minimum voltage set to indicate the cell voltage when the battery is overdischarged, and a voltage at which the battery is in any state of charge. Provided is a battery failure prevention device that sets an operation mode according to the magnitude of the cell voltage based on a threshold voltage set to indicate the cell voltage of the case and controls a switch unit according to the operation mode.

Description

다이오드를 이용한 배터리 이상 방지 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR PREVENTING BATTERY ABNORMALITIES USING DIODES}Device and method for preventing battery failure using diodes {DEVICE AND METHOD FOR PREVENTING BATTERY ABNORMALITIES USING DIODES}

본 발명은 다이오드를 이용한 배터리 이상 방지 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 배터리에 발생할 수 있는 이상을 방지하는 다이오드를 이용한 배터리 이상 방지 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for preventing abnormalities in a battery using diodes, and more particularly, to an apparatus and method for preventing abnormalities in a battery using diodes to prevent abnormalities that may occur in a battery.

친환경 차량인 전기 차량 또는 연료전지 차량은 차량의 시동에 필요한 전원을 제공하고 저전압으로 동작하는 전장 부하들에 전원을 제공하기 위해 저전압 배터리('보조 배터리'라고도 함)가 마련된다. 또한, 화석연료를 사용하여 엔진을 구동하는 일반적인 내연기관 차량에서도 차량의 시동이나 전장 부하들의 전원을 제공하기 위해 충전이 가능한 배터리가 마련된다. 이러한 배터리는 주로 저가로 제작 가능한 납산 배터리가 지금까지 사용되었으나, 추후에는 수명이 길고 전기적 특성이 우수한 리튬 배터리로 대체될 전망이다.An electric vehicle or fuel cell vehicle, which is an eco-friendly vehicle, is provided with a low-voltage battery (also referred to as 'auxiliary battery') to provide power necessary for starting the vehicle and power to electrical loads operating at low voltage. In addition, even in a general internal combustion engine vehicle that drives an engine using fossil fuel, a rechargeable battery is provided to start the vehicle or provide power to electric loads. Lead-acid batteries, which can be manufactured at low cost, have been mainly used as such batteries, but they are expected to be replaced with lithium batteries with long lifespan and excellent electrical characteristics in the future.

한편, 이와 같은 배터리는 그 특성상 완전한 방전이 차단되어야 하므로 배터리의 충전 상태가 과방전 상태에서 나타나는 전압에 인접하면 릴레이 등을 이용하여 차량 시스템과의 전기적 연결을 차단하도록 설치된다. 이러한 배터리와 릴레이 등이 마련되는 배터리 시스템은 여러 상황에 따른 적절한 제어가 요구되므로 차량의 배터리 관리 시스템(Battery Management System)과 같은 별도의 컨트롤러를 이용하여 관리되기도 한다.On the other hand, since such a battery must be completely discharged due to its characteristics, when the state of charge of the battery is close to the voltage that appears in the overdischarge state, it is installed to cut off the electrical connection with the vehicle system using a relay or the like. A battery system provided with such a battery and a relay may be managed using a separate controller such as a battery management system of a vehicle because appropriate control is required according to various situations.

그러나, 배터리와 차량 시스템의 전기적 연결이 차단되는 경우, 차량에 마련된 전장 부하들은 차량에 설치된 알터네이터로부터 출력되는 전원을 전달받게 되나, 이러한 경우에, 전장 부하들은 알터네이터의 불안정한 전원으로 인해 손상이 발생할 수 있다.However, when the electrical connection between the battery and the vehicle system is cut off, the electric loads provided in the vehicle receive the power output from the alternator installed in the vehicle, but in this case, the electric loads may be damaged due to the unstable power of the alternator. there is.

이에 따라, 배터리와 차량 시스템의 전기적 연결을 차단하지 않으면서도 과충전 또는 과방전 등에 의한 배터리의 이상을 방지할 수 있는 방안이 요구되는 실정이다.Accordingly, there is a need for a method capable of preventing an abnormality of the battery due to overcharging or overdischarging without interrupting the electrical connection between the battery and the vehicle system.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 배터리가 충전 동작 또는 방전 동작을 수행하는 과정에서 발생할 수 있는 이상을 방지하는 다이오드를 이용한 배터리 이상 방지 장치 및 방법을 제공하는 것이다.A technical problem to be solved by the present invention is to provide an apparatus and method for preventing abnormalities in a battery using a diode to prevent abnormalities that may occur while a battery performs a charging operation or a discharging operation.

본 발명의 일측면은, 알터네이터에 연결되는 배터리; 상기 배터리의 셀 전압을 측정하는 측정부; 상기 배터리의 일측에 연결되어 상기 배터리의 충전 동작 또는 방전 동작이 수행되도록 마련되는 스위치부; 및 상기 배터리가 과충전 상태인 경우의 셀 전압을 나타내도록 설정되는 최대 전압, 상기 배터리가 과방전 상태인 경우의 셀 전압을 나타내도록 설정되는 최소 전압 및 상기 배터리가 임의의 충전 상태인 경우의 셀 전압을 나타내도록 설정되는 임계 전압에 기초하여, 상기 셀 전압의 크기에 따라 동작 모드를 설정하고, 상기 동작 모드에 따라 상기 스위치부를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.One aspect of the present invention, a battery connected to the alternator; a measuring unit measuring a cell voltage of the battery; a switch unit connected to one side of the battery and provided to perform a charging operation or a discharging operation of the battery; and a maximum voltage set to indicate a cell voltage when the battery is in an overcharge state, a minimum voltage set to indicate a cell voltage when the battery is in an overdischarge state, and a cell voltage when the battery is in any state of charge. Based on a threshold voltage that is set to indicate, a control unit for setting an operation mode according to the magnitude of the cell voltage and controlling the switch unit according to the operation mode; may include.

또한, 상기 스위치부는, 상기 배터리의 음극이 접지되도록 마련되는 제 1 스위치; 상기 배터리의 음극에 양극이 연결되도록 설치되는 제 1 다이오드를 구비하고, 상기 제 1 다이오드의 음극이 접지되도록 마련되는 제 2 스위치; 및 상기 배터리의 음극에 음극이 연결되도록 설치되는 제 2 다이오드를 구비하고, 상기 제 2 다이오드의 양극이 접지되도록 마련되는 제 3 스위치;를 포함할 수 있다.In addition, the switch unit may include a first switch provided so that the negative electrode of the battery is grounded; a second switch having a first diode installed so that an anode is connected to a cathode of the battery, and a cathode of the first diode being grounded; and a third switch including a second diode installed such that a negative electrode is connected to a negative electrode of the battery, and a third switch provided such that an anode of the second diode is grounded.

또한, 상기 제어부는, 상기 알터네이터가 시동 동작을 수행하는 경우, 상기 배터리가 전기적으로 차단 상태가 되도록 상기 스위치부를 초기 동작 모드로 제어하고, 상기 초기 동작 모드에서 상기 배터리의 셀 전압이 측정되는 경우, 상기 셀 전압의 크기에 따라 동작 모드를 재설정할 수 있다.In addition, when the alternator performs a starting operation, the control unit controls the switch unit to an initial operation mode so that the battery is electrically cut off, and when the cell voltage of the battery is measured in the initial operation mode, An operation mode may be reset according to the level of the cell voltage.

또한, 상기 제어부는, 상기 셀 전압이 상기 최소 전압 보다 높고, 상기 임계 전압 보다 낮은 경우, 상기 배터리가 상기 알터네이터로부터 발전되는 전력에 의해 충전되도록 상기 스위치부를 제 1 동작 모드로 제어할 수 있다.In addition, when the cell voltage is higher than the minimum voltage and lower than the threshold voltage, the control unit may control the switch unit to be in a first operation mode so that the battery is charged with power generated from the alternator.

또한, 상기 제어부는, 상기 셀 전압이 상기 임계 전압 보다 높고, 상기 최대 전압 보다 낮은 경우, 상기 알터네이터로부터 상기 배터리를 충전하도록 전달되는 전류가 제한되도록 상기 스위치부를 제 2 동작 모드로 제어할 수 있다.In addition, when the cell voltage is higher than the threshold voltage and lower than the maximum voltage, the control unit may control the switch unit to a second operation mode so that a current transferred from the alternator to charge the battery is limited.

또한, 상기 제어부는, 상기 셀 전압이 상기 최대 전압과 같거나, 또는 상기 최대 전압 보다 높은 경우, 상기 배터리가 방전 동작만을 수행하도록 상기 스위치부를 제 3 동작 모드로 제어할 수 있다.The control unit may control the switch unit to a third operation mode so that the battery performs only a discharging operation when the cell voltage is equal to or higher than the maximum voltage.

또한, 상기 제어부는, 상기 셀 전압이 상기 최소 전압과 같거나, 또는 상기 최소 전압 보다 낮은 경우, 상기 배터리가 충전 동작만을 수행하도록 상기 스위치부를 제 4 동작 모드로 제어할 수 있다.In addition, when the cell voltage is equal to or lower than the minimum voltage, the control unit may control the switch unit to a fourth operation mode so that the battery performs only a charging operation.

본 발명의 다른 일측면은, 다이오드를 이용한 배터리 이상 방지 장치에서의 배터리 이상 방지 방법에 있어서, 알터네이터가 시동되어 전력을 생성하는 단계; 측정부가 알터네이터에 연결되는 배터리의 셀 전압을 측정하는 단계; 제어부가 상기 배터리가 과충전 상태인 경우의 셀 전압을 나타내도록 설정되는 최대 전압, 상기 배터리가 과방전 상태인 경우의 셀 전압을 나타내도록 설정되는 최소 전압 및 상기 배터리가 임의의 충전 상태인 경우의 셀 전압을 나타내도록 설정되는 임계 전압에 기초하여, 상기 셀 전압의 크기에 따라 동작 모드를 설정하는 단계; 및 제어부가 상기 동작 모드에 따라 상기 배터리의 일측에 연결되어 상기 배터리의 충전 동작 또는 방전 동작이 수행되도록 마련되는 스위치부를 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.Another aspect of the present invention is a method for preventing an anomaly in a battery in a device for preventing an anomaly in a battery using a diode, comprising: starting an alternator to generate power; Measuring a cell voltage of a battery connected to the alternator by a measuring unit; A maximum voltage set by the control unit to indicate a cell voltage when the battery is in an overcharged state, a minimum voltage set to indicate a cell voltage when the battery is in an overdischarged state, and a cell when the battery is in an arbitrary state of charge setting an operation mode according to the magnitude of the cell voltage, based on a threshold voltage set to indicate a voltage; and controlling, by a controller, a switch unit connected to one side of the battery according to the operation mode to perform a charging operation or a discharging operation of the battery.

상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 다이오드를 이용한 배터리 이상 방지 장치 및 방법을 제공함으로써, 배터리가 충전 동작 또는 방전 동작을 수행하는 과정에서 발생할 수 있는 이상을 방지할 수 있다.According to one aspect of the present invention described above, by providing an apparatus and method for preventing an abnormality of a battery using a diode, it is possible to prevent anomaly that may occur while a battery performs a charging operation or a discharging operation.

도1 및 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 이상 방지 장치의 개략도이다.
도3은 도1 및 도2의 스위치부를 나타낸 개략도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 이상 방지 장치가 스위치부를 제어하는 과정을 나타낸 블록도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 이상 방지 방법의 순서도이다.
도6은 도5의 셀 전압의 크기에 따라 동작 모드를 설정하는 단계의 세부 순서도이다.
도7은 도5의 동작 모드에 따라 스위치부를 제어하는 단계의 세부 순서도이다.1 and 2 are schematic diagrams of a device for preventing an abnormal battery according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram showing the switch unit of FIGS. 1 and 2;
4 is a block diagram illustrating a process of controlling a switch unit by an apparatus for preventing an abnormal battery according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of a method for preventing a battery abnormality according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a detailed flowchart of a step of setting an operation mode according to the level of cell voltage in FIG. 5 .
FIG. 7 is a detailed flowchart of a step of controlling a switch unit according to the operation mode of FIG. 5 .

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The detailed description of the present invention which follows refers to the accompanying drawings which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable one skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different from each other but are not necessarily mutually exclusive. For example, specific shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in another embodiment without departing from the spirit and scope of the invention in connection with one embodiment. Additionally, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the detailed description set forth below is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is limited only by the appended claims, along with all equivalents as claimed by those claims. Like reference numbers in the drawings indicate the same or similar function throughout the various aspects.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도1 및 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 이상 방지 장치의 개략도이다.1 and 2 are schematic diagrams of a device for preventing an abnormal battery according to an embodiment of the present invention.

배터리 이상 방지 장치(100)는 알터네이터(Alternator)(10) 등에 의해 충전 동작을 수행하거나, 또는 외부 기기 등에서 요구되는 전력을 공급하도록 방전 동작을 수행하는 배터리(110)의 이상을 방지할 수 있다.The battery abnormality prevention device 100 performs a charging operation by an alternator 10 or the like, or an abnormality of the battery 110 performing a discharging operation to supply power required by an external device. Can prevent.

여기에서, 배터리(110)의 이상은 배터리(110)가 과충전 상태가 되거나, 또는 배터리(110)가 과방전 상태가 되는 등의 배터리(110)의 충전 동작 또는 방전 동작으로부터 발생할 수 있는 이상을 의미할 수 있다.Here, the abnormality of the battery 110 means an abnormality that may occur from a charging or discharging operation of the battery 110, such as the battery 110 being overcharged or the battery 110 being overdischarged. can do.

이와 관련하여, 도1은 일반적인 차량에 마련되는 배터리 이상 방지 장치(100)의 실시예인 것으로 이해할 수 있으며, 또한, 도2는 캠핑 등의 용도에 의해 제작된 캠핑 차량 등에 마련되는 배터리 이상 방지 장치(100)의 실시예인 것으로 이해할 수 있다.In this regard, it can be understood that FIG. 1 is an embodiment of a battery failure prevention device 100 provided in a general vehicle, and FIG. 2 is a battery failure prevention device provided in a camping vehicle manufactured for purposes such as camping ( 100) can be understood as an embodiment.

이때, LD(20)는 차량 등에 마련되는 납축전지(Lead-Acid Battery)를 의미할 수 있고, ALT(10)는 알터네이터(10)를 의미할 수 있으며, POWER 및 PV는 한전 등에 의해 제공되는 배전계통(Power System) 및 태양 전지 패널(Photovoltaic) 등의 외부 전원을 의미할 수 있다.At this time, LD (20) may mean a lead-acid battery provided in a vehicle, etc., ALT (10) may mean an alternator 10, and POWER and PV are power distribution provided by KEPCO, etc. It may refer to an external power source such as a power system and a photovoltaic solar panel.

배터리 이상 방지 장치(100)는 배터리(110), 스위치부(120), 측정부(130) 및 제어부(140)를 포함할 수 있다.The battery failure prevention device 100 may include a battery 110 , a switch unit 120 , a measurement unit 130 and a control unit 140 .

또한, 배터리 이상 방지 장치(100)는 도1 또는 도2에 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 구현될 수 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해 구현될 수 있다. 또는, 배터리 이상 방지 장치(100)는 배터리 이상 방지 장치(100)에 마련되는 적어도 두 개의 구성요소가 하나의 구성요소로 통합되어 하나의 구성요소가 복합적인 기능을 수행할 수도 있다. 이하, 상술한 구성요소들에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.In addition, the battery failure prevention device 100 may be implemented with more components than those shown in FIG. 1 or 2 or fewer components. Alternatively, in the battery failure prevention device 100, at least two components provided in the battery failure prevention device 100 may be integrated into one component so that one component performs a complex function. Hereinafter, the above-described components will be described in detail.

배터리(110)는 알터네이터(10)에 연결될 수 있다.The battery 110 may be connected to the alternator 10 .

이에 따라, 배터리(110)는 알터네이터(10) 등으로부터 전력이 입력되어 충전 동작을 수행할 수 있으며, 또한, 배터리(110)는 방전 동작을 수행하여 배터리(110)에 연결된 다른 기기 등으로부터 요구되는 전력을 제공할 수도 있다.Accordingly, the battery 110 can perform a charging operation by receiving power from the alternator 10, etc., and also, the battery 110 performs a discharging operation to meet the demand from other devices connected to the battery 110. Power can also be provided.

스위치부(120)는 배터리(110)의 일측에 연결되어 배터리(110)의 충전 동작 또는 방전 동작이 수행되도록 마련될 수 있다.The switch unit 120 may be connected to one side of the battery 110 to perform a charging operation or a discharging operation of the battery 110 .

이때, 스위치부(120)는 배터리(110)의 음극이 접지되도록 마련되는 제 1 스위치를 포함할 수 있다.In this case, the switch unit 120 may include a first switch provided so that the negative electrode of the battery 110 is grounded.

또한, 스위치부(120)는 배터리(110)의 음극에 양극이 연결되도록 설치되는 제 1 다이오드를 구비할 수 있고, 스위치부(120)는 제 1 다이오드의 음극이 접지되도록 마련되는 제 2 스위치를 포함할 수 있다.In addition, the switch unit 120 may include a first diode installed such that the anode is connected to the cathode of the battery 110, and the switch unit 120 may include a second switch provided such that the cathode of the first diode is grounded. can include

또한, 스위치부(120)는 배터리(110)의 음극에 음극이 연결되도록 설치되는 제 2 다이오드를 구비할 수 있고, 스위치부(120)는 제 2 다이오드의 양극이 접지되도록 마련되는 제 3 스위치를 포함할 수 있다.In addition, the switch unit 120 may include a second diode installed such that the negative electrode is connected to the negative electrode of the battery 110, and the switch unit 120 may include a third switch provided such that the anode of the second diode is grounded. can include

다시 말해서, 스위치부(120)는 배터리(110)의 음극과 하나의 접점으로 연결되는 제 1 스위치, 제 1 다이오드 및 제 2 다이오드를 포함할 수 있다.In other words, the switch unit 120 may include a first switch, a first diode, and a second diode connected to the negative electrode of the battery 110 through one contact.

이때, 제 1 다이오드는 배터리(110)의 음극과 제 1 다이오드의 양극이 연결되도록 마련될 수 있으며, 제 2 다이오드는 배터리(110)의 음극과 제 2 다이오드의 음극이 연결되도록 마련될 수 있다.In this case, the first diode may be provided so that the cathode of the battery 110 and the anode of the first diode are connected, and the second diode may be provided so that the cathode of the battery 110 and the cathode of the second diode are connected.

또한, 스위치부(120)는 접지 전극과 하나의 접점으로 연결되는 제 1 스위치, 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 더 포함할 수 있다.In addition, the switch unit 120 may further include a first switch, a second switch, and a third switch connected to the ground electrode through one contact.

이때, 제 2 스위치는 접지 전극에 연결되는 일측의 타측이 제 1 다이오드의 음극에 연결될 수 있고, 제 3 스위치는 접지 전극에 연결되는 일측의 타측이 제 2 다이오드의 양극에 연결될 수 있다.In this case, the second switch has one side connected to the ground electrode and the other side connected to the cathode of the first diode, and the third switch has one side connected to the ground electrode and the other side connected to the anode of the second diode.

측정부(130)는 배터리(110)의 셀 전압을 측정할 수 있다. 이를 위해, 측정부(130)는 배터리(110) 양단에 연결될 수 있으며, 이를 통해, 측정부(130)는 배터리(110) 양단의 전압 차이를 측정할 수 있다.The measuring unit 130 may measure the cell voltage of the battery 110 . To this end, the measurement unit 130 may be connected to both ends of the battery 110 , and through this, the measurement unit 130 may measure a voltage difference between both ends of the battery 110 .

또한, 측정부(130)는 임의의 시간 간격 동안 배터리(110)에 입력되는 평균 전류를 측정할 수 있으며, 또한, 측정부(130)는 배터리(110)의 충전 상태(SoC: State of Charge)를 측정할 수 있다.In addition, the measurement unit 130 may measure an average current input to the battery 110 during a certain time interval, and the measurement unit 130 may determine the state of charge (SoC) of the battery 110 can measure

제어부(140)는 배터리(110)가 과충전 상태인 경우의 셀 전압을 나타내도록 설정되는 최대 전압, 배터리(110)가 과방전 상태인 경우의 셀 전압을 나타내도록 설정되는 최소 전압 및 배터리(110)가 임의의 충전 상태인 경우의 셀 전압을 나타내도록 설정되는 임계 전압에 기초하여, 셀 전압의 크기에 따라 동작 모드를 설정할 수 있고, 제어부(140)는 설정된 동작 모드에 따라 스위치부(120)를 제어할 수 있다.The controller 140 controls the maximum voltage set to indicate the cell voltage when the battery 110 is in an overcharged state, the minimum voltage set to indicate the cell voltage when the battery 110 is in an overdischarged state, and the battery 110 Based on the threshold voltage set to indicate the cell voltage when is in an arbitrary state of charge, an operation mode may be set according to the magnitude of the cell voltage, and the control unit 140 switches the switch unit 120 according to the set operation mode. You can control it.

예를 들어, 최대 전압은 셀 전압에 대해 3.6 V로 설정될 수 있고, 최소 전압은 셀 전압에 대해 3.0 V로 설정될 수 있으며, 임계 전압은 셀 전압에 대해 3.5 V로 설정될 수 있다.For example, the maximum voltage can be set at 3.6 V for the cell voltage, the minimum voltage can be set at 3.0 V for the cell voltage, and the threshold voltage can be set at 3.5 V for the cell voltage.

제어부(140)는 알터네이터(10)가 시동 동작을 수행하는 경우에, 배터리(110)가 전기적으로 차단 상태가 되도록 스위치부(120)를 초기 동작 모드로 제어할 수 있고, 제어부(140)는 초기 동작 모드에서 배터리(110)의 셀 전압이 측정되는 경우, 셀 전압의 크기에 따라 동작 모드를 재설정할 수 있다.When the alternator 10 performs a starting operation, the controller 140 may control the switch unit 120 to an initial operation mode so that the battery 110 is electrically cut off, and the controller 140 may perform an initial operation mode. When the cell voltage of the battery 110 is measured in the operating mode, the operating mode may be reset according to the magnitude of the cell voltage.

여기에서, 초기 동작 모드는 알터네이터(10)가 시동 동작을 수행하는 경우에, 배터리(110)에 입력되는 전력의 급격한 변화를 방지하도록 설정될 수 있으며, 이에 따라, 제어부(140)는 동작 모드가 초기 동작 모드로 설정되는 경우에, 제 1 스위치, 제 2 스위치 및 제 3 스위치가 차단되도록 제어할 수 있다.Here, the initial operation mode may be set to prevent a rapid change in power input to the battery 110 when the alternator 10 performs a start-up operation. Accordingly, the control unit 140 determines that the operation mode is When set to the initial operation mode, the first switch, the second switch, and the third switch may be controlled to be cut off.

이때, 제어부(140)가 임의의 스위치를 차단하도록 제어하는 것은 해당 스위치가 전기적으로 차단되도록 제어하는 것으로 이해할 수 있으며, 이에 따라, 제어부(140)가 임의의 스위치를 통전하도록 제어하는 것은 해당 스위치가 전기적으로 통전되도록 제어하는 것으로 이해할 수 있다.At this time, controlling the control unit 140 to turn off a certain switch can be understood as controlling the switch to be electrically cut off, and accordingly, controlling the control unit 140 to turn on a certain switch means that the switch is electrically cut off. It can be understood as controlling to be electrically energized.

제어부(140)는 셀 전압이 최소 전압 보다 높고, 임계 전압 보다 낮은 경우에, 배터리(110)가 알터네이터(10)로부터 발전되는 전력에 의해 충전되도록 스위치부(120)를 제 1 동작 모드로 제어할 수 있다.When the cell voltage is higher than the minimum voltage and lower than the threshold voltage, the control unit 140 controls the switch unit 120 to be in the first operation mode so that the battery 110 is charged with the power generated from the alternator 10. can

여기에서, 제 1 동작 모드는 알터네이터(10)로부터 발전되는 전력을 이용하여 배터리(110)가 충전되도록 설정될 수 있으며, 이에 따라, 제어부(140)는 동작 모드가 제 1 동작 모드로 설정되는 경우에, 제 1 스위치, 제 2 스위치 및 제 3 스위치가 통전되도록 제어할 수 있다.Here, the first operation mode may be set so that the battery 110 is charged using power generated from the alternator 10, and accordingly, the controller 140 controls the operation mode when the operation mode is set to the first operation mode. In this case, the first switch, the second switch, and the third switch can be controlled to be energized.

제어부(140)는 셀 전압이 임계 전압 보다 높고, 최대 전압 보다 낮은 경우에, 알터네이터(10)로부터 배터리(110)를 충전하도록 전달되는 전류가 제한되도록 스위치부(120)를 제 2 동작 모드로 제어할 수 있다.When the cell voltage is higher than the threshold voltage and lower than the maximum voltage, the control unit 140 controls the switch unit 120 to the second operation mode so that the current transferred from the alternator 10 to charge the battery 110 is limited. can do.

여기에서, 제 2 동작 모드는 알터네이터(10)로부터 발전되는 전력을 제 1 다이오드를 이용하여 전류가 제한되도록 설정될 수 있으며, 이때, 제 1 다이오드는 배터리(110)의 음극으로부터 접지 전극으로 전류가 흐르도록 설정될 수 있다.Here, the second operation mode may be set so that the current is limited by using the first diode for power generated from the alternator 10, and at this time, the first diode passes current from the negative electrode of the battery 110 to the ground electrode. It can be set to flow.

이에 따라, 제 2 동작 모드는 제 1 다이오드에서 전압 강하가 발생되도록 설정될 수 있으며, 이를 위해, 제어부(140)는 동작 모드가 제 2 동작 모드로 설정되는 경우에, 제 1 스위치 및 제 2 스위치가 통전되도록 제어할 수 있고, 제어부(140)는 동작 모드가 제 2 동작 모드로 설정되는 경우에, 제 3 스위치가 차단되도록 제어할 수 있다.Accordingly, the second operation mode may be set such that a voltage drop occurs in the first diode. To this end, the control unit 140 operates the first switch and the second switch when the operation mode is set to the second operation mode. may be controlled to be energized, and the control unit 140 may control the third switch to be turned off when the operation mode is set to the second operation mode.

제어부(140)는 셀 전압이 최대 전압과 같거나, 또는 최대 전압 보다 높은 경우에, 배터리(110)가 방전 동작만을 수행하도록 스위치부(120)를 제 3 동작 모드로 제어할 수 있다.When the cell voltage is equal to or higher than the maximum voltage, the controller 140 may control the switch unit 120 to a third operation mode so that the battery 110 performs only a discharge operation.

여기에서, 제 3 동작 모드는 배터리(110)가 방전 동작만을 수행하도록 설정될 수 있으며, 이를 위해, 제어부(140)는 동작 모드가 제 3 동작 모드로 설정되는 경우에, 제 1 스위치 및 제 2 스위치가 차단되도록 제어할 수 있고, 제어부(140)는 동작 모드가 제 3 동작 모드로 설정되는 경우에, 제 3 스위치가 통전되도록 제어할 수 있다.Here, the third operating mode may be set so that the battery 110 performs only a discharging operation. To this end, the controller 140 may operate the first switch and the second operating mode when the operating mode is set to the third operating mode. The switch can be controlled to be cut off, and the controller 140 can control the third switch to be energized when the operation mode is set to the third operation mode.

제어부(140)는 셀 전압이 최소 전압과 같거나, 또는 최소 전압 보다 낮은 경우에, 배터리(110)가 충전 동작만을 수행하도록 스위치부(120)를 제 4 동작 모드로 제어할 수 있다.When the cell voltage is equal to or lower than the minimum voltage, the controller 140 may control the switch unit 120 to a fourth operation mode so that the battery 110 only performs a charging operation.

여기에서, 제 4 동작 모드는 배터리(110)가 충전 동작만을 수행하도록 설정될 수 있으며, 이를 위해, 제어부(140)는 동작 모드가 제 4 동작 모드로 설정되는 경우에, 제 1 스위치 및 제 3 스위치가 차단되도록 제어할 수 있고, 제어부(140)는 동작 모드가 제 4 동작 모드로 설정되는 경우에, 제 2 스위치가 통전되도록 제어할 수 있다.Here, the fourth operating mode may be set so that the battery 110 only performs a charging operation. To this end, the controller 140 may operate the first switch and the third operating mode when the operating mode is set to the fourth operating mode. The switch can be controlled to be cut off, and the controller 140 can control the second switch to be energized when the operation mode is set to the fourth operation mode.

한편, 제어부(140)는 동작 모드가 제 1 동작 모드로 설정된 상태에서, 배터리(110)의 충전 상태가 사전에 설정되는 제 1 충전 상태보다 크고, 배터리(110)의 충전 동작을 수행하는 평균 전류가 사전에 설정되는 임계 전류보다 큰 것으로 판단되는 경우에, 스위치부(120)를 제 2 동작 모드로 제어할 수 있다.On the other hand, the controller 140, in a state in which the operation mode is set to the first operation mode, the state of charge of the battery 110 is greater than the previously set first state of charge, and the average current for performing the charging operation of the battery 110 When it is determined that is greater than a preset threshold current, the switch unit 120 may be controlled into the second operation mode.

일 실시예에서, 제 1 충전 상태는 배터리(110)의 충전 상태가 85%인 경우를 나타내도록 설정될 수 있다.In one embodiment, the first state of charge may be set to indicate a case where the state of charge of the battery 110 is 85%.

또한, 제어부(140)는 동작 모드가 제 1 동작 모드로 설정된 상태에서, 배터리(110)의 셀 전압이 최대 전압보다 큰 경우에, 스위치부(120)를 제 3 동작 모드로 제어할 수 있고, 제어부(140)는 동작 모드가 제 1 동작 모드로 설정된 상태에서, 배터리(110)의 셀 전압이 최소 전압보다 작은 경우에, 스위치부(120)를 제 4 동작 모드로 제어할 수 있다.In addition, the control unit 140 may control the switch unit 120 to the third operation mode when the cell voltage of the battery 110 is greater than the maximum voltage in a state in which the operation mode is set to the first operation mode, When the cell voltage of the battery 110 is lower than the minimum voltage in a state in which the operation mode is set to the first operation mode, the controller 140 may control the switch unit 120 to the fourth operation mode.

일 실시예에서, 최대 전압은 동작 모드가 제 1 동작 모드로 설정된 상태에서, 셀 전압에 대해 3.6 V로 설정될 수 있고, 최소 전압은 동작 모드가 제 1 동작 모드로 설정된 상태에서, 셀 전압에 대해 2.7 V로 설정될 수 있다.In one embodiment, the maximum voltage may be set to 3.6 V for the cell voltage with the operating mode set to the first operating mode, and the minimum voltage to the cell voltage with the operating mode set to the first operating mode. can be set to 2.7 V for

한편, 제어부(140)는 동작 모드가 제 2 동작 모드로 설정된 상태에서, 배터리(110)의 충전 상태가 사전에 설정되는 제 2 충전 상태보다 작거나, 배터리(110)의 방전 동작을 수행하는 평균 전류가 사전에 설정되는 임계 전류보다 작은 것으로 판단되는 경우에, 스위치부(120)를 제 1 동작 모드로 제어할 수 있다.Meanwhile, in a state in which the operation mode is set to the second operation mode, the control unit 140 determines that the state of charge of the battery 110 is less than the previously set second state of charge or performs an average discharging operation of the battery 110. When it is determined that the current is less than a preset threshold current, the switch unit 120 may be controlled to be in the first operation mode.

일 실시예에서, 제 2 충전 상태는 배터리(110)의 충전 상태가 80%인 경우를 나타내도록 설정될 수 있다.In one embodiment, the second state of charge may be set to indicate a case in which the state of charge of the battery 110 is 80%.

또한, 제어부(140)는 동작 모드가 제 2 동작 모드로 설정된 상태에서, 배터리(110)의 셀 전압이 최대 전압보다 큰 경우에, 스위치부(120)를 제 3 동작 모드로 제어할 수 있고, 제어부(140)는 동작 모드가 제 2 동작 모드로 설정된 상태에서, 배터리(110)의 셀 전압이 최소 전압보다 작은 경우에, 스위치부(120)를 제 4 동작 모드로 제어할 수 있다.In addition, the control unit 140 may control the switch unit 120 to the third operation mode when the cell voltage of the battery 110 is greater than the maximum voltage in a state where the operation mode is set to the second operation mode, When the cell voltage of the battery 110 is lower than the minimum voltage in a state where the operation mode is set to the second operation mode, the controller 140 may control the switch unit 120 to the fourth operation mode.

일 실시예에서, 최대 전압은 동작 모드가 제 2 동작 모드로 설정된 상태에서, 셀 전압에 대해 3.6 V로 설정될 수 있고, 최소 전압은 동작 모드가 제 2 동작 모드로 설정된 상태에서, 셀 전압에 대해 2.7 V로 설정될 수 있다.In one embodiment, the maximum voltage may be set to 3.6 V for the cell voltage with the operating mode set to the second operating mode, and the minimum voltage to the cell voltage with the operating mode set to the second operating mode. can be set to 2.7 V for

한편, 제어부(140)는 동작 모드가 제 3 동작 모드로 설정된 상태에서, 배터리(110)의 방전 동작을 수행하는 평균 전류가 사전에 설정되는 임계 전류보다 작은 것으로 판단되는 경우에, 스위치부(120)를 제 1 동작 모드로 제어할 수 있다.Meanwhile, when the controller 140 determines that the average current for discharging the battery 110 is smaller than a preset threshold current in a state where the operation mode is set to the third operation mode, the switch unit 120 ) can be controlled in the first operation mode.

또한, 제어부(140)는 동작 모드가 제 3 동작 모드로 설정된 상태에서, 배터리(110)의 셀 전압이 최소 전압보다 작은 경우에, 스위치부(120)를 초기 동작 모드로 제어할 수 있다.In addition, the controller 140 may control the switch unit 120 to the initial operation mode when the cell voltage of the battery 110 is lower than the minimum voltage in a state in which the operation mode is set to the third operation mode.

일 실시예에서, 최소 전압은 동작 모드가 제 3 동작 모드로 설정된 상태에서, 셀 전압에 대해 2.7 V로 설정될 수 있다.In one embodiment, the minimum voltage may be set to 2.7 V for the cell voltage with the operating mode set to the third operating mode.

한편, 제어부(140)는 동작 모드가 제 4 동작 모드로 설정된 상태에서, 배터리(110)의 셀 전압이 사전에 설정되는 최소 전압보다 크고, 배터리(110)의 방전 동작을 수행하는 평균 전류가 사전에 설정되는 임계 전류보다 작은 것으로 판단되는 경우에, 스위치부(120)를 제 1 동작 모드로 제어할 수 있다.Meanwhile, the controller 140 determines that, in a state in which the operation mode is set to the fourth operation mode, the cell voltage of the battery 110 is greater than a preset minimum voltage and the average current for discharging the battery 110 is a preset value. When it is determined that the current is smaller than the threshold current set in , the switch unit 120 may be controlled in the first operation mode.

일 실시예에서, 최소 전압은 동작 모드가 제 4 동작 모드로 설정된 상태에서, 셀 전압에 대해 3.0 V로 설정될 수 있다.In one embodiment, the minimum voltage may be set to 3.0 V with respect to the cell voltage with the operation mode set to the fourth operation mode.

또한, 제어부(140)는 동작 모드가 제 4 동작 모드로 설정된 상태에서, 배터리(110)의 셀 전압이 사전에 설정되는 최대 전압보다 큰 경우에, 스위치부(120)를 초기 동작 모드로 제어할 수 있다.Further, the control unit 140 may control the switch unit 120 to the initial operation mode when the cell voltage of the battery 110 is greater than a preset maximum voltage in a state in which the operation mode is set to the fourth operation mode. can

일 실시예에서, 최대 전압은 동작 모드가 제 4 동작 모드로 설정된 상태에서, 셀 전압에 대해 3.6 V로 설정될 수 있다.In one embodiment, the maximum voltage may be set to 3.6 V for the cell voltage with the operating mode set to the fourth operating mode.

도3은 도1 및 도2의 스위치부를 나타낸 개략도이다.3 is a schematic diagram showing the switch unit of FIGS. 1 and 2;

스위치부(120)는 배터리(110)의 일측에 연결되어 배터리(110)의 충전 동작 또는 방전 동작이 수행되도록 마련될 수 있다.The switch unit 120 may be connected to one side of the battery 110 to perform a charging operation or a discharging operation of the battery 110 .

이때, 스위치부(120)는 배터리(110)의 음극이 접지되도록 마련되는 제 1 스위치(121)를 포함할 수 있다.In this case, the switch unit 120 may include a first switch 121 provided so that the negative electrode of the battery 110 is grounded.

또한, 스위치부(120)는 배터리(110)의 음극에 양극이 연결되도록 설치되는 제 1 다이오드(126)를 구비할 수 있고, 스위치부(120)는 제 1 다이오드(126)의 음극이 접지되도록 마련되는 제 2 스위치(122)를 포함할 수 있다.In addition, the switch unit 120 may include a first diode 126 installed so that the anode is connected to the cathode of the battery 110, and the switch unit 120 is configured such that the cathode of the first diode 126 is grounded. It may include a second switch 122 provided.

또한, 스위치부(120)는 배터리(110)의 음극에 음극이 연결되도록 설치되는 제 2 다이오드(128)를 구비할 수 있고, 스위치부(120)는 제 2 다이오드(128)의 양극이 접지되도록 마련되는 제 3 스위치(123)를 포함할 수 있다.In addition, the switch unit 120 may include a second diode 128 installed so that the negative electrode is connected to the negative electrode of the battery 110, and the switch unit 120 is configured such that the anode of the second diode 128 is grounded. It may include a third switch 123 provided.

다시 말해서, 스위치부(120)는 배터리(110)의 음극과 하나의 접점으로 연결되는 제 1 스위치(121), 제 1 다이오드(126) 및 제 2 다이오드(128)를 포함할 수 있다.In other words, the switch unit 120 may include a first switch 121, a first diode 126, and a second diode 128 connected to the negative electrode of the battery 110 through one contact.

이때, 제 1 다이오드(126)는 배터리(110)의 음극과 제 1 다이오드(126)의 양극이 연결되도록 마련될 수 있으며, 제 2 다이오드(128)는 배터리(110)의 음극과 제 2 다이오드(128)의 음극이 연결되도록 마련될 수 있다.At this time, the first diode 126 may be provided so that the negative electrode of the battery 110 and the positive electrode of the first diode 126 are connected, and the second diode 128 is connected to the negative electrode of the battery 110 and the second diode ( 128) may be provided to be connected.

또한, 스위치부(120)는 접지 전극과 하나의 접점으로 연결되는 제 1 스위치(121), 제 2 스위치(122) 및 제 3 스위치(123)를 더 포함할 수 있다.In addition, the switch unit 120 may further include a first switch 121, a second switch 122, and a third switch 123 connected to the ground electrode through one contact.

이때, 제 2 스위치(122)는 접지 전극에 연결되는 일측의 타측이 제 1 다이오드(126)의 음극에 연결될 수 있고, 제 3 스위치(123)는 접지 전극에 연결되는 일측의 타측이 제 2 다이오드(128)의 양극에 연결될 수 있다.At this time, the second switch 122 has one side connected to the ground electrode and the other side connected to the cathode of the first diode 126, and the third switch 123 has one side connected to the ground electrode and the other side connected to the second diode. can be connected to the positive pole of (128).

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 이상 방지 장치가 스위치부를 제어하는 과정을 나타낸 블록도이다.4 is a block diagram illustrating a process of controlling a switch unit by an apparatus for preventing an abnormal battery according to an embodiment of the present invention.

측정부(130)는 배터리(110)의 셀 전압을 측정할 수 있다. 이를 위해, 측정부(130)는 배터리(110) 양단에 연결될 수 있으며, 이를 통해, 측정부(130)는 배터리(110) 양단의 전압 차이를 측정할 수 있다.The measuring unit 130 may measure the cell voltage of the battery 110 . To this end, the measurement unit 130 may be connected to both ends of the battery 110 , and through this, the measurement unit 130 may measure a voltage difference between both ends of the battery 110 .

또한, 측정부(130)는 임의의 시간 간격 동안 배터리(110)에 입력되는 평균 전류를 측정할 수 있으며, 또한, 측정부(130)는 배터리(110)의 충전 상태(SoC: State of Charge)를 측정할 수 있다.In addition, the measurement unit 130 may measure an average current input to the battery 110 during a certain time interval, and the measurement unit 130 may determine the state of charge (SoC) of the battery 110 can measure

이때, 배터리(110)는 알터네이터(10)에 연결될 수 있고, 이에 따라, 배터리(110)는 알터네이터(10) 등으로부터 전력이 입력되어 충전 동작을 수행할 수 있으며, 또한, 배터리(110)는 방전 동작을 수행하여 배터리(110)에 연결된 다른 기기 등으로부터 요구되는 전력을 제공할 수도 있다.At this time, the battery 110 may be connected to the alternator 10, and accordingly, the battery 110 may perform a charging operation by receiving power from the alternator 10 or the like, and the battery 110 may also be discharged. An operation may be performed to provide power required from other devices connected to the battery 110 .

이에 따라, 제어부(140)는 배터리(110)가 과충전 상태인 경우의 셀 전압을 나타내도록 설정되는 최대 전압, 배터리(110)가 과방전 상태인 경우의 셀 전압을 나타내도록 설정되는 최소 전압 및 배터리(110)가 임의의 충전 상태인 경우의 셀 전압을 나타내도록 설정되는 임계 전압에 기초하여, 셀 전압의 크기에 따라 동작 모드를 설정할 수 있고, 제어부(140)는 설정된 동작 모드에 따라 스위치부(120)를 제어할 수 있다.Accordingly, the controller 140 determines the maximum voltage set to indicate the cell voltage when the battery 110 is in an overcharged state, the minimum voltage set to indicate the cell voltage when the battery 110 is in an overdischarged state, and the battery Based on the threshold voltage set to indicate the cell voltage when 110 is in an arbitrary state of charge, an operating mode may be set according to the magnitude of the cell voltage, and the control unit 140 may set the switch unit ( 120) can be controlled.

도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 이상 방지 방법의 순서도이다.5 is a flowchart of a method for preventing a battery abnormality according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 이상 방지 방법은 도 1에 도시된 배터리 이상 방지 장치(100)와 실질적으로 동일한 구성 상에서 진행되므로, 도 1의 배터리 이상 방지 장치(100)와 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략하기로 한다.Since the battery failure prevention method according to an embodiment of the present invention proceeds on substantially the same configuration as the battery failure prevention device 100 shown in FIG. 1, the same components as the battery failure prevention device 100 of FIG. The same reference numerals are given, and repeated descriptions will be omitted.

배터리 이상 방지 방법은 알터네이터가 시동되는 단계(600), 배터리의 셀 전압을 측정하는 단계(610), 셀 전압의 크기에 따라 동작 모드를 설정하는 단계(620) 및 동작 모드에 따라 스위치부를 제어하는 단계(630)를 포함할 수 있다.The battery abnormality prevention method includes starting the alternator (600), measuring the cell voltage of the battery (610), setting the operation mode according to the size of the cell voltage (620), and controlling the switch unit according to the operation mode. Step 630 may be included.

알터네이터가 시동되는 단계(600)는 알터네이터(10)가 시동되어 전력을 생성하는 단계일 수 있다.The step 600 of starting the alternator may be a step of starting the alternator 10 and generating electric power.

배터리의 셀 전압을 측정하는 단계(610)는 측정부(130)가 알터네이터(10)에 연결되는 배터리(110)의 셀 전압을 측정하는 단계일 수 있다.In step 610 of measuring the cell voltage of the battery, the measurer 130 may measure the cell voltage of the battery 110 connected to the alternator 10 .

셀 전압의 크기에 따라 동작 모드를 설정하는 단계(620)는 제어부(140)가 배터리(110)가 과충전 상태인 경우의 셀 전압을 나타내도록 설정되는 최대 전압, 배터리(110)가 과방전 상태인 경우의 셀 전압을 나타내도록 설정되는 최소 전압 및 배터리(110)가 임의의 충전 상태인 경우의 셀 전압을 나타내도록 설정되는 임계 전압에 기초하여, 셀 전압의 크기에 따라 동작 모드를 설정하는 단계일 수 있다.In step 620 of setting the operation mode according to the size of the cell voltage, the controller 140 sets the maximum voltage to indicate the cell voltage when the battery 110 is in an overcharged state, and the battery 110 is in an overdischarged state. A step of setting an operation mode according to the magnitude of the cell voltage based on a minimum voltage set to indicate the cell voltage when the battery 110 is in an arbitrary state of charge and a threshold voltage set to indicate the cell voltage when the battery 110 is in an arbitrary state of charge. can

동작 모드에 따라 스위치부를 제어하는 단계(630)는 제어부(140)가 동작 모드에 따라 배터리(110)의 일측에 연결되어 배터리(110)의 충전 동작 또는 방전 동작이 수행되도록 마련되는 스위치부(120)를 제어하는 단계일 수 있다.In step 630 of controlling the switch unit according to the operation mode, the control unit 140 is connected to one side of the battery 110 according to the operation mode and the switch unit 120 is provided to perform a charging operation or a discharging operation of the battery 110. ) may be a step of controlling.

도6은 도5의 셀 전압의 크기에 따라 동작 모드를 설정하는 단계의 세부 순서도이다.FIG. 6 is a detailed flowchart of a step of setting an operation mode according to the level of cell voltage in FIG. 5 .

제어부(140)는 셀 전압이 최소 전압과 같거나, 또는 최소 전압 보다 낮은 경우에(621), 배터리(110)가 충전 동작만을 수행하도록 스위치부(120)를 제 4 동작 모드로 제어할 수 있다(625).When the cell voltage is equal to or lower than the minimum voltage (621), the control unit 140 may control the switch unit 120 to the fourth operation mode so that the battery 110 only performs a charging operation. (625).

제어부(140)는 셀 전압이 최소 전압 보다 높고, 임계 전압 보다 낮은 경우에(622), 배터리(110)가 알터네이터(10)로부터 발전되는 전력에 의해 충전되도록 스위치부(120)를 제 1 동작 모드로 제어할 수 있다(626).When the cell voltage is higher than the minimum voltage and lower than the threshold voltage (622), the control unit 140 sets the switch unit 120 to a first operation mode so that the battery 110 is charged by the power generated from the alternator 10. It can be controlled by (626).

제어부(140)는 셀 전압이 임계 전압 보다 높고, 최대 전압 보다 낮은 경우에(623), 알터네이터(10)로부터 배터리(110)를 충전하도록 전달되는 전류가 제한되도록 스위치부(120)를 제 2 동작 모드로 제어할 수 있다(627).When the cell voltage is higher than the threshold voltage and lower than the maximum voltage (623), the control unit 140 operates the switch unit 120 to limit the current transferred from the alternator 10 to charge the battery 110. It can be controlled by mode (627).

제어부(140)는 셀 전압이 최대 전압과 같거나, 또는 최대 전압 보다 높은 경우에(623), 배터리(110)가 방전 동작만을 수행하도록 스위치부(120)를 제 3 동작 모드로 제어할 수 있다(628).When the cell voltage is equal to or higher than the maximum voltage (623), the control unit 140 may control the switch unit 120 to a third operation mode so that the battery 110 only performs a discharging operation. (628).

도7은 도5의 동작 모드에 따라 스위치부를 제어하는 단계의 세부 순서도이다.FIG. 7 is a detailed flowchart of a step of controlling a switch unit according to the operation mode of FIG. 5 .

제어부(140)는 동작 모드가 제 1 동작 모드로 설정되는 경우에(631), 제 1 스위치(121), 제 2 스위치(122) 및 제 3 스위치(123)가 통전되도록 제어할 수 있다(635).When the operation mode is set to the first operation mode (631), the controller 140 may control the first switch 121, the second switch 122, and the third switch 123 to be energized (635). ).

제어부(140)는 동작 모드가 제 2 동작 모드로 설정되는 경우에(632), 제 1 스위치(121) 및 제 2 스위치(122)가 통전되도록 제어할 수 있고(636), 제어부(140)는 동작 모드가 제 2 동작 모드로 설정되는 경우에(632), 제 3 스위치(123)가 차단되도록 제어할 수 있다(636).When the operation mode is set to the second operation mode (632), the controller 140 may control the first switch 121 and the second switch 122 to be energized (636), and the controller 140 When the operation mode is set to the second operation mode (632), the third switch 123 may be controlled to be turned off (636).

제어부(140)는 동작 모드가 제 3 동작 모드로 설정되는 경우에(633), 제 1 스위치(121) 및 제 2 스위치(122)가 차단되도록 제어할 수 있고(637), 제어부(140)는 동작 모드가 제 3 동작 모드로 설정되는 경우에, 제 3 스위치(123)가 통전되도록 제어할 수 있다(637).When the operation mode is set to the third operation mode (633), the control unit 140 can control the first switch 121 and the second switch 122 to be turned off (637), and the control unit 140 When the operation mode is set to the third operation mode, the third switch 123 may be controlled to be energized (637).

제어부(140)는 동작 모드가 제 4 동작 모드로 설정되는 경우에, 제 1 스위치(121) 및 제 3 스위치(123)가 차단되도록 제어할 수 있고(638), 제어부(140)는 동작 모드가 제 4 동작 모드로 설정되는 경우에, 제 2 스위치(122)가 통전되도록 제어할 수 있다(638).When the operation mode is set to the fourth operation mode, the control unit 140 may control the first switch 121 and the third switch 123 to be turned off (638), and the control unit 140 determines that the operation mode is When the fourth operation mode is set, the second switch 122 may be controlled to be energized (638).

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to embodiments, it will be understood that those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will be able to.

10: 알터네이터 20: LD
30: 외부 전원 100: 배터리 이상 방지 장치
110: 배터리 120: 스위치부
121: 제 1 스위치 122: 제 2 스위치
123: 제 3 스위치 126: 제 1 다이오드
128: 제 2 다이오드10: Alternator 20: LD
30: external power supply 100: battery failure prevention device
110: battery 120: switch unit
121: first switch 122: second switch
123: third switch 126: first diode
128: second diode

Claims (8)

알터네이터에 연결되는 배터리;
상기 배터리의 셀 전압을 측정하는 측정부;
상기 배터리의 일측에 연결되어 상기 배터리의 충전 동작 또는 방전 동작이 수행되도록 마련되는 스위치부; 및
상기 배터리가 과충전 상태인 경우의 셀 전압을 나타내도록 설정되는 최대 전압, 상기 배터리가 과방전 상태인 경우의 셀 전압을 나타내도록 설정되는 최소 전압 및 상기 배터리가 임의의 충전 상태인 경우의 셀 전압을 나타내도록 설정되는 임계 전압에 기초하여, 상기 셀 전압의 크기에 따라 동작 모드를 설정하고, 상기 동작 모드에 따라 상기 스위치부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 스위치부는,
상기 배터리의 음극이 접지되도록 마련되는 제 1 스위치;
상기 배터리의 음극에 양극이 연결되도록 설치되는 제 1 다이오드를 구비하고, 상기 제 1 다이오드의 음극이 접지되도록 마련되는 제 2 스위치; 및
상기 배터리의 음극에 음극이 연결되도록 설치되는 제 2 다이오드를 구비하고, 상기 제 2 다이오드의 양극이 접지되도록 마련되는 제 3 스위치;를 포함하고,
상기 알터네이터는 납축전지와 연결되고,
상기 제어부는,
상기 납축전지에 의해 상기 알터네이터가 시동 동작을 수행하는 경우, 상기 배터리가 전기적으로 차단 상태가 되도록 상기 스위치부를 초기 동작 모드로 제어하고, 상기 초기 동작 모드에서 상기 배터리의 셀 전압이 측정되는 경우, 상기 셀 전압의 크기에 따라 복수의 동작 모드 중 하나를 선택하여 상기 동작 모드를 재설정하는, 배터리 이상 방지 장치.
battery connected to the alternator;
a measuring unit measuring a cell voltage of the battery;
a switch unit connected to one side of the battery and provided to perform a charging operation or a discharging operation of the battery; and
A maximum voltage set to indicate a cell voltage when the battery is in an overcharged state, a minimum voltage set to indicate a cell voltage when the battery is in an overdischarged state, and a cell voltage when the battery is in an arbitrary state of charge Based on a threshold voltage set to indicate, a control unit for setting an operation mode according to the magnitude of the cell voltage and controlling the switch unit according to the operation mode; includes,
The switch unit,
a first switch provided to ground the negative electrode of the battery;
a second switch having a first diode installed such that an anode is connected to a cathode of the battery, and a cathode of the first diode being grounded; and
A third switch having a second diode installed such that a negative electrode is connected to the negative electrode of the battery, and a third switch provided such that an anode of the second diode is grounded,
The alternator is connected to a lead acid battery,
The control unit,
When the alternator performs a starting operation by the lead-acid battery, the switch unit is controlled in an initial operation mode so that the battery is electrically cut off, and when the cell voltage of the battery is measured in the initial operation mode, the An apparatus for preventing an anomaly in a battery, wherein one of a plurality of operation modes is selected according to a magnitude of cell voltage and the operation mode is reset.
 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 셀 전압이 상기 최소 전압 보다 높고, 상기 임계 전압 보다 낮은 경우, 상기 배터리가 상기 알터네이터로부터 발전되는 전력에 의해 충전되도록 상기 스위치부를 제 1 동작 모드로 제어하고,
상기 제1 동작 모드인 경우 상기 제어부는,
상기 제1 스위치, 제2 스위치 및 제3 스위치가 통전되도록 제어하는, 배터리 이상 방지 장치.
The method of claim 1, wherein the control unit,
When the cell voltage is higher than the minimum voltage and lower than the threshold voltage, controlling the switch unit to a first operation mode so that the battery is charged with power generated from the alternator;
In the case of the first operation mode, the control unit,
Controlling the first switch, the second switch and the third switch to be energized, battery abnormality prevention device.
 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 셀 전압이 상기 임계 전압 보다 높고, 상기 최대 전압 보다 낮은 경우, 상기 알터네이터로부터 상기 배터리를 충전하도록 전달되는 전류가 일부 제한되도록 상기 스위치부를 제 2 동작 모드로 제어하고,
상기 제2 동작 모드인 경우 상기 제어부는,
상기 제1 스위치 및 제2 스위치가 통전되도록 제어하고, 상기 제3 스위치가 전기적으로 차단되도록 제어하여 상기 제1 다이오드를 통해 배터리의 음극으로부터 접지 전극으로 전류가 흐르도록 하는, 배터리 이상 방지 장치.
The method of claim 1, wherein the control unit,
When the cell voltage is higher than the threshold voltage and lower than the maximum voltage, controlling the switch unit to a second operation mode so that a current transferred from the alternator to charge the battery is partially limited;
In the case of the second operation mode, the control unit,
Controlling the first switch and the second switch to be energized and controlling the third switch to be electrically cut off so that current flows from the negative electrode of the battery to the ground electrode through the first diode.
 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 셀 전압이 상기 최대 전압과 같거나, 또는 상기 최대 전압 보다 높은 경우, 상기 배터리가 방전 동작만을 수행하도록 상기 스위치부를 제 3 동작 모드로 제어하고,
상기 제3 동작 모드인 경우 상기 제어부는,
상기 제1 스위치 및 제2 스위치가 전기적으로 차단되도록 제어하고, 상기 제3 스위치가 통전되도록 제어하는, 배터리 이상 방지 장치.
The method of claim 1, wherein the control unit,
When the cell voltage is equal to or higher than the maximum voltage, controlling the switch unit to a third operation mode so that the battery performs only a discharge operation;
In the case of the third operation mode, the control unit,
Controlling the first switch and the second switch to be electrically cut off, and controlling the third switch to be energized, battery abnormality prevention device.
 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 셀 전압이 상기 최소 전압과 같거나, 또는 상기 최소 전압 보다 낮은 경우, 상기 배터리가 충전 동작만을 수행하도록 상기 스위치부를 제 4 동작 모드로 제어하고,
상기 제4 동작 모드인 경우 상기 제어부는,
상기 제1 스위치 및 제3 스위치가 전기적으로 차단되도록 제어하고, 상기 제2 스위치가 통전되도록 제어하는, 배터리 이상 방지 장치.
The method of claim 1, wherein the control unit,
When the cell voltage is equal to or lower than the minimum voltage, controlling the switch unit to a fourth operation mode so that the battery performs only a charging operation;
In the case of the fourth operation mode, the control unit,
Controlling the first switch and the third switch to be electrically cut off, and controlling the second switch to be energized, battery abnormality prevention device.
 다이오드를 이용한 배터리 이상 방지 장치에서의 배터리 이상 방지 방법에 있어서,
납축전지와 연결된 알터네이터가 시동되어 전력을 생성하는 단계;
측정부가 알터네이터에 연결되는 배터리의 셀 전압을 측정하는 단계;
제어부가 상기 배터리가 과충전 상태인 경우의 셀 전압을 나타내도록 설정되는 최대 전압, 상기 배터리가 과방전 상태인 경우의 셀 전압을 나타내도록 설정되는 최소 전압 및 상기 배터리가 임의의 충전 상태인 경우의 셀 전압을 나타내도록 설정되는 임계 전압에 기초하여, 상기 셀 전압의 크기에 따라 동작 모드를 설정하는 단계; 및
제어부가 상기 동작 모드에 따라 상기 배터리의 일측에 연결되어 상기 배터리의 충전 동작 또는 방전 동작이 수행되도록 마련되는 스위치부를 제어하는 단계;를 포함하고,
상기 스위치부는,
상기 배터리의 음극이 접지되도록 마련되는 제 1 스위치;
상기 배터리의 음극에 양극이 연결되도록 설치되는 제 1 다이오드를 구비하고, 상기 제 1 다이오드의 음극이 접지되도록 마련되는 제 2 스위치; 및
상기 배터리의 음극에 음극이 연결되도록 설치되는 제 2 다이오드를 구비하고, 상기 제 2 다이오드의 양극이 접지되도록 마련되는 제 3 스위치;를 포함하고,
상기 동작 모드를 설정하는 단계에서는,
상기 제어부가 상기 알터네이터가 시동 동작을 수행하는 경우, 상기 배터리가 전기적으로 차단 상태가 되도록 상기 스위치부를 초기 동작 모드로 제어하고, 상기 초기 동작 모드에서 상기 배터리의 셀 전압이 측정되는 경우, 상기 셀 전압의 크기에 따라 복수의 동작 모드 중 하나를 선택하여 상기 동작 모드를 재설정하는, 배터리 이상 방지 방법.
In the battery abnormality prevention method in a battery abnormality prevention device using a diode,
generating electric power by starting an alternator connected to a lead-acid battery;
Measuring a cell voltage of a battery connected to the alternator by a measuring unit;
A maximum voltage set by the control unit to indicate a cell voltage when the battery is in an overcharged state, a minimum voltage set to indicate a cell voltage when the battery is in an overdischarged state, and a cell when the battery is in an arbitrary state of charge setting an operation mode according to the magnitude of the cell voltage, based on a threshold voltage set to indicate a voltage; and
A control unit controlling a switch unit connected to one side of the battery according to the operation mode to perform a charging operation or a discharging operation of the battery; including,
The switch unit,
a first switch provided to ground the negative electrode of the battery;
a second switch having a first diode installed so that an anode is connected to a cathode of the battery, and a cathode of the first diode being grounded; and
A third switch having a second diode installed so that the cathode is connected to the cathode of the battery, and the anode of the second diode is grounded; includes,
In the step of setting the operation mode,
When the alternator performs a starting operation, the control unit controls the switch unit to an initial operation mode so that the battery is electrically cut off, and when the cell voltage of the battery is measured in the initial operation mode, the cell voltage A method for preventing an anomaly in a battery, wherein the operation mode is reset by selecting one of a plurality of operation modes according to the size of the operation mode.
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