KR102549257B1 - 재사용 배터리 충전을 위한 디더 충전장치 - Google Patents

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Abstract

본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 정현파 신호를 출력하는 스위프 제너레이터(sweep generator), 클램프 회로, 클램프 바이어스 회로, 오토 주파수 트랙킹 회로, 외부 배터리의 입력전류와 입력전압의 비율을 감지하는 I/V 감지 회로, 상기 스위프 제너레이터, 상기 클램프 회로, 상기 클램프 바이어스 회로, 상기 오토 주파수 트랙킹 회로, 및 상기 I/V 감지 회로와 작동적으로 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 클램프 회로 및 상기 클램프 바이어스 회로를 이용하여, 상기 스위프 제너레이터의 출력을 상기 외부 배터리에 인가하고, 상기 출력을 상기 외부 배터리에 인가한 것에 응답하여, 상기 전자 장치에 흐르는 전류의 크기가 지정된 범위 내에서 가변적으로 변하는 동안, 상기 전류의 크기가 제1 값인 것을 식별하고, 상기 제1 값을 식별한 것에 응답하여, 상기 오토 주파수 트랙킹 회로를 통해 상기 스위프 제너레이터의 출력 주파수를 상기 제1 값에 대응하는 제1 주파수로 결정하고, 상기 제1 주파수를 결정한 것에 응답하여, 상기 제1 주파수를 상기 외부 배터리에 인가하고, 상기 제1 주파수를 상기 외부 배터리에 인가한 것에 응답하여, 상기 I/V 감지 회로를 통해 상기 외부 배터리의 상기 입력전류 및 상기 입력전압을 감지하고, 및 상기 외부 배터리의 상기 입력전류 및 상기 입력전압의 비율을 이용하여, 상기 외부 배터리의 임피던스(Impedance)를 계산할 수 있다.

Description

재사용 배터리 충전을 위한 디더 충전장치{DITHER CHARGER FOR ESS CHARGING BASED ON REUSED BATTERY}
본 개시의 기술적 사상은 전기자동차용 폐배터리의 임피던스 측정 방법 및 충전 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 일 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
전기자동차에 사용되는 배터리의 수명은 약 10년 정도이며, 15만~20만 Km를 주행하면 배터리의 용량이 70% 아래로 떨어져 전기자동차의 주행거리가 줄고, 배터리의 충전속도도 떨어지므로 배터리의 교체가 필요할 수 있다. IEEE 1188의 권고사항은 전기자동차의 경우, 정격의 80% 미만일 때 배터리의 교체를 권고하고 있다.
배터리의 용량이 80% 미만일 때, DC 시스템의 부하를 충족할 수 있는 충분한 용량이 있다 하더라도 배터리 셀 및 유닛 등에서 배터리 열화가 증가하고 있음을 나타내고 있기 때문에 배터리의 교체를 권고하고 있다. 이렇게 용량이 떨어진 배터리를 폐배터리 또는 사용 후 배터리(Used Battery)라고 부른다.
향후 전기자동차는 양산이 증대되고 운행이 증가되는 추세에 있어 폐배터리는 폐기물로써 양산될 가능성이 높다. 전기자동차에서 사용된 배터리는 용량의 70~80%의 성능을 가지므로 이러한 폐배터리를 이용하여 ESS(Energy Storage System)에 재활용하기 위한 방법들이 제기되면서 폐배터리의 자원 재순환(Recycle) 필요성이 대두되고 있다.
전기자동차에서 사용된 배터리를 ESS에 사용하기 위해서는, 폐배터리에 대한 등급분류(Grading)가 필요할 수 있다. 이미 사용된 폐배터리는 내부 상태에 따라 배터리의 열화(熱火) 정도가 각기 다르기 때문이다. 만약 성능이 떨어지는 배터리를, 성능이 좋은 배터리와 혼합하여 ESS를 구성하는 경우, 전체 ESS 성능은 성능이 가장 떨어지는 배터리의 성능을 따라가게 된다. 따라서, 폐배터리를 ESS에 재활용하기 위한 폐배터리에 대한 등급분류는 폐배터리 재활용사업에서 중요한 작업이다.
배터리 성능 파라미터는 얼마만큼의 에너지가 배터리에 저장되어 있는지를 나타내는 충전상태(State of Charge, SoC)와 배터리를 얼마나 더 사용할 수 있는지 여부를 나타내는 배터리의 건강상태(State of Heath, SoH)를 포함할 수 있다.
일반적으로 배터리 성능평가는 충전과 방전을 되풀이하면서 소요되는 시간, 온도, 및 전압을 측정하여 이루어지고, 측정 결과가 배터리 성능의 기준이 된다. 그러나, 측정된 전압만으로는 배터리 내부의 상세한 특성까지는 반영하지 못할 수 있다.
임피던스는 전극에서 화학반응(예: 산화 및 환원)을 일으킬 때 전기전달을 방해하는 요인으로, 배터리 분석을 정확하고 신속하게 수행하기 위하여 임피던스 분광법(Electrical Impedance Spectroscopy, EIS)이 사용되고 있다.
배터리 특성과 임피던스는 배터리 내부의 전기화학 프로세스를 통하여 알 수 있는데, 도 1의 (a)과 같이 저항, 캐패시터(Capacitor), 및 인덕터(Inductor)로 구성된 전기적 모델로 표현될 수 있다. 이와 같은 전기적 모델은 복합적이고 비선형적인 특성을 지니고 있어 실질적으로 배터리를 분석하는데 도 1의 (b)와 같이 간소화된 임피던스 모델이 사용될 수 있다.
도 1의 (b)의 Z는 배터리의 종합 임피던스를 뜻하며, 실수 Rreal과 허수 Rimag로 구분될 수 있다. RS는 배터리 내부(전극, 전해질)의 옴(ohm) 저항을 의미하며, 전압 및 전류의 변화 주기가 클수록 배터리 특성에 지배적인 영향을 미친다. 그러므로, RS는 AC 저항이라고도 불린다. RS는 배터리의 노화현상으로 인해 성능이 떨어질수록 상승한다. 따라서, RS는 배터리의 SoH를 판단하는 기준이 될 수 있다. 리튬이온(Li-ion) 배터리의 경우 1kHz 부근에서 RS가 검출될 수 있다. 그러나, 실제 사용에서 폐배터리의 그레이딩(Grading, 등급분류)은 빠른 시간 내에 이루어져야 하므로, 등급 분류를 위하여, 폐배터리의 임피던스 측정은 빠르고 정확하게 이루어져야 한다.
본 발명은 폐배터리를 재활용하기 위하여, 스위프 제너레이터(sweep generator)를 이용하여 폐배터리의 임피던스를 측정하고, 충전 효율이 가장 좋은 주파수를 선택하여 충전하는 고효율 충전장치(또는 디더(dither) 충전장치)를 제시하는데 목적이 있다.
본 발명은 상기 목적 달성을 위하여, 스위프 제너레이터를 이용한 임피던스 측정 장치와 최적의 주파수로 충전이 가능한 충전장치(또는 디더 충전장치)를 제시하는데 목적이 있다.
본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 정현파 신호를 출력하는 스위프 제너레이터(sweep generator), 클램프 회로, 클램프 바이어스 회로, 오토 주파수 트랙킹 회로, 외부 배터리의 입력전류와 입력전압의 비율을 감지하는 I/V 감지 회로, 상기 스위프 제너레이터, 상기 클램프 회로, 상기 클램프 바이어스 회로, 상기 오토 주파수 트랙킹 회로, 및 상기 I/V 감지 회로와 작동적으로 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 클램프 회로 및 상기 클램프 바이어스 회로를 이용하여, 상기 스위프 제너레이터의 출력을 상기 외부 배터리에 인가하고, 상기 출력을 상기 외부 배터리에 인가한 것에 응답하여, 상기 전자 장치에 흐르는 전류의 크기가 지정된 범위 내에서 가변적으로 변하는 동안, 상기 전류의 크기가 제1 값인 것을 식별하고, 상기 제1 값을 식별한 것에 응답하여, 상기 오토 주파수 트랙킹 회로를 통해 상기 스위프 제너레이터의 출력 주파수를 상기 제1 값에 대응하는 제1 주파수로 결정하고, 상기 제1 주파수를 결정한 것에 응답하여, 상기 제1 주파수를 상기 외부 배터리에 인가하고, 상기 제1 주파수를 상기 외부 배터리에 인가한 것에 응답하여, 상기 I/V 감지 회로를 통해 상기 외부 배터리의 상기 입력전류 및 상기 입력전압을 감지하고, 및 상기 외부 배터리의 상기 입력전류 및 상기 입력전압의 비율을 이용하여, 상기 외부 배터리의 임피던스(Impedance)를 계산할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 정현파 신호를 출력하는 스위프 제너레이터(sweep generator), 클램프 회로, 클램프 바이어스 회로, 오토 주파수 트랙킹 회로, 충전 회로, 신호 합성 회로, 상기 스위프 제너레이터, 상기 클램프 회로, 상기 클램프 바이어스 회로, 상기 오토 주파수 트랙킹 회로, 상기 충전 회로, 및 상기 신호 합성 회로와 작동적으로 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 클램프 회로 및 상기 클램프 바이어스 회로를 이용하여, 상기 스위프 제너레이터의 출력을 외부 배터리에 인가하고, 상기 출력을 상기 외부 배터리에 인가한 것에 응답하여, 상기 전자 장치에 흐르는 전류의 크기가 지정된 범위 내에서 가변적으로 변하는 동안, 상기 전류의 크기가 제1 값인 것을 식별하고, 상기 제1 값을 식별한 것에 응답하여, 상기 오토 주파수 트랙킹 회로를 통해 상기 스위프 제너레이터의 출력 주파수를 상기 제1 값에 대응하는 제1 주파수로 결정하고, 상기 제1 주파수를 결정한 것에 응답하여, 상기 신호 합성 회로를 통해, 상기 제1 주파수에 대응하는 제1 충전 정현파 전압과 상기 충전 회로의 제1 충전 직류 전압을 합성하여 제1 합성 충전 전압을 생성하고, 및 상기 제1 합성 충전 전압을 이용하여 상기 외부 배터리를 충전할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 전자 장치는 폐배터리의 임피던스 측정을 위하여 스위프 제너레이터의 출력을 폐배터리에 인가하고, 그 반사계수를 측정하여 가장 낮은 반사계수를 갖는 주파수를 결정할 수 있다. 스위프 제너레이터의 주파수는 10Hz 내지 2MHz이며, 출력 레벨은 0V 내지 40V 범위 내에서 가변적일 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 전자 장치는 폐배터리의 응답을 통해 가장 낮은 주파수를 결정한 경우, 임피던스 측정장치의 제어부는 상기 주파수를 이용하여 충전을 개시할 수 있다. 충전 출력은 기존의 충전 직류 전압과 정현파 전압이 합성된 출력으로 충전할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 전자 장치의 프로세서는 첫번째 단계로 스위프 제너레이터의 출력에 의한 폐배터리의 응답에서 반사계수가 가장 낮은 주파수를 찾을 수 있고, 두번째 단계로 상기 주파수를 이용하여 충전 진류전압과 중첩시켜 충전을 수행할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예에 따르면, 충전 직류전압과 정현파 전압이 중첩된 출력에 의한 충전은 충전시간과 효율면에서 최적의 충전을 수행할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 배경 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 폐배터리의 임피던스와 AC 신호를 이용하여 배터리를 충전하는 시스템을 설명하는 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 반사계수가 낮은 주파수를 찾는 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 배터리의 임피던스를 측정하기 위한 방법을 설명하는 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 배터리를 고효율로 충전하는 방법을 설명하는 도면이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 일 실시 예에 따른 배터리(209)의 임피던스와 AC 신호를 이용하여 배터리(209)를 충전하는 시스템(200)을 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 시스템(200)은 스위프 제너레이터(Sweep Generator)(201), 클램프 회로(Clamper Circuit)(202), 클램프 바이어스 회로(Clamper Bias Circuit)(203), 오토 주파수 트랙킹(Auto Frequency Tracking)(204), 제어부(Micro Control Unit, MCU)(205), I/V Detector(206)(또는 I/V 감지 회로(206)), 충전기(207), 신호 합성부(Signal Summing Unit)(208), 및 배터리 모듈(Battery Module)(209)(이하, 배터리(209))을 포함할 수 있다. 시스템(200)에 포함되는 구성요소들은 도 2에 도시된 구성요소들(예: 스위프 제너레이터(Sweep Generator)(201), 클램프 회로(Clamper Circuit)(202), 클램프 바이어스 회로(Clamper Bias Circuit)(203), 오토 주파수 트랙킹(Auto Frequency Tracking)(204), 제어부(Micro Control Unit, MCU)(205), I/V Detector(206), 충전기(207), 신호 합성부(Signal Summing Unit)(208), 및 배터리 모듈(Battery Module)(209))에 제한되지 않을 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치는 스위프 제너레이터(Sweep Generator)(201), 클램프 회로(Clamper Circuit)(202), 클램프 바이어스 회로(Clamper Bias Circuit)(203), 오토 주파수 트랙킹(Auto Frequency Tracking)(204), 제어부(Micro Control Unit, MCU)(205), I/V Detector(206), 충전기(207), 및 신호 합성부(Signal Summing Unit)(208)를 포함할 수 있다. 상기 전자 장치의 구성요소들은 상기 구성요소들에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 전자 장치는 상기 구성요소들에서 충전기(207)를 제외한 구성요소일 수도 있다. 상기 전자 장치는 디더(dither) 충전장치를 의미할 수 있다. 디더(dither)는 비선형 제어기법 중 하나이며, 안정화를 빠르게 하기 위해 떨림 전기신호를 주는 테크닉으로 이해될 수 있다. 상기 전자 장치는 폐배터리(또는 재사용 배터리)(예: 배터리(209))를 기존의 충전장치보다 효율적으로 충전할 수 있는 디더 충전장치를 의미할 수 있다. 상기 폐배터리를 상기 기존의 충전장치보다 효율적으로 충전하는 방법은 이하 본 문서에 걸쳐 설명하도록한다.
일 실시 예에 따르면, 배터리(209)는 외부 장치의 배터리를 의미할 수 있다. 배터리(209)는 상기 전자 장치를 이용하여 충전하고자 하는 외부 장치의 배터리를 의미할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 스위프 제너레이터(201)는 0.1Hz 내지 1MHz의 정현파 신호를 출력하는 소인발진기를 의미할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 클램프 회로(202)는 충전기(207)의 충전기 출력과 스위프 제너레이터(201)에서 출력되는 신호(예: 정현파 신호 또는 AC 신호)를 중첩하여 배터리(209)를 충전할 때 배터리(209)의 충전레벨과 동일한 레벨이 되도록 클램핑시키는 회로일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 클램프 바이어스 회로(203)는 클램프 회로(202)의 직류 바이어스를 제공하는 회로일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 오토 주파수 트랙킹(204)은 스위프 제너레이터(201)와 연동하여 동작하고, 배터리(209)의 임피던스가 가장 낮은 지점을 찾아가도록 트랙킹하는 회로일 수 있다. 오토 주파수 트랙킹(204)은 스위프제너레이터(201)와 연동하여 동작할 수 있다.
일 실시 예에 다르면, 제어부(205)는 도 2에 도시된 구성요소들의 신호들을 제어 및 처리하는 회로일 수 있다. 예를 들어, 제어부(205)는 스위프 제너레이터(201)의 출력을 배터리(209)에 인가할 수 있다. 상기 출력을 배터리(209)에 인가한 것에 응답하여, 제어부(205)는 반사계수가 가장 낮은 주파수에 해당하는 제1 주파수를 결정할 수 있다. 스위프 제너레이터(201)의 출력을 배터리(209)에 인가했을 때, 전류가 가장 많이 흐를 때에 대응하는 주파수는 반사계수가 가장 낮은 제1 주파수일 수 있다. 제어부(205)는 상기 제1 주파수를 결정한 것에 응답하여, 상기 제1 주파수에 대한 배터리(209)의 입력전류와 전압을 이용하여 배터리(209)의 임피던스를 계산할 수 있다. 제어부(205)는 상기 제1 주파수를 이용하여 배터리(209)를 충전할 수 있다. 제어부(205)는 상기 제1 주파수에 대응하는 정현파 전압과 충전기(207)의 직류 전압을 합성하여 합성 전압을 생성할 수 있다. 상기 합성 전압은 합성된 출력일 수 있다. 제어부(205)는 상기 합성 전압을 이용하여 배터리(209)를 충전할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, I/V Detector(206)는 배터리(209)의 입력전류와 전압을 검출할 수 있다. 제어부(205)는 I/V Detector(206)를 통해 검출한 입력전류와 전압을 이용하여, 배터리(209)의 임피던스를 계산할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 충전기(207)는 외부 장치의 배터리(예: 배터리(209))에 전력(또는 전원)을 제공하는 전력(또는 전원) 제공 장치로 이해될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 신호 합성부(208)는 충전기(207)의 직류 전압과 상기 제1 주파수에 대응하는 정현파 전압을 합성할 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 반사계수가 낮은 주파수를 찾는 방법을 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치 또는 도 2의 제어부(205)는 스위프 제너레이터(201)의 출력을 배터리(209)에 인가할 수 있다. 상기 전자 장치(예: 제어부(205))는 클램프 회로(202) 및 클램프 바이어스 회로(203)를 이용하여 스위프 제너레이터(201)의 출력을 배터리(209)에 인가할 수 있다. 클램프 회로(202) 및 클램프 바이어스 회로(203)는 배터리(209)의 현재전압과 동일하게 설정될 수 있다. 스위프 제너레이터(201)는 지정된 주파수 범위 사이에서 일정한 시간율로 반복 변화하는 RF 전압을 발생하도록 설계된 시험용 발진기를 의미할 수 있다. 스위프 제너레이터(201)의 출력 주파수는 10Hz 내지 2MHz 범위 내에서 가변적일 수 있다. 스위프 제너레이터(201)의 출력 레벨은 0V 내지 40V 범위 내에서 가변적일 수 있다. 스위프 제너레이터(201)는 지정된 주파수 범위 및 지정된 출력 레벨 범위에 기반하여 출력(또는 RF 전압)을 발생(또는 생성)시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자 장치(예: 제어부(205))는 스위프 제너레이터(201)의 출력을 배터리(209)에 인가한 것에 응답하여, 상기 전자 장치에 흐르는 전류의 크기를 감지할 수 있다. 상기 전류의 크기는 지정된 범위 내에서 가변적일 수 있다. 스위프 제너레이터(201)의 출력을 배터리(209)에 인가한 것에 응답하여, 상기 전자 장치는 상기 지정된 범위 내에서 상기 전류의 크기가 가장 큰 값에 대응하는 제1 값을 식별할 수 있다. 스위프 제너레이터(201)의 출력을 배터리(209)에 인가한 것에 응답하여, 상기 전자 장치는 오토 주파수 트랙킹(204)을 이용하여 상기 제1 값에 대응하는 제1 주파수를 식별할 수 있다. 상기 전자 장치는 오토 주파수 트랙킹(204)을 이용하여 상기 전류의 크기가 상기 제1 값일 때에 해당하는 스위프 제너레이터(201)의 출력 주파수를 상기 제1 주파수로 결정할 수 있다. 상기 제1 주파수는 반사계수가 가장 낮은 주파수로 이해될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 스위프 제너레이터(201)의 출력을 배터리(209)에 인가한 것에 응답하여, 상기 전자 장치는 오토 주파수 트랙킹(204)을 이용하여 상기 제1 주파수를 식별할 때까지 오토 주파수 트랙킹(204)의 동작을 유지할 수 있다. 상기 전자 장치는 상기 제1 주파수를 식별한 경우, 오토 주파수 트랙킹(204)의 동작을 중단할 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 배터리(209)의 임피던스를 측정하기 위한 방법을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치 또는 도 2의 제어부(205))가 상기 제1 주파수를 식별한 것에 응답하여, 상기 제1 주파수를 이용하여 배터리(209)의 임피던스를 측정할 수 있다. 상기 제1 주파수를 식별하는 동작은 도 3에서 설명된 내용에 의하여 수행된다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자 장치가 상기 제1 주파수를 식별한 후, 상기 전자 장치는 스위프 제너레이터(201)의 상기 제1 주파수에 해당하는 출력을 배터리(209)에 인가할 수 있다. 상기 전자 장치(예: 제어부(205))는 클램프 회로(202) 및 클램프 바이어스 회로(203)를 이용하여 스위프 제너레이터(201)의 상기 제1 주파수에 해당하는 출력을 배터리(209)에 인가할 수 있다. 클램프 회로(202) 및 클램프 바이어스 회로(203)는 배터리(209)의 현재전압과 동일하게 설정될 수 있다. 상기 전자 장치는 스위프 제너레이터(201)의 상기 제1 주파수를 배터리(209)에 공급할 수 있다. 상기 전자 장치는 스위프 제너레이터(201)로부터 배터리(209)에 공급되는 상기 제1 주파수에 대한 배터리(209)의 입력전류와 전압을 I/V Detector(206)를 이용하여 검출할 수 있다. 상기 전자 장치는 상기 검출된 입력전류와 전압에 대한 정보를 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자 장치(예: 제어부(205))는 상기 검출된 입력전류와 전압에 대한 정보를 이용하여, 배터리(209)의 임피던스를 계산할 수 있다. 상기 전자 장치는 상기 입력전류와 상기 전압의 비율(ratio)을 이용하여 배터리(209)의 임피던스를 계산할 수 있다. 예를 들어, 상기 전자 장치는 상기 입력전류에 대한 값을 상기 전압에 대한 값으로 나누어 배터리(209)의 임피던스를 계산할 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 배터리(209)를 고효율로 충전하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치 또는 도 2의 제어부(205))는 상기 제1 주파수를 식별한 것에 응답하여, 상기 제1 주파수를 이용하여 배터리(209)를 충전할 수 있다. 상기 제1 주파수를 식별하는 동작은 도 3에서 설명된 내용에 의하여 수행된다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자 장치가 상기 제1 주파수를 식별한 후, 상기 전자 장치는 충전기(207)의 제1 충전 직류 전압과 상기 제1 주파수에 대응하는 제1 충전 정현파 전압을 합성할 수 있다. 상기 전자 장치가 상기 제1 주파수를 식별한 것에 응답하여, 상기 전자 장치는 상기 제1 충전 직류 전압과 상기 제1 주파수에 대응하는 상기 제1 충전 정현파 전압을 합성하여 제1 합성 충전 전압을 생성할 수 있다. 상기 전자 장치는 상기 제1 합성 충전 전압을 이용하여 배터리(209)를 충전할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자 장치는 클램프 회로(202) 및 클램프 바이어스 회로(203)를 이용하여 상기 제1 주파수를 클램핑할 수 있다. 상기 전자 장치는 클램프 회로(202) 및 클램프 바이어스 회로(203)를 이용하여 클램핑된 상기 제1 합성 충전 전압을 이용하여 배터리(209)를 충전할 수 있다. 상기 전자 장치는 반사계수가 가장 낮은 제1 주파수로 클램핑하여 상기 제1 충전 직류 전압과 함께 배터리(209)를 충전할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 전자 장치에 있어서,
    정현파 신호를 출력하는 스위프 제너레이터(sweep generator);
    클램프 회로;
    클램프 바이어스 회로;
    오토 주파수 트래킹 회로;
    충전 회로;
    신호 합성 회로;
    외부 배터리의 입력전류와 입력전압의 비율을 감지하는 I/V 감지 회로;
    상기 스위프 제너레이터, 상기 클램프 회로, 상기 클램프 바이어스 회로, 상기 오토 주파수 트래킹 회로, 상기 충전 회로, 상기 신호 합성 회로, 및 상기 I/V 감지 회로와 작동적으로 연결되는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는:
    상기 클램프 회로 및 상기 클램프 바이어스 회로를 이용하여, 상기 스위프 제너레이터의 출력을 상기 외부 배터리에 인가하고, - 상기 스위프 제너레이터의 출력의 주파수는 10Hz 내지 2MHz 범위내에서 가변되고, 상기 스위프 제너레이터의 출력 레벨은 0V 내지 40V 범위내에서 가변됨 - ,
    상기 출력을 상기 외부 배터리에 인가한 것에 응답하여, 상기 전자 장치에 흐르는 전류의 크기가 지정된 범위 내에서 가변적으로 변하는 동안, 상기 오토 주파수 트래킹 회로를 통해 감지된 신호에 기초하여, 상기 스위프 제너레이터의 출력 주파수가 제1 주파수로 식별될 때까지 상기 스위프 제너레이터를 구동시키고, - 상기 제1 주파수는 상기 전류가 제1 값인 때 상기 오토 주파수 트래킹 회로를 통해 감지된 신호에 기초하여 식별된 값이며, 상기 제1 값은 상기 스위프 제너레이터의 출력 레벨이 0V 내지 40V 범위내에서 가변되는 것에 대응되어 가변되는 전류의 크기 중 최대 값에 대응함-,
    상기 제1 주파수가 식별된 것에 응답하여, 상기 제1 주파수를 상기 외부 배터리에 인가하고,
    상기 제1 주파수를 상기 외부 배터리에 인가한 것에 응답하여, 상기 I/V 감지 회로를 통해 상기 외부 배터리의 상기 입력전류 및 상기 입력전압을 감지하고, 및
    상기 외부 배터리의 상기 입력전류 및 상기 입력전압의 비율을 이용하여, 상기 외부 배터리의 임피던스(Impedance)를 계산하고,
    상기 제1 주파수를 식별한 것에 응답하여, 상기 신호 합성 회로를 통해, 상기 제1 주파수에 대응하는 제1 충전 정현파 전압과 상기 충전 회로의 제1 충전 직류 전압을 합성하여 제1 합성 충전 전압을 생성하고,
    상기 제1 합성 충전 전압을 이용하여 상기 외부 배터리를 충전하는, 전자 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 외부 배터리는 전기자동차용 배터리의 정격이 80% 미만인 배터리인, 전자 장치.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서는:
    상기 출력을 상기 외부 배터리에 인가한 것에 응답하여:
    상기 오토 주파수 트래킹 회로를 통해 상기 제1 주파수를 식별할 때까지, 상기 오토 주파수 트래킹 회로의 동작을 유지하고, 및
    상기 오토 주파수 트래킹 회로를 통해 상기 제1 주파수를 식별한 경우, 상기 오토 주파수 트래킹 회로의 동작을 중단하는, 전자 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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