KR102634121B1 - 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치 및 그방법 - Google Patents

배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치 및 그방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 방전기 및 배터리 팩과의 연결 상태를 파악하는 연결 상태 파악부, 방전기 및 배터리 팩과의 연결이 완료되면, 내부의 스위칭 모드 전원 공급 장치(SMPS:Switching Mode Power Supply)를 통해 전원을 공급하여 인터페이스를 활성화시킨 후 배터리 팩을 동작시키는 인터페이스 활성화부, 활성화된 인터페이스를 통해 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템(BMS:Battery Management System)의 정보를 방전기로 전달하여 방전기의 방전 동작이 수행되도록 하는 방전 동작 수행부 및 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 정보 중 방전 전압을 감시하여 인터페이스를 통해 쇼트 컨텍터를 동작시켜 배터리 팩의 전극을 쇼트시키는 쇼트 컨텍터 동작부를 포함한다.

Description

배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING POLARITY SHORT FOR BATTERY COMPLETE DISCHARGE}
본 발명은 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 방전기 및 배터리 팩과의 연결이 완료되면, 내부의 스위칭 모드 전원 공급 장치를 통해 활성화된 인터페이스를 통해 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 정보를 방전기로 전달하여 방전기의 방전 동작이 수행되도록 하고, 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 정보 중 방전 전압을 감시하여 인터페이스를 통해 쇼트 컨텍터를 동작시켜 배터리 팩의 전극을 쇼트시키는 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
제품군에 따른 적용이 용이하고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차전지는 화석 연료의 사용을 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점과 함께, 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 현재 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.
또한, 최근 단위 배터리 모듈을 복수 개 포함하는 배터리팩의 사용이 증가하고 있다. 구체적으로, 배터리 팩은 전기적으로 연결되어 있는 배터리 모듈을 복수 개 포함하며, 상대적으로 큰 전기용량을 필요로 하는 전기자동차(EV) 내지 하이브리드 전기자동차(HEV) 등에 사용되고 있다. 특히 전기자동차의 수요가 증가함에 따라 폐차 후 폐배터리 또는 기하급수적으로 증가하고 있다.
전기자동차 폐배터리는 잔존가치 판단을 위한 성능평가 후 성능이 양호한 폐배터리의 경우는 ESS등으로 재사용이 되거나, AS용으로 제재조로 활용되며, 성능이 불량한 폐배터리는 완전방전 후에 희유금속을 추출하기 위해 파쇄되고 재활용이 된다.
폐배터리는 전기차에서 분리되므로 성능평가와 완전방전 시 배터리 자체의 냉각시스템이 작동되지 않아 배터리 내부온도 상승에 따른 화재위험에 노출되어 있으며, 셀 전압 등의 배터리 상태를 알 수가 없으므로, 배터리 셀의 이상 유무에 대한 모니터링을 통한 안전한 충방전이 반드시 필요하다.
이와 관련하여, 한국공개특허 제10-2022-0126077호는 "폐배터리의 방전 처리 장치, 방전 처리 방법 및 방전 처리 시스템"에 관하여 개시하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 방전기 및 배터리 팩과의 연결이 완료되면, 내부의 스위칭 모드 전원 공급 장치(SMPS:Switching Mode Power Supply)를 통해 활성화된 인터페이스를 통해 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템(BMS:Battery Management System)의 정보를 방전기로 전달하여 방전기의 방전 동작이 수행되도록 하는 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 정보 중 방전 전압이 기 설정된 기준 범위 이내인 경우 인터페이스를 통해 쇼트 컨텍터를 동작시켜 배터리 팩의 전극을 쇼트시키는 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 배터리 팩의 방전이 종료되면 방전기와의 연결을 해제하고, 배터리 팩과의 연결은 기 설정된 시간을 유지하여 완전 방전되도록 한 후 해제를 제어하는 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치는 방전기 및 배터리 팩과의 연결 상태를 파악하는 연결 상태 파악부; 방전기 및 배터리 팩과의 연결이 완료되면, 내부의 스위칭 모드 전원 공급 장치(SMPS:Switching Mode Power Supply)를 통해 전원을 공급하여 인터페이스를 활성화시킨 후 배터리 팩을 동작시키는 인터페이스 활성화부; 활성화된 인터페이스를 통해 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템(BMS:Battery Management System)의 정보를 방전기로 전달하여 방전기의 방전 동작이 수행되도록 하는 방전 동작 수행부; 및 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 정보 중 방전 전압을 감시하여 인터페이스를 통해 쇼트 컨텍터를 동작시켜 배터리 팩의 전극을 쇼트시키는 쇼트 컨텍터 동작부;를 포함한다.
또한, 상기 방전 동작 수행부는 인터페이스를 통해 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 메인릴레이를 동작시켜 방전기와 배터리 팩간의 고전압 라인을 연결하여 방전기의 방전 동작을 시작하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 쇼트 컨텍터 동작부는 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 방전 전압이 기 설정된 기준 범위 이내인 경우 쇼트 컨텍터를 동작시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 배터리 팩의 방전이 종료되면, 방전기와의 연결 해제를 제어하는 방전기 연결 해제부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 방전기와의 연결이 해제된 후, 배터리 팩과의 연결은 기 설정된 시간을 유지하여 완전 방전되도록 한 후 해제를 제어하는 배터리 팩 연결 해제부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 방법은 연결 상태 파악부에 의해, 방전기 및 배터리 팩과의 연결 상태를 파악하는 단계; 인터페이스 활성화부에 의해, 방전기 및 배터리 팩과의 연결이 완료되면, 내부의 스위칭 모드 전원 공급 장치(SMPS:Switching Mode Power Supply)를 통해 전원을 공급하여 인터페이스를 활성화시킨 후 배터리 팩을 동작시키는 단계;방전 동작 수행부에 의해, 활성화된 인터페이스를 통해 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템(BMS:Battery Management System)의 정보를 방전기로 전달하여 방전기의 방전 동작이 수행되도록 하는 단계; 및 쇼트 컨텍터 동작부에 의해, 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 정보 중 방전 전압을 감시하여 인터페이스를 통해 쇼트 컨텍터를 동작시켜 배터리 팩의 전극을 쇼트시키는 단계;를 포함한다.
또한, 활성화된 인터페이스를 통해 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템(BMS:Battery Management System)의 정보를 방전기로 전달하여 방전기의 방전 동작이 수행되도록 하는 단계는, 인터페이스를 통해 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 메인릴레이를 동작시켜 방전기와 배터리 팩간의 고전압 라인을 연결하여 방전기의 방전 동작을 시작하는 것을 특징으로 한다.
또한, 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 정보 중 방전 전압을 감시하여 인터페이스를 통해 쇼트 컨텍터를 동작시켜 배터리 팩의 전극을 쇼트시키는 단계는, 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 방전 전압이 기 설정된 기준 범위 이내인 경우 쇼트 컨텍터를 동작시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 정보 중 방전 전압을 감시하여 인터페이스를 통해 쇼트 컨텍터를 동작시켜 배터리 팩의 전극을 쇼트시키는 단계 이후에, 배터리 팩의 방전이 종료되면, 방전기와의 연결 해제를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 배터리 팩의 방전이 종료되면, 방전기와의 연결 해제를 제어하는 단계 이후에. 방전기와의 연결이 해제된 후, 배터리 팩과의 연결은 기 설정된 시간을 유지하여 완전 방전되도록 한 후 해제를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치 및 그 방법은 방전기 및 배터리 팩과의 연결이 완료되면, 내부의 스위칭 모드 전원 공급 장치(SMPS:Switching Mode Power Supply)를 통해 활성화된 인터페이스를 통해 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템(BMS:Battery Management System)의 정보를 방전기로 전달하여 방전기의 방전 동작이 수행되도록 함으로써, 작업자의 고전압 노출을 막아 안전한 방전을 진행할 수 있으며, 간단한 연결로 작업시간을 축소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 정보 중 방전 전압이 기 설정된 기준 범위 이내인 경우 인터페이스를 통해 쇼트 컨텍터를 동작시켜 배터리 팩의 전극을 쇼트시킴으로써, 배터리 완전 방전을 개별로 실시할 수 있어 방전기 당 한 대의 배터리 팩 방전 방식에서 방전기와 여러대의 배터리 팩 방전을 독립적으로 지속 운영할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 배터리 팩의 방전이 종료되면 방전기와의 연결을 해제하고, 배터리 팩과의 연결은 기 설정된 시간을 유지하여 완전 방전되도록 한 후 해제함으로써, 배터리 리커버리 때문에 배터리 팩 전압이 상승되는 것을 방지하고 완전 방전을 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치가 적용되는 시스템에서 방전 준비를 위한 릴레이들의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치가 적용되는 시스템에서 전원 연결을 위한 릴레이들의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치가 적용되는 시스템에서 메인 릴레이 동작 및 방전을 위한 릴레이들의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치가 적용되는 시스템에서 방전 수행을 위한 릴레이들의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치가 적용되는 시스템에서 방전 중 쇼트 컨텍터 동작을 위한 릴레이들의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치가 적용되는 시스템에서 방전 종료 및 컨텍터 분리를 위한 릴레이들의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 방법의 순서를 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
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, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치(100)는 방전기와 배터리 팩 중간에 연결되고, 배터리 팩의 배터리 관리 시스템(BMS:Battery Management System)의 정보를 통한 배터리 방전 상태를 SOC와 배터리 셀전압으로 모니터링하여 방전기 컷 오프 시점과 극 쇼트 시점을 맞추어 동작하고, 방전기의 고전압 라인을 분리하더라도 지속적으로 배터리 팩의 메인 릴레이 동작과 컨텍터 동작으로 쇼트를 유지하도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치(100)에는 메인 릴레이와 병렬로 연결할 수 있는 버스바 형태의 구성 박스와 이를 직렬로 연결할 수 있는 퓨즈 저항기가 연결된 컨텍터, 배터리 팩의 배터리 관리 시스템(BMS:Battery Management System)의 정보를 수집할 수 있는 인터페이스, 12V 전원을 지원하는 어댑터와 동작 스위치로 구성될 수 있으며 이는 이후 도 2 내지 7에서 자세하게 설명하기로 한다.
이를 위해, 본 발명에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치(100)는 크게 연결 상태 파악부(110), 인터페이스 활성화부(120), 방전 동작 수행부(130), 쇼트 컨텍터 동작부(140), 방전기 연결 해제부(150) 및 배터리 팩 연결 해제부(160)를 포함한다.
연결 상태 파악부(110)는 방전기 및 배터리 팩과의 연결 상태를 파악한다.
인터페이스 활성화부(120)는 방전기 및 배터리 팩과의 연결이 완료되면, 내부의 스위칭 모드 전원 공급 장치(SMPS:Switching Mode Power Supply)를 통해 전원을 공급하여 인터페이스를 활성화시킨 후 배터리 팩을 동작시킨다.
방전 동작 수행부(130)는 활성화된 인터페이스를 통해 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템(BMS:Battery Management System)의 정보를 방전기로 전달하여 방전기의 방전 동작이 수행되도록 한다. 여기서, 배터리 관리 시스템은 배터리를 관리하는 시스템이다. 전기자동차(BEV)나 ESS 등에 탑재된 배터리의 전류, 전압, 온도 등을 센서를 통해 측정하고 미리 파악하여 배터리가 최적의 성능을 발휘할 수 있도록 제어한다. 배터리는 가장 작은 기본 단위인 셀(Cell), 셀들을 일정한 개수로 모아둔 모듈(Module), 그리고 배터리의 최종 형태라 할 수 있는 팩(Pack)으로 구성된다. 이러한 배터리에서 배터리 관리 시스템이 하는 역할은 각 셀의 전류, 전압을 조화롭게 맞춰주는 역할을 하는 것이다.
방전 동작 수행부(130)는 인터페이스를 통해 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 메인릴레이를 동작시켜 방전기와 배터리 팩간의 고전압 라인을 연결하여 방전기의 방전 동작이 시작되도록 한다.
쇼트 컨텍터 동작부(140)는 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 정보 중 방전 전압을 감시하여 인터페이스를 통해 쇼트 컨텍터를 동작시켜 배터리 팩의 전극(+,-)을 쇼트시킨다.
쇼트 컨텍터 동작부(140)는 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 방전 전압이 기 설정된 기준 범위 이내인 경우(극 쇼트 시점) 쇼트 컨텍터를 동작시킨다. 이때, 기 설정된 기준 범위는 5 내지 20 V 이내인 경우이나, 이에 한정되지는 않는다.
방전기 연결 해제부(150)는 배터리 팩의 방전이 종료되면, 방전기와의 연결 해제(방전기 컷 오프 시점)를 제어한다. 이때, 배터리 팩의 방전이 종료됨은 활성화된 인터페이스를 통해 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템(BMS:Battery Management System)의 정보로 파악할 수 있다.
배터리 팩 연결 해제부(160)는 방전기와의 연결이 해제된 후, 배터리 팩과의 연결은 기 설정된 시간을 유지(외부 전원을 지속 공급)하여 완전 방전되도록 한 후 해제를 제어한다.
배터리 팩 연결 해제부(160)는 기 설정된 시간 즉, 약 1~2일이 지난 후 작업자의 판단하에 스위치 전원을 차단한 후 분리되도록 하여 배터리 리커버리 때문에 배터리 팩 전압이 상승되는 것을 방지하고 완전 방전을 가능하게 한다.
도 2 내지 도 7은 본 발명에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치가 적용되는 시스템에서 릴레이들의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
여기서, 본 발명에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치가 적용되는 시스템은 방전기와 배터리 팩 중간에 연결되고, 메인 릴레이와 병렬로 연결할 수 있는 버스바 형태의 구성 박스와 이를 직렬로 연결할 수 있는 퓨즈(배터리 전압이 20V 이상에서는 S1 스위치가 동작하지 않으나, 쇼트로 인한 순간 과전류 발생 시 단선으로 배터리 팩을 보호), 저항기(저전압일지라도 전압이 존재하기 때문에 쇼트 발생시 컨텍터 접점 융착방지 역할을 함)가 연결된 컨텍터, 배터리 팩의 배터리 관리 시스템(BMS:Battery Management System)의 정보를 수집할 수 있는 인터페이스, 12V 전원을 지원하는 어댑터와 동작 스위치로 구성된다.
또한, 방전기는 배터리의 충전전압을 일정레벨까지 방전시키며, 내부에 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치로부터 전송되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 정보를 수신하는 통신 모듈을 포함하고 있다.
또한, 배터리 팩은 내부에 배터리 팩의 실시간 전류를 수집하는 배터리 관리 시스템(BMS:Battery Management System)을 포함할 수 있다. 여기서, 배터리 관리 시스템은 배터리의 전류, 전압, 온도 등 관련 정보를 센싱하여 배터리가 최적의 성능을 발휘하도록 한다. 이를 통해 관련 정보를 모니터링하여 배터리의 과충전 및/또는 과방전 상태를 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치가 적용되는 시스템에서 방전 준비를 위한 릴레이들의 동작을 설명하기 위한 도면으로, 방전기, 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치 및 배터리 팩을 연결시켜 방전을 준비한다.
도 3은 본 발명에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치가 적용되는 시스템에서 전원 연결을 위한 릴레이들의 동작을 설명하기 위한 도면으로, 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치 내부의 스위칭 모드 전원 공급 장치(SMPS:Switching Mode Power Supply)를 통해 인터페이스 12V 전원을 공급하여 배터리 팩을 동작시킨다.
도 4는 본 발명에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치가 적용되는 시스템에서 메인 릴레이 동작 및 방전을 위한 릴레이들의 동작을 설명하기 위한 도면으로, 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치 내부의 인터페이스를 통해 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템(BMS:Battery Management System)의 정보를 방전기로 전달한다. 다음, 인터페이스를 통한 배터리 관리 시스템(BMS:Battery Management System) 메인 릴레이가 동작하면, 배터리 팩과 방전기간의 고전압 라인을 연결한 후 방전기의 방전 동작이 수행되도록 한다.
도 5는 본 발명에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치가 적용되는 시스템에서 방전 수행을 위한 릴레이들의 동작을 설명하기 위한 도면으로, 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 방전 전압이 기 설정된 기준 범위(5 내지 20V) 이내인 경우, 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치 내부의 인터페이스를 통해 쇼트 컨텍터를 동작시켜 배터리 팩의 전극(+,-)을 쇼트시킨다.
도 6은 본 발명에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치가 적용되는 시스템에서 방전 중 쇼트 컨텍터 동작을 위한 릴레이들의 동작을 설명하기 위한 도면으로, 배터리 팩의 방전이 종료되면, 방전기와의 연결 해제를 제어한 후 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치의 쇼트 컨텍터를 통해 기 설정된 시간 동안 배터리 팩 완전 방전을 유지시킨다.
도 7은 본 발명에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치가 적용되는 시스템에서 방전 종료 및 컨텍터 분리를 위한 릴레이들의 동작을 설명하기 위한 도면으로, 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치의 쇼트 컨텍터를 통해 기 설정된 시간이 지난 후 배터리 팩이 완전 방전되면, 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치와 배터리 팩간의 연결을 해제한다.
도 8은 본 발명에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 방법의 순서를 설명하기 위한 순서도이다.
도 8을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 방법은 앞서 설명한 본 발명에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치를 이용하는 것으로, 이하 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
먼저, 방전기 및 배터리 팩과의 연결 상태를 파악한다(S100).
다음, 방전기 및 배터리 팩과의 연결이 완료되면, 내부의 스위칭 모드 전원 공급 장치(SMPS:Switching Mode Power Supply)를 통해 전원을 공급하여 인터페이스를 활성화시킨 후 배터리 팩을 동작시킨다(S110).
다음, 활성화된 인터페이스를 통해 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템(BMS:Battery Management System)의 정보를 방전기로 전달하여 방전기의 방전 동작이 수행되도록 한다(S120).
S120 단계는 인터페이스를 통해 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 메인릴레이를 동작시켜 방전기와 배터리 팩간의 고전압 라인을 연결하여 방전기의 방전 동작이 시작되도록 한다.
다음, 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 정보 중 방전 전압을 감시하여 인터페이스를 통해 쇼트 컨텍터를 동작시켜 배터리 팩의 전극(+,-)을 쇼트시킨다(S130).
S130 단계는 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 방전 전압이 기 설정된 기준 범위 이내인 경우 쇼트 컨텍터를 동작시킨다. 이때, 기 설정된 기준 범위는 5 내지 20 V 이내인 경우이나, 이에 한정되지는 않는다.
다음, 배터리 팩의 방전이 종료되면, 방전기와의 연결 해제를 제어한다(S140).
S140 단계에서, 배터리 팩의 방전이 종료됨은 활성화된 인터페이스를 통해 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 정보로 파악할 수 있다.
마지막으로, 방전기와의 연결이 해제된 후, 배터리 팩과의 연결은 기 설정된 시간을 유지하여 완전 방전되도록 한 후 해제를 제어한다(S150).
S150 단계는 기 설정된 시간 즉, 약 1~2일이 지난 후 작업자의 판단하에 스위치 전원을 차단한 후 분리되도록 하여 배터리 리커버리 때문에 배터리 팩 전압이 상승되는 것을 방지하고 완전 방전을 가능하게 한다.
이상 본 명세서에서 설명한 기능적 동작과 본 주제에 관한 실시형태들은 본 명세서에서 개시한 구조들 및 그들의 구조적인 등가물을 포함하여 디지털 전자 회로나 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 또는 하드웨어에서 또는 이들 중 하나 이상이 조합에서 구현 가능하다.
본 명세서에서 기술하는 주제의 실시형태는 하나 이상이 컴퓨터 프로그램 제품, 다시 말해 데이터 처리 장치에 의한 실행을 위하여 또는 그 동작을 제어하기 위하여 유형의 프로그램 매체 상에 인코딩되는 컴퓨터 프로그램 명령에 관한 하나 이상이 모듈로서 구현될 수 있다. 유형의 프로그램 매체는 전파형 신호이거나 컴퓨터로 판독 가능한 매체일 수 있다. 전파형 신호는 컴퓨터에 의한 실행을 위하여 적절한 수신기 장치로전송하기 위한 정보를 인코딩하기 위하여 생성되는 예컨대 기계가 생성한 전기적, 광학적 또는 전자기 신호와 같은 인공적으로 생성된 신호이다. 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 기계로 판독 가능한 저장장치, 기계로 판독 가능한 저장 기판, 메모리 장치, 기계로 판독 가능한 전파형 신호에 영향을 미치는 물질의 조합 또는 이들 중 하나 이상이 조합일 수 있다.
그리고 본 기술한 설명은 본 발명의 최상의 모드를 제시하고 있으며, 본 발명을 설명하기 위하여, 그리고 당업자가 본 발명을 제작 및 이용할 수 있도록 하기 위한 예를 제공하고 있다. 이렇게 작성된 명세서는 그 제시된 구체적인 용어에 본 발명을 제한하는 것이 아니다.
따라서, 상술한 예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다. 요컨대 본 발명이 의도하는 효과를 달성하기 위해 도면에 도시된 모든 기능 블록을 별도로 포함하거나 도면에 도시된 모든 순서를 도시된 순서 그대로 따라야만 하는 것은 아니며, 그렇지 않더라도 얼마든지 청구항에 기재된 본 발명의 기술적 범위에 속할 수 있음에 주의한다.
100 : 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치
110 : 연결 상태 파악부
120 : 인터페이스 활성화부
130 : 방전 동작 수행부
140 : 쇼트 컨텍터 동작부
150 : 방전기 연결 해제부
160 : 배터리 팩 연결 해제부

Claims (10)

  1. 방전기와 배터리 팩 사이에서, 상기 방전기의 고전압 라인과 분리 가능하게 연결되는 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치로,
    방전기 및 배터리 팩과의 연결 상태를 파악하는 연결 상태 파악부;
    방전기 및 배터리 팩과의 연결이 완료되면, 내부의 스위칭 모드 전원 공급 장치(SMPS:Switching Mode Power Supply)를 통해 전원을 공급하여 인터페이스를 활성화시킨 후 배터리 팩을 동작시키는 인터페이스 활성화부;
    활성화된 인터페이스를 통해 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템(BMS:Battery Management System)의 정보를 방전기로 전달하여 방전기의 방전 동작이 수행되도록 하는 방전 동작 수행부;
    취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 정보 중 방전 전압을 감시하여, 상기 방전 전압이 기 설정된 기준 범위 이내인 경우 인터페이스를 통해 쇼트 컨텍터를 동작시켜 배터리 팩의 전극을 쇼트시키는 쇼트 컨텍터 동작부;
    배터리 팩의 방전이 종료되면, 방전기와의 연결 해제를 제어하는 방전기 연결 해제부; 및
    방전기와의 연결이 해제된 후, 상기 극성 쇼트 제어 장치와 배터리 팩과의 연결을 유지하여 상기 배터리 팩이 완전 방전되도록 하는 배터리 팩 연결 해제부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방전 동작 수행부는 인터페이스를 통해 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 메인릴레이를 동작시켜 방전기와 배터리 팩간의 고전압 라인을 연결하여 방전기의 방전 동작을 시작하는 것을 특징으로 하는 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 따른 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 장치에 의한 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 방법으로,
    연결 상태 파악부에 의해, 방전기 및 배터리 팩과의 연결 상태를 파악하는 단계;
    인터페이스 활성화부에 의해, 방전기 및 배터리 팩과의 연결이 완료되면, 내부의 스위칭 모드 전원 공급 장치(SMPS:Switching Mode Power Supply)를 통해 전원을 공급하여 인터페이스를 활성화시킨 후 배터리 팩을 동작시키는 단계;
    방전 동작 수행부에 의해, 활성화된 인터페이스를 통해 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템(BMS:Battery Management System)의 정보를 방전기로 전달하여 방전기의 방전 동작이 수행되도록 하는 단계; 및
    쇼트 컨텍터 동작부에 의해, 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 정보 중 방전 전압을 감시하여 인터페이스를 통해 쇼트 컨텍터를 동작시켜 배터리 팩의 전극을 쇼트시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    활성화된 인터페이스를 통해 취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템(BMS:Battery Management System)의 정보를 방전기로 전달하여 방전기의 방전 동작이 수행되도록 하는 단계는,
    인터페이스를 통해 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 메인릴레이를 동작시켜 방전기와 배터리 팩간의 고전압 라인을 연결하여 방전기의 방전 동작을 시작하는 것을 특징으로 하는 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 정보 중 방전 전압을 감시하여 인터페이스를 통해 쇼트 컨텍터를 동작시켜 배터리 팩의 전극을 쇼트시키는 단계는,
    취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 방전 전압이 기 설정된 기준 범위 이내인 경우 쇼트 컨텍터를 동작시키는 것을 특징으로 하는 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    취득되는 배터리 팩의 배터리 관리 시스템의 정보 중 방전 전압을 감시하여 인터페이스를 통해 쇼트 컨텍터를 동작시켜 배터리 팩의 전극을 쇼트시키는 단계 이후에,
    배터리 팩의 방전이 종료되면, 방전기와의 연결 해제를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 완전 방전을 위한 극성 쇼트 제어 방법.
  10. 삭제
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