KR19980068455A

KR19980068455A - 전지 충전방법

Info

Publication number: KR19980068455A
Application number: KR1019970005048A
Authority: KR
Inventors: 송승구
Original assignee: 김광호; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-02-19
Filing date: 1997-02-19
Publication date: 1998-10-15

Abstract

본 발명에 따른 전지 충전방법은, 복수의 전지를 충전시킴에 있어서, 모든 전지를 소정 시간 간격으로 직렬연결과 병렬연결 상태로 교번 변환하여 충전시키는 점에 그 특징이 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 직렬로 연결된 전지로 구성된 전지 모듈을 충전할 때 개별 전지를 일정 시간 주기로 병렬연결로 전환하여 줌으로써 충전이 많이 된 전지로부터 충전이 적게 된 전지로 전류가 흘러 모든 전지가 균일하게 충전될 수 있는 장점이 있다.

Description

전지 충전방법

본 발명은 전지 충전방법에 관한 것으로서, 특히 복수의 전지를 균일하게 충전시킬 수 있는 전지 충전방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전지를 사용하는 모든 장치는 일정한 전압을 유지하기 위해 2개 이상의 전지를 직렬로 연결하여 사용하는 경우가 많다. 그리고, 그와 같은 전지의 사용으로 전지가 소모되면, 새로운 전지로 교체하거나 전지를 재충전하여 사용한다.

전지를 충전하는 충전기는 통상 전체 전지의 전압만을 고려하여 전지 모듈의 충전을 제어하므로, 전지 간의 불균형이 유발되고, 그로 인해 전지의 수명이 단축되는 문제가 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해서는 전지의 상태를 개별적으로 측정하고, 각각 알맞게 충전을 제어해야 한다. 그러나, 전지를 개별적으로 충전하기 위해 전지마다 센서(sensor)와 파워 서플라이(power supply)를 사용하는 것은 비용과 부피면에서 어려움이 따른다. 또한, 각 전지에 바이패스(bypass) 회로를 달아 충전이 완료된 전지를 충전회로로부터 바이패스 시키는 방법은 다수의 릴레이를 사용하므로 충전기의 회로가 복잡해질 수 있다. 그리고, 바이패스 다이오드(diode)를 사용하는 경우 다이오드 자체의 전력 소모로 인해 충전효율이 떨어진다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 다수의 전지를 균등하게 충전시킬 수 있는 전지 충전방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 전지 충전방법에 따라 전지를 충전하는 상태를 개략적으로나타내 보인 회로구성도.

도 2는 본 발명의 전지 충전방법에 따라 다수의 전지를 한꺼번에 충전시키는 상태를 나타내 보인 회로구성도.

도 3은 2개의 전지중 1개를 50% 방전한 후, 병렬연결하여 소정 시간 경과후 직렬연결하여 방전한 결과를 나타내 보인 그래프.

도 4는 2개의 전지중 1개를 50% 방전한 직후, 직렬연결하여 방전한 결과를 나타내 보인 그래프.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11a,11b,21a,21b,21c,21d...전지12,22,23,24...DPDT 릴레이

A∼H...접속선

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전지 충전방법은, 복수의 전지를 충전시킴에 있어서, 모든 전지를 소정 시간 간격으로 직렬연결과 병렬연결 상태로 교번 변환하여 충전시키는 점에 그 특징이 있다.

이하 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 전지 충전방법에 따라 전지를 충전하는 상태를 개략적으로나타내 보인 회로구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 두 개의 전지(11a)(11b)는 DPDT(double pole double throw) 릴레이(12)에 의해 상호 접속되고, 그 릴레이(12)의 내부 스위치(12a)(12b)의 온/오프(on/off) 여부에 따라 직렬연결이나 병렬연결 상태로 각각 변환된다. 예컨대, 상기 릴레이(12)의 내부 스위치(12a)(12b)가 본 도 2에서와 같이 오프 상태이면 일측 스위치(12a)가 접속선 C에서 떨어지고, 타측 스위치(12b)는 접속선 C에 접속되어 두 개의 전지(11a)(11b)는 직렬연결 상태가 된다. 이 때, 두 개의 전지(11a)(11b)는 외부 전원(미도시)에 의해 충전된다. 그리고, 상기 내부 스위치(12a)(12b)가 온 상태이면 일측 스위치(12a)가 접속선 C에 접속되고, 타측 스위치(12b)는 접속선 C에서 떨어져 접속선 D에 접속되어 두 개의 전지(11a)(11b)는 병렬연결 상태가 된다. 이 때, 두 개의 전지(11a)(11b)는 외부 전원에 의해 충전되지 않으며, 충전이 많이 된 전지로부터 충전이 적게 된 전지로 전류가 흐르게 된다.

한편, 도 2는 이상과 같은 충전방법에 의해 다수의 전지를 한꺼번에 충전시키는 상태를 나타내 보인 회로구성도이다.

이 도 2의 경우도 상기 도 1의 경우와 마찬가지로 충전의 근본적인 원리는 동일하다. 다만, 전지들(21a∼21d)을 3개의 DPDT 릴레이(22∼24)를 이용하여 접속할 수도 있고, 1개의 MPDT(multi-pole double throw) 릴레이, 예컨대 1개의 6-pole DT 릴레이를 이용하여 접속할 수도 있다.

그러면, 도 2를 참조하면서 본 발명의 방법에 따라 전지를 충전하는 과정에 대해 간략히 설명해 보기로 한다.

충전이 시작되는 시점에서 전지들(21a∼21d)은 직렬연결 상태로 유지된다. 그와 같은 직렬연결 상태에서 충전기(미도시)에 의해 일정시간 동안 충전이 되면, 충전기의 전원이 꺼지고, 상기 3개의 DPDT 릴레이(22∼24)의 스위치들(22a)(22b) (23a)(23b)(24a)(24b)이 온된다. 그에 따라 전지들(21a∼21d)은 직렬연결 상태에서 병렬연결 상태로 변환된다. 이와 같은 상태에서는 전술한 바와 같이 충전기에 의해 충전이 되지 않으며, 충전이 많이 된 전지로부터 충전이 적게 된 전지로 전류가 흐르게 된다. 따라서, 전지들 간의 충전량은 균등하게 된다. 이에 대해 하나의 실험예를 참조하여 부연해 보기로 한다.

도 3 및 도 4는 전지의 직렬연결 및 병렬연결과 관련한 전지 방전 결과를 나나내 보인 것으로서, 도 3은 2개의 전지중 1개를 50% 방전한 후, 병렬연결하여 소정 시간 경과후 직렬연결하여 방전한 결과를 보여주는 그래프이고, 도 4는 2개의 전지중 1개를 50% 방전한 직후, 직렬연결하여 방전한 결과를 보여주는 그래프이다.

도 3을 참조하면, 방전 후 2개의 전지의 최종 전압치(V1)(V2) 간의 차이는 0.074V로서 2개의 전지의 전압치는 거의 균등함을 알 수 있다. 그러나, 도 4를 참조하면 방전 후 2개의 전지의 최종 전압치(V3)(V4) 간의 차이는 0.234V로서 2개의 전지의 전압치는 큰 격차를 보이고 있다. 결국, 도 3의 경우 병렬연결에 의해 방전이 안된 전지에서 50% 방전된 전지로 전류가 흘러 두 전지의 최종 전하량이 거의 균등해졌음을 알 수 있다.

한편, 상기 병렬연결 상태에서 일정 시간이 경과되면 상기 스위치들(22a) (22b)(23a)(23b)(24a)(24b)이 오프되어 전지들(21a∼21d)은 다시 직렬연결 상태로 되고, 충전기의 전원도 켜져 다시 충전이 된다. 이와 같은 직/병렬 교번 변환은 전지들(21a∼21d)이 완전히 충전될 때까지 지속된다. 결국, 전지들이 완전히 충전되었을 때, 전지들(21a∼21d)은 거의 균등한 충전량을 가지게 된다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 전지 충전방법은 직렬로 연결된 전지로 구성된 전지 모듈을 충전할 때 개별 전지를 일정 시간 주기로 병렬연결로 전환하여 줌으로써 충전이 많이 된 전지로부터 충전이 적게 된 전지로 전류가 흘러 모든 전지가 균일하게 충전될 수 있는 장점이 있다.

Claims

복수의 전지를 충전시킴에 있어서,

모든 전지를 소정 시간 간격으로 직렬연결과 병렬연결 상태로 교번 변환하여 충전시키는 것을 특징으로 하는 전지 충전방법.
제1항에 있어서, 상기 모든 전지를 DPDT 릴레이를 사용하여 교번으로 직렬연결과 병렬연결 상태로 변환시키는 것을 특징으로 하는 전지 충전방법.
제1항에 있어서, 상기 모든 전지를 MPDT 릴레이를 사용하여 교번으로 직렬연결과 병렬연결 상태로 변환시키는 것을 특징으로 하는 전지 충전방법.