KR20010088893A - Lifr span lengthening device for efficient use of battery - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A life span lengthening device of a battery having an advanced performance is provided to make it possible to double a use efficiency of the battery by re-energizing crystallized sulfate SO4 accumulated on a polar plate through a use of a direct current pulse onto the battery and by returning it as activated sulfur molecules to electrolyte of the battery. CONSTITUTION: The life span lengthening device(2) comprises a state monitoring part(30) for sensing a case that voltage higher than maintenance voltage of the battery(1) is applied to an interval of first and second power terminals of the battery(1) and generating a driving signal; and a pulse generating part for generating direct current pulse in response to the driving signal of the state monitoring part(30) and providing it to the first power terminal of the battery.

Description

배터리(납축전지)의 효율적 사용을 위한 수명연장장치{LIFR SPAN LENGTHENING DEVICE FOR EFFICIENT USE OF BATTERY}LIFE SPAN LENGTHENING DEVICE FOR EFFICIENT USE OF BATTERY}

따라서, 본 발명의 목적은 배터리 극판에 붙어 있는 황산염을 제거함으로서 깨끗한 극판과 강한 전해질을 유지케하여 배터리의 성능 향상 및 수명연장이 가능하도록 함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to remove the sulfate attached to the battery electrode plate to maintain a clean electrode plate and a strong electrolyte to enable improved battery performance and longer life.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배터리 수명연장장치는, 상기 배터리의 보유전압보다 높은 전압이 상기 배터리의 제1,2전원단자사이에 인가될 경우에 이를 감지하여 구동신호를 발생하는 상태 감시부와; 상기 상태 감시부의 구동신호에 응답하여 직류펄스를 발생하여 상기 배터리의 상기 제1전원단자에 공급하는 펄스 발생부를 구비함을 특징으로 한다.Battery life extension apparatus of the present invention for achieving the above object, the state monitoring to generate a drive signal by detecting when a voltage higher than the holding voltage of the battery is applied between the first and second power terminals of the battery Wealth; And a pulse generator configured to generate a DC pulse in response to a driving signal of the state monitor and to supply the first power terminal of the battery.

또한, 재충전 가능한 배터리의 충전을 보조하기 위한 본 발명의 방법은, 상기 배터리의 충전시 그 충전전압을 수신하는 단계와; 상기 충전전압을 주기적으로 단속함에 의해 역기전력을 얻어 약 수십 킬로 헤르츠 대역의 구형과 펄스를 발생하는 단계와; 상기 구형파 펄스를 상기 배터리의 양극을 통해 양극판에 연속적으로 공급하는 단계를 가짐을 특징으로 한다.In addition, the method of the present invention for assisting in charging a rechargeable battery comprises the steps of: receiving a charge voltage upon charging of the battery; Generating a spherical shape and a pulse of about tens of kilohertz bands by obtaining a counter electromotive force by periodically interrupting the charging voltage; And supplying the square wave pulse continuously to the positive electrode plate through the positive electrode of the battery.

이에 따라, 배터리 극판상의 황산염을 제거하여 이를 활성 황분자로서 전해질로 되돌려주어 배터리의 성능향상이 가능해진다.Accordingly, the sulfate of the battery plate is removed and returned to the electrolyte as active sulfur molecules, thereby improving the performance of the battery.

본 발명은 연산배터리(납축전지)의 성능 향상 및 수명연장을 위한 회로장치에 관한 것이다.The present invention relates to a circuit device for improving the performance and life of the lead-acid battery (lead storage battery).

일반적으로, 배터리란 화학적 에너지를 전기적 에너지로 바꾸어주는 방전과 전기적 에너지를 화학적 에너지로 바꾸어주는 충전의 사이클을 통해 배터리의 기능을 한다. 통상, 상기 배터리(납축전지)는 방전시 황산염(sulfate, SO4)이 극판과 결합함으로써 물이 생성되어 비중이 낮아지고, 다시 충전 시에는 결합된 황산염이 전해액으로 돌아와 비중이 높아지게 된다. 즉, 그러한 배터리는 갈바니(Galvani)전지의 응용인 납 축전지로서 진한 황산 수용액에 담근 납(Pb)과 이산화납(PbO2)의 전극으로 구성되어 있고, 결국,In general, a battery functions as a battery through a cycle of discharge that converts chemical energy into electrical energy and a charge cycle that converts electrical energy into chemical energy. In general, the battery (lead acid battery) has a low specific gravity because water is generated by combining sulfate (SO 4 ) with the electrode plate at the time of discharge, and when the charged sulfate is returned to the electrolyte, the specific gravity increases. That is, such a battery is a lead storage battery which is an application of a galvanic cell, and is composed of electrodes of lead (Pb) and lead dioxide (PbO 2 ) dipped in a concentrated aqueous sulfuric acid solution.

양극:anode:

Pb(s)+HSO4- →PbSO4(s)+H++ 2e- Pb (s) + HSO 4 - → PbSO 4 (s) + H + + 2e -

음극:cathode:

PbO2(s) + HSO4 -+ 3H++ 2e-→PbSO4(s) + 2H2O PbO 2 (s) + HSO 4 - + 3H + + 2e - → PbSO 4 (s) + 2H 2 O

전지:battery:

Pb(s) + Pbo2(s) + 2HSO4- + 2H+→2PbSO4(s) + 2H2OPb (s) + Pbo 2 (s) + 2HSO 4- + 2H + → 2PbSO 4 (s) + 2H 2 O

와 같이 전지반응이 일어난다. 두 전극반응은 불용성인 PbSO4를 생성하며, 이 것은 두 전극에 부착되며, 전지가 방전시 황산이 소모되고 물이 생성되고, 물의 밀도는 황산용액 밀도의 약 70퍼센트가 되기 때문에 전지의 충전상태는 전해액의 밀도를 측정하면 알 수 있으며, 전지가 재충전될 때 전극반응은 역반응이 된다.The battery reaction occurs as follows. The two-electrode reaction produces insoluble PbSO 4 , which attaches to both electrodes, discharging sulfuric acid and discharging water when the battery discharges, and the density of the water is about 70 percent of the density of the sulfuric acid solution. This can be determined by measuring the density of the electrolyte, and the electrode reaction becomes reverse when the battery is recharged.

그러나, 오랜기간동안의 충/방전 사이클을 거치는 동안 방전(자가방전 포함)시 달라 붙어있던 황산염이 충전시에 이탈되지 아니하고 그대로 달라붙어 있는 경우가 발생하는데, 이것을 황산화(황산연화)현상이라 부른다. 이러한 황산화 현상은 배터리가 보다 많이 방전될 수록, 충/방전 사이클의 횟수가 많을 수록 심해지며, 이에 기인하여 일반적인 연산 배터리의 80퍼센트 이상이 폐기 처리되는 것으로 알려져 있다.However, during long periods of charge / discharge cycles, sulphates that are stuck during discharge (including self-discharge) do not escape during charging and remain stuck together. This is called sulphate softening. . This sulphation becomes more severe as the battery is discharged more and the number of charge / discharge cycles is increased, resulting in more than 80 percent of a typical operational battery being disposed of.

상기 황산염(SO4)은 활물질층에서 극판과 결합 및 SO4끼리 결합을 형성하여 피막형태로 극판을 덮어 싸고 있는 절연막인데, 이에 따라 화학, 전기반응의 통로가 차단되고 절연 기능을 하게 되어 배터리의 전압, 용량 및 비중도를 떨어뜨림은 물론 배터리의 황산화를 형성하는 황분자는 전해질로부터 없어지게 되는데, 이 경우가 바로 전해질이 비효율적으로 되는 원인이 된다. 배터리가 충전전류를 받고 강한 방전전류를 공급하기 위해서는 깨끗한 극판과 강한 전해질의 여부가 매우 중요한 것으로, 황산연화된 배터리는 두 것중 아무 것도 할 수 없게 된다. 물론 상술한 바와 같이 강력한 재충전의 경우 어느 정도의 황산염은 제거가 가능한 것이나 그 전부를 제거할 수는 없으며, 궁극적으로 어느 정도의 방전주기를 지난 후에는 배터리 극판은 효과적인 재충전을 불가능하게 하는 황산염으로 덮이게 되거나 극판이 부식되어 결국 배터리가 폐기된다.The sulfate (SO 4 ) is an insulating film covering the pole plate in the form of a film by forming a bond with the pole plate and SO 4 comrades in the active material layer, according to which the passage of the chemical, electrical reaction is blocked and the insulating function of the battery Sulfur molecules that form voltages, capacities and specific gravity, as well as the sulfidation of the battery are removed from the electrolyte, which causes the electrolyte to become inefficient. In order for the battery to receive a charging current and supply a strong discharge current, it is very important to have a clean electrode plate and a strong electrolyte, and the sulfated battery can do neither. Of course, in the case of strong recharging as described above, some sulfate can be removed but not all of it, and ultimately after a certain discharge cycle, the battery plate is covered with a sulfate that makes effective recharging impossible. This can lead to corrosion of the plate and eventually the disposal of the battery.

상기한 황산연화 현상은 배터리의 부하테스트에도 좋지 못한 악 영향을 미친다. 예컨대 배터리의 극판들이 심하게 부식되고 극판물질들이 배터리 바닥으로 가라앉는 현상은 극판의 표면적을 극대화하여 짧은 기간에 최고 전류방전을 위해 고다공성으로 제조되기 때문에 발생하는 것으로, 이 것은 소형 배터리의 구조가 짧은 시간안에 고전류 용량을 발생할 수 있도록 함에 기인하는 것이고, 황산염은 극판의 정공속으로 들어가며, 결정화 상태까지 진행하면서 빠르게 팽창하여 상술한 바와 같이 극판의 활물질층을 파괴함으로써 이를 탈락시키게 되어 결국 배터리의 노후화와 수명의 단축을 야기하는 것이다. 또한, 극판의 부식은 배터리가 저충전된 상태에서도 발생하는데 배터리 이론에 의하면 셀 전압은 음극판이 형체를 유지하도록 하는 셀당 2.5볼트에 도달되어야 한다는 것인데, 이는 예컨대 12볼트 배터리의 경우에 15볼트를 정도를 의미하는 것으로, 만약 이와 같지 아니하다면 음극 패널은 약한 상태로 남아 있게 되어 차량의 진동 등에 의해 부식되기 쉽다.The sulfuric acid softening phenomenon has a bad effect on the load test of the battery. For example, the pole plates of the battery are severely corroded and the plate material sinks to the bottom of the battery because the surface of the plate is maximized to produce high porosity for maximum current discharge in a short period of time. It is due to the ability to generate a high current capacity in time, and the sulfate enters the hole velocity of the plate and rapidly expands as it proceeds to the crystallization state, thereby destroying the active material layer of the plate as described above. It causes a shortened life. In addition, the corrosion of the pole plates occurs even when the battery is undercharged. According to battery theory, the cell voltage must reach 2.5 volts per cell to keep the negative plate in shape, for example, about 15 volts for a 12 volt battery. If it is not the same, the negative electrode panel remains in a weak state and is easily corroded by vibration of the vehicle.

통상의 자동차 시스템에서는 전압조정장치가 일반적으로 14.2볼트를 초과하지 아니한데, 따라서 12볼트의 배터리가 충전상태를 유지하기 위해서는 최소한 14.1볼트의 전압은 받아야 하나, 차량에 있어 배터리 최고의 전압은 달리 부하가 없는 상태에서 13.9볼트에 불과하고, 여기에 히터나 등화장치 등의 전기적 부하가추가되었을 때 전압은 13.7볼트로 떨어짐으로 저충전된 상태의 계속으로 수명은 급속히 단축된다.In a typical automotive system, the voltage regulator typically does not exceed 14.2 volts, so a 12 volt battery must receive at least 14.1 volts to maintain a charge, but in a vehicle the maximum voltage of the battery is different. With only 13.9 volts in the absence, when electrical loads such as heaters or equalizers are added to it, the voltage drops to 13.7 volts, resulting in a shortened life cycle with a low charge.

따라서, 종래에는 배터리의 극판이 효과적인 재충전을 불가능하게 하는 황산염으로 덮이게 되거나 극판이 부식되어 결국 배터리의 수명이 급속히 단축되어 단기간에 폐기되는 문제점이 있어 왔다.Accordingly, there has been a problem in that the electrode plate of the battery is covered with sulfate, which makes it impossible to effectively recharge, or the electrode plate is corroded, resulting in a rapid shortening of the battery life and thus disposal in a short time.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 회로 구성도1 is a circuit diagram according to an embodiment of the present invention

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 회로구성도가 나타나 있다. 도면에서 배터리(1)에 연결되는 수명연장 장치(2)는 상태 감시부(30)와, 상기 상태감시부(30)를 제외한 나머지의 구성인 펄스 발생부로 이루어져 있다.1, there is shown a circuit configuration according to an embodiment of the present invention. In the drawing, the life extension device 2 connected to the battery 1 includes a state monitoring unit 30 and a pulse generating unit having the remaining configuration except for the state monitoring unit 30.

상기 상태 감시부(30)는 상기 배터리(1)의 보유전압보다 높은 전압이 상기 배터리의 제1,2전원단자(+,-)사이에 인가될 경우에 이를 감지하여 구동신호를 발생하기 위해, 상기 배터리의 제1,2전원단자사이의 전압을 검출하는 전압검출기와, 상기 전압검출기의 출력 전압이 상기 배터리의 보유전압보다 소정레벨이상 높은 경우에 동작되어 상기 구동신호를 출력하는 구동스위치로 이루어진다. 상기 전압검출기는, 상기 제1전원단자에 순방향으로 연결된 다이오드(32)와, 상기 다이오드에 일단이 연결된 저항(34)과, 상기 저항(34)의 타단과 접지간에 연결된 가변저항(36)으로 구성되며, 상기 구동스위치(38)는 베이스가 상기 가변저항에 연결되고 에미터가 접지에 연결되며 콜렉터로 상기 구동신호를 제공하는 트랜지스터 "2SC945"로 되어 있다.The state monitor 30 detects when a voltage higher than the holding voltage of the battery 1 is applied between the first and second power terminals (+,-) of the battery, and generates a driving signal. A voltage detector for detecting a voltage between the first and second power supply terminals of the battery, and a driving switch which is operated when the output voltage of the voltage detector is higher than a predetermined level by the battery's holding voltage and outputs the driving signal. . The voltage detector includes a diode 32 connected to the first power terminal in a forward direction, a resistor 34 connected to one end of the diode, and a variable resistor 36 connected between the other end of the resistor 34 and the ground. The drive switch 38 is a transistor " 2SC945 " which has a base connected to the variable resistor, an emitter connected to ground, and providing the drive signal to a collector.

상기 펄스발생부는, 상기 상태 감시부의 구동신호에 응답하여 직류펄스를 발생하여 상기 배터리의 상기 제1전원단자에 공급하기 위해, 상기 구동신호에 응답하여 소정주파수로 발진하는 클럭신호를 생성하는 발진기(20)와, 상기 발진기의 클럭신호에 응답하여 스위칭동작을 수행하는 스위치(40)와, 상기 제1전원단자와 상기 스위치의 출력단사이에 연결되며 상기 스위치의 스위칭 동작에 생성되는 코일의 역기전력에 의해 상기 직류 펄스를 발생하는 직류 펄스발생기(10)로 구성된다.The pulse generator comprises an oscillator for generating a clock signal oscillating at a predetermined frequency in response to the drive signal to generate a DC pulse in response to the drive signal of the state monitoring unit to supply to the first power terminal of the battery ( 20), a switch 40 which performs a switching operation in response to a clock signal of the oscillator, and a counter electromotive force of a coil connected between the first power terminal and an output terminal of the switch and generated in the switching operation of the switch. It consists of a DC pulse generator 10 for generating the DC pulse.

상기 발진기(20)는 10.1킬로헤르츠(KHz)대의 주파수를 발생하는 발진용 집적회로 "4584"로 되어 있으며, 상기 스위치(40)는 에미터가 접지되고 베이스가 상기 발진기의 출력에 연결되고 콜렉터가 상기 직류펄스 발생기에 연결된 트랜지스터 "IRF540"으로 되어 있다. 상기 직류펄스 발생기(10)는, 상기 제1전원단자와 상기 스위치의 출력단사이에 역방향으로 연결된 다이오드(12)와, 상기 다이오드(12)의 캐소드에 일단이 연결된 저항(14)과, 상기 저항(14)의 타단과 접지간에 연결된 캐패시터(16)와, 상기 저항(14)의 타단과 상기 스위치(40)의 출력단사이에 연결된 인덕터 코일(18)로 이루어진다. 저항(39)은 전류 차단용 저항이다.The oscillator 20 is an oscillator integrated circuit " 4584 " generating a frequency of 10.1 kHz (KHz). The switch 40 has an emitter grounded and a base connected to the output of the oscillator. And a transistor " IRF540 " connected to the DC pulse generator. The DC pulse generator 10 includes a diode 12 connected in a reverse direction between the first power terminal and an output terminal of the switch, a resistor 14 having one end connected to a cathode of the diode 12, and the resistor ( A capacitor 16 connected between the other end of the circuit 14 and ground, and an inductor coil 18 connected between the other end of the resistor 14 and the output terminal of the switch 40. The resistor 39 is a current blocking resistor.

상기 수명연장 장치(2)가 적용되는 배터리(1)는 재 충전가능한 배터리로서 통상의 승용차, 화물차, 버스 등의 자동차용 배터리나 혹은 산업용 배터리가 모두 포함될 수 있다. 상기 수명연장장치(2)는 상기 배터리(1)의 일정부위 바람직하기로는 상부에 접착을 통하여 장착된다.The battery 1 to which the life extension device 2 is applied may be a rechargeable battery, and may include both an automobile battery or an industrial battery, such as a conventional passenger car, a truck, a bus, and the like. The life extension device (2) is mounted through adhesion to a predetermined portion of the battery (1), preferably the upper portion.

상기한 구성을 가지는 수명연장 장치(2)의 동작을 이하에서 설명한다. 상기 수명연장 장치(2)를 통상적인 승용차의 배터리에 장착한 경우를 예를들어 설명한다. 승용차의 시동이 꺼져 있는 상태에서 상기 배터리(1)의 보유전압은 통상적으로 대략 12.5볼트이하이다. 따라서, 도면 1내의 상기 상태 감시부(30)는 배터리(1)의제1,2전원단자(+,-)사이에 인가되는 전압이 12.5볼트임을 감지하여 구동신호를 발생하지 않는다. 이를 상세히 설명하면, 전압검출기내의 다이오드(32) 및 저항(34)과 가변저항(36)에 의해, 구동스위치인 트랜지스터(38)의 턴온조건을 결정하는 기준전압이 설정된다. 따라서, 약 13.2볼트 근방에서 상기 트랜지스터(38)가 턴온되도록 상기 가변저항(36)을 미리 조절해 두면, 상기와 같이 시동이 꺼져 있는 상태에서는 12.5볼트 이하이므로 상기 트랜지스터(38)는 턴 오프상태를 유지한다. 이에 따라, 트랜지스터(38)의 콜렉터 단자는 12.5볼트 이하의 전압이 걸려 있으나, 전류는 에미터 단자로 흐르지 못하는 상태이다. 이는 전압의 논리 레벨로 "하이"가 되므로, 펄스 발생부내의 발진기(20)가 오프되어 발진동작이 행하여지지 않으며 그에 따라, 스위치인 트랜지스터(40)의 베이스에도 논리레벨 "로우"가 인가되어 턴오프된다. 따라서, 상기 트랜지스터(40)는 스위칭 동작을 행하지 못하므로 직류 펄스발생기(10)내의 코일(18)에는 역기전력이 생성되지 않는다. 따라서, 시동이 꺼져 있는 경우에 상기 수명연장 장치(2)의 내부 동작은 모두 차단상태이므로 소모되는 전류는 거의 없다.The operation of the life extension device 2 having the above-described configuration will be described below. The case where the said life extension apparatus 2 is attached to the battery of a normal passenger car is demonstrated, for example. The holding voltage of the battery 1 is typically about 12.5 volts or less while the start of the passenger car is turned off. Accordingly, the state monitor 30 in FIG. 1 detects that the voltage applied between the first and second power terminals (+,-) of the battery 1 is 12.5 volts and does not generate a driving signal. In detail, the reference voltage for determining the turn-on condition of the transistor 38, which is the driving switch, is set by the diode 32, the resistor 34, and the variable resistor 36 in the voltage detector. Therefore, if the variable resistor 36 is adjusted in advance so that the transistor 38 is turned on near about 13.2 volts, the transistor 38 is turned off because the transistor 38 is 12.5 volts or less in the state of starting off as described above. Keep it. Accordingly, the collector terminal of the transistor 38 has a voltage of 12.5 volts or less, but the current does not flow to the emitter terminal. Since this becomes " high " at the logic level of the voltage, the oscillator 20 in the pulse generator is turned off so that the oscillation operation is not performed. Accordingly, the logic level " low " Is off. Therefore, since the transistor 40 does not perform the switching operation, no counter electromotive force is generated in the coil 18 in the DC pulse generator 10. Therefore, since the internal operation of the life extension device 2 is all cut off when starting is turned off, little current is consumed.

승용차에 시동이 걸리면, 상기 승용차의 엔진룸 내의 발전기인 제너레이터(또는 얼터네이터)가 통상적으로 3상 교류발전을 행한다. 상기 교류발전을 직류전압으로 바꾸는 제너레이터 내부의 정류기가 정류작용을 행하여 직류로 변환을 하면 이를 수신하는 정전압기는 약 13.2 ∼13.8볼트의 직류전압을 충전용 전압으로서 출력하게 된다. 따라서, 도면 1내의 상기 상태 감시부(30)는 배터리(1)의 제1,2전원단자(+,-)사이에 인가되는 전압이 13.2볼트이상임을 감지하여 구동신호를 발생한다. 구체적으로, 약 13.2볼트 근방에서 상기 트랜지스터(38)가 턴온되도록 상기 가변저항(36)이 조절되어 있으므로, 상기 트랜지스터(38)는 턴 온된다. 이에 따라, 트랜지스터(38)의 콜렉터 단자에서 에미터 단자로 전류가 흐르게 되어, 상기 콜렉터 단자의 전압은 접지레벨로 내려간다. 이는 전압의 논리 레벨로 "로우"가 되므로, 펄스 발생부내의 발진기(20)가 턴온되어 발진동작이 행하여진다. 여기서, 상기 발진기(20)내의 인버터(22, 24)는 등가회로적으로 표현된 것이며, 9∼12킬로헤르츠(KHz)대의 주파수를 발생하도록 설정된 발진용 집적회로 "4584"이다.When the passenger car is started, a generator (or alternator) which is a generator in the engine room of the passenger car usually performs three-phase alternating current generation. When the rectifier inside the generator that converts the AC power generation to DC voltage performs rectification and converts it into DC, the receiving rectifier outputs a DC voltage of about 13.2 to 13.8 volts as a charging voltage. Accordingly, the state monitor 30 in FIG. 1 detects that the voltage applied between the first and second power terminals (+,-) of the battery 1 is 13.2 volts or more and generates a driving signal. Specifically, since the variable resistor 36 is adjusted to turn on the transistor 38 near about 13.2 volts, the transistor 38 is turned on. As a result, current flows from the collector terminal of the transistor 38 to the emitter terminal, and the voltage at the collector terminal is lowered to the ground level. This becomes " low " at the logic level of the voltage, so that the oscillator 20 in the pulse generator is turned on to perform the oscillation operation. Here, the inverters 22 and 24 in the oscillator 20 are represented in an equivalent circuit, and are an oscillating integrated circuit " 4584 " set to generate frequencies of 9 to 12 kilohertz (KHz).

그에 따라, 스위치인 트랜지스터(40)의 베이스에는 논리레벨 "하이"가 약 10킬로헤르츠의 주기로 인가되어 턴온된다. 따라서, 상기 트랜지스터(40)는 턴온과 턴오프의 스위칭동작을 약 10킬로 헤르츠의 주파수로 번갈이 행하게 된다. 그럼에 의해, 다이오드(12)-저항(14)-캐패시터(16)-인덕터 코일(18)-트랜지스터(40)의 콜렉터-트랜지스터(40)의 에미터를 차례로 통하여 접지에 이르는 전류패스가 상기한 주파수로 형성되었다가 차단되었다가를 반복하게 된다. 이에 따라, 직류 펄스발생기(10)내의 코일(18)에는 역기전력이 그 때마다 생성되고 이는 직류 펄스로서 상기 배터리(1)의 제1전원단자(+)에 공급되어진다. 이 경우에 직류펄스의 인가경로는 노드 N1에서 다이오드(12)를 통해 제1전원단자(+)에 이르는 경로가 된다. 따라서, 약 13.2볼트이상의 구형파 펄스가 수십킬로 헤르츠로서 상기 배터리의 양극을 통해 양극판에 연속적으로 공급된다. 이 경우에 상기 구형파 펄스는 약 2A(암페어)의 전류이다. 이에 따라, 배터리의 극판에 축적된 결정화된 황산염이 재활성화되어 활성황분자로 되며 이는 다시 배터리 용액인 전해질로 되돌아 간다.As a result, a logic level " high " Thus, the transistor 40 alternates between switching on and off at a frequency of about 10 kilohertz. Thereby, the current path to the ground through the emitter of the collector-transistor 40 of the diode 12-resistance 14-capacitor 16-inductor coil 18-transistor 40 in turn is described above. It is formed at a frequency and then cut off and then repeated. Accordingly, the counter electromotive force is generated in the coil 18 in the DC pulse generator 10 each time, and is supplied to the first power supply terminal (+) of the battery 1 as a DC pulse. In this case, the application path of the DC pulse is a path from the node N1 to the first power supply terminal (+) through the diode 12. Therefore, a square wave pulse of about 13.2 volts or more is continuously supplied to the positive electrode plate through the positive electrode of the battery as several tens of kilohertz. In this case, the square wave pulse is a current of about 2 A (amps). As a result, the crystallized sulfate accumulated in the battery plate is reactivated to become active sulfur molecules, which are returned to the electrolyte, which is a battery solution.

한편, 산업용 배터리인 경우에는 강력한 4A의 펄스를 방출토록하는 것이 바람직하며, 사용되는 배터리의 종류에 따라 다양성을 부여할 수 있다. 또한 펄스발생시 순간적인 셀 전압(펄스 발생동안)은 통상의 배터리 전압보다 급속히 상승되어 이러한 순간적이면서 연속적인 펄스전압은 황산연화를 제거하고 음극판의 형체를 그대로 유지하여 배터리를 최적의 상태로 만들어 준다.On the other hand, in the case of an industrial battery, it is desirable to emit a powerful 4A pulse, it can be given a variety depending on the type of battery used. In addition, the instantaneous cell voltage (during pulse generation) during the pulse generation rises more rapidly than the normal battery voltage, and this instantaneous continuous pulse voltage eliminates softening of sulfate and maintains the shape of the negative electrode plate, thereby making the battery optimal.

상술한 바와 같이 본 발명은, 배터리의 용량을 늘리고 전해액의 비중을 회복시킴으로 보다 강한 힘을 부여할 수 있으며, 전압의 상승으로 배터리가 최고의 효율성을 갖도록 함은 물론 배터리의 유지 보수비용을 현저히 절감할 수 있는 효과가 있다. 그러므로 자동차의 배터리에 적용되는 경우에 운행중 충전시간이 단축되어 제너레이터의 부하를 경감시키므로 휘발유, 경우, 가스 등의 엔진 연료를 절감할수 있는 응용효과가 있다.As described above, the present invention can increase the capacity of the battery and restore the specific gravity of the electrolyte, thereby giving a stronger force, and increase the voltage to make the battery have the highest efficiency as well as significantly reduce the maintenance cost of the battery. It can be effective. Therefore, when applied to the battery of the vehicle, the charging time during driving is reduced to reduce the load of the generator, there is an application effect that can reduce the engine fuel such as gasoline, gas, gas.

또한, 동력전압 배터리의 경우에 그 극판구조는 다공성의 성질을 가지지 아니한 관 모양이며 이 배터리는 긴 시간에 걸쳐 많은 량의 전류를 방전하도록 되었고, 또 극판의 물리적인 크기가 매우 크기 때문에 황산염은 단순히 극판의 외부를 절연시키고 효과적인 충전을 어렵게 한다. 여기에도 적용할 경우에 2회의 충방전만으로 황산연화를 제거하고 전해질이 강화되어서 배터리의 재사용이 가능해진다.In addition, in the case of a power voltage battery, the pole plate structure is tubular without porosity, and this battery is designed to discharge a large amount of current over a long time, and since the physical size of the pole plate is very large, sulfate is simply It insulates the outside of the plate and makes effective charging difficult. In this case, the softening of the sulfate is eliminated by only two charges and discharges, and the electrolyte is strengthened, so that the battery can be reused.

그리고, 아주 심한 방전주기 동안 셀안에 있는 몇몇의 극판들은 극성을 바꿀 수 있는데 재충전을 하는 동안 이러한 셀등은 반드시 영(zero)의 상태로 되돌아 가기 위해서는 에너지를 받아야 하고 일단 정상극성으로 되면 그때 충전이 시작되어지고 주변의 셀들은 우선 영의 상태로 돌아갈 필요가 없기 때문에 효과적으로 재충전되어진다. 그러나, 극성이 반전된 극판을 가진 셀들은 배터리의 전압을 억누르고 충전기로 하여금 강한 전류를 제공하게 하는 이유가 되므로 완전히 충전된 셀들은 마치 심하게 끓이는 효과를 가져오고 배터리에 잠재적인 기계적 손상을 입히게도 되는데 본 발명이 적용될 경우 상기한 충전시의 문제점이 해소될 수 있다.And, during very severe discharge cycles, some of the plates in the cell can change their polarity. During recharging, these cells must receive energy in order to return to the zero state, and once they are in normal polarity, charging begins. The surrounding cells are recharged effectively because they do not need to return to the state of zero first. However, cells with polarized plates that are reversed in polarity suppress the battery's voltage and cause the charger to provide a strong current, so fully charged cells can have a severe boiling effect and potentially cause mechanical damage to the battery. When the present invention is applied, the above problem in charging can be solved.

상기한 본 발명은 도면에 따라 설명되고 예를 들어 한정되었지만 사안에 따라 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 변화와 변경이 가능함은 물론이다. 예를 들어, 승용차의 배터리에 장착되는 경우를 예를 들어 한정하고 설명하였으나, 사안이 다를 경우에 상태 감시부의 감시전압의 범위는 증감될 수 있음은 물론이며 직류펄스의 발생주파수도 변화될 수 있음은 명백하다.Although the above-described present invention has been described with reference to the drawings and limited, for example, various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention according to the matter. For example, the case of mounting to the battery of a passenger car has been limited and described, for example. However, when the case is different, the range of the monitoring voltage of the state monitoring unit may be increased or decreased, and the generation frequency of the DC pulse may also be changed. Is obvious.

Claims (13)

충전가능한 배터리에 장착가능한 수명연장 장치에 있어서;A lifespan extension device mountable on a rechargeable battery; 상기 배터리의 보유전압보다 높은 전압이 상기 배터리의 제1,2전원단자 사이에 인가될 경우에 이를 감지하여 구동신호를 발생하는 상태 감시부와;A state monitoring unit detecting a voltage higher than a battery holding voltage of the battery and generating a driving signal when the voltage is applied between the first and second power terminals of the battery; 상기 상태 감시부의 구동신호에 응답하여 직류펄스를 발생하여 상기 배터리의 상기 제1전원단자에 공급하는 펄스 발생부를 구비함을 특징으로 하는 배터리의 효율적 사용을 위한 수명연장 장치.And a pulse generator for generating a DC pulse in response to a driving signal of the state monitoring unit and supplying the DC pulse to the first power supply terminal of the battery. 제1항에 있어서, 상기 펄스 발생부는;According to claim 1, The pulse generator; 상기 구동신호에 응답하여 소정주파수로 발진하는 클럭신호를 생성하는 발진기와;An oscillator for generating a clock signal oscillating at a predetermined frequency in response to the driving signal; 상기 발진기의 클럭신호에 응답하여 스위칭동작을 수행하는 스위치와;A switch configured to perform a switching operation in response to a clock signal of the oscillator; 상기 제1전원단자와 상기 스위치의 출력단사이에 연결되며 상기 스위치의 스위칭동작에 따라 생성되는 코일의 역기전력에 의해 상기 직류펄스를 발생하는 직류 펄스발생기를 구비함을 특징으로 하는 배터리의 효율적 사용을 위한 수명연장장치.It is connected between the first power supply terminal and the output terminal of the switch and provided with a DC pulse generator for generating the DC pulse by the back electromotive force of the coil generated by the switching operation of the switch for efficient use of the battery Life extension device. 제1항에 있어서, 상기 상태 감시부는;According to claim 1, The state monitoring unit; 상기 배터리의 제1,2전원단자사이의 전압을 검출하는 전압검출기와;A voltage detector for detecting a voltage between the first and second power terminals of the battery; 상기 전압검출기의 출력전압이 상기 배터리의 보유전압보다 소정레벨이상 높은 경우에 동작되어 상기 구동신호를 출력하는 구동스위치를 구비함을 특징으로 하는 배터리의 효율적 사용을 위한 수명연장장치.And a drive switch which is operated when the output voltage of the voltage detector is higher than a predetermined level of the battery by a predetermined level and outputs the drive signal. 제2항에 있어서, 상기 발진기는 약 10킬로헤르츠(HKz)대의 주파수를 발생하는 발진용 집적회로 "4584"로 됨을 특징으로 하는 배터리의 효율적 사용을 위한 수명연장장치.3. The apparatus of claim 2, wherein the oscillator is an oscillating integrated circuit " 4584 " that generates a frequency of about 10 kilohertz (HKz). 제2항에 있어서, 상기 스위치는, 에미터가 접지되고 베이스가 상기 발진기의 출력에 연결되고 콜렉터가 상기 직류펄스 발생기에 트랜지스터 "IRF540"으로 됨을 특징으로 하는 배터리의 효율적 사용을 위한 수명연장장치.3. The apparatus of claim 2, wherein the switch is grounded at an emitter, the base is connected to the output of the oscillator, and the collector is a transistor " IRF540 " in the DC pulse generator. 제2항에 있어서, 상기 직류펄스 발생기는,The method of claim 2, wherein the DC pulse generator, 상기 제1전원단자와 상기 스위치의 출력단사이에 역방향으로 연결된 다이오드와;A diode connected in a reverse direction between the first power terminal and the output terminal of the switch; 상기 다이오드의 캐소드에 일단이 연결된 저항과;A resistor having one end connected to the cathode of the diode; 상기 저항의 타단과 접지간에 연결된 캐패시터와;A capacitor connected between the other end of the resistor and a ground; 상기 저항의 타단과 상기 스위치의 출력단 사이에 연결된 인덕터 코일을 구비함을 특징으로 하는 배터리의 효율적 사용을 위한 수명연장장치.And an inductor coil connected between the other end of the resistor and the output end of the switch. 제3항에 있어서, 상기 전압검출기는,The method of claim 3, wherein the voltage detector, 상기 제1전원단자에 순방향으로 연결된 다이오드와;A diode connected to the first power terminal in a forward direction; 상기 다이오드에 일단이 연결된 저항과;A resistor having one end connected to the diode; 상기 저항의 타단과 접지간에 연결된 가변저항을 구비함을 특징으로 하는 배터리의 효율적 사용을 위한 수명연장장치.And a variable resistor connected between the other end of the resistor and the ground. 제3항에 있어서, 상기 구동스위치는, 베이스가 상기 가변저항에 연결되고 에미터가 접지에 연결되며 콜렉터로 상기 구동신호를 제공하는 트랜지스터 "2SC945"로 됨을 특징으로 하는 배터리의 효율적 사용을 위한 수명연장장치.4. The lifespan for an efficient use of a battery according to claim 3, wherein the drive switch is a transistor " 2SC945 " which has a base connected to the variable resistor, an emitter connected to ground, and providing the drive signal to a collector. Extension device. 제1항에 있어서, 상기 배터리의 보유전압이 약 12.5볼트인 경우에 상기 구동신호는 약 13.2볼트이상에서 발생되어 상기 장치가 동작됨을 특징으로 하는 배터리의 효율적 사용을 위한 수명연장 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein when the battery has a voltage of about 12.5 volts, the drive signal is generated at about 13.2 volts or more to operate the device. 제1항에 있어서, 상기 제1전원단자가 양극(+)인 경우에 상기 제2전원단자는 음극(-)임을 특징으로 하는 배터리의 효율적 사용을 위한 수명연장장치.The apparatus of claim 1, wherein when the first power terminal is a positive electrode, the second power terminal is a negative electrode. 차량용 배터리에 장착가능한 바테리 수명연장장치에 있어서;A battery life extension device mountable on a vehicle battery; 상기 배터리가 상기 차량의 충전수단에 의해 충전되는 상태로 있는 경우에만 구동신호를 발생하는 상태 감시부와;A state monitoring unit generating a driving signal only when the battery is in a state of being charged by the charging means of the vehicle; 상기 상태 감시부의 구동신호에 응답하여 약 수십킬로 헤르츠 대역의 구형파펄스를 발생하여 상기 배터리의 양극을 통해 양극판에 연속적으로 공급하는 펄스발생부를 구비함을 특징으로 하는 배터리의 효율적 사용을 위한 수명연장장치.Life time extension device for efficient use of the battery, characterized in that the pulse generator for generating a continuous wave pulse of about several tens of kilohertz band in response to the drive signal of the state monitoring unit and continuously supplied to the positive plate through the positive electrode of the battery . 승용차량용 납축전지에 장착가능한 바테리 수명연장장치에 있어서;A battery life extension device which can be mounted on a lead acid battery for a passenger vehicle; 상기 배터리가 상기 승용차량의 제너레이터에 의해 충전되는 상태로 있는 경우인가를 체크하는 감시부와;A monitoring unit which checks whether the battery is in a state of being charged by the generator of the passenger vehicle; 상기 감시부가 충전상태를 체크시에만 동작되어 약 수십킬로 헤르츠 대역의 구형파 펄스를 약 13.2볼트이상으로 발생하여 상기 배터리의 양극을 통해 양극판에 연속적으로 공급하는 펄스 발생부를 구비함을 특징으로 하는 배터리의 효율적 사용을 위한 수명연장장치.The monitoring unit is operated only when the state of charge is checked to generate a pulse wave of about several tens of kilohertz in a square wave pulse of about 13.2 volts or more and includes a pulse generator continuously supplying the positive electrode to the positive electrode plate of the battery. Life extension device for efficient use. 재충전가능한 배터리의 충전을 보조하기 위한 방법에 있어서;A method for assisting charging a rechargeable battery, the method comprising: 상기 배터리의 충전시 그 충전전압을 수신하는 단계와;Receiving the charging voltage when the battery is charged; 상기 충전전압을 주기적으로 단속함에 의해 역기전력을 얻어 약 수십킬로 헤르츠 대역의 구형파 펄스를 발생하는 단계와;Generating a counter electromotive force by periodically interrupting the charging voltage to generate a square wave pulse of about several tens of kilohertz; 상기 구형파 펄스를 상기 배터리의 양극을 통해 양극판에 연속적으로 공급하는 단계를 가짐을 특징으로 하는 방법.And continuously supplying the square wave pulses to the positive plate through the positive pole of the battery.
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