KR20040047222A

KR20040047222A - 차량 배터리의 충방전 효율 안정화 장치 및 안정화 방법

Info

Publication number: KR20040047222A
Application number: KR1020020075350A
Authority: KR
Inventors: 우경식
Original assignee: 우경식
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2004-06-05

Abstract

본 발명은 차량 배터리의 충방전 효율을 안정화시키는 기술에 관한 것이다.

이같은 본 발명은, 시동 오프에 따른 차량 제너레이터의 구동이 정지된 상태에서 배터리의 충전전압을 감지한 후 그 감지된 충전전압의 레벨에 따라 온/오프의 주기를 가지는 간헐적인 초음파펄스를 소정시간동안 주기적으로 발생시키는 배터리의 충방전 효율 안전화 시스템을 구축하므로서, 배터리내의 극판에 존재하는 불순물(예; 황산염)이 차량의 운행에 관계없이 간헐적인 초음파펄스에 의해 효과적으로 제거시켜 배터리의 충방전이 가장 효율적인 조건에서 이루어지도록 함은 물론, 극판내의 불순물 제거에 따른 전력소모를 최소화하고, 더불어 불순물로 인한 극판의 부식과 오염을 방지하면서 배터리의 수명을 보다 연장할 수 있도록 하는 한편, 차량의 시동 불량을 개선할수 있도록 하는 차량 배터리의 충방전 효율 안정화 장치 및 그 안정화 방법을 제공한다.

Description

차량 배터리의 충방전 효율 안정화 장치 및 안정화 방법{Device for charge and discharge efficiency stabilization of a car battery and method thereof}

본 발명은 차량 배터리의 충방전 효율을 안정화시키는 기술에 관한 것으로서, 특히 시동 오프에 따른 차량 제너레이터(generator)의 구동이 정지된 상태에서 배터리의 충전전압을 감지한 후 그 감지된 충전전압(예; 12.6Ｖ 이상)의 레벨에 따라 온/오프의 주기를 반복하는 간헐적인 초음파펄스(약 30㎑ 정도)를 소정시간(예; 20분을 주기로 1분 45초 동안)동안 주기적으로 발생시켜 배터리내의 극판에 존재하는 불순물(예; 황산염)을 보다 효과적으로 제거하여 배터리의 충방전이 가장 효율적인 조건에서 이루어질 수 있도록 하는 차량 배터리의 충방전 효율 안정화 장치 및 그 안정화 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 배터리는 고유한 기능을 수행하기 위해 화학적 에너지를 전기적 에너지로 바꾸어 주는 방전과 전기적 에너지를 화학적 에너지로 바꾸어 주는 충전의 사이클을 가진다.

이러한 배터리는 방전시 황산염이 극판과 결합하므로서 물이 생성되어 비중이 낮아지고, 다시 충전시에는 결합된 황산염이 전해액으로 돌아와 비중이 높아지게 된다.

즉, 배터리는 갈바니(Galvani) 전지의 응용인 납 축전지로서, 진한 황산 수용액에 담근 납(Pb)과 이산화납(PbO₂)의 전극으로 구성되어 있다.

이때, 종래의 배터리는 오랜기간 충방전 사이클을 거치는 동안 방전(자가방전 포함)을 하여 배터리의 극판에 달라 붙어있던 황산염이 충전시에 이탈되지 않고 그대로 극판에 붙어있는 경우가 발생하는데, 이것이 바로 황산화 현상이다.

그러므로, 종래에는 상기와 같은 황산화 현상으로 인해 극판의 부식이 발생하면서 배터리의 수명이 짧아짐은 물론, 극판에 달라붙은 황산염으로 인해 이온분자의 활성화가 저하되면서 그 충방전 효율이 극히 낮아지는 문제점을 초래하였다.

이에 종래에는 상기와 같은 배터리의 수명을 연장하면서 그 충방전 효율을 보다 향상시키기 위한 배터리의 충방전 효율 안정화 장치들로서, 배터리에 직접 연결하는 방식과 차량의 시가잭에 연결하는 방식으로 배터리의 충방전 효율을 향상시키는 장치들이 개발되기에 이르렀다.

그러나, 상기 배터리에 직접 연결하는 장치는 물론, 차량의 시가잭에 연결하여 배터리의 충방전 효율을 개선하는 종래의 안정화 장치들은, 일정한 펄스(예; 펄스폭변조신호(PWM))를 지속적으로 가하여 역기전력을 형성한 후 그 역기전력을 차량배터리로 전달하는 방식인 바, 이러한 펄스폭변조신호에 따른 역기전력의 경우 배터리에 가해지는 피치전압이 낮게 형성하는 단점을 가지고 있으며, 이로인하여 배터리의 극판에 달라 붙은 불순물 즉, 황산염을 효과적으로 제거하지 못하면서 그 충방전 효율을 보다 효과적으로 안정화시키지는 못하였다.

즉, 배터리의 극판에 달라 붙은 불순물을 효과적으로 제거하지 못할 경우, 배터리의 방전에 따른 전류의 흐름이 제대로 이루어지지 못하는 현상 즉, 이온분자의 활성화가 크게 저하되므로서 제너레이터가 구동될 때 과부하가 걸리는 폐단이따랐으며, 이는 곧 차량의 엔진 효율을 저하시키는 문제로 발전하기에 이르렀다.

한편, 종래 배터리 충방전 효율 안정화 장치는 시동 온에 따른 차량의 운행이 이루어지는 조건에서만 그 작동이 이루어지도록 설계되어 있는 바, 차량의 운행이 정지된 상태(즉 시동 오프에 따른 제너레이터의 구동이 완전 정지된 상태)가 오랜시간 동안 지속될 경우 배터리의 극판에 달라 붙은 오염물질의 제거가 전혀 이루어지지 못하였다.

이에따라, 오랜시간 동안 운행 정지된 차량을 운행하기 위해 차량의 시동을 온(외부 온도가 낮은 계절로서 특히 겨울철)하여 제너레이터를 구동시키고자 할 때에는 그 최초의 시동 온 상태가 불량해지는 단점을 내포하고 있었다.

즉, 종래 충방전 효율 안정화장치는 제너레이터의 구동이 지속적으로 이루어졌을때에만 그 효과를 발휘하는 특징을 갖지만, 제너레이터의 구동이 정지되거나 소정시간동안 운행 정지된 차량을 운행시키기 위해 시동을 최초 온시키는 시점에 있어서는 극판에 달라붙은 오염물질을 효과적으로 제거하지 못하면서 배터리의 충방전 효율이 안정화되지 못하는 폐단이 따랐다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 시동 오프에 따른 차량 제너레이터의 구동이 정지된 상태에서 배터리의 충전전압을 감지한 후 그 감지된 충전전압(예; 12.6Ｖ 이상)의 레벨에 따라 온/오프의 주기(예; 10초동안은 온, 2초동안은 오프되는 주기)를 가지는 간헐적인 초음파펄스(약 30㎑ 정도)를 소정시간(예; 20분을 주기로 1분 45초 동안)동안 주기적으로 발생시키는 배터리의 충방전 효율 안전화 시스템을 구축하므로서, 배터리내의 극판에 존재하는 불순물(예; 황산염)이 차량의 운행에 관계없이 간헐적인 초음파펄스에 의해 효과적으로 제거시켜 배터리의 충방전이 가장 효율적인 조건에서 이루어지도록 함은 물론, 극판내의 불순물 제거에 따른 전력소모를 최소화하고, 더불어 불순물로 인한 극판의 부식과 오염을 방지하면서 배터리의 수명을 보다 연장할 수 있도록 하는 한편, 차량의 시동 불량을 개선할수 있도록 하는 차량 배터리의 충방전 효율 안정화 장치 및 그 안정화 방법을 제공하려는 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예로 차량 배터리의 충방전 효율 안정화 장치의 구성을 보인 상세 회로도.

도 2는 본 발명의 일실시예로 차량 배터리의 충방전 효율 안정화 장치를 배터리에 장착시킨 상태도.

도 3의 a∼c는 본 발명의 일실시예로 차량 배터리의 충방전 효율 안정화 방법을 보인 흐름도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10; 전압안정화부 20; 전압분압부

30; 펄스제어수단 31; 타이머

40; 전압표시부 LED1; 동작표시램프

LED2,LED3,LED4,LED5; 제 1,2,3,4 전압표시램프

50; 위상변환부 60; 구동스위칭부

70; 펄스출력구동부 100; 배터리

100a; 접속플러그

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예로 차량 배터리의 충방전 효율 안정화 장치의 구성을 보인 상세 회로도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예로 차량 배터리의 충방전 효율 안정화 장치를 배터리에 장착시킨 상태도 이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와같이, 단말기 형태로서 차량 배터리(100)의 플러스단자와 마이너스단자에 연결되도록 접속플러그(100a)를 가지는 통상의 배터리 충방전 효율 안정화시스템에 있어서,

상기 접속플러그(100a)를 통해 접속이 이루어진 배터리(100)로 부터 전원을 공급받은 후 이를 안정화시키는 전압안정화부(10);

상기 접속플러그(100a)를 통해 접속이 이루어진 배터리(100)로 부터 전원을 공급받은 후 그 전원의 전압을 분압시키는 전압분압부(20);

상기 전압안정화부(10)에 의해 안정화된 전압과 전압분압부(20)에 의한 분압전압으로 부터 배터리(100)의 충전전압 상태를 감시한 후 그 충전전압의 레벨에 따라 후술하는 전압표시부(40)의 점등을 제어하되,

상기 배터리(100)의 극판에 달라붙은 불순물(예; 황산염)을 제거하도록 제너레이터의 구동에 관계없이 설정된 소정시간동안 수정발진기(XTAL; quartz crystal oscillator)를 발진시키면서 온/오프의 주기(예; 10초동안은 온, 2초동안은 오프되는 주기)를 반복하는 간헐적인 초음파펄스를 발생시키는 펄스제어수단(30);

상기 펄스제어수단(30)의 제어로 부터 배터리(100)의 충전전압 상태를 표시하는 전압표시부(40);

펄스제어수단(30)으로 부터 소정시간동안 간헐적으로 발생된 초음파펄스의 위상을 변환시키는 위상변환부(50);

상기 위상변환부(50)로 부터 위상 변환된 초음파펄스에 따라 스위칭동작이 이루어지는 구동스위칭부(60); 및,

상기 구동스위칭부(60)의 스위칭동작에 따라 위상변환된 초음파펄스를 배터리(100)의 극판에 가하여 배터리(100)의 충방전 효율을 안정화시키는 펄스출력구동부(70); 를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

다른 일면에 따라, 상기 펄스제어수단(30)에는,

상기 수정발진기(XTAL)의 발진에 따른 간헐적인 초음파펄스 발생이 제너레이터의 구동에 관계없이 소정시간(예; 20분을 주기로 1분 45초 동안)동안 이루어지도록 제너레이터의 구동정지시간은 물론 수정발진기(XTAL)의 발진주기와 그 발진시간을 체크하는 타이머(31)를 포함하고 있다.

또 다른 일면에 따라, 상기 펄스제어수단(30)은,

차량의 시동 온으로 부터 제너레이터의 구동이 이루어지는 동안에는 타이머(31)의 타임구동에 관계없이 수정발진기(XTAL)의 발진을 지속적으로 유지시켜 그 발진에 따른 간헐적인 초음파펄스를 지속적으로 발생시키도록 하였다.

또 다른 일면에 따라, 상기 전압표시부(40)는,

배터리(100)의 충방전 효율 안정화를 위한 펄스제어수단(30)의 작동상태를 표시하는 동작표시램프(LED1)와,

상기 펄스제어수단(30)으로 부터 감시된 배터리(100)의 충전전압이 배터리(100)의 교체가 필요한 레벨(약 11∼12V 사이)일 때 그 상태를 표시하는 제 1 전압표시램프(LED2)와,

상기 펄스제어수단(30)으로 부터 감시된 배터리(100)의 충전전압이 사용이 가능한 최저 레벨(약 12∼13V)일 때 그 상태를 표시하는 제 2 전압표시램프(LED3)와,

상기 펄스제어수단(30)으로 부터 감시된 배터리(100)의 충전전압이 사용이 가능한 중간 레벨(약 13∼13.5V)일 때 그 상태를 표시하는 제 3 전압표시램프(LED4)와,

상기 펄스제어수단(30)으로 부터 감시된 배터리(100)의 충전전압이 제너레이터의 구동으로 부터 발생하는 레벨(약 13.5 이상)일 때 그 상태를 표시하는 제 4 전압표시램프(LED5)를 포함하고 있다.

이하, 미설명된 도면부호 R1∼R7은 저항, D1∼D3는 다이오드, C1∼C5는 콘덴서, Q1,Q2는 트랜지스터, T는 트랜스, FET는 전계효과트랜지스터, 11은 전압입출력 제어용IC, 51,52는 제 1,2 비교기 이다.

한편, 도 3은 상기 설명된 차량 배터리의 충방전 효율 안정화 장치에 의해 구현되는 충방전 효율 안정화 방법을 보인 플로우챠트로서 그 진행단계는,

차량의 제너레이터 구동에 관계없이 배터리(100)의 충전전압을 측정한 후 그 측정된 배터리(100)의 충전전압이 배터리(100)의 사용이 가능한 레벨(약 12V 이상) 인가를 판단하는 제 1 단계;

상기 판단결과 사용 가능한 충전전압이 아니면 배터리(100)의 교체를 알리는 제 1 전압표시램프(LED2)를 점등시키고, 사용 가능한 충전전압이면 그 충전전압이 발진 가능한 레벨(약 12.6V 이상)인가를 판단한 후 충전전압의 레벨에 따라 제 2 내지 제 4 전압표시램프(LED3)(LED4)(LED5)를 점등시키는 제 2 단계;

상기 판단결과 발진 가능한 충전전압이면 차량의 시동 온/오프에 따른 제너레이터의 구동이 이루어졌는가를 판단하는 제 3 단계;

상기 단계로 부터 차량 시동의 온으로 부터 제너레이터의 구동이 이루어지면 그 구동기간동안 배터리(100)의 극판에 달라붙은 불순물을 지속적으로 제거하도록 수정발진기(XTAL)을 발진시켜 온/오프의 주기를 반복하는 간헐적인 초음파펄스를 극판에 지속적으로 가하는 제 4 단계;

상기 단계로 부터 차량의 시동 오프로 부터 제너레이터의 구동이 정지되어 있으면 타이머(31)의 타임구동을 통해 제너레이터의 정지시간을 체크하는 제 5 단계; 및,

상기 체크된 최초의 정지시간을 기준으로 배터리(100)의 극판에 달라붙은 불순물을 제거하도록 타이머(31)에 의해 설정된 시간동안 수정발진기(XTAL)의 발진을 주기적(예; 20분을 주기로 약 1분 45초 동안)으로 반복시켜 간헐적인 초음파펄스를 극판에 주기적으로 가하는 제 6 단계; 로 진행함을 특징으로 한다.

다른 일면에 따라, 상기 제 6 단계는,

제너레이터 구동정지의 경과시간이 타이머(31)에 의해 설정된 수정발진기(XTAL)의 발진시간에 도달(최초 구동정지 후 약 20분이 경과된 시점)하였는가를 판단하는 단계;

상기 판단결과 발진시간에 도달하면 수정발진기(XTAL)를 타이머(31)에 의해 설정된 소정시간동안 발진(20분을 주기로 약 1분 45초 동안)시켜 배터리(100)의 극판에 온/오프의 주기를 반복하는 간헐적인 초음파펄스를 가하는 단계;

상기 단계로 부터 배터리(100)의 극판에 간헐적인 초음파펄스가 정해진 시간(약 1분 45초 동안)동안 가해질 때 수정발진기(XTAL)의 발진시간을 체크한 후 그 체크된 발진시간이 타이머(31)에 의해 설정된 정지시간(약 1분 45초가 되는 시점)에 도달하였는가를 판단하는 단계;

상기 판단결과 정지시간에 도달하였으면 수정발진기(XTAL)의 발진을 정지시킨 후 차량의 시동이 온되었는가를 판단하는 단계;

상기 판단결과로 부터 차량의 시동이 온되었으면 제 4 단계를 진행하고, 차량의 오프이면 상기의 단계(제 5 단계)를 반복하는 단계; 를 더 포함하여 진행함을특징으로 한다.

이와같이 구성된 본 발명의 일실시예에 대한 작용을 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 차량 배터리의 충방전 효율 안정화 장치는 차량의 배터리(100)에 직접 연결되는 접속플러그(100a)를 갖는 단말기 형태로 제공되며, 상기 단말기 형태의 충방전 효율 안정화 장치 외부면에는 배터리(100)의 충전전압 상태를 표시하는 전압표시부(40)를 형성한다.

즉, 상기 전압표시부(40)는 배터리(100)의 충방전 효율 안정화를 위한 펄스제어수단(30)의 작동상태를 표시하는 동작표시램프(LED1)와, 펄스제어수단(30)으로 부터 감시된 배터리(100)의 충전전압이 배터리(100)의 교체가 필요한 레벨(약 11∼12V 사이)일 때 그 상태를 표시하는 제 1 전압표시램프(LED2)와, 펄스제어수단(30)으로 부터 감시된 배터리(100)의 충전전압이 사용이 가능한 최저 레벨(약 12∼13V)일 때 그 상태를 표시하는 제 2 전압표시램프(LED3)와, 펄스제어수단(30)으로 부터 감시된 배터리(100)의 충전전압이 사용이 가능한 중간 레벨(약 13∼13.5V)일 때 그 상태를 표시하는 제 3 전압표시램프(LED4)와, 펄스제어수단(30)으로 부터 감시된 배터리(100)의 충전전압이 제너레이터의 구동으로 부터 발생하는 레벨(약 13.5 이상)일 때 그 상태를 표시하는 제 4 전압표시램프(LED5)로 구성하여 둔다.

이후, 상기 접속플러그(100a)를 통해 충방전 효율 안정화용 단말기를 배터리(100)의 플러스와 마이너스 단자에 접속하면, 상기 배터리(100)의 전원은 단말기내에 구성된 전압안정화부(10)로 공급되므로서, 상기 전압안정화부(10)는 공급이 이루어지는 전원을 안정화시키게 된다.

더불어, 상기 단말기내에 구성된 전압분압부(20)는 접속플러그(100a)를 통해 접속이 이루어진 배터리(100)로 부터 전원을 공급받은 후 그 전원의 전압을 분압시킨 후 이를 펄스제어수단(30)으로 인가하는 바,

상기 펄스제어수단(30)은 전압안정화부(10)에 의해 안정화된 전압과 전압분압부(20)에 의한 분압전압으로 부터 배터리(100)의 충전전압 상태를 감시한 후 그 결과에 따라 배터리(100)의 극판에 달라붙은 불순물(예; 황산염)을 효과적으로 제거하여 배터리(100)의 충방전효율을 안정화시키도록 제너레이터의 구동에 관계없이 설정된 소정시간(20분을 주기로 1분 45초 동안)동안 수정발진기(XTAL)을 발진시켜 온/오프의 주기(예; 10초 동안은 온, 2초 동안은 오프)를 반복하는 간헐적인 초음파펄스를 배터리(100)의 극판에 가하게 되는 것이다.

이를 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 단말기내에 구성된 펄스제어수단(30)은 전압안정화부(10)로 부터 안정화된 배터리(100)의 전압과 전압분압부(20)에 의해 분압된 배터리(100)의 분압전압을 검출하므로서, 상기 배터리(100)의 충전전압 상태를 감시한다.

이때, 상기 펄스제어수단(30)은 차량의 제너레이터 구동에 관계없이 감시된 배터리(100)의 충전전압이 배터리(100)의 사용이 가능한 레벨(약 12V 이상) 인가를 판단하는 바,

상기의 판단결과로 부터 사용 가능한 충전전압이 아니면 상기펄스제어수단(30)은 단말기의 외부면에 위치하는 제 1 전압표시램프(LED2)를 점등 제어하여 사용자에게 배터리(100)의 교체를 알리도록 하였다.

더불어, 상기의 판단결과로 부터 사용 가능한 충전전압이면 상기 펄스제어수단(30)에서는 그 충전전압이 수정발진기(XTAL)의 발진조건에 부합되는 레벨(약 12.6V 이상)인가를 판단하는 한편, 그 충전전압의 감시레벨에 따라 제 2 내지 제 4 전압표시램프(LED3)(LED4)(LED5)를 점등 제어하므로서, 사용자에게 현재 배터리(100)의 충전전압이 어떤 상태인가를 알릴수 있도록 하였다.

한편, 상기의 판단결과로 부터 수정발진기(XTAL)의 발진조건에 부합되는 충전전압이라고 판단되는 경우, 상기 펄스제어수단(30)에서는 차량의 시동 온/오프에 따른 제너레이터의 구동이 이루어졌는가를 판단하게 된다.

이때, 차량 시동의 온으로 부터 제너레이터의 구동이 이루어지면, 상기 펄스제어수단(30)은 수정발진기(XTAL)을 제너레이터의 구동기간동안 지속적으로 발진시키면서 온/오프의 주기를 반복하는 간헐적인 초음파펄스를 지속적으로 위상변환부(50) 및 구동스위칭부(60)를 통해 펄스출력구동부(70)로 인가하는 바,

상기 펄스출력구동부(70)에서는 구동스위칭부(60)의 스위칭동작에 따라 위상변환된 간헐적인 초음파펄스를 배터리(100)의 극판에 지속적으로 가하여 배터리(100)의 충방전 효율을 안정화시키게 되는 것이다.

즉, 상기와 같이 지속적으로 가해지는 간헐적인 초음파펄스는 그 주기가 온/오프의 주기를 반복하는 특징을 갖는 바, 상기와 같은 간헐적인 초음파펄스로 인해 배터리(100)의 전력소모는 최소화될수 있고, 이와함께 배터리(100)의 극판에 달라붙은 불순물의 제거 효과는 한층 강화될수 있게 됨은 물론, 불순물의 제거로 부터 상기 배터리(100)에 대한 충방전 효율은 최적의 조건에서 이루어질수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 펄스제어수단(30)내에는 타이머(31)를 포함하고 있는 바, 상기 타이머(31)는 차량의 시동 오프로 부터 제너레이터의 구동이 정지될 때, 상기 제너레이터의 정지시간을 체크하도록 하였다.

그리고, 상기 체크된 최초의 정지시간을 기준으로, 상기 펄스제어수단(30)에서는 수정발진기(XTAL)의 발진을 타이머(31)에 의해 설정된 시간동안 주기적(20분을 주기로 1분 45초 동안)으로 반복 제어하게 되는 바,

상기 수정발진기(XTAL)의 주기적인 발진으로 부터 배터리(100)의 극판에는 온/오프의 주기를 반복하는 간헐적인 초음파펄스가 설정된 시간동안 반복적(예; 20분마다)으로 가해지므로서, 배터리(100)의 극판에 달라붙은 불순물은 차량의 운행이 정지된 상태 즉, 제너레이터의 구동이 정지되더라도 그 제거가 가능하게 되는 것이다.

즉, 상기 펄스제어수단(30)에 포함된 타이머(31)에 의해 체크된 제너레이터의 구동정지시간이 상기 타이머(31)에 의해 설정된 수정발진기(XTAL)의 발진시간에 도달(최초 구동정지 후 약 20분이 경과된 시점)할 경우, 상기 수정발진기(XTAL)는 타이머(31)에 의해 설정된 소정시간동안 발진(20분을 주기로 1분 45초 동안)이 이루어지고, 상기 수정발진기(XTAL)의 발진으로 부터 배터리(100)의 극판에는 타이머(31)에 의해 설정된 시간동안 온/오프의 주기를 반복하는 간헐적인 초음파펄스가 가해질수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 배터리(100)의 극판에 간헐적인 초음파펄스가 정해진 시간(약 1분 45초)동안 가해질 때, 상기 타이머(31)는 수정발진기(XTAL)의 발진시간을 체크하도록 하였다.

즉, 상기 타이머(31)는 수정발진기(XTAL)의 발진시간이 설정된 정지시간(약 1분 45초)에 도달하였는가를 체크하게 되는데, 상기 체크결과로 부터 수정발진기(XTAL)의 발진이 정지시간에 도달하는 경우, 상기 타이머(31)는 수정발진기(XTAL)의 발진을 정지시킨 후 차량의 시동이 온되었는가를 체크하게 된다.

그리고, 상기 체크결과로 부터 차량의 시동이 온되었으면, 상기 타이머(31)는 시동 온으로 부터 제너레이터의 구동이 이루어졌음을 인지하게 되는 바,

상기 수정발진기(XTAL)의 발진은 제너레이터의 구동으로 부터 제너레이터가 정지될때까지 지속시키게 되는 것이다.

한편, 상기 체크결과로 부터 차량의 시동이 오프이면, 상기 타이머(31)는 시동 오프로 부터 제너레이터의 구동이 정지되었음을 인지하게 되는 바,

상기 수정발진기(XTAL)의 발진은 앞서의 설명에서와 같이 타이머(31)에 의해 설정된 시간동안 제너레이터가 구동할때까지 반복적으로 진행하므로서, 배터리(100)의 극판에 달라붙은 불순물을 보다 효과적으로 제거하게 되는 것이다.

즉, 본 발명은 차량이 주차된 상태로서 제너레이터의 구동이 없더라도, 상기 수정발진기(XTAL)의 발진이 타이머(31)에 의해 설정된 시간(20분을 주기로 1분 45초 동안)동안만 반복적으로 이루어지도록 하였는 바,

상기 배터리(100)의 극판에 달라붙은 불순물은 수정발진기(XTAL)의 반복적인 발진으로 부터 발생되는 간헐적인 초음파펄스로 인해 그 제거를 항상 진행시키는 특징을 갖는다.

따라서, 본 발명은 극판의 불순물을 차량의 운행에 관계없이 항상 제거하는 동작으로 인해, 상기 배터리(100)의 극판이 불순물에 의해 오염되거나 부식되는 것을 방지하면서 제너레이터이 구동시 그 충방전 효율을 안정화될수 있으며, 이는 곧 외부의 환경변화(특히 겨울철)에 따른 차량의 시동 불량을 개선할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명 차량 배터리의 충방전 효율 안정화 장치 및 그 안정화 방법은, 시동 오프에 따른 차량 제너레이터의 구동이 정지된 상태에서 배터리의 충전전압을 감지한 후 그 감지된 충전전압의 레벨에 따라 온/오프의 주기를 가지는 간헐적인 초음파펄스를 소정시간동안 주기적으로 발생시키는 배터리의 충방전 효율 안전화 시스템을 구축하므로서, 배터리내의 극판에 존재하는 불순물이 차량의 운행에 관계없이 간헐적인 초음파펄스에 의해 효과적으로 제거시켜 배터리의 충방전이 가장 효율적인 조건에서 이루어지도록 함은 물론, 극판내의 불순물 제거에 따른 전력소모를 최소화하고, 더불어 불순물로 인한 극판의 부식과 오염을 방지하면서 배터리의 수명을 보다 연장할 수 있도록 하는 한편, 차량의 시동 불량을 개선하는 효과를 제공한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims

단말기 형태로서 차량 배터리의 플러스단자와 마이너스단자에 연결되도록 접속플러그를 가지는 통상의 배터리 충방전 효율 안정화시스템에 있어서,

상기 접속플러그를 통해 접속이 이루어진 배터리로 부터 전원을 공급받은 후 이를 안정화시키는 전압안정화부;

상기 접속플러그를 통해 접속이 이루어진 배터리로 부터 전원을 공급받은 후 그 전원의 전압을 분압시키는 전압분압부;

상기 전압안정화부에 의해 안정화된 전압과 전압분압부에 의한 분압전압으로 부터 배터리의 충전전압 상태를 감시한 후 그 충전전압의 레벨에 따라 후술하는 전압표시부의 점등을 제어하되,

상기 배터리의 극판에 달라붙은 불순물을 제거하도록 제너레이터의 구동에 관계없이 설정된 소정시간동안 수정발진기를 발진시키면서 온/오프의 주기를 반복하는 간헐적인 초음파펄스를 발생시키는 펄스제어수단;

상기 펄스제어수단의 제어로 부터 배터리의 충전전압 상태를 표시하는 전압표시부;

펄스제어수단으로 부터 소정시간동안 간헐적으로 발생된 초음파펄스의 위상을 변환시키는 위상변환부;

상기 위상변환부로 부터 위상 변환된 초음파펄스에 따라 스위칭동작이 이루어지는 구동스위칭부; 및,

상기 구동스위칭부의 스위칭동작에 따라 위상변환된 초음파펄스를 배터리의 극판에 가하여 배터리의 충방전 효율을 안정화시키는 펄스출력구동부; 를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 차량 배터리의 충방전 효율 안정화 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 펄스제어수단에는,

수정발진기의 발진에 따른 간헐적인 초음파펄스 발생이 제너레이터의 구동에 관계없이 소정시간동안 이루어지도록 제너레이터의 구동정지시간은 물론 수정발진기의 발진주기와 그 발진시간을 체크하는 타이머를 포함함을 특징으로 하는 차량 배터리의 충방전 효율 안정화 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 펄스제어수단은,

차량의 시동 온으로 부터 제너레이터의 구동이 이루어지는 동안에는 타이머의 타임구동에 관계없이 수정발진기의 발진을 지속적으로 유지시켜 그 발진에 따른 간헐적인 초음파펄스를 지속적으로 발생시키도록 구성함을 특징으로 하는 차량 배터리의 충방전 효율 안정화 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 전압표시부는,

배터리의 충방전 효율 안정화를 위한 펄스제어수단의 작동상태를 표시하는 동작표시램프, 펄스제어수단으로 부터 감시된 배터리의 충전전압이 배터리의 교체가 필요한 레벨일 때 그 상태를 표시하는 제 1 전압표시램프, 펄스제어수단으로 부터 감시된 배터리의 충전전압이 사용이 가능한 최저 레벨일 때 그 상태를 표시하는 제 2 전압표시램프, 펄스제어수단으로 부터 감시된 배터리의 충전전압이 사용이 가능한 중간 레벨일 때 그 상태를 표시하는 제 3 전압표시램프, 펄스제어수단으로 부터 감시된 배터리의 충전전압이 제너레이터의 구동으로 부터 발생하는 레벨일 때 그 상태를 표시하는 제 4 전압표시램프를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 차량 배터리의 충방전 효율 안정화 장치.
차량의 제너레이터 구동에 관계없이 배터리의 충전전압을 측정한 후 그 측정된 배터리의 충전전압이 배터리의 사용이 가능한 레벨 인가를 판단하는 제 1 단계;

상기 판단결과 사용 가능한 충전전압이 아니면 배터리의 교체를 알리는 제 1 전압표시램프를 점등시키고, 사용 가능한 충전전압이면 그 충전전압이 발진 가능한 레벨인가를 판단한 후 충전전압의 레벨에 따라 제 2 내지 제 4 전압표시램프를 점등시키는 제 2 단계;

상기 판단결과 발진 가능한 충전전압이면 차량의 시동 온/오프에 따른 제너레이터의 구동이 이루어졌는가를 판단하는 제 3 단계;

상기 차량 시동의 온으로 부터 제너레이터의 구동이 이루어지면 그 구동기간동안 배터리의 극판에 달라붙은 불순물을 지속적으로 제거하도록 수정발진기를 발진시켜 온/오프의 주기를 반복하는 간헐적인 초음파펄스를 극판에 지속적으로 가하는 제 4 단계;

상기 차량의 시동 오프로 부터 제너레이터의 구동이 정지되어 있으면 타이머의 타임구동을 통해 제너레이터의 정지시간을 체크하는 제 5 단계; 및,

상기 체크된 최초의 정지시간을 기준으로 배터리의 극판에 달라붙은 불순물을 제거하도록 타이머에 의해 설정된 시간동안 수정발진기의 발진을 주기적으로 반복시켜 간헐적인 초음파펄스를 극판에 주기적으로 가하는 제 6 단계; 로 진행함을 특징으로 하는 차량 배터리의 충방전 효율 안정화 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 제 6 단계는,

제너레이터 구동정지의 경과시간이 타이머에 의해 설정된 수정발진기의 발진시간에 도달하였는가를 판단하는 단계;

상기 판단결과 발진시간에 도달하면 수정발진기를 타이머에 의해 설정된 소정시간동안 발진시켜 배터리의 극판에 온/오프의 주기를 반복하는 간헐적인 초음파펄스를 가하는 단계;

상기 단계로 부터 배터리의 극판에 간헐적인 초음파펄스가 정해진 시간동안 가해질 때 수정발진기의 발진시간을 체크한 후 그 체크된 발진시간이 타이머에 의해 설정된 정지시간에 도달하였는가를 판단하는 단계;

상기 판단결과 정지시간에 도달하였으면 수정발진기의 발진을 정지시킨 후 차량의 시동이 온되었는가를 판단하는 단계;

상기 판단결과로 부터 차량의 시동이 온되었으면 제 4 단계를 진행하고, 차량의 오프이면 제 5 단계를 반복하는 단계; 를 더 포함하여 진행함을 특징으로 하는 차량 배터리의 충방전 효율 안정화 방법.