KR20100066765A - 배터리 성능 측정장치 - Google Patents

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KR20100066765A KR1020080125230A KR20080125230A KR20100066765A KR 20100066765 A KR20100066765 A KR 20100066765A KR 1020080125230 A KR1020080125230 A KR 1020080125230A KR 20080125230 A KR20080125230 A KR 20080125230A KR 20100066765 A KR20100066765 A KR 20100066765A
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이원교
송현우
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Abstract

본 발명은 전압측정부, 디스플레이부, 전압이상유무 표시부, 테스트 시간 표시부, 통신부 및 마이크로 컨트롤러를 포함하는 배터리 성능 측정장치에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 배터리 성능 측정장치를 사용하면, 각 배터리의 전압 측정값을 시간에 대해 실시간으로 확인할 수 있고, 방전종지 전압 이하가 되면 LED소자가 점등되어 측정자들이 이를 확인할 수 있어 정확한 검사가 가능해지며, 따라서 측정효율이 높아질 수 있다.
배터리, 보유용량, 전압 측정장치, 전압이상 유무 표시장치

Description

배터리 성능 측정장치{Battery monitoring system}
본 발명은 배터리 성능 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전압측정부, 디스플레이부, 전압이상유무 표시부, 테스트 시간 표시부, 통신부 및 마이크로 컨트롤러를 포함하는 배터리 성능 측정장치에 관한 것이다.
배터리는 자동차의 시동, 점등, 점화의 기능을 가진다. 엔진을 점화하고 점화 계통을 활성화하기 위해 충분한 고율의 방전 전류를 요구하고, 배터리의 시동 성능은 주위 온도에 큰 영향을 받는다. 이러한 배터리는 일반적으로 양극(과산화납), 음극(납), 전해액(묽은 황산)으로 구성되는데, 배터리의 성능은 20AH, 5AH, RC, CCA 라는 표준 규격으로 나타낸다.
이중에서, 배터리의 보유용량(RESERVE CAPACITY)은 배터리가 저장할 수 있는 에너지의 양을 나타내며, 보통 일정한 속도로 배터리를 방전시키면서 셀의 전압이 일정한 값까지 떨어지는 데 소요되는 시간을 측정해 구한다. 이 값은 셀의 화학적 유형에 따라 달라진다.
보유용량은 만충전 완료후 1시간 이상 방치한 다음 25?온도에서 25A의 방전전류로 방전종지전압 10.5V까지 떨어지는 (지속)시간을 분으로 표시하여 나타낸다.
종래의 배터리 검사는 18개의 배터리가 방전(25A)을 진행하는 전원장치에 연결되고, 방전시작 110~130분 후에 작업자가 배터리 일부 또는 전체를 전압 측정기로 각 배터리의 전압을 측정하여 기록하고 합격/불합격을 판단하고 있다. 하지만, 이러한 방법은 전압 측정에 시간이 소요되기 때문에 나중에 측정되는 배터리는 정해진 검사 시간 이상으로 방전을 하게 되므로 부정확한 값에 의해 합격/불합격을 판단하는 문제가 있다(방전을 종료하고 전압을 측정하면 배터리의 전압이 올라가기 때문에 역시 부정확한 값이 측정된다).
종래의 이러한 배터리 전압 측정 방법은 생산 전수 검사 관리자의 효율성 저하와 검사 인원 증가, 검사 시간 지연이라는 문제를 야기하게 되었다.
상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 하나의 목적은 정확하고, 효율성 있게 배터리의 성능측정을 할 수 있는 배터리 측정장비를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은 다수의 전압연결 단 자에 연결되어 배터리 전압을 측정하는 전압측정부 ; 측정된 전압을 디스플레이하는 디스플레이부 ; 상기 전압측정값이 방전종지 전압 이하가 되면 점등되는 전압이상유무 표시부 ; 배터리 전압테스트 시간을 측정하여 표시하는 테스트시간 표시부 ; 배터리의 테스트 시간에 따른 측정 전압의 변화데이터를 외부로 전송하는 통신부 ; 및 각 구성을 제어하고, 감지전압이 소정전압 이하시 전압의 이상여부를 판단하여 전압이상유무 표시부로 전송하고, 전압테스트 시간에 따른 측정전압의 변화 데이터를 통신부로 제공하는 마이크로컨트롤러를 포함하는 배터리 성능측정 장치 에 관계한다.
본 발명에 의한 배터리 성능 측정장치를 사용하면, 각 배터리의 전압 측정값을 시간에 대해 실시간으로 확인할 수 있고, 방전종지 전압 이하가 되면 LED소자가 점등되어 측정자들이 이를 확인할 수 있어 정확한 검사가 가능해지며, 따라서 측정효율이 높아질 수 있다.
이하에서 도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 배터리 성능 측정 장치를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 배터리 성능측정 장치는 전압측정부(10), 디스플레이부(20), 전압이상유무 표시부(30), 테스트 시간 표시부(40), 통신부(50) 및 마이크로 컨트롤러(60)를 포함한다.
상기 배터리 성능 측정 장치가 AGM배터리의 보유용량(Reserved Capacity) 테스트용 장치인 것이 바람직하다.
AGM배터리는 흡수성 유리섬유매트에 전해액을 흡수시켜 전해액 유동을 방지한 것으로 전해액 주입구나 통기구 대신 일방통행 밸브를 사용함으로써 충전 중 발생한 가스가 전조 밖으로 빠져 나가지 못하고 방전 중에 재결합하여 전해액으로 다시 돌아가는 원리를 이용한 배터리이다.
AGM배터리에서는 외기가 전지 내부의 화학반응에 참여할 수 없으므로 전지내부에 불순물이 생기지 않으며, 특히 심한 진동으로 불순물에 의한 극판 단락현상(쇼트)에 기인한 배터리의 손상을 최소화 할 수 있다는 장점이 있다.
현재, AGM(Absorbent Glass Mat) 배터리에 대한 보유용량은 상기 측정 방법에 따라 테스트한 (지속)시간이 130분을 넘으면 성능측정에서 합격하게 된다.
상기 전압측정부(10)는 다수의 전압연결 단자(11)에 연결되어 배터리 전압을 측정한다. 상기 전압 연결단자(11)는 다수의 배터리와 연결되며, 상기 전압 연결단자(10)의 개수는 제한이 없으나 측정의 효율을 높이기 위해 2개 내지 30개, 바람직하게는 5개 내지 20개 정도가 적절하다.
상기 디스플레이부(20)는 상기 전압측정부(10)에서 측정된 전압을 표시한다. 상기 디스플레이부(20)는 액정화면 표시기(LCD), 발광다이오드(LED), 형광번호표시기(FND), 7 세그먼트 표시기등이 사용될 수 있다.
상기 전압이상유무 표시부(30)는 상기 전압측정값이 방전종지 전압 이하가 되면 점등된다.
상기 방전종지 전압이 9.5V 내지 11.5V의 범위에서 설정될 수 있다. 현재 보유용량의 측정시 방전종지 전압을 10.5V로 설정하고 있으므로 바람직하게는 방전종지 전압이 10,5V이하가 되면 전압이상유무 표시부가 점등되도록 한다.
상기 방전종지 전압이 10.5V이하로 떨어지면 해당 배터리에 연결된 LED소자가 점등되므로 작업자들이 보유용량 (지속)시간이 130분 미만인 배터리를 쉽게 확인할 수 있다.
상기 테스트시간 표시부(40)는 배터리 전압테스트 시간을 측정하여 표시한다. 상기 테스트시간 표시부(40)로서 형광번호 표시기 또는 7 세그먼트 표시기를 사용할 수 있다.
상기 통신부(50)는 배터리의 테스트 시간에 따른 측정 전압의 변화데이터를 외부로 전송한다. 상기 통신부(50)에 사용되는 통신소자는 RS232C, RS485등을 사용할 수 있다.
상기 마이크로 컨트롤러(60)는 각 구성을 제어하고, 감지전압이 소정전압 이하시 전압의 이상여부를 판단하여 전압이상유무 표시부(30)로 전송하고, 전압테스트 시간에 따른 측정전압의 변화 데이터를 통신부(50)로 제공한다.
상기 마이크로 컨트롤러는 마이크로프로세서의 일반 산술, 논리 요소뿐 아니라 데이터 저장을 위한 읽기 쓰기 메모리, 코드 저장을 위한 플래시와 같은 읽기 전용 메모리, 계속적인 데이터 저장을 위한 EEPROM, 아날로그 신호를 디지털 신호로 전환하는 장치(ADC, Analog to digital converter), 입출력 인터페이스 등의 부 가 요소를 포함할 수 있다.
상기 장치가 테스트 시간에 따른 측정전압의 변화데이터를 저장하는 저장부(70)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 저장부(70)로는 EEPROM을 사용할 수 있으며, EEPROM은 마이크로 컨트롤러(60)와 I2C 인터페이스를 통해 연결되어, 전압을 시간에 따라 저장하게 된다. EEPROM은 전원이 끊어져도 지워지지 않기 때문에 추후 저장된 데이터를 불러낼 수 있다.
상기 마이크로 컨트롤러(60)는 측정된 데이터를 상기 저장부(70)에 저장한 후, 상기 데이터를 전압이상유무 표시부(30), 통신부(50)로 전송할 수 있다.
상기 마이크로 컨트롤러(60)는, 상술한 바와 같은 각 구성의 작용을 전체적으로 관리 및 수행한다. 각 프로그램은 펌웨어(Firmware)로 작성된 마이크로 컨트롤러(60)의 플레쉬 메모리(Flash Memory)에 저장된다.
한편, 신속한 작업수행을 위해 본원 발명에 따른 마이크로 컨트롤러는 빠른 속도의 8bit나 16bit MCU를 사용한다.
도 2는 본 발명의 일실시에 의해 구현된 배터리 성능 측정 장치의 사진이다. 도 2를 참조하면, 2번 배터리의 전압이 12.43V이고, 3번 LED가 점등되었으므로 3번 배터리의 전압이 10.5V이하로 떨어졌음을 알 수 있다.
도 3은 상기 배터리 성능 측정장치에서 8개의 배터리에 대한 보유용량(RC) 테스트를 실시하고 이에 대한 각 배터리별 전압추이를 그래프로 나타낸 것이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 배터리 성능측정장치를 사용하면 해당 배터리의 시간에 대한 전압정보를 그래프로 출력할 수 있다. 즉, 작업자가 130분 미만의 시간에서 방전 종지전압인 10.5V이하로 떨어진 배터리를 상기 그래프로부터 확인할 수 있으므로 정확한 검사 및 측정 효율이 높아질 수 있다.
본 발명의 기술적 사상이 상기에서 제시된 구체적인 예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 의한 배터리 성능 측정 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의해 구현된 배터리 성능 측정 장치의 사진이다.
도 3은 상기 배터리 성능 측정장치에서 8개의 배터리에 대한 보유용량(RC) 테스트를 실시하고, 각 배터리별 전압추이를 그래프로 나타낸 것이다
[도면의 주요부분에 대한 설명]
10 : 전압 연결단자 20 : 마이크로 컨트롤러
30 : 표시부 40 : 통신부

Claims (4)

  1. 다수의 전압연결 단자를 구비하고, 상기 단자에 연결된 배터리 전압을 측정하는 전압측정부 ;
    측정된 전압을 디스플레이하는 디스플레이부 ;
    상기 전압측정값이 방전종지 전압 이하가 되면 점등되는 전압이상유무 표시부 ;
    배터리 전압테스트 시간을 측정하여 표시하는 테스트시간 표시부 ;
    배터리의 테스트 시간에 따른 측정 전압의 변화데이터를 외부로 전송하는 통신부 ; 및
    각 구성을 제어하고, 측정전압이 방전종지 전압 이하시 전압의 이상여부를 판단하여 상기 전압이상유무 표시부로 전송하고, 전압테스트 시간에 따른 측정전압의 변화 데이터를 상기 통신부로 제공하는 마이크로컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 성능측정 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 배터리 성능 측정 장치가 AGM배터리의 보유용량(Reserved Capacity) 테스트용 장치인 것을 특징으로 하는 배터리 성능측정 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 방전종지 전압이 9.5 ~ 11.5V인 것을 특징으로 하는 배터리 성능측정 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 장치가 테스트 시간에 따른 측정전압의 변화데이터를 저장하는 저장부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 성능 측정 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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