KR20130080518A - Hybrid energy storage apparatus - Google Patents

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KR20130080518A KR1020120001353A KR20120001353A KR20130080518A KR 20130080518 A KR20130080518 A KR 20130080518A KR 1020120001353 A KR1020120001353 A KR 1020120001353A KR 20120001353 A KR20120001353 A KR 20120001353A KR 20130080518 A KR20130080518 A KR 20130080518A
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Abstract

PURPOSE: A fast battery charging device is provided to quickly charge a battery during day time by gradually controlling a charging current based on sun light. CONSTITUTION: A commercial power unit (100) outputs a charging voltage inputted from commercial power. The commercial power unit includes an EMI filter (101) and a PFC (102). A sun light power unit (110) includes a sun light panel (111) and a DC-DC converter (112). A battery charging unit (120) gradually controls a charging current outputted to a battery (130) by changing the charging voltage. The battery stores the charging current and the charging voltage as energy. [Reference numerals] (100) Power module unit; (101) EMI filter; (110) Sun light power unit; (111) Sun light panel; (112) DC-DC converter; (120) Battery charging unit; (130) Battery; (140) Communication unit; (200) Battery detection server

Description

배터리 급속 충전 장치{HYBRID ENERGY STORAGE APPARATUS}Battery quick charge device {HYBRID ENERGY STORAGE APPARATUS}

본 발명은 배터리 급속 충전장치에 관한 것으로, 특히 배터리의 수명을 늘리면서 배터리를 빠르게 충전하기 위한 배터리 급속 충전장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery quick charge device, and more particularly, to a battery quick charge device for quickly charging a battery while increasing the life of the battery.

근래에는, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 지게차, 전동카트, 전동 휠체어, 전동 자전거 등의 수요도 늘어남에 따라 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.In recent years, the demand for portable electronic products such as laptops, video cameras, mobile phones, and the like has rapidly increased, and the demand for forklifts, electric carts, electric wheelchairs, and electric bicycles has increased. Research is actively underway.

또한 최근에는 탄소 에너지가 점차 고갈되고 환경에 대한 관심이 높아지면서, 미국, 유럽, 일본, 한국을 비롯하여 전 세계적으로 하이브리드 자동차와 전기 자동차에 대한 수요가 점차 증가하고 있다. 이러한 하이브리드 자동차나 전기 자동차는 배터리 팩의 충방전 에너지를 이용하여 차량 구동력을 얻기 때문에, 엔진만을 이용하는 자동차에 비해 연비가 뛰어나고 공해 물질을 배출하지 않거나 감소시킬 수 있다는 점에서 많은 소비자들에게 좋은 반응을 얻고 있다. Recently, as carbon energy is gradually depleted and environmental interest is increasing, the demand for hybrid and electric vehicles is increasing gradually in the US, Europe, Japan, and Korea. Since such hybrid vehicles and electric vehicles use the charge / discharge energy of the battery pack to obtain the vehicle driving power, they are more fuel-efficient than the vehicles using only the engine and can not discharge or reduce pollutants. .

따라서 하이브리드 자동차나 전기 자동차의 핵심적 부품인 차량용 배터리에 보다 많은 관심과 연구가 집중되고 있으며, 더불어 배터리를 빠르게 충전할 수 있는 급속충전 기술개발이 시급하다.Therefore, more attention and research is being focused on the vehicle battery, which is a key component of a hybrid vehicle or an electric vehicle, and in addition, it is urgent to develop a rapid charging technology that can quickly charge the battery.

하지만 종래의 배터리 충전방식은 충전 초기부터 완료까지 일정한 전류로 충전을 행하는 정전류 충전방식, 충전 초기부터 완료까지 일정한 전압으로 충전을 행하는 정전압 충전방식 및 충전 초기에는 일정한 전류로 충전하고, 충전 말기에는 일정한 전압으로 충전하는 정전류-정전압 충전방식이 사용된다.However, the conventional battery charging method is a constant current charging method that charges with a constant current from the beginning of the charge to completion, a constant voltage charging method that charges with a constant voltage from the beginning of the charge to completion and charging with a constant current at the beginning of the charge, constant at the end of the charge The constant current-constant voltage charging method of charging with voltage is used.

정전류 충전방식은 충전 초기에는 배터리와 전지의 전압차가 커서 대전류가 흐르며 충전이 진행됨에 따라 전류가 감소한다. 충전이 빨리 완료된다는 점에서만 보면 충전 전류가 클수록 좋지만 연속적으로 큰 전류로 충전하면 충전효율이 저하되고 배터리의 수명에도 영향을 끼친다.In the constant current charging method, a large current flows due to a large voltage difference between a battery and a battery, and the current decreases as charging progresses. The higher the charging current is, the better it is, but the higher the charging current, the lower the charging efficiency and the battery life.

또한 정전류 충전방식은 충전이 완료되더라도 충전 초기와 같은 전류가 배터리로 계속 흐르므로 충전 완료시 신속하게 충전기와 배터리를 분리시켜야하는 불편함이 있다.In addition, the constant current charging method is inconvenient to quickly separate the charger and the battery when the charge is completed because the current continues to flow to the battery even when the charge is completed.

또한 정전압 충전방식은 배터리의 충전이 완료되면 단자 전압이 온도변화와 배터리 자체의 발열에 의해 크게 변화되어 정전압 값을 미리 설정하기 곤란한 단점이 있으며, 일반적으로 15.5v~16v 정도로 20~24시간 배터리를 충전하므로, 충전시간이 오래 걸리는 불편함이 있다.In addition, the constant voltage charging method has a disadvantage in that the terminal voltage is greatly changed by the temperature change and the heating of the battery itself when the battery is fully charged. Therefore, it is difficult to set the constant voltage value in advance. Since charging, charging takes a long time uncomfortable.

또한 정전류-정전압 충전방식은 충전기의 충전 능력에 적합한 조건으로 충전해야 하며, 환기가 잘되고 상온이 약 25℃인 곳에서 충전해야 한다. 또한 배터리에 과충전이 일어날 경우 배터리의 극판을 손상시켜 배터리 수명이 줄어드므로 과충전이 일어나지 않도록 조심해야하는 불편함이 있다.
In addition, the constant current-constant voltage charging method should be charged under conditions suitable for the charging capability of the charger, and should be charged at a place having good ventilation and a room temperature of about 25 ° C. In addition, when the battery is overcharged, the battery plate is reduced by damaging the electrode plate of the battery, which is inconvenient to be careful not to overcharge the battery.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 충전 전압을 가변하여 충전 전류가 단계적으로 조절되면서 배터리 충전이 이루어지도록 함으로써, 배터리 충전 때 형성된 이온층이 전해질로 확산 분해되어 배터리 수명이 길어지면서 빠르게 배터리가 충전되도록 하는 배터리 급속충전장치를 제공함을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-described problems, by varying the charging voltage so that the charging of the battery while the charging current is adjusted step by step, the ion layer formed during the charging of the battery is diffused and decomposed into the electrolyte to quickly increase the battery life It is an object of the present invention to provide a battery quick charging device for charging a battery.

또한 본 발명은 태양광을 바탕으로 충전 전류가 단계적으로 조절되면서 배터리를 충전이 이루어지도록 함으로써, 낮시간 동안 빠르게 배터리를 충전할 수 있는 배터리 급속 충전장치를 제공함을 그 목적으로 한다.
In addition, an object of the present invention is to provide a battery rapid charging device that can charge the battery quickly during the day by charging the battery while the charging current is adjusted step by step based on sunlight.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 배터리 급속충전장치는 태양광 또는 상용전원으로부터 입력되는 충전 전압을 출력하는 전원부, 상기 전원부로부터 입력되는 충전 전압을 바탕으로 최고 충전 전압 및 최고 충전 전류를 배터리로 출력하여 상기 배터리가 충전되도록 하고, 상기 배터리의 충전용량이 미리 설정된 단계에 도달하면 상기 배터리로 출력되는 충전 전압을 가변하여 상기 배터리로 출력되는 충전 전류가 단계적으로 변화되도록 제어하는 배터리 충전부을 포함한다.In order to achieve the above object, the battery rapid charging device of the present invention includes a power supply unit for outputting a charging voltage input from sunlight or a commercial power source, and the highest charging voltage and the highest charging current based on the charging voltage input from the power supply unit. And a battery charging unit configured to control the charging current output to the battery by changing the charging voltage output to the battery when the battery is charged and the charging capacity of the battery reaches a preset stage.

또한 상기 배터리 충전부는 100%의 최대 충전 전압 및 충전 전류로 상기 배터리를 충전하는 중에 상기 배터리가 최대 용량의 80% 충전된 경우 상기 배터리로 출력되는 충전 전압을 가변하여 최대 전류의 50%에 해당하는 충전 전류가 상기 배터리로 출력되도록 하고, 상기 배터리가 최대 용량의 90% 충전된 경우 상기 배터리로 출력되는 충전 전압을 가변하여 최대 전류의 25%에 해당하는 충전 전류가 상기 배터리로 출력되도록 한다.The battery charger may be configured to vary the charging voltage output to the battery when the battery is charged at 80% of the maximum capacity while charging the battery at a maximum charging voltage and a charging current of 100% corresponding to 50% of the maximum current. The charging current is output to the battery, and when the battery is charged at 90% of the maximum capacity, the charging voltage output to the battery is varied so that the charging current corresponding to 25% of the maximum current is output to the battery.

또한 상기 배터리 충전부는 상기 배터리의 전압은 100%충전되고, 상기 배터리의 전류는 100% 충전되지 않았을 경우 상기 배터리로 최고 충전 전압을 출력하여 상기 배터리의 미세 전류가 더 충전되도록 한다.In addition, when the battery charging unit is 100% charged and the battery current is not 100% charged, the battery charging unit outputs the highest charging voltage to the battery to further charge the microcurrent of the battery.

또한 상기 배터리 충전부는 상기 배터리의 충전용량이 미리 설정된 단계에 도달하면 상기 배터리로 출력되는 충전 전압을 최저 충전 전압으로 떨어뜨렸다가 다시 최고 충전 전압으로 올려서 출력되도록 제어한다.In addition, the battery charging unit controls to output the battery by dropping the charging voltage outputted to the battery to the lowest charging voltage and then raising it to the highest charging voltage when the charge capacity of the battery reaches a preset stage.

또한 상기 전원부는 태양광을 집광하여 충전 전압을 출력하는 태양광전원부, 상용전원을 입력받아 충전 전압으로 출력하는 상용전원부를 구비한다.In addition, the power supply unit includes a solar power supply unit for condensing sunlight and outputs a charging voltage, and a commercial power supply unit for receiving commercial power and outputting the charging voltage.

또한 상기 태양광전원부는 태양광을 집광하는 태양광 판넬, 상기 태양광 판넬로부터 입력되는 디지털 전압을 변환하여 출력하는 DC-DC컨버터를 포함한다.In addition, the solar power unit includes a solar panel for condensing sunlight, a DC-DC converter for converting and outputting a digital voltage input from the solar panel.

또한 상기 상용전원부는 콘덴서를 통해 입력되는 아날로그 전압의 간섭 노이즈를 감쇄시키는 EMI필터, 상기 EMI필터를 통해 출력되는 아날로그 전압을 역률보상된 디지털 전압으로 변환하여 출력하는 PFC를 포함한다.The commercial power supply unit may include an EMI filter for attenuating interference noise of an analog voltage input through a capacitor, and a PFC for converting an analog voltage output through the EMI filter into a power factor compensated digital voltage.

또한 배터리의 충전 상태 및 상기 배터리로 출력되는 충전 전압 및 충전 전류의 값을 배터리 감시서버로 전달하는 통신부를 더 포함하되, 상기 배터리 감시서버는 상기 배터리의 수명을 체크하고, 상기 배터리로 출력되는 충전 전압 및 충전 전류의 값을 조절하는 것을 특징으로 하는 배터리 급속 충전 장치.
The apparatus may further include a communication unit configured to transfer a state of charge of the battery and values of the charge voltage and the charge current output to the battery to the battery monitoring server, wherein the battery monitoring server checks the life of the battery and charges the output to the battery. A fast charging device for a battery, characterized in that for adjusting the value of the voltage and the charging current.

본 발명은 충전 전압을 가변하여 충전 전류가 단계적으로 조절되면서 배터리 충전이 이루어지도록 함으로써, 배터리 충전 때 형성된 이온층이 전해질로 확산 분해되어 배터리 수명이 길어지면서 빠르게 배터리가 충전되도록 하는 효과가 있다.According to the present invention, the charging voltage is varied so that the charging of the battery is performed while the charging current is adjusted step by step. Thus, the ion layer formed during the charging of the battery is diffused and decomposed into the electrolyte, so that the battery is rapidly charged as the battery life becomes longer.

또한 본 발명은 태양광을 바탕으로 충전 전류가 단계적으로 조절되면서 배터리를 충전이 이루어지도록 함으로써, 낮시간 동안 빠르게 배터리를 충전할 수 있는 효과가 있다.
In addition, the present invention is to charge the battery while the charging current is adjusted step by step based on sunlight, there is an effect that can be quickly charged during the day time.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 급속 충전장치의 내부 구성도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 급속 충전장치에서 배터리를 빠르게 충전시키는 과정을 나타낸 흐름도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 급속 충전장치에서 배터리를 빠르게 충전시킬 때 충전 전류와 충전 전압의 변화를 실제로 측정한 그래프를 나타낸 도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 급속 충전장치에서 배터리를 빠르게 충전시킬 때 충전 전류와 충전 전압의 변화를 예측한 그래프를 나타낸 도.1 is an internal configuration of a battery rapid charging apparatus according to an embodiment of the present invention,
2 is a flowchart illustrating a process of rapidly charging a battery in a battery quick charging device according to an embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a graph illustrating a measurement of a change in charging current and a charging voltage when the battery is rapidly charged in the battery quick charging device according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a graph illustrating a prediction of a change in charge current and a charge voltage when a battery is rapidly charged in a battery quick charging device according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 급속 충전장치의 내부 구성도이다.1 is a diagram illustrating an internal configuration of a battery quick charging device according to an exemplary embodiment of the present invention.

상용전원부(100)는 EMI필터(101) 및 PFC(102)를 포함한다.The commercial power supply unit 100 includes an EMI filter 101 and a PFC 102.

EMI필터(101)는 아날로그 입력 전압(220v)의 전자기적 간섭 노이즈를 감쇄시켜 PFC(102)로 전달한다.The EMI filter 101 attenuates electromagnetic interference noise of the analog input voltage 220v and transmits the electromagnetic interference noise to the PFC 102.

PFC(Power Factor Compensation)(102)는 EMI필터(101)로부터 입력되는 아날로그 입력 전압(220v)을 역률 보상된 디지털 출력 전압(350v)으로 변환하여 배터리 충전부(120)로 전달한다.The power factor compensation (PFC) 102 converts the analog input voltage 220v input from the EMI filter 101 into a power factor corrected digital output voltage 350v and transmits the same to the battery charger 120.

태양광전원부(110)는 태양광 판넬(111)과 DC-DC컨버터(112)를 포함한다.The solar power supply unit 110 includes a solar panel 111 and a DC-DC converter 112.

태양광 판넬(111)은 태양광을 집광하는 장치로 솔라판넬로 구성될 수 있으며, 30~40v에 해당하는 직류 저압을 DC-DC컨버터(112)로 전달한다.The solar panel 111 may be configured as a solar panel that collects sunlight, and transmits a DC low pressure corresponding to 30 to 40v to the DC-DC converter 112.

DC-DC컨버터(112)는 태양광 판넬(111)로부터 입력되는 불규칙한 직류저압을 안정된 직류고압(400v)으로 절연변환하여 배터리 충전부(120)로 전달한다.The DC-DC converter 112 insulates and converts an irregular DC low voltage input from the solar panel 111 into a stable DC high voltage 400v and transmits the same to the battery charger 120.

한편 본 발명의 배터리 급속 충전장치는 상용전원부(100)와 태양광전원부(110)를 모두 구비하며, 평소에는 태양광전원부(110)를 통해 태양광 에너지로 배터리를 충전하다가, 태양광을 통한 충전 전력이 부족한 경우 상용전원부(100)를 통해 배터리를 충전한다.Meanwhile, the battery rapid charging device of the present invention includes both the commercial power supply unit 100 and the solar power supply unit 110, and normally charges the battery with solar energy through the solar power supply unit 110, and charges through the sunlight. If the power is insufficient to charge the battery through the commercial power supply 100.

배터리 충전부(120)는 상용전원부(100) 또는 태양광전원부(110)로 부터 전압을 입력받고, 배터리(130)로 출력되는 충전 전압을 충전 전류가 단계적으로 변화되도록 조절하여 배터리(130)가 충전되도록 한다.The battery charging unit 120 receives a voltage from the commercial power supply unit 100 or the solar power supply unit 110, and adjusts the charging voltage output to the battery 130 to change the charging current in steps so that the battery 130 is charged. Be sure to

배터리(130)는 배터리 충전부(120)로부터 전달받은 충전 전류 및 충전 전압을 전기 에너지로 저장한다.The battery 130 stores the charging current and the charging voltage received from the battery charger 120 as electrical energy.

통신부(140)는 배터리 충전부(120)로부터 배터리(120)의 상태정보를 전달받아 배터리 감시서버(200)로 전달하고, 배터리 감시서버(200)로부터 감시신호를 전달받아 배터리 충전부(120)로 전달한다.The communicator 140 receives the state information of the battery 120 from the battery charger 120 and transmits the state information to the battery monitoring server 200, and receives the monitoring signal from the battery monitoring server 200 and transmits the monitoring signal to the battery charging unit 120. do.

배터리 감시서버(200)는 배터리(130) 충전이 원활하게 진행되도록 배터리 충전부(120)를 통해 배터리(130)의 상태를 감시하고, 배터리(130)가 빠르게 충전될 수 있도록 배터리 충전부(120)를 제어하여 배터리(130)로 출력되는 충전 전압 및 충전 전류의 양을 조절한다.The battery monitoring server 200 monitors the state of the battery 130 through the battery charger 120 to smoothly charge the battery 130, and controls the battery charger 120 so that the battery 130 can be quickly charged. By controlling the amount of charge voltage and charge current output to the battery 130 is adjusted.

또한 배터리 감시서버(200)는 배터리(130)가 1분동안 방전되는 상태를 점검하여 배터리(130) 수명을 체크할 수 있다.
In addition, the battery monitoring server 200 may check the battery 130 life by checking a state in which the battery 130 is discharged for 1 minute.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 급속 충전장치에서 배터리를 빠르게 충전시키는 과정을 나타낸 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 급속 충전장치에서 배터리를 빠르게 충전시킬 때 충전 전류와 충전 전압의 변화를 실제로 측정한 그래프를 나타낸 도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 급속 충전장치에서 배터리를 빠르게 충전시킬 때 충전 전류와 충전 전압의 변화를 예측한 그래프를 나타낸 도이다.2 is a flowchart illustrating a process of rapidly charging a battery in a battery quick charging device according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a flowchart illustrating a charging current when the battery is quickly charged in a battery quick charging apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention. 4 is a graph illustrating a measurement of a change in the charging voltage, and FIG. 4 is a view illustrating a graph predicting a change in the charging current and the charging voltage when the battery is rapidly charged in the battery quick charging device according to an exemplary embodiment of the present invention. .

도 2 내지 도 4를 참조하면, 배터리 충전부(120)는 S201단계에서 배터리 충전이 시작되면 S202단계에서 배터리(130)의 잔여용량 및 온도를 측정한다.2 to 4, the battery charger 120 measures the remaining capacity and the temperature of the battery 130 in step S202 when battery charging starts in step S201.

이때 배터리 충전부(120)는 배터리(130)의 온도에 따라 충전 전압의 크기를 조절한다. 일반적으로 배터리(130)는 25℃에서 충전이 이루어지는 것이 바람직하나, 배터리(130)의 온도가 너무 높거나, 너무 낮을 경우에는 배터리(130)가 충전되면서 온도가 상승할 것을 고려하여 충전 전압의 크기를 조절할 수 있다.In this case, the battery charger 120 adjusts the magnitude of the charging voltage according to the temperature of the battery 130. Generally, the battery 130 is preferably charged at 25 ° C., but when the temperature of the battery 130 is too high or too low, the charge voltage may be increased while the battery 130 is being charged. Can be adjusted.

배터리 충전부(120)는 배터리(130)의 잔여 전압이 다단계 방식으로 충전을 해야하는 양 즉 미리 설정된 잔여량보다 많이 남아 있으면 S204단계에서 일정한 충전 전류 또는 일정한 충전 전압으로 배터리(130)가 충전되도록 하는 방식을 이용하여 배터리(130)를 충전한다.The battery charger 120 may charge the battery 130 at a constant charging current or a constant charging voltage in step S204 when the remaining voltage of the battery 130 remains greater than the amount of charge to be charged in a multi-step manner, that is, a preset residual amount. The battery 130 is charged.

본 발명의 상세한 설명에서는 S204단계에 해당하는 충전방식은 종래기술에 해당하므로 자세한 설명은 생략한다.In the detailed description of the present invention, since the charging method corresponding to step S204 corresponds to the prior art, a detailed description thereof will be omitted.

한편 배터리 충전부(120)는 배터리(130)가 처음 충전되는 것이거나, 방전 종지 전압에 도달했거나 또는 다단계 충전방식을 통해 배터리(130)를 충전한 시점이 30일 정도 경과된 경우에는 다단계 충전방식을 통해 배터리(130)를 충전한다.Meanwhile, when the battery 130 is initially charged, reaches a discharge end voltage, or when the battery 130 is charged through the multi-stage charging method has elapsed for about 30 days, the battery charger 120 performs a multi-stage charging method. Charges the battery 130 through.

배터리 충전부(120)는 S202단계에서 배터리(130)가 방전 종지 전압에 도달한 것으로 판단되면 S205단계에서 1단계 정전류 충전방식으로 배터리(130)를 충전한다.If it is determined in step S202 that the battery 130 reaches the discharge end voltage, the battery charging unit 120 charges the battery 130 in a step 1 constant current charging method in step S205.

1단계 정전류 충전 방식은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 최대 충전 전류의 100%에 해당하는 충전 전류(401)로 배터리(130)를 충전하는 것으로, 최대 충전 전압(301) 및 최대 충전 전류(401)로 배터리(130)를 충전한다.In the one-step constant current charging method, as shown in FIGS. 3 and 4, the battery 130 is charged with the charging current 401 corresponding to 100% of the maximum charging current, and the maximum charging voltage 301 and the maximum charging current are charged. The battery 130 is charged at 401.

이때 배터리(130) 충전 전압을 최대 충전 전압으로 높이는 이유는 다수의 배터리(130)가 직렬로 연결된 상태일 경우 충전 전압을 최고로 높여주어야 다수의 배터리(130) 전압이 일정하게 맞춰지기 때문이며, 이는 균등하게 다수의 배터리(130)를 충전하기 위한 종래기술에 해당하므로, 자세한 설명은 생략한다.In this case, the reason for increasing the battery 130 charging voltage to the maximum charging voltage is because when the plurality of batteries 130 are connected in series, the charging voltage should be increased to the highest value so that the plurality of battery 130 voltages are constantly adjusted. Since it corresponds to the prior art for charging a plurality of batteries 130, a detailed description thereof will be omitted.

배터리 충전부(120)는 배터리 용량의 80%(T0-T2 )가 충전될 때까지 1단계 정전류 충전 방식으로 배터리(130)를 충전한다.A battery charging unit 120 charges the battery 130 in step constant current charging mode until the charge is 80% of the battery capacity (T 0 -T 2).

그리고 배터리 충전부(120)는 S206단계에서 배터리 용량의 전체 80%에 해당하는 양이 충전되었으면 S207단계에서 2단계 정전류 충전 방식으로 배터리(130)가 충전되도록 한다.In addition, when the battery charging unit 120 is charged in an amount corresponding to 80% of the total battery capacity in step S206, the battery 130 is charged in a two-step constant current charging method in step S207.

2단계 정전류 충전 방식은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 최대 전류 50%에 해당하는 충전 전류(402)로 배터리(130)를 충전하는 것으로, 배터리 충전부(120)는 도 3 및 도 4의 T2-T3에 도시된 바와 같이 배터리(130)로 출력되는 전압을 최저 충전 전압으로 내렸다가 다시 최고 충전 전압으로 올려서 충전한다.In the two-step constant current charging method, as shown in FIGS. 3 and 4, the battery 130 is charged with a charging current 402 corresponding to a maximum current of 50%, and the battery charger 120 of FIG. As shown in T 2 -T 3 , the voltage output to the battery 130 is lowered to the lowest charging voltage and then charged back to the highest charging voltage.

이렇게 하면 충전 전류는 최대 충전 전류의 50%에 해당하는 전류로 떨어지게 된다.This causes the charging current to drop to 50% of the maximum charging current.

배터리 충전부(120)는 S208단계에서 최대 충전 전류의 50%에 해당하는 전류로 배터리(130)를 충전하는 중에 배터리 용량의 90%가 충전되었으면 S209단계에서 3단계 정전류 충전 방식으로 배터리(130)를 충전한다.If the battery charging unit 120 is charged 90% of the battery capacity while charging the battery 130 with a current corresponding to 50% of the maximum charging current in step S208 step S209 to charge the battery 130 in a three-step constant current charging method To charge.

3단계 정전류 충전 방식은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 최대 전류의 25%에 해당하는 충전 전류(403)로 배터리(130)를 충전한다.In the three-step constant current charging method, as shown in FIGS. 3 and 4, the battery 130 is charged with the charging current 403 corresponding to 25% of the maximum current.

이렇게 하기 위해 배터리 충전부(120)는 3 및 도 4의 T3-T4에 도시된 바와 같이 배터리(130)로 출력되는 전압을 최저 충전 전압으로 내렸다가 다시 최고 충전 전압으로 올려서 충전한다.To this end, the battery charger 120 charges the voltage output to the battery 130 to the lowest charging voltage and then raises the voltage to the highest charging voltage as shown in T 3 -T 4 of FIG. 4 and FIG. 4.

이후 배터리 충전부(120)는 3단계 정전류 충전 방식으로 배터리 용량의 100%가 충전될 때까지 충전을 수행한다.Thereafter, the battery charger 120 performs charging until 100% of the battery capacity is charged by the three-step constant current charging method.

이후 배터리 충전부(120)는 S210단계에서 배터리 용량의 100%가 충전되었으면 S211단계에서 4단계 정전압 충전 방식으로 배터리(130)를 충전한다.Since the battery charging unit 120 is charged 100% of the battery capacity in step S210 to charge the battery 130 in a four-step constant voltage charging method in step S211.

배터리 충전부(120)는 배터리 용량의 100%가 충전되었으면 배터리(130)의 미세 전류를 충전하기 위해 S212단계에서 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 최고 전압으로 배터리(130)가 충전되도록 하고, S213단계에서 미세 전류까지 충전이 완료되었으면 충전 완료 신호를 통신부(140)를 통해 배터리 감시서버(200)로 전달하거나 알림음을 출력하여 배터리(130) 충전이 완료되었음을 알린다.When the battery charger 120 is charged to 100% of the battery capacity, the battery 130 is charged at the highest voltage as shown in FIGS. 3 and 4 in step S212 to charge the fine current of the battery 130. When the charging is completed up to a minute current in step S213, the charge completion signal is transmitted to the battery monitoring server 200 through the communication unit 140 or by outputting a notification sound to inform that the battery 130 is completed charging.

이 구간은 배터리(130)의 전압 충전은 모두 완료된 상태에서 남아있는 미세 전류까지 충전하기 위한 구간으로, 최저 충전 전압으로 배터리(130)를 충전하면 미세 전류 충전이 잘 이루어지지 않아 최고 충전 전압으로 배터리(130)를 충전하는 것이 바람직하다.This section is a section for charging up to the remaining minute current when the voltage charging of the battery 130 is completed. If the battery 130 is charged at the lowest charging voltage, the minute current is not well charged. It is desirable to charge 130.

또한 종래에는 배터리(130)의 전압이 모두 충전되면 충전이 완료된 것으로 설정하였으나, 본 발명에서는 전압이 모두 충전되었을 때와 전류가 모두 충전되었을 때를 나누어 사용자에게 알리도록 설정할 수 있다.In addition, in the related art, charging is completed when all the voltages of the battery 130 are charged. However, in the present invention, when the voltages are all charged and when the currents are all charged, the battery 130 may be set to notify the user.

이럴 경우 급속충전장치에 각기 다른 두 개의 LED를 설치하여 전압이 충전되었을 때와 전류가 충전되었을 때 각각 표시되도록 할 수 있다.In this case, two different LEDs can be installed on the quick-charger to indicate when the voltage is charged and when the current is charged.

이렇게 배터리(130) 충전 전압을 최저 충전전압과 최저 충전전압으로 가변하면서 배터리(130)가 충전되도록 함으로써, 단계적으로 충전 전류가 변화되도록 조절할 수 있어, 배터리(130) 내에 충,방전으로 생기는 불순물을 제거할 수 있다.By changing the charging voltage of the battery 130 to the lowest charging voltage and the lowest charging voltage such that the battery 130 is charged, it is possible to adjust the charge current to be changed step by step, so that impurities generated by the charge and discharge in the battery 130 Can be removed

때문에 배터리(130)의 수명이 늘어나고, 배터리(130)도 급속도로 충전되도록 할 수 있다.Therefore, the lifespan of the battery 130 may be increased, and the battery 130 may also be rapidly charged.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 충전 전류가 변화되는 단계를 4단계로 설정하였으나, 직렬로 연결된 배터리의 양과 온도에 따라 충전 전류가 변화되는 단계를 조절할 수 있음은 물론이다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, the step of changing the charging current is set to four steps, but the step of changing the charging current according to the amount and temperature of the battery connected in series may be adjusted.

이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 제시하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of illustration, It will be readily apparent that various substitutions, modifications, and alterations can be made herein.

100: 상용전원부 101: EMI필터
102: PFC 110: 태양광 전원부
111: 태양광판넬 112: DC-DC컨버터
120: 배터리 충전부 130: 배터리
140: 통신부 200: 배터리 감시서버100: commercial power supply 101: EMI filter
102: PFC 110: solar power unit
111: solar panel 112: DC-DC converter
120: battery charging unit 130: battery
140: communication unit 200: battery monitoring server

Claims (8)

태양광 또는 상용전원으로부터 입력되는 충전 전압을 출력하는 전원부;
상기 전원부로부터 입력되는 충전 전압을 바탕으로 최고 충전 전압 및 최고 충전 전류를 배터리로 출력하여 상기 배터리가 충전되도록 하고, 상기 배터리의 충전용량이 미리 설정된 단계에 도달하면 상기 배터리로 출력되는 충전 전압을 가변하여 상기 배터리로 출력되는 충전 전류가 단계적으로 변화되도록 제어하는 배터리 충전부을 포함하는 배터리 급속 충전 장치.
A power supply unit for outputting a charging voltage input from sunlight or commercial power;
The battery is charged by outputting the highest charging voltage and the highest charging current to the battery based on the charging voltage input from the power supply unit, and when the charging capacity of the battery reaches a preset stage, the charging voltage output to the battery is variable. And a battery charger configured to control the charging current outputted to the battery to be changed in stages.
제1 항에 있어서, 상기 배터리 충전부는,
100%의 최대 충전 전압 및 충전 전류로 상기 배터리를 충전하는 중에 상기 배터리가 최대 용량의 80% 충전된 경우 상기 배터리로 출력되는 충전 전압을 가변하여 최대 전류의 50%에 해당하는 충전 전류가 상기 배터리로 출력되도록 하고, 상기 배터리가 최대 용량의 90% 충전된 경우 상기 배터리로 출력되는 충전 전압을 가변하여 최대 전류의 25%에 해당하는 충전 전류가 상기 배터리로 출력되도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리 급속 충전 장치.
The battery pack of claim 1, wherein the battery charger is
When the battery is charged to 80% of its maximum capacity while charging the battery at a maximum charging voltage and charging current of 100%, the charging voltage output to the battery is varied so that the charging current corresponding to 50% of the maximum current is the battery. When the battery is charged to 90% of the maximum capacity of the battery, the charging voltage output to the battery by varying the charging current corresponding to 25% of the maximum current outputs to the battery fast charging Device.
제1 항에 있어서, 상기 배터리 충전부는,
상기 배터리의 전압은 100%충전되고, 상기 배터리의 전류는 100% 충전되지 않았을 경우 상기 배터리로 최고 충전 전압을 출력하여 상기 배터리의 미세 전류가 더 충전되도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리 급속 충전 장치.
The battery pack of claim 1, wherein the battery charger is
The voltage of the battery is 100% charged, when the current of the battery is not 100% of the battery fast charging device characterized in that for outputting the highest charge voltage to the battery to further charge the fine current of the battery.
제1 항에 있어서, 상기 배터리 충전부는,
상기 배터리의 충전용량이 미리 설정된 단계에 도달하면 상기 배터리로 출력되는 충전 전압을 최저 충전 전압으로 떨어뜨렸다가 다시 최고 충전 전압으로 올려서 출력되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 급속 충전 장치.
The battery pack of claim 1, wherein the battery charger is
When the charge capacity of the battery reaches a predetermined step, the battery fast charging device, characterized in that to control the output voltage is lowered to the lowest charging voltage and then raised to the highest charging voltage and output again.
제1 항에 있어서, 상기 전원부는,
태양광을 집광하여 충전 전압을 출력하는 태양광전원부;
상용전원을 입력받아 충전 전압으로 출력하는 상용전원부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 급속 충전 장치.
The method of claim 1, wherein the power supply unit,
A solar power supply unit for condensing sunlight to output a charging voltage;
And a commercial power supply unit configured to receive commercial power and output the charging voltage.
제5 항에 있어서, 상기 태양광전원부는,
태양광을 집광하는 태양광 판넬;
상기 태양광 판넬로부터 입력되는 디지털 전압을 변환하여 출력하는 DC-DC컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 급속 충전 장치.
The method of claim 5, wherein the solar power supply unit,
A solar panel that collects sunlight;
And a DC-DC converter for converting and outputting a digital voltage input from the solar panel.
제5 항에 있어서, 상기 상용전원부는.
콘덴서를 통해 입력되는 아날로그 전압의 간섭 노이즈를 감쇄시키는 EMI필터;
상기 EMI필터를 통해 출력되는 아날로그 전압을 역률보상된 디지털 전압으로 변환하여 출력하는 PFC를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 급속 충전 장치.
The method of claim 5, wherein the commercial power supply.
EMI filter for attenuating interference noise of the analog voltage input through the capacitor;
And a PFC for converting the analog voltage output through the EMI filter into a power factor corrected digital voltage and outputting the PFC.
제1 항에 있어서,
배터리의 충전 상태 및 상기 배터리로 출력되는 충전 전압 및 충전 전류의 값을 배터리 감시서버로 전달하는 통신부를 더 포함하되,
상기 배터리 감시서버는 상기 배터리의 수명을 체크하고, 상기 배터리로 출력되는 충전 전압 및 충전 전류의 값을 조절하는 것을 특징으로 하는 배터리 급속 충전 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a communication unit for transmitting a state of charge of the battery and the value of the charge voltage and the charge current output to the battery to the battery monitoring server,
The battery monitoring server checks the life of the battery, the battery fast charging device, characterized in that for adjusting the value of the charging voltage and the charging current output to the battery.
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