KR20140087995A - 전동장치용 배터리의 전력모니터링 시스템 - Google Patents

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KR20140087995A
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Abstract

본 발명은, 전동장치의 배터리의 다수의 셀 각각의 특성값을 측정하는 측정부와; 상기 특성값으로부터 평가대상값을 산출하고, 상기 평가대상값을 기준값과 비교하여 상기 배터리의 상태정보 및 상기 전동장치의 운행정보를 산출하는 중앙처리부와; 상기 상태정보 및 상기 운행정보를 외부 관리시스템으로 전송하는 무선통신부와; 상기 기준값, 상기 상태정보 및 상기 운행정보를 저장하는 저장부를 포함하는 전동장치용 배터리의 전력모니터링 시스템을 제공한다.

Description

전동장치용 배터리의 전력모니터링 시스템{POWER MONITORING SYSTEM FOR BATTERY OF ELECTRO-MECHANICAL APPARATUS}
본 발명은 다수의 셀로 이루어지는 전동장치용 배터리의 전력모니터링 시스템 및 전력모니터링 방법에 관한 것이다.
전동장치용 배터리는 2차 전지의 일종으로서, 내부에 양극판과 음극판이 삽입되고 전해액이 충진된 다수의 셀의 조합으로 이루어지며, 자동차를 비롯한 전동카트나 전동지게차 등에서 전력을 공급하기 위하여 많이 사용되고 있다.
이러한 전동장치용 배터리는 기본적으로 전해액에 침지된 양극판과 음극판 사이에서 일어나는 화학 반응에 의한 화학적 에너지를 이용하여 전력을 발생하는 방전과, 외부에서 공급되는 전기적 에너지에 의해 전해액을 황산화하는 충전을 반복하면서 지속적으로 사용하게 된다.
이러한 전동장치용 배터리는 전동장치의 주동력원으로서 사용되기 때문에 기능에 문제가 발생하는 경우 전동장치의 가동이 불가능해진다.
따라서, 전동장치의 안정적인 사용을 위해서는 배터리의 성능 및 예상 수명 등을 주기적으로 체크함으로써 기능상에 문제가 발생하는 것을 사전에 방지하는 것이 무엇보다 중요하다고 볼 수 있으나, 종래의 전력모니터링 시스템은 소비자가 요구하는 정확성을 충족시키지 못하는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 배터리의 단자전압의 편차와 충전효율을 이용하여 배터리의 상태를 정밀하게 모니터링 할 수 있는 전동장치용 배터리의 전력모니터링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 배터리의 단자전류의 방향을 이용하여 배터리의 상태를 모니터링 하고 배터리의 상태정보 및 전동장치의 운행정보를 무선으로 전송할 수 있는 전동장치용 배터리의 전력모니터링 시스템을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 전동장치의 운행정보와 배터리의 소모전력을 이용하여 전동장치의 상태를 모니터링 할 수 있는 전동장치용 배터리의 전력모니터링 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
이를 위하여 본 발명은, 전동장치의 배터리의 다수의 셀 각각의 특성값을 측정하는 측정부와; 상기 특성값으로부터 평가대상값을 산출하고, 상기 평가대상값을 기준값과 비교하여 상기 배터리의 상태정보 및 상기 전동장치의 운행정보를 산출하는 중앙처리부와; 상기 상태정보 및 상기 운행정보를 외부 관리시스템으로 전송하는 무선통신부와; 상기 기준값, 상기 상태정보 및 상기 운행정보를 저장하는 저장부를 포함하는 전동장치용 배터리의 전력모니터링 시스템을 제공한다.
여기서, 상기 특성값은, 상기 다수의 셀 각각의 단자전압 또는 단자전류일 수 있다.
그리고, 상기 평가대상값은, 상기 다수의 셀 각각의 단자전압의 편차, 상기 배터리의 충전효율, 상기 다수의 셀 각각의 단자전류의 방향, 상기 배터리의 소모전력 중 적어도 하나일 수 있다.
또한, 상기 평가대상값이 상기 다수의 셀 각각의 상기 단자전압의 편차인 경우, 상기 기준값은 상기 기준편차이며, 상기 중앙처리부는 상기 단자전압의 편차가 상기 기준편차 미만이면 상기 배터리를 정상상태로 판단하고, 상기 단자전압의 편차가 상기 기준편차 이상이면 상기 배터리를 비정상상태로 판단할 수 있다.
그리고, 상기 평가대상값이 상기 배터리의 상기 충전효율인 경우, 상기 기준값은 기준효율범위이며, 상기 중앙처리부는 상기 충전효율이 상기 기준효율범위 이내이면 상기 배터리를 정상상태로 판단하고, 상기 충전효율이 상기 기준효율범위를 벗어나면 상기 배터리를 비정상상태로 판단할 수 있다.
또한, 상기 평가대상값이 상기 다수의 셀 각각의 상기 단자전류의 방향인 경우, 상기 기준값은 상기 배터리의 방전 시 전류가 흐르는 방향인 기준방향이며, 상기 중앙처리부는 상기 단자전류의 방향이 상기 기준방향과 동일하면 상기 전동장치가 운행상태인 것으로 판단하고, 상기 단자전류의 방향이 상기 기준방향과 상이하면 상기 전동장치가 충전 중 인 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 상기 중앙처리부는, 상기 전동장치가 충전 중 인 것으로 판단한 경우, 상기 무선통신부를 이용하여 상기 저장부에 저장된 상기 상태정보 및 상기 운행정보를 상기 외부 관리시스템으로 전송할 수 있다.
또한, 상기 평가대상값이 상기 배터리의 상기 소모전력인 경우, 상기 기준값은 기준전력범위이며, 상기 중앙처리부는 상기 소모전력이 상기 기준전력범위 이내이면 상기 전동장치를 정상상태로 판단하고, 상기 소모전력이 상기 기준전력범위를 벗어나면 상기 전동장치를 비정상상태로 판단할 수 있다.
그리고, 상기 상태정보는 상기 배터리의 정상상태 또는 비정상상태에 대한 정보이고, 상기 운행정보는 상기 전동장치의 운행시간, 운행거리, 운행경로 중 적어도 하나일 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 전동장치용 배터리의 전력모니터링 시스템에 의하면, 배터리의 단자전압의 편차와 충전효율을 이용하여 배터리의 상태를 정밀하게 모니터링 할 수 있는 효과가 있으며, 그 결과 배터리의 사용효율이 향상된다는 이점이 있다.
그리고, 배터리의 단자전류의 방향을 이용하여 배터리의 상태를 모니터링 하고 배터리의 상태정보 및 전동장치의 운행정보를 저비용의 무선으로 전송할 수 있는 효과가 있다.
또한, 전동장치의 운행정보와 배터리의 소모전력을 이용하여 전동장치의 상태를 모니터링 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력모니터링 시스템과 전동장치를 도시한 도면.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 전력모니터링 시스템의 평가대상값 및 기준값을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력모니터링 시스템의 모니터링방법을 도시한 흐름도.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 도면을 참조로 하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력모니터링 시스템과 전동장치를 도시한 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전력모니터링 시스템(100)은, 전동장치(150)의 배터리(152)의 상태를 모니터링 하여 배터리(152)의 상태정보 및 전동장치(150)의 운행정보를 산출하고, 산출된 배터리(152)의 상태정보 및 전동장치(150)의 운행정보를 외부 관리 시스템(미도시)으로 전송한다.
이를 위하여, 전력모니터링 시스템(100)은, 중앙처리부(102), 측정부(104), 무선통신부(106) 및 저장부(108)를 포함한다.
전동장치(150)는, 제1 내지 제n셀로 이루어지는 배터리(152)를 포함하는데, 제1 내지 제n셀은 서로 직렬 연결될 수 있으며, 배터리(152)는 충전소의 충전기(미도시)에 연결되어 충전전력을 제공받아 충전되거나 전동장치(150)에 연결되어 방전전력(소모전력)을 제공하여 방전될 수 있다.
측정부(104)는, 배터리(152)의 제1 내지 제n셀 각각의 양극(+) 및 음극(-) 단자에 연결되어 양극(+) 및 음극(-) 단자의 특성값을 측정하고, 측정된 특성값을 중앙처리부(102)에 전달한다.
여기서, 양극(+) 및 음극(-) 단자의 특성값은, 배터리(152) 충방전 시의 단자전압 및 단자전류 중 적어도 하나일 수 있다.
예를 들어, 측정부(104)는, 배터리(152)의 제1 내지 제n셀 각각의 단자전압(충전전압, 방전전압) 또는 단자전류(충전전류, 방전전류)를 실시간으로 측정할 수 있다.
중앙처리부(102)는, 측정부(104), 무선통신부(106) 및 저장부(108)의 동작을 제어한다.
구체적으로, 중앙처리부(102)는, 측정부(104)로부터 전달받은 특성값으로부터 배터리(152)의 제1 내지 제n셀 각각의 평가대상값을 산출하고, 산출된 평가대상값을 저장된 기준값과 비교하여 배터리(152)의 상태정보 및 전동장치(150)의 운행정보를 산출한다.
또한, 중앙처리부(102)는, 산출된 배터리(152)의 상태정보 및 전동장치(150)의 운행정보를 저장부(108)에 저장하고, 전동장치(150)가 충전소에 입고되어 정지상태에서 충전 중이라고 판단한 시점에 무선통신부(106)를 이용하여 저장된 배터리(152)의 상태정보 및 전동장치(150)의 운행정보를 외부 관리시스템으로 전송한다.
여기서, 평가대상값은, 배터리(152)의 제1 내지 제n셀 각각의 단자전압 또는 단자전압의 편차, 배터리(152)의 충전효율, 배터리(152)의 제1 내지 제n셀 각각의 단자전류의 방향, 배터리(152)의 소모전력(방전전력) 중 적어도 하나일 수 있으며, 배터리(152)의 상태정보는 배터리(152)의 정상상태 또는 비정상상태에 대한 정보일 수 있으며, 전동장치(150)의 운행정보는 운행시간, 운행거리, 운행경로 중 적어도 하나일 수 있다.
여기서, 기준값은 배터리(152)의 제1 내지 제n셀 각각의 정상상태 또는 비정상상태의 판단기준이 되는 값을 의미하는 것으로, 배터리(152)의 제1 내지 제n셀 각각의 방전특성 변화를 고려하여 설정될 수 있다.
예를 들어, 산출된 평가대상값이 배터리(152)의 제1 내지 제n셀 각각의 단자전압인 경우, 기준값은 기준전압범위일 수 있으며, 배터리(152)의 제1 내지 제n셀 각각의 단자전압이 기준전압범위 이내이면 배터리(152)의 제1 내지 제n셀 각각을 정상상태로 판단하고, 배터리(152)의 제1 내지 제n셀 각각의 단자전압이 기준전압범위를 벗어나면 배터리(152)의 제1 내지 제n셀 각각을 비정상상태로 판단할 수 있다.
그리고, 산출된 평가대상값이 배터리(152)의 제1 내지 제n셀의 단자전압의 편차인 경우, 기준값은 기준편차일 수 있으며, 배터리(152)의 제1 내지 제n셀의 단자전압의 편차가 기준편차 미만이면 배터리(152)를 정상상태로 판단하고, 배터리(152)의 제1 내지 제n셀의 단자전압의 편차가 기준편차 이상이면 배터리(152)를 비정상상태로 판단할 수 있다.
배터리(152)의 특성상 충방전이 많아 질수록 제1 내지 제n셀 사이의 단자전압의 편차가 커지는데, 직렬로 연결되어 있는 제1 내지 제n셀 중 일부 높은 단자전압을 갖는 셀로 인하여 충전 종지전압에 빨리 도달하게 되어 나머지 셀이 충전 종지전압에 도달하지 않게 되며, 이는 해당 셀의 설페이션(sulphation)을 더 심화시켜 수명 단축의 원인이 된다.
따라서, 단자전압의 편차가 기준편차 이상이면 배터리(152)를 비정상상태로 판단할 수 있다.
여기서, 중앙처리부(102)가 단자전압 또는 단자전압의 편차를 이용하여 배터리(152) 또는 배터리(152)의 제1 내지 제n셀 각각을 비정상상태로 판단할 경우, 알람 또는 비상등과 같은 경고수단을 이용하여 사용자에게 비정상상태를 고지할 수 있으며, 사용자는 상대적으로 낮은 전류로 장시간 충전하는 저전류 충전이나 부동충전(floating charge)의 전압보다 조금 높은 정전압으로 장시간 충전하는 균등충전(equalizing charge)을 실시하여 제1 내지 제n셀이 균일한 상태를 갖도록 할 수 있다.
그리고, 산출된 평가대상값이 배터리(152)의 충전효율인 경우, 기준값은 기준효율범위일 수 있으며, 배터리(152)의 충전효율이 기준효율범위 이내이면 배터리(152)를 정상상태로 판단하고, 배터리(152)의 충전효율이 기준효율범위를 벗어나면 배터리(152)를 비정상상태로 판단할 수 있다.
충전효율은 충전량에 대한 방전량의 백분율로 정의될 수 있으며(충전효율 = (방전량/충전량)X100), 중앙처리부(102)는 기회충전과 회생제동충전을 모두 포함하여 배터리(152)의 방전량 및 충전량을 산출하고, 산출된 방전량 및 충전량으로부터 충전효율을 산출할 수 있다.
충전 종지전압까지 도달하여 충전이 종료되었음에도 불구하고 충전효율이 미리 정해진 기준효율범위를 벗어난다는 것은 배터리(152)에 문제가 발생한 것으로 간주할 수 있으므로, 배터리(152)의 충전효율이 기준효율범위를 벗어나면 배터리(152)를 비정상상태로 판단할 수 있다.
여기서, 중앙처리부(102)가 충전효율을 이용하여 배터리(152)를 비정상상태로 판단한 경우, 알람 또는 비상등과 같은 경고수단을 이용하여 사용자에게 비정상상태를 고지할 수 있으며, 사용자는 배터리(152)의 이상여부를 확인하고, 배터리(152)에 이상이 없을 때에는 충전기의 이상여부를 확인하여 수리 및 정비할 수 있다.
또한, 산출된 평가대상값이 배터리(152)의 제1 내지 제n셀 각각의 단자전류의 방향인 경우, 기준값은 방전 시 전류가 흐르는 방향인 기준방향일 수 있으며, 배터리(152)의 제1 내지 제n셀 각각의 단자전류의 방향이 기준방향과 동일하면 전동장치(150)가 운행상태인 것으로 판단하고, 배터리(152)의 제1 내지 제n셀 각각의 단자전류의 방향이 기준방향과 상이하면 전동장치(150)가 정지상태에서 충전 중인 것으로 판단할 수 있다.
단자전류가 방전 시 전류가 흐르는 방향과 동일한 방향으로 흐른다는 것은 전동장치(150)가 운행 중인 것을 의미하므로, 배터리(152)의 제1 내지 제n셀 각각의 단자전류의 방향이 기준방향과 동일하면 전동장치(150)가 운행상태인 것으로 판단할 수 있고, 단자전류가 방전 시 전류가 흐르는 방향과 동일한 방향으로 흐른다는 것은 전동장치(150)가 충전소 등에 입고되어 충전 중인 것을 의미하므로, 배터리(152)의 제1 내지 제n셀 각각의 단자전류의 방향이 기준방향과 상이하면 전동장치(150)가 충전소에 입고되어 정지상태에서 충전 중인 것으로 판단할 수 있다.
단자전류의 방향을 감지하기 위하여, 전력모니터링시스템(100)은 전류센서(미도시)를 포함할 수 있으며, 전류센서는 측정부(104)에 내장될 수도 있다.
여기서, 중앙처리부(102)가 단자전류의 방향을 이용하여 전동장치(150)를 운행상태인 것으로 판단할 경우, 배터리(152)의 단자전압 및 단자전류를 방전정보로 기록 및 저장하고, 전동장치(150)의 운행시간, 운행거리, 운행경로 등을 운행정보로 기록 및 저장하는데, 방전정보 및 운행정보의 기록 및 저장 중에 단자전류가 발생하지 않는 것은 전동장치(150)가 일시 정지 중인 것으로 보아 방전정보 및 운행정보에 반영한다.
또한, 중앙처리부(102)가 단자전류의 방향을 이용하여 전동장치(150)를 정지상태에서 충전 중인 것으로 판단할 경우, 배터리(152)의 단자전압 및 단자전류를 충전정보로 기록 및 저장하고, 무선통신부(106)를 이용하여 저장된 배터리(152)의 방전정보 및 충전정보와 전동장치(150)의 운행정보를 외부 관리시스템(미도시)으로 전송한다.
그리고, 산출된 평가대상값이 배터리(152)의 소모전력인 경우, 기준값은 기준전력범위일 수 있으며, 배터리(152)의 소모전력이 기준전력범위 이내이면 전동장치(150)를 정상상태로 판단하고, 배터리(152)의 소모전력이 기준전력범위를 벗어나면 전동장치(150)를 비정상상태로 판단할 수 있다.
배터리(152)의 소모전력이 미리 정해진 기준전력범위를 벗어난다는 것은 구동계통의 베어링이나 모터의 브러쉬 등 전동장치(150)의 이상으로 볼 수 있으므로, 배터리(152)의 소모전력이 기준전력범위를 벗어나면 전동장치(150)를 비정상상태로 판단할 수 있다.
여기서, 배터리(152)의 소모전력은 전동장치(150)의 운행시간을 고려한 평균 소모전력일 수 있으며, 운행시간에 대하여 순시 소모전력을 적분한 값을 전체 운행시간으로 나누어서 산출할 수 있으며, 운행시간은 전동장치(150)의 정지상태의 경과시간을 제외하여 산출할 수 있다.
중앙처리부(102)가 소모전력을 이용하여 전동장치(150)를 비정상상태로 판단할 경우, 알람 또는 비상등과 같은 경고수단을 이용하여 사용자에게 비정상상태를 고지할 수 있으며, 사용자는 전동장치(150)의 이상여부를 확인하여 수리 및 정비할 수 있다.
한편, 무선통신부(106)는, 중앙처리부(102)의 제어에 따라 전동장치(150)가 충전소에 입고되어 정지상태에서 충전 중이라고 판단한 시점에 저장부(108)에 저장된 배터리(152)의 상태정보 및 전동장치(150)의 운행정보를 외부 관리시스템으로 전송한다.
예를 들어, 무선통신부(106)는 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 등의 무료 근거리무선통신 모듈일 수 있다.
저장부(108)는, 중앙처리부(102)에서 평가대상값의 비교 기준으로 사용되는 기준값을 저장하고, 중앙처리부(102)에서 산출된 배터리(150)의 상태정보 및 전동장치(150)의 운행정보를 저장한다.
본 발명의 실시예에 따른 전력모니터링 시스템이 단자전압 또는 단자전압의 편차를 이용하여 배터리의 상태를 판단하는 경우를 도면을 참조하여 설명한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 전력모니터링 시스템의 평가대상값 및 기준값을 도시한 도면으로, 도 2a 및 도 2b는 각각 정상상태 및 비정상상태의 평가대상값인 단자전압을 도시하고 있으며, 도 1을 함께 참조하여 설명한다.
도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 공칭전압(nominal voltage) 2V의 제1 내지 제24셀로 이루어지는 배터리(152)를 충전할 경우, 각 셀의 충전 종지전압은 2.5V, 전체 배터리(152)의 충전 종지전압은 60V로 설정된 충전기를 사용할 수 있으며, 배터리(152)의 단자전압이 충전 종지전압에 도달하면, 바로 충전기를 정지시키거나 1 내지 2시간 정도 더 충전하고 정지시킬 수 있다.
배터리(152)의 화학적 특성상 충방전 중에 제1 내지 제24셀 사이에 단자전압의 편차가 발생한다.
제1 내지 제24셀은 직렬로 연결되어 있기 때문에, 충전 중 단자전압이 상대적으로 높은 일부 셀에 의하여 배터리(152)의 충전 종지전압에 빨리 도달하게 되고, 나머지 셀은 충전 종지전압으로 충전되지 못하는 충전 부족상태가 발생하며, 이러한 제1 내지 제24셀의 상태는 단자전압 또는 단자전압의 편차로 모니터링 할 수 있다.
예를 들어, 기준전압범위를 2.60V 내지 2.70V로 설정하고 기준편차를 0.10V로 설정한 충전기를 사용할 경우, 도 2a에 도시한 바와 같이, 제1 내지 제24셀 각각의 단자전압은 2.62V 내지 2.68V로 측정되어 기준전압범위 이내의 값을 갖고, 제1 내지 제24셀의 단자전압의 편차는 0.06V로 측정되어 기준편차 미만의 값을 갖는 경우에는, 제1 내지 제24셀로 이루어지는 배터리(152)를 정상상태로 판단할 수 있다.
그리고, 도 2b에 도시한 바와 같이, 제1 내지 제24셀 각각의 단자전압은 2.49V 내지 2.73V로 측정되어 기준전압범위를 벗어난 값을 갖고, 제1 내지 제24셀의 단자전압의 편차는 0.24V로 측정되어 기준편차 이상의 값을 갖는 경우에는, 제1 내지 제24셀로 이루어지는 배터리(152)를 비정상상태로 판단할 수 있으며, 사용자는 비정상상태인 배터리(152)의 상태정보에 따라 저전류 충전이나 균등충전을 실시하여 제1 내지 제24셀이 균일한 상태를 갖도록 할 수 있다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 전력모니터링 시스템을 이용한 모니터링 방법을 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력모니터링 시스템의 모니터링방법을 도시한 흐름도로서, 도 1을 함께 참조하여 설명한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 전동장치(150)가 운행을 시작하면, 배터리(152)가 동작하고(st10), 배터리(152)의 제1 내지 제n셀 각각에서 단자전압 및 단자전류가 발생한다.
이후, 측정부(104)는, 배터리(152)의 제1 내지 제n셀 각각의 단자전류의 방향을 측정하고, 측정된 단자전류의 방향과 기준방향을 비교한다(st12).
본 실시예에서는, 방전 시 흐르는 전류의 방향을 기준방향으로 설정한 것을 예로 들어 설명하지만, 다른 실시예에서는 충전 시 흐르는 전류의 방향을 기준방향으로 설정할 수도 있으며 그 경우에도 배터리(152)의 충방전에 대한 판단결과는 동일하다.
비교결과, 측정된 단자전류의 방향과 기준방향이 동일한 경우에는, 전동장치(150)가 운행되어 배터리(152)가 방전 중인 것으로 판단할 수 있으며, 측정부(104)는 배터리(152)의 제1 내지 제n셀 각각의 특성값을 측정하고(st14), 측정된 특성값을 중앙처리부(102)로 전달한다.
예를 들어, 측정부(104)는, 배터리(152)의 제1 내지 제n셀 각각의 실시간 단자전압(충전전압, 방전전압) 또는 실시간 단자전류(충전전류, 방전전류)를 특성값으로 측정할 수 있다.
이후, 중앙처리부(102)는, 특성값으로부터 배터리(152)의 제1 내지 제n셀 각각의 평가대상값을 산출한다(st16).
예를 들어, 중앙처리부(102)는, 배터리(152)의 제1 내지 제n셀 각각의 단자전압 또는 단자전압의 편차, 배터리(152)의 충전효율, 배터리(152)의 소모전력 중 적어도 하나를 평가대상값으로 산출할 수 있다.
이후, 중앙처리부(102)는, 산출된 평가대상값과 선택된 기준값을 비교하고, 비교결과에 따라 배터리(152)의 상태정보 및 전동장치(150)의 운행정보를 산출하고(st18), 산출된 상태정보 및 운행정보를 저장부(108)에 저장한다.
이후, 전동장치(150)가 운행을 종료하면 배터리(152)가 정지한다(st20).
이때, 전동장치(150)의 운행 종료는, 운행 중 일시적으로 정지된 경우일 수도 있으며 충전을 위하여 충전소에 입고된 경우일 수도 있다.
이후, 운행이 재개되거나 충전이 시작되면, 배터리(152)는 다시 동작하고(st10), 측정부(104)는, 배터리(152)의 제1 내지 제n셀 각각의 단자전류의 방향을 측정하고, 측정된 단자전류의 방향과 기준방향을 비교한다(st12).
비교결과, 측정된 단자전류의 방향과 기준방향이 동일한 경우에는, 특성값 측정(st14), 평가대상값 산출(st16), 상태정보 및 운행정보 산출(st18)이 반복 수행된다.
그리고, 비교결과, 측정된 단자전류의 방향과 기준방향이 상이한 경우에는, 전동장치(150)가 충전소에 입고되어 배터리(152)가 충전 중인 것으로 판단할 수 있으며, 중앙처리부(102)는 무선통신부(106)를 이용하여 저장부(108)에 저장되어 있는 상태정보 및 운행정보를 외부 관리시스템으로 전송한다(st22).
이후, 사용자는 상태정보 및 운행정보에 따라 배터리(152), 전동장치(150) 또는 충전기를 조치한다(st24).
예를 들어, 단자전압 또는 단자전압의 편차에 의하여 산출된 상태정보 및 운행정보가 배터리(152) 또는 배터리(152)의 제1 내지 제n셀 각각의 비정상상태를 의미할 경우, 사용자는 저전류 충전이나 균등충전을 실시하여 제1 내지 제n셀이 균일한 상태를 갖도록 할 수 있다.
또한, 충전효율에 의하여 산출된 상태정보 및 운행정보가 배터리(152)의 비정상상태를 의미할 경우, 사용자는 배터리(152)의 이상여부를 확인하고, 배터리(152)에 이상이 없을 때에는 충전기의 이상여부를 확인하여 수리 및 정비할 수 있다.
그리고, 소모전력을 이용하여 산출된 상태정보 및 운행정보가 전동장치(150)의 비정상상태를 의미할 경우, 사용자는 전동장치(150)의 이상여부를 확인하여 수리 및 정비할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 전동장치용 배터리의 전력모니터링 시스템에 의하면, 배터리의 동작 시 단자전류의 방향을 기준으로 전동장치의 운행 및 배터리의 방전, 또는 전동장치의 입고 및 배터리의 충전을 판단할 수 있으며, 배터리가 방전되는 경우에는 단자전압 또는 단자전압의 편차, 충전효율, 소모전력을 산출하여 배터리의 상태정보 및 전동장치의 운행정보를 저장하고, 배터리가 충전되는 경우에는 상태정보 및 운행정보를 무료 근거리무선통신을 이용하여 외부 관리시스템으로 전송한다.
그리고, 사용자는 상태정보 및 운행정보에 따라 배터리 또는 전동장치를 관리함으로써, 배터리 및 전동장치의 상태에 대한 모니터링의 정밀도가 개선되고 배터리의 사용효율이 향상된다.
100: 전력모니터링 시스템 102: 중앙처리부
104: 측정부 106: 무선통신부
108: 저장부 150: 전동장치
152: 배터리

Claims (9)

  1. 전동장치의 배터리의 다수의 셀 각각의 특성값을 측정하는 측정부와;
    상기 특성값으로부터 평가대상값을 산출하고, 상기 평가대상값을 기준값과 비교하여 상기 배터리의 상태정보 및 상기 전동장치의 운행정보를 산출하는 중앙처리부와;
    상기 상태정보 및 상기 운행정보를 외부 관리시스템으로 전송하는 무선통신부와;
    상기 기준값, 상기 상태정보 및 상기 운행정보를 저장하는 저장부
    를 포함하는 전동장치용 배터리의 전력모니터링 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 특성값은, 상기 다수의 셀 각각의 단자전압 또는 단자전류인 전동장치용 배터리의 전력모니터링 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 평가대상값은, 상기 다수의 셀 각각의 단자전압의 편차, 상기 배터리의 충전효율, 상기 다수의 셀 각각의 단자전류의 방향, 상기 배터리의 소모전력 중 적어도 하나인 전동장치용 배터리의 전력모니터링 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 평가대상값이 상기 다수의 셀 각각의 상기 단자전압의 편차인 경우, 상기 기준값은 상기 기준편차이며, 상기 중앙처리부는 상기 단자전압의 편차가 상기 기준편차 미만이면 상기 배터리를 정상상태로 판단하고, 상기 단자전압의 편차가 상기 기준편차 이상이면 상기 배터리를 비정상상태로 판단하는 전동장치용 배터리의 전력모니터링 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 평가대상값이 상기 배터리의 상기 충전효율인 경우, 상기 기준값은 기준효율범위이며, 상기 중앙처리부는 상기 충전효율이 상기 기준효율범위 이내이면 상기 배터리를 정상상태로 판단하고, 상기 충전효율이 상기 기준효율범위를 벗어나면 상기 배터리를 비정상상태로 판단하는 전동장치용 배터리의 전력모니터링 시스템.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 평가대상값이 상기 다수의 셀 각각의 상기 단자전류의 방향인 경우, 상기 기준값은 상기 배터리의 방전 시 전류가 흐르는 방향인 기준방향이며, 상기 중앙처리부는 상기 단자전류의 방향이 상기 기준방향과 동일하면 상기 전동장치가 운행상태인 것으로 판단하고, 상기 단자전류의 방향이 상기 기준방향과 상이하면 상기 전동장치가 충전 중인 것으로 판단하는 전동장치용 배터리의 전력모니터링 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 중앙처리부는, 상기 전동장치가 충전 중인 것으로 판단한 경우, 상기 무선통신부를 이용하여 상기 저장부에 저장된 상기 상태정보 및 상기 운행정보를 상기 외부 관리시스템으로 전송하는 전동장치용 배터리의 전력모니터링 시스템.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 평가대상값이 상기 배터리의 상기 소모전력인 경우, 상기 기준값은 기준전력범위이며, 상기 중앙처리부는 상기 소모전력이 상기 기준전력범위 이내이면 상기 전동장치를 정상상태로 판단하고, 상기 소모전력이 상기 기준전력범위를 벗어나면 상기 전동장치를 비정상상태로 판단하는 전동장치용 배터리의 전력모니터링 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 상태정보는 상기 배터리의 정상상태 또는 비정상상태에 대한 정보이고, 상기 운행정보는 상기 전동장치의 운행시간, 운행거리, 운행경로 중 적어도 하나인 전동장치용 배터리의 전력모니터링 시스템.
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