KR20140106122A - 충방전기의 측정 전압 오차 교정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 충방전기에 의하여 충방전되는 배터리의 실제 전압과, 충방전기가 인식하는 배터리의 전압 값의 차이를 최소화시킬 수 있는 충방전기의 측정 전압 오차 교정방법에 관한 것으로서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 충방전기의 측정 전압 오차 교정방법은: 이차전지를 충전하거나 방전하기 위한 충방전 단자와, 충방전되는 상기 이차전지의 전압을 측정할 수 있는 전압계를 갖는 충방전기의 충방전 단자에 기준전압을 출력하는 정전압 소스를 연결하는 단계(S10); 상기 정전압 소스로부터 출력되는 전압을 상기 전압계가 측정하여 표시전압을 출력하는 단계(S20); 및 상기 표시전압이 상기 기준전압을 반영할 수 있도록, 상기 표시전압을 교정하는 단계(S30);를 포함한다.

Description

충방전기의 측정 전압 오차 교정방법{Method of correcting measuring voltage error for charger and discharger}

본 발명은 충방전기의 측정 전압 오차 교정방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 충방전기에 의하여 충방전되는 배터리의 실제 전압과, 충방전기가 인식하는 배터리의 전압 값의 차이를 최소화시킬 수 있는 충방전기의 측정 전압 오차 교정방법에 관한 것이다.

일반적으로, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요의 증가로 이차 전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있으며, 그 중에서도 에너지 밀도와 작동 전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수한 리튬(이온/폴리머) 이차전지는 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자제품의 에너지원으로 널리 사용되고 있다.

상기 리튬(이온/폴리머) 이차전지의 경우, 제조 후 소정의 충방전을 실시하는 공정, 즉, 화성 공정을 거쳐야만 전지로서의 성능을 발휘할 수 있다.

충방전기는 이차 전지의 생산 공정 중 조립이 완료된 최초의 전지가 전기에너지를 저장할 수 있도록 수 회 정도의 충전 및 방전 공정을 반복하여 이차 전지의 특성을 부여하는 기능을 수행한다. 이차 전지의 수요 급증에 따른 공급의 증가가 이루어지면서, 이차 전지의 생산 단계에서 충방전 기능을 수행하는 충방전기도 많이 필요하게 되었으며, 통상의 충방전기는 다수 개의 이차 전지를 동시에 충방전할 수 있는 기능을 구현할 수 있는 구조로 제작된다.

도 1은 충방전기의 개략도로서, 설명의 편의를 위하여 하나의 이차 전지를 충방전할 수 있는 구조를 갖는 충방전기가 다소 개념적으로 표시되어 있다.

충방전기(2)는 이차전지(10)를 충전하기 위하여 이차전지(10)의 전극 리드(12)와 전기적으로 연결되는 충방전 단자(6)와, 이차전지(10)의 전압을 측정할 수 있는 전압계(4)를 구비한다.

이차전지(10)를 정격 전압까지 충전하기 위해서는, 이차전지(10)의 정격 전압이 전압계(4)에 출력될 때까지 이차전지(10)를 충전하면 된다. 예컨대, 이차전지(10)를 5V로 충전하기 위해서는 전압계(4)가 5V를 가리킬 때까지 이차전지(10)를 충전하면 된다.

그러나, 전압계(4)에는 오차가 발생할 수 있으며, 만약 이차전지(10)의 실제 전압이 4V일 때 전압계(4)가 5V를 가리킨다면, 실제로는 충방전기(2)가 이차전지(10)를 4V까지만 충전하게 되어 이차전지(10)의 성능이 떨어질 수 있다.

반대로, 만약 이차전지(10)의 실제 전압이 6V일 때 전압계(4)가 5V를 가리킨다면, 실제로는 이차전지(10)가 6V가 될 때까지 과충전을 하게 되어 이차전지(10)가 손상되는 문제가 발생할 수 있다.

통상적인 충방전기(2)의 경우, 전압계(4)에 나타나는 수치가 이차전지(10)의 실제 전압을 그대로 반영하는지 확인할 수 있는 방법이 없다. 이에, 장기간(예컨대, 1년간) 충방전기(2)를 사용한 이후에 충방전기(2)에 설치된 전압계(4)가 정확한 전압을 출력하는지에 대하여 전문 점검 업체에 점검 및 교정을 의뢰하는 실정이다.

그러나, 비교적 짧은 기간(예컨대, 1주일)마다 전압계(4)가 정확한 전압을 출력하고 있는지 여부는 알 수가 없으며, 그 때마다 전문 점검 업체에 의뢰하는 것은 매우 불편한 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 착상된 것으로서, 비교적 짧은 기간마다 전압계가 정확한 전압을 출력하고 있는지 여부를 알 수 있는 충방전기의 측정 전압 오차 교정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 전압계에 의하여 측정되는 전압과 이차전지의 실제 전압이 서로 대응되도록 전압계의 측정전압을 교정할 수 있는, 충방전기의 측정 전압 오차 교정방법을 제공하는 것에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 충방전기의 측정 전압 오차 교정방법은: 이차전지를 충전하거나 방전하기 위한 충방전 단자와, 충방전되는 상기 이차전지의 전압을 측정할 수 있는 전압계를 갖는 충방전기의 충방전 단자에 기준전압을 출력하는 정전압 소스를 연결하는 단계(S10); 상기 정전압 소스로부터 출력되는 전압을 상기 전압계가 측정하여 표시전압을 출력하는 단계(S20); 및 상기 표시전압이 상기 기준전압을 반영할 수 있도록, 상기 표시전압을 교정하는 단계(S30);를 포함한다.

바람직하게, 상기 S30단계는, 상기 표시전압과 상기 기준전압과의 차이값을 상기 표시전압에 빼거나 더하여, 상기 전압계에서 출력되는 전압을 상기 기준전압에 대응시키는 방식으로 수행된다.

바람직하게, 상기 충방전기의 측정 전압 오차 교정방법은, 상기 S30단계에 의하여 교정된 표시전압과 상기 기준전압을 비교하는 단계(S40)를 더 포함한다.

바람직하게, 교정된 표시전압이 상기 기준전압에 대응되면 표시전압의 교정을 종료하고, 교정된 표시전압이 상기 기준전압에 대응되지 않으면 상기 교정된 표시전압과 상기 기준전압과의 차이값을 상기 교정된 표시전압에 빼거나 더하여, 상기 전압계에서 출력되는 전압을 상기 기준전압에 대응시키는 단계(S50)가 수행된다.

바람직하게, 상기 S50단계는 교정된 표시전압이 상기 기준전압에 대응될 때까지 복수 회 수행된다.

바람직하게, 교정된 표시전압이 상기 기준전압에 대응되면 표시전압의 교정을 종료하고, 교정된 표시전압이 상기 기준전압에 대응되지 않으면 고장코드를 출력하는 단계(S60)가 수행된다.

바람직하게, 상기 정전압 소스는, 축전지와, 상기 축전지로부터 출력되는 전압을 상기 기준전압으로 일정하게 유지시키는 정전압회로를 구비한다.

본 발명에 따르면, 비교적 짧은 기간마다 전압계가 정확한 전압을 출력하고 있는지 여부를 알 수 있는 충방전기의 측정 전압 오차 교정방법을 제공할 수 있다.

또한, 전압계에 의하여 측정되는 전압과 이차전지의 실제 전압이 서로 대응되도록 전압계의 측정전압을 교정할 수 있는, 충방전기의 측정 전압 오차 교정방법을 제공할 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.
도 1은 충방전기의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 충방전기에 정전압 소스가 연결된 상태를 도시한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 충방전기의 측정 전압 오차 교정방법을 나타낸 제어 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 충방전기의 측정 전압 오차 교정방법을 나타낸 제어 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 충방전기의 측정 전압 오차 교정방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.

도 2는 도 1에 도시된 충방전기에 정전압 소스가 연결된 상태를 도시한다.

충방전기(2)는 이차전지(10)를 충전하거나 방전하기 위하여 이차전지(10)의 전극 리드(12)와 전기적으로 연결되는 충방전 단자(6)와, 충방전되는 이차전지(10)의 전압을 측정할 수 있는 전압계(4)를 구비한다.

정전압 소스(20)는 기준전압을 출력하는 장치로서, 대용량의 축전지(24)와, 이 축전지(24)로부터 출력되는 전압을 기준전압으로 일정하게 유지시키는 정전압회로(26)를 구비할 수 있다. 상기 정전압회로(26)로는 예컨대, 전압 레귤레이터가 채용될 수 있다.

또한, 정전압 소스(20)는 이차전지(10)의 전극 리드(12)와 마찬가지로 충방전기(2)의 충방전 단자(6)에 전기적으로 접속될 수 있는 출력 단자(22)를 갖는다. 여기서, 기준전압이란, 충전된 이차전지(10)가 최종적으로 나타내어야 할 전압에 해당하는 전압을 말한다. 예컨대, 이차전지(10)가 충전되어 5V를 나타내어야 한다면, 기준전압은 5V가 된다.

충방전기(2)에 설치된 전압계(4)로는 시각적으로 외부에서 전압의 수치를 확인할 수 있는 전압계(4)가 채용될 수 있으나 반드시 전압의 수치를 시각적으로 파악할 수 있어야만 하는 것은 아니다. 예컨대, 눈금이나 디스플레이부가 없이 단지 측정된 전압을 제어부 등에 송신하거나, 소정의 기억저장장치 등에 측정된 전압 데이터를 저장하는 전압계(4)가 충방전기(2)에 적용될 수도 있다.

따라서, 전압계(4)가 전압을 표시한다는 것은, 단순히 눈금이나 디스플레이부에 전압을 수치적으로 표시하는 것뿐만 아니라, 전압에 해당하는 데이터를 출력하거나, 송신하거나, 저장하는 것까지 포함하는 의미로 사용되는 것임을 미리 밝혀둔다.

상술한 충방전기(2)와 정전압 소스(20)를 이용하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 충방전기의 측정 전압 오차 교정방법에 대하여 설명하도록 한다.

<제1 실시예>

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 충방전기의 측정 전압 오차 교정방법을 나타낸 제어 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 제1 실시예에 따른 충방전기의 측정 전압 오차 교정방법에 따르면, 먼저, 충방전기(2)의 충방전 단자(6)에 기준전압을 출력하는 정전압 소스(20)를 연결하는 단계(S10)가 수행된다.

이후, 정전압 소스(20)로부터 출력되는 전압인 기준전압을 전압계(4)가 측정하여 표시전압을 출력하는 단계(S20)가 수행된다.

충방전기(2)에 의하여 충방전되는 이차전지(10)의 정격전압에 따라, 정전압 소스(20)에서 출력되는 전압과 기준전압은 얼마든지 달라질 수 있으나, 정전압 소스(20)에서 출력되는 전압은 기준전압과 동일한 것이 바람직하다. 예컨대, 정전압 소스(20)에서는 항상 5V가 출력되고, 기준전압도 5V인 것으로 가정한다.

만약, 전압계(4)의 측정 전압에 전혀 오차가 없다면, 상기 S20단계에 의하여 전압계(4)가 측정한 전압은 정전압 소스(20)의 전압인 5V가 된다. 그러나, 전압계(4)의 측정 정확도가 떨어져서 전압계(4)의 측정 전압에 오차가 발생하는 경우라면, 전압계(4)가 측정한 전압은 5V보다 높거나 낮게 된다. 예컨대, 전압계(4)의 정확도가 떨어져서 전압계(4)에 측정된 정전압 소스(20)의 전압값이 4.5V를 나타낸다고 가정한다.

이와 같이 표시전압이 기준전압과 다른 경우에는 표시전압이 기준전압을 반영할 수 있도록 표시전압을 교정하는 단계(S30)가 수행된다.

상기 예시와 같이, 표시전압이 4.5V이고, 기준전압이 5V라면, 표시전압과 기준전압과의 차이값인 0.5V를 표시전압에 더하여, 전압계(4)에서 출력되는 전압을 상기 기준전압에 대응시키는 방식으로 상기 S30단계가 수행될 수 있다.

여기서, 전압계(4)에서 출력되는 전압을 기준전압에 대응시킨다는 의미는 반드시 전압계(4) 출력전압을 기준전압과 동일하게 만든다는 것만을 의미하는 것은 아니다. 예컨대, 기준전압과 표시전압의 차이가 1%가 되면 전압계(4)에서 출력되는 전압이 기준전압에 대응된 것으로 볼 수도 있다. 즉, 기준전압이 5V이고, 정전압 소스(20)에서 5V가 출력되는 경우, 전압계(4)에서 4.95V~5.05V가 출력된다면 전압계(4)에서 출력되는 전압이 기준전압에 대응된 것이라고 볼 수 있다.

물론, 기준전압과 표시전압의 차이가 1%가 되는 것만을 '대응'의 의미로 해석해야만 하는 것은 아니며, 요구되는 충방전 정밀도에 따라 1% 미만이 되거나 1%초과가 될 수도 있다.

만약, 표시전압이 5.5V이고, 기준전압이 5V라면, 표시전압과 기준전압과의 차이인 0.5V를 표시전압에서 빼서, 전압계(4)에서 출력되는 전압을 기준전압에 대응시키는 방식으로 상기 S30단계가 수행될 수도 있다.

S30단계 이후에는, S30단계에 의하여 교정된 표시전압과 기준전압을 비교하는 단계(S40)가 수행될 수 있다.

이 S40단계에서, 만약, 교정된 표시전압이 상기 기준전압에 대응되면 표시전압의 교정을 종료하면 된다.

그러나, 교정된 표시전압이 상기 기준전압에 대응되지 않으면 상기 교정된 표시전압과 상기 기준전압과의 차이값을 상기 교정된 표시전압에 빼거나 더하여, 상기 전압계(4)에서 출력되는 전압을 상기 기준전압에 대응시키는 단계(S50)가 수행된다.

즉, 표시전압이 4.5V이고, 기준전압이 5V일 때, 표시전압과 기준전압과의 차이값인 0.5V를 표시전압에 더하는 제어를 수행하였으나(S30), 이러한 제어를 하여 교정된 표시전압이 기준전압에 대응되지 않고 예컨대, 4.8V를 나타낼 수 있다. 이 경우, 교정된 표시전압인 4.8V와 기준전압인 5V와의 차이값(0.2V)을 교정된 표시전압에 더하여, 전압계(4)에서 출력되는 전압을 기준전압에 대응시킬 수 있다.

반대로, 표시전압이 4.5V이고, 기준전압이 5V일 때, 표시전압과 기준전압과의 차이값인 0.5V를 표시전압에 더하는 제어를 수행하였으나(S30), 이러한 제어를 하여 교정된 표시전압이 기준전압에 대응되지 않고 예컨대, 5.2V를 나타낼 수 있다. 이 경우, 교정된 표시전압인 5.2V와 기준전압인 5V와의 차이값(0.2V)을 교정된 표시전압에서 빼는 방식을 통하여, 전압계(4)에서 출력되는 전압을 기준전압에 대응시킬 수 있다.

한편, 상기 S50단계가 1회 수행되더라도 교정된 표시전압이 기준전압에 대응되지 않을 수 있으며, 이 경우, 교정된 표시전압이 상기 기준전압에 대응될 때까지 상기 S50단계를 복수 회 수행할 수 있다.

<제2 실시예>

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 충방전기의 측정 전압 오차 교정방법을 나타낸 제어 흐름도이다.

제2 실시예에 대하여, 제1 실시예와 동일한 내용에 관한 중복 설명은 가능한 한 생략하고, 차이점을 위주로 설명하도록 한다.

제2 실시예는 S10, S20, S30, S40단계까지는 제1 실시예와 동일하며, S40단계에서, 만약, 교정된 표시전압이 상기 기준전압에 대응되면 표시전압의 교정을 종료하면 된다.

그러나, 교정된 표시전압이 상기 기준전압에 대응되지 않으면 고장코드를 출력하는 단계(S60)가 수행된다.

즉, 제2 실시예에서는 표시전압을 기준전압에 대응시키는 과정을 수행하되, 이러한 과정을 통하여 표시전압이 제대로 교정되지 않는 경우에는 추가적인 교정과정을 수행하지 않고, 고장코드를 출력하여, 전압계(4) 또는 충방전기(2) 자체의 문제를 발견할 수 있도록 한다는 점에 있어서 제1 실시예와 차이가 난다.

본 발명에 따른 충방전기의 측정 전압 오차 교정방법에 따르면, 필요할마다 수시로 정전압 소스(20)를 충방전기(2)에 연결하여 전압계(4)가 정확한 전압을 출력하고 있는지 여부를 알 수 있으며, 단순히, 전압계(4) 또는 충방전기(2)의 정확도를 측정하는 것에서 나아가 적극적으로 전압계(4)의 측정 전압 오차를 교정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 정전압 소스(20)는 별도의 전원에 연결해야만 전압소스로 작동하는 것이 아니라, 그 자체로서 전압소스로 작동하기 때문에, 이동성과 작업성이 뛰어나다. 따라서, 복수 개의 충방전기(2)에 각각 구비된 전압계(4)의 측정 전압 오차를 매우 쉽게 교정할 수 있다는 장점이 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

2 : 충방전기 4 : 전압계
6 : 충방전 단자 10 : 이차전지
12 : 전극 리드 20 : 정전압 소스
22 : 출력 단자 24 : 축전지
26 : 정전압회로

Claims (7)

1. 이차전지를 충전하거나 방전하기 위한 충방전 단자와, 충방전되는 상기 이차전지의 전압을 측정할 수 있는 전압계를 갖는 충방전기의 충방전 단자에 기준전압을 출력하는 정전압 소스를 연결하는 단계(S10);
   상기 정전압 소스로부터 출력되는 전압을 상기 전압계가 측정하여 표시전압을 출력하는 단계(S20); 및
   상기 표시전압이 상기 기준전압을 반영할 수 있도록, 상기 표시전압을 교정하는 단계(S30);를 포함하는 충방전기의 측정 전압 오차 교정방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 S30단계는, 상기 표시전압과 상기 기준전압과의 차이값을 상기 표시전압에 빼거나 더하여, 상기 전압계에서 출력되는 전압을 상기 기준전압에 대응시키는 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 충방전기의 측정 전압 오차 교정방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 S30단계에 의하여 교정된 표시전압과 상기 기준전압을 비교하는 단계(S40)를 더 포함하는 충방전기의 측정 전압 오차 교정방법.
4. 제3항에 있어서,
   교정된 표시전압이 상기 기준전압에 대응되면 표시전압의 교정을 종료하고,
   교정된 표시전압이 상기 기준전압에 대응되지 않으면 상기 교정된 표시전압과 상기 기준전압과의 차이값을 상기 교정된 표시전압에 빼거나 더하여, 상기 전압계에서 출력되는 전압을 상기 기준전압에 대응시키는 단계(S50)가 수행되는 것을 특징으로 하는 충방전기의 측정 전압 오차 교정방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 S50단계는 교정된 표시전압이 상기 기준전압에 대응될 때까지 복수 회 수행되는 것을 특징으로 하는 충방전기의 측정 전압 오차 교정방법.
6. 제3항에 있어서,
   교정된 표시전압이 상기 기준전압에 대응되면 표시전압의 교정을 종료하고,
   교정된 표시전압이 상기 기준전압에 대응되지 않으면 고장코드를 출력하는 단계(S60)가 수행되는 것을 특징으로 하는 충방전기의 측정 전압 오차 교정방법.
7. 제1항에 있어서
   상기 정전압 소스는, 축전지와, 상기 축전지로부터 출력되는 전압을 상기 기준전압으로 일정하게 유지시키는 정전압회로를 구비한 것을 특징으로 하는 충방전기의 측정 전압 오차 교정방법.

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