KR20150025512A - Lead acid battery, control apparatus of the lead acid battery for long life time and method of controling the apparatus - Google Patents

Lead acid battery, control apparatus of the lead acid battery for long life time and method of controling the apparatus Download PDF

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Abstract

The present invention is proposed to solve the problem of life shortening of a lead storage battery. Provided are a lead storage battery; and a lead storage battery control apparatus and method capable of extending the life of the lead storage battery by inhibiting generation of insoluble lead sulfate (PbSO_4) caused by heat generation of the lead storage battery. According to a first embodiment of the present invention, provided is a lead storage battery control apparatus comprising an electrode temperature measurement unit receiving the electrode temperature of the lead storage battery from a temperature sensor equipped in the lead storage battery and measuring the electrode temperature; a voltage measurement unit measuring the terminal voltage value of the lead storage battery; a charge and discharge control unit controlling the charge and discharge of the lead storage battery based on the electrode temperature and the terminal voltage value of the lead storage battery; and a display unit displaying the state of the lead storage battery based on the electrode temperature and the terminal voltage value of the lead storage battery.

Description

납축전지, 납축전지의 수명 연장을 위한 제어 장치 및 제어 방법{LEAD ACID BATTERY, CONTROL APPARATUS OF THE LEAD ACID BATTERY FOR LONG LIFE TIME AND METHOD OF CONTROLING THE APPARATUS}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lead-acid battery, a lead-acid battery,

본 발명은 납축전지의 전극에 온도 센서를 부착하여 전극의 온도를 실시간으로 측정하고, 측정된 온도에 기초하여 납축전지의 충전과 방전을 제어하여 전극에 황산화납(PbSO4)이 생성되는 것을 최소화 하는 납축전지, 납축전지 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for controlling the charging and discharging of a lead-acid battery by measuring a temperature of the electrode in real time by attaching a temperature sensor to the electrode of the lead-acid battery and controlling the charging and discharging of the lead-acid battery based on the measured temperature to minimize generation of PbSO 4 A lead-acid battery control device, and a control method.

납축전지는 자동차, 비상예비전원(UPS), 지게차, 골프카 등에서 폭 넓게 사용되고 있다. 지게차나 골프카의 전원으로 사용되는 납축전지는 대용량 및 고전압 (48~72볼트)이며, 가격은 일반용(12볼트)보다 고가이므로 그 수명을 연장할 경우 비용 절감이라는 경제적 효과를 가질 수 있다.Lead-acid batteries are widely used in automobiles, emergency power supplies (UPS), forklifts, and golf cars. The lead-acid batteries used for the power supply of forklifts and golf cars are large-capacity and high-voltage (48 to 72 volts), and the price is higher than that of general-purpose (12 volts).

납축전지의 수명은 이론적으로는 5년 내지 10년이나 2~3년 사용하면 폐기되는 실정이다. 납축전지의 조기 폐기는 불용성 황산화납(PbSO4)이 전극표면에 생성되는 것에 기인한다. 납축전지가 정상적으로 충방전되는 경우, 방전 시에는 양전극에 황산화납 층이 형성되고, 충전 시에는 황산화납이 양극의 이산화납과 음극의 납으로 되돌아가는 순환이 반복된다.The life of lead-acid batteries is theoretically discarded when used for 5 to 10 years or 2 to 3 years. The early disposal of lead acid batteries is due to the formation of insoluble sulfate (PbSO 4 ) on the electrode surface. When the lead-acid battery is normally charged and discharged, a positive electrode layer is formed on the positive electrode at the time of discharging, and at the time of charging, the lead sulfate of the positive electrode and the lead of the negative electrode are repeatedly circulated.

그러나 과충전(2.25볼트/셀 이상)이 될 때 내지 장시간 방전으로 인한 과방전(1.75볼트/셀 이하)되는 경우 불용성 황산화납(PbSO4)의 생성이 증가한다. 불용성 황산화납(PbSO4)은 전극에 부착되어 납축전지의 수명을 급격히 낮춘다.However, when overcharge (2.25 volts / cell) or over discharge (1.75 volts / cell or less) due to prolonged discharge, the production of insoluble sulfate (PbSO 4 ) increases. Insoluble sulfate (PbSO 4 ) adheres to the electrode and drastically lowers the lifetime of the lead-acid battery.

납축전지의 수명을 연장하기 위한 종래 기술에는 전해액 비중을 측정하는 방법(한국특허공개 제10-1999-000835호) 및 충전류 제어에 의한 과충전 방지 방법(한국특허공개 제10-1998-020152호)등이 있으나 납축전지 수명 연장에는 한계가 있다.
A conventional technique for extending the lifetime of a lead-acid battery includes a method of measuring the specific gravity of an electrolyte (Korean Patent Laid-Open No. 10-1999-000835) and a method of preventing overcharging by charge flow control (Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-1998-020152) But there is a limit to the life extension of lead-acid batteries.

본 발명은 상기한 납축전지의 수명 단축 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 특히 납축전지의 발열에 의한 불용성 황산화납(PbSO4)의 생성을 억제하여 그 수명을 연장할 수 있는 납축전지, 납축전지 제어장치 및 방법을 제공 하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to overcome the problem of shortening the lifetime of the lead-acid battery described above. Specifically, the present invention relates to a lead acid battery which can suppress the generation of insoluble sulfuric acid (PbSO 4 ) And to provide a control apparatus and method.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for controlling the same.

상기 기술적 과제를 달성하기 위해 개시된 기술의 제1 특징은 납축전지에 구비된 온도센서로부터 상기 납축전지의 전극 온도를 수신하여 측정하는 전극 온도 측정부; 상기 납축전지의 단자 전압 값을 측정하는 전압 측정부; 상기 전극 온도 및 상기 납축전지의 단자 전압 값에 기초하여 상기 납축전지의 충전 및 방전을 제어하는 충방전 제어부; 및 상기 전극 온도 및 상기 전압 값에 기초하여 상기 납축전지의 상태를 표시하는 표시부를 포함하는 납축전지 제어 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring an electrode temperature of a lead-acid battery, the apparatus comprising: a lead-acid battery; A voltage measuring unit for measuring a terminal voltage value of the lead accumulator; A charge / discharge control unit for controlling charging and discharging of the lead-acid battery based on the electrode temperature and the terminal voltage value of the lead-acid battery; And a display unit for displaying the state of the lead-acid battery based on the electrode temperature and the voltage value.

상기 기술적 과제를 달성하기 위해 개시된 기술의 제2 특징은, 상기 납축전지의 단자 전압 값을 수신하는 단계; 상기 납축전지의 전극 온도를 수신하는 단계; 상기 전극 온도에 기초하여 상기 납축전지의 방전 상태를 표시하는 단계; 상기 단자 전압 값에 기초하여 상기 납축전지를 방전 모드에서 충전 모드로 전환하는 단계; 상기 전극 온도에 기초하여 상기 납축전지의 충전 상태를 표시하는 단계; 및 상기 단자 전압 값에 기초하여 상기 납축전지의 충전을 종료하는 단계를 포함하는 납축전지 제어 방법을 제공한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a battery, comprising: receiving a terminal voltage value of the lead-acid battery; Receiving an electrode temperature of the lead-acid battery; Displaying a discharge state of the lead-acid battery based on the electrode temperature; Switching the lead acid battery from a discharge mode to a charge mode based on the terminal voltage value; Displaying a state of charge of the lead-acid battery based on the electrode temperature; And terminating the charging of the lead accumulator battery based on the terminal voltage value.

상기 기술적 과제를 달성하기 위해 개시된 기술의 제3 측면은, 납축전지의 충전 및 방전을 제어하는 충방전 제어부로 상기 납축전지의 전극 온도를 측정하여 전송하는 적어도 한 개의 온도센서를 포함하되, 상기 온도센서는 상기 납축전지의 산화 전극 또는 환원 전극 중 적어도 한 전극에 구비되고, 상기 전극 온도에 기초하여 상기 충방전 제어부로부터 충전 및 방전 제어를 받는 납축전지를 제공한다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a battery pack including at least one temperature sensor for measuring and transmitting an electrode temperature of the lead-acid battery to a charging / discharging controller for controlling charging and discharging of the lead battery, The sensor is provided on at least one of the electrode of the lead-acid battery or the electrode of the reduction electrode, and provides the lead-acid battery under the charging and discharging control from the charge-discharge controller based on the electrode temperature.

개시된 기술의 실시예들은 다음의 장점들을 포함하는 효과를 가질 수 있다. 다만, 개시된 기술의 실시예들이 이를 전부 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.Embodiments of the disclosed technique may have effects that include the following advantages. It should be understood, however, that the scope of the disclosed technology is not to be construed as limited thereby, since the embodiments of the disclosed technology are not meant to include all such embodiments.

본 발명에 따른 납축전지 제어 장치에 의하면 납축전지의 전극이 미리 설정된 온도가 되면 사용자가 납축전지의 과열여부를 알 수 있게 납축전지의 온도 상태를 표시하므로 과열로 인한 불용성 황산화납(PbSO4)의 생성을 억제할 수 있다. 따라서 납축전지의 수명을 연장할 수 있다.
According to the lead storage battery controller according to the present invention when the electrode of a lead acid battery the preset temperature, so the user and indicate the temperature state of the lead acid battery can understand the overheating if the lead-acid battery of the insoluble sulfate hwanap (PbSO 4) due to overheating Generation can be suppressed. Therefore, the life of the lead-acid battery can be extended.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 납축전지 제어 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제3 실시예에 따른 온도 센서가 부착된 납축전지를 설명하는 모식도이다.
도 3은 납축전지의 충방전 사이클에 따른 셀 단자 전압의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 4는 납축전지의 전해액 온도와 납축전지의 수명과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 납축전지 제어 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a block diagram of a lead-acid battery control apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram illustrating a lead acid battery with a temperature sensor according to a third embodiment of the present invention.
3 is a graph showing a change in cell terminal voltage according to a charge / discharge cycle of a lead-acid battery.
4 is a graph showing the relationship between the temperature of the electrolyte of the lead-acid battery and the life of the lead-acid battery.
5 is a flowchart illustrating a method of controlling a lead-acid battery according to a second embodiment of the present invention.

개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The description of the disclosed technique is merely an example for structural or functional explanation and the scope of the disclosed technology should not be construed as being limited by the embodiments described in the text. That is, the embodiments are to be construed as being variously embodied and having various forms, so that the scope of the disclosed technology should be understood to include equivalents capable of realizing technical ideas.

한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.Meanwhile, the meaning of the terms described in the present application should be understood as follows.

“제1”, “제2” 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms " first ", " second ", and the like are used to distinguish one element from another and should not be limited by these terms. For example, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" to another element, it may be directly connected to the other element, but there may be other elements in between. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. On the other hand, other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the singular " include "or" have "are to be construed as including a stated feature, number, step, operation, component, It is to be understood that the combination is intended to specify that it is present and not to preclude the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.

각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.Each step may take place differently from the stated order unless explicitly stated in a specific order in the context. That is, each step may occur in the same order as described, may be performed substantially concurrently, or may be performed in reverse order.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the disclosed technology belongs, unless otherwise defined. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted to be consistent with meaning in the context of the relevant art and can not be construed as having ideal or overly formal meaning unless expressly defined in the present application.

납축전지가 정상적으로 충방전되는 경우, 방전 시에는 양전극에 황산화납 층이 형성되고, 충전 시에는 황산화납이 양극으로 이산화납과 음극으로 납으로 되돌아가는 순환이 반복된다.When the lead-acid battery is normally charged and discharged, a positive electrode layer is formed on the positive electrode at the time of discharging, and when the battery is charged, the circulation of lead sulfate and negative lead return to the positive electrode and the negative electrode, respectively.

납축전지의 수명은 이론적으로는 5년 내지 10년이나 2~3년 사용하면 폐기되는 실정이다. 납축전지의 조기 폐기는 불용성 황산화납(PbSO4)이 전극표면에 생성되는 것에 기인한다. 불용성 황산화납(PbSO4)은 전극에 부착되어 납축전지의 수명을 급격히 낮춘다.The life of lead-acid batteries is theoretically discarded when used for 5 to 10 years or 2 to 3 years. The early disposal of lead acid batteries is due to the formation of insoluble sulfate (PbSO 4 ) on the electrode surface. Insoluble sulfate (PbSO 4 ) adheres to the electrode and drastically lowers the lifetime of the lead-acid battery.

도 3은 납축전지의 충방전 사이클에 따른 셀 단자 전압의 변화를 나타내는 그래프이다. 과충전(2.25볼트/셀 이상)이 될 때 또는 장시간 방전으로 인한 과방전(1.75볼트/셀 이하)되는 경우 불용성 황산화납(PbSO4)의 생성이 증가하여 납축전지 수명이 단축된다.3 is a graph showing a change in cell terminal voltage according to a charge / discharge cycle of a lead-acid battery. In the case of overcharge (2.25 volts / cell) or over discharge (1.75 volts / cell or less) due to long discharge, the production of insoluble sulfate (PbSO 4 ) increases and lead acid battery life is shortened.

도 4는 납축전지의 전해액 온도와 납축전지의 수명과의 관계를 나타내는 그래프이다. 그래프에 의하면 납축전지의 온도가 40℃ 이상인 경우 수명이 단축되는 것을 알 수 있다.4 is a graph showing the relationship between the temperature of the electrolyte of the lead-acid battery and the life of the lead-acid battery. The graph shows that the life of the lead-acid battery is shortened when the temperature of the lead-acid battery is 40 ° C or higher.

충방전 시 납축전지 내부적 또는 외부적 요인으로 인하여 납축전지의 온도가 40℃ 이상이 되는 경우 불용성 황산화납(PbSO4)의 생성이 급격히 증가한다. 또한 자가 방전률이 증가하고 금속 부품의 부식 및 용해도가 증가하여 납축전지 수명을 단축시킨다. 일반적으로 납축전지의 전해액 온도가 상온보다 10℃ 높은 경우 자가방전률은 2배로 증가한다.When lead acid battery temperature exceeds 40 ℃ due to internal or external factors of lead acid battery during charging and discharging, the production of insoluble sulfate (PbSO 4 ) increases sharply. In addition, the self-discharge rate is increased and the corrosion and solubility of the metal parts is increased, shortening the lead battery life. In general, when the temperature of the electrolyte of the lead-acid battery is 10 ° C higher than the room temperature, the self-discharge rate increases by a factor of two.

일예로, 납축전지를 75℃에서 11일간 사용하면 25℃에서 365일 사용한 것과 같이 수명이 단축된다. For example, if lead acid batteries are used at 75 ° C for 11 days, their life will be shortened as they are used at 25 ° C for 365 days.

납축전지가 낮은 온도에서 유지하므로 자가 방전을 최소화 하고, 이는 납축전지 수명연장에 기여하며, 방전 후 신속히 그리고 충분히 충전함으로 역시 불용성 황산화납 생성을 억제하여 수명을 연장한다.Since the lead acid battery is kept at a low temperature, self-discharge is minimized, which contributes to the life of the lead acid battery. Also, by discharging quickly and sufficiently, the generation of insoluble sulfate can be suppressed to prolong the life.

본 발명은 납축전지의 전극 온도를 기초로 하여 충방전 전체 과정이 적정 온도에서 수행되도록 하는 납축전지, 납축전지 제어 장치 및 납축전지 제어 방법에 관한 것으로서, 이하 본 발명의 각 실시 예를 도 1, 도 2, 도 5를 참조하여 상세히 설명 하도록 한다.
The present invention relates to a lead-acid battery, a lead-acid battery control device, and a lead-acid battery control method for performing a charge-discharge entire process at an appropriate temperature based on an electrode temperature of a lead-acid battery. Will be described in detail with reference to FIG. 2 and FIG.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 납축전지 제어 장치의 블록도이며, 도 2는 온도 센서가 부착된 납축전지를 설명하는 모식도이다.FIG. 1 is a block diagram of a lead-acid battery control apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a lead-acid battery with a temperature sensor attached thereto.

도 1에 의하면 납축전지 제어 장치(100)는 충방전 제어부(110), 전압 측정부(120), 전극 온도 측정부(130) 및 표시부(140)를 포함한다.1, the lead-acid battery control device 100 includes a charge / discharge control unit 110, a voltage measurement unit 120, an electrode temperature measurement unit 130, and a display unit 140.

전극 온도 측정부(130)는 납축전지(200)의 전극(210)에 설치된 온도 센서(220)로부터 전극 온도를 측정한다. 온도 센서(200)는 납축전지(220)의 전극(210)중 산화 전극 또는 환원 전극중 적어도 한 전극에 설치되거나 양쪽 모두에 설치될 수 있다. 도 2를 참조하면 온도 센서(220)는 전극(210)에 구멍형으로 장착 될 수 있고, 센서고정 마개(230)에 의해 전극(210)에 부착 고정된다. 도시된 바에 의하면 센서고정 마개(230)는 전극(210)의 일부를 덮고 있는 형태로 도시되어 있으나, 실시예에 따라 전극(210)을 모두 덮는 형태로 실시될 수 있으며, 모양 및 재질은 실시자에 따라 적절히 변형 가능하다.The electrode temperature measuring unit 130 measures the electrode temperature from the temperature sensor 220 provided on the electrode 210 of the lead-acid battery 200. The temperature sensor 200 may be installed on at least one electrode of the oxidizing electrode or the reducing electrode of the electrode 210 of the lead-acid battery 220 or may be installed at both. Referring to FIG. 2, the temperature sensor 220 may be attached to the electrode 210 in the form of a hole and fixed to the electrode 210 by a sensor fixing cap 230. According to the illustrated embodiment, the sensor fixing cap 230 covers a part of the electrode 210. However, the sensor fixing cap 230 may cover the electrode 210 according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG.

온도 센서(220)는 써미스터 또는 열전대를 이용한 센서를 사용할 수 있다. 온도 센서(220) 및 온도 센서(220)를 고정하기 위한 구멍은 전극(210)과의 절연을 위하여 절연물질로 코팅되어 있는 것이 바람직하며, 코팅 재질은 열 전도성은 우수하고, 반면 전기적 절연성이 양호한 물질은 모두 사용될 수 있다.The temperature sensor 220 may use a thermistor or a thermocouple sensor. The hole for fixing the temperature sensor 220 and the temperature sensor 220 is preferably coated with an insulating material for insulation with the electrode 210. The coating material is excellent in thermal conductivity, All materials can be used.

온도 센서(220)를 센서고정 마개(230)에 의해 전극(210)에 부착 고정하는 것에 의해 축전지내부의 여러 전극면에서 생성되는 반응 온도를 신속하게 측정할 수 있다. 또한 온도 센서(220) 유지 관리가 용이하다는 장점을 가진다. 한편, 다양한 실시예에 따르면 온도 센서(220)는 납축전지(200)를 구성하는 개개 셀의 전극판에 설치될 수도 있다. By fixing the temperature sensor 220 to the electrode 210 by the sensor fixing cap 230, it is possible to quickly measure the reaction temperature generated on various electrode surfaces inside the battery. And has an advantage that maintenance of the temperature sensor 220 is easy. According to various embodiments, the temperature sensor 220 may be installed on the electrode plate of each cell constituting the lead-acid battery 200. [

전압 측정부(120)는 납축전지(200)의 전극(210)으로부터 단자 전압 값을 측정한다. 전극 연결부(300)는 납축전지(200)와 충전 전원(400) 및 전력 수요처(미도시)를 연결하는 배선 브릿지 역할을 수행하며, 실시자에 따라 전극 연결부(300)는 전압 측정부(120) 또는 충방전 제어부(110)에 포함되도록 구성될 수 있다.The voltage measuring unit 120 measures the terminal voltage value from the electrode 210 of the lead-acid battery 200. The electrode connection part 300 serves as a wiring bridge for connecting the lead acid battery 200 to the charging power source 400 and the electric power demanding device Or the charge / discharge control unit 110, as shown in FIG.

충방전 제어부(110)는 온도 센서(220)로부터 측정된 전극 온도 및 전극(210)으로부터 단자 전압 값에 기초하여 납축전지(200)의 충전 및 방전을 제어한다.Discharge control unit 110 controls charging and discharging of the lead acid battery 200 based on the electrode temperature measured from the temperature sensor 220 and the terminal voltage value from the electrode 210. [

보다 상세하게, 충방전 제어부(110)는 전극 온도를 미리 설정된 제1 온도 및 제2 온도와 비교하여 전극 온도가 제1 온도보다 높고 제2 온도보다 낮은 경우에는 납축전지(200)의 상태를 제1 상태로 판단하고, 전극 온도가 제1 온도보다 높고 제2 온도보다 낮은 경우에는 납축전지(200)의 상태를 제2 상태로 판단한다.More specifically, when the electrode temperature is higher than the first temperature and lower than the second temperature, the charge / discharge control unit 110 compares the electrode temperature with the first and second temperatures, 1 state. If the electrode temperature is higher than the first temperature and lower than the second temperature, the state of the lead-acid battery 200 is determined as the second state.

실시예에 따르면, 제1 온도는 40℃이고 제2 온도는 50℃로 설정할 수 있으나, 납축전지(200)의 종류 및 사용 환경에 따라 제1 온도 및 제2 온도의 설정 값은 변경 실시 가능하다. According to the embodiment, the first temperature may be set at 40 ° C and the second temperature may be set at 50 ° C. However, the set values of the first temperature and the second temperature may be changed depending on the type of the lead acid battery 200 and the use environment .

충방전 제어부(110)가 납축전지(200)의 상태를 제1 상태로 판단하면 충방전 제어부(110)는 표시부(140)로 하여금 제1 상태에 대응되는 신호를 출력하도록 표시부(140)를 제어한다. 일예로 제1 상태에 대응되는 신호는 주의등 점멸등 일 수 있다.Discharge control unit 110 controls the display unit 140 to output the signal corresponding to the first state to the charge / discharge control unit 110 when the charge / discharge control unit 110 determines the state of the lead-acid battery 200 as the first state, do. For example, the signal corresponding to the first state may be an attention flashing light.

충방전 제어부(110)가 납축전지(200)의 상태를 제2 상태로 판단하면 충방전 제어부(110)는 표시부(140)로 하여금 제2 상태에 대응되는 신호를 출력하도록 표시부(140)를 제어한다. 일예로 제2 상태에 대응되는 신호는 경고등 점멸등 일 수 있다.When the charging / discharging control unit 110 determines the state of the lead-acid battery 200 as the second state, the charge / discharge control unit 110 controls the display unit 140 to output the signal corresponding to the second state to the display unit 140 do. For example, the signal corresponding to the second state may be a flashing warning light or the like.

충방전 제어부(110)는 납축전지(200)의 상태가 제1 상태 또는 제2 상태일 경우 각각 방전속도나 방전중지를 조절하여 납축전지(200)의 발열을 제어할 수 있다.Discharge control unit 110 may control the heat generation of the lead-acid battery 200 by controlling the discharge speed or the discharge stop, respectively, when the lead-acid battery 200 is in the first state or the second state.

다양한 실시예에 따르면, 납축전지 제어 장치(100)는 납축전지 냉각장치(미도시)를 포함하도록 구성될 수 있으며, 충방전 제어부(110)는 납축전지(200)가 제2 상태일 경우 납축전지 냉각장치(미도시)를 가동하도록 제어할 수 있다.According to various embodiments, the lead-acid battery control apparatus 100 may be configured to include a lead-acid battery cooling apparatus (not shown), and the charge / discharge control unit 110 may be configured such that when the lead-acid battery 200 is in the second state, It is possible to control to operate the cooling device (not shown).

충방전 제어부(110)는 납축전지(200)가 방전 중인 경우 단자 전압 값을 미리 설정된 제1 전압 값과 비교하여 단자 전압 값이 제1 전압 값보다 낮은 경우 납축전지(200)의 상태를 제3 상태로 판단한다.The charge / discharge control unit 110 compares the terminal voltage value with a preset first voltage value when the lead acid battery 200 is discharging. When the terminal voltage value is lower than the first voltage value, the charge / State.

실시예에 따르면, 제1 전압 값은 10.5V(셀당 1.75Vㅧ6=10.5V)이나 납축전지(200)의 종류 및 사용 환경에 따라 제1 전압 값의 설정 값은 변경 실시 가능하다. 한편, 제1 전압 값(10.5V)은 일반적인 6셀 납축전지(1.75ㅧ6=10.5V)에만 해당되므로 납축전지의 셀 구성에 따라 변경 하는 것이 바람직하다.According to the embodiment, the first voltage value is 10.5 V (1.75 V ㅧ 6 = 10.5 V per cell) or the set value of the first voltage value can be changed according to the kind of the lead acid battery 200 and the usage environment. On the other hand, since the first voltage value (10.5V) corresponds to a typical six-cell lead acid battery (1.75 ㅧ 6 = 10.5V), it is preferable to change it according to the cell configuration of the lead acid battery.

충방전 제어부(110)가 납축전지(200)의 상태를 제3 상태로 판단하면 충방전 제어부(110)는 표시부(140)로 하여금 제3 상태에 대응되는 신호를 출력하도록 표시부(140)를 제어한다. 일예로 제3 상태에 대응되는 신호는 충전 요청등 점등일 수 있다.Discharge control unit 110 controls the display unit 140 to output the signal corresponding to the third state to the display unit 140 when the charge / discharge control unit 110 determines the state of the lead-acid battery 200 as the third state do. For example, the signal corresponding to the third state may be a charge request light or the like.

다양한 실시예에 따르면, 납축전지(200)가 방전 모드이고 납축전지(200)의 상태가 제3 상태일 경우 충방전 제어부(110)는 납축전지(200)를 충전 모드로 전환할 수 도 있다.According to various embodiments, when the lead accumulator 200 is in the discharge mode and the lead accumulator 200 is in the third state, the charge / discharge controller 110 may switch the lead accumulator 200 to the charge mode.

상술한 실시예에 따른 납축전지 제어 장치(100)에 의하면 납축전지(200)의 전극(210)이 미리 설정된 온도가 되면 사용자가 납축전지(200)의 과열여부를 알 수 있도록 납축전지(200)의 온도 상태를 표시하므로 과열로 인한 불용성 황산화납(PbSO4)의 생성을 억제할 수 있다. 따라서 납축전지(200)의 수명을 연장할 수 있다.When the electrode 210 of the lead accumulator 200 reaches a predetermined temperature, the lead accumulator 200 is turned on so that the user can know whether the lead accumulator 200 is overheated or not. The formation of insoluble sulfate (PbSO 4 ) due to overheating can be suppressed. Therefore, the life of the lead-acid battery 200 can be extended.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 납축전지 제어 방법을 나타내는 순서도이다. 도 5는 납축전지가 방전 모드 일 때 및 충전 모드 일 때의 제어 방법을 나타낸다. 또한, 도 1의 납축전지 제어 장치를 시계열적으로 구현한 경우에도 본 실시예에 해당하므로 충방전 제어부(110), 전압 측정부(120), 전극 온도 측정부(130) 및 표시부(140)에 대하여 설명된 부분은 본 실시예에서도 그대로 적용된다.5 is a flowchart illustrating a method of controlling a lead-acid battery according to a second embodiment of the present invention. 5 shows a control method when the lead accumulator is in the discharge mode and in the charge mode. Also, even when the lead-acid battery control apparatus of FIG. 1 is implemented in a time-series manner, since it corresponds to the present embodiment, the charge / discharge control unit 110, the voltage measurement unit 120, the electrode temperature measurement unit 130, and the display unit 140 Is applied to this embodiment as it is.

일 실시예에 따른 납축전지 제어 방법은, 납축전지의 단자 전압 값을 측정하는 단계(S501 및 S502), 납축전지의 전극 온도를 측정하는 단계 및 전극 온도에 기초하여 납축전지의 방전 상태를 표시하는 단계(S504), 단자 전압 값에 기초하여 납축전지를 방전 모드에서 충전 모드로 전환하는 단계(S506, S507 및 S508), 납축전지의 단자 전압 값을 측정하는 단계(S509 및 S510), 납축전지의 충전 상태를 표시하는 단계(S511) 및 단자 전압 값에 기초하여 납축전지의 충전을 종료하는 단계(S513, S513 및 SS515) 순으로 수행된다.A method of controlling a lead-acid battery according to an embodiment includes steps of measuring a terminal voltage value of a lead-acid battery (S501 and S502), measuring an electrode temperature of the lead-acid battery, and displaying a discharge state of the lead- (S506, S507, and S508); measuring the terminal voltage value of the lead-acid battery (S509 and S510); and changing the terminal voltage of the lead-acid battery (Step S511) of displaying the charging state, and steps (S513, S513 and SS515) of terminating the charging of the lead storage battery based on the terminal voltage value.

S501 단계에서는 납축전지의 초기 단자 전압 값을 측정한다. 납축전지의 초기 상태를 파악하기 위해 필요에 따라 납축전지의 내부 저항 값도 측정할 수 있다. 측정된 전압 값은 저장되며(S502) 이후 납축전지의 방전이 시작된다(S503). 실시예에 따라 방전 시작은 전력 수요처가 납축전지의 전원을 사용하는 경우를 의미하나 또는 납축전지가 자연 방전되는 경우도 방전 시작에 포함될 수 있다.In step S501, the initial terminal voltage value of the lead-acid battery is measured. The internal resistance value of the lead acid battery can also be measured as needed to determine the initial state of the lead acid battery. The measured voltage value is stored (S502), and the discharge of the lead-acid battery is started (S503). According to the embodiment, the discharge start means a case where the electric power consumer uses the power source of the lead accumulator battery, but the case where the lead accumulator battery is naturally discharged may be included in the discharge start.

S504 단계에서는 납축전지의 전극 온도를 측정한다. 측정된 온도가 미리 설정된 제1 온도보다 높고 미리 설정된 제2 온도보다 낮은 경우 납축전지의 상태를 제1 상태로 표시하고, 측정된 온도가 미리 설정된 제2 온도보다 높은 경우 납축전지의 상태를 제2 상태로 표시한다.In step S504, the electrode temperature of the lead-acid battery is measured. When the measured temperature is higher than a preset first temperature and lower than a preset second temperature, the state of the lead accumulator is displayed as a first state, and when the measured temperature is higher than a preset second temperature, State.

실시예에 따르면, 제1 온도는 40℃이고 제2 온도는 50℃로 설정할 수 있으나, 납축전지의 종류 및 사용 환경에 따라 제1 온도 및 제2 온도의 설정 값은 변경 실시 가능하다. 납축전지의 상태가 제1 상태이면 제1 상태에 대응되는 신호를 출력하고, 납축전지의 상태가 제2 상태이면 제2 상태에 대응되는 신호를 출력한다. 일예로, 제1 상태에 대응되는 신호는 주의등 점멸등 이고, 제2 상태에 대응되는 신호는 경고등 점멸등 일 수 있다. 한편, 납축전지의 전극 온도 측정은 S504단계 에서만 수행되는 것으로 이해될 수도 있으나, 납축전지가 40℃이상의 고온에서 동작하는 것을 방지하기 위한 본 발명의 취지에 따라 점선으로 표시된 동작 수행은 S504 단계에만 국한되지 않으며 납축전지의 충방전 과정의 모든 단계에서 수행될 수 있다.According to the embodiment, the first temperature may be set at 40 ° C, and the second temperature may be set at 50 ° C. However, the set values of the first temperature and the second temperature may be changed according to the type of lead acid battery and the use environment. And outputs a signal corresponding to the first state if the state of the lead acid battery is the first state and outputs a signal corresponding to the second state if the state of the lead acid battery is the second state. For example, the signal corresponding to the first state may be an attention-blinking light, and the signal corresponding to the second state may be flashing a warning light. However, in order to prevent the lead-acid battery from operating at a high temperature of 40 ° C or more, the performance of the operation indicated by the dashed line according to the present invention is limited only to step S504 And can be performed at all stages of the charge / discharge process of the lead-acid battery.

이어서, 과방전 전압을 측정한다(S505 및 S506). 납축전지의 전압이 미리 설정된 제1 전압 값(종지 전 전압 값, 완충 전압의 87.5% 이며 6셀 납축전지의 경우 10.5V 임)보다 높다면 계속하여 납축전지를 사용하도록 한다. 측정된 전압 값이 미리 설정된 제1 전압 값 보다 낮은 경우 납축전지가 안전한 범위에서 모두 방전된 것으로 간주하여 납축전지의 방전을 종료하고 방전 경고등을 점등한다(S507). Subsequently, the over-discharge voltage is measured (S505 and S506). If the voltage of the lead accumulator is higher than the preset first voltage value (87.5% of the pre-discharge voltage value, buffer voltage and 10.5V for 6-cell lead acid battery), continue to use lead acid batteries. When the measured voltage value is lower than the preset first voltage value, it is regarded that the lead accumulator is completely discharged in the safe range, the discharge of the lead accumulator is terminated and the discharge warning lamp is turned on (S507).

이어서 납축전지의 제어를 충전 요청모드로 전환한다(S508). 이때 충전 요청등 점멸되고 방전 경고등은 소등된다.Subsequently, control of the lead accumulator is switched to the charging request mode (S508). At this time, the charge request light flickers and the discharge warning light goes out.

S508 단계 이후, 납축전지의 제어는 충전 모드로 전환된다. 납축전지는 종지전압까지 방전이 되면 불용성 황산화납(PbSO4)이 급격히 생성된다. 따라서 종지전압까지 방전 후 신속하게 충분한 충전에 의해 불용성 황산화납(PbSO4)이 전극표면에 생성되는 것을 억제할 수 있다.After step S508, the control of the lead accumulator is switched to the charging mode. When the lead-acid battery is discharged to the end voltage, insoluble sulfate (PbSO 4 ) is generated rapidly. Therefore, generation of insoluble sulfate (PbSO 4 ) on the surface of the electrode can be suppressed by rapid charging after discharging to the termination voltage.

충전모드에서는 납축전지의 초기 단자 전압 값을 측정하고 저장한다(S509 및 S510). 이어서 납축전지의 충전을 시작하고 충전등을 점등한다.(S511). In the charging mode, the initial terminal voltage value of the lead accumulator is measured and stored (S509 and S510). Then, charging of the lead accumulator is started and charging or the like is turned on (S511).

이어서 납축전지의 전압을 측정하고(S512) 측정된 전압이 미리 설정된 과충전 전압(6셀 납축전지의 경우 13.5V)보다 낮으면 충전을 계속하고 측정된 전압이 미리 설정된 과충전 전압 보다 높은 경우 충전 중지 요청등을 점멸하고 납축전지의 충전을 종료할 수 있다. 충전이 종료 되면 충전등 및 충전중지 요청등은 소등된다(S513, S514 및 S515).Then, if the measured voltage is lower than a predetermined overcharge voltage (13.5 V in the case of a 6-cell lead acid battery), the charging is continued. If the measured voltage is higher than a predetermined overcharge voltage, And the charging of the lead accumulator battery can be terminated. When the charging is completed, the charging lamp and the charging stop request are turned off (S513, S514 and S515).

상술한 실시예에 따른 납축전지 제어 장치방법에 의하면 납축전지의 전극이 미리 설정된 온도가 되면 사용자가 납축전지의 과열여부를 알 수 있도록 납축전지의 온도 상태를 표시하므로 과열로 인한 불용성 황산화납(PbSO4)의 생성을 억제할 수 있다. 따라서 납축전지의 수명을 연장할 수 있다.According to the method of controlling a lead-acid battery according to the above-described embodiment, when the electrode of the lead-acid battery reaches a predetermined temperature, the temperature of the lead-acid battery is displayed so that the user can know whether the lead-acid battery is overheated. 4 ) can be suppressed. Therefore, the life of the lead-acid battery can be extended.

이러한 개시된 기술인 방법 및 장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 개시된 기술의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.Although the disclosed method and apparatus have been described with reference to the embodiments shown in the drawings for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. I will understand that. Accordingly, the true scope of protection of the disclosed technology should be determined by the appended claims.

100: 납축전지 제어장치 110: 충방전 제어부
120: 전압 측정부 130: 전극 온도 측정부
140: 표시부 200: 납축전지
210: 전극 220: 온도 센서
230: 센서고정 마개 300: 전극 연결부
400: 충전 전원100: Lead storage battery control device 110: Charge /
120: voltage measuring unit 130: electrode temperature measuring unit
140: display part 200: lead accumulator
210: electrode 220: temperature sensor
230: sensor fixing plug 300: electrode connection part
400: Charging power

Claims (11)

납축전지의 충전 및 방전을 제어하는 납축전지 제어 장치에 있어서,
상기 납축전지에 구비된 온도센서로부터 상기 납축전지의 전극 온도를 측정하여 수신하는 전극 온도 측정부;
상기 납축전지의 단자 전압 값을 측정하는 전압 측정부;
상기 전극 온도 및 상기 납축전지의 단자 전압 값에 기초하여 상기 납축전지의 충전 및 방전을 제어하는 충방전 제어부; 및
상기 전극 온도 및 상기 전압 값에 기초하여 상기 납축전지의 상태를 표시하는 표시부를 포함하는 납축전지 제어 장치.A lead-acid battery control device for controlling charging and discharging of a lead-acid battery,
An electrode temperature measuring unit for measuring and receiving an electrode temperature of the lead-acid battery from a temperature sensor provided in the lead-acid battery;
A voltage measuring unit for measuring a terminal voltage value of the lead accumulator;
A charge / discharge control unit for controlling charging and discharging of the lead-acid battery based on the electrode temperature and the terminal voltage value of the lead-acid battery; And
And a display unit for displaying the state of the lead-acid battery based on the electrode temperature and the voltage value. 청구항 1에 있어서,
상기 충방전 제어부는 상기 전극 온도를 미리 설정된 제1 온도 및 제2 온도와 비교하여,
상기 전극 온도가 상기 제1 온도보다 높고 상기 제2 온도보다 낮은 경우 상기 납축전지를 제1 상태로 판단하고 상기 표시부가 상기 제1 상태에 대응되는 신호를 출력하도록 제어하는 납축전지 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein the charge / discharge control unit compares the electrode temperature with a preset first temperature and a second temperature,
Wherein the lead-acid battery is determined to be in a first state when the electrode temperature is higher than the first temperature and lower than the second temperature, and the display unit outputs a signal corresponding to the first state. 청구항 1에 있어서,
상기 충방전 제어부는 상기 전극 온도를 미리 설정된 제1 온도 및 제2 온도와 비교하여,
상기 전극 온도가 상기 제2 온도보다 높은 경우 상기 납축전지를 제2 상태로 판단하고 상기 표시부가 상기 제2 상태에 대응되는 신호를 출력하도록 제어하는 납축전지 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein the charge / discharge control unit compares the electrode temperature with a preset first temperature and a second temperature,
The lead accumulator is determined to be in a second state when the electrode temperature is higher than the second temperature, and the display unit outputs a signal corresponding to the second state. 청구항 1에 있어서,
상기 충방전 제어부는 상기 납축전지가 방전중인 경우 상기 단자 전압 값을 미리 설정된 제1 전압 값과 비교하여,
상기 단자 전압 값이 상기 제1 전압 값 보다 낮은 경우 상기 납축전지를 제3 상태로 판단하고 상기 표시부가 상기 제3 상태에 대응되는 신호를 출력하도록 제어 하는 납축전지 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein the charge / discharge control unit compares the terminal voltage value with a preset first voltage value when the lead-acid battery is discharging,
Wherein the lead-acid battery is determined to be in a third state when the terminal voltage value is lower than the first voltage value, and the display unit outputs a signal corresponding to the third state. 청구항 4에 있어서,
상기 충방전 제어부가 상기 납축전지의 상태를 상기 제3 상태로 판단한 경우 상기 충방전 제어부는 상기 납축전지를 충전하도록 제어하는 납축전지 제어 장치.The method of claim 4,
Discharge control unit controls the charge / discharge control unit to charge the lead-acid battery when the charge / discharge control unit determines that the lead-acid battery is in the third state. 납축전지의 충전 및 방전을 제어하는 방법에 있어서,
상기 납축전지의 단자 전압 값을 측정하는 단계;
상기 납축전지의 전극 온도를 측정하는 단계;
상기 전극 온도에 기초하여 상기 납축전지의 방전 상태를 표시하는 단계;
상기 단자 전압 값 및 상기 단자 전류 값에 기초하여 상기 납축전지를 방전 모드에서 충전 모드로 전환하는 단계;
상기 전극 온도에 기초하여 상기 납축전지의 충전 상태를 표시하는 단계; 및
상기 단자 전압 값에 기초하여 상기 납축전지의 충전을 종료하는 단계를 포함하는 납축전지 제어 방법.A method for controlling charge and discharge of a lead-acid battery,
Measuring a terminal voltage value of the lead-acid battery;
Measuring an electrode temperature of the lead-acid battery;
Displaying a discharge state of the lead-acid battery based on the electrode temperature;
Switching the lead acid battery from a discharge mode to a charge mode based on the terminal voltage value and the terminal current value;
Displaying a state of charge of the lead-acid battery based on the electrode temperature; And
And terminating the charging of the lead accumulator battery based on the terminal voltage value. 청구항 6에 있어서,
상기 방전 상태를 표시하는 단계 및 상기 충전 상태를 표시하는 단계에서는 는 각각
상기 전극 온도가 미리 설정된 제1 온도보다 높고 미리 설정된 제2 온도보다 낮은 경우 상기 납축전지의 상태를 제1 상태로 표시하고,
상기 전극 온도가 상기 제2 온도보다 높은 경우 상기 납축전지의 상태를 제2 상태로 표시하는 납축전지 제어 방법.The method of claim 6,
In the step of displaying the discharge state and the step of displaying the state of charge,
When the electrode temperature is higher than a first predetermined temperature and lower than a second predetermined temperature, the state of the lead-acid battery is displayed as a first state,
And when the electrode temperature is higher than the second temperature, the state of the lead accumulator is displayed as a second state. 청구항 6에 있어서,
상기 충전 모드로 전환하는 단계는
상기 단자 전압 값이 미리 설정된 제1 전압 값보다 낮은 경우 상기 납축전지를 충전 상태로 전환하는 납축전지 제어 방법.The method of claim 6,
The step of switching to the charging mode
And when the terminal voltage value is lower than a preset first voltage value, switching the lead-acid battery to a charged state. 납축전지의 충전 및 방전을 제어하는 충방전 제어부로 상기 납축전지의 전극 온도를 측정하여 전송하는 적어도 한 개의 온도센서를 포함하되,
상기 온도센서는 상기 납축전지의 음전극 또는 양전극중 적어도 한 전극에 구멍형으로 장착 구비되고,
상기 전극 온도에 기초하여 상기 충방전 제어부로부터 충전 및 방전 제어를 받는 납축전지.And at least one temperature sensor for measuring and transmitting an electrode temperature of the lead accumulator to a charging / discharging controller for controlling charging and discharging of the lead accumulator battery,
Wherein the temperature sensor is mounted in a hole shape on at least one of a negative electrode or a positive electrode of the lead-acid battery,
Discharge control from the charge / discharge control unit based on the electrode temperature. 청구항 9에 있어서,
상기 온도센서는 상기 전극 마개에 의해 상기 전극에 부착 및 고정되는 납축전지.The method of claim 9,
And the temperature sensor is attached and fixed to the electrode by the electrode plug. 청구항 9에 있어서,
상기 온도센서는 서미스터 및 열전대를 포함하고, 절연물질로 온도센서와 전극 구멍표면을 코팅된 납축전지.The method of claim 9,
Wherein the temperature sensor includes a thermistor and a thermocouple, and the temperature sensor and the surface of the electrode hole are coated with an insulating material.
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