KR20150043265A - 이차 전지의 충전 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이차 전지의 충전 제어 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 이차 전지의 충전 제어 장치는, 이차 전지의 전압과 전류를 측정하는 센싱부; 및 상기 이차 전지가 방전할 때 상기 센싱부에서 측정된 이차 전지의 전압과 전류를 이용하여 상기 이차 전지의 방전 전력량을 산출하고, 상기 방전 후 충전을 진행함에 있어서 상기 이차 전지의 방전이 종료된 후 상기 센싱부에서 측정된 이차 전지의 전압이 미리 설정한 보상 전압보다 낮은 보상 충전 구간에 해당하는 경우 상기 산출된 방전 전력량에 보상 전력량이 추가된 충전 전력량이 상기 이차 전지에 충전되도록 충전 제어 신호를 출력하는 제어부;를 포함한다. 본 발명에 따르면, 이차 전지의 충전량을 보상하여 이차 전지의 충방전 사이클이 증가함에 따라 충전량이 점차 감소하는 문제를 방지할 수 있다.

Description

이차 전지의 충전 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING CHARGING OF SECONDARY BATTERY}

본 발명은 이차 전지의 충전 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 충전 알고리즘의 개선을 통해서 이차 전지의 충전량을 보상시킬 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.

근래에 들어서 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, Electric Vehicle, Hybrid Electric Vehicle, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높아 여러 분야에서 각광을 받고 있다.

한편, 이차 전지는 물리적으로 충전될 수 있는 상한과 물리적으로 방전될 수 있는 하한을 가지고 있다. 그러나, 실제 사용 환경에서 물리적 상한 및 하한까지 충방전을 하지 않는다. 즉, 물리적 한계 방전점보다 높게 사용 영역의 하한을 설정하고, 물리적 한계 충전점보다 낮게 사용 영역의 상한을 설정한다. 따라서, 이차 전지의 방전 과정에서 이차 전지의 상태가 설정된 사용 영역의 하한점에 도달되었을 때 완전 방전(또는, 만방전)이 되었다고 한다. 그리고 이차 전지의 충전 과정에서 이차 전지의 상태가 설정된 사용 영역의 상한점에 도달되었을 때 완전 충전(또는, 만충전)이 되었다고 한다. 일 예로 일반적인 리튬 이차 전지의 사용 영역은 전압에 의해 설정되며, 3.7V ~ 4.2V의 전압 구간을 가진다. 따라서 이차 전지가 만충전되었을 때 이차 전지의 개방 전압은 4.2V가 된다.

상기와 같이 사용 영역의 설정이 이루어지면, 이차 전지는 상기 설정된 사용 영역 내에서만 충전 및 방전이 이루어지도록 제어된다. 즉, 방전 중에는 만방전 전압에 도달하면 방전을 중단하고, 충전 중에는 만충전 전압에 도달하면 충전을 중단한다.

그러나, 상기와 같이 이차 전지의 사용 영역이 전압에 의해 설정되었음에도 이차 전지의 충전량은 전압에 의해서 정확하게 파악할 수 없다. 이차 전지가 부하에 전력을 공급하거나 충전 장치로부터 전력을 공급받는 동안에 측정된 이차 전지의 전압은 부하 효과(IR 효과)에 의해 이차 전지의 실제 전압에 해당하는 개방 전압과 차이를 보이기 때문이다. 그 결과 이차 전지를 충전할 때 또는 방전할 때, 이차 전지의 전압만을 측정하여 이차 전지의 충전량을 정확하게 파악하는 것은 어렵다.

특히, 충전 과정에서 전압 측정에만 의존하여 만충전 여부를 판단하는 것은 바람직하지 않다. 이차 전지가 충전되는 것은 이차 전지 내에 에너지가 밀집되는 것을 의미한다. 따라서, 안전성을 해치는 과도한 충전은 이차 전지의 수명 또는 효율성 저하의 문제를 넘어서 사용자의 안전성을 해치는 문제도 함께 수반되기 때문이다.

상기와 같이 전압에만 의존하여 이차 전지의 충방전을 제어할 때 생기는 문제를 해결하기 위한 종래 기술로서 암페어 카운팅을 통해 SOC(State Of Charge)를 계산하고 SOC를 기준으로 이차 전지의 충방전을 제어하는 알고리즘이 있다. 이러한 알고리즘은 이차 전지의 정격용량을 기준으로 이차 전지의 충방전 전류를 적산하여 상기 정격용량 대비 현재 남아 있는 용량의 비율에 따라 SOC 값을 계산하고 SOC가 100%이면 충전을 중단하고 SOC가 0%이면 방전을 중단하는 것을 특징으로 한다.

그러나 SOC를 이용한 충방전 제어 기술은 암페어 카운팅 과정에서 생기는 전류 측정 오차의 누적과 함께 이차 전지의 내부 저항에 의해 생기는 전력의 손실에 의해 충방전 횟수가 늘어날수록 만충전 시 이차 전지에 저장되는 충전량이 낮아지는 문제점이 있다. 즉, 이차 전지가 방전될 때 카운팅된 전류의 적산량만큼 충전 전류를 이차전지에 공급하여도 원래의 충전량이 회복되지 않는 것이다. 이러한 현상은 이차 전지의 충방전 횟수가 증가할수록 심화된다. 그 이유는 이차 전지의 충방전 횟수가 증가할수록 이차 전지가 퇴화되는데, 이차 전지의 퇴화 정도에 따라서 그 만큼 내부 저항이 증가하기 때문이다. 따라서, 이차전지의 충방전 사이클이 증가하더라도 이차 전지의 충전량을 일정하게 유지할 수 있는 충전 방법이 필요하다.

충전 및 방전의 반복에 따른 이차 전지의 전압 강하 현상 즉, 이차 전지에 저장된 충전량이 감소하는 현상을 이차 전지의 에너지적 측면에서 살펴보겠다.

이차 전지가 만충전되어 있으면, 상기 이차 전지의 충전량에 해당하는 만큼 에너지가 상기 이차 전지에 저장되어 있다. 그리고, 이차 전지가 방전되는 것은 이차 전지에 저장되어 있는 에너지가 전기 에너지 형태로 변환되어 부하에 공급되는 과정이라고 할 수 있다. 또한, 이차 전지가 충전되는 것은 전기 에너지가 상기 이차 전지에 공급되어 이차 전지의 충전량에 해당하는 만큼 에너지를 저장하는 과정이라고 할 수 있다.

이상적인 이차 전지는 내부 저항이 존재하지 않아 충전과 방전 과정에 영향을 미치지 않지만, 실제 이차 전지는 내부 저항이 존재한다. 따라서, 이차 전지는 방전 과정에서 내부 저항을 통한 발열 등 에너지 변환 과정에서의 손실이 발생한다. 그러나 방전 전력량의 측정은 상기와 같은 에너지 손실량은 측정하지 못하다. 방전 전력의 측정은 이차 전지에서 부하로 전달된 전력량 즉, 전기적으로 전달된 에너지만을 측정하는 것으로 실제 이차 전지에서 빠져나간 에너지량에 비해서 작게 측정될 수 밖에 없다. 그러므로, 상기 측정된 방전 전력량에 해당하는 전력량만을 상기 이차 전지에 충전하면, 점차적으로 이차 전지의 충전량은 감소하게 될 것이다.

또한, 실제 이차 전지의 내부 저항은 방전 과정뿐만 아니라 충전 과정에서도 영향을 미친다. 즉, 상기와 같은 에너지의 손실은 방전 과정뿐만 아니라 충전 과정에서도 발생한다. 충전기기 또는 상용 전력망 등을 통해 이차 전지에 공급된 전기 에너지 중 일부는 이차 전지의 내부 저항에 의한 발열 등 에너지 변환 과정에서 손실된다. 그리고, 나머지만이 이차 전지의 충전량에 해당하는 만큼 에너지로 저장이 된다. 따라서, 상기 방전 과정에서 손실된 에너지까지 정확하게 측정하고 이에 해당하는 전력량을 상기 이차 전지에 공급하여도, 실제 이차 전지에 저장되는 에너지는 공급된 에너지에 비해서 작을 수 밖에 없다. 그러므로, 이차 전지의 충전 과정에서 손실되는 전력량에 해당하는 만큼, 충전과 방전을 반복하면서 점차적으로 이차 전지의 충전량은 감소하게 될 것이다.

위와 같이, 방전 과정에서 측정된 방전 전력량은 이차 전지에서 빠져나간 전력량(충전량)보다 적다. 그리고, 상기 측정된 방전 전력량과 동일한 전력량을 충전하여도 이차 전지에 저장되는 전력량(충전량)은 상기 방전 전력량보다 적다. 즉, 충전과 방전을 반복할수록 이차 전지에 저장된 충전량은 점차적으로 줄어든다. 그리고, 상기 충전량의 감소는 이차 전지 전압의 강하 현상으로 확인할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 감안하여 창안된 것으로서, 방전 시 발열 등으로 방전 전력이 외부로 소실되더라도 차회 충전 시 소실된 방전 전력량을 고려하여 충전을 제어할 수 있는 이차 전지의 충전 제어 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지의 충전 제어 장치는, 이차 전지의 전압과 전류를 측정하는 센싱부; 및 상기 이차 전지가 방전할 때 상기 센싱부에서 측정된 이차 전지의 전압과 전류를 이용하여 상기 이차 전지의 방전 전력량을 산출하고, 상기 방전 후 충전을 진행함에 있어서 상기 이차 전지의 방전이 종료된 후 상기 센싱부에서 측정된 이차 전지의 전압이 미리 설정한 보상 전압보다 낮은 보상 충전 구간에 해당하는 경우 상기 산출된 방전 전력량에 보상 전력량이 추가된 충전 전력량이 상기 이차 전지에 충전되도록 충전 제어 신호를 출력하는 제어부;를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 산출된 방전 전력량을 기준으로 하여 상기 산출된 방전 전력량에 따라서 미리 설정된 비율에 해당하는 만큼의 전력량을 상기 보상 전력량으로 산출할 수 있다. 이때, 상기 보상 전력량을 산출하기 위한 비율은 상기 이차 전지의 충방전 횟수에 따라 증가할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 보상 전력량은 미리 설정된다. 이때, 상기 미리 설정된 보상 전력량은 상기 이차 전지의 충방전 횟수에 따라 증가할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 보상 충전 구간은 제1 보상 충전 구간과 제2 보상 충전 구간을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제2 보상 충전 구간은 상기 제1 보상 충전 구간보다 낮은 전압 구간이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 산출된 방전 전력량을 기준으로 하여 상기 산출된 방전 전력량에 따라서 미리 결정된 비율에 해당하는 만큼의 전력량을 상기 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량 또는 상기 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량으로 산출할 수 있다. 이때, 상기 제1 보상 충전 구간에서의 보상 전력량 또는 상기 제2 보상 충전 구간에서의 보상 전력량을 산출하기 위한 비율은 상기 이차 전지의 충방전 횟수에 따라 증가할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량 또는 상기 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량은 미리 설정된다. 이때, 상기 미리 설정된 제1 보상 충전 구간에서의 보상 전력량 또는 상기 제2 보상 충전 구간에서의 보상 전력량은 상기 이차 전지의 충방전 횟수에 따라 증가할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량은 상기 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량 보다 많다.

본 발명에 따른 이차 전지의 충전 제어 장치는, 상기 보상 전압, 방전 전력량 또는 보상 전력량 결정 방식에 따른 값을 저장하는 메모리부;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 이차 전지의 충전 제어 장치는, 상기 충전 제어 신호에 대응하는 충전 전력을 상기 이차 전지에 제공하는 충전부;를 포함하는 이차 전지 충전 장치의 일 구성 요소가 될 수 있다.

본 발명에 따른 이차 전지의 충전 제어 장치는, 이차 전지 팩의 일 구성 요소가 될 수 있다. 또한, 상기 이차 전지 팩을 복수개 포함하는 전력 저장 시스템의 일 구성 요소가 될 수 있다. 또한, 상기 이차 전지 팩으로부터 전력을 공급 받는 부하;를 포함하는 이차 전지 구동 시스템의 일 구성 요소가 될 수 있다. 상기 부하는 전기 구동 수단 또는 전력 변환 회로가 될 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지의 충전 제어 방법은, 이차 전지의 전압 및 전류를 측정하는 센싱부 및 제어부를 포함하는 이차 전지 충전 제어 장치를 이용하여 이차 전지의 충전량을 보상하는 방법으로서, (a) 이차 전지가 방전되는 동안 상기 제어부가 상기 센싱부로부터 수신된 이차 전지의 전압 및 전류를 이용하여 상기 이차 전지의 방전 전력량을 산출하는 단계; (b) 상기 방전 후 충전을 진행함에 있어서 상기 제어부가 상기 이차 전지의 방전이 종료된 후 상기 센싱부로부터 수신된 이차 전지의 전압이 미리 설정한 보상 전압보다 낮은 보상 충전 구간에 해당하는지 판단하는 단계; 및 (c) 상기 이차 전지의 전압이 상기 보상 충전 구간에 해당하는 경우 상기 제어부가 상기 산출된 방전 전력량에 보상 전력량이 추가된 충전 전력량이 상기 이차 전지에 충전되도록 충전 제어 신호를 출력하는 단계;를 포함한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 이차 전지의 충전량을 보상하여 이차 전지의 충방전 사이클이 증가함에 따라 충전량이 점차 감소하는 문제를 방지할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 이차 전지를 운영함에 있어서 이차 전지가 만방전되었을 때 이차 전지의 사용을 중단하고 충전량을 보상해주는 비효율적인 운영보다, 이차 전지의 전압이 보상 전압에 도달할 때마다 충전량을 보상하기 때문에 효율적인 이차 전지의 충전 제어가 가능하다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 이차 전지의 전압에 따라 보상 충전 구간을 나누어서, 이차 전지의 충전 잔량에 따라 다양한 보상 전력량이 추가되는 것이 가능하다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 종래의 충전 알고리즘으로 이차 전지를 운영한 경우 전압 강하 현상이 나타난 프로파일을 도시한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 충전 제어 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 보상 충전 구간이 제1 보상 충전 구간과 제2 보상 충전 구간으로 나누어진 경우 이차 전지의 전압 프로파일에 대한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 충전 제어 방법의 흐름을 순차적으로 도시한 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 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 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 종래의 충전 알고리즘으로 이차 전지를 운영한 경우 전압 강하 현상이 나타난 프로파일을 도시한 그래프이다.

도 1을 참조하면, 그래프의 가로축은 시간을 나타내며, 그래프의 세로축은 이차 전지의 전압(voltage)을 나타낸다. 그리고, 각 프로파일마다 '1P, 2P, 3P, 4P'가 표시되어 있는데, 여기서 'P'는 'P-rate'를 의미한다.

상기 'P-rate'는 이차 전지의 방전 비율을 나타내는 단위이다. 상기 'P-rate'는

로서 분모에는 이차 전지의 총 전력량(Wh)을, 분자에는 방전 전력(W)을 대입하여 산출한다.

일반적으로 이차 전지의 방전 비율을 나타내는 'C-rate'는 전류를 기준으로 산출된 방전 비율이다. 상기 'C-rate'는

로서 분모에는 이차 전지의 총 전류량(mAh, 전하량)을, 분자에는 방전 전류(mA)를 대입하여 산출한다. 그러나 이차 전지의 전기적 특성상 방전은 전류에만 의존하는 것이 아니라 전압에도 영향을 받는다. 이차 전지와 연결된 부하의 변화 또는 충전량 감소에 따른 이차 전지의 개방 전압 저하 등 다양한 원인에 의해 이차 전지에서 출력되는 전력은 변화될 수 있다. 따라서, 전류와 전압을 함께 고려하는 'P-rate'를 기준으로 방전 비율을 판단하면 전류의 관점이 아니라 이차 전지에 저장되고 방출되는 에너지의 관점에서 이차 전지의 상태를 판단할 수 있다.

도 1에 도시된 총 4개의 프로파일은 동일한 이차 전지에서 방전 전력 비율을 달리하여 충전 및 방전을 반복할 때 측정된 이차 전지의 동적 전압을 나타낸다. 2P는 1P보다 2배 더 많은 전력으로, 3P는 1P보다 3배 더 많은 전력으로, 4P는 1P보다 4배 더 많은 전력으로 방전을 실시하였을 때의 전압 프로파일을 나타낸다. 상기 이차 전지가 부하에 전력을 공급할 때 이차 전지에서 부하에 공급되는 전력을 측정하고 이를 합산하여 방전 전력량을 저장한다. 그리고 방전 전력량과 동일한 전력량을 공급하여 이차 전지를 충전한다. 도 1에서 1P 프로파일을 확대한 부분을 참조하면, 이차 전지의 동적 전압이 하강하는 구간은 이차 전지의 방전 구간에 해당하며, 이차 전지의 동적 전압이 상승하는 구간은 이차 전지의 충전 구간에 해당한다.

도 1에서 확인할 수 있듯이, 이차 전지에 방전 전력량과 동일한 전력량을 충전하여도 충전과 방전이 반복될수록 이차 전지의 동적 전압에 대한 프로파일이 점차적으로 강하되는 것을 확인할 수 있다. 한편, 이차 전지의 전압은 이차 전지의 충전량을 간접적으로 확인할 수 있는 지표이다. 따라서, 상기와 같이 이차 전지의 전압 강하 현상은 방전 전력량과 동일한 전력량을 충전하여도 이차 전지에 저장된 충전량이 점차적으로 줄어드는 것을 나타낸다. 이러한 현상은 방전 전력 비율에 따라 전압이 강하하는 속도에 차이만 있을 뿐이고, 결과적으로 이차 전지의 전압 강하 현상이 발생하는 것에는 차이가 없다.

따라서, 본 발명자는 이와 같은 문제점을 인식하고, 감소된 충전량을 보상할 수 있는 장치 및 방법을 도출하게 되었다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 충전 제어 장치(100)의 구성을 나타내는 블럭도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지의 충전 제어 장치(100)는 센싱부(110, 120) 및 제어부(130)를 포함한다.

도 2에 도시된 이차 전지(140)는 하나 이상의 단위 셀을 포함하는 것으로 셀의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 상기 이차 전지(140)는 재충전이 가능하고 충전 또는 방전 전압을 고려해야 하는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드늄 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등으로 구성할 수 있다. 그러나, 본 발명이 이차 전지 셀의 종류, 출력전압, 충전용량 등에 의해 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 이차 전지(140)에는 상기 이차 전지로부터 전력을 공급받는 부하가 연결될 수 있다. 부하의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 비디오 카메라, 휴대용 전화기, 휴대용 PC, PMP, MP3플레이어 등과 같은 휴대용 전자기기, 전기 자동차나 하이브리드 자동차의 모터, DC to DC 컨버터 등으로 구성할 수 있다. 다만, 도면의 간소화를 위해 상기 부하는 별도로 도시하지 않았으며, 상기 부하의 종류에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

상기 센싱부(110, 120)는 상기 이차 전지의 전압과 전류를 측정하여 전압 및 전류 측정값을 상기 제어부(130)로 출력한다. 상기 센싱부는 이차 전지의 전압을 측정하는 전압 측정 소자(110)와 이차 전지의 전류를 측정하는 전류 측정 소자(120)를 포함하고 있다. 이차 전지의 전압은 이차 전지의 출력 전압을 의미하여, 이차 전지의 충전 또는 방전이 이루어지고 있는 동안 측정될 수도 있지만, 충전 및 방전이 이루어지지 않는 동안 개방 전압(OCV)으로 측정될 수도 있다. 한편, 이차 전지의 전류는 이차 전지가 충전 또는 방전이 이루어지고 있는 동안 측정된다.

본 발명에 따른 이차 전지의 충전 제어 장치(100)는 메모리부(150)를 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 상기 메모리부(150)는 RAM, ROM, EEPROM등 데이터를 기록하고 소거할 수 있다고 알려진 공지의 반도체 소자나 하드 디스크와 같은 대용량 저장매체로서, 디바이스의 종류에 상관 없이 정보가 저장되는 디바이스를 총칭하는 것으로서 특정 메모리 디바이스를 지칭하는 것은 아니다. 상기 메모리부(150)의 역할에 대해서는 이하 제어부(130)의 기능과 함께 자세히 설명하겠다.

상기 제어부(130)는 상기 이차 전지(140)가 방전하는 동안 상기 센싱부(110, 120)에서 측정된 이차 전지의 전압과 전류를 상기 메모리부(150)에 저장한다. 그리고, 상기 측정된 전압과 전류를 이용하여 방전 전력을 계산하고, 계산된 방전 전력을 누적하여 방전 전력량을 산출한다. 이때, 산출된 방전 전력량 역시 상기 메모리부(150)에 저장된다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 전력 및 방전 전력량을 산출하는 방법은 공지의 기술인바 상세한 설명은 생략하도록 하겠다.

상기 제어부(130)는 상기 이차 전지의 방전이 종료된 후 상기 센싱부(110, 120)에서 측정된 이차 전지의 전압이 미리 설정한 보상 전압보다 낮은지 판단한다. 이를 위해서 상기 메모리부(150)에는 미리 설정된 보상 전압값이 저장되어 있을 수 있다. 또한, 상기 보상 전압값은 상기 이차 전지(140)의 용량, 사용 환경 등 다양한 특성에 따라서 설정 또는 변경될 수 있는 값이다. 본 명세서에서는 이차 전지의 전압이 상기 보상 전압값보다 낮은 구간을 보상 충전 구간이라고 명명한다. 한편, 상기 이차 전지의 전압은 이차 전지의 방전이 종료된 직후에 측정되거나 또는 일정 시간이 지난 다음에 측정될 수 있다. 또한, 이차 전지의 충전이 진행되기 전에 측정될 수도 있다.

상기 제어부(130)는 이차 전지의 전압이 보상 충전 구간에 해당하지 않으면, 상기 메모리부(150)에 저장된 방전 전력량에 대응하는 전력량이 충전되도록 충전 제어 신호를 출력한다. 상기 충전 제어 신호는 상기 이차 전지(140)에 충전 전력을 공급하는 충전기기를 제어하는 신호가 될 수도 있고, 상기 이차 전지(140)의 양극 또는 음극에 연결된 스위치 소자(160)를 제어하는 신호가 될 수도 있다. 상기 스위치 소자(160)는 제어부(130)의 제어를 통해 충전기기 또는 부하와 이차 전지(140)를 선택적으로 연결한다. 도 2에는 후자의 경우가 도시되었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

한편 상기 이차 전지의 전압이 보상 충전 구간에 해당하는 경우, 상기 제어부(130)는 보상 전력량을 결정한다. 그리고, 상기 제어부(130)는 상기 메모리부(150)에 저장된 방전 전력량에 보상 전력량이 추가된 충전 전력량이 상기 이차 전지(140)에 충전되도록 충전 제어 신호를 출력한다.

앞서 도 1을 참조하여 설명하였듯이, 이차 전지의 충방전 과정이 반복되면 충전량이 점차적으로 감소하고, 이는 이차 전지의 전압 강하 현상을 통해서 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 이차 전지의 충전 제어 장치(100)는 감소된 충전량을 보상할 수 있도록 상기 산출된 방전 전력량보다 많은 전력량이 충전되도록 제어한다. 이때 추가되는 전력량이 보상 전력량이다. 그리고, 상기 방전 전력량과 상기 보상 전력량을 합산한 전력량이 충전 전력량이 된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제어부(130)는 상기 산출된 방전 전력량을 기준으로 하여 상기 산출된 방전 전력량에 따라서 미리 설정된 비율에 해당하는 만큼의 전력량을 상기 보상 전력량으로 산출할 수 있다. 상기 미리 설정된 비율은 상기 메모리부(150)에 저장될 수 있으며, 상기 제어부(130)는 상기 메모리부(150)에 저장된 비율을 참조하여 보상 전력량을 산출할 수 있다. 보상 전력량이 결정되면, 상기 제어부(130)는 보상 전력량이 추가된 충전 전력량에 따라 상기 이차 전지(140)가 충전되도록 충전 제어 신호를 출력한다. 한편, 상기 보상 전력을 산출하기 위한 비율은 이차 전지의 특성, 사용 환경, 상기 보상 전압값 등을 고려하여 다양하게 설정될 수 있다.

한편, 상기 보상 전력량을 산출하기 위한 비율은 상기 이차 전지의 충방전 횟수에 따라 증가할 수 있다. 이차 전지의 충방전 횟수가 증가하면, 이차 전지가 점차적으로 퇴화된다. 이차 전지의 퇴화 정도가 증가할 수록 이차 전지의 내부 저항이 증가한다. 이차 전지의 내부 저항이 증가함에 따라, 이차 전지의 충방전 과정에서 손실되는 에너지도 증가한다. 따라서, 손실된 에너지가 증가할 수록 보상 전력량을 증가할 필요가 있다. 이를 위해 상기 보상 전력량을 산출하기 위한 비율은 상기 이차 전지의 충방전 횟수에 따라 증가할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 보상 전력량은 미리 설정되어 있을 수 있다. 마찬가지로 상기 미리 설정된 보상 전력량은 상기 메모리부(150)에 저장될 수 있으며, 상기 제어부(130)는 상기 메모리부(150)에 저장된 보상 전력량을 참조할 수 있다. 그리고, 상기 제어부(130)는 보상 전력량이 추가된 충전 전력량에 따라 상기 이차 전지(140)가 충전되도록 충전 제어 신호를 출력한다. 한편, 상기 보상 전력량은 이차 전지의 특성, 사용 환경, 상기 보상 전압값 등을 고려하여 다양하게 설정될 수 있다.

한편, 상기 미리 설정된 보상 전력량은 상기 이차 전지의 충방전 횟수에 따라 증가할 수 있다.

상기 메모리부(150)에는 보상 전력량 결정 방식에 따른 값을 저장된다. 이때, 보상 전력량을 비율에 따라 산출되는 방식인 경우 비율값이, 보상 전력량이 미리 설정된 값인 경우 전력량값이 저장된다. 또한, 이차 전지의 충방전 횟수에 따라 보상 전력량이 증가하는 경우, 이차 전지의 충방전 횟수에 따른 비율값 또는 전력량값이 룩업 테이블 형식으로 저장될 수 있다.

본 발명에 따른 이차 전지의 충전 제어 장치(100)는 2개의 구간으로 구분된 보상 충전 구간을 포함할 수 있다. 본 명세서에는 2개의 구간 중 하나를 제1 보상 충전 구간, 2개의 구간 중 나머지를 제2 보상 충전 구간이라고 명명한다. 그리고 상기 제2 보상 충전 구간은 제1 보상 충전 구간보다 낮은 전압 구간으로 설정한다. 이때, 상기 제어부(130)는 상기 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량과 상기 제2 보상 충전 구간에서의 보상 전력량이 서로 다르도록 충전 제어 신호를 출력할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 보상 충전 구간이 제1 보상 충전 구간과 제2 보상 충전 구간으로 나누어진 경우 이차 전지의 전압 프로파일에 대한 그래프이다.

도 3을 참조하면, 상기 제1 보상 충전 구간은 전압 V1~V2 구간에 해당하며, 제2 보상 충전 구간은 전압 V1이하 구간에 해당한다. 그리고, 도 3에 도시된 전압 프로파일은 임의의 패턴으로 상기 이차 전지가 충전과 방전을 반복하는 상태를 나타낸 것이다.

상기 이차 전지(140)가 방전을 마치고 측정한 전압이 보상 전압(V2)보다 높은 경우(a시점), 상기 제어부(130)는 보상 전력량 없이 방전 전력량에 대응하는 전력량이 충전되도록 충전 제어 신호를 출력한다. 상기 이차 전지(140)가 방전을 마치고 측정한 전압이 제1 보상 충전 구간에 해당하는 경우(b시점), 상기 제어부(130)는 제1 보상 충전 구간에 따른 보상 전력량이 방전 전력량에 추가된 전력량이 충전되도록 충전 제어 신호를 출력한다. 그리고, 상기 이차 전지(140)가 방전을 마치고 측정한 전압이 제2 보상 충전 구간에 해당하는 경우(c시점), 상기 제어부(130)는 제2 보상 충전 구간에 따른 보상 전력량이 방전 전력량에 추가된 전력량이 충전되도록 충전 제어 신호를 출력한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 산출된 방전 전력량을 기준으로 상기 방전 전력량에 따라서 미리 설정된 비율에 해당하는 만큼의 전력량을 상기 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량 또는 상기 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량으로 산출할 수 있다. 그리고, 상기 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량 또는 상기 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량을 산출하기 위한 비율은 상기 이차 전지의 충방전 횟수에 따라 증가할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량 또는 상기 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량은, 미리 설정될 수 있다. 그리고, 상기 미리 설정된 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량 또는 상기 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량은 상기 이차 전지의 충방전 횟수에 따라 증가할 수 있다.

본 발명은 실시예에 따라 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량과 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량 모두 방전 전력량에 따라서 미리 설정된 비율에 따라 산출되는 것도 가능하며, 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량과 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량 모두 미리 설정된 값으로 산출하는 것도 가능하다. 또한, 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량은 방전 전력량에 따라서 미리 설정된 비율에 따라 산출되고, 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량은 미리 설정된 값으로 산출하는 것도 가능하다. 물론 그 반대의 경우도 가능하다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 보상 충전 구간의 보상 충전량보다 상기 제2 보상 충전 구간의 보상 충전량이 더 많을 수 있다. 상기 이차 전지(140)의 전압이 상기 제2 보상 충전 구간에 도달하면, 상기 제1 보상 충전 구간에 도달한 경우보다 상대적으로 방전량이 더 많다고 할 수 있다. 방전량이 많을 수록 이차 전지의 내부 저항을 통해 손실되는 에너지량도 많다고 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 보상 충전 구간의 보상 충전량보다 상기 제2 보상 충전 구간의 보상 충전량이 더 많도록 설정하여 이차 전지의 충전량을 보상할 수 있다.

*이를 위해 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량과 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량 모두 미리 설정된 비율에 따라 산출되는 경우, 상기 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량 산출을 위한 비율을 상기 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량 산출을 위한 비율보다 높게 설정할 수 있다. 또한, 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량과 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량이 미리 설정된 경우, 상기 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량이 상기 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량보다 높게 설정할 수 있다.

또한, 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량은 미리 설정된 비율에 따라 산출되고 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량은 미리 설정된 경우, 상기 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량이 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량보다 항상 크도록 설정할 수 있다. 이는 본 발명에 따른 이차 전지 충전 제어 장치(100)가 사용되는 환경에 따라 상기 제2 보상 충전 구간의 설정 및 상기 제2 보상 충전 구간에서의 보상 전력량 설정을 통해 가능하다.

또한, 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량은 미리 설정되어 있고, 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량은 미리 설정된 비율에 따라 산출되는 경우, 상기 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량이 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량보다 항상 크도록 보상 전력량 산출을 위한 비율을 높게 설정할 수 있다. 이 역시도 본 발명에 따른 이차 전지의 충전 제어 장치(100)가 사용되는 환경에 따라 상기 제2 보상 충전 구간의 설정 및 상기 제2 보상 충전 구간에서의 보상 전력량 산출을 위한 비율의 설정을 통해 가능하다.

본 발명에 따른 이차 전지 충전 제어 장치(100)는, 3개 이상의 구간으로 구분된 보상 충전 구간을 포함하는 것도 가능하다. 즉, 전압 구간을 보다 세분화하여 제1 내지 제n 보상 충전 구간으로 나누는 것이다. 이는 상기 이차 전지(140)의 특성, 충전 및 방전 특성, 사용 환경 등에 의해서 다양하게 설정될 수 있다.

본 발명에 따른 상기 제어부(130)는, 상기 방전 전력량에 보상 전력량이 추가된 전력량 즉, 충전 전력량을 상기 이차 전지에 충전하기 위해 충전 전류 또는 충전 시간을 증가시키는 충전 제어 신호를 출력할 수 있다. 본 발명에 따른 이차 전지 충전 제어 장치(100)는 다양한 환경에서 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 이차 전지 충전 제어 장치(100)가 충전 시간이 한정된 환경에서 사용되는 경우를 가정해보자. 이러한 경우 상기 제어부(130)는 방전 전류보다 증가된 충전 전류를 통해서 한정된 충전 시간내에 방전 전력량보다 많은 충전 전력량을 상기 이차 전지에 충전할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 이차 전지의 충전 제어 장치(100)가 충전 전류가 고정된 환경에서 사용되는 경우를 가정해보자. 이러한 경우 상기 제어부(130)는 방전 시간보다 증가된 충전 시간을 통해서 방전 전력량보다 많은 충전 전력량을 상기 이차 전지에 충전할 수 있다. 또한, 상기 제어부(130)가 충전 전류와 충전 시간을 함께 증가 시키는 충전 제어 신호를 출력하는 실시예도 가능하다.

상기 제어부(130)는 앞서 설명된 다양한 제어 로직을 실행하기 위해 본 발명이 속한 기술분야에 알려진 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 포함할 수 있다. 또한, 상술한 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 상기 제어부(130)는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이 때, 프로그램 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 여기서, 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다. 또한, 메모리는 메모리부(150)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 상기 메모리는 디바이스의 종류에 상관 없이 정보가 저장되는 디바이스를 총칭하는 것으로서 특정 메모리 디바이스를 지칭하는 것은 아니다.

본 발명에 따른 이차 전지의 충전 제어 장치(100)는 상기 제어부(130)의 충전 제어 신호에 대응하는 충전 전력을 상기 이차 전지에 제공하는 충전부를 포함하는 이차 전지 충전 장치의 일 구성 요소가 될 수 있다.

본 발명에 따른 이차 전지 충전량 보상 장치(100)는 다수의 이차 전지 셀이 직렬로 연결된 셀 어셈블리와 이러한 셀 어셈블리의 충방전을 제어하는 BMS(Battery Management System)를 포함하는 이차 전지 팩의 일 구성요소가 될 수 있다. 이러한 경우, 상기 이차 전지의 충전 제어 장치(100)는 BMS와 통합될 수도 있고 별도의 회로 장치를 구성하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 이차 전지의 충전 제어 장치(100)는 상기 이차 전지 팩을 복수개 포함하는 전력 저장 시스템의 일 구성 요소가 될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 이차 전지의 충전 제어 장치(100)는 이차 전지 팩과 이로부터 전력을 공급받는 부하를 포함하는 이차 전지 구동 시스템의 일 구성요소가 될 수 있다.

상기 이차 전지 구동 시스템의 일 예로는 전기차(EV), 하이브리드 자동차(HEV), 전기 자전거(E-Bike), 전동 공구(Power tool), 상기 복수의 이차 전지 팩을 포함하는 전력 저장 장치(Energy Storage System), 무정전 전원 장치(UPS), 휴대용 컴퓨터, 휴대용 전화기, 휴대용 오디오 장치, 휴대용 비디오 장치 등이 될 수 있으며, 상기 부하의 일 예로는 이차 전지 팩이 공급하는 전력에 의해 회전력을 제공하는 모터 또는 이차 전지 팩이 공급하는 전력을 각종 회로 부품이 필요로 하는 전력으로 변환하는 전력 변환 회로일 수 있다.

이하에서는 상술한 장치의 동작 메커니즘에 해당하는 이차 전지의 충전 제어 방법을 개시한다. 다만, 앞서 설명된 이차 전지의 충전 제어 장치(100)에 포함된 구성 요소에 대해서는 반복적인 설명은 생략하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 충전 제어 방법의 흐름을 순차적으로 도시한 순서도이다.

먼저, 단계 S400에서 상기 메모리부(150)에 보상 전압값 및 보상 전력량 결정 방식에 따른 값을 저장한다. 상기 보상 전력량 결정 방식에 따른 값이란, 보상 전력량이 방전 전력량에 대한 비율로 산출되는 경우 상기 비율값이며, 보상 전력량이 미리 설정된 경우 상기 미리 설정된 보상 전력량값을 의미한다는 것은 이미 상술하였다.

다음, 단계 S410에서 상기 센싱부(110, 120)에서 이차 전지가 방전하는 동안 이차 전지의 전압 및 전류를 측정한다. 그리고, 상기 센싱부(110, 120)는 측정된 전압값 및 전류값에 대응하는 신호를 상기 제어부(130)측으로 출력한다. 그러면 상기 제어부(130)는 이차 전지의 전압값과 전류값을 상기 메모리부(150)에 저장한다. 상기 단계 S410은 이차 전지의 방전이 종료될 때까지 계속 반복된다(단계 S420의 NO).

상기 이차 전지의 방전이 종료되면(단계 S420의 YES), 단계 S430에서 상기 제어부(130)는 상기 메모리부(150)에 저장된 전압값 및 전류값을 이용하여 이차 전지의 방전 전력량을 산출한다. 이때 산출된 이차 전지의 방전 전력량은 상기 메모리부(150)에 저장될 수 있다.

*한편, 도 4에 도시된 순서도에서는 이차 전지의 방전이 종료된 이후에 이차 전지의 방전 전력량을 산출하는 실시예를 도시하였다. 그러나, 상기 제어부(130)가 상기 이차 전지가 방전하는 동안 방전 전력량을 실시간으로 산출하는 실시예도 가능하며, 이 정도의 변경은 당업자라면 누구든지 용이하게 변경할 수 있는 정도에 지나지 않는다.

다음 단계 S440에서, 상기 제어부(130)는 이차 전지의 방전이 종료된 이후에측정된 전압이 보상 전압값보다 작은 값인지 즉, 보상 충전 구간에 해당하는지 판단한다. 본 발명의 실시예에 따라 상기 보상 충전 구간이 제1 보상 충전 구간과 제2 보상 충전 구간으로 나누어진 경우, 상기 제어부(130)는 어느 보상 충전 구간에 해당하는지 판단한다.

만약 상기 이차 전지의 전압이 보상 충전 구간에 해당하지 않는다면(단계 S440의 NO), 상기 제어부(130)는 충전량을 보상할 필요가 없다고 판단한다. 따라서, 단계 S450에서 상기 제어부(130)는 상기 산출된 방전 전력량에 대응하는 전력량이 충전되도록 충전 제어 신호를 출력한다.

반면, 상기 이차 전지의 전압이 보상 충전 구간에 해당하면(단계 S440의 YES), 상기 제어부(130)는 충전량을 보상할 필요가 있다고 판단한다. 따라서, 단계 S460에서 상기 제어부(130)는 보상 전력량 결정 방식에 따라 보상 전력량을 결정한다.

본 발명의 실시예에 따라, 상기 단계 S460은 방전 전력량에 따라서 미리 설정된 비율에 따라 보상 전력량을 산출하는 단계가 될 수 있다. 또는 본 발명의 실시예에 따라, 상기 단계 S460은 미리 설정된 보상 전력량을 상기 메모리부(150)로부터 획득하여 보상 전력량을 결정할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따라, 상기 보상 충전 구간이 제1 보상 충전 구간 및 제2 보상 충전 구간으로 나누어진 경우, 각 보상 충전 구간에 해당하는 방식에 따라 보상 전력량을 결정할 수 있다. 이에 대해서는 이미 상술하였으므로 반복적인 설명은 생략하도록 한다.

상기 단계 S460에서 보상 전력량이 결정되면, 상기 제어부(130)는 단계 S470에서 상기 방전 전력량과 보상 전력량을 합산하여 충전 전력량을 결정한다. 그리고, 상기 충전 전력량이 상기 이차 전지(140)에 충전되도록 충전 제어 신호를 출력한다. 상기 제어부(130)가 출력하는 충전 제어 신호는 충전기기를 제어하는 신호가 될 수도 있으며, 충전 전류의 흐름을 개폐하는 스위치 소자(160)를 제어하는 신호가 될 수도 있다. 이에 대해서도 상술하였으므로 반복적인 설명은 생략하도록 한다.

본 발명에 따르면, 이차 전지의 충전량을 보상하여 이차 전지의 충방전 사이클이 증가함에 따라 충전량이 점차 감소하는 문제를 방지할 수 있다. 또한, 이차 전지를 운영함에 있어서 이차 전지가 만방전되었을 때 이차 전지의 사용을 중단하고 충전량을 보상해주는 비효율적인 운영보다, 이차 전지의 전압이 보상 전압에 도달할 때마다 충전량을 보상하기 때문에 효율적인 이차 전지의 충전 제어가 가능하다. 또한, 이차 전지의 전압에 따라 보상 충전 구간을 나누어서, 이차 전지의 충전 잔량에 따라 다양한 보상 전력량이 추가되는 것이 가능하다.

한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 도 2에 도시된 본 발명의 이차 전지의 충전 제어 장치에 대한 각 구성은 물리적으로 구분되는 구성요소라기보다는 논리적으로 구분되는 구성요소로 이해되어야 한다.

즉, 각각의 구성은 본 발명의 기술사상을 실현하기 위하여 논리적인 구성요소에 해당하므로 각각의 구성요소가 통합 또는 분리되더라도 본 발명의 논리 구성이 수행하는 기능이 실현될 수 있다면 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 하며, 동일 또는 유사한 기능을 수행하는 구성요소라면 그 명칭 상의 일치성 여부와는 무관하게 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 함은 물론이다.

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.

100 : 이차 전지의 충전 제어 장치 110, 120 : 센싱부
130 : 제어부 140 : 이차 전지
150 : 메모리부 160 : 스위치 소자

Claims (29)

1. 이차 전지의 전압과 전류를 측정하는 센싱부; 및
   상기 이차 전지가 방전할 때 상기 센싱부에서 측정된 이차 전지의 전압과 전류를 이용하여 상기 이차 전지의 방전 전력량을 산출하고, 상기 방전 후 충전을 진행함에 있어서 상기 이차 전지의 방전이 종료된 후 상기 센싱부에서 측정된 이차 전지의 전압이 미리 설정한 보상 전압보다 낮은 보상 충전 구간에 해당하는 경우 상기 방전 시 발열에 의해 소실된 전력이 충전 시 보상될 수 있도록 상기 산출된 방전 전력량에 보상 전력량이 추가된 충전 전력량이 상기 이차 전지에 충전되도록 충전 제어 신호를 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 제어 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 산출된 방전 전력량을 기준으로 하여 상기 산출된 방전 전력량에 따라서 미리 설정된 비율에 해당하는 만큼의 전력량을 상기 보상 전력량으로 산출하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 제어 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 보상 전력량을 산출하기 위한 비율은, 상기 이차 전지의 충방전 횟수에 따라 증가하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 제어 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 보상 전력량은, 미리 설정된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 제어 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 미리 설정된 보상 전력량은, 상기 이차 전지의 충방전 횟수에 따라 증가하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 제어 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 보상 충전 구간은 제1 보상 충전 구간과 제2 보상 충전 구간을 포함하며, 상기 제2 보상 충전 구간은 상기 제1 보상 충전 구간보다 낮은 전압 구간인 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 제어 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 산출된 방전 전력량을 기준으로 하여 상기 산출된 방전 전력량에 따라서 미리 설정된 비율에 해당하는 만큼의 전력량을 상기 제1보상 충전 구간 또는 상기 제2보상 충전 구간의 보상 전력량으로 산출하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 제어 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량 또는 상기 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량을 산출하기 위한 비율은, 상기 이차 전지의 충방전 횟수에 따라 증가하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 제어 장치.
9. 제6항에 있어서,
   상기 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량 또는 상기 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량은, 미리 설정된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 제어 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 미리 설정된 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량 또는 상기 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량은, 상기 이차 전지의 충방전 횟수에 따라 증가하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 제어 장치.
11. 제6항에 있어서,
    상기 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량은 상기 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량 보다 많은 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 제어 장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 보상 전압, 방전 전력량 또는 보상 전력량 결정 방식에 따른 값을 저장하는 메모리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 제어 장치.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 이차 전지의 충전 제어 장치; 및
    상기 충전 제어 신호에 대응하는 충전 전력을 상기 이차 전지에 제공하는 충전부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 충전 장치.
14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 이차 전지의 충전 제어 장치;를 포함하는 이차 전지 팩.
15. 제14항에 따른 복수의 이차 전지 팩을 포함하는 전력 저장 시스템.
16. 제14항에 따른 이차 전지 팩; 및
    상기 이차 전지 팩으로부터 전력을 공급 받는 부하;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 구동 시스템.
17. 제16항에 있어서,
    상기 부하는 전기 구동 수단 또는 전력 변환 회로임을 특징으로 하는 이차 전지 구동 시스템.
18. 이차 전지의 전압 및 전류를 측정하는 센싱부 및 제어부를 포함하는 이차 전지의 충전 제어 장치를 이용하여 이차 전지의 충전량을 보상하는 방법에 있어서,
    (a) 이차 전지가 방전되는 동안 상기 제어부가 상기 센싱부로부터 수신된 이차 전지의 전압 및 전류를 이용하여 상기 이차 전지의 방전 전력량을 산출하는 단계;
    (b) 상기 제어부가 상기 방전 후 충전을 진행함에 있어서 상기 이차 전지의 방전이 종료된 후 상기 센싱부로부터 수신된 이차 전지의 전압이 미리 설정한 보상 전압보다 낮은 보상 충전 구간에 해당하는지 판단하는 단계; 및
    (c) 상기 이차 전지의 전압이 상기 보상 충전 구간에 해당하는 경우 상기 제어부가 상기 방전 시 발열에 의해 소실된 전력이 충전 시 보상될 수 있도록 상기 산출된 방전 전력량에 보상 전력량이 추가된 충전 전력량이 상기 이차 전지에 충전되도록 충전 제어 신호를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 제어 방법.
19. 제18항에 있어서,
    상기 (c)단계에서 상기 보상 전력량은, 상기 산출된 방전 전력량을 기준으로 하여 상기 산출된 방전 전력량에 따라서 미리 설정된 비율에 해당하는 만큼의 전력량으로 산출되는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 제어 방법.
20. 제19항에 있어서,
    상기 보상 전력량을 산출하기 위한 비율은, 상기 이차 전지의 충방전 횟수에 따라 증가하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 제어 방법.
21. 제18항에 있어서,
    상기 (c)단계에서 상기 보상 전력량은, 미리 설정된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 제어 방법.
22. 제21항에 있어서,
    상기 미리 설정된 보상 전력량은, 상기 이차 전지의 충방전 횟수에 따라 증가하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 제어 방법.
23. 제18항에 있어서,
    상기 보상 충전 구간은, 제1 보상 충전 구간과 제2 보상 충전 구간을 포함하고 상기 제2 보상 충전 구간은 상기 제1 보상 충전 구간보다 낮은 전압 구간이며,
    상기 (b)단계는, 상기 제어부가 상기 이차 전지의 전압이 제1 보상 충전 구간 또는 제2 보상 충전 구간에 해당하는지 판단하는 단계;인 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 제어 방법.
24. 제23항에 있어서,
    상기 (c)단계에서는 상기 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량 또는 상기 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량은, 상기 산출된 방전 전력량을 기준으로 하여 상기 산출된 방전 전력량에 따라서 미리 설정된 비율에 해당하는 만큼의 전력량으로 산출되는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 제어 방법.
25. 제24항에 있어서,
    상기 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량 또는 상기 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량을 산출하기 위한 비율은, 상기 이차 전지의 충방전 횟수에 따라 증가하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 제어 방법.
26. 제23항에 있어서,
    상기 (c)단계에서는 상기 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량 또는 상기 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량은, 미리 설정된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 제어 방법.
27. 제26항에 있어서,
    상기 미리 설정된 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량 또는 상기 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량은, 상기 이차 전지의 충방전 횟수에 따라 증가하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 제어 방법.
28. 제23항에 있어서,
    상기 (c)단계는, 상기 제어부가 상기 제1 보상 충전 구간의 보상 전력량보다 상기 제2 보상 충전 구간의 보상 전력량이 더 많도록 충전 제어 신호를 출력하는 단계;인 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 제어 방법.
29. 제18항에 있어서,
    상기 보상 전압, 방전 전력량 또는 보상 전력량 결정 방식에 따른 값을 메모리부에 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 제어 방법.

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