KR20160095752A - Multi-step charging device and multi-step charging method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 멀티 스텝 충전 장치 및 멀티 스텝 충전 방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 충전시간을 단축할 수 있는 충전 방법 및 충전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-step charging device and a multi-step charging method, and more particularly, to a charging method and a charging device capable of shortening a charging time.
최근 에너지 저장 기술에 대한 관심이 갈수록 높아지고 있다. 그 중에서도 용이하게 충방전이 가능한 2차 전지의 개발은 관심의 초점이 되고 있다. 현재 널리 사용되고 있는 2차 전지 중 리튬 이온 전지는 수용액 전해질을 사용하는 Ni-MH, Ni-Cd, 황산-납 전지 등의 종래의 2차 전지에 비해서 작동 전압이 높고 에너지 밀도가 월등히 크다는 장점이 있어 다양한 분야에서 각광을 받고 있다. Recently, interest in energy storage technology is increasing. Among them, the development of a secondary battery which can be easily charged and discharged has become a focus of attention. Among the secondary batteries currently in widespread use, the lithium ion battery has an advantage in that the operating voltage is higher and the energy density is much higher than that of a conventional secondary battery such as a Ni-MH, Ni-Cd or sulfuric acid-lead battery using an aqueous electrolyte It is getting popular in various fields.
이러한 추세에 따라, 스마트폰 등 휴대 전자기기에 대하여는 리튬 이온 전지가 대부분 적용되고 있다. 그러나, 스마트폰 등 휴대 전자기기는 그 고기능화에 따라 소비전력이 점차 커지는 경향에 있다. 이러한 경향은 예를 들어, 스마트폰용 디스플레이 패널의 크기가 3인치대에서 5인치 이상으로 대면적화되는 경향, 스마트폰 OS에 있어서 멀티태스킹이 일반화되는 경향, 및 통신방식이 3G에서 4G로 이행하는 경향에 기인한다. With this trend, lithium ion batteries are mostly applied to portable electronic devices such as smart phones. However, portable electronic devices such as smart phones tend to have higher power consumption as their functions become higher. For example, the tendency is that the size of a display panel for a smart phone tends to be increased from 3 inches to 5 inches or more, multitasking becomes more common in a smartphone OS, and the communication method shifts from 3G to 4G .
이에 대응하여 다양한 리튬 이온 전지의 제조사들은 전지의 용량을 늘리는 기술과 아울러, 충전 시간을 단축시키는 기술에 박차를 가하고 있다. 그러나, 휴대 전자기기의 소형, 박형화에 따라 리튬 이온 전지의 크기를 유지하면서 충전용량을 획기적으로 늘리는 것은 곤란한 면이 있다. In response, manufacturers of various lithium ion batteries have been accelerating the technology of increasing the capacity of the battery and of shortening the charging time. However, with the miniaturization and thinness of portable electronic devices, it is difficult to increase the charging capacity drastically while maintaining the size of the lithium ion battery.
한편, 리튬 이온 전지를 충전하기 위해서는 정전류-정전압(Constant Current-Constant Voltage/CC-CV) 충전 방식을 사용하는 것이 일반적이다. 상기 정전류-정전압 충전 방식은 전지를 일정 시간 동안 정전류로 충전하다가, 일정 전압의 충전 레벨에 도달하면 정전압으로 충전하는 방식이다. On the other hand, in order to charge the lithium ion battery, it is common to use a constant current-constant voltage (CC-CV) charging method. The constant current-constant voltage charging method is a method of charging the battery with a constant current for a certain period of time, and charging the battery with a constant voltage when the battery reaches a charging level of a predetermined voltage.
본 발명의 다양한 실시예들은 충전 방식을 소정의 수의 스텝으로 구분하고 이차 전지의 충전량에 따라서 각각 적합한 충전 방식을 적용함으로써, 보다 단축된 충전시간을 달성하는 멀티 스텝 충전 장치를 제공한다. The various embodiments of the present invention provide a multi-step charging device that achieves a shorter charging time by dividing the charging method into a predetermined number of steps and applying a suitable charging method according to the charging amount of the secondary battery.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 스텝 충전 장치는, 전지의 충전값을 실시간으로 측정하는 충전량측정부, 상기 충전값에 따라서 상기 전지에의 충전방식을 설정하는 충전방식설정부, 및 상기 충전방식에 기초하여 상기 전지에 전력을 공급하는 전력인가부를 포함할 수 있다. A multi-step charging apparatus according to an embodiment of the present invention includes a charging amount measuring unit for measuring a charging value of a battery in real time, a charging mode setting unit for setting a charging mode for the battery in accordance with the charging value, And a power application unit for supplying power to the battery based on the power supply unit.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 멀티 스텝 충전 장치의 충전방식설정부는, 전지의 충전값이 제1 충전값보다 작으면 전지를 제1 전류값으로 정전류 충전하도록 설정할 수 있고, 상기 충전값이 상기 제1 충전값 이상이고 제2 충전값보다 작으면 상기 전지를 제2 전류값으로 정전류 충전하도록 설정할 수 있고, 상기 충전값이 상기 제2 충전값 이상이고 제3 충전값보다 작으면 상기 전지를 제3 전류값으로 정전류 충전하도록 설정할 수 있으며, 상기 충전값이 상기 제3 충전값 이상이면 상기 전지가 만충전할 때까지 상기 전지를 정전압 충전하도록 설정할 수 있다. Further, the charging mode setting unit of the multi-step charging apparatus according to various embodiments of the present invention can set the battery to be charged to a constant current with the first current value when the charging value of the battery is smaller than the first charging value, The battery can be set to be charged to a constant current with a second current value if the battery charge is greater than or equal to the first charge value and less than the second charge value, Current charging with a third current value. When the charging value is equal to or higher than the third charging value, the battery can be charged to a constant voltage until the battery is fully charged.
이때, 제2 충전값은 제1 충전값보다 크고, 제3 충전값은 제2 충전값보다 크다. 또한, 제2 전류값은 제1 전류값보다 작고, 제3 전류값은 제2 전류값보다 작다. At this time, the second charge value is larger than the first charge value, and the third charge value is larger than the second charge value. Also, the second current value is smaller than the first current value, and the third current value is smaller than the second current value.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 멀티 스텝 충전 장치의 충전방식설정부는, 전지의 충전값이 제1 충전값보다 작으면, 제1 전류값으로 상기 전지를 정전류 충전하고, 상기 전지의 충전값이 상기 제1 충전값에 이르면 상기 제1 전류값보다 낮은 제2 전류값으로 상기 전지를 정전류 충전하고, 상기 전지의 충전값이 제2 충전값에 이르면 상기 제2 전류값보다 낮은 제3 전류값으로 상기 전지를 정전류 충전하며, 상기 전지의 충전값이 제3 충전값에 이르면 상기 전지를 정전압 충전하도록 설정할 수 있다. In addition, the charging mode setting unit of the multi-step charging apparatus according to various embodiments of the present invention may charge the battery at a constant current when the charging value of the battery is smaller than the first charging value, The battery is charged at a constant current with a second current value lower than the first current value when the battery reaches the first charge value and the third current value is lower than the second current value when the charge value reaches the second charge value, The battery is charged with a constant current, and when the charged value of the battery reaches the third charging value, the battery is set to be charged at a constant voltage.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 멀티 스텝 충전 장치 또는 방법에 의하면, 종래의 충전 방법보다 충전시간을 단축시킬 수 있다. 특히, 제조 공정에 있어서 전지를 만충전하는 공정에 본 발명을 적용하면 생산 효율을 더욱 증대시킬 수 있다.According to the multi-step charging apparatus or method according to various embodiments of the present invention, the charging time can be shortened compared with the conventional charging method. Particularly, when the present invention is applied to the step of fully charging the battery in the manufacturing process, the production efficiency can be further increased.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 스텝 충전 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 스텝 충전 방법을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 멀티 스텝 충전 방법을 실시한 결과 그래프를 나타내는 도면이다.
도 4에 의하면 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 멀티 스텝 충전 방법과 종래의 충전 방법의 결과를 비교한 그래프를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a multi-step charging apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a multi-step charging method according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing a result of a multi-step charging method according to a specific embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing a comparison between the results of a multi-step charging method and a conventional charging method according to a specific embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 스텝 충전 장치를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a multi-step charging apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 스텝 충전 장치(1000)는, 충전량측정부(101), 충전방식설정부(103), 전력인가부(105)를 포함할 수 있다. 도시하지 않았으나, 멀티 스텝 충전 장치(1000)는 도 1에 도시된 구성 외에도 예를 들어 멀티 스텝 충전 장치(1000)의 각 부를 제어하는 제어부, 전력을 전달받는 전력도입부 등을 더 포함할 수 있다. 한편, 전지(10)는 멀티 스텝 충전 장치(1000)의 충전 대상이 되는 전지이며, 전원(20)은 멀티 스텝 충전 장치(1000)가 공급받는 전력의 전력원이다.Referring to FIG. 1, a
충전량측정부(101)는 전지(10)의 충전값(State Of Charge)을 실시간으로 측정할 수 있다. 이때, 충전값이란 mAh 또는 Ah 단위의 구체적인 충전량을 나타낼 수도 있고, 전지(10)의 정격 충전용량 대비 %비율을 나타낼 수도 있다. 다만, 이하에서는 명기하지 않는한 충전값은 충전 대상인 전지(10)의 정격 충전용량 대비 % 비율로 설명한다. The charged
충전방식설정부(103)는 충전량측정부(101)에서 측정된 충전값에 따라서 전지(10)에의 충전방식을 설정할 수 있다. 즉, 충전방식설정부(103)는 전지(10)의 충전값에 따라서 전지(10)에 공급하는 충전전력의 전압 또는 전류를 조절할 수 있다. 구체적으로, 충전방식설정부(103)는 전지(10)에 공급하는 전력의 전압 또는 전류를 조절함으로써, 전력인가부(103)가 정전류(Constant Current; CC) 충전 또는 정전압(Constant Voltage; CV) 충전을 실시하도록 제어할 수 있다. The charging
한 실시예에 따르면, 충전방식설정부(103)는, 전지(10)의 충전값이 제1 충전값보다 작으면 전지(10)를 제1 전류값으로 정전류 충전하도록 설정할 수 있고, 충전값이 제1 충전값 이상이고 제2 충전값보다 작으면 전지(10)를 제2 전류값으로 정전류 충전하도록 설정할 수 있고, 충전값이 제2 충전값 이상이고 제3 충전값보다 작으면 전지(10)를 제3 전류값으로 정전류 충전하도록 설정할 수 있으며, 충전값이 제3 충전값 이상이면 전지(10)가 만충전할 때까지 전지(10)를 정전압 충전하도록 설정할 수 있다(이때, 제1 충전값 < 제2 충전값 < 제3 충전값이고, 제1 전류값 > 제2 전류값 > 제3 전류값이다), 또한, '만충전'되었다 함은 전지(10)의 충전값이 정격 충전용량의 95%~100%의 범위 내에 드는 것을 의미할 수 있다. According to one embodiment, when the charging value of the
또한, 충전량측정부(101)는 전지(10)의 충전값을 실시간으로 측정할 수 있으므로, 전지(10)가 충전됨에 따라서 상기 충전방식설정부(103)에 의한 상술한 정전류 충전 과정들과 정전압 충전 과정은 연속하여 이루어질 수 있다. Since the charging
구체적인 실시예에 있어서 상기 제1 전류값은 1.7C일 수 있다. 상기 단위 ‘C’는 C-rate라고도 불리며, 소정의 정격 충전용량을 가진 전지를 1시간 동안 만충전하는데 필요한 전류값일 수 있다. 예를 들어, 1000mAh의 전지(10)에 있어서 1C는 1A를 의미할 수 있다. 따라서 상기 전지(10)가 2300mAh의 정격 충전용량을 가지는 경우 상기 제1 전류값으로 1.7C는 약 4A의 값을 가질 수 있다. 마찬가지로 상기 전지(10)가 2300mAh의 충전용량을 가지는 경우 상기 제2 전류값은 1.1C(약 2.6A)이고, 상기 제3 전류값은 0.7C(약 1.6A)일 수 있다. In a specific embodiment, the first current value may be 1.7C. The unit 'C' is also called a C-rate, and may be a current value required to fully charge a battery having a predetermined rated charging capacity for one hour. For example, in a
상기 제1 내지 제3 전류값 각각은, 충전값에 대응한 열화(劣化) 임계 전류값 미만으로 설정되는 것이 바람직하다. 상기 열화 임계 전류값은 전지에 있어서 고전류 인가 또는 발열에 따른 성능 저하가 발생할 수 있는 전류값을 의미할 수 있다. 상기 열화 임계 전류값은 전지의 충전값에 기초한 값으로, 반복된 실험에 의해 미리 구해져 있는 값일 수 있다. Each of the first to third current values is preferably set to be less than the deterioration threshold current value corresponding to the charge value. The deterioration threshold current value may mean a current value at which a high current is applied to the battery or performance deterioration due to heat generation may occur. The deterioration threshold current value is a value based on the charge value of the battery, and may be a value previously obtained by repeated experiments.
한편, 구체적인 실시예에 있어서 상기 제1 충전값은 전지(10)의 충전용량의 20%이고, 상기 2 충전값은 전지(10)의 충전용량의 50% 이고, 제3 충전값은 전지(10)의 충전용량의 80%일 수 있다. 상기 제1 내지 제3 충전값의 각 값은 상기 수치에 제한되지 않는다.The first charging value is 20% of the charging capacity of the
한편, 정전류 충전이라 함은, 미리 설정된 설정전압까지 정전류의 전력을 전지(10)에 공급하여 충전하는 것일 수 있다. 정전류 충전이 수행되는 중에는 전지(10)의 충전량(혹은 충전값)과 함께 전지(10)의 전압이 상승할 수 있다. 즉, 충전이 진행됨에 따라 전지(10)의 전압이 상승하고 상기 미리 설정된 설정전압에 이를 수 있는데, 상기 설정전압은 충전 대상인 전지(10)의 충전값에 기초하여 설정될 수 있다. 예컨대, 정격 전압이 4.2V인 리튬 이온 전지에 있어서, 3.9V는 상기 리튬 이온 전지의 충전값이 20%일 때의 설정전압으로 설정될 수 있다. 즉, 정전류 충전의 완료 여하 및 다음 스텝의 충전 방식으로 전환하는 것은 전지(10)의 충전값을 기초로 이루어질 수 있다. 복수의 정전류 충전을 수행하는 경우 각 정전류 충전은 각각에 상응하는 설정전압을 가질 수 있다. On the other hand, the constant current charging may be the charging and supplying of the constant current electric power to the
또한, 정전압 충전이라 함은, 직전의 정전류 충전이 수행되어 전지(10)의 전압이 설정전압에 이른 경우 당해 설정전압을 유지하도록 충전전류를 감소시키면서 충전하는 것일 수 있다. 예를 들어 정격 전압이 4.2V인 리튬 이온 전지에 있어서, 직전의 정전류 충전으로 인해 상기 리튬 이온 전지의 전압이 설정전압인 4.35V에 이르렀다면, 정전압 충전은 4.35V가 유지되도록 충전전류를 감소시키면서 충전하는 것일 수 있다. The constant-voltage charging may be charging while reducing the charging current to maintain the set voltage when the voltage of the
전력인가부(105)는 충전방식설정부(103)에서 설정된 충전방식(충전전력의 전압 또는 전류)에 기초하여 전지(10)에 전력을 공급할 수 있다. 전력인가부(105)는 예를 들어 AC/DC 컨버터 회로, 평활 콘덴서 회로, 변압 회로 등을 포함하여 구현될 수 있다. The
전지(10)는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 멀티 스텝 충전 장치(1000)의 충전 대상이 되는 전지이다. 상기 전지(10)는 이차 전지일 수 있으며, 예를 들어 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지일 수 있다.The
전원(20)은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 멀티 스텝 충전 장치(1000)에 전력을 공급하여, 멀티 스텝 충전 장치(1000)로 하여금 전지(10)를 충전할 수 있도록 한다. 상기 전원(20)은 예를 들어, 220V-60Hz의 가정용 단상 교류 전원 또는 산업용 380V-60Hz 3상 교류 전원일 수 있다. The
본 발명의 다양한 실시예에 따른 멀티 스텝 충전 장치(1000)의 구성은 상술한 바와 같다. 이하에서는 다양한 실시예에 따른 멀티 스텝 충전 방법을 도 2를 참조하여 설명하기로 한다. The configuration of the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 스텝 충전 방법을 나타내는 흐름도이다.2 is a flow chart illustrating a multi-step charging method in accordance with an embodiment of the present invention.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 멀티 스텝 충전 방법은, 전지의 충전값을 실시간으로 측정하는 동작, 상기 충전값에 따라서 상기 전지에의 충전방식을 설정하는 동작, 및 상기 충전방식에 기초하여 상기 전지에 전력을 공급하는 동작을 포함할 수 있다. A multi-step charging method according to various embodiments of the present invention includes: an operation of measuring a charging value of a battery in real time; an operation of setting a charging mode to the battery in accordance with the charging value; As shown in FIG.
도 2를 참조하면, 구체적으로 한 실시예에 따른 멀티 스텝 충전 방법은, 충전량측정부(101)가 전지(10)의 충전값을 측정하는 동작(S201), 및 충전방식설정부(103)가 전지(10)의 상기 충전값이 제1, 제2, 및 제3 충전값보다 작은지 여부를 판단하는 동작(S202, S203, S204)를 포함할 수 있다. 2, the multi-step charging method according to one embodiment includes an operation (S201) of measuring the charged value of the
동작 S201에서 충전량측정부(101)는 전지(10)의 충전값을 측정하는 하나의 동작으로 기술되어 있다. 그러나, 충전량측정부(101)는 유연한 충전방식 제어를 위하여 전지(10)의 충전값을 실시간으로 측정할 수 있는 것이 바람직하다. In operation S201, the charge
또한, 동작 S202, S203, S204의 충전량 판단은 순차적으로 수행되는 것으로 도시되어 있으나, 이 판단 순서에 구속되는 것은 아니다. 오히려 전지(10)의 충전값의 판단은 실시간으로 측정될 수 있으므로 상기 동작 S202, S203, S204의 충전량 판단 또한 실시간으로 판단될 수 있다. Also, although the charging amount determination in steps S202, S203, and S204 is shown to be performed sequentially, it is not limited to this determination order. Rather, since determination of the charge value of the
판단 동작 S202, S203, S204에 의하여, 전지(10)의 충전값이 제1 충전값보다 작으면, 충전방식설정부(103)는 전력인가부(105)로 하여금 제1 전류값으로 전지(10)를 정전류 충전하고(S205), 전지(10)의 충전값이 제1 충전값에 이르면 제1 전류값보다 낮은 제2 전류값으로 전지(10)를 정전류 충전하고(S206), 전지(10)의 충전값이 제2 충전값에 이르면 제2 전류값보다 낮은 제3 전류값로 전지(10)를 정전류 충전하며(S207), 전지(10)의 충전값이 제3 충전값에 이르면 상기 전지를 정전압 충전하도록 제어할 수 있다.If the charge value of the
구체적인 실시예에 있어서, 상기 제1 전류값은 1.7C(상기 전지(10)가 2300mAh의 정격 충전용량을 가지는 경우 약 4A)이고, 상기 제2 전류값은 1.1C(상기 전지(10)가 2300mAh의 정격 충전용량을 가지는 경우 약 2.6A)이며, 상기 제3 전류값은 0.7C(상기 전지(10)가 2300mAh의 정격 충전용량을 가지는 경우 약 1.6A)일 수 있다. In a specific embodiment, the first current value is about 1.7 C (about 4 A when the
상기 제1 내지 제3 전류값 각각은, 충전값에 대응한 열화(劣化) 임계 전류값 미만으로 설정되는 것이 바람직하다. 상기 열화 임계 전류값은 전지에 있어서 고전류 인가 또는 발열에 따른 성능 저하가 발생할 수 있는 전류값을 의미할 수 있다. 상기 열화 임계 전류값은 전지의 충전값에 기초한 값으로, 반복된 실험에 의해 미리 구해져 있는 값일 수 있다. Each of the first to third current values is preferably set to be less than the deterioration threshold current value corresponding to the charge value. The deterioration threshold current value may mean a current value at which a high current is applied to the battery or performance deterioration due to heat generation may occur. The deterioration threshold current value is a value based on the charge value of the battery, and may be a value previously obtained by repeated experiments.
한편, 전술한 바와 같이 상기 제1 충전값은 전지(10)의 충전용량의 20%이고, 상기 2 충전값은 전지(10)의 충전용량의 50% 이며, 제3 충전값은 전지(10)의 충전용량의 80%일 수 있다. 상기 제1 내지 제3 충전값의 각 값은 상기 수치에 제한되지 않는다.As described above, the first charge value is 20% of the charge capacity of the
한편, 충전량측정부(101)가 측정한 충전값이 제1 충전값보다 같거나 크고 제2 충전값보다 작은 경우, 충전방식 설정부(103)는 전력인가부(105)로 하여금 상술한 동작 S206 내지 S208을 수행하도록 제어할 수 있다. On the other hand, when the charge value measured by the charge
또한, 충전량측정부(101)가 측정한 충전값이 제2 충전값보다 같거나 크고 제3 충전값보다 작은 경우, 충전방식 설정부(103)는 전력인가부(105)로 하여금 상술한 동작 S207 및 S208을 수행하도록 제어할 수 있다. When the charge value measured by the charge
아울러, 충전량측정부(101)가 측정한 충전값이 제3 충전값보다 같거나 큰 경우, 충전방식 설정부(103)는 전력인가부(105)로 하여금 상술한 동작 S208을 수행하도록 제어할 수 있다. 동작 S208의 정전압(CV) 충전은, 전지(10)가 만충전될 때까지 수행될 수 있다. 이때, 만충전 시의 전지(10)의 충전값은 상기 전지의 정격 충전용량의 95% 내지 100% 범위 내에 있을 수 있다. When the measured charge value is equal to or greater than the third charge value, the charging
도 3은 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 멀티 스텝 충전 방법을 실시한 결과를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing a result of a multi-step charging method according to a specific embodiment of the present invention.
도 3에서, 충전율 그래프(310)는 좌측의 레이블을 참조하고, 전지(10)에 공급하는 전력의 전류 그래프(320)는 우측의 레이블을 참조한다. 3, the
본 발명의 구체적인 실시예에 따른 멀티 스텝 충전 방법이 적용되는 전지(10)는 용량이 2300mAh이고, 최초(즉, 시간이 '0'분일 때) 충전값은 '0'%이다. 따라서 멀티 스텝 충전 장치(1000)는 상기 전지(10)에 대하여 도 2의 동작 S205 내지 S208을 순차적으로 적용할 수 있다. The
동작 S205에 의하여, 전지(10)는 그 충전값이 상기 전지(10)의 충전용량의 20%(제1 충전값)에 이를 때까지(즉, 점 301까지) 약 4A(제1 전류값)로 정전류 충전된다. 충전값이 20%(제1 충전값)에 이르면 동작 S206에 의하여 전지(10)는 충전값이 상기 충전용량의 50%(제2 충전값)에 이를 때까지(즉, 점 302까지) 약 2.6A(제2 전류값)로 정전류 충전된다. 이어서, 충전값이 50%(제2 충전값)에 이르면 동작 S207에 의하여 전지(10)는 충전값이 상기 충전용량의 80%(제3 충전값)에 이를 때까지(즉, 점 303까지) 약 1.6A(제3 전류값)로 정전류 충전된다. 충전값이 80%(제3 충전값)에 이르면 동작 S208에 의하여 전지(10)는 만충전될 때까지 정전압 충전된다. In step S205, the
도 4는 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 멀티 스텝 충전 방법과 종래의 충전 방법의 결과를 비교한 그래프를 나타낸다.4 shows a graph comparing the results of a multi-step charging method and a conventional charging method according to a specific embodiment of the present invention.
도 4에는, 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 멀티 스텝 충전 방법에 따라서 전지(10)를 충전한 경우의 충전율 그래프(410) 및 종래의 CC-CV 충전 방법에 따라서 동일한 전지(10)를 충전한 경우의 충전율 그래프(420)가 도시되어 있다. 도 4에 의하면, 충전율이 50% 및 80%일 때의 충전 시간은 각각 아래의 표와 같이 측정되었다.4 shows a
상기 [표 1]로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 멀티 스텝 충전 방법에 의하면 50%의 충전율을 기준으로 약 12분, 80%의 충전율을 기준으로 약 6분의 충전 시간을 단축할 수 있다.As can be seen from Table 1, according to the multi-step charging method according to the specific embodiment of the present invention, the charging time of about 6 minutes is shortened based on the charging rate of about 12 minutes and 80% based on the charging rate of 50% can do.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 멀티 스텝 충전 방법에 의하면, 종래의 충전 방법보다 충전시간을 단축시킬 수 있다. 특히, 제조 공정에 있어서 전지를 만충전하는 공정에 본 발명을 적용하면 생산 효율을 더욱 증대시킬 수 있다. According to the multi-step charging method according to various embodiments of the present invention, the charging time can be shortened compared with the conventional charging method. Particularly, when the present invention is applied to the step of fully charging the battery in the manufacturing process, the production efficiency can be further increased.
본 발명에서 설명한 실시예들은 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.The embodiments described herein are not intended to limit the scope of the invention in any way. Also, unless stated otherwise such as " essential ", " importantly ", etc., it may not be a necessary component for application of the present invention.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 “상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 본 발명에 따른 방법을 구성하는 동작들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 동작들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 동작들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.The use of the terms " above " and similar indication words in the specification of the present invention (particularly in the claims) may refer to both singular and plural. In addition, in the present invention, when a range is described, it includes the invention to which the individual values belonging to the above range are applied (unless there is contradiction thereto), and each individual value constituting the above range is described in the detailed description of the invention The same. Finally, if there is no explicit description or contradiction to the operations constituting the method according to the invention, the operations can be done in the proper order. The present invention is not limited to the order of description of the above operations. The use of all examples or exemplary language (e.g., etc.) in this invention is for the purpose of describing the present invention only in detail and is not to be limited by the scope of the claims, It is not. It will also be appreciated by those skilled in the art that various modifications, combinations, and alterations may be made depending on design criteria and factors within the scope of the appended claims or equivalents thereof.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. The present invention is not limited to the drawings.
10: 전지
20: 전원
101: 충전량측정부
103: 충전방식설정부
105: 전력인가부
1000: 멀티 스텝 충전 장치10: Battery
20: Power supply
101:
103: Charging method setting unit
105:
1000: Multi-step charging device
Claims (14)
상기 충전값에 따라서 상기 전지에의 충전방식을 설정하는 충전방식설정부; 및
상기 충전방식에 기초하여 상기 전지에 전력을 공급하는 전력인가부를 포함하는 멀티 스텝 충전 장치.A charge amount measuring unit for measuring a charge value of the battery in real time;
A charging mode setting unit for setting a charging mode for the battery according to the charging value; And
And a power applying unit for supplying power to the battery based on the charging mode.
상기 충전방식설정부는, 상기 충전값이 제1 충전값보다 작으면 상기 전지를 제1 전류값으로 정전류 충전하도록 설정하는 것을 특징으로 하는 멀티 스텝 충전 장치.The method according to claim 1,
Wherein the charging mode setting unit sets the constant current to charge the battery at a first current value when the charge value is smaller than the first charge value.
상기 충전방식설정부는, 상기 충전값이 상기 제1 충전값 이상이고 제2 충전값보다 작으면 상기 전지를 제2 전류값으로 정전류 충전하도록 설정하며,
상기 제2 충전값은 상기 제1 충전값보다 크고, 상기 제2 전류값은 상기 제1 전류값보다 작은 것을 특징으로 하는 멀티 스텝 충전 장치.The method of claim 2,
Wherein the charging mode setting unit sets the battery to a constant current charging at a second current value when the charging value is equal to or greater than the first charging value and less than the second charging value,
Wherein the second charge value is larger than the first charge value, and the second current value is smaller than the first current value.
상기 충전방식설정부는, 상기 충전값이 상기 제2 충전값 이상이고 제3 충전값보다 작으면 상기 전지를 제3 전류값으로 정전류 충전하도록 설정하며,
상기 제3 충전값은 상기 제2 충전값보다 크고, 상기 제3 전류값은 상기 제2 전류값보다 작은 것을 특징으로 하는 멀티 스텝 충전 장치.The method of claim 3,
Wherein the charging mode setting unit sets the battery to a constant current charging at a third current value when the charging value is equal to or greater than the second charging value and less than the third charging value,
Wherein the third charge value is larger than the second charge value, and the third current value is smaller than the second current value.
상기 충전방식설정부는, 상기 충전값이 상기 제3 충전값 이상이면 상기 전지가 만충전할 때까지 상기 전지를 정전압 충전하도록 설정하는 것을 특징으로 하는 멀티 스텝 충전 장치.The method of claim 4,
Wherein the charging mode setting unit sets the constant-voltage charging of the battery until the battery is fully charged when the charging value is equal to or higher than the third charging value.
상기 충전방식설정부는, 상기 전지의 충전값이 제1 충전값보다 작으면, 제1 전류값으로 상기 전지를 정전류 충전하고, 상기 전지의 충전값이 상기 제1 충전값에 이르면 상기 제1 전류값보다 낮은 제2 전류값으로 상기 전지를 정전류 충전하고, 상기 전지의 충전값이 제2 충전값에 이르면 상기 제2 전류값보다 낮은 제3 전류값으로 상기 전지를 정전류 충전하며, 상기 전지의 충전값이 제3 충전값에 이르면 상기 전지를 정전압 충전하도록 설정하는 것을 특징으로 하는 멀티 스텝 충전 장치.The method according to claim 1,
Wherein the charging mode setting unit sets the charging current to a first current value when the charging value of the battery is less than the first charging value and charges the battery at a constant current when the charging value of the battery reaches the first charging value, Current charging the battery with a second current value lower than the second current value when the charging value of the battery reaches the second charging value, And when the battery reaches the third charging value, the battery is set to be charged at a constant voltage.
상기 제1 전류값은, 상기 충전값에 대응한 열화 임계 전류값 미만으로 설정되는 것을 특징으로 하는 멀티 스텝 충전 장치.The method of claim 2,
Wherein the first current value is set to be less than a deterioration threshold current value corresponding to the charge value.
상기 충전값에 따라서 상기 전지에의 충전방식을 설정하는 동작; 및
상기 충전방식에 기초하여 상기 전지에 전력을 공급하는 동작을 포함하는 멀티 스텝 충전 방법.An operation of measuring the charge value of the battery in real time;
Setting a charging mode for the battery according to the charging value; And
And supplying power to the battery based on the charging method.
상기 충전방식을 설정하는 동작은, 상기 충전값이 제1 충전값보다 작으면 상기 전지를 제1 전류값으로 정전류 충전하도록 설정하는 동작을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 스텝 충전 방법.The method of claim 8,
Wherein the operation of setting the charging mode includes setting the constant current to charge the battery at a first current value when the charge value is smaller than the first charge value.
상기 충전방식을 설정하는 동작은, 상기 충전값이 상기 제1 충전값 이상이고 제2 충전값보다 작으면 상기 전지를 제2 전류값으로 정전류 충전하도록 설정하는 동작을 더 포함하고,
상기 제2 충전값은 상기 제1 충전값보다 크고, 상기 제2 전류값은 상기 제1 전류값보다 작은 것을 특징으로 하는 멀티 스텝 충전 방법.The method of claim 9,
Wherein the operation of setting the charging mode further comprises setting the constant current charging of the battery to the second current value when the charging value is equal to or greater than the first charging value and less than the second charging value,
Wherein the second charge value is greater than the first charge value and the second current value is less than the first current value.
상기 충전방식을 설정하는 동작은, 상기 충전값이 상기 제2 충전값 이상이고 제3 충전값보다 작으면 상기 전지를 제3 전류값으로 정전류 충전하도록 설정하는 동작을 더 포함하고,
상기 제3 충전값은 상기 제2 충전값보다 크고, 상기 제3 전류값은 상기 제2 전류값보다 작은 것을 특징으로 하는 멀티 스텝 충전 방법.The method of claim 10,
Wherein the operation of setting the charging mode further comprises setting the constant current charging of the battery to the third current value when the charging value is equal to or higher than the second charging value and smaller than the third charging value,
Wherein the third charge value is larger than the second charge value, and the third current value is smaller than the second current value.
상기 충전방식을 설정하는 동작은, 상기 충전값이 상기 제3 충전값 이상이면 상기 전지가 만충전할 때까지 상기 전지를 정전압 충전하도록 설정하는 동작을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 스텝 충전 방법.The method of claim 11,
Further comprising the step of setting the charging mode to charge the battery to a constant voltage until the battery is fully charged if the charging value is equal to or higher than the third charging value.
상기 충전방식을 설정하는 동작은, 상기 전지의 충전값이 제1 충전값보다 작으면, 제1 전류값으로 상기 전지를 정전류 충전하고, 상기 전지의 충전값이 상기 제1 충전값에 이르면 상기 제1 전류값보다 낮은 제2 전류값으로 상기 전지를 정전류 충전하고, 상기 전지의 충전값이 제2 충전값에 이르면 상기 제2 전류값보다 낮은 제3 전류값으로 상기 전지를 정전류 충전하며, 상기 전지의 충전값이 제3 충전값에 이르면 상기 전지를 정전압 충전하도록 설정하는 동작을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 스텝 충전 방법.The method of claim 8,
The method of claim 1, wherein the setting of the charging mode comprises: charging the battery with a first current value when the charging value of the battery is less than the first charging value; and when the charging value of the battery reaches the first charging value, 1 current value, and when the charge value of the battery reaches the second charge value, the battery is charged at a constant current with a third current value lower than the second current value, And charging the battery to a constant voltage when the charging value of the battery reaches the third charging value.
상기 제1 정전류는, 상기 충전값에 대응한 열화 임계 전류값 미만으로 설정되는 것을 특징으로 하는 멀티 스텝 충전 방법.The method of claim 9,
Wherein the first constant current is set to be less than a deterioration threshold current value corresponding to the charge value.
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KR1020150017109A KR20160095752A (en) | 2015-02-04 | 2015-02-04 | Multi-step charging device and multi-step charging method |
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---|---|---|---|---|
US11916425B2 (en) | 2019-02-14 | 2024-02-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for charging battery and electronic device applying the method |
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2015
- 2015-02-04 KR KR1020150017109A patent/KR20160095752A/en not_active Application Discontinuation
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