KR20170038391A - 2차전지 충방전 시스템의 프로브 극성 변환 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2차전지의 극성에 구속되지 않고 프로브를 접속시켜 2차전지를 충방전시킬 수 있는 2차전지 충방전 시스템의 프로브 극성 변환 방법에 관한 것으로, 제어부를 이용하여 2차전지의 품종을 저장된 데이터와 비교하는 1차 확인 작업과 센싱에 의한 2차 확인작업을 통해 접속된 프로브가 전압을 안정적으로 공급함으로써 전류량의 측정오차와 측정 정밀도를 높이는 목적이 있다.

Description

2차전지 충방전 시스템의 프로브 극성 변환 방법 {Probe polarity conversion method of Secondary battery charging and discharging system}

본 발명은 2차전지 충방전 시스템의 프로브 극성 변환 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2차전지의 극성에 구속되지 않고 프로브를 접속시켜 2차전지를 충방전시킬 수 있는 2차전지 충방전 시스템의 프로브 극성 변환 방법에 관한 것이다.

일반적으로 2차전지는 1차전지와는 달리 사용 후 전원을 연결하여 충전하면 가역반응을 거쳐 재사용할 수 있는 충전 가능한 배터리로 스마트 폰과 넷북, 노트북 등의 휴대형 기기에 사용된다.

또한, 스마트 휴대형 기기의 발달로 인한 2차전지의 수요는 점차 확대되고 있으며, 다양한 디자인의 기기들이 출시되면서 전지의 형태 및 크기 종류도 다양하게 출시되고 있다.

이러한 2차전지는 충방전 공정을 거쳐 제품으로 출시되는데 충방전 공정은 2차전지에 일정한 전력을 공급하여 충전하고 방전시키는 작업을 반복하며 2차전지의 충전용량을 증대시키는 공정이다.

이때, 2차전지의 충방전 공정에서 정해진 전류치를 얼마나 정밀하게 지속적으로 충전하고 방전해 줄 수 있는지가 가장 중요하다.

이를 위해서는 2차전지의 충방전 공정에서 2차전지의 충방전을 위한 프로브 접속과 극성을 얼마나 정확하게 센싱하고, 제어할 수 있는지가 중요한데, 종래에는 사람이나 기계장치에 의해 공정에서 극성이 바뀌지 않게 공정을 일률적으로 통제하였으며 2차전지의 형태와 극성의 위치에 따라 배터리의 위치를 바꾸는 등에 많은 불필요한 작업이 이루어지면서 생산 효율성 및 측정 정밀도가 저하되는 문제가 있다.

또한, 2차전지의 충방전 작업은 충방전 회로와 2차전지 사이에 프로브를 직렬연결하여 사용하게 되는데 션트 저항에 의한 전압강하로 인하여 충방전 공정 간 2차전지 또는 장치의 전압 손실이 발생하고 2차전지의 충방전 전류량의 측정오차가 발생하는 문제가 있었다.

대한민국 등록특허 제 0542215호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 2차전지의 품종을 확인하고 2차전지의 극성을 확인하여 2차전지를 충방전시킴으로써 안정적인 2차전지 충방전을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 제어부를 이용하여 2차전지의 품종을 저장된 데이터와 비교하는 1차 확인 작업과 센싱에 의한 2차 확인작업을 통해 접속된 프로브가 전압을 안정적으로 공급함으로써 전류량의 측정오차와 측정 정밀도를 높이는 목적이 있다.

이와 같은 목적을 효과적으로 달성하기 위해 본 발명은, 2차전지의 정보를 확인하여 제어부로 전송하는 단계(S1); 상기 확인된 2차전지의 정보를 상기 제어부의 저장된 정보와 비교하는 단계(S2); 상기 확인된 2차전지의 정보와 저장된 정보의 비교결과에 따라 상기 2차전지의 탭에 프로브가 접속위치를 확인하는 단계(S3); 상기 접속위치가 확인된 2차전지의 탭에 프로브가 접속되어 극성을 확인하는 단계(S4); 상기 확인된 극성결과에 따라 프로브가 접속되어 2차전지를 충방전시키는 단계(S5);를 포함할 수 있다.

상기 S2단계에서 에러에 대한 피드백 신호를 제어부로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 S3단계와 S4단계에서 프로브의 접속위치를 반복적으로 조정하고 에러에 대한 피드백 신호를 제어부로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 S5단계에서 공급되는 전압은 2차전지의 극성에 따라 제어부로부터 공급되는 전력의 크기 및 방향을 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 S5단계에서 프로브는 복수의 스위칭 소자에 의해 공급되는 전력의 극성에 따라 스위칭되어 양극과 음극을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 피드백 신호는 2차전지에서 발생되는 자력선의 크기 및 방향에 따라 센싱할 수 있다.

상기 피드백 신호는 디지털 신호로 변환되어 제어부로 전송되는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 2차전지 충방전 시스템의 프로브 극성변환 방법은 프로브와 연결된 스위칭 소자에 의해 2차전지의 극성을 확인하여 불필요한 작업을 없이 2차전지를 테스트함으로써 2차전지 충방전 공정에서의 생산 효율성을 높일 수 있다.

또한, 2차전지의 형태와 탭의 위치를 확인하여 프로브와 접속되게 함으로써 작업간 2차전지의 극성확인을 보다 정밀하고 정확하게 제어할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 2차전지 충방전 시스템의 프로브 극성 변환 방법을 나타내는 흐름도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 2차전지 충방전 시스템의 프로브 극 성변환 방법에 의한 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 2차전지 충방전 시스템의 프로브 극성 변환 방법을 나타내는 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 2차전지 충방전 시스템의 프로브 극성 변환 방법에 의한 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 2차전지 충방전 시스템의 프로브 극성 변환 방법은 2차전지의 정보를 확인하여 제어부로 전송한다.(S1)

이때, 2차전지의 정보는 2차전지의 품종이 될 수 있으며, 형태, 전압, 전류의 진행 방향 등과 같은 기본 정보를 수집한다.

이와 같은 2차전지의 기본 정보 수집은 제어부로 무선 및 유선 통신으로 전송되며 제어부는 컨트롤러와 서버, 호스트 등의 다양한 형태로 구성되게 된다.

또한, 제어부는 충방전 공정에 필요한 2차전지의 형태, 전압, 전류의 진행 방향, 2차전지에 구비된 전지 탭의 위치 등과 같은 기본 데이터 정보를 저장한다.

이러한 기본 데이터 정보는 본 발명의 단계별 진행사항을 제어하고 피드백 신호를 제공받아 2차전지 충방전 공정을 수행한다.

이때, 제어부로 전송되는 2처전지의 정보는 2차전지 형태에 따른 양극 또는 음극 탭의 위치와 2차전지의 품종 정보를 더 포함할 수 있다.

확인된 2차전지의 정보와 제어부에 저장된 기본 데이터 정보를 비교한다.(S2)

이는 제어부를 통해 전류를 공급받는 2차전지의 최대 전압, 충전에 필요한 전압 또는 방전에 필요한 전압과 전류의 진행 방향을 설정하는 것이다.

예를 들어, 2차전지의 전압이 4V인 경우 충전전압을 6V로 설정하면 2차전지에 과부하가 발생되어 불량률이 높아지기 때문에 제어부의 기본 데이터를 통해 확인된 2차전지의 품종에 따라 제어부는 적정한 전압을 제공하게 되는 것이다.

즉, 제어부를 통해 전압량은 충방전상태 및 2차전지의 상태에 따라 가변조건을 가지고 제어하게 된다.

이때, 제어부에 저장된 기본 데이터 정보와 충방전 시키기 위한 2차전지의 정보가 저장되어 있지 않거나, 이물질로 인한 2차전지의 품종정보가 명확하지 않을 때를 대비하여 에러에 대한 피드백 신호를 제어부로 전송하게 된다.

또한, 피드백 신호는 단순한 오류에 대한 수정을 요하는 공정을 진행할 뿐만 아니라 2차전지와 프로브의 접속위치와 접속상태에 대한 오류를 수정하기위해 반복적으로 접속위치를 조정하게 한다.

확인된 2차전지의 정보와 저장된 정보의 비교 결과에 따라 2차전지의 탭에 프로브가 접속 위치를 확인한다.(S3)

이는 2차전지의 탭에 프로브가 안정적으로 접속되도록 유도하여 2차전지의 충방전시 발생할 수 있는 전류의 단절 및 충방전 정밀도를 높이기 위한 것이다.

최근 들어, 2차전지를 사용하는 기기는 매우 다양하기 때문에 양측면에 각각의 양극과 음극이 단수개로 구비된 2차전지부터 일면에 양극과 음극이 복수개로 구비된 2차전지 등으로 그에 따른 2차전지의 탭 위치도 다양해졌다.

이때, 프로브를 통한 2차전지의 탭위치 확인은 센서를 이용하여 접속 위치의 센싱범위를 증가시켜 2차전지의 충방전 정밀도를 높일 수 있으며 더욱 정밀하게 접속 위치를 확인할 수 있다.

접속 위치가 확인된 2차전지의 탭에 프로브가 접속되어 극성을 확인한다.(S4)

2차전지의 탭에 접속된 프로브에 구비된 스위칭 소자에 의해 2차전지의 탭의 극성을 확인하게 된다.

예를 들어, 양측면에 양극과 음극이 각각으로 구비된 2차전지의 탭에 프로브가 접속되면 극성이 판별되고 판별된 극성에 따라 스위칭 소자가 작동되어 2차전지의 극성에 따라 양극인 경우 스위칭 소자도 양극으로 스위칭되며, 음극인 경우 스위칭 소자도 음극으로 스위칭되어 접속하게 된다.

이는 충방전을 위한 전류를 공급하기 전에 음극과 양극에 대한 동시 접속으로 발생하는 전류의 충돌을 방지한다.

2차전지는 반복적인 충방전을 통해 안정화를 이루는 민감한 부품으로 전지 에서 양극과 음극의 동시 접속으로 인해 발생하는 문제를 차단할 수 있게 된다.

이때, S3단계와 S4단계에서 발생되는 문제는 피드백 신호를 통해 제어부로 전달되는데 이는 프로브에 접속되는 2차전지 탭의 극성에 따라 전압과 전류의 진행방향을 구성하도록 제어부에 전달된다.

이는 2차전지의 전류량을 판단할 수 있는 중요한 공정으로 더욱 정밀한 충방전 공정을 수행할 수 있다.

확인된 극성 결과에 따라 프로브가 접속되어 2차전지를 충방전시킨다.(S5)

확인된 극성 결과에 따라 스위칭되어 접속된 프로브는 양극의 충방전 및 음극의 충방전 중 어느 하나에서 발생되는 전압과 전류의 진행 방향을 측정 및 결정하게 된다.

이는 2차전지를 충전할때와 방전할 때의 전류 진행 방향이 반대되어 확인된 극성 결과 따라 접속된 프로브의 극성을 이용하여 2차전지를 충전 및 방전되도록 구분하게 되는 것이다.

이하 본 발명의 실시 예의 따른 2차전지 충방전 시스템의 프로브 극성 변환 방법을 설명하면 다음과 같다.

2차전지를 충방전을 시키기 위한 2차전지의 품종을 확인하여 제어부로 전송한다.

확인된 2차전지의 품종을 제어부에 저장된 데이터와 비교하여 정보의 일치여부를 확인한다.

이때, 제어부에 저장된 정보와 2차전지의 정보가 일치하지 않을 경우 피드백신호를 제어부로 전송하여 수집된 2차전지의 정보를 제어부에 입력한다.

제어부에 입력된 2차전지는 제어부에 최신화 되어 2차전지정보를 재확인하여 일치여부를 재확인한다.

확인된 2차전지의 정보와 저장된 정보의 비교결과에 따라 2차전지의 탭에 프로브가 접속위치를 확인하다.

이때, 프로브는 2차전지와 접속되지 않으며 2차전지의 형태에 의해 차이가 나는 탭의 위치를 센싱하는 것이다.

접속위치가 확인된 2차전지의 탭에 프로브가 접속되어 2차전지의 극성을 확인한다.

이는 프로브에 설치된 스위칭 소자에 의해 2차전지의 탭과 접속되어 2차전지 탭 극성확인 수단에 의해 극성이 확인되도록 함과 동시에 충방전 극성이 미확인되어 일어날 수 있는 음극과 양극의 충돌을 막기 위함이다.

극성결과에 따라 프로브가 2차전지의 탭에 접속되어 충방전에 필요한 전압과 전류의 진행방향에 따라 2차전지의 충방전을 진행하는 것이다.

그러므로 본 발명의 실시예에 따른 2차전지 충방전 시스템의 프로브 극성변환 방법은 2차전지의 극성을 양극과 음극에 구속되지 않고 테스트를 진행하여 충방전 공정의 효율성과 생산성을 상승시킬 수 있다.

또한, 안정적인 접지를 통해 전압을 안정적으로 공급함으로써 전류량의 측정오차와 측정 정밀도를 높일 수 있어 불량률을 줄일 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

1. 2차전지의 정보를 확인하여 제어부로 전송하는 단계(S1);
   상기 확인된 2차전지의 정보를 상기 제어부의 저장된 정보와 비교하는 단계(S2);
   상기 확인된 2차전지의 정보와 저장된 정보의 비교결과에 따라 상기 2차전지의 탭에 프로브가 접속위치를 확인하는 단계(S3);
   상기 접속위치가 확인된 2차전지의 탭에 프로브가 접속되어 극성을 확인하는 단계(S4);
   상기 확인된 극성결과에 따라 프로브가 접속되어 2차전지를 충방전시키는 단계(S5);를 포함하는 2차전지 충방전 시스템의 프로브 극성변환 방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 S2단계에서 에러에 대한 피드백 신호를 제어부로 전송하는 단계를 더 포함하는 2차전지 충방전 시스템의 프로브 극성변환 방법.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 S3단계와 S4단계에서 프로브의 접속위치를 반복적으로 조정하고 에러에 대한 피드백 신호를 제어부로 전송하는 단계를 더 포함하는 2차전지 충방전 시스템의 프로브 극성변환 방법.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 S5단계에서 공급되는 전압은 2차전지의 극성에 따라 제어부로부터 공급되는 전력의 크기 및 방향을 조절하는 단계를 더 포함하는 2차전지 충방전 시스템의 프로브 극성변환 방법.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 S5단계에서 프로브는 복수의 스위칭 소자에 의해 공급되는 전력의 극성에 따라 스위칭되어 양극과 음극을 결정하는 단계를 더 포함하는 2차전지 충방전 시스템의 프로브 극성변환 방법.
   
6. 제 2항 내지 3항에 있어서,
   상기 피드백 신호는 2차전지에서 발생되는 자력선의 크기 및 방향에 따라 센싱하는 2차전지 충방전 시스템의 프로브 극성변환 방법.
   
7. 제 6항에 있어서,
   상기 피드백 신호는 디지털 신호로 변환되어 제어부로 전송되는 단계를 더 포함하는 2차전지 충방전 시스템의 프로브 극성변환 방법.
   

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