KR20170142055A - Apparatus and method for charging battery - Google Patents

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KR20170142055A
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송준혁
이주성
심보미
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주식회사 엘지화학
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Abstract

The present invention relates to an apparatus and method for charging a battery. The apparatus for charging a battery according to an embodiment of the present invention includes: an SOC operation unit configured to operate an SOC of the battery; a first charging unit configured to perform constant current charging on the battery; a second charging unit configured to perform pulse charging on the battery; a third charging unit configured to perform constant voltage charging on the battery; and a control unit configured to activate any one of the first to third charging units based on the SOC of the battery. Accordingly, the present invention can reduce heating in the battery and the degradation speed of the battery.

Description

배터리 충전 장치 및 방법{Apparatus and method for charging battery}[0001] Apparatus and method for charging battery [0002]

본 발명은 배터리 충전 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 리튬 이온 배터리의 SOC의 변화에 따라 충전 방식을 순차적으로 전환하는 장치 및 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and method for charging a battery, and more particularly, to an apparatus and method for sequentially switching a charging mode according to a change in SOC of a lithium ion battery.

최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.2. Description of the Related Art In recent years, demand for portable electronic products such as notebook computers, video cameras, and portable telephones has rapidly increased, and electric vehicles, storage batteries for energy storage, robots, and satellites have been developed in earnest. Researches are being actively conducted.

현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이온 배터리는 니켈 계열의 배터리에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.Among these, nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, nickel-zinc batteries, and lithium secondary batteries are currently available. Among them, lithium-ion batteries have almost no memory effect compared with nickel-based batteries, Is very low and has been attracting attention due to its high energy density.

일반적으로, 배터리에 대한 충전은 정전류와 정전압을 적절히 조합한 이른바 CC-CV 방식으로 이루어진다. CC-CV 방식으로 배터리를 충전하는 종래 기술로서 한국 등록특허공보 제10-1387429호(이하, '특허 문헌 1'이라고 칭함)가 개시된 바 있다. 도 1은 특허 문헌 1에 개시된 CC-CV 방식에 따른 충전 결과를 나타낸 그래프이다. 도 1에 도시된 그래프에 있어서 가로축은 배터리의 충전 용량을 나타내고, 세로축은 배터리의 단자 전압과 충전 전류를 나타낸다. Generally, the charging to the battery is performed by the so-called CC-CV method in which a constant current and a constant voltage are appropriately combined. Korean Patent Registration No. 10-1387429 (hereinafter referred to as Patent Document 1) has been disclosed as a conventional technique for charging a battery by the CC-CV method. FIG. 1 is a graph showing a charging result according to the CC-CV system disclosed in Patent Document 1. FIG. In the graph shown in Fig. 1, the abscissa represents the charging capacity of the battery, and the ordinate represents the terminal voltage of the battery and the charging current.

도 1을 참조하면, 배터리의 단자 전압이 목표 전압에 도달하기 전까지의 구간(P1)에서는 정전류 충전이 이루어지고, 이후의 구간에서는 정전압 충전이 이루어진다. 정전류 충전이 이루어지는 구간(P1)에서, 배터리의 양극의 전위는 높아지고 음극의 전위는 낮아진다. 도 1의 구간(P1) 동안에 큰 전류로 정전류 충전을 수행하는 경우, 배터리가 완전히 충전되는 데에 소요되는 시간을 어느 정도 단축할 수는 있으나, 그 만큼 배터리의 발열이 심해진다. 배터리의 발열이 심해질수록, 배터리의 충전 효율은 낮아짐은 물론 장기적인 관점에서 배터리의 퇴화를 가속화할 수 있다.1, constant-current charging is performed in a period P1 until the terminal voltage of the battery reaches a target voltage, and constant-voltage charging is performed in a subsequent period. In the section P1 where the constant current charging is performed, the potential of the positive electrode of the battery is increased and the potential of the negative electrode is lowered. In the case where the constant current charging is performed with a large current during the period P1 of FIG. 1, the time required for fully charging the battery can be shortened to some extent, but the heat generation of the battery is increased accordingly. The more heat generated by the battery, the lower the charging efficiency of the battery, and accelerate the deterioration of the battery from a long-term point of view.

하지만, 특허 문헌 1을 비롯한 종래 기술은 충전 진행에 따른 배터리의 발열을 저감할 수 있는 기술에 대하여 충분히 시사하고 있지 않다.However, the prior art including Patent Document 1 does not sufficiently suggest a technique capable of reducing the heat generation of the battery due to the charging progress.

전술한 리튬 이온 배터리는 크게 양극재, 음극재 및 전해질의 3가지로 나눌 수 있는데, 충전 과정에서 리튬 이온은 양극재에서 음극재로 이동한다. 상업적으로 가장 많이 이용되는 음극재는 흑연재으로서, 흑연이 음극재로 이용되는 경우, 복수개의 그래핀 층(graphene layer)들이 층상 구조를 이루게 된다. 도 2는 리튬 이온 배터리의 충방전에 따라 음극재에서 일어나는 스테이지 변화 현상를 보여준다. 도 2를 참조하면, 스테이지-N(여기서, N은 1, 2, 3, 4 중 어느 하나)에서, 서로 인접한 N개 그래핀 층이 2개의 리튬 층(Li layer)에 의해 샌드위치된다. 리튬 층(Li layer)은 수많은 리튬 이온으로 이루어진다. 예컨대, 스테이지-2에서, 2개의 인접한 그래핀 층이 2개의 리튬 층 사이에 위치하게 된다. 리튬 이온 배터리의 충전 과정에서, 음극재의 흑연은 스테이지-4부터 스테이지-1의 순서로 전환된다. 반대로, 리튬 이온 배터리의 방전 과정에서, 음극재의 흑연은 스테이지-1부터 스테이지-4의 순서로 전환된다.The above-mentioned lithium ion battery can be roughly classified into a cathode material, an anode material, and an electrolyte. In the charging process, lithium ions move from the cathode material to the cathode material. The most commonly used anode material is a graphite material. When graphite is used as an anode material, a plurality of graphene layers form a layered structure. FIG. 2 shows a stage change phenomenon occurring in the negative electrode material according to charging / discharging of the lithium ion battery. Referring to FIG. 2, in stage-N (where N is 1, 2, 3 or 4), N graphene layers adjacent to each other are sandwiched by two lithium layers. The lithium layer (Li layer) consists of a number of lithium ions. For example, in Stage-2, two adjacent graphene layers are positioned between two lithium layers. During the charging process of the lithium ion battery, the graphite of the negative electrode material is switched in the order of stage-4 to stage-1. Conversely, in the discharge process of the lithium ion battery, the graphite of the negative electrode material is switched in the order of stage-1 to stage-4.

본 발명의 발명자들은 음극재의 흑연이 어느 한 스테이지에서 다른 스테이지로 전환되는 과정에서, 배터리의 내부 저항이 증가 또는 감소하게 된다는 사실을 실험을 통해 알게 되었다. 특히, 스테이지-2로부터 스테이지-1로의 전환 과정에서 리튬 이온 배터리의 발열이 가장 심해진다는 실험 결과를 도출하였다. The inventors of the present invention have experimentally found that the internal resistance of the battery is increased or decreased in the process of converting the graphite of the negative electrode material from one stage to another stage. Particularly, the experiment result that the heat generation of the lithium ion battery becomes the worst in the process of switching from the stage-2 to the stage-1 is derived.

충전 과정에서, 양극재로부터 나온 리튬 이온이 음극재의 그래핀 층들 사이에 삽입되기 위해서는 적절한 시간이 필요한데, 빠른 충전을 위해 고전류를 계속적으로 배터리에 공급하는 경우, 리튬 이온들 중 일부가 그래핀 층들 사이에 삽입되지 못하고 음극재의 표면에 쌓이게 되는 석출 현상이 일어난다. 이에, 배터리의 스테이지 변화 현상과 연관된 SOC의 변화에 따라 배터리에 대한 충전 과정 중에 충전 방식을 적절히 전환할 필요가 있다.During the charging process, it takes a certain amount of time for the lithium ions from the cathode material to be inserted between the graphene layers of the anode material. When a high current is continuously supplied to the battery for fast charging, And deposition on the surface of the anode material occurs. Accordingly, it is necessary to appropriately switch the charging mode during the charging process for the battery in accordance with the SOC change associated with the stage change phenomenon of the battery.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 충전의 진행에 따른 배터리의 SOC 변화 및 온도 변화를 기초로, 배터리에 대한 충전 방식을 순차적으로 전환하도록 구성된 배터리 충전 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention provides a battery charging apparatus and method that are configured to sequentially switch a charging mode for a battery based on a SOC change and a temperature change of the battery as the charging progresses .

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited thereto. It is also to be understood that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations thereof.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다양한 실시예는 다음과 같다.Various embodiments of the present invention for achieving the above object are as follows.

본 발명의 일 측면에 따른 배터리 충전 장치는, 배터리의 SOC를 연산하도록 구성된 SOC 연산부; 상기 배터리에 대한 정전류 충전을 수행하도록 구성된 제1 충전부; 상기 배터리에 대한 펄스 충전을 수행하도록 구성된 제2 충전부; 상기 배터리에 대한 정전압 충전을 수행하도록 구성된 제3 충전부; 및 상기 배터리의 SOC를 기초로, 상기 제1 내지 3 충전부 중 어느 하나를 활성화시키도록 구성된 제어부;를 포함한다.An apparatus for charging a battery according to an aspect of the present invention includes an SOC operation unit configured to calculate an SOC of a battery; A first charger configured to perform a constant current charge on the battery; A second charging unit configured to perform pulse charging on the battery; A third charging unit configured to perform a constant voltage charge on the battery; And a control unit configured to activate any one of the first to third charging units based on the SOC of the battery.

또한, 상기 제어부는, 상기 배터리의 SOC가 제1 SOC 미만인 경우, 상기 제1 충전부를 활성화시키고, 제1 충전 전류로 상기 배터리에 대한 정전류 충전을 수행하도록 상기 활성화된 제1 충전부를 제어할 수 있다.The control unit may control the activated first charging unit to activate the first charging unit and perform the constant current charging of the battery with the first charging current when the SOC of the battery is less than the first SOC .

또한, 상기 제어부는, 상기 배터리의 SOC가 제1 SOC 이상이고 상기 제1 SOC보다 큰 제2 SOC 미만인 경우, 상기 제2 충전부를 활성화시키고, 소정의 듀티사이클을 가지는 제2 충전 전류로 상기 배터리에 대한 펄스 충전을 수행하도록 상기 활성화된 제2 충전부를 제어할 수 있다.The control unit activates the second charging unit when the SOC of the battery is equal to or greater than the first SOC and less than the second SOC that is greater than the first SOC, It is possible to control the activated second charger unit to perform pulse charging for the first charging unit.

또한, 상기 제1 충전 전류의 크기와 상기 제2 충전 전류의 피크치는 서로 동일하고, 상기 듀티사이클은 1/3일 수 있다.Also, the magnitude of the first charge current and the peak value of the second charge current may be equal to each other, and the duty cycle may be 1/3.

또한, 상기 제어부는, 상기 배터리의 SOC가 제1 SOC 이상이고 상기 제1 SOC보다 큰 제2 SOC 미만인 경우, 제3 충전 전류, 제4 충전 전류 및 제5 충전 전류 중 어느 하나를 선택하고, 상기 선택된 충전 전류로 상기 배터리에 대한 정전류 충전을 수행하도록 상기 활성화된 제1 충전부를 제어하되, 상기 제1 충전 전류는 상기 제3 충전 전류보다 크고, 상기 제3 충전 전류는 상기 제4 충전 전류보다 크며, 상기 제4 충전 전류는 상기 제5 충전 전류보다 클 수 있다.The controller may select any one of a third charge current, a fourth charge current, and a fifth charge current when the SOC of the battery is equal to or greater than a first SOC and less than a second SOC greater than the first SOC, The first charge current is greater than the third charge current and the third charge current is greater than the fourth charge current, , And the fourth charge current may be greater than the fifth charge current.

또한, 상기 제1 충전 전류에 대응하는 충전율은 6C이고, 상기 제3 충전 전류에 대응하는 충전율은 3C이며, 상기 제4 충전 전류에 대응하는 충전율은 2C이고, 상기 제5 충전 전류에 대응하는 충전율은 1C일 수 있다.The charging rate corresponding to the first charging current is 6C, the charging rate corresponding to the third charging current is 3C, the charging rate corresponding to the fourth charging current is 2C, the charging rate corresponding to the fifth charging current Lt; / RTI > may be 1C.

또한, 상기 배터리의 온도를 측정하도록 구성되는 온도 센서;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 배터리의 SOC가 기준값 미만이면서 상기 배터리의 온도가 설정 온도 미만 경우, 상기 기준값을 상기 제1 SOC로 설정할 수 있다. 또는, 상기 제어부는, 상기 배터리의 SOC가 상기 기준값 미만이면서 상기 배터리의 온도가 상기 설정 온도 이상인 경우, 상기 기준값과 상기 배터리의 SOC 간의 차이에 대응하는 보상값을 연산하고, 상기 기준값에서 상기 보상값을 뺀 값을 상기 제1 SOC로 설정할 수 있다.The control unit may set the reference value to the first SOC when the SOC of the battery is less than the reference value and the temperature of the battery is less than the set temperature, . Alternatively, the control unit may calculate a compensation value corresponding to a difference between the reference value and the SOC of the battery when the SOC of the battery is less than the reference value and the temperature of the battery is equal to or higher than the set temperature, Can be set to the first SOC.

또한, 상기 제어부는, 상기 배터리의 SOC가 상기 제2 SOC 이상인 경우, 상기 제3 충전부를 활성화시키고, 상기 배터리가 완전히 충전될 때까지, 미리 정해진 설정 전압으로 상기 배터리에 대한 정전압 충전을 수행하도록 상기 활성화된 제3 충전부를 제어할 수 있다.When the SOC of the battery is equal to or greater than the second SOC, the control unit activates the third charging unit and performs constant-voltage charging on the battery at a predetermined set voltage until the battery is fully charged. It is possible to control the activated third charging section.

본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩은 전술한 배터리 충전 장치;를 포함할 수 있다.The battery pack according to another aspect of the present invention may include the battery charging apparatus described above.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 충전 방법은, (a)배터리의 SOC를 연산하는 단계; (b)상기 배터리의 SOC가 제1 SOC 미만 경우, 제1 충전 전류로 상기 배터리에 대한 정전류 충전을 수행하는 단계; (c)상기 배터리의 SOC가 상기 제1 SOC 이상이고 상기 제1 SOC보다 큰 제2 SOC 미만인 경우, 펄스 충전 방식 및 스텝 충전 방식 중 어느 하나를 선택하는 단계; (d)상기 배터리의 SOC가 상기 제2 SOC에 도달할 때까지, 상기 선택된 방식으로 상기 배터리에 대한 충전을 수행하는 단계; 및 (e)상기 배터리의 SOC가 상기 제2 SOC 이상인 경우, 설정 전압으로 상기 배터리에 대한 정전압 충전을 수행하는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a battery charging method including the steps of: (a) calculating an SOC of a battery; (b) if the SOC of the battery is less than the first SOC, performing a constant current charge on the battery with a first charge current; (c) selecting either the pulse charging mode or the step charging mode when the SOC of the battery is equal to or greater than the first SOC and less than the second SOC greater than the first SOC; (d) performing charging for the battery in the selected manner until the SOC of the battery reaches the second SOC; And (e) performing constant-voltage charging of the battery with the set voltage when the SOC of the battery is equal to or higher than the second SOC.

또한, 상기 (b) 단계 전에, (f)상기 배터리의 온도를 측정하는 단계; 및 (g)상기 배터리의 SOC가 기준값 미만이면서 상기 배터리의 온도가 설정 온도 미만 경우, 상기 기준값을 상기 제1 SOC로 설정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.Before the step (b), (f) measuring the temperature of the battery; And (g) setting the reference value to the first SOC when the SOC of the battery is less than the reference value and the temperature of the battery is less than the set temperature.

또한, 상기 (b) 단계 전에, (h)상기 배터리의 SOC가 상기 기준값 미만이면서 상기 배터리의 온도가 상기 설정 온도 이상인 경우, 상기 기준값과 상기 배터리의 SOC 간의 차이에 대응하는 보상값을 연산하는 단계; 및 (i)상기 기준값에서 상기 보상값을 뺀 값을 상기 제1 SOC로 설정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.Calculating a compensation value corresponding to a difference between the reference value and the SOC of the battery when the SOC of the battery is less than the reference value and the temperature of the battery is greater than or equal to the set temperature; ; And (i) setting a value obtained by subtracting the compensation value from the reference value to the first SOC.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 충전의 진행에 따른 배터리의 SOC 변화 및 온도 변화를 기초로, 배터리에 대한 충전 방식을 순차적으로 전환할 수 있다. 특히, 정전류 충전, 펄스 충전 및 정전압 충전과 같은 다양한 충전 방식들이 적절한 시점에 상호 전환될 수 있도록 제어함으로써, 배터리의 발열을 완화함은 물론 리튬 이온의 석출 현상 등으로 인한 배터리의 퇴화 속도를 늦출 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the charging method for the battery can be sequentially switched based on the SOC change and the temperature change of the battery as the charging progresses. In particular, by controlling various charging methods such as constant current charging, pulse charging and constant voltage charging to be switched at an appropriate time, it is possible to reduce the heat generation of the battery as well as slow down the degradation rate of the battery due to precipitation of lithium ions have.

또한, 펄스 형태의 충전 전류를 이용하여 배터리를 충전하는 경우, 배터리의 온도와 SOC를 기초로, 펄스 형태의 충전 전류의 듀티 사이클이나 피치크를 조절함으로써, 배터리의 발열을 최대한 억제하면서도 충전에 소요되는 시간을 단축할 수 있다.In addition, when the battery is charged using the pulse-shaped charge current, the duty cycle or pitch of the pulse-shaped charge current is adjusted based on the battery temperature and the SOC, Can be shortened.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 특허 문헌 1에 개시된 CC-CV 방식에 따른 충전 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 리튬 이온 배터리의 충방전에 따라 음극재에서 일어나는 스테이지 변화 현상를 보여준다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충전 장치의 기능적 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충전 장치에 의한 전체적인 충전 과정을 설명하는 데에 참조되는 그래프를 보여준다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 충전 장치에 의한 전체적인 충전 과정을 설명하는 데에 참조되는 그래프를 보여준다.
도 6는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 충전 장치에 의한 전체적인 충전 과정을 설명하는 데에 참조되는 그래프를 보여준다.
도 7는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 충전 장치에 의한 전체적인 충전 과정을 설명하는 데에 참조되는 그래프를 보여준다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 따른 배터리 충전 장치가 배터리를 충전하는 방법을 보여주는 순서도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention. And should not be construed as limiting.
FIG. 1 is a graph showing a charging result according to the CC-CV system disclosed in Patent Document 1. FIG.
FIG. 2 shows a stage change phenomenon occurring in the negative electrode material according to charging / discharging of the lithium ion battery.
3 is a functional block diagram of a battery charging apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows a graph referred to explain an overall charging process by a battery charging apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 shows a graph referred to explain the overall charging process by the battery charging apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 shows a graph referred to explain the overall charging process by the battery charging apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 shows a graph referred to for describing an overall charging process by a battery charging apparatus according to another embodiment of the present invention.
8A to 8C are flowcharts illustrating a method of charging a battery by a battery charging apparatus according to the present invention.

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 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.

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 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

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.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어 유닛>과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise. In addition, the term &quot; control unit &quot; as described in the specification means a unit for processing at least one function or operation, and may be implemented by hardware or software, or a combination of hardware and software.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.In addition, throughout the specification, when a portion is referred to as being "connected" to another portion, it is not necessarily the case that it is "directly connected", but also "indirectly connected" .

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충전 장치에 대해 설명하도록 한다. 아래에서 사용되는 '배터리'라는 용어는, 음극재로 흑연을 사용하는 리튬 이온 배터리를 의미하는 것임을 미리 밝혀둔다.Hereinafter, a battery charging apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. It should be noted that the term "battery" used below refers to a lithium ion battery using graphite as an anode material.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충전 장치(100)의 기능적 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3에 있어서, 데이터의 송신 또는 수신을 위한 통신 라인들은 점선으로 표시하고, 충전을 위한 전력 라인은 실선으로 표시하였다.3 is a diagram schematically illustrating a functional configuration of a battery charging apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. In Fig. 3, the communication lines for transmitting or receiving data are indicated by dotted lines, and the power lines for charging are indicated by solid lines.

도 3을 참조하면, 배터리 충전 장치(100)는 센싱부(110), SOC 연산부(120), AC-DC 변환기(131), DC-DC 변환기(132), 충전 회로(140) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다. 이러한 배터리 충전 장치(100)는 배터리(10)와 함께 배터리 팩(1)을 구현할 수도 있다. 3, the battery charging apparatus 100 includes a sensing unit 110, an SOC computing unit 120, an AC-DC converter 131, a DC-DC converter 132, a charging circuit 140, ). The battery charging apparatus 100 may implement the battery pack 1 together with the battery 10. [

센싱부(110)는 배터리(10)의 전류, 전압 및 온도 중 적어도 하나를 측정하도록 구성된다. 이러한 센싱부(110)는 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 구체적으로, 센싱부(110)는 배터리(10)에 공급되는 충전 전류를 측정하는 전류 센서, 배터리(10)의 양극과 음극 사이의 단자 전압을 측정하는 전압 센서, 배터리(10)의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함할 수 있다.The sensing unit 110 is configured to measure at least one of the current, voltage, and temperature of the battery 10. [ The sensing unit 110 may include at least one sensor. Specifically, the sensing unit 110 includes a current sensor for measuring the charging current supplied to the battery 10, a voltage sensor for measuring the terminal voltage between the positive and negative electrodes of the battery 10, And a temperature sensor for sensing the temperature of the substrate.

전류 센서는 배터리(10)의 충전 과정이 진행되는 동안, 배터리(10)의 충방 전류를 측정할 수 있다. 또한, 전류 센서는 배터리(10)의 충방전 전류를 기초로, 충방전율(current rate)을 측정할 수 있다. C-rate이라고 칭하기도 하는 충방전율은, 방전 전류 또는 충전 전류를 단위를 뺀 설계 용량(Design Capacity)의 값으로 나눈 값으로 표현되며, 이러한 충방전율의 단위는 C이다. 이때, 설계 용량은 배터리(10)의 제조 시에 미리 정해지는 값일 수 있다. The current sensor can measure the charging current of the battery 10 while the charging process of the battery 10 is in progress. Also, the current sensor can measure the charge / discharge rate (current rate) based on the charge / discharge current of the battery 10. The charging / discharging rate, also referred to as the C-rate, is expressed as a value obtained by dividing the discharging current or the charging current by the value of the design capacity (capacity) minus the unit. At this time, the design capacity may be a predetermined value at the time of manufacturing the battery 10.

예를 들어, 배터리(10)의 만충전 용량이 1000mAh(Apere-hour)인 경우, 충전 전류가 100mA이면 충방전율은 0.1C이고, 충전 전류가 1000mA이면 충방전율은 1C이며, 충전 전류가 5000mA이면 충방전율은 5C로 측정될 수 있다. For example, if the full charge capacity of the battery 10 is 1000 mAh (Apere-hour), the charge / discharge rate is 0.1 C if the charge current is 100 mA, the charge / discharge rate is 1 C if the charge current is 1000 mA, The charge / discharge rate can be measured at 5C.

센싱부(110)는 배터리(10)의 전류, 전압 및 온도를 소정 주기마다 반복적으로 측정할 수 있는데, 전류, 전압 및 온도 중 어느 하나에 대한 측정 주기는 나머지에 대한 측정 주기와 동일 또는 상이할 수 있다.The sensing unit 110 may repeatedly measure the current, voltage, and temperature of the battery 10 at predetermined intervals. The measurement period for any one of current, voltage, and temperature may be the same as or different from the measurement period for the remainder .

SOC 연산부(120)는 배터리(10)의 SOC(State Of Charge)를 연산하도록 구성된다. 구체적으로, SOC 연산부(120)는 배터리(10)에 대한 충전 과정이 진행되는 중, 센싱부(110)로부터 제공되는 데이터를 기초로, 배터리(10)의 SOC를 연산할 수 있다. The SOC calculation unit 120 is configured to calculate the SOC (State Of Charge) of the battery 10. [ Specifically, the SOC calculating unit 120 can calculate the SOC of the battery 10 based on data provided from the sensing unit 110 while the charging process for the battery 10 is in progress.

배터리(10)의 SOC란, 배터리(10)의 충전 상태를 나타내는 정보로서, 사용자가 배터리(10)를 앞으로 어느 정도의 시간만큼 사용 가능한지 가늠하는 척도가 되며, 일반적으로 만충전 용량(Full Charge Capacity)에 대한 잔존 용량(Remain Capacity)의 백분율로 표현될 수 있다. 이때, 만충전 용량은 배터리(10)가 실제로 수용할 수 있는 최대의 전하량을 나타내는 것으로서, 배터리(10)의 충방전 횟수가 증가함에 따라 점차적으로 낮아진다는 점에서, 고정된 값의 설계 용량과는 구별되는 것이다. 잔존 용량은 배터리(10)이 제조 후 특정 시점에 배터리(10)에 남아있는 전하량일 수 있다. The SOC of the battery 10 is information indicating the state of charge of the battery 10 and serves as a measure of how long the user can use the battery 10 for a certain period of time. Generally, the SOC of the battery 10 is a full charge capacity (Remain Capacity) to the remaining capacity (Remain Capacity). At this time, the full charge capacity represents the maximum amount of charge that the battery 10 can actually accommodate, and gradually decreases as the number of charge / discharge cycles of the battery 10 increases. It is distinguished. The remaining capacity may be the amount of charge remaining in the battery 10 at a specific point in time after the battery 10 is manufactured.

예컨대, 배터리(10)가 완전히 방전된 경우의 SOC는 0%이고, 배터리(10)가 완전히 충전된 경우의 SOC는 100%이다. 배터리(10)의 SOC는 다양한 방식으로 연산될 수 있는데, 대표적인 방식은 전류 적산법을 이용하여 SOC를 추정하는 방식이다. 이러한 전류 적산 방식은, 배터리(10)의 충전 전류와 방전 전류를 시간에 대해 적산하고, 초기 용량에서 가감함으로써 SOC를 연산하게 된다. 다만, 배터리(10)의 SOC를 연산하는 방식이 전류 적산 방식에 한정되는 것은 아니며, 확장 칼만 필터와 같은 기타 공지의 방식을 이용할 수도 있다.For example, the SOC when the battery 10 is completely discharged is 0%, and the SOC when the battery 10 is fully charged is 100%. The SOC of the battery 10 can be calculated in various ways. A representative method is a method of estimating the SOC using a current integration method. In this current integration method, the charging current and the discharging current of the battery 10 are integrated with respect to time, and SOC is calculated by adding or subtracting it from the initial capacity. However, the method of calculating the SOC of the battery 10 is not limited to the current integration method, and other known methods such as an extended Kalman filter may be used.

AC-DC 변환기(131)는 AC 전원으로부터 인가되는 AC 전압을 DC 전압으로 변환하여 출력한다. 이때, AC-DC 변환기(131)는 AC 전압에 포함된 노이즈를 필터링할 수 있다. The AC-DC converter 131 converts the AC voltage applied from the AC power source to a DC voltage and outputs the DC voltage. At this time, the AC-DC converter 131 can filter the noise included in the AC voltage.

DC-DC 변환기(132)는 AC-DC 변환기(131)로부터 공급되는 DC 전압을 배터리(10)의 충전에 요구되는 DC 전압으로 변환하여 출력한다. 바꾸어 말하면, DC-DC 변환기(132)는 AC-DC 변환기(131)로부터 공급되는 DC 전압을 승압 또는 강압하여 출력한다. 이때, DC-DC 변환기(132)에 의해 승압 또는 강압되는 전압의 크기는 후술할 제어부(150)에 의해 결정될 수 있다.The DC-DC converter 132 converts the DC voltage supplied from the AC-DC converter 131 into a DC voltage required for charging the battery 10 and outputs the DC voltage. In other words, the DC-DC converter 132 boosts or reduces the DC voltage supplied from the AC-DC converter 131 and outputs it. At this time, the magnitude of the voltage stepped up or stepped down by the DC-DC converter 132 may be determined by the controller 150, which will be described later.

충전 회로(140)는 제1 충전부(141), 제2 충전부(142) 및 제3 충전부(143)를 포함할 수 있다. 충전 회로(140)는 후술할 제어부(150)로부터 전송되는 신호에 응답하여, 제1 충전부(141), 제2 충전부(142) 및 제3 충전부(143) 중 어느 하나를 선택적으로 활성화시킬 수 있다.The charging circuit 140 may include a first charging unit 141, a second charging unit 142, and a third charging unit 143. The charging circuit 140 can selectively activate any one of the first charging unit 141, the second charging unit 142 and the third charging unit 143 in response to a signal transmitted from the control unit 150 .

제1 충전부(141)는 배터리(10)에 대한 정전류 충전을 수행하도록 구성된다. 구체적으로, 제1 충전부(141)는 배터리(10)와 전기적으로 연결 가능하도록 구성된 적어도 하나의 정전류 회로를 포함하고, DC-DC 변환기(132)로부터 출력되는 DC 전압은 정전류 회로에 공급된다. 정전류 회로는 공급된 DC 전압을 이용하여 일정한 크기의 충전 전류를 출력한다. 제1 충전부(141)는 서로 다른 크기를 가지는 복수개의 충전 전류들을 단계적으로 출력할 수 있다. The first charging unit 141 is configured to perform constant current charging for the battery 10. [ Specifically, the first charging unit 141 includes at least one constant current circuit configured to be electrically connectable to the battery 10, and the DC voltage output from the DC-DC converter 132 is supplied to the constant current circuit. The constant current circuit outputs a constant-sized charge current using the supplied DC voltage. The first charging unit 141 may output a plurality of charge currents having different sizes step by step.

제2 충전부(142)는 배터리(10)에 대한 펄스 충전을 수행하도록 구성된다. 구체적으로, 제2 충전부(142)는 배터리(10)와 전기적으로 연결 가능하도록 구성된 적어도 하나의 펄스 회로를 포함하고, DC-DC 변환기(132)로부터 출력되는 DC 전압은 펄스 회로에 공급된다. 펄스 회로는 공급된 DC 전압을 이용하여 펄스 형태의 충전 전류를 출력한다. 제2 충전부(142)는 후술할 제어부(150)로부터 제공되는 명령에 따라, PWM(Pulse Width Modulation) 방식을 이용하여 펄스 회로에 의해 출력되는 충전 전류의 듀티 사이클(duty cycle)을 조절할 수 있다. 여기서, 듀티 사이클은 단일 주기에 대한 충전 전류가 흐른 시간의 비율이다. The second charging unit 142 is configured to perform pulse charging for the battery 10. [ Specifically, the second charging unit 142 includes at least one pulse circuit configured to be electrically connectable to the battery 10, and the DC voltage output from the DC-DC converter 132 is supplied to the pulse circuit. The pulse circuit outputs the charging current in the form of a pulse using the supplied DC voltage. The second charging unit 142 can adjust the duty cycle of the charging current output by the pulse circuit using a PWM (Pulse Width Modulation) method according to a command provided from the controller 150 to be described later. Here, the duty cycle is the ratio of the time the charging current flows over a single period.

제3 충전부(143)는 배터리(10)에 대한 정전압 충전을 수행하도록 구성된다. 구체적으로, 제3 충전부(143)는 배터리(10)와 전기적으로 연결 가능하도록 구성된 적어도 하나의 정전압 회로를 포함하고, DC-DC 변환기(132)로부터 출력되는 DC 전압은 정전압 회로에 공급된다. 정전압 회로는 공급된 DC 전압을 이용하여 일정한 크기의 설정 전압(Vs)을 출력한다. The third charging unit 143 is configured to perform constant-voltage charging of the battery 10. [ Specifically, the third charging unit 143 includes at least one constant voltage circuit configured to be electrically connectable to the battery 10, and the DC voltage output from the DC-DC converter 132 is supplied to the constant voltage circuit. The constant voltage circuit outputs the set voltage Vs of a predetermined size by using the supplied DC voltage.

제어부(150)는 배터리 충전 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 구체적으로, 제어부(150)는 센싱부(110), SOC 연산부(120) 및 충전 회로(140)와 통신 가능하도록 연결되어, 이들 각각의 동작을 제어할 수 있다. 특히, 제어부(150)는 제1 충전부(141), 제2 충전부(142) 및 제3 충전부(143) 중 어느 하나를 활성화시킬 수 있다. 제1 충전부(141), 제2 충전부(142) 및 제3 충전부(143) 중 어느 하나가 활성화된 경우, 나머지 두 개의 충전부는 비활성화될 수 있다. The control unit 150 controls the overall operation of the battery charging apparatus 100. In detail, the control unit 150 is connected to the sensing unit 110, the SOC calculating unit 120, and the charging circuit 140 so as to be able to communicate with each other. In particular, the controller 150 may activate any one of the first charging unit 141, the second charging unit 142, and the third charging unit 143. When one of the first charging unit 141, the second charging unit 142, and the third charging unit 143 is activated, the remaining two charging units may be inactivated.

바람직하게는, 제어부(150)는 배터리(10)의 SOC를 기초로, 제1 충전부(141), 제2 충전부(142) 및 제3 충전부(143) 중 어느 하나만을 선택하고, 선택된 충전부만을 활성화시킬 수 있다. 활성화된 충전부는 자신의 방식으로 배터리(10)에 대한 충전을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(150)에 의해 제1 충전부(141)가 활성화된 것으로 가정할 때, 제1 충전부(141)는 배터리(10)에 대한 정전류 충전을 수행하고, 제2 충전부(142) 및 제3 충전부(143)는 비활성화된 상태로 유지될 수 있다. 이후, 제어부(150)가 제2 충전부(142)를 활성화시키는 경우, 제1 충전부(141)는 비활성화 상태로 전환되고, 제2 충전부(142)는 배터리(10)에 대한 펄스 충전을 수행하며, 제3 충전부(143)는 비활성화 상태를 그대로 유지할 있다. 또한, 제어부(150)는 활성화된 충전부에 의해 배터리(10)로 출력되는 충전 전류의 크기나 듀티 사이클을 조절하기 위한 명령을 생성할 수 있다.The control unit 150 may select only one of the first charging unit 141, the second charging unit 142 and the third charging unit 143 based on the SOC of the battery 10, . The activated charger unit can perform charging for the battery 10 in its own way. For example, assuming that the first charging unit 141 is activated by the control unit 150, the first charging unit 141 performs constant current charging for the battery 10, and the second charging unit 142 and / The third charging unit 143 can be kept in an inactivated state. Thereafter, when the controller 150 activates the second charging unit 142, the first charging unit 141 is switched to the inactive state, the second charging unit 142 charges the battery 10, The third charging unit 143 can maintain the deactivation state. In addition, the controller 150 may generate a command for controlling the magnitude and duty cycle of the charge current output to the battery 10 by the activated charger.

전술한 제어부(150)는 하드웨어적으로, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. The controller 150 may be implemented in hardware as application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays Processors, microprocessors, and other electronic units for performing other functions.

제어부(150)는 메모리(151)를 포함할 수 있다. 메모리(151)는 배터리 충전 장치(100)의 전반적인 동작에 요구되는 각종 데이터들 및 명령어를 저장할 수 있다. 제어부(150)는 메모리(151)에 저장된 데이터들 및 명령어를 참조하여, 제1 충전부(141), 제2 충전부(142) 또는 제3 충전부(143)를 활성화시키기 위한 신호(예, 웨이크업 신호)를 출력할 수 있다. The control unit 150 may include a memory 151. The memory 151 may store various data and commands required for the overall operation of the battery charger 100. [ The control unit 150 refers to the data and the command stored in the memory 151 to generate a signal for activating the first charging unit 141, the second charging unit 142 or the third charging unit 143 Can be output.

이러한 메모리(151)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory) 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.The memory 151 may be a flash memory type, a hard disk type, a solid state disk type, an SDD type (Silicon Disk Drive type), a multimedia card micro type a random access memory (SRAM), a read-only memory (ROM), an electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), and a programmable read-only memory (PROM) And may include at least one type of storage medium.

한편, 도 3에는 구성요소들 중 어느 하나가 적어도 하나의 연결 라인(즉, 통신 라인 또는 전력 라인)을 통해 다른 하나와 연결되는 것으로 도시되어 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 배터리 충전 장치(100)의 구성요소들 간의 실제적인 구현은, 도 3에 도시된 연결 라인에 의해 한정되는 것으로 이해되어서는 안된다.Meanwhile, in FIG. 3, any one of the components is shown connected to the other via at least one connection line (i.e., a communication line or a power line). It should be understood, however, that this is exemplary and that the actual implementation among the components of the battery charging apparatus 100 is not limited to the connection lines shown in FIG.

또한, 배터리 충전 장치(100)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 적은 구성요소들을 가지거나, 위에서 열거되지 않은 추가적인 구성요소를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 이하에서는, 충전 과정은 배터리(10)의 SOC가 0%일 때부터 100%까지 수행되는 것으로 가정한다. In addition, the battery charging apparatus 100 may have fewer components than those listed above, or may be further configured to include additional components not listed above. Hereinafter, it is assumed that the charging process is performed from 100% when the SOC of the battery 10 is 0%.

한편, 제어부(150)는 후술할 제2 구간(R1-2)에서 이용할 충전 방식으로 펄스 충전 방식 및 스텝 충전 방식 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 도 4 내지 6에서는 펄스 충전 방식에 선택된 경우에 대하여 설명하고, 도 7에서는 스텝 충전 방식이 선택된 경우에 대하여 설명하기로 한다.Meanwhile, the controller 150 can select either the pulse charging method or the step charging method in the charging method to be used in the second section R1-2, which will be described later. Figs. 4 to 6 show a case where the pulse charging method is selected, and Fig. 7 shows a case where the step charging method is selected.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충전 장치(100)에 의한 전체적인 충전 과정을 설명하는 데에 참조되는 그래프를 보여준다. FIG. 4 shows a graph referred to explain the overall charging process by the battery charging apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도 4의 상단에 도시된 그래프에서, 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 전류를 나타낸다. 또한, 도 4의 하단에 도시된 그래프에서, 가로축은 SOC를 나타내고, 세로축은 전압과 온도를 나타낸다.In the graph shown at the top of Fig. 4, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents current. 4, the horizontal axis represents SOC and the vertical axis represents voltage and temperature.

도 4를 참조하면, 전체적인 충전 과정은 제1 구간(R1-1), 제2 구간(R1-2) 및 제3 구간(R1-3)으로 나누어질 수 있다. 구체적으로, 제1 구간(R1-1)과 제2 구간(R1-2)은 제1 SOC(S1)를 경계로 구분되고, 제2 구간(R1-2)과 제3 구간(R1-3)은 제2 SOC(S2)를 경계로 구분되는 것으로서, 도시된 바와 같이 제2 SOC(S2)는 제1 SOC(S1)보다 큰 값이다. Referring to FIG. 4, the entire charging process may be divided into a first section R1-1, a second section R1-2, and a third section R1-3. Specifically, the first section R1-1 and the second section R1-2 are divided by the boundary between the first SOC S1 and the second section R1-2 and the third section R1-3. The second SOC S2 is divided by the boundary of the second SOC S2 and the second SOC S2 is larger than the first SOC S1 as shown in FIG.

제어부(150)는 미리 정해진 제1 기준값(K1)과 제2 기준값(K2)을 기초로, 배터리(10)에 대한 충전 과정이 개시될때마다 제1 SOC(S1) 및 제2 SOC(S2)를 각각 설정할 수 있다. 제1 기준값(K1)과 제2 기준값(K2)은, 사전 실험을 통해 배터리(10)의 외부 환경을 일정하게 유지한 상태에서 충전을 진행할 때에 나타나는 배터리(10)의 SOC와 온도 간의 상관 관계를 기초로, 설계자에 의해 미리 정해지는 것일 수 있다.The controller 150 controls the first SOC S1 and the second SOC S2 based on a predetermined first reference value K1 and a second reference value K2 every time the charging process for the battery 10 is started Respectively. The first reference value K1 and the second reference value K2 are used to calculate a correlation between the SOC of the battery 10 and the temperature when the battery 10 is being charged while maintaining the external environment of the battery 10 constant As a basis, it may be predetermined by the designer.

바람직하게는, 제어부(150)는 제1 충전부(141)가 활성화되어 제1 충전 전류(I1)가 출력되고 있는 적어도 한 시점에 측정된 배터리(10)의 온도가 미리 정해진 설정 온도(Ts)와 같거나 더 작은 경우, 제1 기준값(K1)을 제1 SOC(S1)로 설정하고 제2 기준값(K2)을 제2 SOC(S2)로 설정할 수 있다. The control unit 150 determines whether the temperature of the battery 10 measured at least at one point of time when the first charging unit 141 is activated and the first charging current I1 is output is less than a predetermined set temperature Ts The first reference value K1 may be set to the first SOC S1 and the second reference value K2 may be set to the second SOC S2.

이때, 설정 온도(Ts)는 고정된 값일 수 있다. 이러한 설정 온도(Ts)는 배터리(10)의 발열이 심각한 상태인지를 판정하기 위한 기준이 되는 값으로서, 사전 실험을 통해 미리 정해질 수 있다.At this time, the set temperature Ts may be a fixed value. The set temperature Ts is a reference value for determining whether or not the heat generation of the battery 10 is serious, and can be predetermined through a preliminary experiment.

제1 내지 제3 구간(R1-1, R1-2, R1-3) 중 어느 한 구간에서의 충전 방식은 다른 구간에서의 충전 방식과는 상이하다. 다시 말해, 제어부(150)는 어느 한 구간의 종료 시, 종료된 구간에서의 충전 방식을 종료하고, 새로운 충전 방식을 개시할 수 있다.The charging method in any one of the first to third sections R1-1, R1-2, and R1-3 is different from the charging method in the other sections. In other words, the control unit 150 can terminate the charging method in the terminated section at the end of one section and start a new charging method.

상세히는, 제1 구간(R1-1)에서, 제어부(150)는 제1 충전부(141)를 활성화시킨다. 제1 구간(R1-1)은 충전 과정이 개시된 때, 즉 배터리(10)의 SOC가 0%인 때부터 배터리(10)의 SOC가 제1 기준값(K1)에 도달할 때까지의 구간이다. 배터리(10)의 SOC가 제1 기준값(K1)에 도달한 시점은 제1 시점(t1)이다.Specifically, in the first section R1-1, the control section 150 activates the first charging section 141. [ The first interval R1-1 is a period from when the charging process is started, that is, when the SOC of the battery 10 is 0%, until the SOC of the battery 10 reaches the first reference value K1. The point of time when the SOC of the battery 10 reaches the first reference value K1 is the first time point t1.

제1 구간(R1-1)에서, 제1 충전부(141)는 일정한 크기로 유지되는 제1 충전 전류(I1)로 배터리(10)에 대한 정전류 충전을 수행한다. 즉, 충전이 개시된 시점부터 제1 시점(t1)까지 제1 충전 전류(I1)가 배터리(10)에 공급된다. 제1 충전 전류(I1)와 같은 일정한 크기의 충전 전류를 정해진 구간 동안 연속적으로 배터리(10)에 공급하는 방식을 '고정 충전 방식'이라고 칭할 수 있다. 예컨대, 제1 충전 전류(I1)는 제1 구간(R1-1) 동안 6C로 일정하게 유지될 수 있다.In the first section R1-1, the first charging section 141 charges the battery 10 with the first charging current I1 maintained at a constant magnitude. That is, the first charge current I1 is supplied to the battery 10 from the start of charging to the first time point t1. The method of continuously supplying a constant-sized charging current equal to the first charging current I1 to the battery 10 for a predetermined period can be referred to as a 'fixed charging method'. For example, the first charge current I1 may be held constant at 6C during the first interval R1-1.

제1 충전 전류(I1)에 의해 배터리(10)가 충전됨에 따라 배터리(10)의 SOC는 점차적으로 증가한다. 배터리(10)의 SOC는 SOC 연산부(120)에 의해 주기적으로 또는 제어부(150)로부터 요청될 때마다 측정될 수 있다.The SOC of the battery 10 gradually increases as the battery 10 is charged by the first charge current I1. The SOC of the battery 10 may be measured periodically by the SOC calculator 120 or whenever requested from the controller 150. [

배터리(10)의 SOC가 제1 SOC(S1)에 도달함과 동시에, 제어부(150)는 제1 충전부(141)를 비활성화시키고 제2 충전부(142)를 활성화시켜 제2 구간(R1-2)에 대한 충전 과정을 개시한다. The control unit 150 deactivates the first charging unit 141 and activates the second charging unit 142 so that the second section R1-2 is turned on while the SOC of the battery 10 reaches the first SOC S1, Lt; / RTI &gt;

다시 말해, 제어부(150)는 제1 시점(t1)에서, 제1 충전 전류(I1)의 공급을 중단하고 제2 충전 전류(I2)의 공급을 시작한다.In other words, at the first time point t1, the control unit 150 stops supplying the first charge current I1 and starts supplying the second charge current I2.

제2 구간(R1-2)에서, 제2 충전부(142)는 제2 충전 전류(I2)로 배터리(10)에 대한 펄스 충전을 수행한다. 제2 구간(R1-2)은 제1 시점(t1)부터 제2 시점(t2) 사이의 구간으로서, 제2 시점(t2)은 배터리(10)의 SOC가 제2 기준값(K2)에 도달한 때이다. In the second section R1-2, the second charging section 142 performs pulse charging of the battery 10 with the second charging current I2. The second section R1-2 is a section between the first point of time t1 and the second point of time t2 and the second point of time t2 is a section between the first point of time t1 and the second point of time t2 when the SOC of the battery 10 reaches the second reference value K2 It is time.

제2 충전 전류(I2)는 펄스 형태로 출력되는 것으로서, 예컨대 제2 충전 전류(I2)의 피크치는 제1 충전 전류(I1)의 크기와 동일할 수 있다. 물론, 구현예에 따라 제2 충전 전류(I2)의 피크치는 제1 충전 전류(I1)의 크기보다 크거나 작을 수 있다.The second charge current I2 is output in the form of a pulse. For example, the peak value of the second charge current I2 may be the same as the first charge current I1. Of course, according to an embodiment, the peak value of the second charge current I2 may be larger or smaller than the size of the first charge current I1.

제어부(150)는 센싱부(110)로부터 제공되는 데이터를 기초로, 제2 충전 전류(I2)의 듀티 사이클을 결정할 수 있다. 제2 충전 전류(I2)의 듀티 사이클은 1/k이고, 이때 k는 1보다 큰 실수이다. 예를 들어, 한 주기의 길이가 3분이고 듀티 사이클이 1/3인 경우, 제2 충전 전류(I2)는 한 주기에 대해 1분 동안 연속적으로 흐른 후 2분 동안은 흐르지 않을 수 있다. The controller 150 may determine the duty cycle of the second charge current I2 based on the data provided from the sensing unit 110. [ The duty cycle of the second charge current I2 is 1 / k, where k is a real number greater than one. For example, if the length of one cycle is 3 minutes and the duty cycle is 1/3, the second charge current I2 may not flow for 2 minutes after it flows continuously for 1 minute for one cycle.

바람직하게는, 제어부(150)는 제1 시점(t1)에서 측정된 배터리(10)의 온도와 설정 온도(Ts)를 비교한 결과를 기초로, 제2 충전 전류(I2)의 듀티 사이클을 결정할 수 있다. 예컨대, 제1 시점(t1)에서 측정된 배터리(10)의 온도가 설정 온도(Ts)보다 낮은 경우, 제어부(150)는 제2 충전 전류(I2)의 듀티 사이클을 미리 정해진 값으로 설정할 수 있다. 예컨대, 도 4의 하단에 도시된 그래프를 통해 확인할 수 있듯이, 제1 시점(t1)에서 측정된 배터리(10)의 온도(TC1)가 설정 온도(Ts)보다 ΔT1만큼 낮으면, 도 4의 상단에 도시된 그래프와 같이 제2 충전 전류(I2)의 듀티 사이클이 ΔT1에 대응하는 값인 1/3로 설정될 수 있다.Preferably, the controller 150 determines the duty cycle of the second charge current I2 based on the result of comparing the temperature of the battery 10 measured at the first point of time t1 with the set temperature Ts . For example, when the temperature of the battery 10 measured at the first time point t1 is lower than the preset temperature Ts, the controller 150 may set the duty cycle of the second charge current I2 to a predetermined value . 4, when the temperature T C1 of the battery 10 measured at the first time point t1 is lower than the set temperature Ts by ΔT1, as shown in the graph of FIG. 4 The duty cycle of the second charge current I2 may be set to 1/3, which is a value corresponding to? T1, as shown in the upper graph.

제어부(150)는 제2 구간(R1-2)에서 배터리(10)의 온도가 높아질수록 제2 충전 전류(I2)의 듀티 사이클을 점차적으로 감소시킬 수 있다. 또는, 제어부(150)는 제2 구간(R1-2)에서 배터리(10)의 온도 상승 기울기가 가파라질수록 제2 충전 전류(I2)의 듀티 사이클을 점차적으로 감소시킬 수 있다. 예컨대, 배터리(10)의 온도 또는 온도 상승 기울기는, 듀티 사이클과 반비례할 수 있다. 제2 충전 전류(I2)의 듀티 사이클이 감소할수록, 배터리(10)의 발열은 억제된다. The controller 150 may gradually decrease the duty cycle of the second charge current I2 as the temperature of the battery 10 increases in the second section R1-2. Alternatively, the controller 150 may gradually reduce the duty cycle of the second charge current I2 as the temperature rise slope of the battery 10 becomes steep in the second section R1-2. For example, the temperature or temperature rise slope of the battery 10 may be inversely proportional to the duty cycle. As the duty cycle of the second charge current I2 decreases, the heat generation of the battery 10 is suppressed.

한편, 도 4의 하단 그래프에 도시된 굵은 실선은, 제2 구간(R1-2)에서도 제1 충전 전류(I1)로 정전류 충전을 수행하는 경우의 온도 곡선을 나타낸다. 이 경우, 굵은 실선으로 나타낸 전체 구간 중에서 배터리(10)의 온도가 설정 온도(Ts)를 초과하는 구간이 존재한다. 즉, 제2 구간(R1-2)에서도 정전류 충전을 수행하면, 펄스 형태의 제2 충전 전류(I2)로 충전하는 경우보다, 배터리(10)의 온도 상승 기울기가 높아지게 된다.On the other hand, the thick solid line shown in the lower graph of Fig. 4 shows the temperature curve in the case where the constant current charging is performed with the first charge current I1 in the second section R1-2. In this case, there is a section in which the temperature of the battery 10 exceeds the set temperature Ts in the whole section indicated by a thick solid line. That is, when the constant current charging is performed also in the second section R1-2, the temperature rising slope of the battery 10 becomes higher than that in the case of charging with the second charging current I2 in the pulse form.

배터리(10)의 SOC가 제2 SOC(S2)에 도달함과 동시에, 제어부(150)는 제2 충전부(142)를 비활성화시키고 제3 충전부(143)를 활성화시켜 제3 구간(R1-3)에 대한 충전 과정을 개시한다. 다시 말해, 제어부(150)는 제2 시점(t2)에서, 제2 충전 전류(I2)의 공급을 중단하고 정전압 충전을 시작한다.The control unit 150 deactivates the second charging unit 142 and activates the third charging unit 143 to activate the third section R1-3, Lt; / RTI &gt; In other words, at the second time point t2, the control unit 150 stops the supply of the second charge current I2 and starts the constant-voltage charging.

제3 구간(R1-3)에서, 제3 충전부(143)는 설정 전압(Vs)으로 배터리(10)에 대한 정전압 충전을 수행한다. In the third section R1-3, the third charging section 143 performs constant-voltage charging of the battery 10 with the set voltage Vs.

제어부(150)는 배터리(10)의 전압이 설정 전압(Vs)에 도달한 후 충전 전류의 크기가 설정 전류(Is)까지 감소하면, 배터리(10)에 대한 충전 과정을 종료할 수 있다. 즉, 제어부(150)는 제3 구간(R1-3)에서의 측정되는 충전 전류의 크기를 기초로, 배터리(10)에 대한 충전이 완료되었는지 판정할 수 있다. 또는, 제어부(150)는 SOC 연산부(120)에 의해 연산된 SOC가 100%를 지시하는 경우, 배터리(10)에 대한 충전이 완료된 것으로 판정하고, 제3 충전부(143)를 비활성화시킬 수 있다.The control unit 150 may terminate the charging process for the battery 10 when the charging current decreases to the set current Is after the voltage of the battery 10 reaches the set voltage Vs. That is, the controller 150 can determine whether charging of the battery 10 is completed based on the measured magnitude of the charging current in the third section R1-3. Alternatively, when the SOC calculated by the SOC calculating unit 120 indicates 100%, the control unit 150 may determine that charging of the battery 10 is completed, and deactivate the third charging unit 143. [

한편, 배터리(10)의 사양이 동일하더라도, 배터리(10)의 충전이 이루어지는 실제 환경 등에 따라, 충전 진행에 따른 배터리(10)의 온도 변화 특성이 달라질 수 있다. 예컨대, 배터리(10)에 공급되는 충전 전류가 일정하더라도, 배터리(10)에 대한 충전이 이루어지는 외부의 기온이 높아질수록, 배터리(10)의 온도 상승 기울기가 상대적으로 가파라질 수 있다. 따라서, 배터리(10)의 충전이 이루어지는 실제 환경을 고려하여, 충전 방식들 간의 전환 시점을 적절히 전환시켜 주는 것이 배터리(10)의 발열 억제 또는 급속 충전에 유리하게 작용할 수 있다. 이에 대해, 도 5 및 도 6을 참조하여 후술하기로 한다.On the other hand, even if the specifications of the battery 10 are the same, the temperature change characteristics of the battery 10 due to the progress of the charging may vary depending on the actual environment in which the battery 10 is charged. For example, even if the charging current supplied to the battery 10 is constant, the temperature rise slope of the battery 10 may become relatively steep as the external temperature at which the battery 10 is charged becomes higher. Therefore, in consideration of the actual environment in which the battery 10 is charged, it is possible to appropriately change the switching point of time between the charging modes to advantageously suppress the heat generation of the battery 10 or rapidly charge the battery 10. This will be described later with reference to Fig. 5 and Fig.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 충전 장치(100)에 의한 전체적인 충전 과정을 설명하는 데에 참조되는 그래프를 보여준다. FIG. 5 shows a graph referred to explain the overall charging process by the battery charging apparatus 100 according to another embodiment of the present invention.

도 5의 상단에 도시된 그래프에서, 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 배터리(10)의 전류를 나타낸다. 또한, 도 5의 하단에 도시된 그래프에서, 가로축은 SOC를 나타내고, 세로축은 배터리(10)의 전압과 온도를 나타낸다. In the graph shown at the top of FIG. 5, the abscissa represents time, and the ordinate represents current of battery 10. In FIG. 5, the horizontal axis represents the SOC and the vertical axis represents the voltage and the temperature of the battery 10. In the graph of FIG.

도 4와 도 5를 비교하면, 도 5의 제1 시점(t1)에서 측정된 배터리(10)의 온도(TC2)가 도 4에서의 온도(TC1)보다 낮다는 점에서 상이하다. 따라서, 도 4를 참조하여 전술한 설명은, 온도(TC2)와 관련된 내용 외에는 도 5에 따른 실시예에도 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다.4 and 5, the temperature T C2 of the battery 10 measured at the first time t1 in FIG. 5 is different from the temperature T C1 in FIG. Therefore, the above description with reference to FIG. 4 can be applied to the embodiment according to FIG. 5, in the same or similar manner, except for the content related to the temperature T C2 .

제어부(150)는 제1 시점(t1)에서 측정된 배터리(10)의 온도(TC2)와 설정 온도(Ts)를 비교한 결과를 기초로, 제2 충전 전류(I2)의 듀티 사이클을 결정할 수 있음은 전술한 바와 같다. The control unit 150 determines the duty cycle of the second charge current I2 based on the result of comparing the temperature T C2 of the battery 10 measured at the first time point t1 with the set temperature Ts Is as described above.

이때, 제1 시점(t1)에서 측정된 배터리(10)의 온도(TC2)가 낮을수록, 제어부(150)는 제2 충전 전류(I2)의 듀티 사이클을 증가시킬 수 있다. 즉, 두 온도(Ts, TC2) 간의 차이가 클수록 제2 충전 전류(I2)의 듀티 사이클은 증가될 수 있다. 도 5를 살피면, 제1 시점(t1)에서 측정된 배터리(10)의 온도(TC2)가 설정 온도(Ts)보다 ΔT2만큼 낮은데, ΔT2는 도 4의 ΔT1보다 큰 값이다.At this time, as the temperature T C2 of the battery 10 measured at the first time point t1 is lower, the controller 150 can increase the duty cycle of the second charge current I2. That is, the greater the difference between the two temperatures Ts and T C2 , the greater the duty cycle of the second charge current I2. 5, the temperature T C2 of the battery 10 measured at the first time point t1 is lower than the set temperature Ts by ΔT2, and ΔT2 is larger than ΔT1 of FIG.

예를 들어, 도 4의 제1 시점(t1)에서 측정된 배터리(10)의 온도(TC1)에 따라 설정된 듀티 사이클이 1/3이라면, 도 5의 제1 시점(t1)에서 측정된 배터리(10)의 온도(TC2)에 따라 설정된 듀티 사이클은 1/3보다 큰 1/2로 설정될 수 있다. 제1 시점(t1)에서 측정된 배터리(10)의 온도가 낮다는 것은 배터리(10)의 발열이 심하지 않은 상태를 의미하는 것이므로, 제2 충전 전류(I2)의 듀티 사이클을 증가시킴으로써 배터리(10)의 충전 소요 시간은 단축할 수 있다.For example, if the duty cycle set in accordance with the temperature T C1 of the battery 10 measured at the first time point t1 in FIG. 4 is 1/3, The duty cycle set according to the temperature T C2 of the battery 10 can be set to 1/2 that is greater than 1/3. The low temperature of the battery 10 measured at the first time point t1 means a state in which the heat of the battery 10 is not significant and therefore the duty cycle of the second charge current I2 is increased, ) Can be shortened.

도 4를 참조하여 전술한 내용과 공통되는 제1 구간(R1-1) 및 제3 구간(R1-3)에 대한 충전 과정에 대한 설명은 생략하기로 한다.The description of the charging process for the first section R1-1 and the third section R1-3, which is common to the above description with reference to FIG. 4, will be omitted.

도 6는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 충전 장치(100)에 의한 전체적인 충전 과정을 설명하는 데에 참조되는 그래프를 보여준다. FIG. 6 shows a graph referred to explain the overall charging process by the battery charging apparatus 100 according to another embodiment of the present invention.

도 6의 상단에 도시된 그래프에서, 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 전류를 나타낸다. 또한, 도 6의 하단에 도시된 그래프에서, 가로축은 SOC를 나타내고, 세로축은 전압과 온도를 나타낸다. In the graph shown at the top of Fig. 6, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents current. 6, the horizontal axis represents the SOC, and the vertical axis represents the voltage and the temperature.

도 6를 참조하면, 전체적인 충전 과정은 제1 구간(R2-1), 제2 구간(R2-2) 및 제3 구간(R2-3)으로 나누어질 수 있다. 구체적으로, 제1 구간(R2-1)과 제2 구간(R2-2)은 제1 SOC(S1')를 경계로 구분되고, 제2 구간(R2-2)과 제3 구간(R2-3)은 제2 SOC(S2)를 경계로 구분되는 것으로서, 도시된 바와 같이 제2 SOC(S2)는 제1 SOC(S1')보다 큰 값이다. 도 6과 관련하여, 도 4의 제3 구간(R1-3)에 대해 전술한 내용과 공통되는 제3 구간(R2-3)에 대한 충전 과정에 대한 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 6, the overall charging process may be divided into a first section R2-1, a second section R2-2, and a third section R2-3. Specifically, the first section R2-1 and the second section R2-2 are divided by the boundary between the first SOC S1 'and the second section R2-2 and the third section R2-3 Is divided by the boundary between the second SOC (S2) and the second SOC (S2) is larger than the first SOC (S1 '). With reference to FIG. 6, a description of the charging process for the third section R2-3, which is common to the above-described contents for the third section R1-3 in FIG. 4, will be omitted.

도 4 및 도 5와 비교할 때, 배터리(10)의 SOC가 제1 기준값(K1)에 도달하기 전의 어느 특정한 값(M)을 가질 때, 배터리(10)의 온도가 설정 온도(Ts)에 도달한다는 점에서 차이가 있다. 이 경우, 제어부(150)는 제1 기준값(K1)과 동일한 값을 제1 SOC(S1')로 설정하는 대신, 제1 기준값(K1)을 적절히 감소시킨 값을 제1 SOC(S1')로 설정할 수 있다.4 and 5, when the SOC of the battery 10 has a specific value M before reaching the first reference value K1, the temperature of the battery 10 reaches the set temperature Ts There is a difference. In this case, instead of setting the same value as the first reference value K1 as the first SOC S1 ', the controller 150 may set a value obtained by appropriately reducing the first reference value K1 to the first SOC S1' Can be set.

바람직하게는, 어느 한 충전 과정이 진행되는 중에, 배터리(10)의 온도가 설정 온도(Ts) 이상의 값을 가지게 되는 최초의 시점에 배터리(10)의 SOC가 제1 기준값(K1) 미만의 값(M)이면, 제어부(150)는 제1 기준값(K1)과 배터리(10)의 SOC(M) 간의 차이(ΔD)에 대응하는 보상값(W)을 연산할 수 있다. 여기서, ΔD = K1 - M이고, W = ΔD × Q1일 수 있다. Q1는 1 이하의 양수로서, 구현예에 따라 적절히 선택 및 변경 가능할 수 있다. 보상값(W)의 연산이 완료되면, 제어부(150)는 제1 기준값(K1)에서 보상값(W)을 뺀 값(S1')을 제1 SOC로 설정할 수 있다. 즉, S1' = K1 - W이다.The SOC of the battery 10 may be set to a value less than the first reference value K1 at a first point in time when the temperature of the battery 10 becomes equal to or higher than the set temperature Ts during a certain charging process, The control unit 150 may calculate the compensation value W corresponding to the difference DELTA D between the first reference value K1 and the SOC (M) of the battery 10. [ Here,? D = K1 - M and W =? DxQ1. Q1 is a positive integer of 1 or less, and can be appropriately selected and changed according to the embodiment. When the calculation of the compensation value W is completed, the controller 150 may set the value S 1 'obtained by subtracting the compensation value W from the first reference value K 1 to the first SOC. That is, S1 '= K1 - W.

도 4와 비교할 때, 제1 기준값(K1)을 기준으로 보상값(W)만큼 좌측으로 시프트된 위치에 제1 SOC(S1')가 위치하게 되며, 결과적으로 제1 구간(R2-1)의 폭은 도 4의 제1 구간(R1-1)의 폭보다 좁아지는 반면 제2 구간(R2-2)의 폭은 도 4의 제2 구간(R1-2)의 폭보다 넓어지게 된다. 다시 말해, 동일한 조건에서, 제1 충전 전류(I1)에 의한 정전류 충전 과정이 이루어지는 최대 시간은 t1에서 t1'으로 단축되고, 제2 충전 전류(I2)에 의한 펄스 충전 과정이 이루어지는 시간은 (t1 - t1')만큼 연장된다. 한편, 제2 기준값(K2)은 고정된 값일 수 있으며, 이 경우 제3 구간(R3-3)의 폭은 도 4의 제3 구간(R1-3)의 폭과 동일할 수 있다.4, the first SOC S1 'is located at a position shifted to the left by the compensation value W based on the first reference value K1. As a result, the first SOC S1' The width of the second section R2-2 becomes narrower than the width of the first section R1-1 of FIG. 4, while the width of the second section R2-2 becomes wider than the width of the second section R1-2 of FIG. In other words, under the same condition, the maximum time for performing the constant current charging process by the first charging current I1 is shortened from t1 to t1 ', and the time for performing the pulse charging process by the second charging current I2 is (t1 - t1 '). Meanwhile, the second reference value K2 may be a fixed value. In this case, the width of the third section R3-3 may be equal to the width of the third section R1-3 of FIG.

상세히는, 제1 구간(R2-1)에서, 제어부(150)는 제1 충전부(141)를 활성화시킨다. 제1 구간(R2-1)은 충전 과정이 개시된 때(즉, 배터리(10)의 SOC가 0%인 때)부터 배터리(10)의 SOC가 제1 SOC(S1')에 도달할 때까지의 구간이다. 도 5에 있어서, 배터리(10)의 SOC는 도 4의 시점(t1)보다 앞서는 시점(t1')에 제1 SOC(S1')에 도달한다.Specifically, in the first section R2-1, the control section 150 activates the first charging section 141. [ The first period R2-1 is a period during which the SOC of the battery 10 reaches the first SOC S1 'when the charging process is started (i.e., when the SOC of the battery 10 is 0%). Section. In FIG. 5, the SOC of the battery 10 reaches the first SOC S1 'at a time t1' ahead of the time t1 of FIG.

도 4의 제1 구간(R1-1)과 마찬가지로, 제1 충전부(141)는 제1 구간(R2-1) 동안에 제1 충전 전류(I1)로 배터리(10)에 대한 정전류 충전을 수행한다. The first charging unit 141 performs the constant current charging of the battery 10 with the first charging current I1 during the first period R2-1 as in the first period R1-1 of FIG.

배터리(10)의 SOC가 제1 SOC(S1')에 도달함과 동시에, 제어부(150)는 제1 충전부(141)를 비활성화시키고 제2 충전부(142)를 활성화시켜 제2 구간(R2-2)에 대한 충전 과정을 개시한다. 도 4과 비교할 때, 제1 SOC(S1')는 제1 기준값(K1)으로부터 상대적으로 좌측으로 시프트된 상태이므로, 제1 시점(t1') 역시 t1으로부터 좌측으로 시프트된다는 것은 자명하며, 결과적으로 제1 충전부(141)에 의한 정전류 충전 과정은 도 4에서의 정전류 충전 과정보다 상대적으로 일찍 종료된다.When the SOC of the battery 10 reaches the first SOC S1 ', the controller 150 deactivates the first charging unit 141 and activates the second charging unit 142 to activate the second section R2-2 ). 4, since the first SOC S1 'is shifted relatively to the left from the first reference value K1, it is obvious that the first time t1' is also shifted to the left from t1, and as a result, The constant current charging process by the first charging unit 141 is terminated relatively earlier than the constant current charging process in FIG.

제2 구간(R2-2)에서, 제2 충전부(142)는 제2 충전 전류(I2)로 배터리(10)에 대한 펄스 충전을 수행한다. 제2 구간(R2-2)은 제1 시점(t1')부터 제2 시점(t2) 사이의 구간으로서, 제2 시점(t2)은 배터리(10)의 SOC가 제2 기준값(K2)에 도달한 때이다. In the second section R2-2, the second charging section 142 performs pulse charging of the battery 10 with the second charging current I2. The second period R2-2 is a section between the first point of time t1 'and the second point of time t2 and the second point of time t2 is a period of time when the SOC of the battery 10 reaches the second reference value K2 It is a time.

제2 충전 전류(I2)는 펄스 형태로 출력되는 것이다. 도 4와는 대조적으로, 제어부(150)는 제1 충전 전류(I1)의 크기보다 작은 피크치를 가지는 제2 충전 전류(I2')를 출력하도록 제2 충전부(142)를 제어할 수 있다. 이때, 제1 충전 전류(I1)의 크기와 제2 충전 전류(I2')의 피크치 사이의 차이(ΔI)는, 제1 기준값(K1)과 배터리(10)의 SOC(M) 간의 차이(ΔD)에 대응할 수 있다. 예컨대, ΔI = ΔD × Q2일 수 있다. Q2는 양수로서, 구현예에 따라 적절히 선택 및 변경 가능할 수 있다.The second charge current I2 is output in the form of a pulse. In contrast to FIG. 4, the controller 150 may control the second charging unit 142 to output a second charging current I2 'having a smaller peak value than the first charging current I1. The difference ΔI between the magnitude of the first charge current I1 and the peak value of the second charge current I2 'is calculated as a difference ΔD between the first reference value K1 and the SOC (M) of the battery 10 ). For example, ΔI = ΔD × Q2. Q2 is a positive number, and can be appropriately selected and changed according to the embodiment.

이와 함께 또는 별개로, 제어부(150)는 ΔD의 크기를 기초로, 제2 충전 전류(I2')의 듀티 사이클을 결정할 수 있다. 바람직하게는, ΔD가 커질수록, 제2 충전 전류(I2')의 듀티 사이클은 점차적으로 감소될 수 있다. 예를 들어, 도 6의 상측에 도시된 그래프를 참조하면, 제2 충전 전류(I2')의 듀티 사이클은 1/4로 설정될 수 있으며, 이는 도 4에 도시된 제2 충전 전류(I2)의 듀티 사이클인 1/3보다 작은 것임을 확인할 수 있다.Alternatively, or separately, the control unit 150 can determine the duty cycle of the second charge current I2 'based on the magnitude of ΔD. Preferably, the larger the? D, the more gradually the duty cycle of the second charge current I2 'can be reduced. For example, referring to the graph shown on the upper side of FIG. 6, the duty cycle of the second charge current I2 'may be set to 1/4, which corresponds to the second charge current I2 shown in FIG. 1/3 &quot;, which is the duty cycle of &quot;

배터리(10)의 SOC가 제2 SOC(S2)에 도달함과 동시에, 제어부(150)는 제2 충전부(142)를 비활성화시키고 제3 충전부(143)를 활성화시켜 제3 구간(R1-3)에 대한 충전 과정을 개시한다. 다시 말해, 제어부(150)는 제2 시점(t2)에서, 제2 충전 전류(I2)의 공급을 중단하고 정전압 충전을 시작한다.The control unit 150 deactivates the second charging unit 142 and activates the third charging unit 143 to activate the third section R1-3, Lt; / RTI &gt; In other words, at the second time point t2, the control unit 150 stops the supply of the second charge current I2 and starts the constant-voltage charging.

도 7는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 충전 장치(100)에 의한 전체적인 충전 과정을 설명하는 데에 참조되는 그래프를 보여준다. FIG. 7 shows a graph referred to explain the overall charging process by the battery charging apparatus 100 according to another embodiment of the present invention.

도 7의 상단에 도시된 그래프에서, 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 배터리(10)의 전류를 나타낸다. 또한, 도 7의 하단에 도시된 그래프에서, 가로축은 SOC를 나타내고, 세로축은 전압과 온도를 나타낸다.In the graph shown at the top of Fig. 7, the abscissa represents time, and the ordinate represents current of battery 10. Fig. 7, the horizontal axis represents SOC and the vertical axis represents voltage and temperature.

도 7를 참조하면, 전체적인 충전 과정은 제1 구간(R3-1), 제2 구간(R3-2) 및 제3 구간(R3-3)으로 나누어질 수 있다. 구체적으로, 제1 구간(R3-1)과 제2 구간(R3-2)은 제1 SOC(S1)를 경계로 구분되고, 제2 구간(R3-2)과 제3 구간(R3-3)은 제2 SOC(S2)를 경계로 구분되는 것으로서, 도시된 바와 같이 제2 SOC(S2)는 제1 SOC(S1)보다 큰 값이다. Referring to FIG. 7, the overall charging process may be divided into a first section R3-1, a second section R3-2, and a third section R3-3. Specifically, the first section R3-1 and the second section R3-2 are divided by the boundary between the first SOC S1 and the second section R3-2 and the third section R3-3. The second SOC S2 is divided by the boundary of the second SOC S2 and the second SOC S2 is larger than the first SOC S1 as shown in FIG.

제1 구간(R3-1) 및 제3 구간(R3-3)에 대한 내용은 도 4를 참조하여 전술한 제1 구간(R1-1) 및 제3 구간(R1-3)에서의 충전 과정에 대한 설명과 공통되는 바, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The contents of the first section R3-1 and the third section R3-3 are the same as those in the first section R1-1 and the third section R1-3 described above with reference to FIG. And a detailed description thereof will be omitted.

배터리(10)의 SOC가 제1 SOC(S1)에 도달함과 동시에, 제어부(150)는 제2 충전부(142)를 활성화시키는 대신 제1 충전부(141)를 활성화시킨 상태로 제2 구간(R3-2)에 대한 단계적인 정전류 충전을 개시한다는 점에서 도 4 내지 도 6에서의 충전 과정과는 부분적으로 상이하다. When the SOC of the battery 10 reaches the first SOC S1 and the controller 150 activates the first charging unit 141 instead of activating the second charging unit 142, -2) in that it starts a step-wise constant-current charging for the charging currents I1, I2.

서로 다른 크기를 가지는 충전 전류들을 단계적으로 감소시키면서 배터리(10)에 공급하는 방식을 '스텝 충전 방식'이라고 칭하기로 한다. 이러한 스텝 충전 방식은 정전류 충전 방식 중의 한가지로서, 고정 충전 방식과는 구별되는 것이다.A method of supplying charge currents having different sizes to the battery 10 while gradually reducing the charge current is referred to as a 'step charge method'. This step charging method is one of the constant current charging methods, and is distinguished from the fixed charging method.

구체적으로, 제2 충전부(142)는 제2 구간(R3-2)에서 복수의 충전 전류들로 배터리(10)에 대한 정전류 충전을 수행한다. 이해를 돕기 위해, 이하에서는 제2 구간(R3-2)의 시작부터 종료까지 스텝 충전 방식을 통해 제3 내지 제5 충전 전류(I5)가 배터리(10)에 순차적으로 공급되는 것으로 가정한다. 다시 말해, 제2 구간(R3-2)이 개시된 시점부터 제3 충전 전류(I3)로 정전류 충전을 수행한 후, 제4 충전 전류(I4)로 정전류 충전을 수행한다. 그 다음, 제5 충전 전류(I5)로 정전류 충전이 수행된다. 제5 충전 전류(I5)에 의한 정전류 충전이 완료되면, 제3 구간(R3-3)으로 전환된다.Specifically, the second charging unit 142 charges the battery 10 with a plurality of charging currents in the second section R3-2. For the sake of understanding, it is assumed that the third to fifth charge currents I5 are sequentially supplied to the battery 10 through the step charge method from the start to the end of the second section R3-2. In other words, after the second section R3-2 is started, the constant current charging is performed with the third charging current I3, and then the constant current charging is performed with the fourth charging current I4. Then, constant current charging is performed with the fifth charge current I5. When the constant current charging by the fifth charging current I5 is completed, the third section R3-3 is switched to.

배터리(10)의 발열을 저감하려는 본 발명의 목적을 효과적으로 달성하기 위해, 제1 충전 전류(I1)는 제3 충전 전류(I3)보다 크고, 제3 충전 전류(I3)는 제4 충전 전류(I4)보다 크며, 제4 충전 전류(I4)는 제5 충전 전류(I5)보다 크게 설정되는 것이 좋다. 예컨대, 제1 충전 전류(I1)에 대응하는 충전율(current rate)은 6C이고, 제3 충전 전류(I3)에 대응하는 충전율은 3C이며, 제4 충전 전류(I4)에 대응하는 충전율은 2C이고, 제5 충전 전류(I5)에 대응하는 충전율은 1C일 수 있다.The first charge current I1 is greater than the third charge current I3 and the third charge current I3 is greater than the fourth charge current I3 in order to effectively achieve the object of the present invention for reducing the heat generation of the battery 10. [ I4) and the fourth charge current (I4) is set to be larger than the fifth charge current (I5). For example, the current rate corresponding to the first charge current I1 is 6C, the charge rate corresponding to the third charge current I3 is 3C, the charge rate corresponding to the fourth charge current I4 is 2C , And the charging rate corresponding to the fifth charging current I5 may be 1C.

제3 충전 전류(I3)로부터 제4 충전 전류(I4)로의 제1 전환 시점(tC1) 및 제4 충전 전류(I4)로부터 제5 충전 전류(I5)로의 제2 전환 시점(tC2)은 다양한 기준으로 정해질 수 있다. 바람직하게는, 제어부(150)는 미리 정해진 기준 전압을 기초로, 제1 및 제2 전환 시점(tC1, tC2) 각각을 결정할 수 있다. The first switching time t C1 from the third charging current I3 to the fourth charging current I4 and the second switching time t C2 from the fourth charging current I4 to the fifth charging current I5 are It can be set by various criteria. Preferably, the control unit 150 can determine each of the first and second switching times t C1 , t C2 based on a predetermined reference voltage.

상세하게는, 제2 구간(R3-2)에서, 제어부(150)는 배터리(10)의 전압이 제1 기준 전압(VC1)에 도달한 시점을 제1 전환 시점(tC1)으로 설정할 수 있다. 또한, 제1 전환 시점(tC1) 이후, 배터리(10)의 전압이 제2 기준 전압(VC2)에 도달한 시점을 제2 전환 시점(tC2)으로 설정할 수 있다. More specifically, in the second section R3-2, the controller 150 sets the time point at which the voltage of the battery 10 reaches the first reference voltage V C1 to the first switching point t C1 have. In addition, it is possible to set the first switching time (t C1) Thereafter, the second reference voltage (V C2), the second switching time (t C2) when reaching the voltage of the battery (10).

제어부(150)는 제1 시점(t1)부터 제1 전환 시점(tC1)까지 제3 충전 전류(I3)로 배터리(10)에 대한 정전류 충전을 수행하다가, 제1 전환 시점(tC1)부터 제2 전환 시점(tC2)까지는 제4 충전 전류(I4)로 배터리(10)에 대한 정전류 충전을 수행할 수 있다. 이어서, 제2 전환 시점(tC2)부터 제2 시점(t2)까지는 제5 충전 전류(I5)로 배터리(10)에 대한 정전류 충전을 수행할 수 있다.Controller 150 from a first time point (t1) from the first switching time (t C1) 3 while performing constant current charging to the battery 10 to the charging current (I3), the first switching time (t C1) to The constant current charging of the battery 10 can be performed with the fourth charge current I4 up to the second switching time t C2 . Then, from the second switching point of time t C2 to the second point of time t2, the constant current charging of the battery 10 can be performed with the fifth charging current I5.

배터리(10)의 발열이 가장 심하게 나타나는 제2 구간(R3-2)에서, 스텝 충전 방식을 통해 충전 전류가 시간에 따라 단계적으로 낮아지므로, 배터리(10)의 온도 상승 기울기를 낮추는 것은 물론 리튬 이온의 석출 현상을 완화하는 효과를 기대할 수 있다.In the second section R3-2 in which the heat of the battery 10 is most severely exhibited, the charging current is gradually lowered with time in the step-charging manner, so that the temperature rise slope of the battery 10 is lowered, It is possible to expect an effect of alleviating the precipitation phenomenon.

한편, 도 4 내지 도 7을 참조하여 전술한 파라미터들인 제1 기준값(K1), 제2 기준값(K2), 설정 전류(Ts), 설정 전압(Vs), 설정 전류(Is), 충전 전류들(I1~I5, I2'), 기준 전압들(VC1, VC2), 펄스 충전을 위한 듀티 사이클 등에 대한 데이터는 메모리(151)에 미리 저장되는 것일 수 있다.Meanwhile, the first reference value K1, the second reference value K2, the set current Ts, the set voltage Vs, the set current Is, the charge currents I1 to I5 and I2 ', reference voltages V C1 and V C2 , duty cycle for pulse charging, and the like may be stored in the memory 151 in advance.

도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 따른 배터리 충전 장치(100)가 배터리(10)를 충전하는 방법을 보여주는 순서도이다. 8A to 8C are flowcharts showing a method of charging the battery 10 by the battery charging apparatus 100 according to the present invention.

도 8a를 참조하면, 단계 S812에서 배터리(10)의 SOC를 연산한다. 구체적으로, SOC 연산부(120)는 센싱부(110)로부터 제공되는 데이터를 기초로 확장 칼만 필터 등을 이용하여 배터리(10)의 SOC를 연산할 수 있다. SOC 연산부(120)에 의해 연산된 배터리(10)의 SOC를 나타내는 데이터는 제어부(150)로 제공된다.Referring to FIG. 8A, the SOC of the battery 10 is calculated in step S812. Specifically, the SOC calculating unit 120 may calculate the SOC of the battery 10 using an extended Kalman filter or the like based on the data provided from the sensing unit 110. [ The data indicating the SOC of the battery 10 calculated by the SOC calculating unit 120 is provided to the controller 150. [

단계 S814에서, 단계 S812을 통해 연산된 배터리(10)의 SOC가 제1 SOC 미만인지 판정한다. 메모리(151)에는 제1 SOC를 나타내는 데이터가 미리 저장될 수 있고, 제어부(150)는 메모리(151)에 저장된 데이터를 참조하여, 배터리(10)의 SOC와 제1 SOC 간의 대소 관계를 판정할 수 있다. 만약, 판정의 결과가 "YES"이면, 단계 S816이 개시된다. 반면, 판정의 결과가 "NO"이면, 단계 S822가 개시된다.In step S814, it is determined whether the SOC of the battery 10 calculated through step S812 is less than the first SOC. Data representing the first SOC may be stored in the memory 151 in advance and the controller 150 refers to the data stored in the memory 151 to determine the magnitude relationship between the SOC of the battery 10 and the first SOC . If the result of the determination is "YES ", step S816 is started. On the other hand, if the result of the determination is "NO ", step S822 is started.

단계 S816에서, 제1 충전 전류(I1)로 정전류 충전을 수행한다. 제어부(150)는 제1 충전 전류(I1)가 배터리(10)에 공급될 수 있도록 제1 충전부(141)를 활성화시키고, 활성화된 제1 충전부(141)가 제1 충전 전류(I1)를 출력하도록 제어한다. 이때, 제1 충전 전류(I1)의 크기는 미리 정해진 것일 수 있다. 단계 S816이 종료되면, 단계 S812로 회귀할 수 있다.In step S816, constant current charging is performed with the first charge current I1. The control unit 150 activates the first charging unit 141 so that the first charging current I1 can be supplied to the battery 10 and the activated first charging unit 141 outputs the first charging current I1 . At this time, the magnitude of the first charge current I1 may be predetermined. When step S816 ends, the flow returns to step S812.

도 8b를 참조하면, 단계 S822에서, 단계 S812을 통해 연산된 배터리(10)의 SOC가 제2 SOC 미만인지 판정한다. 메모리(151)에는 제2 SOC를 나타내는 데이터가 미리 저장될 수 있고, 제어부(150)는 메모리(151)에 저장된 데이터를 참조하여, 배터리(10)의 SOC와 제2 SOC 간의 대소 관계를 판정할 수 있다. 만약, 판정의 결과가 "YES"이면, 단계 S824가 개시된다. 반면, 판정의 결과가 "NO"이면, 단계 S832가 개시된다.Referring to Fig. 8B, in step S822, it is determined whether the SOC of the battery 10 calculated through step S812 is less than the second SOC. Data representing the second SOC may be stored in the memory 151 in advance and the controller 150 refers to the data stored in the memory 151 to determine the magnitude relationship between the SOC of the battery 10 and the second SOC . If the result of the determination is "YES ", step S824 is started. On the other hand, if the result of the determination is "NO ", step S832 is started.

단계 S824에서, 펄스 충전 방식 및 스텝 충전 방식 중 어느 하나를 선택한다. 제어부(150)는 미리 정해진 다양한 조건과 센싱부(110)로부터 제공되는 데이터를 상호 비교하여, 펄스 충전 방식을 선택하거나 스텝 충전 방식을 선택할 수 있다.In step S824, either the pulse charging method or the step charging method is selected. The control unit 150 may compare the predetermined condition with the data provided from the sensing unit 110 to select the pulse charging mode or the step charging mode.

단계 S826에서, 단계 S824를 통해 선택된 방식으로 배터리(10)에 대한 충전을 수행한다. 만약, 단계 S824를 통해 펄스 충전 방식이 선택되었다면, 도 4 내지 도 8을 참조하여 전술한 바와 같이, 제어부(150)는 제2 충전부(142)를 활성화시키고, 활성화된 제2 충전부(142)가 소정의 듀티비를 가지는 제2 충전 전류를 배터리(10)에 공급하도록 제어할 수 있다. In step S826, charging is performed on the battery 10 in the manner selected through step S824. If the pulse charging method is selected through step S824, the controller 150 activates the second charging part 142 and activates the second charging part 142 as described above with reference to FIGS. 4 to 8 It is possible to control to supply the battery 10 with a second charge current having a predetermined duty ratio.

반면, 단계 S824를 통해 스텝 충전 방식이 선택되었다면, 도 7을 참조하여 전술한 바와 같이, 제어부(150)는 서로 다른 크기를 가지는 복수개의 충전 전류들을 단계적으로 출력하도록 제1 충전부(141)를 제어할 수 있다. 단계 S826이 개시된 시점에서, 제1 충전부(141)는 단계 S816을 통해 이미 활성화된 상태일 수 있다. 단계 S826이 종료되면, 단계 S812로 회귀할 수 있다.7, the controller 150 controls the first charging unit 141 to step-out a plurality of charge currents having different sizes, as described above with reference to FIG. 7, can do. At the time when step S826 is started, the first charging unit 141 may be already activated through step S816. When step S826 is finished, the flow returns to step S812.

도 8c를 참조하면, 단계 S832에서, 배터리(10)에 공급되는 충전 전류가 설정 전류(Is) 미만인지 판정한다. 메모리(151)에는 설정 전류(Is)를 나타내는 데이터가 미리 저장될 수 있고, 제어부(150)는 메모리(151)에 저장된 데이터를 참조하여, 현재의 충전 전류와 설정 전류(Is) 간의 대소 관계를 판정할 수 있다. 만약, 판정의 결과가 "YES"이면, 단계 S834이 개시된다. 반면, 판정의 결과가 "NO"이면, 배터리(10)가 완전히 충전된 상태에 해당하므로, 모든 충전 과정이 종료된다. Referring to FIG. 8C, in step S832, it is determined whether the charge current supplied to the battery 10 is less than the set current Is. Data indicating the set current Is may be stored in the memory 151 in advance and the controller 150 refers to the data stored in the memory 151 to calculate the magnitude relationship between the current charging current and the set current Is . If the result of the determination is "YES ", step S834 is started. On the other hand, if the result of the determination is "NO ", since the battery 10 corresponds to the fully charged state, the entire charging process is ended.

단계 S834에서, 설정 전압(Vs)로 배터리(10)에 대한 정전압 충전을 수행한다. 단계 S834이 종료되면, 단계 S822 또는 단계 S812로 회귀할 수 있다.In step S834, the constant voltage charging of the battery 10 is performed with the set voltage Vs. When step S834 is finished, the flow returns to step S822 or step S812.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiments of the present invention described above are not only implemented by the apparatus and method but may be implemented through a program for realizing the function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded, The embodiments can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.

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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to be illustrative, The present invention is not limited to the drawings, but all or some of the embodiments may be selectively combined so that various modifications may be made.

1: 배터리 팩
10: 배터리
100: 배터리 충전 장치
110: 센싱부
120: SOC 연산부:
131: AC-DC 변환기
132: DC-DC 변환기
140: 충전 회로
141: 제1 충전부:
142: 제2 충전부:
143: 제3 충전부:
150: 제어부:
151: 메모리1: Battery pack
10: Battery
100: Battery charger
110: sensing unit
120: SOC operation unit:
131: AC-DC converter
132: DC-DC converter
140: charging circuit
141: first charging section:
142: Second charging section:
143: Third charging section:
150:
151: Memory

Claims (13)

배터리의 SOC를 연산하도록 구성된 SOC 연산부;
상기 배터리에 대한 정전류 충전을 수행하도록 구성된 제1 충전부;
상기 배터리에 대한 펄스 충전을 수행하도록 구성된 제2 충전부;
상기 배터리에 대한 정전압 충전을 수행하도록 구성된 제3 충전부; 및
상기 배터리의 SOC를 기초로, 상기 제1 내지 3 충전부 중 어느 하나를 활성화시키도록 구성된 제어부;
를 포함하는, 배터리 충전 장치.An SOC operation unit configured to calculate an SOC of the battery;
A first charger configured to perform a constant current charge on the battery;
A second charging unit configured to perform pulse charging on the battery;
A third charging unit configured to perform a constant voltage charge on the battery; And
A control unit configured to activate any one of the first to third charging units based on the SOC of the battery;
And the battery charger. 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 배터리의 SOC가 제1 SOC 미만인 경우,
상기 제1 충전부를 활성화시키고, 제1 충전 전류로 상기 배터리에 대한 정전류 충전을 수행하도록 상기 활성화된 제1 충전부를 제어하는, 배터리 충전 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
When the SOC of the battery is less than the first SOC,
And activates the first charging unit and controls the activated first charging unit to perform a constant current charging with respect to the battery with a first charging current. 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 배터리의 SOC가 제1 SOC 이상이고 상기 제1 SOC보다 큰 제2 SOC 미만인 경우,
상기 제2 충전부를 활성화시키고, 소정의 듀티사이클을 가지는 제2 충전 전류로 상기 배터리에 대한 펄스 충전을 수행하도록 상기 활성화된 제2 충전부를 제어하는, 배터리 충전 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
When the SOC of the battery is equal to or greater than a first SOC and less than a second SOC greater than the first SOC,
Activates the second charging unit and controls the activated second charging unit to perform pulse charging for the battery with a second charging current having a predetermined duty cycle. 제3항에 있어서,
상기 제1 충전 전류의 크기와 상기 제2 충전 전류의 피크치는 서로 동일하고,
상기 듀티사이클은 1/3인, 배터리 충전 장치.The method of claim 3,
The magnitude of the first charge current and the peak value of the second charge current are equal to each other,
Wherein the duty cycle is 1/3. 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 배터리의 SOC가 제1 SOC 이상이고 상기 제1 SOC보다 큰 제2 SOC 미만인 경우,
제3 충전 전류, 제4 충전 전류 및 제5 충전 전류 중 어느 하나를 선택하고, 상기 선택된 충전 전류로 상기 배터리에 대한 정전류 충전을 수행하도록 상기 활성화된 제1 충전부를 제어하되,
상기 제1 충전 전류는 상기 제3 충전 전류보다 크고, 상기 제3 충전 전류는 상기 제4 충전 전류보다 크며, 상기 제4 충전 전류는 상기 제5 충전 전류보다 큰, 배터리 충전 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
When the SOC of the battery is equal to or greater than a first SOC and less than a second SOC greater than the first SOC,
A third charging current, a fourth charging current, and a fifth charging current, and controls the activated first charging unit to perform the constant current charging for the battery with the selected charging current,
Wherein the first charge current is greater than the third charge current, the third charge current is greater than the fourth charge current, and the fourth charge current is greater than the fifth charge current. 제5항에 있어서,
상기 제1 충전 전류에 대응하는 충전율은 6C이고, 상기 제3 충전 전류에 대응하는 충전율은 3C이며, 상기 제4 충전 전류에 대응하는 충전율은 2C이고, 상기 제5 충전 전류에 대응하는 충전율은 1C인, 배터리 충전 장치.6. The method of claim 5,
The charging rate corresponding to the first charging current is 6C, the charging rate corresponding to the third charging current is 3C, the charging rate corresponding to the fourth charging current is 2C, the charging rate corresponding to the fifth charging current is 1C In battery charger. 제2항에 있어서,
상기 배터리의 온도를 측정하도록 구성되는 온도 센서;를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 배터리의 SOC가 기준값 미만이면서 상기 배터리의 온도가 설정 온도 미만 경우, 상기 기준값을 상기 제1 SOC로 설정하는, 배터리 충전 장치.3. The method of claim 2,
And a temperature sensor configured to measure a temperature of the battery,
Wherein,
And sets the reference value to the first SOC when the SOC of the battery is less than the reference value and the temperature of the battery is less than the set temperature. 제7항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 배터리의 SOC가 상기 기준값 미만이면서 상기 배터리의 온도가 상기 설정 온도 이상인 경우,
상기 기준값과 상기 배터리의 SOC 간의 차이에 대응하는 보상값을 연산하고, 상기 기준값에서 상기 보상값을 뺀 값을 상기 제1 SOC로 설정하는, 배터리 충전 장치.8. The method of claim 7,
Wherein,
When the SOC of the battery is less than the reference value and the temperature of the battery is higher than the set temperature,
Calculates a compensation value corresponding to a difference between the reference value and the SOC of the battery, and sets a value obtained by subtracting the compensation value from the reference value to the first SOC. 제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 배터리의 SOC가 상기 제2 SOC 이상인 경우, 상기 제3 충전부를 활성화시키고,
상기 배터리가 완전히 충전될 때까지, 미리 정해진 설정 전압으로 상기 배터리에 대한 정전압 충전을 수행하도록 상기 활성화된 제3 충전부를 제어하는, 배터리 충전 장치.The method of claim 3,
Wherein,
Activates the third charging unit when the SOC of the battery is equal to or higher than the second SOC,
Controls the activated third charging unit to perform constant-voltage charging of the battery at a predetermined set voltage until the battery is fully charged. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 충전 장치;
를 포함하는, 배터리 팩.10. A battery charging device according to any one of claims 1 to 9,
. (a)배터리의 SOC를 연산하는 단계;
(b)상기 배터리의 SOC가 제1 SOC 미만 경우, 제1 충전 전류로 상기 배터리에 대한 정전류 충전을 수행하는 단계;
(c)상기 배터리의 SOC가 상기 제1 SOC 이상이고 상기 제1 SOC보다 큰 제2 SOC 미만인 경우, 펄스 충전 방식 및 스텝 충전 방식 중 어느 하나를 선택하는 단계;
(d)상기 배터리의 SOC가 상기 제2 SOC에 도달할 때까지, 상기 선택된 방식으로 상기 배터리에 대한 충전을 수행하는 단계; 및
(e)상기 배터리의 SOC가 상기 제2 SOC 이상인 경우, 설정 전압으로 상기 배터리에 대한 정전압 충전을 수행하는 단계;
를 포함하는, 배터리 충전 방법.(a) calculating an SOC of the battery;
(b) if the SOC of the battery is less than the first SOC, performing a constant current charge on the battery with a first charge current;
(c) selecting either the pulse charging mode or the step charging mode when the SOC of the battery is equal to or greater than the first SOC and less than the second SOC greater than the first SOC;
(d) performing charging for the battery in the selected manner until the SOC of the battery reaches the second SOC; And
(e) performing constant-voltage charging of the battery with the set voltage when the SOC of the battery is equal to or higher than the second SOC;
/ RTI &gt; 제11항에 있어서,
상기 (b) 단계 전에,
(f)상기 배터리의 온도를 측정하는 단계; 및
(g)상기 배터리의 SOC가 기준값 미만이면서 상기 배터리의 온도가 설정 온도 미만 경우, 상기 기준값을 상기 제1 SOC로 설정하는 단계;
를 더 포함하는, 배터리 충전 방법.12. The method of claim 11,
Before the step (b)
(f) measuring the temperature of the battery; And
(g) setting the reference value to the first SOC when the SOC of the battery is less than the reference value and the temperature of the battery is less than the set temperature;
Further comprising the step of: 제12항에 있어서,
상기 (b) 단계 전에,
(h)상기 배터리의 SOC가 상기 기준값 미만이면서 상기 배터리의 온도가 상기 설정 온도 이상인 경우, 상기 기준값과 상기 배터리의 SOC 간의 차이에 대응하는 보상값을 연산하는 단계; 및
(i)상기 기준값에서 상기 보상값을 뺀 값을 상기 제1 SOC로 설정하는 단계;
를 더 포함하는, 배터리 충전 방법.
13. The method of claim 12,
Before the step (b)
(h) calculating a compensation value corresponding to a difference between the reference value and the SOC of the battery when the SOC of the battery is less than the reference value and the temperature of the battery is not less than the set temperature; And
(i) setting a value obtained by subtracting the compensation value from the reference value to the first SOC;
Further comprising the step of:
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