KR20200105561A - 배터리 등급을 이용한 충전 관리 시스템 - Google Patents

배터리 등급을 이용한 충전 관리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리의 충전 및 방전 후의 내부저항에 따라 배터리의 현재 상태에 대한 등급을 부여하고 충전시에 등급에 따른 충전 전류값을 차등 적용되도록 하는 배터리 등급을 이용한 충전 관리 시스템 및 배터리의 등급별 관리 방법에 관한 것이다.
본 발명은, 배터리의 충전 및 방전 후의 내부저항에 따라 등급을 부여하고 등급에 따른 충전 전류값을 차등 설정하는 배터리 관리센터(100)와; 충전 대상의 배터리에 대한 식별정보를 확인하여 배터리 관리센터로 제공하고, 배터리 관리센터로부터 제공받은 배터리의 등급에 따른 충전 전류값으로 배터리를 충전하는 배터리 충전기(200)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 등급을 이용한 충전 관리 시스템 및 배터리의 등급별 관리 방법{Charge management system using battery level and management method of battery}
본 발명은 배터리의 충전 및 방전 후의 내부저항에 따라 배터리의 현재 상태에 대한 등급을 부여하고 충전시에 등급에 따른 충전 전류값을 차등 적용되도록 하는 배터리 등급을 이용한 충전 관리 시스템 및 배터리의 등급별 관리 방법에 관한 것이다.
최근 환경에 대한 고려가 중요해 짐에 따라 하이브리드 자동차, 플러그인 하이브리드 자동차, 전기 자동차가 각광을 받고 있다. 특히 이러한 자동차에 필수적으로 들어가는 배터리에 대한 기술 개발이 매우 중요하게 여겨지고 있다.
그런데 이러한 배터리는 일반적으로 수명이 존재하게 된다. 즉, 자동차를 사용함에 따라 자연스레 내부 저항이 증가하여 출력이 줄어들게 되며, 다른 한편으로는 전체적인 충전 용량이 줄어들게 된다. 이러한 성능 저하가 발생하게 될 경우, 하이브리드 자동차나 플러그인 하이브리드 자동차 등의 연비 및 성능에 있어 저하를 가져올 수 있기 때문에 이러한 배터리의 성능 측정이 중요하다 할 수 있다.
통상적인 배터리의 수명은 적류전산법 및 칼만필터를 독립적 혹은 하이브리드 형태로 활용하였다. 이 경우 필요한 Raw data는 배터리의 충전 및 방전 과정동안 소요되는 전류값 및 이의 누적값이다. 전류의 누적값은 총 충전 및 방전 용량으로 나타내어지며, 이를 통해 배터리의 정격 충전용량 및 방전용량과 대비하여 현재 배터리의 상태를 판단하였다.
대한민국 공개특허 10-2013-0091475호 대한민국 공개특허 10-2012-0134415호
본 발명은 배터리의 충전 및 방전 후의 내부저항에 따라 배터리의 현재 상태에 대한 등급을 부여하고 충전시에 등급에 따른 충전 전류값을 차등 적용되도록 하는 배터리 등급을 이용한 충전 관리 시스템 및 배터리의 등급별 관리 방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 배터리 등급을 이용한 충전 관리 시스템은, 배터리의 충전 및 방전 후의 내부저항에 따라 등급을 부여하고 등급에 따른 충전 전류값을 차등 설정하는 배터리 관리센터(100)와; 충전 대상의 배터리에 대한 식별정보를 확인하여 배터리 관리센터로 제공하고, 배터리 관리센터로부터 제공받은 배터리의 등급에 따른 충전 전류값으로 배터리를 충전하는 배터리 충전기(200)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 배터리 관리센터(100)는, 등록된 배터리에 고유식별정보를 부여하여 관리하는 배터리 이력관리부(110)와; 충전이 완료된 배터리에서 측정된 내부저항을 저장하고 관리하는 충전 내부저항 관리부(120)와; 충전이 완료된 배터리를 방전시키면서 배터리의 방전시간을 확인하여 저장하고 관리하는 방전시간 관리부(130)와; 방전이 완료된 배터리의 내부저항을 측정하여 저장하고 관리하는 방전 내부저항 관리부(140)와; 충전내부저항, 방전내부저항 및 방전시간을 기준으로 배터리의 기준등급을 분류하는 배터리 기준등급 관리부(150)와; 배터리에서 측정된 충전내부저항, 방전내부저항 및 방전시간을 기준값과 비교하여 배터리의 등급을 분류하여 저장하는 배터리 등급 분류부(160)와; 배터리의 기준등급에 따른 차등화된 충전 전류값을 설정하는 등급별 충전 전류값 관리부(170)와; 충전기로부터 배터리 안치부에 장착된 배터리의 식별정보를 제공받으면 등록된 배터리의 등급을 확인하여 충전기로 제공하는 충전 배터리 등급확인부(180);를 포함하고,
배터리 충전기(200), 배터리 안치부에 장착된 배터리의 식별정보를 확인하는 충전 배터리 확인부(210)와; 확인된 배터리의 식별정보를 배터리 관리센터(100)로 제공하는 식별정보 제공부(220)와; 배터리 관리센터(100)로부터 제공받은 배터리의 등급을 충전 관리자가 확인할 수 있도록 배터리 충전기(200)의 관리 화면에 표시하는 충전 배터리 등급표시부(230)와; 배터리 관리센터(100)로부터 제공받은 배터리의 등급별 충전 전류값에 대한 정보를 저장하고 관리하는 등급별 충전 전류값 관리부(240)와; 배터리 안치부에 장착된 배터리의 등급이 확인되면 배터리 등급에 대응되는 전류값이 배터리 안치부로 공급되도록 조절하는 배터리 충전 전류값 조절부(250);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 배터리 충전 전류값은 배터리의 충전 및 방전내부저항이 낮은 전류값이 공급되도록 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 등급별 배터리 관리 방법은 배터리의 수명을 확인하기 위하여 등록된 배터리를 주기적으로 충전 후 내부저항, 충전 후 방전까지 소요되는 방전시간 및 방전 후 내부저항을 측정하여 배터리의 이력으로 저장하는 단계와; 배터리의 측정된 충전 후 및 방전 후 내부저항과 방전시간을 등록된 기준등급의 충전내부저항, 방전내부저항 및 방전시간과 비교하여 배터리의 등급을 분류하는 단계와; 배터리의 등급에 대응하는 배터리의 충전 전류값을 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 배터리 등급을 이용한 충전 관리 시스템 및 배터리의 등급별 관리 방법은 배터리의 충전 및 방전 후의 내부저항에 따라 배터리의 현재 상태에 대한 등급을 부여하고 충전시에 등급에 따른 충전 전류값을 차등 적용되도록 하기 때문에 배터리의 현재상태의 노화도를 최소화시키면서 사용할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 등급을 이용한 배터리 충전 관리 시스템의 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 배터리 관리센터(100)의 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 배터리 충전기(200)의 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 등급별 배터리 충전 과정에 대한 플로차트.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 배터리 등급을 이용한 충전 관리 시스템 및 배터리의 등급별 관리 방법에 대하여 자세히 살펴본다.
본 발명에 따른 배터리의 등급을 이용한 배터리 충전 관리 시스템의 기본개념은 배터리의 충전 및 방전 후의 내부저항에 따라 등급을 부여하고 등급에 따른 충전 전류값을 차등 설정하는 배터리 관리센터(100)와, 충전 대상의 배터리에 대한 식별정보를 확인하여 배터리 관리센터로 제공하고, 배터리 관리센터로부터 제공받은 배터리의 등급에 따른 충전 전류값으로 배터리를 충전하는 배터리 충전기(200)를 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 배터리 관리센터(100)는 배터리 이력관리부(110), 충전 내부저항 관리부(120), 방전시간 관리부(130), 방전 내부저항 관리부(140), 배터리 기준등급 관리부(150), 배터리 등급 분류부(160), 등급별 충전 전류값 관리부(170), 충전 배터리 등급확인부(180)를 포함한다.
배터리 이력관리부(110)는 등록된 배터리에 고유식별정보를 부여하여 관리한다.
충전 내부저항 관리부(120)는 충전이 완료된 배터리에서 측정된 내부저항을 충전내부저항DB에 저장하고 관리한다.
방전시간 관리부(130)는 충전이 완료된 배터리를 방전시키면서 배터리의 방전시간을 확인하여 배터리 이력관리부(110)의 방전시간DB에 저장하고 관리한다.
방전 내부저항 관리부(140)는 방전이 완료된 배터리의 내부저항을 측정하여 배터리 이력관리부(110)의 방전내부저항DB에 저장하고 관리한다.
배터리 기준등급 관리부(150)는 충전내부저항, 방전내부저항 및 방전시간을 기준으로 배터리의 기준등급을 분류한다. 이러한 배터리 기준등급에 의해서 사용되는 충전 및 방전이 지속적으로 이루어지는 배터리를 객관적으로 구분할 수 있게 된다.
배터리 등급 분류부(160)는 배터리에서 측정된 충전내부저항, 방전내부저항 및 방전시간을 기준값과 비교하여 배터리의 등급을 분류하여 배터리 이력관리부(110)의 배터리 등급DB에 저장한다.
등급별 충전 전류값 관리부(170)는 배터리의 기준등급에 따른 차등화된 충전 전류값을 설정한다. 이러한 배터리의 충전 전류값은 배터리의 충전 및 방전내부저항이 클수록 충전이 서서히 진행되도록 낮은 전류값이 공급되도록 설정된다. 그리고, 등급별 충전 전류값에 대한 정보는 배터리 충전기로 제공되어 사용된다.
충전 배터리 등급확인부(180)는 충전기로부터 배터리 안치부에 장착된 배터리의 식별정보를 제공받으면 등록된 배터리의 등급을 확인하여 충전기로 제공한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 배터리 충전기(200)는 충전 배터리 확인부(210), 충전 배터리 등급표시부(230), 등급별 충전 전류값 관리부(240), 배터리 충전 전류값 조절부(250)를 포함한다.
충전 배터리 확인부(210)는 배터리 안치부에 장착된 배터리의 식별정보를 확인한다. 충전 배터리 확인부(210)에서 인식된 배터리 식별정보는 배터리 관리센터(100)로 제공된다. 이때, 배터리의 식별정보는 배터리는 표면에 표시된 QR코드, 바코드 등을 이용하여 확인하는 것이 바람직하다.
식별정보 제공부(220)는 충전 배터리 확인부(210)에서 확인된 배터리의 식별정보를 배터리 관리센터(100)로 제공한다,
충전 배터리 등급표시부(230)는 배터리 관리센터(100)로부터 제공받은 배터리의 등급을 충전 관리자가 확인할 수 있도록 배터리 충전기(200)의 관리 화면에 표시한다.
등급별 충전 전류값 관리부(240)는 배터리 관리센터(100)로부터 제공받은 배터리의 등급별 충전 전류값에 대한 정보를 저장하고 관리한다.
배터리 충전 전류값 조절부(250)는 배터리 안치부에 장착된 배터리의 등급이 확인되면 배터리 등급에 대응되는 전류값이 배터리 안치부로 공급되도록 조절한다. 이에 따라 배터리의 수명을 최대화할 수 있도록 충전대상의 배터리에 알맞은 전류값으로 조절할 수 있게 된다.
이하, 도 4의 플로차트를 참조하여 본 발명에 따른 배터리의 등급을 이용한 배터리 충전 과정에 대하여 자세히 살펴본다.
먼저, 배터리 관리센터(100)는 배터리의 수명을 확인하기 위하여 등록된 배터리를 주기적으로 충전 후 내부저항, 충전 후 방전까지 소요되는 방전시간 및 방전 후 내부저항을 측정하여 배터리의 이력으로 저장한다(S10).
그 후, 배터리의 측정된 충전 후 및 방전 후 내부저항과 방전시간을 등록된 기준등급의 충전내부저항, 방전내부저항 및 방전시간과 비교하여 배터리의 등급을 분류한다(S20).
배터리 충전기(200)는 충전대상의 배터리에 대한 식별정보를 확인하고(S30), 확인된 배터리의 식별정보를 배터리 관리센터(100)로 제공한다(S40). 배터리의 식별정보는 배터리는 표면에 표시된 QR코드, 바코드 등을 이용하여 확인하는 것이 바람직하다.
배터리 관리센터(100)는 배터리 충전기(200)로부터 제공받은 배터리의 식별정보와 등록된 배터리의 이력을 비교하여 배터리의 등급을 확인하고(S50), 확인된 배터리의 등급을 배터리 충전기(200)로 제공한다(S60).
배터리 충전기(200)는 배터리 관리센터(100)로부터 제공받은 배터리의 등급에 대응하는 충전 전류값을 배터리 안치부로 공급하여 충전시킨다(S70). 이에 따라 배터리의 수명을 최대화할 수 있도록 충전대상의 배터리에 알맞은 전류값으로 조절할 수 있게 된다.
이상과 같이, 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 청구범위의 균등범위 내에서 양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 배터리 관리센터 110 : 배터리 이력관리부
120 : 충전 내부저항 관리부 130 : 방전시간 관리부
140 : 방전 내부저항 관리부 150 : 배터리 기준등급 관리부
160 : 배터리 등급 분류부 170 : 등급별 충전 전류값 관리부
180 : 충전 배터리 등급확인부 200 : 배터리 충전기
210 : 충전 배터리 확인부 220 : 식별정보 제공부
230 : 충전 배터리 등급표시부 240 : 등급별 충전 전류값 관리부
250 : 배터리 충전 전류값 조절부

Claims (4)

  1. 배터리의 충전 및 방전 후의 내부저항에 따라 등급을 부여하고 등급에 따른 충전 전류값을 차등 설정하는 배터리 관리센터(100)와;
    충전 대상의 배터리에 대한 식별정보를 확인하여 배터리 관리센터로 제공하고, 배터리 관리센터로부터 제공받은 배터리의 등급에 따른 충전 전류값으로 배터리를 충전하는 배터리 충전기(200)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 등급을 이용한 충전 관리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 배터리 관리센터(100)는,
    등록된 배터리에 고유식별정보를 부여하여 관리하는 배터리 이력관리부(110)와;
    충전이 완료된 배터리에서 측정된 내부저항을 저장하고 관리하는 충전 내부저항 관리부(120)와;
    충전이 완료된 배터리를 방전시키면서 배터리의 방전시간을 확인하여 저장하고 관리하는 방전시간 관리부(130)와;
    방전이 완료된 배터리의 내부저항을 측정하여 저장하고 관리하는 방전 내부저항 관리부(140)와;
    충전내부저항, 방전내부저항 및 방전시간을 기준으로 배터리의 기준등급을 분류하는 배터리 기준등급 관리부(150)와;
    배터리에서 측정된 충전내부저항, 방전내부저항 및 방전시간을 기준값과 비교하여 배터리의 등급을 분류하여 저장하는 배터리 등급 분류부(160)와;
    배터리의 기준등급에 따른 차등화된 충전 전류값을 설정하는 등급별 충전 전류값 관리부(170)와;
    충전기로부터 배터리 안치부에 장착된 배터리의 식별정보를 제공받으면 등록된 배터리의 등급을 확인하여 충전기로 제공하는 충전 배터리 등급확인부(180);를 포함하고,
    배터리 충전기(200),
    배터리 안치부에 장착된 배터리의 식별정보를 확인하는 충전 배터리 확인부(210)와;
    확인된 배터리의 식별정보를 배터리 관리센터(100)로 제공하는 식별정보 제공부(220)와;
    배터리 관리센터(100)로부터 제공받은 배터리의 등급을 충전 관리자가 확인할 수 있도록 배터리 충전기(200)의 관리 화면에 표시하는 충전 배터리 등급표시부(230)와;
    배터리 관리센터(100)로부터 제공받은 배터리의 등급별 충전 전류값에 대한 정보를 저장하고 관리하는 등급별 충전 전류값 관리부(240)와;
    배터리 안치부에 장착된 배터리의 등급이 확인되면 배터리 등급에 대응되는 전류값이 배터리 안치부로 공급되도록 조절하는 배터리 충전 전류값 조절부(250);를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 등급을 이용한 충전 관리 시스템.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 배터리 충전 전류값은 배터리의 충전 및 방전내부저항이 낮은 전류값이 공급되도록 조절하는 것을 특징으로 하는 배터리 등급을 이용한 충전 관리 시스템.
  4. 배터리의 수명을 확인하기 위하여 등록된 배터리를 주기적으로 충전 후 내부저항, 충전 후 방전까지 소요되는 방전시간 및 방전 후 내부저항을 측정하여 배터리의 이력으로 저장하는 단계와;
    배터리의 측정된 충전 후 및 방전 후 내부저항과 방전시간을 등록된 기준등급의 충전내부저항, 방전내부저항 및 방전시간과 비교하여 배터리의 등급을 분류하는 단계와;
    배터리의 등급에 대응하는 배터리의 충전 전류값을 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 등급별 관리 방법.
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KR20120078842A (ko) * 2011-01-03 2012-07-11 삼성에스디아이 주식회사 배터리 충전방법, 및 이를 적용한 배터리 팩
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