KR20200146002A - 스마트 배터리 장치 및 충전 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스마트 배터리 장치 및 충전 방법을 제공한다. 충전 방법은, 배터리 유닛의 배터리 온도를 획득하는 단계; 상기 배터리 온도가 미리 설정된 제1 설정 온도보다 낮은 지 여부를 판정하는 단계; 상기 배터리 온도가 상기 제1 설정 온도보다 낮은 경우, 상기 배터리 유닛의 현재 용량이 미리 설정된 용량보다 낮은 지 여부를 판정하는 단계; 및 상기 배터리 유닛의 현재 용량이 상기 미리 설정된 용량보다 낮은 경우, 가열 시스템을 작동시켜 상기 배터리 온도를 상승시키는 단계를 포함한다.

Description

스마트 배터리 장치 및 충전 방법{SMART BATTERY DEVICE AND CHARGING METHOD}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2019년 6월 20일자 출원되고 그 전체 내용이 참조로 여기에 포함된, 대만 특허 출원 제108121405호의 우선권을 주장한다.
본 발명은 충전 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리 장치 및 충전 방법에 관한 것이다.
배터리 장치는 전기 에너지를 제공할 수 있다. 따라서, 배터리 장치는 다양한 전자 장치에서 일반적으로 발견된다. 근년에 기술의 발전과 에너지 절약 및 이산화탄소 배출 감소의 필요성에 대한 인식이 높아짐에 따라 제조업체는 전기 차량(예, 전기 자동차 및 전기 스쿠터)에 배터리 장치를 적용하기 시작했다. 전기 자동차의 구동원으로서 배터리 장치의 적용은 배기 가스 배출을 줄이고 대기 오염과 같은 문제를 해결할 수 있어서 전기 자동차의 사용이 매년 증가하고 있다.
일반적으로, 각 배터리 장치는 자체의 적절한 작동 온도 범위를 가진다. 초고온 및 초저온은 모두 배터리 장치의 작동에 불리하다. 특히, 배터리 장치가 저온 환경에 있을 때, 배터리 장치의 용량은 낮을 것이다. 또한, 특히 배터리 장치가 저온 환경에 있을 때, 배터리 장치는 전기를 충전할 수 없는 경우도 있다. 또한, 배터리 장치가 저온 환경에 있고 부하가 큰 경우, 배터리 장치의 내구성이 더욱 감소될 것이다.
일 실시예에서, 배터리 장치는 배터리 유닛, 온도 감지 유닛, 가열 시스템 및 처리 유닛을 포함한다. 온도 감지 유닛은 배터리 유닛의 배터리 온도를 감지하도록 구성된다. 가열 시스템은 배터리 유닛을 가열하도록 구성된다. 처리 유닛은 배터리 전류를 충전 전류로 충전하고, 온도 감지 유닛을 사용하여 배터리 온도를 획득하고, 배터리 온도가 제1 사전 설정 온도보다 낮은 지 여부를 판정하도록 구성된다. 처리 유닛이 배터리 온도가 제1 사전 설정 온도보다 낮은 것으로 판정할 때, 처리 유닛은 배터리 유닛의 현재 용량이 사전 설정된 용량보다 낮은 지 여부를 판정한다. 또한, 처리 유닛이 배터리 유닛의 현재 용량이 사전 설정된 용량보다 낮은 것으로 판정할 때, 처리 유닛은 가열 시스템이 배터리 온도를 상승시킬 수 있게 한다.
일 실시예에서, 충전 방법은 배터리 유닛을 충전 전류로 충전하는 단계; 배터리 유닛의 배터리 온도를 획득하는 단계; 배터리 온도가 제1 사전 설정 온도보다 낮은 지 여부를 결정하는 단계; 배터리 온도가 제1 사전 설정 온도보다 낮은 경우, 배터리 유닛의 현재 용량이 사전 설정된 용량보다 낮은 지 여부를 결정하는 단계; 및 배터리 유닛의 현재 용량이 사전 설정된 용량보다 낮을 때 가열 시스템이 배터리 온도를 상승시킬 수 있게 하는 단계를 포함한다.
첨부된 도면을 참조로 다음의 실시예에 상세한 설명이 제공된다.
본 발명은 첨부 도면을 참조로 다음의 상세한 설명 및 실례를 파악하는 것에 의해 보다 완전하게 이해될 수 있다.
도 1은 배터리 장치의 일 실시예를 예시한 개략도이다.
도 2는 충전 방법의 일 실시예를 예시한 흐름도이다.
본 발명의 실시예의 상기 목적, 특징 및 장점을 이해하기 쉽게 하기 위해, 첨부 도면을 참조로 다음의 실시예에 상세한 설명이 제공된다.
"포함하다", "포함하는", "구비하다" 및/또는 "구비하는" 등의 용어는 본 명세서에 사용시 언급된 특징, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 구성 요소의 존재를 특정하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 구성 요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지는 않는 것으로 이해되어야 한다.
요소를 수정하기 위해 "제1", "제2" 등과 같은 서수 용어의 사용은 그 자체로 임의의 우선권 또는 우선 순위를 의미하지 않고, 단지 동일한 명칭을 가지는 요소를 구별하기 위한 표시로서 사용된다.
도 1은 배터리 장치의 일 실시예를 예시한 개략도이다. 도 1을 참조하면, 배터리 장치(100)는 전력을 저장하도록 구성되고, 저장된 전력을 전력 수급 장치(미도시)에 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 전력 수급 장치는 전력으로 작동될 필요가 있는 다양한 전기 장치일 수 있다. 여기서, 전력 수급 장치는 특히 전기 차량일 수 있고, 배터리 장치(100)는 전기 차량에 설치될 수 있는 배터리이다.
배터리 장치(100)는 배터리 유닛(110), 온도 감지 유닛(120), 가열 시스템(130) 및 처리 유닛(140)을 포함한다. 여기서, 처리 유닛(140)은 배터리 유닛(110), 온도 감지 유닛(120) 및 가열 시스템(130)에 결합된다.
배터리 유닛(110)은 전력을 제공하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 배터리 유닛(110)은 직렬 및/또는 병렬로 하나 이상의 배터리 셀에 의해 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 배터리 유닛(110)은 리튬 배터리, 니켈-수소 배터리, 밀봉된 납산 배터리, 또는 임의의 다른 적절한 충전식 배터리일 수 있다.
온도 감지 유닛(120)은 배터리 유닛(110)의 배터리 온도(T1)를 감지하도록 구성되고, 배터리 온도(T1)를 처리 유닛(140)에 보고할 수 있다. 일부 실시예에서, 온도 감지 유닛(120)은 배터리 유닛(100)의 케이스에 내장될 수 있으며, 온도 감지 유닛(120)에 의해 감지된 배터리 온도(T1)는 배터리 유닛(110)의 내부 온도이다.
다른 실시예에서, 온도 감지 유닛(120)은 배터리 유닛(110)의 케이스 외부에 인접하게 배치될 수 있고, 온도 감지 유닛(120)에 의해 감지된 배터리 온도(T1)는 주변 온도이다. 그러나 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 또 다른 실시예에서, 온도 감지 유닛(120)은 제1 온도 감지 모듈(121) 및 제2 온도 감지 모듈(122)을 더 포함할 수 있다. 제1 온도 감지 모듈(121)은 배터리 유닛(110)의 내부 온도를 감지하기 위해 배터리 유닛(110)의 케이스에 매설된다. 제2 온도 감지 모듈(122)은 배터리 유닛(110) 외부의 주변 온도를 감지하기 위해 배터리 유닛(110)의 케이스의 외부에 인접하게 배치된다.
일부 실시예에서, 온도 감지 유닛(120)은 PTC(양의 온도 계수) 서미스터, NTC(음의 온도 계수) 서미스터, 온도 감지 칩 또는 임의의 다른 적절한 온도 감지 요소에 의해 실현될 수 있다.
가열 시스템(130)은 배터리 유닛(110)에 인접하여 배치되고, 가열 시스템(130)은 배터리 유닛(110)의 배터리 온도(T1)를 상승시킬 필요가 있을 때 배터리 유닛(110)을 가열할 수 있다.
처리 유닛(140)은 배터리 유닛(110)을 충전하기 위해 충전 신호를 검출시 본 발명의 임의의 실시예의 충전 방법을 수행할 수 있다. 일부 실시예에서, 충전 신호는 충전 전류(I1)일 수 있다. 예를 들어, 처리 유닛(140)은 배터리 장치(100)의 배터리 양극 단자(BATT+)를 통해 충전 전류(I1)가 입력되는 것을 검출할 때 본 발명의 임의의 실시예의 충전 방법을 수행하기 시작할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 다른 실시예에서, 충전 신호는 전력 공급 장치(미도시)로부터 전송된 응답 확인(handshake) 요청 신호일 수 있고, 처리 유닛(140)은 전력 공급 장치에 결합된 신호 전송 단자(P1)를 통해 상기 응답 확인 요청 신호에 응답한 후 본 발명의 임의의 실시예의 충전 방법을 수행하기 시작할 수 있다. 여기서, 전력 공급 장치는 응답을 수신한 후 배터리 장치(100)의 배터리 양극 단자(BATT+)에 충전 전류(I1)를 출력할 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(140)은 시스템 온 칩(SoC), 중앙 처리 유닛(CPU), 마이크로컨트롤러(MCU), 주문형 집적 회로(ASIC), 애플리케이션 프로세서(AP), 디지털 신호 프로세서(DSP) 등에 의해 실현될 수 있다. 또한, 전력 공급 장치는 충전 파일일 수 있다.
도 2는 충전 방법의 일 실시예를 예시한 흐름도이다. 도 1 및 도 2를 참조한다. 충전 방법의 일 실시예에서, 배터리 장치(100)의 처리 유닛(140)은 충전 전류(I1)를 이용하는 것에 의해 배터리 유닛(110)을 충전할 수 있고(S201 단계), 온도 감지 유닛(120)을 통해 배터리 유닛(110)의 배터리 온도(T1)를 획득할 수 있다(S202 단계). 여기서, 온도 감지 유닛(120)은 배터리 유닛(110)의 케이스에 매설된 제1 온도 감지 모듈(121) 또는 배터리 유닛(110)의 케이스의 외부에 인접하게 배치된 제2 온도 감지 모듈(122)일 수 있다.
S201 단계의 실시예에서, 배터리 장치(100)는 충전 스위치(150)를 더 포함할 수 있고, 충전 스위치(150)는 배터리 양극 단자(BATT+)와 배터리 유닛(110)의 양극 단자 사이에 결합된다. 여기서, 처리 유닛(140)은 충전 스위치(150)를 턴 온 시키는 것에 의해 배터리 포지티브 단자(BATT+)와 배터리 유닛(110)의 양극 단자 사이에 전기적 연결 경로를 형성할 수 있고, 그에 따라 충전 전류는 배터리 양극 단자(BATT+)를 통해 배터리 유닛(110)의 양극 단자로 흘러서 배터리 유닛(110)을 충전할 수 있다. 일부 구현예에서, 충전 스위치(150)는 전계 효과 트랜지스터(FET)에 의해 구현될 수 있지만 이것에 한정되는 것은 아니다.
일부 실시예에서, 배터리 유닛(110)의 충전 온도는 실질적으로 0℃ 내지 60℃의 범위일 수 있다. 배터리 온도(T1)는 배터리 유닛(110)의 충전 및 방전 성능에 영향을 주기 때문에, 처리 유닛(140)은 S202 단계를 수행하여 배터리 온도(T1)를 먼저 획득한 다음, 배터리 온도(T1)에 따라 배터리 장치(100)를 충전하기 위해 대응하는 C-레이트(rate)를 가지는 충전 전류(I1)를 공급하는 전력 공급을 요청할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 처리 유닛(140)은 먼저 전력 공급 장치에 의해 출력된 미리 정해진 C-레이트를 가지는 충전 전류(I1)에 의해 배터리 유닛(110)을 충전한 다음, S202 단계에서 얻어진 배터리 온도(T1)에 따라 대응하는 C-레이트를 가지는 충전 전류(I1)를 공급하는 전력 공급을 요청할 수 있다.
예를 들어, 배터리 유닛(110)이 저온(예, 배터리 온도 (T1)가 0℃ 내지 5℃인 경우)에서 높은 C-레이트(예, 1C)를 가지는 충전 전류(I1)로 충전되는 상태에서 단락 현상이 발생하기 쉽기 때문에, 처리 유닛(140)은 낮은 C-레이트를 가지는 충전 전류(I1), 예를 들어 0.5C의 충전 전류(I1)를 제공하도록 전력 공급을 요청할 수 있다. 배터리 온도(T1)가 5℃ 내지 10℃인 경우, 처리 유닛(140)은 0.7C의 충전 전류(I1)를 제공하도록 전력 공급을 요청할 수 있다. 배터리 온도(T1)가 10℃ 내지 45℃인 경우, 처리 유닛(140)은 1C의 충전 전류(I1)를 제공하도록 전력 공급을 요청할 수 있다. 또한, 배터리 온도(T1)가 45℃ 내지 60℃인 경우, 처리 유닛(140)은 배터리 유닛(110)의 수명이 특정 조건, 예컨대, 배터리 유닛(110)이 고온에서 높은 C-레이트를 가지는 충전 전류(I1)로 충전되고 있을 때에 단축되는 경향이 있기 때문에, 0.7C의 충전 전류(I1)를 제공하도록 전력 공급을 요청할 수 있다.
충전 방법의 일 실시예에서, 배터리 온도(T1)를 획득한 후, 처리 유닛(140)은 배터리 온도(T1)를 사전 설정된 제1 설정 온도와 비교하여 배터리 온도(T1)가 사전 설정된 제1 설정 온도보다 낮은 지 여부를 판단할 수 있다(S203 ㄷ단계). 여기서, 제1 설정 온도는 배터리 유닛(110)이 정상적으로 동작할 수 있는 온도 임계치일 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 설정 온도는 실질적으로 5℃ 내지 10℃의 범위일 수 있다. 예를 들어, 처리 유닛(140)은 제1 설정 온도로서 5℃를 이용할 수 있다.
처리 유닛(140)이 배터리 온도(T1)가 제1 설정 온도 이상인 것으로 판단하면, 배터리 유닛(110)이 정상적으로 동작할 수 있음을 나타내며, 처리 유닛(140)은 완전 충전 용량(FCC)으로서 제1 값을 설정할 수 있다(S204 단계). 일부 구현예에서, 제1 값은 배터리 유닛(110)의 미리 설정된 완전 충전 용량일 수 있다. 제1 값이 상대 충전 상태(RSOC)로 표현될 때, 제1 값은 예를 들어 100%일 수 있다.
일부 실시예에서, S204 단계를 수행한 후, 처리 유닛(140)은 S202 단계로 복귀하여 배터리 온도(T1)를 연속적으로 추적할 수 있다.
처리 유닛(140)에 의해 배터리 온도(T1)가 제1 설정 온도보다 낮다고 판정된 경우, 배터리 유닛(110)이 저온 상태에 있는 것을 나타내며, 처리 유닛(140)은 배터리 유닛(110)의 현재 용량(C1)이 미리 설정된 용량보다 낮은 지 여부를 결정하여(S205 단계), 배터리 유닛(110)이 여전히 충분한 전력을 가지고 있는지 여부를 추가로 결정할 수 있으며, 처리 유닛(140)은 S205 단계의 결정 결과에 따라 후속 단계들을 수행할 수 있다.
S205 단계의 실시예에서, 처리 유닛(140)은 개방 회로 전압(OCV) 방법, 쿨롱 측정 방법 등에 의해 배터리 유닛(110)의 현재 용량(C1)을 계산할 수 있다. 일부 구현예에서, 미리 설정된 용량이 상대 충전 상태로 표현될 때, 미리 설정된 용량은 예를 들어 30%일 수 있다.
S205 단계에서의 판정 결과가 배터리 유닛(110)의 현재 용량(C1)이 미리 설정된 용량보다 낮으면, 배터리 유닛(110)이 저온 상태에 있고 전력이 충분치 않음을 나타내고, 따라서, 처리 유닛(140)은 가열 시스템(130)이 배터리 유닛(110)을 가열케 하여(S206 단계), 배터리 유닛(110)의 배터리 온도(T1)를 상승시킴으로써 배터리 유닛(110)의 충전 성능을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 배터리 유닛(110)의 배터리 온도(T1)가 상승한 후, 배터리 유닛(110)의 용량도 증가될 수 있고, 더 높은 전력 레벨로 충전될 수 있다. 다른 예에서, 배터리 유닛(110)의 배터리 온도(T1)가 상승한 후, 처리 유닛(140)은 충전 시간을 단축시키기 위해 더 높은 C-레이트를 가지는 충전 전류(I1)를 제공하도록 전력 공급을 요청할 수 있다.
S206 단계의 실시예에서, 가열 시스템(130)은 에너지 저장 유닛(131), 가열 유닛(132) 및 방전 스위치(133)를 포함할 수 있다. 에너지 저장 유닛(131)은 가열 유닛(132)에 병렬로 결합되고, 방전 스위치(133)는 에너지 저장 유닛(131)과 가열 유닛(132) 사이에 결합된다. 에너지 저장 유닛(131)은 에너지를 저장하도록 구성된다. 가열 유닛(132)은 배터리 유닛(110)에 인접하여 배치되고, 가열 유닛(132)은 배터리 유닛(110)을 가열하도록 구성된다.
여기서, 처리 유닛(140)은 방전 스위치(133)를 턴 온시키는 것에 의해 가열 시스템(130)을 활성화시킬 수 있다. 방전 스위치(133)는 처리 유닛(140)에 의해 제어된다. 방전 스위치(133)는 턴 온된 후 에너지 저장 유닛(131)과 가열 유닛(132) 사이의 전기적 연결을 확립(수행)할 수 있으며, 그에 따라 에너지 저장 유닛(131)은 방전 스위치(133)를 통해 가열 유닛(132)에 에너지를 제공할 수 있어서, 가열 유닛(132)은 열 에너지를 발생시켜 에너지 저장 유닛(131)에 의해 제공되는 에너지에 따라 배터리 유닛(110)의 배터리 온도(T1)를 증가시킬 수 있다.
S206 단계의 다른 실시예에서, 가열 시스템(130)이 배터리 유닛(110)의 배터리 온도(T1)를 증가시킬 수 있게 하는 것 외에도, 처리 유닛(140)은 성능 저하 신호를 전력 수급 장치에 추가로 출력할 수 있어서, 전력 수급 장치는 작동 효율을 감소시킴으로써 배터리 유닛(110)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 배터리 장치(100)에 결합된 전력 수급 장치가 전기 자동차인 경우, 전기 자동차는 예를 들어, 처리 유닛(140)에 의해 전송된 성능 저하 신호를 수신할 때 최대 구동 속도를 예컨대, 200 km/시간(Km/h)로부터 160 km/시간(Km/h)로 제한하기 시작할 수 있다.
일부 실시예에서, 가열 시스템(130)은 충전 스위치(134)를 더 포함할 수 있다. 충전 스위치(134)는 충전 스위치(150)와 에너지 저장 유닛(131) 사이에 결합된다. 충전 스위치(134)는 처리 유닛(140)에 의해 제어되고, 처리 유닛(140)은 충전 스위치(134)를 턴 온시키는 것에 의해 에너지 저장 유닛(131)의 에너지를 보충할 수 있다. 여기서, 처리 유닛(140)이 충전 스위치(134)를 턴 온 시키면, 충전 스위치(134)는 충전 스위치(150)와 에너지 저장 유닛(131) 사이의 전기적 연결을 형성함으로써 충전 스위치(150)를 통해 입력된 충전 전류(I1)는 충전 스위치(134)를 통해 에너지 저장 유닛(131)을 충전할 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(140)은 충전 스위치(134)를 턴 온 시킬 때 방전 스위치(133)를 턴 오프시킬 것이다. 또한, 처리 유닛(140)은 방전 스위치(133)를 턴 온시킬 때 충전 스위치(134)를 턴 오프시킬 것이다.
일부 구현예에서, 에너지 저장 유닛(131)은 저온 하에서 매우 짧은 충전 시간 및 양호한 동작 성능을 가지는 슈퍼 커패시터(들)에 의해 실현될 수 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 에너지 저장 유닛(131)은 에너지를 저장 및 방출하기에 적절한 임의의 구성 요소일 수 있다. 가열 유닛(132)은 액체(예, 물, 오일 등)를 사용하여 배터리 유닛(110)을 냉각시키고 액체를 가열함으로써 배터리 유닛(110)을 가열하는 액체 냉각 및 가열 모듈일 수 있다. 그러나 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 가열 유닛(132)은 가스 가열 모듈, 전열 필름 가열 모듈 또는 임의의 다른 적절한 가열 모듈일 수도 있다. 또한, 방전 스위치(133), 충전 스위치(134) 및 충전 스위치(150)는 FET에 의해 실현될 수 있다.
충전 방법의 일 실시예에서, S206 단계를 수행한 후, 처리 유닛(140)은 배터리 유닛(110)의 현재 용량(C1)을 다시 획득하여 현재 용량(C1)이 최소 정전 용량보다 큰 지 여부를 판단할 수 있다(S207 단계). 일부 구현예에서, 최소 정전 용량이 상대 충전 상태로 표현될 때, 최소 정전 용량은 0%일 수 있다. 그러나, 본 발명이 이것에 한정되는 것은 아니다. 최소 정전 용량은 각 제조업체의 설정에 따라 설정될 수 있다.
S207 단계에서의 처리 유닛(140)의 결정 결과가 현재 용량(C1)이 최소 정전 용량보다 큰 경우, 처리 유닛(140)은 S202 단계로 복귀하여 업데이트된 배터리 온도(T1)를 획득하고 후속 단계를 계속할 수 있다. S207 단계에서의 처리 유닛(140)의 결정 결과가 현재 용량(C1)이 최소 정전 용량 이하인 경우, 처리 유닛(140)은 배터리 유닛(110)이 셧다운 모드로 진입하게 할 수 있다(S208 단계). 여기서, 셧다운 모드는 배터리 유닛(110)의 충전 및 방전 기능을 턴 오프시키는 것을 의미한다.
충전 방법의 일 실시예에서, S205 단계에서의 처리 유닛(140)의 판단 결과가 현재 용량(C1)이 미리 설정된 용량 이상인 경우, 처리 유닛(140)은 배터리 장치(100)의 부하 상태를 알기 위해 배터리 유닛(110)의 방전 전류(I2)가 미리 설정된 방전 전류보다 큰 지 여부를 추가로 결정할 수 있다(S209 단계). 일부 구현예에서, 미리 설정된 방전 전류는 0.5C일 수 있다.
S209 단계의 일 실시예에서, 배터리 장치(100)는 배터리 음극 단자(BATT-) 및 전류 감지 유닛(160)을 더 포함할 수 있다. 배터리 음극 단자(BATT-)는 전력 수급 장치의 대응하는 핀과 연결되도록 구성된다. 전류 감지 유닛(160)은 배터리 유닛(110)의 음극 단자와 배터리 음극 단자(BATT-) 사이에 결합되며, 전류 감지 유닛(160)은 배터리 음극 단자(BATT)를 통해 배터리 유닛(110)에서 출력되는 방전 전류(I2)를 감지하도록 구성된다. 일부 구현예에서, 전류 감지 유닛(160)은 감지 저항일 수 있고, 처리 유닛(140)은 감지 저항의 전압을 측정함으로써 방전 전류(I2)의 크기를 획득할 수 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 전류 감지 유닛(160)은 임의의 적절한 전류 감지 측정기에 의해 실현될 수 있다.
S209 단계에서의 처리 유닛(140)의 판정 결과가 방전 전류(I2)가 미리 설정된 방전 전류 이하인 경우, 배터리 유닛(110)이 낮은 부하 상태이고 충분한 전력을 가지고 있음을 나타내고(S205 단계에서의 판정 결과, 현재 용량이 미리 설정된 용량보다 크기 때문임), 그에 따라 처리 유닛(140)은 배터리 유닛(110)의 완전 충전 용량으로서 미리 결정된 제1 값을 설정할 수 있다(즉, S204 단계를 수행한다).
S209 단계에서 처리 유닛(140)의 판정 결과가 방전 전류(I2)가 미리 설정된 방전 전류보다 크면, 배터리 유닛(110)에 과부하 상태에 있음을 나타내며, 처리 유닛은 배터리 유닛(110)의 용량 손실을 보상하기 위해 배터리 유닛(110)의 완전 충전 용량으로서 제1 값보다 큰 제2 값을 설정한다(S210 단계). 일부 구현예에서, 제2 값이 상대 충전 상태로 표현되는 경우, 제2 값은 예를 들어 110%일 수 있다.
충전 방법의 일 실시예에서, 처리 유닛(140)은 S210 단계를 수행한 후에 배터리 유닛(110)의 업데이트된 배터리 온도(T1)를 획득하여, 업데이트된 배터리 온도(T1)가 미리 설정된 제2 설정 온도보다 큰 지 여부를 판정할 수 있다(S211 단계). 여기서, 제2 설정 온도는 제1 설정 온도보다 높다. 일부 구현예에서, 제2 설정 온도는 실질적으로 10℃일 수 있다.
S211 단계에서의 처리 유닛(140)의 판정 결과가 업데이트된 배터리 온도(T1)가 제2 설정 온도보다 크면, 처리 유닛(140)은 S204 단계를 수행하여 배터리 유닛9100)의 완전 충전 용량으로서 제1 값을 설정하도록 변경할 수 있다.
S211 단계에서의 처리 유닛(140)의 판정 결과가 업데이트된 배터리 온도(T1)가 제2 설정 온도 이하인 경우, 처리 유닛(140)은 S205 단계로 복귀하여 배터리 유닛(110)의 현재 용량(C1)을 재설정할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예는 배터리 온도가 제1 온도보다 낮고 현재 용량이 미리 설정된 용량보다 낮은 경우 가열 시스템을 사용하여 배터리 온도를 상승시킴으로써 저온 상태인 배터리 유닛의 충전 성능을 향상시키는 배터리 장치 및 충전 방법을 제공한다. 또한, 배터리 온도가 미리 설정된 제1 설정 온도보다 낮고 배터리 유닛이 과부하 상태인 경우, 본 발명의 배터리 장치 및 충전 방법의 실시예는 배터리 유닛의 완전 충전 용량을 증가시킴으로써 배터리 유닛의 용량 손실을 추가로 보상한다.
전술한 실시예의 특징은 당업자가 본 명세서의 형태를 명확하게 이해할 수 있게 한다. 당업자는 상기 실시예의 목적 및/또는 장점이 본 개시 내용의 내용을 기초로 다른 프로세스 및 구조를 설계 또는 수정함으로써 상기 실시예와 일치되게 달성될 수 있음을 알 수 있다. 또한, 당업자는 본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 균등적인 구성이 본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 변형, 대체 또는 수정될 수 있음을 알 수 있다.

Claims (10)

  1. 충전 방법으로서:
    배터리 유닛을 충전 전류로 충전하는 단계;
    상기 배터리 유닛의 배터리 온도를 획득하는 단계;
    상기 배터리 온도가 미리 설정된 제1 설정 온도보다 낮은 지 여부를 판정하는 단계;
    상기 배터리 온도가 상기 제1 설정 온도보다 낮은 경우, 상기 배터리 유닛의 현재 용량이 미리 설정된 용량보다 낮은 지 여부를 판정하는 단계; 및
    상기 배터리 유닛의 현재 용량이 상기 미리 설정된 용량보다 낮은 경우, 가열 시스템을 작동시켜 상기 배터리 온도를 상승시키는 단계
    를 포함하는 충전 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가열 시스템을 작동시키는 단계 후에, 상기 충전 방법은:
    상기 배터리 유닛의 현재 용량이 최소 용량보다 큰 지 여부를 판정하는 단계;
    상기 배터리 유닛의 상기 현재 용량이 상기 최소 용량보다 큰 경우 상기 배터리 유닛의 상기 배터리 온도를 획득하는 단계로 복귀시킨는 단계; 및
    상기 배터리 유닛의 상기 현재 용량이 상기 최소 용량이하인 경우 상기 배터리 유닛을 셧다운 모드로 들어가도록 작동시키는 단계
    를 더 포함하는 충전 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 온도가 상기 제1 설정 온도 이상일 때 상기 배터리 유닛의 완전 충전 용량으로서 제1 값을 사용하는 단계를 더 포함하는 충전 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 현재 용량이 상기 미리 설정된 용량 이상인 경우 상기 배터리 유닛의 방전 전류가 미리 설정된 방전 전류보다 큰 지 여부를 판정하는 단계;
    상기 방전 전류가 상기 미리 설정된 방전 전류 이하인 경우 상기 배터리 유닛의 완전 충전 용량으로서 제1 값을 사용하는 단계; 및
    상기 방전 전류가 상기 미리 설정된 방전 전류보다 큰 경우 상기 배터리 유닛의 상기 완전 충전 용량으로서 상기 제1 값보다 큰 제2 값을 사용하는 단계
    를 더 포함하는 충전 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 배터리 유닛의 상기 완전 충전 용량으로서 상기 제2 값을 사용하는 단계 후에, 상기 충전 방법은:
    상기 배터리 유닛의 상기 배터리 온도가 미리 설정된 제2 설정 온도 - 상기 제2 설정 온도는 상기 제1 설정 온도보다 높음 -보다 큰 지 여부를 판정하는 단계; 및
    상기 배터리 유닛의 상기 배터리 온도가 상기 제2 설정 온도보다 높은 경우 상기 배터리 유닛의 상기 완전 충전 용량으로서 상기 제1 값을 사용하는 단계
    를 더 포함하는 충전 방법.
  6. 배터리 장치로서:
    배터리 유닛;
    상기 배터리 유닛의 배터리 온도를 감지하도록 구성된 온도 감지 유닛;
    상기 배터리 유닛을 가열하도록 구성된 가열 시스템; 및
    상기 배터리 유닛을 충전 전류로 충전하고, 상기 온도 감지 유닛을 사용하여 상기 배터리 온도를 획득하고, 상기 배터리 온도가 미리 설정된 제1 설정 온도보다 낮은 지 여부를 판정하도록 구성된 처리 유닛
    을 포함하고,
    상기 처리 유닛은 상기 배터리 온도가 상기 제1 설정 온도보다 낮은 경우 상기 배터리 유닛의 현재 용량이 미리 설정된 용량보다 낮은 지 여부를 판정하고, 상기 처리 유닛은 상기 배터리 유닛의 상기 현재 용량이 상기 미리 설정된 용량보다 낮은 경우 상기 배터리 온도를 상승시키도록 상기 가열 시스템을 작동시키는 것인 배터리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 가열 시스템은:
    에너지를 저장하도록 구성된 에너지 저장 유닛;
    상기 배터리 유닛을 가열하도록 구성된 가열 유닛; 및
    상기 에너지 저장 유닛과 상기 가열 유닛 사이에 결합된 방전 스위치
    를 포함하며,
    상기 방전 스위치는 상기 에너지 저장 유닛의 에너지를 기초로 상기 가열 유닛이 상기 배터리 유닛을 가열하도록, 상기 처리 유닛이 상기 가열 시스템을 작동시킬 때 상기 에너지 저장 유닛과 상기 가열 유닛 사이의 전기적 연결을 수행하는 것인 배터리 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 처리 유닛은 상기 가열 시스템을 작동시킨 후에 상기 현재 용량이 최소 용량보다 큰 지 여부를 추가로 판정하고, 상기 처리 유닛은 상기 현재 용량이 상기 최소 용량보다 큰 경우 상기 온도 감지 유닛을 사용하여 업데이트된 배터리 온도를 획득하며, 상기 처리 유닛은 상기 현재 용량이 상기 최소 용량 이하인 경우 상기 배터리 유닛을 셧다운 모드로 들어가도록 작동시키는 것인 배터리 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 배터리 유닛에 결합되고, 상기 배터리 유닛의 방전 전류를 감지하도록 구성된 전류 감지 유닛을 더 포함하고,
    상기 처리 유닛은 상기 현재 용량이 상기 미리 설정된 용량 이상인 경우 상기 방전 전류가 미리 설정된 방전 전류보다 큰 지 여부를 추가로 판정하고, 상기 처리 유닛은 상기 방전 전류가 상기 미리 설정된 방전 전류 이하인 경우 상기 배터리 유닛의 완전 충전 용량으로서 제1 값을 사용하고, 상기 처리 유닛은 상기 배터리 유닛의 완전 충전 용량으로서 상기 제1 값보다 큰 제2 값을 사용하는 것인 배터리 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 배터리 유닛의 상기 완전 충전 용량으로서 상기 제2 값을 사용한 후, 상기 처리 유닛은 상기 온도 감지 유닛을 사용하여 업데이트된 배터리 온도를 추가로 획득하고 상기 업데이트된 배터리 온도가 미리 설정된 제2 설정 온도보다 큰 지 여부를 판정하며, 상기 제2 설정 온도는 상기 제1 설정 온도보다 높고, 상기 처리 유닛은 상기 업데이트된 배터리 온도가 상기 제2 설정 온도보다 높은 경우 상기 배터리 유닛의 상기 완전 충전 용량으로서 상기 제1 값을 사용하는 것인 배터리 장치.
KR1020190120013A 2019-06-20 2019-09-27 스마트 배터리 장치 및 충전 방법 KR102336468B1 (ko)

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