KR20210156048A - 배터리 구동용 전원장치 및 그 제어방법 - Google Patents

배터리 구동용 전원장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 리튬이온배터리가 에프이티(FET : Field Effect Transistor)와 릴레이(Relay)에 전기적으로 연결되어 있되, 평소에는 에프이티(FET)에 전기적으로 연결되어 있다가 외부에서 충전 또는 방전을 시도하려는 순간 0.1암페어(A) 이상의 전류가 감지되면 릴레이 구동에 의해 충전 또는 방전이 이루어짐으로써, 배터리 구동 대기전력을 저감하여 비용을 절감하고 고속응답으로 대기전류 감소시킬 수 있도록 하는 배터리 구동용 전원장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 본 발명은 주제어부(102)와; 상기 주제어부(102)에 전기적으로 연결됨과 아울러 리튬이온배터리(104)에 전기적으로 연결되어 주제어부(102)의 제어신호에 따라 스위치 온(ON)되어 리튬이온배터리(104)를 충전하는 에프이티(106)와; 상기 주제어부(102)에 전기적으로 연결되어 주제어부(102)의 제어신호에 따라 외부에서 충전 또는 방전을 시도하려는 순간 0.1암페어(A) 이상의 전류를 감지하고 감지된 0.1암페어(A) 이상의 전류를 릴레이로 보내는 전류감지부(108)와; 상기 전류감지부(108)에 전기적으로 연결되고 주제어부(102)에 전기적으로 연결됨과 아울러 리튬이온배터리(104)에 전기적으로 연결되어 주제어부(102)의 제어신호에 따라 전류감지부(108)로부터 보내져 오는 0.1암페어(A) 이상의 전류에 의해 스위치 온(ON)되어 리튬이온배터리(104)를 충전하여 대기전력을 감소시키는 릴레이(110)를 포함한다.

Description

배터리 구동용 전원장치 및 그 제어방법{Power supplies for battery operation and how they are controlled}
본 발명은 배터리 구동용 전원장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리튬이온배터리가 에프이티(FET : Field Effect Transistor)와 릴레이(Relay)에 전기적으로 연결되어 있되, 평소에는 에프이티(FET)에 전기적으로 연결되어 있다가 외부에서 충전 또는 방전을 시도하려는 순간 0.1암페어(A) 이상의 전류가 감지되면 릴레이 구동에 의해 충전 또는 방전이 이루어짐으로써, 배터리 구동 대기전력을 저감하여 비용을 절감하고 고속응답으로 대기전류 감소시킬 수 있도록 하는 배터리 구동용 전원장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
최근 들어, 화석 에너지의 고갈과 환경오염으로 인해 화석 에너지를 사용하지 않고 전기 에너지를 이용하여 구동할 수 있는 전기 제품에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라 모바일 기기, 전기차, 하이브리드 자동차, 전력 저장 장치, 무정전 전원 장치 등에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지의 수요가 급격히 증가하고 있으며, 수요의 형태 역시 다양해지고 있다. 따라서, 다양한 요구에 부응할 수 있게 이차 전지에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.
일반적으로, 이차 전지의 종류로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 폴리머 전지 등이 있다. 이러한 이차 전지는 리튬 계열 전지와 니켈 수소 계열의 전지로 분류된다. 리튬 계열 전지는 디지털 카메라, P-DVD, MP3P, 휴대폰, PDA, Portable Game Device, Power Tool, E-bike 등의 소형 제품에 주로 적용되며, 니켈 수소 계열 전지는 전기 자동차나 하이브리드 전기 자동차와 같은 고출력이 요구되는 대형 제품에 적용되어 사용되고 있다.
하나 이상의 배터리 셀로 이루어진 배터리를 포함하는 배터리 팩(Battery Pack)은 보통 Active, Sleep, Shutdown 모드로 나누어지며, 배터리 팩이 생산되어 출고되는 시점에서는 일반적으로 Shut-down 모드 상태에 있게 된다. 따라서, 사용자가 배터리 팩을 사용하기 위해서는 Shut-down 모드에서 웨이크 업 시켜주는 과정이 필요하게 되며, 이러한 과정은 별도의 충전기를 통해 이루어진다.
한편, 셧 다운(shut down) 상태의 배터리 팩을 별도의 충전 과정 없이 웨이크 업(wake up) 시킬 수 있는 배터리 구동용 전원장치가 개발되고 있는 실정에 있으며, 특허가 특허청에 출원된 바 있다.
2014년 08월 26일자 출원번호 제10-2014-0111620호(발명의 명칭 : 배터리 팩 및 이를 이용하는 배터리 구동 장치 및 배터리 구동 방법)를 살펴보면, 청구범위는 " 하나 이상의 배터리 셀을 포함하는 배터리; 외부 장치가 연결되는 단자부; 상기 배터리를 제어하고, 셧 다운(shut down) 모드에서 비활성화되며, 상기 단자부에 전압이 인가되면 상기 셧다운 모드에서 웨이크 업(wake up) 되는 제어부; 및 상기 배터리와 상기 단자부 사이에 연결되는 웨이크 업 스위치를 포함하는 배터리 팩. " 이다.
그러나, 상기 배터리 팩 및 이를 이용하는 배터리 구동 장치 및 배터리 구동 방법은 배터리가 에프이티(FET : Field Effect Transistor)에 전기적으로 연결되어 있는바, 에프이티의 온에 의해 충전 또는 방전이 이루어짐으로써, 배터리 구동 대기전력을 저감할 수 없을 뿐만 아니라 고속응답으로 대기전류 감소시킬 수 없는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 개량발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 리튬이온배터리가 에프이티와 릴레이에 전기적으로 연결되어 있되, 평소에는 에프이티에 전기적으로 연결되어 있다가 외부에서 충전 또는 방전을 시도하려는 순간 0.1암페어(A) 이상의 전류가 감지되면 릴레이 구동에 의해 충전 또는 방전이 이루어짐으로써, 배터리 구동 대기전력을 저감하여 비용을 절감하고 고속응답으로 대기전류 감소시킬 수 있도록 하는 배터리 구동용 전원장치를 제공하는 데 있다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 구동용 전원장치는,
주제어부(102)와;
상기 주제어부(102)에 전기적으로 연결됨과 아울러 리튬이온배터리(104)에 전기적으로 연결되어 주제어부(102)의 제어신호에 따라 스위치 온(ON)되어 리튬이온배터리(104)를 충전하는 에프이티(106)와;
상기 주제어부(102)에 전기적으로 연결되어 주제어부(102)의 제어신호에 따라 외부에서 충전 또는 방전을 시도하려는 순간 0.1암페어(A) 이상의 전류를 감지하고 감지된 0.1암페어(A) 이상의 전류를 릴레이로 보내는 전류감지부(108)와;
상기 전류감지부(108)에 전기적으로 연결되고 주제어부(102)에 전기적으로 연결됨과 아울러 리튬이온배터리(104)에 전기적으로 연결되어 주제어부(102)의 제어신호에 따라 전류감지부(108)로부터 보내져 오는 0.1암페어(A) 이상의 전류에 의해 스위치 온(ON)되어 리튬이온배터리(104)를 충전하여 대기전력을 감소시키는 릴레이(110)를 포함한다.
그리고, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 구동용 전원장치의 제어방법은,
에프이티(106) 및 전류감지부(108)로 제어신호를 보내는 제1단계와;
상기 제1단계 후, 에프이티(106)는 스위치 온(ON)되고 전류감지부(108)는 제어신호에 따라 키 온 신호(Key ON)으로 인가되는 전류를 감지하는 제2단계와;
상기 제2단계 후, 전류감지부(108)에 0.1암페어(A) 이상의 전류를 감지되면, 릴레이(110)는 전류감지부(108)로부터 보내져 오는 0.1암페어(A) 이상의 전류에 의해 스위치 온(ON)되어 리튬이온배터리(104)를 충전하는 제3단계를 포함한다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 배터리 구동용 전원장치 및 그 제어방법은 평소에는 에프이티(FET)에 전기적으로 연결되어 있다가 외부에서 충전 또는 방전을 시도하려는 순간 0.1암페어(A) 이상의 전류가 감지되면 릴레이 구동에 의해 충전 또는 방전이 이루어짐으로써, 배터리 구동 대기전력을 저감하여 비용을 절감하는 효과가 있을 뿐만 아니라 고속응답으로 대기전류 감소시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 배터리 구동용 전원장치의 회로도를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 도 1의 배터리 구동용 전원장치의 개략적인 구성도이다.
이하, 본 발명에 따른 배터리 구동용 전원장치 및 그 제어방법의 바람직한 실시 예를 설명한다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 배터리 구동용 전원장치의 회로도를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 배터리 구동용 전원장치의 개략적인 구성도이다.
도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 배터리 구동용 전원장치(100)는,
주제어부(102)와;
상기 주제어부(102)에 전기적으로 연결됨과 아울러 리튬이온배터리(104)에 전기적으로 연결되어 주제어부(102)의 제어신호에 따라 스위치 온(ON)되어 리튬이온배터리(104)를 충전하는 에프이티(106)와;
상기 주제어부(102)에 전기적으로 연결되어 주제어부(102)의 제어신호에 따라 외부에서 충전 또는 방전을 시도하려는 순간 0.1암페어(A) 이상의 전류를 감지하고 감지된 0.1암페어(A) 이상의 전류를 릴레이로 보내는 전류감지부(108)와;
상기 전류감지부(108)에 전기적으로 연결되고 주제어부(102)에 전기적으로 연결됨과 아울러 리튬이온배터리(104)에 전기적으로 연결되어 주제어부(102)의 제어신호에 따라 전류감지부(108)로부터 보내져 오는 0.1암페어(A) 이상의 전류에 의해 스위치 온(ON)되어 리튬이온배터리(104)를 충전하여 대기전력을 감소시키는 릴레이(110)를 포함한다.
상기와 같이 포함된 본 발명에 따른 배터리 구동용 전원장치(100)의 동작(또는 제어방법)을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 주제어부(102)는 에프이티(106) 및 전류감지부(108)로 제어신호를 보낸다.
상기 에프이티(106)는 제어신호에 따라 스위치 온(ON)되고 전류감지부(108)는 제어신호에 따라 키 온 신호(Key ON)으로 인가되는 전류를 감지한다.
여기서, 상기 키 온 신호는 예를 들어, 정지된 전기자동차를 구동하기 위해, 사용자가 전기자동차의 핸들 또는 브레이크 또는 변속레버 등의 부품을 조작할 때 발생하는 0.1암페어(A) 이상의 전류이다.
상기 전류감지부(108)에 0.1암페어(A) 이상의 전류를 감지되면, 주제어부(102)의 제어신호에 따라 릴레이(110)는 전류감지부(108)로부터 보내져 오는 0.1암페어(A) 이상의 전류에 의해 스위치 온(ON)되어 리튬이온배터리(104)를 충전한다.
따라서, 본 발명은 평소에는 에프이티(FET)에 전기적으로 연결되어 있다가 외부에서 충전 또는 방전을 시도하려는 순간 0.1암페어(A) 이상의 전류가 감지되면 릴레이 구동에 의해 충전 또는 방전이 이루어짐으로써, 배터리 구동 대기전력을 저감하여 비용을 절감하고 고속응답으로 대기전류 감소시킨다.
상기 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 배터리 구동용 전원장치
102 : 주제어부
104 : 리튬이온배터리
106 : 에프이티
108 : 전류감지부
110 :릴레이

Claims (2)

  1. 주제어부(102)와;
    상기 주제어부(102)에 전기적으로 연결됨과 아울러 리튬이온배터리(104)에 전기적으로 연결되어 주제어부(102)의 제어신호에 따라 스위치 온(ON)되어 리튬이온배터리(104)를 충전하는 에프이티(106)와;
    상기 주제어부(102)에 전기적으로 연결되어 주제어부(102)의 제어신호에 따라 외부에서 충전 또는 방전을 시도하려는 순간 0.1암페어(A) 이상의 전류를 감지하고 감지된 0.1암페어(A) 이상의 전류를 릴레이로 보내는 전류감지부(108)와;
    상기 전류감지부(108)에 전기적으로 연결되고 주제어부(102)에 전기적으로 연결됨과 아울러 리튬이온배터리(104)에 전기적으로 연결되어 주제어부(102)의 제어신호에 따라 전류감지부(108)로부터 보내져 오는 0.1암페어(A) 이상의 전류에 의해 스위치 온(ON)되어 리튬이온배터리(104)를 충전하여 대기전력을 감소시키는 릴레이(110)를 포함한 것을 특징으로 하는 배터리 구동용 전원장치.
  2. 에프이티(106) 및 전류감지부(108)로 제어신호를 보내는 제1단계와;
    상기 제1단계 후, 에프이티(106)는 스위치 온(ON)되고 전류감지부(108)는 제어신호에 따라 키 온 신호(Key ON)으로 인가되는 전류를 감지하는 제2단계와;
    상기 제2단계 후, 전류감지부(108)에 0.1암페어(A) 이상의 전류를 감지되면, 릴레이(110)는 전류감지부(108)로부터 보내져 오는 0.1암페어(A) 이상의 전류에 의해 스위치 온(ON)되어 리튬이온배터리(104)를 충전하는 제3단계를 포함한 것을 특징으로 하는 배터리 구동용 전원장치의 제어방법.
















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