KR20220075004A - Charging device and system capable of charging multiple batteries - Google Patents

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KR20220075004A
KR20220075004A KR1020200160696A KR20200160696A KR20220075004A KR 20220075004 A KR20220075004 A KR 20220075004A KR 1020200160696 A KR1020200160696 A KR 1020200160696A KR 20200160696 A KR20200160696 A KR 20200160696A KR 20220075004 A KR20220075004 A KR 20220075004A
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안정훈
송성근
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한국전자기술연구원
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Abstract

본 발명은 배터리를 구비하는 전기자동차 등 친환경 차량과, 공장, 물류 센터 등에서 이용되는 전동 지게차 등의 배터리를 하나의 충전 장치에 연결하여 충전이 가능하도록 한 다수 배터리 충전이 가능한 충전 장치 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 다수 배터리 충전이 가능한 충전 장치는 전원을 공급하는 전원 공급부, 상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받고, 서로 직렬 또는 병렬로 연결되어 충전 전류 또는 전압을 가변하는 복수의 전력 변환부, 상기 복수의 전력 변환부를 선택적으로 직렬 또는 병렬 연결하여 출력하는 스위칭부, 상기 스위칭부로부터 출력되는 전원을 배터리에 공급하는 복수의 충전 커넥터, 상기 복수의 충전 커넥터 중 적어도 하나에 연결된 배터리의 종류에 따라 상기 스위칭부를 제어하여 상기 복수의 전력 변환부를 직렬 또는 병렬로 연결하여 해당 배터리에 맞는 전원을 공급하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a charging device and system capable of charging multiple batteries so that eco-friendly vehicles such as electric vehicles equipped with batteries and batteries such as electric forklifts used in factories and distribution centers are connected to one charging device to be charged will be. A charging device capable of charging multiple batteries according to the present invention includes a power supply for supplying power, a plurality of power converters that receive power from the power supply and are connected in series or parallel to each other to vary the charging current or voltage, the plurality of a switching unit that selectively connects and outputs the power conversion unit of the switching unit in series or parallel, a plurality of charging connectors supplying power output from the switching unit to a battery, and the switching according to the type of battery connected to at least one of the plurality of charging connectors It characterized in that it comprises a control unit for controlling to supply power suitable for the battery by connecting the plurality of power conversion units in series or in parallel by controlling the unit.

Description

다수 배터리 충전이 가능한 충전 장치 및 시스템{Charging device and system capable of charging multiple batteries}Charging device and system capable of charging multiple batteries

본 발명은 충전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리를 구비하는 전기자동차 등 친환경 차량과, 공장, 물류 센터 등에서 이용되는 전동 지게차 등의 배터리를 하나의 충전 장치에 연결하여 충전이 가능하도록 한 다수 배터리 충전이 가능한 충전 장치 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a charging device, and more particularly, a plurality of batteries, such as an eco-friendly vehicle such as an electric vehicle equipped with a battery, and an electric forklift used in a factory, a distribution center, etc., connected to a single charging device to be charged It relates to a charging device and system capable of charging a battery.

플러그인 하이브리드 자동차(PHEV), 수소전기자동차(FCEV), 전기자동차(EV) 등 친환경 자동차용 리튬계열 2차전지 및 공장, 물류센터 등에서 널리 사용되는 전동 지게차의 납산계열 2차전지의 충전에 있어서, 종래에는 충전 장치와 배터리를 탑재한 차량이 일대일로 연결되어 완충시키는 방법을 사용해왔다.In charging lithium-based secondary batteries for eco-friendly vehicles such as plug-in hybrid vehicles (PHEV), hydrogen electric vehicles (FCEV), and electric vehicles (EV), and lead-acid secondary batteries of electric forklifts widely used in factories and distribution centers, Conventionally, a charging device and a vehicle equipped with a battery are connected one-to-one to charge the vehicle.

하지만, 친환경 차량 및 전동 지게차 수요 증가로 인하여 하나의 충전 장치에 충전을 대기하는 다수 차량(배터리)이 존재하는 경우가 빈번하다. 이때, 종래의 기술은 하나의 충전기와 배터리가 일대일로 연결되며, 연결된 배터리가 완전 충전되거나 사용자가 일부로 종료할 때 까지, 다른 배터리는 대기하고 있어야 한다. 또한, 충전 대상 배터리가 변경될 때마다 연결과 분리를 해야 하는 번거로움이 있다.However, due to an increase in demand for eco-friendly vehicles and electric forklifts, there are frequently a plurality of vehicles (battery) waiting to be charged in one charging device. At this time, in the prior art, one charger and the battery are connected one-to-one, and the other battery must be on standby until the connected battery is fully charged or the user partially terminates the battery. In addition, there is a hassle in having to connect and disconnect whenever a charging target battery is changed.

이러한 종래의 충전 구조는 향후 전망되는 충전기와 배터리의 일대다 구성에 대한 고려 없이 고전적인 CC-CV(Constant Current - Constant Voltage) 충전 방식을 차용하여 충전하고 있다. 이러한 구성은 충전을 대기하는 전체 배터리 입장에서 충전 속도, 충전 효율, 편이성 면에서 최적의 충전 방법이 될 수 없다.This conventional charging structure borrows the classic CC-CV (Constant Current-Constant Voltage) charging method and charges without considering the one-to-many configuration of a charger and a battery that is expected in the future. Such a configuration cannot be an optimal charging method in terms of charging speed, charging efficiency, and convenience from the standpoint of the entire battery waiting to be charged.

따라서 본 발명의 목적은 배터리를 구비하는 전기자동차 등 친환경 차량과, 공장, 물류 센터 등에서 이용되는 전동 지게차 등의 배터리를 하나의 충전 장치에 연결하여 충전이 가능하도록 한 다수 배터리 충전이 가능한 충전 장치 및 시스템을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to connect a battery such as an eco-friendly vehicle such as an electric vehicle equipped with a battery and an electric forklift used in a factory, a distribution center, etc. to a single charging device to enable charging of a plurality of batteries capable of charging, and to provide a system.

본 발명에 따른 다수 배터리 충전이 가능한 충전 장치는 전원을 공급하는 전원 공급부, 상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받고, 서로 직렬 또는 병렬로 연결되어 충전 전류 또는 전압을 가변하는 복수의 전력 변환부, 상기 복수의 전력 변환부를 선택적으로 직렬 또는 병렬 연결하여 출력하는 스위칭부, 상기 스위칭부로부터 출력되는 전원을 배터리에 공급하는 복수의 충전 커넥터, 상기 복수의 충전 커넥터 중 적어도 하나에 연결된 배터리의 종류에 따라 상기 스위칭부를 제어하여 상기 복수의 전력 변환부를 직렬 또는 병렬로 연결하여 해당 배터리에 맞는 전원을 공급하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A charging device capable of charging multiple batteries according to the present invention includes a power supply for supplying power, a plurality of power converters that receive power from the power supply and are connected in series or parallel to each other to vary the charging current or voltage, the plurality of a switching unit that selectively connects and outputs the power conversion unit of the switching unit in series or parallel, a plurality of charging connectors supplying power output from the switching unit to a battery, and the switching according to the type of battery connected to at least one of the plurality of charging connectors It characterized in that it comprises a control unit for controlling to supply power suitable for the battery by connecting the plurality of power conversion units in series or in parallel by controlling the unit.

본 발명에 따른 다수 배터리 충전이 가능한 충전 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 복수의 충전 커넥터 각각에 상기 복수의 전력 변환부를 매칭하여 그룹핑하고, 상기 복수의 충전 커넥터 중 하나에 배터리가 연결되면, 연결된 배터리의 종류에 따라 해당 전력 변환부 그룹을 제어하여 해당 배터리에 맞는 전원을 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In the charging device capable of charging multiple batteries according to the present invention, the control unit matches and groups the plurality of power conversion units to each of the plurality of charging connectors, and when a battery is connected to one of the plurality of charging connectors, the connected It is characterized in that by controlling the corresponding power conversion unit group according to the type of battery to supply power suitable for the corresponding battery.

본 발명에 따른 다수 배터리 충전이 가능한 충전 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 복수의 충전 커넥터에 복수의 배터리가 연결된 경우, 상기 스위칭부를 제어하여 상기 복수의 배터리 중 하나를 집중 충전하도록 상기 전력 변환부를 제어하는 것을 특징으로 한다.In the charging device capable of charging multiple batteries according to the present invention, the control unit may control the switching unit to control the switching unit to charge one of the plurality of batteries intensively when a plurality of batteries are connected to the plurality of charging connectors. characterized by controlling.

본 발명에 따른 다수 배터리 충전이 가능한 충전 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 복수의 충전 커넥터에 복수의 배터리가 연결된 경우, 상기 복수의 배터리를 순환 충전하도록 상기 전력 변환부를 제어하는 것을 특징으로 한다.In the charging device capable of charging multiple batteries according to the present invention, the control unit controls the power conversion unit to cycle-charge the plurality of batteries when a plurality of batteries are connected to the plurality of charging connectors.

본 발명에 따른 다수 배터리 충전이 가능한 충전 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 복수의 충전 커넥터에 복수의 배터리가 연결된 경우, 기 설정된 제어 값에 따라 상기 복수의 배터리를 선택적으로 충전 하도록 상기 전력 변환부를 제어하는 것을 특징으로 한다.In the charging device capable of charging multiple batteries according to the present invention, the control unit may include, when a plurality of batteries are connected to the plurality of charging connectors, the power conversion unit to selectively charge the plurality of batteries according to a preset control value. characterized by controlling.

본 발명에 따른 다수 배터리 충전이 가능한 충전 시스템은 전원을 공급하는 전원 공급부, 상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받고, 서로 직렬 또는 병렬로 연결되어 충전 전류 또는 전압을 가변하는 복수의 전력 변환부, 상기 복수의 전력 변환부를 선택적으로 직렬 또는 병렬 연결하여 출력하는 스위칭부, 상기 스위칭부로부터 출력되는 전원을 배터리에 공급하는 복수의 충전 커넥터, 상기 복수의 충전 커넥터 중 적어도 하나에 연결된 배터리의 종류에 따라 상기 스위칭부를 제어하여 상기 복수의 전력 변환부를 직렬 또는 병렬로 연결하여 해당 배터리에 맞는 전원을 공급하도록 제어하는 제어부를 포함하는 충전 장치, 상기 충전 장치의 상기 복수의 충전 커넥터 중 하나에 결합되어, 전원을 공급받는 복수의 배터리를 포함하는 것을 특징으로 한다.A charging system capable of charging multiple batteries according to the present invention includes a power supply for supplying power, a plurality of power converters that receive power from the power supply and are connected in series or parallel to each other to vary the charging current or voltage, the plurality of a switching unit that selectively connects and outputs the power conversion unit of the switching unit in series or parallel, a plurality of charging connectors supplying power output from the switching unit to a battery, and the switching according to the type of battery connected to at least one of the plurality of charging connectors A charging device including a control unit for controlling the unit to connect the plurality of power conversion units in series or parallel to supply power suitable for the corresponding battery, coupled to one of the plurality of charging connectors of the charging unit, to supply power It is characterized in that it comprises a plurality of batteries to receive.

본 발명에 따른 충전 장치는 복수의 충전 커넥터 중 적어도 하나에 연결된 배터리의 종류에 따라 스위칭부를 제어하여 복수의 전력 변환부를 직렬 또는 병렬로 연결하여 해당 배터리에 맞는 전원을 공급하도록 제어함으로써, 서로 다른 전압 레벨을 갖는 복수의 배터리를 하나의 충전 장치로 충전이 가능할 수 있다.The charging device according to the present invention controls the switching unit according to the type of battery connected to at least one of a plurality of charging connectors to connect a plurality of power converters in series or in parallel to supply power suitable for the corresponding batteries, thereby providing different voltages A plurality of batteries having levels may be charged with one charging device.

이를 통해 본 발명에 따른 충전 장치는 충전 속도, 충전 효율 및 사용 편이성이 높은 충전 서비스를 사용자에게 지원할 수 있다.Through this, the charging device according to the present invention can support a charging service with high charging speed, charging efficiency, and ease of use to the user.

또한 본 발명에 따른 충전 장치는 다수 배터리를 효과적으로 충전할 수 있는 다양한 충전 알고리즘을 제어부에 탑재 가능하여, 소수의 충전 장치가 다수의 배터리를 충전해야 하는 상황에서 최적화된 충전을 지원할 수 있다.In addition, the charging device according to the present invention can mount various charging algorithms capable of effectively charging multiple batteries in the control unit, so that it can support optimized charging in a situation where a small number of charging devices need to charge multiple batteries.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 충전 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 충전 장치의 세부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 충전 장치를 구현한 사진이다.1 is a block diagram illustrating a charging system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a charging device according to an embodiment of the present invention.
3 is a picture of a charging device according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 표 1에 기재된 과제의 지원을 받아 출원을 진행하는 것이다.The present invention is to proceed with the application with the support of the subject listed in Table 1.

[과제고유번호][Project unique number] P0006191P0006191 [부처명][Buddha name] 산업부Ministry of Industry [과제관리(전문)기관명][Name of task management (specialized) organization] 한국산업기술진흥원Korea Industrial Technology Promotion Agency [연구과제명][Research project name] (R)산업용 무효전력 보상 기능이 있는 LVDC 배전 시스템 개발(R) Development of LVDC distribution system with reactive power compensation for industrial use [기여율][Contribution rate] 1/11/1 [과제수행기관명][Name of the organization performing the task] 대호전기(주)기술연구소Daeho Electric Co., Ltd. R&D Center [연구기간][Research period] 2018.10.01-2021.03.312018.10.01-2021.03.31

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.It should be noted that, in the following description, only the parts necessary for understanding the embodiments of the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted in the scope not disturbing the gist of the present invention.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 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.The terms or words used in the present specification and claims described below should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventors have appropriate concepts of terms to describe their invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined in Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be variations and variations.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 충전 시스템을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a charging system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 충전 시스템(300)은 충전 장치(100) 및 복수의 배터리(200)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , a charging system 300 according to an embodiment of the present invention includes a charging device 100 and a plurality of batteries 200 .

충전 장치(100)는 복수의 배터리(200)를 충전할 수 있도록 복수의 충전 커넥터(140)를 구비한다. 이러한 충전 장치(100)는 전기 자동차를 충전하는 충전소, 공장, 물류 센터 등과 같이 복수의 장치가 구동되는 공간에서 복수의 장치의 배터리를 동시에 충전시키도록 할 수 있다. 즉 충전 장치(100)는 복수의 배터리(200) 중 하나를 일대일로 충전하는 것이 아닌, 복수의 배터리(200)를 동시에 충전하도록 구성된다.The charging device 100 includes a plurality of charging connectors 140 to charge the plurality of batteries 200 . The charging device 100 may simultaneously charge batteries of a plurality of devices in a space in which a plurality of devices are driven, such as a charging station for charging an electric vehicle, a factory, a distribution center, and the like. That is, the charging device 100 is configured to simultaneously charge the plurality of batteries 200 rather than charging one of the plurality of batteries 200 one-to-one.

또한 충전 장치(100)는 시스템 사용자 또는 유저의 요구사항에 맞추어 특정 배터리의 고속 충전에 최적화된 충전 방법으로 충전하거나, 복수의 배터리(200) 전체 관점에서 유리한 충전 방법을 선택하는 등 다양한 알고리즘의 적용을 자유롭게 할 수 있다. 즉 충전 장치(100)는 소수의 충전기가 복수의 배터리(200)를 충전해야하는 상황에서 일대다 시스템에 최적화된 충전을 지원 가능하다.In addition, the charging device 100 is charged with a charging method optimized for fast charging of a specific battery according to the requirements of the system user or user, or by selecting a charging method that is advantageous from the overall viewpoint of the plurality of batteries 200. Application of various algorithms can be done freely That is, the charging device 100 can support charging optimized for a one-to-many system in a situation where a small number of chargers need to charge a plurality of batteries 200 .

한편 친환경 차량의 경우 충전된 배터리가 완충되거나 및 배터리 소유자의 변심이나 만족으로 인하여 일대일 충전기 연결이 분리되기 전까지의 불확실한 시간 동안을 다른 차량(배터리)의 소유자는 기다려야 한다.On the other hand, in the case of an eco-friendly vehicle, the owner of another vehicle (battery) has to wait for an uncertain time until the charged battery is fully charged and the one-to-one charger connection is disconnected due to the change of mind or satisfaction of the battery owner.

이에 따라 본 발명에 따른 충전 장치(100)는 앞선 배터리의 충전 여부와 상관없이 일대다 연결이 가능하여 편이성이 있으며, 충전기 운영자와 사용자 사이의 약속을 통하여 늦게 온 차량의 배터리를 함께 충전하면서도 전체 배터리의 충전 속도 및 효율을 높일 수 있다.Accordingly, the charging device 100 according to the present invention is convenient because one-to-many connection is possible regardless of whether the previous battery is charged, and through an appointment between the charger operator and the user, the battery of the vehicle arriving late is charged together while charging the entire battery. can increase the charging speed and efficiency of

복수의 배터리(200)는 전원을 충전하고, 충전된 전원을 방전하여 외부 장치에 전원을 공급한다. 복수의 배터리(200)는 친환경 차량과, 공장, 물류 센터 등에서 이용되는 전동 지게차 등에 각각 구비될 수 있다. 이러한 복수의 배터리(200)는 전원을 공급하는 장치에 따라 각각 다른 전류 또는 전압을 필요로 하도록 구성될 수 있다.The plurality of batteries 200 charge power and discharge the charged power to supply power to an external device. The plurality of batteries 200 may be provided in an eco-friendly vehicle, an electric forklift used in a factory, a distribution center, and the like, respectively. The plurality of batteries 200 may be configured to require different currents or voltages depending on a device for supplying power.

이러한 배터리(200)는 충방전이 가능한 다양한 배터리가 사용될 수 있다. 예를들어 배터리(200)는 니켈-카드뮴 전지(nickel-cadmium battery), 납 축전지, 니켈-수소 전지(NiMH: nickel metal hydride battey), 리튬 이온 전지(lithium battery), 리튬 폴리머 전지(lithium polymer battery) 등을 포함할 수 있으나 이에 한정된 것은 아니다.As the battery 200 , various batteries capable of charging and discharging may be used. For example, the battery 200 may include a nickel-cadmium battery, a lead storage battery, a nickel metal hydride battery (NiMH), a lithium ion battery, and a lithium polymer battery. ) and the like, but is not limited thereto.

이하 본 발명의 실시예에 따른 충전 장치(100)에 대하여 더욱 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the charging device 100 according to an embodiment of the present invention will be described in more detail.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 충전 장치의 세부 구성을 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a charging device according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 충전 장치(100)는 전원 공급부(110), 전력 변환부(120), 스위칭부(130), 충전 커넥터(140) 및 제어부(150)를 포함한다.Referring to FIG. 2 , the charging device 100 according to an embodiment of the present invention includes a power supply unit 110 , a power conversion unit 120 , a switching unit 130 , a charging connector 140 , and a control unit 150 . do.

전원 공급부(110)는 교류 전력 또는 직류 전력을 복수의 배터리(200)에 공급할 수 있다.The power supply unit 110 may supply AC power or DC power to the plurality of batteries 200 .

전력 변환부(120)는 전원 공급부(110)로부터 전원을 공급받고, 서로 직렬 또는 병렬로 선택적으로 연결되어 충전 전류 또는 전압을 가변시킬 수 있다. 즉 복수의 전력 변환부(120)는 스위칭부(130)에 의해 선택적으로 서로 직렬 또는 병렬로 연결되어, 배터리(200)의 규격에 맞는 전류 또는 전압으로 변환시켜 배터리(200)에 공급할 수 있다.The power converter 120 may receive power from the power supply 110 , and may be selectively connected in series or parallel to each other to vary the charging current or voltage. That is, the plurality of power converters 120 may be selectively connected in series or parallel to each other by the switching unit 130 , convert current or voltage that meets the specifications of the battery 200 , and supply it to the battery 200 .

스위칭부(130)는 제어부(150)의 제어 하에 복수의 전력 변환부(120)를 선택적으로 직렬 또는 병렬 연결하여 출력할 수 있다. 이러한 스위칭부(130)는 릴레이 또는 반도체 스위치로 구성되어 복수의 전력 변환부(120)를 선택적으로 연결해주는 역할을 수행한다. 즉 스위칭부(130)는 제어부(150)로부터 제공되는 충전 로직에 맞게 충전 커넥터(140)에 연결된 복수의 배터리(200)들 가운데 지금 시점에 충전해야하는 배터리(200)와 전력 변환부(120)를 연결해주는 연할을 한다.The switching unit 130 may selectively connect a plurality of power conversion units 120 in series or parallel to output under the control of the control unit 150 . The switching unit 130 is composed of a relay or a semiconductor switch and serves to selectively connect the plurality of power conversion units 120 . That is, the switching unit 130 selects the battery 200 and the power converter 120 to be charged at this point among the plurality of batteries 200 connected to the charging connector 140 in accordance with the charging logic provided from the control unit 150 . Make a link that connects.

여기서 스위칭부(130)는 복수의 전력 변환부(120)를 매칭하여 그룹핑하고, 복수의 충전 커넥터(140) 중 하나에 배터리(200)가 연결되면, 제어부(150)의 제어 하에 연결된 배터리(200)의 종류에 따라 해당 전력 변환부 그룹을 제어하여 해당 배터리에 맞는 전원을 공급하도록 할 수 있다.Here, the switching unit 130 matches and groups the plurality of power conversion units 120 , and when the battery 200 is connected to one of the plurality of charging connectors 140 , the battery 200 connected under the control of the control unit 150 . ), by controlling the corresponding power conversion unit group, it is possible to supply power suitable for the corresponding battery.

복수의 충전 커넥터(140)는 스위칭부(130)와 연결되어, 스위칭부(130)로부터 출력되는 전원을 배터리(200)에 공급하는 역할을 수행한다. 이러한 복수의 충전 커넥터(140)는 충전 장치(100)의 본체에 노출되도록 구성되고, 복수로 형성되어 복수의 배터리(200)와 연결될 수 있다.The plurality of charging connectors 140 are connected to the switching unit 130 and serve to supply power output from the switching unit 130 to the battery 200 . The plurality of charging connectors 140 are configured to be exposed to the main body of the charging device 100 , and may be formed in plurality to be connected to the plurality of batteries 200 .

제어부(150)는 복수의 충전 커넥터(140) 중 적어도 하나에 연결된 배터리(200)의 종류에 따라 스위칭부(130)를 제어하여 복수의 전력 변환부(120)를 직렬 또는 병렬로 연결하여 해당 배터리에 맞는 전원을 공급하도록 제어할 수 있다.The control unit 150 controls the switching unit 130 according to the type of the battery 200 connected to at least one of the plurality of charging connectors 140 to connect the plurality of power conversion units 120 in series or parallel to the corresponding battery. It can be controlled to supply the appropriate power.

또한 제어부(150)는 복수의 충전 커넥터(140) 각각에 복수의 전력 변환부(120)를 매칭하여 그룹핑하고, 복수의 충전 커넥터(140) 중 하나에 배터리(200)가 연결되면, 연결된 배터리(200)의 종류에 따라 해당 전력 변환부 그룹을 제어하여 해당 배터리(200)에 맞는 전원을 공급하도록 제어할 수 있다.In addition, the control unit 150 matches and groups the plurality of power conversion units 120 to each of the plurality of charging connectors 140 , and when the battery 200 is connected to one of the plurality of charging connectors 140 , the connected battery ( 200), it is possible to control a corresponding power conversion unit group to supply power suitable for the corresponding battery 200 .

또한 제어부(150)는 복수의 충전 커넥터(140)에 복수의 배터리(200)가 연결된 경우, 스위칭부(130)를 제어하여 복수의 배터리(200) 중 하나를 집중 충전하도록 전력 변환부(120)를 제어할 수 있다.In addition, when the plurality of batteries 200 are connected to the plurality of charging connectors 140 , the control unit 150 controls the switching unit 130 to charge one of the plurality of batteries 200 intensively. can control

또한 제어부(150)는 복수의 충전 커넥터(140)에 복수의 배터리(200)가 연결된 경우, 복수의 배터리(200)를 순환 충전하도록 전력 변환부(120)를 제어할 수 있다.Also, when the plurality of batteries 200 are connected to the plurality of charging connectors 140 , the controller 150 may control the power converter 120 to cycle-charge the plurality of batteries 200 .

또한 제어부(150)는 복수의 충전 커넥터(140)에 복수의 배터리(200)가 연결된 경우, 기 설정된 제어 값에 따라 복수의 배터리(200)를 선택적으로 충전 하도록 전력 변환부(120)를 제어할 수 있다.In addition, when the plurality of batteries 200 are connected to the plurality of charging connectors 140 , the controller 150 may control the power converter 120 to selectively charge the plurality of batteries 200 according to a preset control value. can

이와 같이 본 발명에 따른 충전 장치(100)는 복수의 충전 커넥터(140) 중 적어도 하나에 연결된 배터리(200)의 종류에 따라 스위칭부(130)를 제어하여 복수의 전력 변환부(120)를 직렬 또는 병렬로 연결하여 해당 배터리(200)에 맞는 전원을 공급하도록 제어함으로써, 서로 다른 전압 레벨을 갖는 복수의 배터리(200)를 하나의 충전 장치(100)로 충전이 가능할 수 있다.As described above, the charging device 100 according to the present invention controls the switching unit 130 according to the type of the battery 200 connected to at least one of the plurality of charging connectors 140 to connect the plurality of power converters 120 in series. Alternatively, a plurality of batteries 200 having different voltage levels may be charged with one charging device 100 by connecting in parallel and controlling the supply of power suitable for the corresponding battery 200 .

이를 통해 본 발명에 따른 충전 장치(100)는 충전 속도, 충전 효율 및 사용 편이성이 높은 충전 서비스를 사용자에게 지원할 수 있다.Through this, the charging device 100 according to the present invention can support a charging service with high charging speed, charging efficiency, and ease of use to the user.

또한 본 발명에 따른 충전 장치(100)는 다수 배터리(200)를 효과적으로 충전할 수 있는 다양한 충전 알고리즘을 제어부(150)에 탑재 가능하여, 소수의 충전 장치가 다수의 배터리(200)를 충전해야 하는 상황에서 최적화된 충전을 지원할 수 있다.In addition, the charging device 100 according to the present invention can be equipped with various charging algorithms capable of effectively charging the plurality of batteries 200 in the control unit 150, so that a small number of charging devices have to charge the plurality of batteries 200 . It can support optimized charging under the circumstances.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 충전 장치를 구현한 사진이다.3 is a picture of a charging device according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 충전 장치(100)의 예로, 4-채널 48V 및 80V 규격 전동지게차 충전 장치를 구현하였다. 여기서 본 발명에 따른 충전 장치(100)는 하나의 충전 장치가 하나의 배터리를 충전하는 것이 아니라, 4개의 배터리와 연결하여 충전하도록 구성하였다. 또한 HMI 디스플레이(150)를 구성하여 배터리의 충전 상태를 확인하도록 하였다.As shown in FIG. 3 , as an example of the charging device 100 according to the present invention, a 4-channel 48V and 80V standard electric forklift charging device was implemented. Here, the charging device 100 according to the present invention is configured such that one charging device is connected to and charged with four batteries, rather than charging one battery. In addition, the HMI display 150 was configured to check the state of charge of the battery.

또한 본 발명에 따른 충전 장치(100)는 순차적으로 완충하는 순차 충전을 포함하여, 전체 배터리의 충전시간을 단축할 수 있도록 교번 충전하는 순환 충전 알고리즘 등 사용자의 요구조건에 맞추어 특정 배터리에만 집중된 방식이 아닌 전체 충전이 필요한 배터리의 관점에서 최적화된 충전 기능을 탑재하고 있다.In addition, the charging device 100 according to the present invention includes sequential charging for sequentially charging, and a cyclic charging algorithm that alternately charges to shorten the charging time of the entire battery. It is equipped with a charging function that is optimized from the point of view of a battery that requires full charging.

또한, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.In addition, the embodiments disclosed in the present specification and drawings are merely presented as specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It is apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that other modifications based on the technical spirit of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.

100 : 충전 장치
110 : 전원 공급부
120 : 전력 변환부
130 : 스위칭부
140 : 충전 커넥터
150 : 제어부
200 : 배터리
300 : 충전 시스템100: charging device
110: power supply
120: power conversion unit
130: switching unit
140: charging connector
150: control unit
200: battery
300: charging system

Claims (6)

전원을 공급하는 전원 공급부;
상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받고, 서로 직렬 또는 병렬로 연결되어 충전 전류 또는 전압을 가변하는 복수의 전력 변환부;
상기 복수의 전력 변환부를 선택적으로 직렬 또는 병렬 연결하여 출력하는 스위칭부;
상기 스위칭부로부터 출력되는 전원을 배터리에 공급하는 복수의 충전 커넥터;
상기 복수의 충전 커넥터 중 적어도 하나에 연결된 배터리의 종류에 따라 상기 스위칭부를 제어하여 상기 복수의 전력 변환부를 직렬 또는 병렬로 연결하여 해당 배터리에 맞는 전원을 공급하도록 제어하는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수 배터리 충전이 가능한 충전 장치.a power supply for supplying power;
a plurality of power converters receiving power from the power supply and connected in series or parallel to each other to vary charging current or voltage;
a switching unit outputting the plurality of power conversion units by selectively connecting them in series or parallel;
a plurality of charging connectors for supplying power output from the switching unit to the battery;
a control unit for controlling the switching unit according to the type of battery connected to at least one of the plurality of charging connectors to supply power suitable for the corresponding battery by connecting the plurality of power conversion units in series or in parallel;
A charging device capable of charging multiple batteries, comprising: 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 복수의 충전 커넥터 각각에 상기 복수의 전력 변환부를 매칭하여 그룹핑하고, 상기 복수의 충전 커넥터 중 하나에 배터리가 연결되면, 연결된 배터리의 종류에 따라 해당 전력 변환부 그룹을 제어하여 해당 배터리에 맞는 전원을 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 다수 배터리 충전이 가능한 충전 장치.According to claim 1,
The control unit is
Matching and grouping the plurality of power converters to each of the plurality of charging connectors, when a battery is connected to one of the plurality of charging connectors, by controlling the corresponding power converter group according to the type of the connected battery, power suitable for the battery A charging device capable of charging multiple batteries, characterized in that controlling to supply. 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 복수의 충전 커넥터에 복수의 배터리가 연결된 경우, 상기 스위칭부를 제어하여 상기 복수의 배터리 중 하나를 집중 충전하도록 상기 전력 변환부를 제어하는 것을 특징으로 하는 다수 배터리 충전이 가능한 충전 장치.According to claim 1,
The control unit is
When a plurality of batteries are connected to the plurality of charging connectors, a charging device capable of charging multiple batteries, characterized in that the power converter controls the power converter to charge one of the plurality of batteries by controlling the switching unit. 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 복수의 충전 커넥터에 복수의 배터리가 연결된 경우, 상기 복수의 배터리를 순환 충전하도록 상기 전력 변환부를 제어하는 것을 특징으로 하는 다수 배터리 충전이 가능한 충전 장치.According to claim 1,
The control unit is
When a plurality of batteries are connected to the plurality of charging connectors, the charging device capable of charging a plurality of batteries, characterized in that controlling the power converter to cyclically charge the plurality of batteries. 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 복수의 충전 커넥터에 복수의 배터리가 연결된 경우, 기 설정된 제어 값에 따라 상기 복수의 배터리를 선택적으로 충전 하도록 상기 전력 변환부를 제어하는 것을 특징으로 하는 다수 배터리 충전이 가능한 충전 장치.According to claim 1,
The control unit is
When a plurality of batteries are connected to the plurality of charging connectors, the charging device capable of charging multiple batteries, characterized in that the power converter is controlled to selectively charge the plurality of batteries according to a preset control value. 전원을 공급하는 전원 공급부, 상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받고, 서로 직렬 또는 병렬로 연결되어 충전 전류 또는 전압을 가변하는 복수의 전력 변환부, 상기 복수의 전력 변환부를 선택적으로 직렬 또는 병렬 연결하여 출력하는 스위칭부, 상기 스위칭부로부터 출력되는 전원을 배터리에 공급하는 복수의 충전 커넥터, 상기 복수의 충전 커넥터 중 적어도 하나에 연결된 배터리의 종류에 따라 상기 스위칭부를 제어하여 상기 복수의 전력 변환부를 직렬 또는 병렬로 연결하여 해당 배터리에 맞는 전원을 공급하도록 제어하는 제어부를 포함하는 충전 장치;
상기 충전 장치의 상기 복수의 충전 커넥터 중 하나에 결합되어, 전원을 공급받는 복수의 배터리;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수 배터리 충전이 가능한 충전 시스템.A power supply for supplying power, a plurality of power converters receiving power from the power supply, connected in series or parallel to each other to vary a charging current or voltage, and selectively connecting the plurality of power converters in series or parallel to output A switching unit that controls the switching unit according to a type of a battery connected to at least one of a plurality of charging connectors for supplying power output from the switching unit to the battery, and the plurality of charging connectors to control the switching unit to control the plurality of power conversion units in series or parallel a charging device including a control unit for controlling to supply power suitable for the corresponding battery by being connected to the battery;
a plurality of batteries coupled to one of the plurality of charging connectors of the charging device to receive power;
A charging system capable of charging multiple batteries, comprising:
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