KR20230006145A - Control system for overcharge protection and overcharge protection method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 과충전 보호 관제 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 충전 대상 장치의 배터리 팩의 과충전을 방지할 수 있는 과충전 보호 관제 시스템 및 이를 이용한 과충전 보호 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an overcharge protection control system, and more particularly, to an overcharge protection control system capable of preventing overcharging of a battery pack of a device to be charged, and an overcharge protection method using the same.
최근, 근거리 이동 수단으로서 전동 킥보드에 대한 관심이 증가하고 있다. 또한, 전동 킥보드는 작동이 쉽고, 별도의 자격증을 요구하지 않아 많은 사람들이 편리하게 사용할 수 있는 이점을 갖는다.Recently, interest in electric kickboards as a means of short-distance movement is increasing. In addition, electric kickboards are easy to operate and do not require a separate license, so many people can use them conveniently.
이러한 편리성으로 전동 킥보드는 취미 생활을 위해 개인이 소장하는 경우뿐만 아니라, 출퇴근용으로 많이 사용되고 있다. 이에 따라, 개인용 전동 킥보드의 판매 비즈니스와 전동 킥보드의 대여 비즈니스 및 전동 킥보드 관련 시장이 최근 급성장하고 있다.Due to this convenience, electric kickboards are widely used not only for personal possession for hobbies, but also for commuting. Accordingly, the sales business of personal electric kickboards, the rental business of electric kickboards, and electric kickboard-related markets are rapidly growing.
그러나, 편리성을 갖춘 전동 킥보드의 사용이 증가함에 따라 안전상의 문제도 발생하고 있다. 전동 킥보드는 동력을 공급하는 모터와, 모터로 전원을 공급하는 배터리 팩을 포함한다. However, as the use of electric kickboards with convenience increases, safety problems also occur. The electric kickboard includes a motor that supplies power and a battery pack that supplies power to the motor.
전동 킥보드에 적용되는 배터리 팩은 기존의 휴대전화나 노트북과 같은 전자 기기보다 많은 배터리 셀들이 직렬 혹은 병렬로 연결된다. 배터리 팩에는 과충전 보호 회로가 장착될 수 있으며 이를 통해 배터리 팩의 과충전을 방지하고 있다.Battery packs applied to electric kickboards have more battery cells connected in series or parallel than existing electronic devices such as mobile phones or laptops. The battery pack may be equipped with an overcharge protection circuit, and through this, overcharging of the battery pack is prevented.
그런데, 배터리 팩의 과충전 보호 회로가 고장 또는 지연 동작하는 경우 배터리 팩이 과충전되는 문제점이 있다. 이는 충전 중 화재나 폭발 사고의 원인이 될 수 있다. However, there is a problem in that the battery pack is overcharged when the overcharge protection circuit of the battery pack malfunctions or operates with a delay. This may cause a fire or explosion accident during charging.
따라서, 충전 대상 장치의 과충전 보호 회로가 고장 또는 지연 동작하는 경우에도 과충전으로부터 배터리 팩을 안전하게 보호할 수 있는 기술이 요구되고 있다.Accordingly, there is a need for a technology capable of safely protecting a battery pack from overcharging even when an overcharge protection circuit of a device to be charged is malfunctioning or delayed.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 충전 대상 장치의 배터리 팩의 과충전을 방지할 수 있는 과충전 보호 관제 시스템 및 이를 이용한 과충전 보호 방법을 제공하는데 있다.A technical problem to be solved by the present invention is to provide an overcharge protection control system capable of preventing overcharging of a battery pack of a device to be charged, and an overcharge protection method using the same.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 충전 대상 장치의 배터리 팩의 상태를 감시하는 기기 관제 서버와 연동하여 과충전으로부터 배터리 팩을 보호할 수 있는 과충전 보호 관제 시스템 및 이를 이용한 과충전 보호 방법을 제공하는데 있다.In addition, the technical problem to be solved by the present invention is to provide an overcharge protection control system that can protect the battery pack from overcharge in conjunction with a device control server that monitors the state of the battery pack of the device to be charged, and an overcharge protection method using the same there is.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 충전 대상 장치의 과충전 보호 회로가 고장 또는 지연 동작하는 경우에도 과충전으로부터 배터리 팩을 안전하게 보호할 수 있는 과충전 보호 관제 시스템 및 이를 이용한 과충전 보호 방법을 제공하는데 있다.In addition, the technical problem to be solved by the present invention is to provide an overcharge protection control system and an overcharge protection method using the same that can safely protect a battery pack from overcharge even when the overcharge protection circuit of the device to be charged is faulty or delayed. .
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned above can be understood by the following description and will be more clearly understood by the examples of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by means of the instrumentalities and combinations indicated in the claims.
일 실시예에 따른 과충전 보호 관제 시스템은, 기기 관제 서버로부터 충전 대상 장치에 대한 배터리 충전 값을 수신하고 이를 이용하여 충전 장치의 충전 동작을 제어한다.An overcharge protection control system according to an embodiment receives a battery charging value for a device to be charged from a device control server and controls a charging operation of a charging device using the battery charging value.
구체적으로, 충전 관제 서버는 충전 대상 장치에 대한 배터리 충전 값을 기기 관제 서버에 요청하여 수신하고 배터리 충전 값이 기준 값에 도달하는 경우 충전 장치의 충전을 중단시켜 과충전을 방지한다.Specifically, the charging control server requests and receives the battery charge value of the device to be charged from the device control server, and stops charging of the charging device when the battery charge value reaches the reference value to prevent overcharging.
일 실시예에 따른 과충전 보호 관제 시스템은, 충전 관제 서버가 기기 관제 서버와 연동하여 충전 대상 기기의 풀충전 여부를 감시한다.In the overcharge protection control system according to an embodiment, a charge control server interworks with a device control server to monitor whether a device to be charged is fully charged.
구체적으로, 충전 관제 서버는 충전 장치가 충전 중인 충전 대상 장치에 대한 배터리 충전 값을 기기 관제 서버로부터 수신하여 충전 대상 기기의 충전 상태를 감시하며, 이를 통해 과충전으로부터 충전 대상 장치를 보호한다.Specifically, the charge control server receives the battery charge value of the device to be charged while the charging device is being charged from the device control server, monitors the charging state of the device to be charged, and thereby protects the device to be charged from overcharging.
일 실시예에 따른 과충전 보호 관제 시스템은, 충전 대상 장치의 과충전 보호 회로가 고장 또는 지연 동작하는 경우에도 과충전으로부터 충전 대상 장치를 안전하게 보호한다.The overcharge protection control system according to an embodiment safely protects the device to be charged from overcharging even when the overcharge protection circuit of the device to be charged is malfunctioning or delayed.
구체적으로, 충전 관제 서버는 기기 관제 서버와 연동하여 충전 대상 장치에 대한 배터리 충전 값을 이용하여 충전 장치를 제어하므로 충전 대상 장치의 과충전 보호 회로가 고장 또는 지연 동작하는 경우에도 과충전으로부터 충전 대상 장치를 보호한다.Specifically, the charging control server interlocks with the device control server to control the charging device using the battery charge value for the charging target device, so that even if the overcharge protection circuit of the charging target device fails or operates delayed, the charging target device is protected from overcharging. protect
일 실시예에 따른 과충전 보호 관제 시스템은, 충전 대상 장치를 충전하는 충전 장치, 및 충전 중인 충전 대상 장치의 배터리 충전 값을 기기 관제 서버에 요청하여 수신하며 배터리 충전 값이 기준 값에 도달하는 경우 충전 대상 장치에 대한 충전 장치의 충전을 중단시키는 충전 관제 서버를 포함한다.An overcharge protection control system according to an embodiment requests and receives a charging device for charging a charging target device and a battery charge value of a charging target device being charged from a device control server, and charging when the battery charge value reaches a reference value and a charging control server that stops charging of the charging device to the target device.
일 실시예에 따른 과충전 보호 방법은, 충전 장치가 충전 대상 장치를 충전하는 단계, 충전 장치가 충전 대상 장치를 충전하는 동안 충전 관제 서버가 충전 중인 충전 대상 장치의 배터리 충전 값을 기기 관제 서버에 요청하여 수신하는 단계, 및 충전 관제 서버가 배터리 충전 값이 기준 값에 도달하는 경우 충전 대상 장치에 대한 충전 장치의 충전을 중단시키는 단계를 포함한다.An overcharge protection method according to an embodiment includes the step of charging a target device by a charging device, and requesting a battery charge value of a target device being charged by a charging control server to a device control server while the charging device is charging the target device. and receiving, and stopping charging of the charging device for the device to be charged when the charge control server reaches the reference value.
상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 과충전 보호 관제 시스템 및 이를 이용한 과충전 보호 방법은, 기기 관제 서버로부터 수신되는 배터리 충전 값이 기준 값에 도달하는 경우 충전 장치의 충전을 중단시키므로 충전 대상 장치의 과충전을 방지할 수 있다.As described above, the overcharge protection control system according to an embodiment and the overcharge protection method using the same stop the charging of the charging device when the battery charge value received from the device control server reaches the reference value, thereby preventing overcharging of the device to be charged. can prevent
또한, 일 실시예에 따른 과충전 보호 관제 시스템 및 이를 이용한 과충전 보호 방법은, 충전 대상 장치의 배터리 팩의 상태를 감시하는 기기 관제 서버와 연동하여 풀충전 여부를 감시하므로 과충전으로부터 충전 대상 장치를 보호할 수 있다.In addition, the overcharge protection control system and overcharge protection method using the same according to an embodiment monitors whether the battery pack of the device to be charged is fully charged in conjunction with a device control server that monitors the state of the battery pack of the device to be charged, thereby protecting the device to be charged from overcharging. can
또한, 일 실시예에 따른 과충전 보호 관제 시스템 및 이를 이용한 과충전 보호 방법은, 기기 관제 서버와 연동하여 충전 대상 장치의 풀충전 여부를 감시하고 충전 장치를 제어하므로 과충전 보호 회로가 고장 또는 지연 동작하는 경우에도 충전 대상 장치를 보호할 수 있다.In addition, an overcharge protection control system and an overcharge protection method using the same according to an embodiment monitor whether a device to be charged is fully charged in conjunction with a device control server and control a charging device, so that when the overcharge protection circuit fails or operates delayed Even charging target device can be protected.
또한, 일 실시예에 따른 과충전 보호 관제 시스템 및 이를 이용한 과충전 보호 방법은, 기기 관제 서버로부터 수신되는 충전 대상 장치의 배터리 충전 값이 기준 값에 도달하는 경우 충전 장치의 충전을 중단시키므로 충전 중에 발생할 수 있는 화재나 폭발 사고 등을 예방할 수 있다.In addition, an overcharge protection control system and an overcharge protection method using the same according to an embodiment stop the charging of the charging device when the battery charge value of the device to be charged that is received from the device control server reaches the reference value, which can occur during charging Fire or explosion accidents can be prevented.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the effects described above, specific effects of the present invention will be described together while explaining specific details for carrying out the present invention.
도 1은 일 실시예에 따른 과충전 보호 관제 시스템의 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 과충전 보호 관제 시스템을 이용한 과충전 보호 방법을 나타내는 흐름도이다.1 is a block diagram of an overcharge protection control system according to an embodiment.
2 is a flowchart illustrating an overcharge protection method using an overcharge protection control system according to an exemplary embodiment.
전술한 목적, 수단 및 효과는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다. The above objects, means and effects will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, those skilled in the art to which the present invention belongs will be able to easily implement the technical spirit of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar components.
이하에서는, 충전 대상 장치의 배터리 팩의 과충전을 방지할 수 있는 과충전 보호 관제 시스템 및 이를 이용한 과충전 보호 방법을 개시한다.Hereinafter, an overcharge protection control system capable of preventing overcharging of a battery pack of a device to be charged and an overcharge protection method using the same are disclosed.
도 1은 일 실시예에 따른 과충전 보호 관제 시스템(10)의 블록도이다.1 is a block diagram of an overcharge
도 1을 참고하면, 일 실시예에 따른 과충전 보호 관제 시스템(10)은 충전 대상 장치(100), 충전 장치(200), 충전 관제 서버(300) 및 기기 관제 서버(400)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the overcharge
[충전 대상 장치][Charging target device]
충전 대상 장치(100)는 전기를 이용하여 구동하는 전동 기기에 장착될 수 있다. 일례로, 전동 기기는 개인용 이동 장치인 전동 킥보드가 예시될 수 있다.The device to be charged 100 may be mounted on an electric device driven using electricity. As an example, the electric device may be an electric kickboard, which is a personal mobile device.
충전 대상 장치(100)는 제1 충전기(120), 제1 통신기(110), 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS) 및 배터리 팩을 포함하고, 각 구성들은 전동 킥보드에 장착된다.The device to be charged 100 includes a
제1 충전기(120)는 충전 장치(200)로부터 전력 신호를 수신하고 이를 이용하여 배터리 팩을 충전한다. 일례로, 제1 충전기(120)는 브라켓을 통해 전동 킥보드의 기둥 바에 설치될 수 있다. 제1 충전기(120)는 전동 킥보드의 모델에 따른 브라켓을 교체하는 작업에 의해서 다양한 종류의 전동 킥보드에 사용될 수 있다.The
제1 충전기(120)는 수신 안테나, 정류기, 부스트 컨버터 및 충전 제어 회로 등을 포함할 수 있다. 이러한 제1 충전기(120)는 충전 장치(200)로부터 수신되는 전력 신호를 직류 전압으로 정류하고, 직류 전압을 정전압으로 변환하며, 정전압을 이용하여 배터리 팩의 배터리 셀들을 충전한다. The
제1 통신기(110)는 충전 대상 장치(100)와 기기 관제 서버(400) 간에 데이터를 송수신할 수 있도록 지원하고 충전 대상 장치(100)와 충전 장치(200) 간에 데이터를 송수신할 수 있도록 지원한다. 일례로, 제1 통신기(110)는 전동 킥보드의 조향 장치에 설치될 수 있다. The
배터리 관리 시스템(BMS)은 전동 킥보드에 설치되는 배터리 팩의 배터리 셀들의 상태를 모니터링 하여 최적의 조건에서 유지, 사용할 수 있도록 배터리 셀들을 관리한다. The battery management system (BMS) monitors the state of the battery cells of the battery pack installed in the electric kickboard and manages the battery cells so that they can be maintained and used in optimal conditions.
일례로, 배터리 관리 시스템(BMS)은 배터리 셀들의 상태를 모니터링 하여 배터리 팩의 교체시기를 예측할 수 있다. 그리고, 배터리 관리 시스템(BMS)은 다수의 배터리 셀들이 직렬, 병렬로 연결됨에 따라 배터리 셀들간의 전위차가 발생하며 이에 따른 배터리 수명 단축 방지를 위한 셀 밸런싱 기능을 수행할 수 있다.For example, the battery management system (BMS) can monitor the state of the battery cells to predict the replacement timing of the battery pack. In addition, the battery management system (BMS) may perform a cell balancing function to prevent battery life shortening due to a potential difference between battery cells as a plurality of battery cells are connected in series or parallel.
이러한 배터리 관리 시스템(BMS)은 제1 통신기(110)를 통해서 배터리 상태 데이터(BMS_DA)를 기기 관제 서버(400)에 송신할 수 있다. 일례로, 배터리 관리 시스템(BMS)은 제1 충전기(120)에 의해 배터리 셀들이 충전되는 동안 배터리 상태 데이터(BMS_DA)를 기기 관제 서버(400)에 송신할 수 있다. 배터리 상태 데이터(BMS_DA)에는 배터리 충전 값과 배터리 용량 값 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.The battery management system (BMS) may transmit the battery state data (BMS_DA) to the
배터리 충전 값은 배터리 팩의 충전 상태를 나타내는 값으로 정의될 수 있으며, 배터리 용량 값은 배터리 팩의 전체 용량을 나타내는 값으로 정의될 수 있다.The battery charge value may be defined as a value representing the state of charge of the battery pack, and the battery capacity value may be defined as a value representing the total capacity of the battery pack.
충전 대상 장치(100)는 아이디(ID, identification)가 설정될 수 있다. 아이디는 전동 킥보드들의 충전 대상 장치(100)를 식별하고 관리하는데 이용될 수 있다. The device to be charged 100 may have an ID (identification) set. The ID can be used to identify and manage the
충전 대상 장치(100)는 충전 스테이션에서 주차하여 충전 시 아이디를 충전 장치(200)에 송신할 수 있고, 아이디 인증이 완료되면 충전 장치(200)로부터 전력 신호를 수신하여 충전을 시작할 수 있다. The charging
[충전 장치][Charging device]
충전 장치(200)는 전동 킥보드의 충전 대상 장치(100)에 충전을 위한 전력 신호를 송신한다. 일례로, 충전 장치(200)는 충전 스테이션에 설치될 수 있다. The charging
충전 스테이션은 전동 킥보드를 주차하고 주차된 전동 킥보드를 충전하기 위한 장치이다. 충전 스테이션은 전동 킥보드의 주차, 인식 및 충전이 용이한 구조로 설계될 수 있다. 본 명세서에서 충전 스테이션의 구조에 대한 설명은 생략한다.The charging station is a device for parking the electric kickboard and charging the parked electric kickboard. The charging station can be designed in a structure that facilitates parking, recognition, and charging of the electric kickboard. A description of the structure of the charging station is omitted in this specification.
충전 장치(200)는 제2 충전기(220), 제2 통신기(210) 및 표시기(230)를 포함한다. 각 구성들은 충전 스테이션에 설치된다.The charging
제2 충전기(220)는 무선 전력 송신 주파수를 갖는 전력 신호를 충전 대상 장치(100)의 제1 충전기(120)에 송신하여 충전 대상 장치(100)의 배터리 팩을 충전한다. The
일례로, 제2 충전기(220)는 AC/DC 변환기, 정전압부, 발진부, 증폭부, 송신 안테나 매칭부 및 송신 안테나를 포함할 수 있다. AC/DC 변환기는 상용 전원을 직류로 변환한다. 정전압부는 AC/DC 변환기의 출력으로부터 정전압을 생성한다. For example, the
발진부는 정전압을 전원으로 하여 무선 전력 송신 주파수 신호로 변환한다. 증폭부는 정전압을 전원으로 하여 송신 주파수 신호를 증폭한다. 송신 안테나는 송신 주파수 신호를 무선 전력 신호로 충전 대상 장치(100)의 제1 충전기(120)에 송신한다.The oscillator uses the constant voltage as a power source and converts it into a wireless power transmission frequency signal. The amplifier amplifies the transmission frequency signal using the constant voltage as a power source. The transmit antenna transmits the transmit frequency signal to the
제2 통신기(210)는 충전 장치(200)와 충전 대상 장치(100) 간에 데이터를 송수신할 수 있도록 지원하고 충전 장치(200)와 충전 관제 서버(300) 간에 데이터를 송수신할 수 있도록 지원한다. The
표시기(230)는 전동 킥보드의 이용이나 충전 등에 필요한 다양한 정보를 표시한다. The
충전 장치(200)는 전동 킥보드가 충전 스테이션에 주차되는 경우 충전 대상 장치(100)를 감지하고 충전 대상 장치(100)로부터 아이디를 수신한다. The charging
일례로, 충전 장치(200)는 충전 대상 장치(100)가 무선 충전이 가능한 위치에 접속되면 접속을 감지할 수 있다. 다른 일례로, 충전 장치(200)는 충전 스테이션에 전동 킥보도가 물리적으로 락킹되는 것으로 충전 대상 기기(100)의 접속을 감지할 수 있다. For example, the charging
충전 장치(200)는 충전 대상 장치(100)로부터 수신한 아이디를 충전 관제 서버(300)에 전송한다. 충전 장치(200)는 아이디 인증이 완료되면 충전 대상 장치(100)에 전력 신호를 송신한다. The charging
일례로, 충전 장치(200)는 충전 관제 서버(30)로부터 아이디가 인증되면 해당 충전 대상 장치(100)의 배터리 팩에 대한 무선 충전을 시작한다. 다른 일례로, 충전 장치(200)는 아이디 인증 관련 데이터와 인증을 수행하는 프로그램을 내장할 수 있으며 이를 통해 아이디 인증 절차를 자체 수행할 수 있다.For example, the charging
충전 장치(200)는 충전 대상 장치(100)가 충전 스테이션에서 출차되면 출차 메시지를 충전 관제 서버(300)에 전송한다. 일례로, 충전 장치(200)는 충전 대상 장치(100)가 충전이 가능한 위치에서 비접속으로 감지되면 출차 메시지를 충전 관제 서버(300)에 전송할 수 있다.When the charging
[충전 관제 서버][Charging Control Server]
충전 관제 서버(300)는 기기 관제 서버(400)와 연동하여 충전 장치(200)를 관리 및 제어할 수 있다. 일례로, 충전 관제 서버(300)는 기기 관제 서버(400)로부터 충전 대상 장치(100)의 배터리 상태 데이터(BMS_DA)를 수신하여 충전 장치(200)의 충전 동작을 제어할 수 있다.The charging
충전 관제 서버(300)는 충전 장치(200)로부터 충전 대상 장치(100)의 아이디를 수신하고, 아이디의 유효성을 확인하는 인증 절차를 수행한다. 일례로, 충전 관제 서버(300)는 아이디 인증 관련 데이터와 인증을 수행하는 프로그램을 내장할 수 있으며 이를 통해 아이디 인증 절차를 수행할 수 있다.The charging
충전 관제 서버(300)는 아이디의 인증이 완료되면 충전 장치(200)에 충전 시작을 커맨드할 수 있다. 일례로, 충전 관제 서버(300)는 인증 완료 신호 또는 충전 시작 신호를 충전 장치(200)에 제공할 수 있고, 충전 장치(200)는 이에 응답하여 충전 대상 장치(100)를 충전할 수 있다.When authentication of the ID is completed, the charging
충전 관제 서버(300)는 충전 대상 장치(100)에 대한 배터리 상태 데이터(BMS_DA)를 기기 관제 서버(400)에 요청하고, 기기 관제 서버(400)로부터 배터리 상태 데이터(BMS_DA)를 수신한다. The charging
일례로, 충전 관제 서버(300)는 충전 장치(200)가 충전 대상 장치(100)를 충전하는 동안 충전 대상 장치(100)의 아이디를 이용하여 배터리 상태 데이터(BMS_DA)를 기기 관제 서버(400)에 일정 주기마다 요청할 수 있다. 배터리 상태 데이터(BMS_DA)에는 배터리 충전 값과 배터리 용량 값이 포함될 수 있다.For example, the charging
충전 관제 서버(300)는 배터리 충전 값이 기준 값에 도달하는 경우 해당 아이디의 충전 대상 장치(100)에 대한 충전을 중단하도록 충전 장치(200)를 제어한다. The charging
일례로, 충전 관제 서버(300)는 배터리 충전 값과 기준 값을 비교하여 충전 대상 장치(100)의 풀충전 여부를 주기적으로 감시할 수 있고, 배터리 충전 값이 풀충전에 도달하면 충전 장치(200)에 중단 커맨드 신호를 제공하여 충전 동작을 중단시킬 수 있다.For example, the charging
일례로, 충전 관제 서버(300)는 배터리 상태 데이터(BMS_DA)에 포함되는 충전 대상 장치(100)의 배터리 용량 값에 따라 기준 값을 설정할 수 있다. 전동 킥보드에 장착되는 배터리 팩의 용량은 기종에 따라 다르거나 사용 시간의 경과에 따라 열화되어 감소될 수 있다. For example, the
충전 관제 서버(300)는 기기 관제 서버(400)로부터 배터리 상태 데이터(BMS_DA)를 수신하고, 배터리 상태 데이터(BMS_DA)에 포함되는 배터리 용량 값에 대응하는 값으로 기준 값을 설정할 수 있다. The
여기에서, 기준 값은 배터리 용량 값에 따라 가변될 수 있다. 일례로, 충전 관제 서버(300)는 기준 값을 배터리 용량의 풀충전에 대응되는 값으로 설정할 수 있다. 다른 일례로, 충전 관제 서버(300)는 기준 값을 배터리 용량의 풀충전보다 허용 오차 범위만큼 작은 값으로 설정할 수 있다. Here, the reference value may vary according to the battery capacity value. For example, the
충전 대상 장치(100)의 배터리 팩은 리튬 이온 계열의 배터리 셀들로 구성되어 과충전으로 인해 폭발할 가능성이 있기 때문에 이를 제어하기 위한 시스템이 반드시 필요하다. Since the battery pack of the device to be charged 100 is composed of lithium ion-based battery cells and may explode due to overcharging, a system for controlling this is absolutely necessary.
충전 관제 서버(300)는 상술한 바와 같이 기기 관제 서버(400)와 연동하여 충전 대상 장치(100)의 충전 값이 풀충전에 대응하는 기준 값에 도달하는 경우 충전 장치(200)의 충전 동작을 중단하도록 제어함으로써 과충전에 의한 폭발 사고를 미연에 방지한다.As described above, the charging
충전 관제 서버(300)는 충전 장치(200)로부터 출차 메시지를 수신하는 경우 기기 관제 서버(400)에 충전 대상 장치(100)의 배터리 상태 데이터(BMS_DA)를 요청하는 프로세스를 종료한다. When receiving an unloading message from the charging
또한, 충전 관제 서버(300)는 충전 대상 장치(100)의 충전이 완료되는 경우 충전 대상 장치(100)에 대한 배터리 상태 데이터(BMS_DA)를 요청하는 프로세스를 종료할 수 있다. In addition, the
일례로, 충전 관제 서버(300)는 충전 장치(200)로부터 충전 완료 신호를 수신하거나 기기 관제 서버(400)로부터 배터리 상태 데이터(BMS_DA)를 수신하여 충전 완료를 판단할 수 있다. For example, the charging
[기기 관제 서버][Device control server]
기기 관제 서버(400)는 충전 관제 서버(300)와 통신망을 통해서 연결될 수 있다. 일례로, 기기 관제 서버(400)와 충전 관제 서버(300)는 유선 망, 무선 망, 클라우딩 망 중 적어도 하나 이상으로 연결될 수 있으며, 이를 통해 연동할 수 있다.The
기기 관제 서버(400)는 충전 대상 기기(100)로부터 배터리 상태 데이터(BMS_DA)를 수신한다. 일례로, 기기 관제 서버(400)는 충전 대상 기기(100)의 배터리 관리 시스템(BMS)으로부터 배터리 상태 데이터(BMS_DA)를 수신할 수 있다. The
여기서, 배터리 관리 시스템(BMS)는 배터리 셀들이 충전되는 동안 배터리 셀들의 상태를 감지할 수 있고, 배터리 상태 데이터(BMS_DA)를 기기 관제 서버(400)에 제공할 수 있다.Here, the battery management system (BMS) may detect the state of the battery cells while the battery cells are being charged, and may provide the battery state data (BMS_DA) to the
기기 관제 서버(400)는 충전 관제 서버(300)로부터 충전 대상 장치(100)의 배터리 상태 데이터(BMS_DA)가 요청되면 충전 대상 장치(100)의 배터리 상태 데이터(BMS_DA)를 충전 관제 서버(300)에 제공한다. When the battery status data (BMS_DA) of the charging
일례로, 기기 관제 서버(400)는 충전 대상 장치(100)의 아이디 별로 배터리 상태 데이터(BMS_DA)를 관리할 수 있다. 기기 관제 서버(400)는 충전 관제 서버(300)로부터 배터리 상태 데이터(BMS_DA)에 대한 요청이 수신되면 해당 아이디의 배터리 상태 데이터(BMS_DA)를 찾아 충전 관제 서버(300)에 제공할 수 있다. For example, the
이하에서, 과충전 보호 관제 시스템(10)의 과충전 보호 방법을 설명하면 다음과 같다. 도 2는 일 실시예에 따른 과충전 보호 관제 시스템(10)을 이용한 과충전 보호 방법을 나타내는 흐름도이다.Hereinafter, the overcharge protection method of the overcharge
도 1 및 도 2를 참고하면, 먼저 충전 장치(200)는 전동 킥보드가 충선 스테이션에 주차되는 경우 충전 대상 기기(100)의 접속을 감지한다(S11). Referring to FIGS. 1 and 2 , the charging
충전 장치(200)는 접속된 충전 대상 기기(100)의 아이디를 충전 관제 서버(300)에 전송하고 충전 관제 서버(300)는 충전 대상 장치(100)의 아이디를 인증하는 절차를 진행한다(S12). The charging
충전 관제 서버(300)는 아이디가 유효하면 충전 장치(200)가 충전 대상 장치(100)에 대하여 무선 충전을 시작하도록 제어한다(S13).If the ID is valid, the charging
충전 대상 장치(100)는 충전 장치(200)로부터 전력 신호를 수신하여 배터리 팩을 충전한다. 그리고, 충전 대상 장치(100)는 배터리 팩을 충전하는 동안 배터리 팩의 배터리 셀들의 값을 감지하여 생성된 배터리 상태 데이터(BMS_DA)를 일정 주기마다 기기 관제 서버(400)에 송신한다(S14).The device to be charged 100 receives a power signal from the charging
기기 관제 서버(400)는 충전 대상 장치(100)로부터 배터리 상태 데이터(BMS_DA) 일정 주기마다 수신하고, 해당하는 충전 대상 장치(100)의 배터리 상태 데이터(BMS_DA)를 갱신한다(S15).The
충전 관제 서버(300)는 충전 대상 장치(100)에 대한 배터리 상태 데이터(BMS_DA)를 기기 관제 서버(400)에 일정 주기마다 요청한다(S16). 기기 관제 서버(400)는 요청에 응답하여 배터리 상태 데이터(BMS_DA)를 충전 관제 서버(300)에 제공한다(S17).The charging
충전 관제 서버(300)는 배터리 충전 값과 기준 값을 비교하여 충전 대상 장치(100)의 풀충전 여부를 주기적으로 감시한다(S18). 그리고, 충전 관제 서버(300)는 배터리 충전 값이 풀충전에 대응하는 기준 값에 도달하면 충전 장치(200)에 충전 중단을 지시한다(S19).The
충전 장치(200)는 충전 지시에 응답하여 충전 대상 장치(100)의 충전을 중단한다(S20).The charging
충전 장치(200)는 전동 킥보드가 충전 스테이션에서 출차되는 경우 충전 대상 장치(100)의 비접속을 감지한다(S21). 그리고, 충전 장치(200)는 출차 메시지를 충전 관제 서버(300)에 전송한다(S22).The charging
충전 관제 서버(300)는 충전 장치(200)로부터 출차 메시지를 수신하는 경우 배터리 상태 데이터를 기기 관제 서버(400)에 요청하는 프로세스를 종료한다(S23).The charging
이와 같이 충전 관제 서버(300)는 기기 관제 서버(400)로부터 수신되는 배터리 충전 값이 기준 값에 도달하는 경우 충전 장치의 충전을 중단시키므로 충전 대상 장치(100)의 과충전을 방지할 수 있다.In this way, the
또한, 충전 관제 서버(300)는 기기 관제 서버(400)와 연동하여 충전 대상 장치(100)의 배터리 팩의 상태를 감시하므로 충전 장치(200) 또는 충전 대상 장치(100)에 설치되는 과충전 보호 회로가 고장 또는 지연 동작하는 경우에도 과충전으로부터 충전 대상 장치(100)를 보호할 수 있다.In addition, since the charging
또한, 충전 관제 서버(300)는 기기 관제 서버(400)와 연동하여 충전 장치(200)의 충전 동작을 제어하므로 충전 중에 발생할 수 있는 화재나 폭발 사고 등을 예방할 수 있다.In addition, since the charging
한편, 실시예들은 전동 킥보드를 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예들은 다수의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 팩이 장착되는 전동 기기의 과충전을 방지하는 시스템에 적용될 수 있다.Meanwhile, the embodiments illustrate an electric kickboard, but are not limited thereto. The embodiments may be applied to a system for preventing overcharging of an electric device equipped with a battery pack including a plurality of battery cells.
일례로, 실시예들은 배터리 관리 시스템(BMS)을 이용하여 전기 자동차, 전동 기기의 배터리 상태를 모니터링하는 관제 시스템과 연동될 수 있으며, 전기 자동차, 개인 전동 기기를 충전하는 충전 시스템에 적용될 수 있다. 실시예들은 이종 관제 시스템과의 연동을 통해 과충전을 추가적으로 방지하여 화재나 폭발 사고를 예방하는데 적용될 수 있다.As an example, the embodiments may be interlocked with a control system for monitoring the battery state of electric vehicles and electric devices using a battery management system (BMS), and may be applied to a charging system for charging electric vehicles and personal electric devices. Embodiments can be applied to prevent fire or explosion accidents by additionally preventing overcharging through interworking with heterogeneous control systems.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.As described above, the present invention has been described with reference to the drawings illustrated, but the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed in this specification, and various modifications are made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. It is obvious that variations can be made. In addition, although the operational effects according to the configuration of the present invention have not been explicitly described and described while describing the embodiments of the present invention, it is natural that the effects predictable by the corresponding configuration should also be recognized.
10: 과충전 보호 관제 시스템
100: 충전 대상 장치
110: 제1 통신기
120: 제1 충전기
BMS: 배터리 관리 시스템
BMS_DA: 배터리 상태 데이터
200: 충전 장치
210: 제2 통신기
220: 제2 충전기
230: 표시기
300: 충전 관제 서버
400: 기기 관제 서버10: Overcharge protection control system
100: charging target device 110: first communicator
120: first charger BMS: battery management system
BMS_DA: battery status data
200: charging device 210: second communicator
220: second charger 230: indicator
300: charging control server
400: device control server
Claims (18)
충전 중인 상기 충전 대상 장치의 배터리 충전 값을 기기 관제 서버에 요청하여 수신하며, 상기 배터리 충전 값이 기준 값에 도달하는 경우 상기 충전 대상 장치에 대한 상기 충전 장치의 충전을 중단시키는 충전 관제 서버를 포함하는 과충전 보호 관제 시스템.a charging device that charges the charging target device; and
A charge control server for requesting and receiving the battery charge value of the charging target device from a device control server, and stopping charging of the charging device for the charge target device when the battery charge value reaches a reference value overcharge protection control system.
상기 충전 관제 서버는 상기 충전 장치가 상기 충전 대상 장치를 충전하는 동안 배터리 상태 데이터를 상기 기기 관제 서버에 일정 주기마다 요청하는 과충전 보호 관제 시스템.According to claim 1,
The charge control server requests battery state data from the device control server at regular intervals while the charging device charges the device to be charged.
상기 충전 관제 서버는 상기 배터리 상태 데이터에 포함되는 상기 배터리 충전 값과 상기 기준 값을 비교하여 풀(full)충전 여부를 주기적으로 감시하는 과충전 보호 관제 시스템.According to claim 2,
The charge control server compares the charge value of the battery included in the battery state data with the reference value and periodically monitors whether or not it is fully charged.
상기 충전 관제 서버는 상기 배터리 충전 값이 풀충전에 도달하면 상기 충전 장치의 충전을 중단시키는 과충전 보호 관제 시스템.According to claim 3,
The charge control server stops charging of the charging device when the battery charge value reaches full charge.
상기 충전 관제 서버는 상기 배터리 상태 데이터에 포함되는 상기 충전 대상 장치의 배터리 용량 값에 따라 상기 기준 값을 설정하는 과충전 보호 관제 시스템.According to claim 2,
The charge control server sets the reference value according to the battery capacity value of the device to be charged included in the battery state data.
상기 기준 값은 상기 배터리 용량의 풀충전에 대응되는 값으로 설정되는 과충전 보호 관제 시스템.According to claim 5,
The reference value is set to a value corresponding to the full charge of the battery capacity.
상기 충전 장치는 상기 충전 대상 장치가 충전이 가능한 위치에서 비접속으로 감지되면 출차 메시지를 상기 충전 관제 서버에 전송하는 과충전 보호 관제 시스템.According to claim 1,
The overcharge protection control system of claim 1 , wherein the charging device transmits a vehicle exit message to the charging control server when the charging target device is detected as unconnected at a charging position.
상기 충전 관제 서버는 상기 출차 메시지가 수신되면 상기 기기 관제 서버에 상기 충전 대상 장치의 배터리 상태 데이터를 요청하는 프로세스를 종료하는 과충전 보호 관제 시스템.According to claim 7,
The charge control server terminates a process of requesting battery state data of the device to be charged from the device control server when the vehicle exit message is received.
상기 충전 장치는 상기 충전 대상 장치가 무선 충전이 가능한 위치에 접속되면 상기 충전 대상 장치의 아이디(ID, identification)를 상기 충전 관제 서버에 전송하는 과충전 보호 관제 시스템.According to claim 1,
The charging device transmits an ID (ID, identification) of the charging target device to the charging control server when the charging target device is connected to a location where wireless charging is possible.
상기 충전 관제 서버는 상기 충전 장치로부터 상기 아이디가 수신되면 상기 아이디의 유효 여부를 인증하는 과충전 관제 시스템.According to claim 9,
The overcharging control system of claim 1 , wherein the charging control server authenticates validity of the ID when the ID is received from the charging device.
상기 충전 장치는 상기 충전 관제 서버로부터 상기 아이디가 인증되면 상기 충전 대상 장치에 대한 무선 충전을 시작하는 과충전 보호 관제 시스템.According to claim 10,
The charging device starts wireless charging of the charging target device when the ID is authenticated by the charging control server.
(b) 상기 충전 장치가 상기 충전 대상 장치를 충전하는 동안, 충전 관제 서버는 충전 중인 상기 충전 대상 장치의 배터리 충전 값을 기기 관제 서버에 요청하여 수신하는 단계; 및
(c) 상기 충전 관제 서버는 상기 배터리 충전 값이 기준 값에 도달하는 경우 상기 충전 대상 장치에 대한 상기 충전 장치의 충전을 중단시키는 단계를 포함하는 과충전 보호 관제 시스템을 이용한 과충전 보호 방법.(a) charging the charging target device by the charging device;
(b) requesting and receiving, by a charging control server, a battery charge value of the charging target device from a device control server while the charging device is charging the device to be charged; and
(c) the charge control server stopping charging of the charging device for the device to be charged when the battery charge value reaches a reference value. Overcharge protection method using an overcharge protection control system.
상기 (a) 단계는,
상기 충전 장치에서 상기 충전 대상 장치가 무선 충전이 가능한 위치에 접속되면 상기 충전 대상 장치의 아이디를 상기 충전 관제 서버에 전송하는 단계;
상기 충전 관제 서버는 상기 충전 장치로부터 상기 아이디가 수신되면 상기 아이디의 유효 여부를 인증하는 단계; 및
상기 충전 장치는 상기 충전 관제 서버로부터 상기 아이디가 인증되면 상기 충전 대상 장치에 대한 무선 충전을 시작하는 단계를 포함하는 과충전 보호 관제 시스템을 이용한 과충전 보호 방법.According to claim 12,
In step (a),
transmitting an ID of the charging target device to the charging control server when the charging device is connected to a location where wireless charging is possible;
authenticating, by the charging control server, validity of the ID when the ID is received from the charging device; and
and the charging device starting wireless charging of the charging target device when the ID is authenticated by the charging control server.
상기 (b) 단계는 상기 충전 관제 서버가 배터리 상태 데이터를 상기 기기 관제 서버에 일정 주기마다 요청하여 수신하는 단계를 포함하는 과충전 보호 관제 시스템을 이용한 과충전 보호 방법.According to claim 12,
The step (b) includes the step of the charge control server requesting and receiving battery state data from the device control server at regular intervals.
상기 (c) 단계는,
상기 충전 관제 서버가 상기 배터리 상태 데이터에 포함되는 상기 배터리 충전 값과 상기 기준 값을 비교하여 풀충전 여부를 주기적으로 감시하는 단계; 및
상기 충전 관제 서버는 상기 배터리 충전 값이 풀충전에 도달하면 상기 충전 장치의 충전을 중단시키는 단계를 포함하는 과충전 보호 관제 시스템을 이용한 과충전 보호 방법.15. The method of claim 14,
In step (c),
periodically monitoring, by the charge control server, whether the battery is fully charged by comparing the charge value of the battery included in the battery state data with the reference value; and
The overcharge protection method using the overcharge protection control system comprising the step of the charge control server stopping charging of the charging device when the battery charge value reaches full charge.
상기 (c) 단계는, 상기 충전 관제 서버가 상기 배터리 상태 데이터를 수신하면 상기 배터리 상태 데이터에 포함되는 상기 충전 대상 장치의 배터리 용량 값에 따라 상기 기준 값을 설정하는 단계를 더 포함하는 과충전 보호 관제 시스템을 이용한 과충전 보호 방법.According to claim 15,
The step (c) further comprises setting the reference value according to the battery capacity value of the device to be charged included in the battery state data when the charge control server receives the battery state data Overcharge protection control Overcharge protection method using the system.
상기 충전 장치는 상기 충전 대상 장치가 충전이 가능한 위치에서 비접속으로 감지되면 출차 메시지를 상기 충전 관제 서버에 전송하는 (d) 단계를 더 포함하는 과충전 보호 관제 시스템을 이용한 과충전 보호 방법.According to claim 12,
When the charging device detects that the charging target device is unconnected at a charging position, the step (d) of transmitting a vehicle exit message to the charging control server. Overcharge protection method using an overcharge protection control system.
상기 (d) 단계에서, 상기 충전 관제 서버는 상기 출차 메시지가 수신되면 상기 기기 관제 서버에 배터리 상태 데이터를 요청하는 프로세스를 종료하는 과충전 보호 관제 시스템을 이용한 과충전 보호 방법.18. The method of claim 17,
In the step (d), the charge control server terminates a process of requesting battery state data from the device control server when the vehicle exit message is received.
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KR102617975B1 (en) * | 2023-05-23 | 2023-12-22 | 최영석 | Method and system for controlling battery charge amount of electric vehicles to prevent indoor fires |
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KR100907360B1 (en) | 2001-01-05 | 2009-07-10 | 세이코 인스트루 가부시키가이샤 | Battery state monitoring circuit and battery device |
KR101946288B1 (en) | 2018-06-29 | 2019-05-02 | 주식회사 태양기전 | Battery Management System Using Mobile |
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