KR20230107277A - 동력 배터리의 충전 방법, 충전 장치 및 충전 시스템 - Google Patents

동력 배터리의 충전 방법, 충전 장치 및 충전 시스템 Download PDF

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Abstract

본 출원의 실시예는 충전 장치의 성능을 향상시킬 수 있는 동력 배터리의 충전 방법 및 충전 장치를 제공한다. 상기 충전 방법은 충전 장치에 적용된다. 상기 충전 장치는 직렬로 연결된 N개의 에너지 저장 유닛을 포함하며, 여기서 각 에너지 저장 유닛은 에너지 저장 배터리 및 에너지 저장 배터리에 연결된 제1 DC/DC 변환기를 포함하며, 상기 충전 장치의 각 충전 사이클은 동력 배터리를 충전하는 단계 및 동력 배터리가 N개의 에너지 저장 유닛으로 방전되는 단계를 포함한다. 상기 충전 방법은, 방전 단계에서 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압을 획득하는 단계; 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 따라 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 의해 출력되는 제1 전압을 결정하는 단계 - 여기서, 상기 제1 전압은 상기 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 반비례함 - ; 상기 제1 DC/DC 변환기에 상기 제1 전압을 전송하여 상기 에너지 저장 배터리가 상기 제1 DC/DC 변환기를 통해 상기 제1 전압에 따라 동력 배터리에 의해 방출되는 전기량을 수신하도록 하는 단계; 를 포함한다.

Description

동력 배터리의 충전 방법, 충전 장치 및 충전 시스템
본 출원은 배터리 기술 분야에 관한 것으로, 특히 동력 배터리의 충전 방법, 충전 장치 및 충전 시스템에 관한 것이다.
재생 불가능한 에너지의 소모와 환경 보호에 대한 절박한 요구로 인해 충전식 배터리를 동력원으로 사용하는 신재생에너지 전기자동차가 급속하게 발전하고 있다. 현재, 동력 배터리에 대한 급속 충전을 구현하기 위해 동력 배터리에 대한 충전 및 방전을 교대로 수행하는 방식을 채택할 수 있으며, 여기서, 방전 과정에서 동력 배터리에 의해 방출되는 전기량을 수신하기 위해 에너지 저장 유닛을 설치할 수 있다. 그러나 에너지 저장 유닛의 용량 등 요인으로 인해 동력 배터리의 충전 효율이 더 이상 향상될 수 없다.
본 출원의 실시예는 충전 효율을 향상시킬 수 있는 동력 배터리의 충전 방법, 충전 장치 및 충전 시스템을 제공한다.
제1 양상에서, 본 출원은 동력 배터리의 충전 방법을 제공함에 있어서, 충전 장치에 적용된다. 상기 충전 장치는 직렬로 연결된 N개의 에너지 저장 유닛을 포함하며, 여기서 각 에너지 저장 유닛은 에너지 저장 배터리 및 에너지 저장 배터리에 연결된 제1 DC/DC 변환기를 포함한다. 충전 장치의 각 충전 사이클은 동력 배터리를 충전하는 단계 및 동력 배터리가 N개의 에너지 저장 유닛으로 방전되는 단계를 포함하며, N은 1보다 큰 양의 정수이다. 충전 방법은 방전 단계에서 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압을 획득하는 단계; 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 따라 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 의해 출력되는 제1 전압을 결정하는 단계 - 여기서, 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 의해 출력되는 제1 전압은 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 반비례함 - ; 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 제1 제어 신호를 전송하는 단계 - 상기 제1 제어 신호는 제1 전압을 출력하도록 제1 DC/DC 변환기를 제어하여 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리가 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기를 통해 제1 전압에 따라 동력 배터리에 의해 방출되는 전기량을 수신하도록 함 - ; 를 포함한다.
본 출원의 실시예는 교대 충방전 방식에 기초하여 동력 배터리에 대한 급속 충전을 구현하며, 충전 장치가 직렬로 연결된 다수의 에너지 저장 유닛을 포함하고, 각 에너지 저장 유닛이 에너지 저장 배터리 및 이에 연결된 제1 DC/DC 변환기를 포함하기 때문에 각 제1 DC/DC 변환기의 출력 전압을 제어함으로써 동력 배터리에서 각 에너지 저장 유닛으로 방전되는 전기량을 조절할 수 있다. 예를 들어, 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기의 출력 전압을 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 반비례하도록 조절하면 각 에너지 저장 유닛이 받는 전기량이 현재 전기량과 정합되도록 할 수 있고, 각 에너지 저장 유닛 사이에 발생하는 에너지 부정합 문제를 방지하여 각 에너지 저장 유닛의 용량을 충분히 활용하고 각 에너지 저장 유닛이 동력 배터리에 의해 방출되는 전기량을 보다 효과적으로 수신할 수 있도록 하여 동력 배터리의 충전 효율을 향상시킨다.
일 가능한 실시예에서, 상기 충전 방법은, 충전 단계에서 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압을 획득하는 단계; 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 따라 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 의해 출력되는 제2 전압을 결정하는 단계 - 여기서, 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 의해 출력되는 제2 전압은 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 정비례함 - ; 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 제2 제어 신호를 전송하는 단계 - 제2 제어 신호는 제2 전압을 출력하도록 제1 DC/DC 변환기를 제어하여 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리가 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기를 통해 제2 전압에 따라 동력 배터리를 충전하도록 함 - ; 를 더 포함한다.
이 실시예에서, 동력 배터리를 충전하는 단계에서, 또한 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기의 출력 전압을 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 정비례하도록 조절함으로써 각 에너지 저장 유닛에서 공급되는 전기량이 현재 전기량과 더욱 정합되도록 하고 각 에너지 저장 배터리의 용량을 더욱 충분히 활용하여 동력 배터리의 충전 효율을 향상시킬 수 있다.
일 가능한 실시예에서, 상기 충전 장치는 격리 유닛을 더 포함한다. 상기 격리 유닛은 N개의 에너지 저장 유닛과 동력 배터리 사이에 연결되며, 상기 격리 유닛은 M개의 제2 DC/DC 변환기 및 M개의 제2 DC/DC 변환기 사이에 연결된 스위치 모듈을 포함하며, M은 2보다 크거나 같은 양의 정수이다.
일 가능한 실시예에서, 상기 충전 방법은 M개의 제2 DC/DC 변환기가 직렬로 연결되도록 스위치 모듈을 제어하여 격리 유닛에 의해 동력 배터리로 출력되는 전압이 N개의 에너지 저장 유닛에 의해 출력되는 전압의 M배와 같도록 하는 단계; 또는, M개의 제2 DC/DC 변환기가 병렬로 연결되도록 스위치 모듈을 제어하여 격리 유닛에 의해 동력 배터리로 출력되는 전류가 N개의 에너지 저장 유닛에 의해 출력되는 전류의 M배와 같도록 하는 단계; 를 더 포함한다.
상기 실시예는 또한 N개의 에너지 저장 유닛과 동력 배터리 사이에 연결된 격리 유닛을 제공하며, 상기 격리 유닛은 M개의 제2 DC/DC 변환기 및 M개의 제2 DC/DC 변환기 사이에 연결된 스위치 모듈을 포함한다. 상기 스위치 모듈을 제어함므로써 M개의 제2 DC/DC 변환기 사이의 연결 방식을 변경할 수 있어 격리 유닛의 출력측 전압에 대한 조절을 구현할 수 있다. 여기서, M개의 제2 DC/DC 변환기가 직렬로 연결되도록 격리 유닛의 스위치 모듈을 제어하면 충전 장치에 의한 동력 배터리에 대한 대전압 충전을 구현할 수 있고, M개의 제2 DC/DC 변환기가 병렬로 연결되도록 격리 유닛의 스위치 모듈을 제어하면 충전 장치에 의한 동력 배터리에 대한 대전류 충전을 구현할 수 있다.
일 가능한 실시예에서, 상기 충전 장치는 AC/DC 변환기를 더 포함하며, AC/DC 변환기는 동력 배터리와 교류 전원 사이에 연결된다. 상기 충전 방법은 AC/DC 변환기에 제3 제어 신호를 전송하는 단계를 더 포함하며, 상기 제3 제어 신호는 AC/DC 변환기에 의해 출력되는 전압이 동력 배터리의 충전 전압과 같도록 제어하여 교류 전원이 AC/DC 변환기를 통해 충전 전압에 따라 동력 배터리를 충전하도록 한다.
일 가능한 실시예에서, 상기 충전 방법은 AC/DC 변환기에 제4 제어 신호를 전송하는 단계를 더 포함하며, 상기 제4 제어 신호는 AC/DC 변환기에 의해 출력되는 전압이 상기 동력 배터리의 방전 전압과 같도록 제어하여 동력 배터리가 AC/DC 변환기를 통해 방전 전압에 따라 교류 전원으로 방전되도록 한다.
상기 실시예에서, 동력 배터리와 교류 전원 사이에는 또한 AC/DC 변환기가 연결되며, 이 AC/DC 변환기는 교류 전원에 의해 출력되는 교류 전류를 안정적인 직류 전류로 변환하여 동력 배터리를 충전하도록 할 수 있을 뿐만 아니라 동력 배터리의 방전 단계에서 동력 배터리에 의해 출력되는 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 동력 배터리의 전기량을 교류 전원으로 방출시켜 동력 배터리가 에너지 저장 유닛과 교류 전원으로 동시에 방전되는 것을 구현하여 동력 배터리의 방전 단계의 지속시간을 줄여 충전 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
제2 양상에서, 본 출원은 동력 배터리의 충전 장치를 제공함에 있어서, 이 충전 장치는 직렬로 연결된 N개의 에너지 저장 유닛과 제어 모듈을 포함하며, 각 에너지 저장 유닛은 에너지 저장 배터리 및 에너지 저장 배터리에 연결된 제1 DC/DC 변환기를 포함한다. 충전 장치의 각 충전 사이클은 동력 배터리를 충전하는 단계 및 동력 배터리가 N개의 에너지 저장 유닛으로 방전되는 단계를 포함하며, N은 1보다 큰 양의 정수이다. 상기 제어 모듈은 방전 단계에서 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압을 획득하고; 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 따라 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 의해 출력되는 제1 전압 - 여기서, 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 의해 출력되는 제1 전압은 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 반비례함 - 을 결정하고; 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 제1 제어 신호 - 상기 제1 제어 신호는 제1 전압을 출력하도록 제1 DC/DC 변환기를 제어하여 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리가 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기를 통해 제1 전압에 따라 동력 배터리에 의해 방출되는 전기량을 수신하도록 함 - 를 전송하도록 구성된다.
본 출원의 실시예에 따른 충전 장치는 교대 충방전 방식에 기초하여 동력 배터리에 대한 급속 충전을 구현하며, 충전 장치가 직렬로 연결된 다수의 에너지 저장 유닛을 포함하고, 각 에너지 저장 유닛이 에너지 저장 배터리 및 이에 연결된 제1 DC/DC 변환기를 포함하기 때문에 각 제1 DC/DC 변환기의 출력 전압을 제어함으로써 동력 배터리에서 각 에너지 저장 유닛으로 방전되는 전기량을 조절할 수 있다. 예를 들어, 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기의 출력 전압을 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 반비례하도록 조절하면 각 에너지 저장 유닛이 받는 전기량이 현재 전기량과 정합되도록 할 수 있고, 각 에너지 저장 유닛 사이에 발생하는 에너지 부정합 문제를 방지하여 각 에너지 저장 유닛의 용량을 충분히 활용하고 각 에너지 저장 유닛이 동력 배터리에 의해 방출되는 전기량을 보다 효과적으로 수신할 수 있도록 하여 동력 배터리의 충전 효율을 향상시킨다.
일 가능한 실시예에서, 상기 제어 모듈은 또한 충전 단계에서 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압을 획득하고; 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 따라 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 의해 출력되는 제2 전압 - 여기서, 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 의해 출력되는 제2 전압은 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 정비례함 - 을 결정하고; 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 제2 제어 신호 - 제2 제어 신호는 제2 전압을 출력하도록 제1 DC/DC 변환기를 제어하여 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리가 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기를 통해 제2 전압에 따라 동력 배터리를 충전하도록 함 - 를 전송하도록 구성된다.
이 실시예에서, 동력 배터리를 충전하는 단계에서, 또한 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기의 출력 전압을 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 정비례하도록 조절함으로써 각 에너지 저장 유닛에서 공급되는 전기량이 현재 전기량과 더욱 정합되도록 하고 각 에너지 저장 배터리의 용량을 더욱 충분히 활용하여 동력 배터리의 충전 효율을 향상시킬 수 있다.
일 가능한 실시예에서, 상기 충전 장치는 격리 유닛을 더 포함하며, 상기 격리 유닛은 N개의 에너지 저장 유닛과 동력 배터리 사이에 연결된다. 격리 유닛은 M개의 제2 DC/DC 변환기 및 M개의 제2 DC/DC 변환기 사이에 연결된 스위치 모듈을 포함하며, M은 2보다 크거나 같은 양의 정수이다. 상기 제어 모듈은 또한 M개의 제2 DC/DC 변환기가 직렬로 연결되도록 스위치 모듈을 제어하여 격리 유닛에 의해 동력 배터리로 출력되는 전압이 N개의 에너지 저장 유닛에 의해 출력되는 전압의 M배와 같도록 하고; 또는, M개의 제2 DC/DC 변환기가 병렬로 연결되도록 스위치 모듈을 제어하여 격리 유닛에 의해 동력 배터리로 출력되는 전류가 N개의 에너지 저장 유닛에 의해 출력되는 전류의 M배와 같도록 하도록 구성된다.
상기 실시예는 N개의 에너지 저장 유닛과 동력 배터리 사이에 연결된 격리 유닛을 제공하며, 상기 격리 유닛은 M개의 제2 DC/DC 변환기 및 M개의 제2 DC/DC 변환기 사이에 연결된 스위치 모듈을 포함한다. 상기 스위치 모듈을 제어함므로써 M개의 제2 DC/DC 변환기 사이의 연결 방식을 변경할 수 있어 격리 유닛의 출력측 전압에 대한 조절을 구현할 수 있다. 여기서, M개의 제2 DC/DC 변환기가 직렬로 연결되도록 격리 유닛의 스위치 모듈을 제어하면 동력 배터리에 대한 대전압 충전을 구현할 수 있고, M개의 제2 DC/DC 변환기가 병렬로 연결되도록 격리 유닛의 스위치 모듈을 제어하면 동력 배터리에 대한 대전류 충전을 구현할 수 있다.
일 가능한 실시예에서, 상기 충전 장치는 AC/DC 변환기를 더 포함하며, AC/DC 변환기는 동력 배터리와 교류 전원 사이에 연결된다. 상기 제어 모듈은 또한 AC/DC 변환기에 제3 제어 신호를 전송하도록 구성되며, 상기 제3 제어 신호는 AC/DC 변환기에 의해 출력되는 전압이 동력 배터리의 충전 전압과 같도록 제어하여 교류 전원이 AC/DC 변환기를 통해 충전 전압에 따라 동력 배터리를 충전하도록 한다.
일 가능한 실시예에서, 상기 제어 모듈은 또한 AC/DC 변환기에 제4 제어 신호를 전송하도록 구성되며, 상기 제4 제어 신호는 AC/DC 변환기에 의해 출력되는 전압이 동력 배터리의 방전 전압과 같도록 제어하여 동력 배터리가 AC/DC 변환기를 통해 방전 전압에 따라 교류 전원으로 방전되도록 한다.
상기 실시예에서, 동력 배터리와 교류 전원 사이에는 또한 AC/DC 변환기가 연결되며, 이 AC/DC 변환기는 교류 전원에 의해 출력되는 교류 전류를 안정적인 직류 전류로 변환하여 동력 배터리를 충전하도록 할 수 있을 뿐만 아니라 동력 배터리의 방전 단계에서 동력 배터리에 의해 출력되는 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 동력 배터리의 전기량을 교류 전원으로 방출시켜 동력 배터리가 에너지 저장 유닛과 교류 전원으로 동시에 방전되는 것을 구현하여 동력 배터리의 방전 단계의 지속시간을 줄여 충전 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
제3 양상에서, 본 출원은 EMS를 제공함에 있어서, 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는 제1 양상 및 제1 양상의 임의의 가능한 실시예에 따른 방법을 실행하도록 구성된다.
제4 양상에서, 본 출원의 실시예는 충전 시스템을 제공함에 있어서, 동력 배터리와 상기 제2 양상 또는 제2 양상의 임의의 가능한 실시예에 따른 충전 장치를 포함하며, 상기 충전 장치는 동력 배터리를 충전하도록 구성되며, 여기서 각 충전 사이클은 동력 배터리를 충전하는 단계 및 동력 배터리가 방전되는 단계를 포함한다.
이하, 본 출원의 실시예의 기술적 솔루션을 보다 명확하게 설명하기 위해, 본 출원의 실시예를 설명함에 있어서 필요한 도면에 대해 간단히 소개하도록 한다. 아래에서 소개하는 도면은 본 출원의 일부 실시예만 나타내며, 당업자라면 창의적인 노력 없이 이러한 도면을 기반으로 다른 도면을 얻을 수 있음이 분명하다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 충전 시스템의 구조 개략도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 충전 사이클의 개략도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 충전 장치의 구조 개략도이다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 충전 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 출원의 다른 일 실시예에 따른 충전 장치의 구조 개략도이다.
도 6은 본 출원의 또 다른 일 실시예에 따른 충전 장치의 구조 개략도이다.
도 7은 도 4에 도시된 충전 방법에 기반한 일 구체적인 구현 방법의 흐름도이다.
이하 첨부된 도면과 실시예를 참조하여 본 출원의 실시 방법에 대해 자세히 설명하도록 한다. 이하 실시예의 대한 자세한 설명과 첨부된 도면은 본 출원의 원리를 예시적으로 설명하기 위해 사용되나 본 출원의 보호 범위를 제한하려는 의도는 아니다. 즉 본 출원은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않는다.
본 출원에 대한 설명에서, 별도로 설명되지 않은 한, ‘다수’는 두 개 이상을 의미하고, 용어 ‘위’, ‘아래’, ‘왼쪽’, ‘오른쪽’, ‘안’, ‘밖’ 등에 의해 지시되는 방향 또는 위치관계는 장치나 부품이 반드시 특정 방위를 가지거나 특정 방위에 따라 구성되거나 조작된다는 것을 지시하거나 암시하는 것이 아니라, 본 출원에 대한 설명을 돕고 설명을 단순화하기 위함에 불과하며, 따라서 본 출원에 대한 제한으로 이해되어서는 안된다. ‘제1’, ‘제2’, ‘제3’ 등 용어는 설명의 목적으로만 사용되며, 상대적인 중요성을 지시하거나 암시하는 것으로 이해되어서는 안된다.
아래 설명에서 출현되는 방위사는 모두 도에 도시된 방향을 의미하는 것일 뿐 본 출원의 구체적인 구조를 한정하는 것은 아니다. 본 출원에 대한 설명에서, ‘설치’, ‘접속’, ‘연결’ 등과 같은 기술적 용어들은 별도의 명확한 정의 및 제한이 없는 한 넓은 의미로 이해되어야 한다. 예를 들어, 고정 연결이나 착탈식 연결, 또는 일체형 연결일 수 있다. 또한, 직접 연결이나 중간 매체를 통한 간접 연결일 수 있다. 당업자라면 특정 상황에 따라 본 출원에서 출현되는 상기 용어들의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
신재생에너지 분야에서, 동력 배터리는 차량, 선박 또는 우주비행체 등 전기기기의 주요 동력원으로 사용될 수 있고, 에너지 저장 배터리는 전기기기의 충전원으로 사용될 수 있으며, 그 중요성은 자명하다. 한정이 아닌 예시로서, 일부 응용 시나리오에서, 동력 배터리는 전기기기의 배터리일 수 있고, 에너지 저장 배터리는 충전 장치의 배터리일 수 있다.
도 1은 본 출원의 실시예가 적용되는 일 충전 시스템의 구조 개략도를 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이 충전 시스템(10)은 충전 장치(100)와 배터리 시스템(200)을 포함할 수 있다. 선택적으로, 배터리 시스템(200)은 전기자동차(순수 전기자동차와 플러그인 하이브리드 전기자동차를 포함함)의 배터리 시스템 또는 다른 응용 시나리오에서의 배터리 시스템일 수 있다.
선택적으로, 배터리 시스템(200)에는 적어도 하나의 배터리 팩(battery pack)이 설치될 수 있으며, 이 적어도 하나의 배터리 팩의 전체는 동력 배터리(210)로 통칭될 수 있다. 배터리의 유형으로 보면, 동력 배터리(210)는 리튬이온 배터리, 리튬금속 배터리, 리튬황 배터리, 납산 배터리, 니켈카드뮴 배터리, 니켈수소 배터리 또는 리튬에어 배터리 등과 같은 임의의 유형의 배터리일 수 있다. 배터리의 규모로 보면, 본 출원의 실시예에서의 동력 배터리(210)는 젤리롤/배터리 셀(cell), 배터리 모듈 또는 배터리 팩일 수 있으며, 여기서 배터리 모듈 또는 배터리 팩은 모두 다수의 배터리가 직병렬로 연결되어 형성될 수 있다. 본 출원의 실시예에서, 동력 배터리(210)의 구체적인 유형과 규모에 대해 특별히 한정하지 않는다.
또한, 동력 배터리(210)를 지능적으로 관리 및 유지하여 배터리의 과충전 및 과방전을 방지하고 배터리의 수명을 연장하기 위해 배터리 시스템(200)에는 일반적으로 동력 배터리(210)의 상태를 모니터링하기 위한 배터리 관리 시스템(battery management system, BMS)(220)이 설치된다. 선택적으로, BMS(220)는 동력 배터리(210)와 통합되어 동일한 장비 또는 장치에 설치될 수 있다. 또는, BMS(220)는 독립적인 장비/장치로서 동력 배터리(210)의 외부에 설치될 수도 있다.
구체적으로, 충전 장치(100)는 배터리 시스템(200)에서의 동력 배터리(210)에 전기에너지를 보충하는 장치이다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서의 충전 장치(100)는 일반 충전 파일, 슈퍼 충전 파일, 차량 대 그리드(vehicle to grid, V2G) 모드를 지원하는 충전 파일, 또는 배터리를 충전할 수 있는 충전 장치 또는 장비 등일 수 있다. 본 출원의 실시예에서는 충전 장치(100)의 구체적인 유형과 구체적인 응용 시나리오에 대해 한정하지 않는다.
선택적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 충전 장치(100)는 전선(300)을 통해 동력 배터리(210)에 연결되고 통신선(400)을 통해 BMS(220)에 연결될 수 있다. 여기서, 통신선(400)은 충전 장치(100)와 BMS(220) 사이의 정보 교환을 구현하는 데 사용된다.
예시로서, 상기 통신선(400)은 제어 영역 네트워크(control area network, CAN) 통신 버스 또는 데이지 체인(daisy chain) 통신 버스를 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
선택적으로, 충전 장치(100)는 통신선(400)을 통해 BMS(220)와 통신하는 것 외에 무선 네트워크를 통해 BMS(220)와 통신할 수도 있다. 본 출원의 실시예에서는 충전 장치(100)와 BMS(220) 사이의 통신 유형에 대해 특별히 한정하지 않는다.
전통적인 충전 방법을 채택하여 동력 배터리(210)를 지속적으로 충전하는 경우, 지속 충전 중에 리튬이온이 배터리의 음극에 응집되기 때문에 충전 전류도 제한되어 지속적인 대전류를 이용하여 배터리에 대한 급속 충전을 구현할 수 없다. 동력 배터리(210)에 대한 급속 충전을 구현하기 위해, 본 출원의 실시예에서는 동력 배터리(210)에 대한 충전 및 방전을 교대로 수행하는 방식을 채택하여 동력 배터리(210)에 대한 급속 충전을 구현한다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 충전 사이클(T)은 동력 배터리(210)를 충전하는 단계 및 동력 배터리(210)가 방전되는 단계를 포함한다. 여기서, 동력 배터리(210)를 충전하는 단계에서 충전 전류는 +I1이고, 동력 배터리(210)가 방전되는 단계에서 충전 전류는 -I2이다. 대전류로 동력 배터리(210)를 충전한 후, 동력 배터리(210)는 방전되어 충전 중에 동력 배터리(210)의 음극에 응집된 리튬이온을 방출시켜 동력 배터리(210)에 리튬 석출 및 발열 등 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있기 때문에 추후 다시 대전류를 이용하여 동력 배터리(210)를 충전할 수 있어 동력 배터리(210)에 대한 급속 충전을 구현할 수 있다.
본 출원의 실시예에 따른 충전 장치(100)에는 에너지 저장 유닛이 설치되며, 이 에너지 저장 유닛은 동력 배터리(210)의 방전 단계에서 방출되는 전기량을 수신하도록 구성된다. 이 에너지 저장 유닛은 예를 들어 에너지 저장 배터리이고, 에너지 저장 배터리의 용량은 동력 배터리(210)가 방출할 수 있는 전기량에 직접적인 영향을 미친다. 에너지 저장 배터리의 용량을 높이기 위해 에너지 저장 배터리는 대량의 배터리 셀을 포함할 수 있으며, 대량의 배터리 셀이 직렬로 연결되는 경우, 배터리 셀의 일치성이 좋지 않으면 개별 배터리 셀의 고장은 전체 에너지 저장 배터리의 고장으로 이어지고 동력 배터리(210)의 충전에 직접적인 영향을 미친다. 충전의 신뢰성을 높이기 위해 이러한 배터리 셀들을 다수의 에너지 저장 배터리에 각각 설치할 수 있다. 즉 동력 배터리(210)에 의해 방출되는 전기량을 동시에 수신하기 위해 다수의 에너지 저장 배터리가 사용된다. 이와 같이, 특정 에너지 저장 배터리의 배터리 셀이 고장난 경우, 에너지 저장 배터리를 우회시키는 것과 같은 특정 방법을 통해 동력 배터리(210)에 대한 충전이 영향을 받지 않도록 할 수 있어 충전의 신뢰성을 높인다.
이러한 다수의 에너지 저장 배터리는 직렬로 연결될 수 있으며, 동력 배터리(210)가 직렬로 연결된 다수의 에너지 저장 배터리로 동시에 방전될 때 다수의 에너지 저장 배터리의 전기량에 차이가 있을 수 있으므로 에너지 저장 배터리 양단의 전압에는 차이가 있지만 직렬로 연결된 이 다수의 에너지 저장 배터리의 전류가 같아 동력 배터리(210)에 의해 이 다수의 에너지 저장 배터리로 방출되는 전기량이 다르게 된다. 예를 들어, 충전 상태(State of Charge, SOC)가 작은 에너지 저장 배터리의 경우, 배터리 양단의 전압이 작으므로 일정 시간 내에 동력 배터리(210)에 의해 이 에너지 저장 배터리로 방출되는 전기량이 적고, SOC가 큰 에너지 저장 배터리의 경우, 배터리 양단의 전압이 크므로 동일한 시간 내에 동력 배터리(210)에 의해 이 에너지 저장 배터리로 방출되는 전기량이 많다. 이와 같이, 각 에너지 저장 배터리 사이에는 에너지 부정합 문제가 발생할 수 있다. SOC가 작은 에너지 저장 배터리가 수신하는 전기량이 적고, SOC가 큰 에너지 저장 배터리가 수신하는 전기량이 오히려 많으므로 이 에너지 저장 배터리는 쉽게 만충전될 수 있다. 이 다수의 에너지 저장 배터리 사이에 목통의 법칙이 적용되기 때문에 특정 에너지 저장 배터리가 만충된 경우 안전성을 보장하기 위해 동력 배터리(210)에 대한 충전은 이에 따라 종료된다. 이로부터, 각 에너지 저장 배터리 사이의 에너지 부정합으로 인해 각 에너지 저장 유닛의 용량이 충분히 활용되지 못하고 동력 배터리(210)의 충전 효율이 더 이상 향상될 수 없음을 알 수 있다.
따라서, 본 출원의 실시예는 동력 배터리의 충전 솔루션을 제시하며, 제1 DC/DC 변환기를 설치하여 각 에너지 저장 배터리의 충전 전압과 방전 전압을 제어함으로써 각 에너지 저장 배터리에 의해 수신되거나 방출되는 전기량이 현재 용량과 정합되도록 하여 각 에너지 저장 배터리 사이의 에너지 부정합을 피하고 동력 배터리의 충전 효율을 향상시킨다.
도 3은 본 출원의 실시예에 따른 충전 장치(100)의 구조 개략도를 나타낸다. 충전 장치(100)는 충전 파일 또는 충전기일 수 있거나, 또는 다른 유형의 고정식 또는 이동식 충전 장치일 수 있으며, 여기서는 한정하지 않는다.
충전 장치(100)는 직렬로 연결된 N개의 에너지 저장 유닛, 예를 들어 에너지 저장 유닛(110), 에너지 저장 유닛(120)을 포함할 수 있으며, N은 1보다 큰 양의 정수이다. 여기서, 충전 장치(100)의 각 충전 사이클은 동력 배터리(210)를 충전하는 단계 및 동력 배터리(210)가 N개의 에너지 저장 유닛으로 방전되는 단계를 포함한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 각 에너지 저장 유닛은 에너지 저장 배터리 및 에너지 저장 배터리에 연결된 제1 DC/DC 변환기를 포함한다. 예를 들어, 에너지 저장 유닛(110)은 에너지 저장 배터리(111) 및 에너지 저장 배터리(111)에 연결된 제1 DC/DC 변환기(112)를 포함하고, 에너지 저장 유닛(120)은 에너지 저장 배터리(121) 및 에너지 저장 배터리(121)에 연결된 제1 DC/DC 변환기(122)를 포함한다.
구체적으로, 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리는 이 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기의 제1 DC측, 즉 접속구(A)와 접속구(B)가 위치한 측에 병렬로 연결될 수 있으며, 에너지 저장 배터리의 두 개의 전극은 각각 접속구(A)와 접속구(B)에 연결될 수 있다. 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기의 제2 DC측은 직렬로 연결된다. 즉, 접속구(C)와 접속구(D)가 위치한 측은 직렬로 연결된다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 에너지 저장 유닛(110)의 에너지 저장 배터리(111)는 제1 DC/DC 변환기(112)의 제1 DC측, 즉 제1 DC/DC 변환기(112)의 접속구(A)와 접속구(B) 측에 병렬로 연결되고, 에너지 저장 유닛(120)의 에너지 저장 배터리(121)는 제1 DC/DC 변환기(122)의 제1 DC측, 즉 제1 DC/DC 변환기(122)의 접속구(A)와 접속구(B) 측에 병렬로 연결된다. 그리고, 제1 DC/DC 변환기(112)의 제2 DC측은 제1 DC/DC 변환기(122)의 제2 DC측과 직렬로 연결된다.
도 3에 따르면, 제1 DC/DC 변환기의 제1 DC측은 제1 DC/DC 변환기에서 에너지 저장 배터리를 연결하는 데 사용되는 측이고, 제1 DC/DC 변환기의 제2 DC측은 제1 DC/DC 변환기에서 동력 배터리(210)를 연결하는 데 사용되는 측이다. 에너지 저장 배터리가 동력 배터리(210)를 충전할 때 제1 DC측은 제1 DC/DC 변환기의 입력측이고, 제2 DC측은 제1 DC/DC 변환기의 출력측이며, 동력 배터리(210)가 에너지 저장 배터리로 방전될 때 제1 DC측은 제1 DC/DC 변환기의 출력측이고, 제2 DC측은 제1 DC/DC 변환기의 입력측이라는 점에 유의해야 한다.
선택적으로, 상기 제1 DC/DC 변환기는 입력 전압을 변환한 후 고정 전압을 효과적으로 출력하는 전압형 변환기일 수 있으며, 예를 들어 승강압형 DC/DC 변환기로 설정될 수 있다.
선택적으로, N개의 에너지 저장 유닛은 N개의 에너지 저장 단일 배터리 박스일 수 있고, N개의 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리는 배터리 모듈 또는 배터리 팩일 수 있으며, 배터리 모듈 또는 배터리 팩은 모두 다수의 배터리 셀이 직렬 또는 병렬로 연결되어 형성될 수 있다.
또한, 충전 장치(100)는 제어 모듈(160)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 제어 모듈(160)은 N개의 에너지 저장 유닛에 연결되어 N개의 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기를 제어하여 동력 배터리(210)가 제1 DC/DC 변환기를 통해 에너지 저장 유닛으로 방전되거나 에너지 저장 유닛이 제1 DC/DC 변환기를 통해 동력 배터리(210)를 충전하도록 할 수 있다. 제어 모듈(160)은 또한 통신선(400)을 통해 동력 배터리(210)의 BMS(220)에 연결되어 충전 장치(100)와 BMS(220) 사이의 정보 교환을 구현할 수 있다.
제어 모듈(160)은 예를 들어 충전 파일 또는 충전기의 에너지 관리 시스템(energy management system, EMS) 제어기일 수 있다. 또한, 제어 모듈(160)은 보조원 시스템을 포함할 수 있다.
선택적으로, 도 4는 본 출원의 실시예에 따른 동력 배터리(210)를 충전하기 위한 충전 방법(40)을 나타낸다. 이 방법(40)은 상기 제어 모듈(160)에 의해 수행될 수 있으며, 구체적으로는 다음과 같은 단계들의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
단계 410: 방전 단계에서 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압을 획득한다.
단계 420: 동력 배터리(210)의 방전 전압에 따라 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 의해 출력되는 제1 전압을 결정한다.
여기서, 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 의해 출력되는 제1 전압은 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 반비례한다.
단계 430: 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 제1 제어 신호를 전송한다. 여기서, 상기 제1 제어 신호는 제1 전압을 출력하도록 제1 DC/DC 변환기를 제어하여 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리가 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기를 통해 제1 전압에 따라 동력 배터리(210)에 의해 방출되는 전기량을 수신하도록 한다.
본 출원의 실시예에서, 교대 충방전 방식에 기초하여 동력 배터리(210)에 대한 급속 충전을 구현하며, 충전 장치(100)가 직렬로 연결된 N개의 에너지 저장 유닛을 포함하고, 각 에너지 저장 유닛이 에너지 저장 배터리 및 이에 연결된 제1 DC/DC 변환기를 포함하기 때문에 각 제1 DC/DC 변환기의 출력 전압을 제어함으로써 동력 배터리(210)에서 각 에너지 저장 유닛으로 방전되는 전기량을 조절할 수 있다. 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기의 출력 전압을 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 반비례하도록 조절하면 각 에너지 저장 유닛이 받는 전기량이 현재 전기량과 정합되도록 할 수 있고, 각 에너지 저장 유닛 사이에 발생하는 에너지 부정합 문제를 방지하여 각 에너지 저장 유닛의 용량을 충분히 활용하고 각 에너지 저장 유닛이 동력 배터리에 의해 방출되는 전기량을 보다 효과적으로 받을 수 있도록 하여 동력 배터리의 충전 효율을 향상시킨다.
구체적으로, 동력 배터리(210)가 N개의 에너지 저장 유닛으로 방전될 때, 제어 모듈(160)은 BMS(220)에 의해 전송된 방전 전압을 수신할 수 있으며, 이 방전 전압은 동력 배터리(210)의 방전에 필요한 전압이다. 제어 모듈(160)은 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압을 동시에 획득할 수 있으므로 동력 배터리(210)의 방전 전압 및 각 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 따라 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 의해 출력되는 제1 전압을 조절하여 해당 제1 전압이 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 반비례하도록 할 수 있다. 여기서, 방전 과정에서 N개의 에너지 저장 유닛의 전압의 합은 동력 배터리(210)의 방전 전압과 같다.
예를 들어, 에너지 저장 유닛(110)의 에너지 저장 배터리(111)의 현재 전기량이 낮다고 가정하면, 즉 SOC가 작을 때 에너지 저장 배터리(111) 양단의 전압도 비교적 작으며, 에너지 저장 유닛(120)의 에너지 저장 배터리(121)의 현재 전기량이 높으면, 즉 SOC가 높을 때 에너지 저장 배터리(121) 양단의 전압도 비교적 크다. 에너지 저장 유닛(110)과 에너지 저장 유닛(120)이 직렬로 연결되기 때문에 동력 배터리(210)가 에너지 저장 유닛(110)과 에너지 저장 유닛(120)으로 방전될 때의 전류는 같다. 동력 배터리(210)가 에너지 저장 유닛으로 방전될 때 에너지 저장 유닛의 전압과 전류가 클수록 에너지 저장 유닛이 동력 배터리(210)로부터 수신하는 전기량이 더 크다. 이로 인해, 동력 배터리(210)는 SOC가 작은 에너지 저장 배터리(111)로 방출되는 전기량이 적고, SOC가 큰 에너지 저장 배터리(121)로 방출되는 전기량이 많게 되어 두 에너지 저장 배터리 사이의 에너지 부정합이 발생한다. SOC가 큰 에너지 저장 배터리(121)가 빠르게 만충전되기 때문에 안전성을 보장하기 위해 동력 배터리(210)에 대한 충전은 이에 따라 종료된다.
이때, 에너지 저장 배터리(111)의 현재 전압이 작으면 제어 모듈(160)은 에너지 저장 배터리(111)에 연결된 제1 DC/DC 변환기(112)를 제어하여 에너지 저장 배터리(111)로 큰 제1 전압을 출력하고, 이에 대응하여, 에너지 저장 배터리(121)의 현재 전압이 크면 제어 모듈(160)은 에너지 저장 배터리(121)에 연결된 제1 DC/DC 변환기(122)를 제어하여 에너지 저장 배터리(121)로 작은 제1 전압을 출력한다. 이러한 방법을 통해 에너지 저장 유닛이 수신하는 전기량은 현재 전기량과 정합될 수 있으며, 현재 전압이 작거나 전기량이 적은 에너지 저장 배터리(111)는 동력 배터리(210)로부터 더 많은 전기량을 수신하고, 현재 전압이 크거나 전기량이 큰 에너지 저장 배터리(112)는 동력 배터리(210)로부터 더 적은 전기량을 받을 수 있게 되어 동력 배터리(210)가 방전된 후 각 에너지 저장 유닛 사이의 에너지가 상대적으로 균형을 이루고, 각 에너지 저장 유닛의 용량을 충분히 활용할 수 있어 충전 효율을 향상시킨다.
전술한 바와 같이 동력 배터리(210)가 N개의 에너지 저장 유닛으로 방전되는 단계에서 제어 모듈(160)이 제1 DC/DC 변환기를 제어하는 방법을 설명했으며, 이에 대응하여 제어 모듈(160)은 또한 N개의 에너지 저장 유닛이 동력 배터리(210)를 충전하는 단계에서 제1 DC/DC 변환기를 제어하여 N개의 에너지 저장 유닛 사이의 에너지가 보다 균형을 이루게 할 수 있다.
본 출원의 실시예에서, 교류 전원(150), 즉 전력망만 이용하여 동력 배터리(210)를 충전하거나, N개의 에너지 저장 유닛과 교류 전원(150)을 공동으로 이용하여 동력 배터리(210)를 충전할 수 있음을 이해해야 한다. 선택적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 충전 장치(100)는 동력 배터리(210)와 교류 전원(150) 사이에 연결된 AC/DC 변환기(140)를 더 포함하며, 동력 배터리(210)가 충전될 때 교류 전원(150)에 의해 출력되는 교류 전류는 AC/DC 변환기(140)를 통해 안정적인 직류 전류로 변환되어 동력 배터리(210)에 충전된다.
구체적으로, 교류 전원(150)이 동력 배터리(210)를 충전할 때 제어 모듈(160)은 AC/DC 변환기(140)에 제3 제어 신호를 전송할 수 있으며, 상기 제3 제어 신호는 AC/DC 변환기(140)에 의해 출력되는 전압이 동력 배터리(210)의 충전 전압과 같도록 제어하여 교류 전원(150)이 AC/DC 변환기(140)를 통해 충전 전압에 따라 동력 배터리(210)를 충전하도록 한다.
N개의 에너지 저장 유닛이 동력 배터리(210)를 충전할 때, 선택적으로, 상기 방법(40)은,
충전 단계에서 각 에너지 저장 배터리의 현재 전압을 획득하는 단계;
각 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 따라 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 의해 출력되는 제2 전압을 결정하는 단계 - 여기서, 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 의해 출력되는 제2 전압은 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 정비례함 - ;
각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 제2 제어 신호를 전송하는 단계 - 여기서, 제2 제어 신호는 제2 전압을 출력하도록 제1 DC/DC 변환기를 제어하여 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리가 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기를 통해 제2 전압에 따라 동력 배터리(210)를 충전하도록 함 - ; 를 더 포함한다.
이와 같이, 마찬가지로, 동력 배터리(210)를 충전하는 단계에서도 각 제1 DC/DC 변환기의 출력 전압을 제어함으로써 각 에너지 저장 유닛이 동력 배터리(210)로 충전하는 전기량을 조절할 수 있다. 예를 들어, 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기의 출력 전압이 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 정비례하도록 조절하여 SOC가 큰 에너지 저장 배터리가 동력 배터리(210)에 더 많은 전기량을 이전하고, SOC가 작은 에너지 저장 배터리가 동력 배터리(210)에 더 적은 전기량을 이전하도록 하여 각 에너지 저장 유닛에 의해 제공되는 전기량이 현재 전기량과 더 정합되도록 할 수 있고, 각 에너지 저장 배터리의 용량을 충분히 활용하여 동력 배터리의 충전 효율을 향상시킨다.
구체적으로, N개의 에너지 저장 유닛이 동력 배터리(210)를 충전할 때 제어 모듈(160)은 BMS(220)에 의해 전송된 충전 전압을 수신할 수 있으며, 이 충전 전압은 동력 배터리(210)의 충전에 필요한 전압이다. 동시에, 제어 모듈(160)은 각 에너지 저장 유닛의 현재 전압을 획득하고, 동력 배터리(210)의 충전 전압 및 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 따라 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 의해 출력되는 제2 전압을 조절하여 해당 제2 전압이 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 정비례하도록 할 수 있다. 충전 과정에서 N개의 에너지 저장 유닛의 전압의 합은 동력 배터리(210)의 충전 전압과 같아야 한다.
상기 실시예에서, N개의 에너지 저장 유닛이 교류 전원(150)과 함께 동력 배터리(210)를 충전할 수 있으므로 충전 효율이 더욱 향상된다.
선택적으로, 교류 전원(150)이 전기량을 수신하는 데 사용될 수 있으면, 즉 전력망 연계 방전이 허용되면 동력 배터리(210)는 N개의 에너지 저장 유닛과 교류 전원(150)으로 동시에 방전될 수 있으며, 동력 배터리(210)가 교류 전원(150)으로 방전될 때 제어 모듈(160)은 AC/DC 변환기(140)에 제4 제어 신호를 전송할 수 있으며, 이 제4 제어 신호는 AC/DC 변환기(140)에 의해 출력되는 방전 전압이 동력 배터리(210)에 필요한 방전 전압과 같도록 제어하여 동력 배터리(210)가 AC/DC 변환기(140)를 통해 상기 방전 전압에 따라 교류 전원(150)으로 방전되도록 한다.
교류 전원(150)이 전기량을 수신하는 데 사용될 수 없으면, 즉 전력망 연계 방전이 허용되지 않으면 동력 배터리(210)는 N개의 에너지 저장 유닛으로만 방전되면 된다.
동력 배터리(210)와 교류 전원(150) 사이에 AC/DC 변환기(140)가 더 연결되면 AC/DC 변환기(140)는 교류 전원(150)에 의해 출력되는 교류 전류를 안정적인 직류 전류로 변환하여 교류 전원(150)을 통해 동력 배터리(210)를 충전할 수 있을 뿐만 아니라 동력 배터리(210)의 방전 단계에서 동력 배터리(210)에 의해 출력되는 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 동력 배터리(210)의 전기량을 교류 전원(150)으로 방출하여 동력 배터리(210)가 N개의 에너지 저장 유닛과 교류 전원(150)으로 동시에 방전하는 것을 구현하여 동력 배터리(210)의 방전 단계의 지속시간을 줄이고 충전 효율을 더욱 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
선택적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 충전 장치(100)는 격리 유닛(130)을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 격리 유닛(130)은 N개의 에너지 저장 유닛과 동력 배터리(210) 사이에 연결되며, 격리 유닛(130)은 M개의 제2 DC/DC 변환기 및 M개의 제2 DC/DC 변환기 사이에 연결된 스위치 모듈(133)을 포함하며, M은 2보다 크거나 같은 양의 정수이다.
제어 모듈(160)은 M개의 제2 DC/DC 변환기가 직렬로 연결되도록 스위치 모듈(133)을 제어할 수 있으며, 이때, 격리 유닛(130)에 의해 동력 배터리(210)로 출력되는 전압은 N개의 에너지 저장 유닛에 의해 출력되는 전압의 M배와 같다.
제어 모듈(160)은 또한 M개의 제2 DC/DC 변환기가 병렬로 연결되도록 스위치 모듈(133)을 제어할 수 있으며, 이때, 격리 유닛(130)에 의해 동력 배터리(210)로 출력되는 전류는 N개의 에너지 저장 유닛에 의해 출력되는 전류의 M배와 같다.
M=2를 예로 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 격리 유닛(130)은 2개의 제2 DC/DC 변환기, 즉 제2 DC/DC 변환기(131)와 제2 DC/DC 변환기(132)를 포함한다. N개의 에너지 저장 유닛이 동력 배터리(210)를 충전할 때 제2 DC/DC 변환기(131)와 제2 DC/DC 변환기(132)가 N개의 에너지 저장 유닛에 연결된 측은 입력단으로 사용되고, 동력 배터리(210)에 연결된 측은 출력단으로 사용된다. 여기서, 제2 DC/DC 변환기(131)의 입력단과 제2 DC/DC 변환기(132)의 입력단은 병렬로 연결되고, 제2 DC/DC 변환기(131)의 출력단과 제2 DC/DC 변환기(132)의 출력단 사이에는 스위치 모듈(133)이 연결되어 있다.
예시로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 스위치 모듈(133)은 스위치(K1), 스위치(K2) 및 스위치(K3)를 포함할 수 있다. 에너지 저장 유닛(130)이 동력 배터리(210)를 충전할 때, 제어 모듈(160)은 스위치 모듈(133)의 스위치(K1)가 닫히도록 제어하여 제2 DC/DC 변환기(131)와 제2 DC/DC 변환기(132)의 출력단이 직렬로 연결되도록 할 수 있다. 이러한 방식으로, 격리 유닛(130)에 의해 동력 배터리(210)로 출력되는 전압은 N개의 에너지 저장 유닛에 의해 출력되는 총 전압의 2배와 같다.
에너지 저장 유닛(130)이 동력 배터리(210)를 충전할 때, 제어 모듈(160)은 스위치 모듈(133)의 스위치(K2)와 스위치(K3)를 제어하여 제2 DC/DC 변환기(131)와 제2 DC/DC 변환기(132)의 출력단이 병렬로 연결되도록 할 수 있다. 이러한 방식으로, 격리 유닛(130)에 의해 동력 배터리(210)로 출력되는 전류는 N개의 에너지 저장 유닛에 의해 출력되는 전류의 2배와 같다.
이로부터, N개의 에너지 저장 유닛과 동력 배터리(210) 사이에 격리 유닛(130)이 연결되도록 설정했기 때문에 격리 유닛(130)은 M개의 제2 DC/DC 변환기 및 M개의 제2 DC/DC 변환기 사이에 연결된 스위치 모듈(133)을 포함함을 알 수 있다. 스위치 모듈(133)을 제어함으로써 출력단에서 M개의 제2 DC/DC 변환기의 직병렬 관계를 변경하여 격리 유닛(130)에 의해 동력 배터리(210)로 출력되는 전압에 대한 조절을 구현할 수 있다. 여기서, M개의 제2 DC/DC 변환기가 직렬로 연결되도록 격리 유닛(130)의 스위치 모듈(133)을 제어하면 동력 배터리(210)에 대한 대전압 충전을 구현할 수 있고, M개의 제2 DC/DC 변환기가 병렬로 연결되도록 격리 유닛(130)의 스위치 모듈(133)을 제어하면 각 제2 DC/DC 변환기에 의해 출력되는 전류가 중첩되어 동력 배터리(210)에 대한 대전류 충전을 구현할 수 있다.
도 7은 도 4에 도시된 충전 방법에 기반한 일 가능한 구현 방식의 개략적인 흐름도를 내타내며, 동력 배터리(210)의 주기적 충방전을 통해 동력 배터리(210)에 대한 급속 충전을 구현한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 방법(70)은 전술한 EMS와 같은 제어 모듈(160)에 의해 수행될 수 있다. 도 5에 도시된 충전 장치(100)를 예로 들어, 이 방법(70)은 이하 단계들을 포함한다.
단계 701: 충전 장치(100)가 배터리 시스템(200)에 성공적으로 연결되었음을 검출한 후 동력 배터리(210)에 대한 충전을 시작한다.
단계 702: 동력 배터리(210)의 충전 전압을 획득하고, 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압을 검출한다.
단계 703: 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기의 출력 전압과 AC/DC 변환기(140)의 출력 전압을 결정한다.
여기서, AC/DC 변환기(140)의 출력 전압은 동력 배터리(210)에 필요한 충전 전압과 같다. 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 의해 출력되는 제2 전압은 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 정비례하므로 SOC가 큰 에너지 저장 배터리가 동력 배터리(210)로 더 많은 전기량을 이전하고, SOC가 작은 에너지 저장 배터리가 동력 배터리(210)로 더 적은 전기량을 이전하도록 할 수 있어 서로 다른 에너지 저장 배터리 사이의 에너지 부정합을 방지하고, 충전 효율을 향상시킨다.
단계 704: 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 제2 제어 신호를 전송한다.
여기서, 제2 제어 신호는 제2 전압을 출력하도록 제1 DC/DC 변환기를 제어하여 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리가 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기를 통해 상기 제2 전압에 따라 동력 배터리(210)를 충전하도록 한다.
단계 704를 수행함과 동시에, 단계 705에서 AC/DC 변환기(140)에 제3 제어 신호를 전송한다.
여기서, 상기 제3 제어 신호는 AC/DC 변환기(140)에 의해 출력되는 전압이 동력 배터리(210)의 충전 전압과 같도록 제어하여 교류 전원(150)이 이 충전 전압에 따라 동력 배터리(210)를 충전하도록 한다.
단계 706: 충전이 완성되었는지 여부를 판단한다.
예를 들어, 동력 배터리(210)의 전압이 만충전 전압에 도달하면 제어 모듈(160)은 BMS(220)에 의해 송신된 충전 중지 메시지를 수신한다. 충전 중지 메시지가 수신되면 충전이 완료되었다고 판단하여 충전을 종료하고, 단계 716을 수행하며, 충전 중지 메시지가 수신되지 않으면 충전이 완료되지 않았다고 판단하여 단계 707을 수행한다.
단계 707: 충전 시간을 기록하고 충전 예정 시간에 도달했는지 여부를 판단한다.
충전 예정 시간은 각 충전 사이클에서 동력 배터리(210)를 충전하기 위한 충전 단계의 시간이고, 이에 대응하여, 방전 예정 시간은 각 충전 사이클에서 동력 배터리(210)가 방전되는 방전 단계의 시간이다. 충전 단계와 방전 단계의 교대를 통해 동력 배터리(210)에 대한 급속 충전을 구현한다.
충전 예정 시간에 도달하지 않으면 계속 상기 단계에 따라 동력 배터리(210)를 충전하고, 충전 예정 시간에 도달하면 이 충전 사이클의 방전 단계에 들어간다.
단계 708: 동력 배터리(210)의 방전 전압을 획득하고, 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압을 검출한다.
단계 709: 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기의 출력 전압과 AC/DC 변환기(140)의 출력 전압을 결정한다.
여기서, AC/DC 변환기(140)의 출력 전압은 동력 배터리(210)의 방전 전압과 같다. 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 의해 출력되는 제1 전압은 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 반비례하므로 SOC가 큰 에너지 저장 배터리가 동력 배터리(210)로부터 더 적은 전기량을 수신하고, SOC가 작은 에너지 저장 배터리가 동력 배터리(210)로부터 더 많은 전기량을 수신하도록 할 수 있어 서로 다른 에너지 저장 배터리 사이의 에너지 부정합을 방지하고, 충전 효율을 향상시킨다.
단계 710: 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 제1 제어 신호를 전송한다.
여기서, 상기 제1 제어 신호는 제1 전압을 출력하도록 제1 DC/DC 변환기를 제어하여 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리가 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기를 통해 제1 전압에 따라 동력 배터리(210)에 의해 방출되는 전기량을 수신하도록 한다.
단계 710을 수행함과 동시에 단계 711에서 동력 배터리(210)가 교류 전원(150)으로 방전되는 것이 허용되는지 여부를 판단한다.
동력 배터리(210)가 교류 전원(150)으로 방전되는 것이 허용되지 않는 경우 단계 712를 수행하고, 그렇지 않으면 단계 713을 수행한다.
단계 712: AC/DC 변환기(140)에 중지 신호를 전송한다.
이 중지 신호는 AC/DC 변환기(140)가 턴 오프되도록 제어하는 데 사용된다.
단계 713: AC/DC 변환기(140)에 제3 제어 신호를 전송한다.
여기서, 상기 제3 제어 신호는 AC/DC 변환기(140)에 의해 출력되는 전압이 동력 배터리(210)의 방전 전압과 같도록 제어하여 교류 전원(150)이 이 방전 전압에 따라 동력 배터리(210)에 의해 방출되는 전기량을 수신하도록 한다.
단계 714: 충전이 완성되었는지 여부를 판단한다.
예를 들어, 동력 배터리(210)의 전압이 만충전 전압에 도달하면 제어 모듈(160)은 BMS(220)에 의해 송신된 충전 중지 메시지를 수신한다. 충전 중지 메시지가 수신되면 충전이 완료되었다고 판단하여 충전을 종료하고, 단계 716을 수행하며, 충전 중지 메시지가 수신되지 않으면 충전이 완료되지 않았다고 판단하여 단계 715를 수행한다.
단계 715: 충전 시간을 기록하고 방전 예정 시간에 도달했는지 여부를 판단한다.
방전 예정 시간은 각 충전 사이클에서 동력 배터리(210)가 방전되는 방전 단계의 시간이다.
방전 예정 시간에 도달하지 않으면 동력 배터리(210)가 계속 상기 단계에 따라 N개의 에너지 저장 유닛으로 방전되며, 방전 예정 시간에 도달하면 다음 충전 사이클의 충전 단계에 들어간다.
단계 716: 충전을 종료한다.
도 7에 따르면, 제어 모듈(160)은 충전 단계 및 방전 단계에서 각 제1 DC/DC 변환기의 출력 전압을 제어함으로써 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리에 의해 방출되거나 수신되는 전기량을 제어할 수 있어 각 에너지 저장 유닛 사이의 에너지 부정합을 방지하고, 각 에너지 저장 유닛을 충분히 활용하여 충전 효율을 향상시킨다.
본 출원의 실시예는 또한 EMS를 제공하며, 이는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 전술한 본 출원의 각 실시예에서의 충전 방법을 실행하도록 구성된다.
본 출원의 실시예는 또한 충전 시스템을 제공하며, 동력 배터리 및 전술한 임의의 실시예에 따른 충전 장치(100)를 포함한다. 충전 장치(100)는 동력 배터리(210)를 충전하도록 구성되며, 여기서 각 충전 사이클은 동력 배터리(210)를 충전하는 단계 및 동력 배터리(210)가 방전되는 단계를 포함한다.
본 명세서에서의 구체적인 예시는 단지 당업자가 본 출원의 실시예에 대해 보다 잘 이해할 수 있도록 돕기 위한 것이고, 본 출원의 실시예의 범위를 한정하려는 것이 아니라는 것을 이해해야 한다.
본 출원의 다양한 실시예에서, 각 프로세스의 실행 순서는 그 기능 및 내적 로직에 의해 결정되어야 하며, 본 출원의 실시예의 실시 과정에 대해 어떠한 제한도 구성하지 않아야 한다는 것을 이해해야 한다.
본 명세서에서 설명된 다양한 실시 방법은 단독으로 실시되거나, 조합 실시될 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다는 것을 이해해야 한다.
바람직한 실시예를 참조하여 본 출원에 대해 설명하였으나, 본 출원의 범위를 벗어나지 않는 상황에서 다양한 수정을 실시할 수 있고 등가물로 일부 구성요소를 대체할 수 있다. 특히, 구조적인 충돌이 없는 한, 각 실시예에서 언급된 각 기술적 특징은 모두 임의의 방식으로 조합될 수 있다. 본 출원은 여기에 개시된 특정 실시예로 제한되지 않고, 청구범위의 범위 내에 속하는 모든 기술적 솔루션을 포함한다.

Claims (12)

  1. 동력 배터리의 충전 방법에 있어서,
    충전 장치에 적용되며, 상기 충전 장치는 직렬로 연결된 N개의 에너지 저장 유닛을 포함하며, 여기서 각 에너지 저장 유닛은 에너지 저장 배터리 및 상기 에너지 저장 배터리에 연결된 제1 DC/DC 변환기를 포함하며, 상기 충전 장치의 각 충전 사이클은 상기 동력 배터리를 충전하는 단계 및 상기 동력 배터리가 상기 N개의 에너지 저장 유닛으로 방전되는 단계를 포함하며, N은 1보다 큰 양의 정수이며,
    상기 충전 방법은,
    상기 방전 단계에서 상기 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압을 획득하는 단계;
    상기 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 따라 상기 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 의해 출력되는 제1 전압을 결정하는 단계 - 여기서, 상기 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 의해 출력되는 제1 전압은 상기 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 반비례함 - ;
    상기 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 제1 제어 신호를 전송하는 단계 - 상기 제1 제어 신호는 상기 제1 전압을 출력하도록 상기 제1 DC/DC 변환기를 제어하여 상기 각 에너지 저장 유닛의 상기 에너지 저장 배터리가 상기 각 에너지 저장 유닛의 상기 제1 DC/DC 변환기를 통해 상기 제1 전압에 따라 상기 동력 배터리에 의해 방출되는 전기량을 수신하도록 함 - ; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 배터리의 충전 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 충전 단계에서 상기 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압을 획득하는 단계;
    상기 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 따라 상기 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 의해 출력되는 제2 전압을 결정하는 단계 - 여기서, 상기 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 의해 출력되는 제2 전압은 상기 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 정비례함 - ;
    상기 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 제2 제어 신호를 전송하는 단계 - 상기 제2 제어 신호는 상기 제2 전압을 출력하도록 상기 제1 DC/DC 변환기를 제어하여 상기 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리가 상기 각 에너지 저장 유닛의 상기 제1 DC/DC 변환기를 통해 상기 제2 전압에 따라 상기 동력 배터리를 충전하도록 함 - ; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 배터리의 충전 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 충전 장치는 격리 유닛을 더 포함하며, 상기 격리 유닛은 상기 N개의 에너지 저장 유닛과 상기 동력 배터리 사이에 연결되며, 상기 격리 유닛은 M개의 제2 DC/DC 변환기 및 상기 M개의 제2 DC/DC 변환기 사이에 연결된 스위치 모듈을 포함하며, M은 2보다 크거나 같은 양의 정수이며,
    상기 충전 방법은,
    상기 M개의 제2 DC/DC 변환기가 직렬로 연결되도록 상기 스위치 모듈을 제어하여 상기 격리 유닛에 의해 상기 동력 배터리로 출력되는 전압이 상기 N개의 에너지 저장 유닛에 의해 출력되는 전압의 M배와 같도록 하는 단계; 또는,
    상기 M개의 제2 DC/DC 변환기가 병렬로 연결되도록 상기 스위치 모듈을 제어하여 상기 격리 유닛에 의해 상기 동력 배터리로 출력되는 전류가 상기 N개의 에너지 저장 유닛에 의해 출력되는 전류의 M배와 같도록 하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 배터리의 충전 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전 장치는 AC/DC 변환기를 더 포함하며, 상기 AC/DC 변환기는 상기 동력 배터리와 교류 전원 사이에 연결되며,
    상기 충전 방법은,
    상기 AC/DC 변환기에 제3 제어 신호를 전송하는 단계를 더 포함하며, 상기 제3 제어 신호는 상기 AC/DC 변환기에 의해 출력되는 전압이 상기 동력 배터리의 충전 전압과 같도록 제어하여 상기 교류 전원이 상기 AC/DC 변환기를 통해 상기 충전 전압에 따라 상기 동력 배터리를 충전하도록 하는 것을 특징으로 하는 동력 배터리의 충전 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 충전 방법은,
    상기 AC/DC 변환기에 제4 제어 신호를 전송하는 단계를 더 포함하며, 상기 제4 제어 신호는 상기 AC/DC 변환기에 의해 출력되는 전압이 상기 동력 배터리의 방전 전압과 같도록 제어하여 상기 동력 배터리가 상기 AC/DC 변환기를 통해 상기 방전 전압에 따라 상기 교류 전원으로 방전되도록 하는 것을 특징으로 하는 동력 배터리의 충전 방법.
  6. 동력 배터리의 충전 장치에 있어서,
    상기 충전 장치는 직렬로 연결된 N개의 에너지 저장 유닛과 제어 유닛을 포함하며, 여기서 각 에너지 저장 유닛은 에너지 저장 배터리 및 상기 에너지 저장 배터리에 연결된 제1 DC/DC 변환기를 포함하며, 상기 충전 장치의 각 충전 사이클은 상기 동력 배터리를 충전하는 단계 및 상기 동력 배터리가 상기 N개의 에너지 저장 유닛으로 방전되는 단계를 포함하며, N은 1보다 큰 양의 정수이며,
    상기 제어 모듈은,
    상기 방전 단계에서 상기 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압을 획득하고;
    상기 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 따라 상기 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 의해 출력되는 제1 전압 - 여기서, 상기 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 의해 출력되는 제1 전압은 상기 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 반비례함 - 을 결정하고;
    상기 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 제1 제어 신호 - 상기 제1 제어 신호는 상기 제1 전압을 출력하도록 상기 제1 DC/DC 변환기를 제어하여 상기 각 에너지 저장 유닛의 상기 에너지 저장 배터리가 상기 각 에너지 저장 유닛의 상기 제1 DC/DC 변환기를 통해 상기 제1 전압에 따라 상기 동력 배터리에 의해 방출되는 전기량을 수신하도록 함 - 를 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 동력 배터리의 충전 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 또한,
    상기 충전 단계에서 상기 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압을 획득하고;
    상기 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 따라 상기 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 의해 출력되는 제2 전압 - 여기서, 상기 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 의해 출력되는 제2 전압은 상기 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리의 현재 전압에 정비례함 - 을 결정하고;
    상기 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기에 제2 제어 신호 - 상기 제2 제어 신호는 상기 제2 전압을 출력하도록 상기 제1 DC/DC 변환기를 제어하여 상기 각 에너지 저장 유닛의 에너지 저장 배터리가 상기 각 에너지 저장 유닛의 제1 DC/DC 변환기를 통해 상기 제2 전압에 따라 상기 동력 배터리를 충전하도록 함 - 를 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 동력 배터리의 충전 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 충전 장치는 격리 유닛을 더 포함하며, 상기 격리 유닛은 상기 N개의 에너지 저장 유닛과 상기 동력 배터리 사이에 연결되며, 상기 격리 유닛은 M개의 제2 DC/DC 변환기 및 상기 M개의 제2 DC/DC 변환기 사이에 연결된 스위치 모듈을 포함하며, M은 2보다 크거나 같은 양의 정수이며,
    상기 제어 모듈은 또한,
    상기 M개의 제2 DC/DC 변환기가 직렬로 연결되도록 상기 스위치 모듈을 제어하여 상기 격리 유닛에 의해 상기 동력 배터리로 출력되는 전압이 상기 N개의 에너지 저장 유닛에 의해 출력되는 총 전압의 M배와 같도록 하고; 또는,
    상기 M개의 제2 DC/DC 변환기가 병렬로 연결되도록 상기 스위치 모듈을 제어하여 상기 격리 유닛에 의해 상기 동력 배터리로 출력되는 전류가 상기 N개의 에너지 저장 유닛에 의해 출력되는 전류의 M배와 같도록 구성되는 것을 특징으로 하는 동력 배터리의 충전 장치.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전 장치는 AC/DC 변환기를 더 포함하며, 상기 AC/DC 변환기는 상기 동력 배터리와 교류 전원 사이에 연결되며,
    상기 제어 모듈은 또한,
    상기 AC/DC 변환기에 제3 제어 신호를 전송하도록 구성되며, 상기 제3 제어 신호는 상기 AC/DC 변환기에 의해 출력되는 전압이 상기 동력 배터리의 충전 전압과 같도록 제어하여 상기 교류 전원이 상기 AC/DC 변환기를 통해 상기 충전 전압에 따라 상기 동력 배터리를 충전하도록 하는 것을 특징으로 하는 동력 배터리의 충전 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 또한,
    상기 AC/DC 변환기에 제4 제어 신호를 전송하도록 구성되며, 상기 제4 제어 신호는 상기 AC/DC 변환기에 의해 출력되는 전압이 상기 동력 배터리의 방전 전압과 같도록 제어하여 상기 동력 배터리가 상기 AC/DC 변환기를 통해 상기 방전 전압에 따라 상기 교류 전원으로 방전되도록 하는 것을 특징으로 하는 동력 배터리의 충전 장치.
  11. EMS에 있어서,
    제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 충전 방법을 실행하도록 구성되는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 EMS.
  12. 충전 시스템에 있어서,
    동력 배터리;
    제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 충전 장치;를 포함하며, 상기 충전 장치는 상기 동력 배터리를 충전하도록 구성되며, 여기서 각 충전 사이클은 상기 동력 배터리를 충전하는 단계 및 상기 동력 배터리가 방전되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 시스템.
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