WO2013105825A2 - 이차전지를 이용한 전원장치의 충방전 전환장치 - Google Patents

이차전지를 이용한 전원장치의 충방전 전환장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2013105825A2
WO2013105825A2 PCT/KR2013/000261 KR2013000261W WO2013105825A2 WO 2013105825 A2 WO2013105825 A2 WO 2013105825A2 KR 2013000261 W KR2013000261 W KR 2013000261W WO 2013105825 A2 WO2013105825 A2 WO 2013105825A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
battery
relay
secondary battery
terminal
discharge
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/000261
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2013105825A4 (ko
WO2013105825A3 (ko
Inventor
주진관
Original Assignee
Ju Jingwan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020120139425A external-priority patent/KR101297150B1/ko
Application filed by Ju Jingwan filed Critical Ju Jingwan
Publication of WO2013105825A2 publication Critical patent/WO2013105825A2/ko
Publication of WO2013105825A3 publication Critical patent/WO2013105825A3/ko
Publication of WO2013105825A4 publication Critical patent/WO2013105825A4/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/342—The other DC source being a battery actively interacting with the first one, i.e. battery to battery charging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/441—Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a charging / discharging switching device of a power supply using a secondary battery, and more particularly, having two or more secondary batteries, and using one secondary battery, some outputs supply power to a load while others
  • the present invention relates to a charge / discharge switching device for a power supply using a secondary battery that can be used to charge one or more secondary batteries to improve energy efficiency of a storage battery.
  • a secondary battery unlike a primary battery that cannot be used after one use, refers to a rechargeable battery that can be reused through a reversible reaction when charged after connecting a power source.
  • the secondary battery must be discharged and recharged after a certain period of time after being charged once by the charging capacity of the battery, but during the charging of the secondary battery, it is impossible to discharge or remarkably decreases the charging and discharging efficiency.
  • two or more secondary batteries are provided to connect the two in parallel, or during the charging of one secondary battery with a separate device, another secondary battery is discharged and used continuously.
  • the secondary lead acid battery functions as a battery through a cycle of discharge converting chemical energy into electrical energy and a charge converting electrical energy into chemical energy.
  • the secondary lead acid battery has a low specific gravity due to the generation of water by combining sulfate (SO 4 ) with the electrode plate during discharging, and the combined specific sulfate returns to the electrolyte during charging, thereby increasing the specific gravity.
  • SO 4 sulfate
  • the secondary lead storage battery is composed of an electrode of lead (Pb) and lead dioxide (PbO 2 ) dipped in a concentrated aqueous sulfuric acid solution,
  • the battery reaction occurs as follows.
  • the secondary lead acid battery When the secondary lead acid battery is discharged, sulfuric acid is consumed and water is generated. Since the density of the water is about 70 percent of the sulfuric acid solution density, the state of charge of the battery can be known by measuring the density of the electrolyte, and the secondary lead acid battery is recharged. The electrode reaction becomes the inverse of the reaction.
  • a single lead acid battery has a capacity of 12V and 100A, and the power is 1200W.
  • the total power is 2400W.
  • 8 hours should be used, but in practice, it can only be used for 1.5 hours which is much less than that during continuous discharge.
  • ⁇ Table 1> is composed of two DC12V, 100A output lead-acid battery in parallel to configure the power, through a 1200W inverter (model SI-1000A), 300W In case of continuous discharge by connecting the load which is incandescent lamp, it is the test result by checking the voltage of lead acid battery and inverter voltage every 10 minutes.
  • this phenomenon is caused by the reduction of the reaction rate as the positive and negative electrodes are coated with lead sulfate in the course of continuous discharge without intermediate charging, thereby reducing the efficiency of the battery and reducing the capacity of the original battery. Only a small fraction (2.4.kWh) was available.
  • the number of charge / discharge usage of the secondary battery is limited, and in the case of a battery such as the lead-acid battery, for example, it is limited to 300 cycles, and in the case of charging / discharging about once a day, the life of the battery is determined to be about one year.
  • the prior art provides a system and method for managing battery power usage, such that a first battery provides power to an external load while providing power to recharge a second battery.
  • the switching system and method causes the first battery and second batteries to change missions. That is, at a designated time, the second battery may also begin providing power to an external load while providing power to charge the first battery.
  • the switching system and method allows the first battery and the second battery to change tasks without interrupting delivery of power to an external load.
  • the first embodiment of the prior art is shown in FIG. 1, whereby the first battery 1 is switched on the exchanger plates 25, 33, and the second battery 2 is switched on the exchanger plates 26, 34.
  • the inverter 45 While using in the discharge mode and the charge mode, respectively, power is supplied to the load through the inverter 45 alternately.
  • FIG. 1 shows the use of a mechanical changer switch 65 of a generator 100 comprising two batteries 1 and 2.
  • the embodiment is an electrical generator 100 that can provide a typical home or other independent environment of 2000 to 6000 watts for an extended period of time.
  • the first battery 1 is coupled to an exchange switch 65 and provides a direct current for use as a power source.
  • the terminals of the first battery 1 are coupled to the plates 46 and 49 on the first lower exchanger plate 34.
  • a direct current is supplied to the plates 27 and 28 and the inverter 45.
  • the inverter 45 converts the direct current from the battery 1 into alternating current supplied to the breaker 37 and a power external load (not shown).
  • the alternating current from the inverter 45 is supplied to the converter box 36 and used to operate the gear motor 35.
  • the gear motor 35 drives the movement of the top exchanger plates 25 and 26.
  • the gear motor 35 is coupled to two solenoids 53 and 54 for moving the plates in each direction.
  • Two solenoids 53 and 54 are coupled to two mechanical switches 51 and 52 which change the direction of movement of the top exchanger plates 25 and 26.
  • the mechanical exchange switch 65 operates in a timing sequence. In other words, when the top exchanger plates 25 and 26 are moved to the right by the gear motor 35, the plates cause the top exchanger plates 25 and 26 to be moved in the opposite direction (left in FIG. 1). Will activate the switch 51.
  • top exchanger plates 25 and 26 will continue to move to the left until the plates actuate the switch 52 and then start moving back to the right.
  • the speed at which the top exchanger plates 25 and 26 slide laterally controls the frequency with which the first battery 1 switches from the power supply mode to the recharge mode.
  • the exchange switch can be set to change between two or more batteries so that a single battery does not drain quickly. When one battery begins to lose power, the exchange switch begins to draw power from the other battery. Other batteries can provide recharge current for the weakest battery.
  • the exchange switch can support switching between two or more batteries. The exchange switch implementation of the power supply system efficiently uses the battery power and consequently increases the service life of the batteries.
  • the positive terminal of the second battery is connected to plate 8, at the same time to plate 33, which in turn is connected to the terminal 13 of plate 9, and the negative terminal of the second battery is 25 It is connected to No. plate and simultaneously to No. 30 terminal of No. 25 plate.
  • the (+) terminal of the first battery is connected to the plate # 7, at the same time to the plate # 34
  • the (-) terminal of the second battery is connected to the plate # 33, which is again the terminal 33 of the plate # 9 It is connected to the 34 plate at the same time.
  • 2 and 3A are the second and third embodiments of the prior art, the description of the embodiment is silent about such a switching terminal, and there is no specific description.
  • Figure 3b shows a flow chart of the operation of the switch of the third embodiment of the prior art, it also refers to the switching switching when detecting the voltage drop of the battery for the charge, the above-mentioned of the first prior art There is no answer to the fatal problem, which is inherently a problem in the switching of strong DC currents.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, by providing two or more secondary batteries, by using one secondary battery, most of the output power to the load while the other output is used to charge the other secondary battery
  • the purpose of the present invention is to provide a charge / discharge switching device for a power supply using a safe secondary battery that can improve the energy efficiency of a storage battery and thereby increase the time (discharge time) for using a secondary battery with a single full charge.
  • Another object of the present invention is to provide two or more secondary batteries using one secondary battery, while most of the output power to the load while the other output is used to charge the other secondary battery while charging the other one
  • the present invention provides a charge / discharge switching device for a power supply using a secondary battery that can safely store energy by using a secondary battery of a load as a power source of a load without overload, device damage, or explosion.
  • the charging and discharging switching device of the power supply using the secondary battery according to the present invention for achieving the above object, the secondary battery of any one or more of the secondary battery capable of charging and discharging the discharge mode for a predetermined time of the secondary battery
  • the DC output voltage is transferred to the load through the inverter, and at other times, the discharge of the secondary battery in the discharge mode is stopped, the charger is switched to the charging mode, and the other secondary battery is switched to the discharge mode.
  • a switching device of the device comprising: relays (11, 12) separately connected to terminals of the other polarity of each secondary battery, respectively; A charger connection plate (13) commonly connected to each of the first fixed terminals of the relay; An inverter connecting plate (14) commonly connected to each of the second fixed terminals of the relay; And a movable terminal of each of the relays to a terminal of the other polarity of the corresponding secondary battery, the movable terminal of each relay being connected to a first fixed terminal or connected to a second fixed terminal. It characterized in that it further comprises a movable terminal control means (114, 124) to be.
  • the (+) terminals of the respective DC terminals are fixedly connected to each other, and the charging and discharging mode is switched by switching the (-) terminals, respectively.
  • the relay is two, and the first battery 1 and the second battery 2 of the secondary battery are characterized in that a pair of two.
  • the movable terminal control means (114, 124) is characterized in that the solenoid receiving a control signal for controlling the switching operation of the relay from the control unit.
  • control unit the battery power input unit 210 to which the power of the secondary battery is input;
  • a processor 240 for detecting a magnitude of the secondary battery voltage input from the battery power input unit 210 and outputting a relay control signal;
  • a relay control signal output unit 250 for outputting a control signal for controlling the operation of the relay unit from the processing unit 240 to the relay unit.
  • each of the relays is provided on each plate 110b, 120b as a base provided on the base 10a, and the support bases 110c, 120c of the non-conductor are provided on the front of each plate as an example.
  • Fixed installation in the vertical direction the charger connecting plate 13 and the inverter connecting plate 14 is fixedly installed across the support of each relay, the charger connecting plate 13 and the inverter connecting plate 14 are each electrically
  • the charger connecting plate 13 is connected to the first fixed terminal 111 of the first relay 11 and the first fixed terminal 121 of the second relay 12 are electrically connected, and the inverter
  • the connecting plate 14 is characterized in that the second fixed terminal 112 of the first relay 11 and the second fixed terminal 122 of the second relay 12 are electrically connected.
  • the energy efficiency of the storage battery is provided by providing two or more secondary batteries and using one secondary battery to supply most of the output power to the load while the other output is safely used for charging the other secondary battery. In this way, it is possible to increase the time (discharge time) that the secondary battery can be used in one full charge.
  • one secondary battery is used to supply most outputs to the load while the other output is used to charge the other secondary battery. It can be used as a power source to safely store and replenish energy without overload, device damage or explosion.
  • FIG. 1 shows a generator with two batteries and an exchanger switch according to a first embodiment of the prior art
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an electronic exchange switch according to a second embodiment of the prior art.
  • 3A is a schematic diagram showing a generator with three batteries and exchanger switches according to a third embodiment of the prior art
  • 3B is a logic flow diagram illustrating a method for operating an exchange switch according to a third embodiment of the prior art.
  • FIG. 4 is an overall configuration diagram of a power supply apparatus according to the present invention.
  • FIG. 5 is a front perspective photograph of the relay of FIG. 1;
  • Figure 6 is a rear perspective view of the relay of Figure 1;
  • FIG. 7 is a side photograph of the relay of FIG.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view of the relay of FIG.
  • FIG. 9 is a circuit diagram of the controller of FIG. 1.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a control operation of the controller of FIG. 9.
  • Fig. 11A is a photograph showing the appearance of the battery 1 in the discharged state of the power supply of the present invention in a state in which the charge of the battery 2 is displayed;
  • Fig. 11B is a photograph showing the appearance of the battery 2 in the discharged state of the power supply device of the present invention in a state where the charging voltage of the battery 1 is displayed;
  • FIG. 4 is an overall configuration diagram of a power supply apparatus according to the present invention
  • FIG. 5 is a front perspective view of the relay of FIG. 1
  • FIG. 6 is a rear perspective view of the relay of FIG. 1
  • FIG. 7 is a side view of the relay of FIG. 1.
  • 8 is a partial cross-sectional view of the relay of FIG. 1
  • FIG. 9 is a circuit diagram of the controller of FIG. 1
  • FIG. 10 is a flowchart showing a control operation of the controller of FIG. 9
  • FIG. 11A is a power supply apparatus of the present invention.
  • This is an external picture of the battery 1 in the discharged state, which is an actual operation picture of the state in which the charge level of the battery 2 is displayed
  • FIG. 11B is an external picture of the battery 1 of the power supply of the present invention in the discharged state. The actual operation picture of the state where the charging voltage is being displayed.
  • the power supply apparatus inverts the DC voltage of the first battery 1 and the second battery 2 as the secondary battery and the battery in the discharge mode to AC to load 50.
  • a commercial AC power source for directly charging the battery may be connected to the fourth switch SW4, or may further include an external power source such as an external solar cell 60 for directly charging the battery.
  • the first battery 1 and the second battery 2 as the secondary battery are preferably in pairs of two, but are not necessarily limited to two, and may be three or more.
  • Each of the first battery 1 and the second battery 2 as the secondary battery performs a function of the battery through a cycle of discharge for converting chemical energy into electrical energy and a charge for converting electrical energy into chemical energy.
  • the control of 20) alternately repeats the charging process of the other secondary battery while one secondary battery is being discharged.
  • the solar cell 60 converts sunlight into electrical energy using a property of a semiconductor and supplies a DC voltage to the battery by a switching operation of the controller 20, thereby providing the first battery 1 and the second battery. It can be used auxiliary to the charging of (2) and the power supply of the load 50.
  • the auxiliary power source is not necessarily limited to a solar cell, and other auxiliary power sources such as a wind power generator and a light hydro generator are possible.
  • the control unit 20 detects the magnitude of the DC voltage output from one of the secondary batteries of the two or more first batteries 1 and the second battery 2 and switches to another secondary battery when the reference voltage is less than the reference voltage.
  • the DC voltage can be output from one secondary battery, and at this time, the DC voltage output from the other secondary battery is sensed, and if the reference voltage is less than the reference voltage, it is converted into one secondary battery to output the DC voltage from one secondary battery. Control automatically.
  • controller 20 controls the inverter 30 to control most of the AC power output to the inverter 30 to be used as a power source of the load 50, and the remaining AC power is the first battery 1. And output to the charger 40 to be used for charging the second battery 2.
  • control unit 20 controls one charger 40 to use one secondary battery being discharged as a load power
  • the controller 20 may output and charge AC power supplied to the charger 40 to another secondary battery. Make sure
  • controller 20 controls the charger 40 to output commercial AC power to the two first batteries 1 and the second battery 2 to be charged together.
  • the configuration and operation of the controller 20 will be described in detail later with reference to FIGS. 9 and 10.
  • the biggest feature of the present invention is that, except for various switches, the positive terminals of the respective DC terminals are connected to each other, and control is performed by switching the negative terminals.
  • This is generally the opposite of the usual way of controlling operation by using the negative pole as ground and switching the connection of the positive pole, because the surge current and spark during switching by switching the negative electrode. This is to protect the battery from the risk of explosion by minimizing the occurrence.
  • the positive (+) terminals of the control unit 20 as well as the first battery 1 and the second battery 2, the inverter 30, and the charger 40 are connected to each other.
  • the negative terminals of the first battery 1 and the second battery 2 are respectively connected to the first battery connection terminal 15 and the second battery connection terminal 16 of the relay unit 10, respectively. , Which is in turn connected to the movable contact 110 of the first relay 11 and the movable contact 120 of the second relay 12, and connected to the first battery connection terminal B1 and the second battery of the controller 20. It is connected to the negative terminal of the terminal B2.
  • the first battery connection terminal 15 and the second battery connection terminal 16 of the relay unit 10 Is connected through the power switch (SW0), it is preferable that the power is supplied to the controller only when the power switch is turned on so that the controller can operate.
  • the relay unit 10 is provided with a first relay 11 and a second relay 12 on the base 10a, and each relay is provided on each of the plates 110b and 120b as a base, and again each Supports 110c and 120c of the non-conductor are fixedly installed in the vertical direction on the front of the plate, for example.
  • the charger connecting plate 13 and the inverter connecting plate 14 are fixedly installed in the horizontal direction on the support of each relay, and the charger connecting plate 13 and the inverter connecting plate 14 are electrically separated from each other.
  • the charger connecting plate 13 is electrically connected to the first fixed terminal 111 of the first relay 11 and the first fixed terminal 121 of the second relay 12, the inverter connecting plate 14, the second fixed terminal 112 of the first relay 11 and the second fixed terminal 122 of the second relay 12 are electrically connected.
  • the movable terminal 110 of the first relay supported by the movable terminal support plate 115 on the first plate 110b is operated by the solenoid 114 to operate the second fixed terminal ( 112 and the inverter connecting plate 14, thus connecting the first battery 1 to the inverter 30 so that the first battery operates in the discharge mode (see solid line display in FIG. 4).
  • the inverter 30 inverts the DC power output from the first battery to AC by an internal circuit, and outputs AC power to the first output outlet 30a and the second output outlet 30b. Therefore, the user can connect the plug SW3 of the load (for example, the 300W bulb) to the first outlet, thereby illuminating the bulb.
  • the plug SW3 of the load for example, the 300W bulb
  • the plug SW4 of the charger 40 when the plug SW4 of the charger 40 is connected to the second output outlet 30b of the inverter 30, a part of the AC output of the inverter (preferably 15 to 35%) is output to the charger.
  • the charger converts the DC into a DC, for example, by rectifying it, and sends the same to the second battery 2 currently in the charging mode, thereby charging the second battery 2.
  • the negative terminal of the charger is connected to the second battery through the charger connecting plate 13, the first fixed terminal 121 of the second relay and the movable terminal 120 of the second relay. Since the terminal 16 is connected to the negative terminal of the second battery, the second battery can be operated in the charging mode.
  • the plug-in of the charger, the fourth switch (SW4) may be connected to the second outlet (30b) of the inverter, but may be connected to the outlet of the AC commercial power (120V, 60Hz) not shown, or auxiliary It is also possible to be connected to an auxiliary alternating current power supply such as a small oil generator or a small hydro generator as a generator.
  • the first and second switches SW1 and SW2 of the relay unit are connected to the first and second control signal output terminals HD1 and HD2 of the control unit 20 so that each of the first and second control signals ( , Switching is performed by means of), and the positive terminal of each of the control signal output terminals HD1 and HD2 is fixedly connected to + 12V and operated by the control signal output through the negative terminal of each control signal output terminal.
  • the switching of the movable contact is made by the first and second solenoids 114 and 124.
  • the (-) terminal of the first battery 1 Connected to the load 50 through the 'first battery connecting plate 15-the first relay movable terminal 110-the first relay second fixed terminal 112-the inverter connecting plate 14-the inverter 30' (Inverter and charger are coupled by inductive coupling but are electrically disconnected), and the negative terminal of the second battery 2 is' second battery connecting plate 16-second relay operating terminal 120-second It is connected to the charger 40 via the relay first fixed terminal 121-charger connecting plate 13 ', where the first battery is in the discharge mode and the second battery is in the charge mode.
  • the arrow in FIG. 4 indicates a direction of energy transfer, not a direction of current.
  • the negative terminal of (2) is' second battery connecting plate 16-second relay movable terminal 120-second relay second fixed terminal 122-inverter connecting plate 14-inverter 30 'Is connected to the load 50, the first battery is in charge mode and the second battery is in discharge mode.
  • Reference numerals 113 and 123 are wires connecting the first and second battery connection terminals 15 and 16 and the movable terminals 110 and 120 of the respective relays. Each of the battery connection terminals 15 and 16 is connected to the movable terminals of the corresponding relay by four wires connected to each terminal by two wires.
  • Unexplained reference numerals 110a and 120a are fixing parts of the movable contacts 110 and 120 of each relay.
  • Reference numeral 127 denotes a control signal terminal of the second relay.
  • the controller 20 may include a battery power input unit 210 to which powers of first and second batteries are input, and a voltage of a battery inputted from the battery power input unit 210 (+ 12V or +). 24V) to convert the constant voltage circuit unit 220 generates a constant voltage of + 5V and + 12V, the first battery voltage display unit for outputting the magnitude of the voltage of the first and second batteries input from the battery power input unit 210 ( 260 and the second battery voltage display unit 270, the relay control signal output unit 250 for outputting a control signal for controlling the operation of the relay unit and the voltage of the first and second batteries to detect the relay control It includes a processing unit 240 including a control IC for outputting a relay control signal through the signal output unit 250.
  • control unit may further include an option setting unit 290, through which it is possible to arbitrarily change the reference value for switching the charging and discharging modes of the first and second batteries.
  • Reference numeral 230 denotes a reset portion of the control IC
  • 280 denotes a spare terminal portion that can be used as an additional input / output terminal.
  • the DC voltage V B1 of the first battery 1 is detected through the voltage divider R37 and R33 and input through the V BA terminal of the control IC Q1.
  • the DC voltage V B2 of the battery 2 is detected through the voltage divider R41 and R34 and input through the V BB terminal of the control IC Q1.
  • C14 and C13 are noise filtering capacitors.
  • the voltages of the first and second batteries input from the battery power input unit 210 are mixed by the diodes D11 and D12 and input to the DC-DC converter 221 of the constant voltage circuit unit 220.
  • the DC converter 221 outputs a constant voltage (+ 12V) for relay driving and a constant voltage (+ 9V) for the present control circuit.
  • the constant voltage (+ 9V) for the control circuit output from the DC-DC converter 221 is adjusted to a constant voltage of + 5V again in the constant voltage IC Q5.
  • control IC Q1 of the processor 240 measures the magnitude of the instantaneous voltage of the first battery through the LEDs L1 to L23 of the first battery voltage display 260 and the magnitude of the instantaneous voltage of the second battery. Is output through the LEDs L6 to L25 of the second battery voltage display unit 270.
  • the control IC U1 may use PIC16F877A.
  • the on / off of the relay unit 10 is controlled through the relay control signal output unit 250 by comparing magnitudes of the instantaneous voltages of the first and second batteries.
  • the switching transistor Q3 is turned off, and thus, the second relay control signal output terminal HD2 Control terminal signal ( ) Becomes 'HIGH', and the + 12V voltage output to the solenoid (SW2 of FIG. 4) (124 of FIG. 6) of the second relay 12 is increased through the upper power supply terminal of the second relay control signal output terminal HD2. Since the second terminal is not energized through the lower power supply terminal of the output terminal HD2, the second solenoid 124 does not operate, so that the movable terminal 120 of the second relay is connected to the first fixed terminal 121 side.
  • the negative terminal of the second battery is connected to the negative terminal of the charger 40 through the charger connecting plate 13, so that the second battery 2 operates in the charging mode.
  • the second relay operation display diode L5 is also not energized, the second relay does not operate (see the right LED of FIG. 11A).
  • the controller 20 reverses the relay control signal, and FIG. 11B.
  • the second relay is in the discharge mode and the first relay is in the charging mode.
  • the actual state of charge of the first battery is 14.3V.
  • the instantaneous voltages of the first battery and the second battery are measured and output through the voltage display units 260 and 270 (S1 and S2). ), And then compare the measured instantaneous voltages V B1 and V B2 (S3), and if the instantaneous voltage V B1 of the first battery is greater than the instantaneous voltage V B2 of the second battery, One relay is turned on to turn the first battery into a discharge mode, and the second relay is turned off to turn the second battery into a charge mode (S4) (see FIG. 11A).
  • step S5 if it is determined in step S5 that the voltage drop of the first battery 1 in the discharge mode has dropped by more than the reference value (for example, 0.2V), the first relay and the second relay are reversed to switch the first The battery is switched to the charging mode, and the second battery is switched to the discharge mode (S7), and returns to the beginning to repeat the above (S8).
  • the reference value for example, 0.2V
  • step S3 if the instantaneous voltage V B1 of the first battery is smaller than the instantaneous voltage V B2 of the second battery as a result of the determination in step S3, the second relay is turned on to set the second battery to discharge mode.
  • operation S14 see Fig. 11B
  • the first battery is turned off by turning off the first relay.
  • the first and second battery voltages are measured and displayed and charged.
  • the charging degree and the charging voltage of the first battery in the mode are measured and displayed, and the steps S14 to S16 are repeated.
  • step S15 if it is determined in step S15 that the voltage drop of the second battery 2 in the discharge mode is lower than the reference value (for example, 0.2V) or more, the first relay and the second relay is reversed by switching the second The battery is switched to the charging mode and the first battery is switched back to the discharge mode (S7), and the first time is returned to repeat the above (S8).
  • the reference value for example, 0.2V
  • the battery current or the charge / discharge switching time may be set so as to be differently set in advance through the operation of the DIP switch DIP1 of FIG. 9 in addition to the battery voltage.
  • the option setting unit 290 of FIG. 9 is composed of a pull-up array resistor RA2 and a DIP switch DIP1 connected to the terminal of the control IC, and can be set through the DIP switch DIP1. For example, if only one switch of the DIP switch is raised, it is set to switch the charging and discharging mode during 0.1V voltage drop of the discharge mode battery, and if only one switch of the DIP switch is set, charging and discharging during the 0.2V voltage drop of the discharge mode battery is performed.
  • the discharge mode battery It is set to change the mode, and if both 1 and 2 switches of the DIP switch are raised, it is set to change the charging and discharging mode when 0.3V voltage drop of the discharge mode battery is made, and if only 3 switches of the DIP switch are raised, the discharge mode battery is set. It is set to switch the charging and discharging mode when the voltage drop of 0.4V, and when all the switches 1 to 3 of the DIP switch is raised, it can be set to switch the charging and discharging mode when the 0.7V voltage drop of the discharge mode battery.
  • the voltage of the discharge mode battery may be set to change the charge / discharge mode when the current drops from 100A to 5A.
  • the charging / discharging mode is switched when the discharge mode of the discharge mode battery has passed 2.5 minutes
  • the switch 6 of the DIP switch is turned up
  • the discharge time of the discharge mode battery is 5 It is set to switch the charging and discharging mode when the minute passes, and when the switch No. 7 of the DIP switch is turned on, the charging and discharging mode is switched when the discharge time of the discharge mode battery is 10 minutes
  • the charging / discharging mode can be set when the discharge mode of the discharge mode battery has elapsed 20 minutes.
  • these voltages, currents, and elapsed time can be combined to program the charge / discharge mode switch.
  • step S4 a step of determining whether the voltage V B1 of the first battery is less than 10.7V should be added, and the voltage V B1 of the first battery is 10.7V.
  • step S4 the process proceeds to step S4, and if the voltage V B1 of the first battery is less than 10.7V, it is necessary to go to the step of stopping the charge / discharge program entirely, and even before the step S14, the voltage of the second battery (V B2) of the voltage to be added to the step of determining whether or less than 10.7V, second, when the voltage (V B2) of the battery is more than 10.7V, and the operation proceeds to step S14 if the second battery (V B2) If this is less than 10.7V, go to the stage of stopping the charge and discharge program.
  • steps S5 and S15 respectively, whether the voltage drop of the battery in the discharge mode is greater than or equal to the reference value (here 0.2V), the current drop of the battery in the discharge mode is greater than or equal to the reference value (for example, 5A), and the discharge mode of the battery Attempt to switch the charging / discharging mode with whether one of the conditions of continuous discharge elapsed time is equal to or greater than a reference value (for example, 5 minutes), whether two or more conditions are satisfied, or all three conditions are satisfied. It is possible to change the flow diagram as shown.
  • the reference value here 0.2V
  • the current drop of the battery in the discharge mode is greater than or equal to the reference value (for example, 5A)
  • the discharge mode of the battery Attempt to switch the charging / discharging mode with whether one of the conditions of continuous discharge elapsed time is equal to or greater than a reference value (for example, 5 minutes), whether two or more conditions are satisfied, or all three conditions are satisfied. It is possible to change the flow diagram as shown.
  • a secondary battery is a storage battery using a reversible electrochemical reaction.
  • a lead acid battery uses lead peroxide as a cathode, lead as a cathode, and diluted sulfuric acid as an electrolyte.
  • the charger forcibly causes electrons to flow in the opposite direction of the discharging process so that a reverse reaction occurs.
  • the reaction occurs in the opposite direction of the discharging process, the electrode material is changed to the original state, and the amount of sulfuric acid is increased again to recharge the power using the charged secondary battery. I can supply it.
  • the efficiency of the secondary battery gradually decreases by decreasing the rate at which the positive and negative electrodes change to lead sulfate, thereby fully charging the secondary battery. It can increase the discharge time that can be used.
  • the first battery when both batteries are 12.7V, the first battery is discharged to supply power to the load, and when the battery reaches 12.5V, the mode is switched, and the second battery is discharged and the first battery is charged.
  • the voltage of the second battery is 12.5V
  • the first battery is recharged to 12.6V, so that afterwards, all of them must be less than 10.7V to prevent discharge. You can increase your time.
  • ⁇ Table 2> shows the actual test results for the change in battery voltage and the use time when the battery is discharged using the charge and discharge method according to the present invention under the same conditions with the same battery as in Table 1.
  • discharge is not possible at 10.7V or less in general.
  • discharge is possible at 9.5V.
  • 10.7V is used in order to facilitate recharging, as described above. It is preferable to stop the discharge below V.
  • the efficiency of the battery at the first charge is 37.7%, which is higher than that of the general continuous charge (16.6%), and the efficiency of the battery is also 43.7% at the third charge. 15%), better efficiency, and even at the fifth charge, the efficiency of the battery was 56.2%, which is higher than that of the general continuous charging (13.9%).
  • a delco battery in order to charge after a full discharge, a delco battery should be charged for 10 hours or more, but according to the present invention, the second battery is charged with an external power source such as a solar cell without any risk of explosion or overheating during discharge of the first battery. Since it is possible to use the external auxiliary power source in this way, there is an additional advantage that there is no limitation in the discharge time.
  • the effect of the present invention is particularly prominent in the embodiment using the lead acid battery as a battery, but is not necessarily limited to the lead acid battery, it was found that there is a significant effect in the lithium secondary battery, as well as other secondary batteries,
  • the number of is also not limited to two, it is also possible to apply the present invention by combining three or more batteries in a pair.

Abstract

본 발명은 어느 하나의 이차전지를 이용해 대부분의 출력은 부하에 전원을 공급하면서 나머지 출력은 다른 이차전지 충전에 이용함으로써 축전지의 에너지 효율을 향상시키고 이차전지를 사용할 수 있는 시간(방전시간)을 늘릴 수 있는 안전한 이차전지를 이용한 전원장치의 충방전 전환장치로서, 충방전이 가능한 2 이상의 이차전지의 어느 하나의 이차전지를 일정 시간동안 방전모드로 하여 해당 이차전지의 DC 출력전압을 인버터를 통해 부하에 전달하며, 다른 시점에서는 상기 방전모드에 있던 이차전지의 방전을 중지시키고 충전기를 통해 충전모드로 가도록, 그리고 다른 이차전지를 방전모드로 가도록 절환을 행하되, 각 DC 단자의 (+) 및 (-) 단자 중에서 동일한 일측 극성의 단자들이 상호 고정 연결되어 있으며, 각각의 이차전지의 고정연결되지 않은 타측 극성의 단자를 각각 스위칭하여 제어가 이루어지도록 하며, 각각의 이차전지의 상기 타측 극성의 단자에 각각 별도로 접속되는 릴레이, 릴레이의 각각의 제1 고정단자에 공통 접속되는 충전기 연결판 및 릴레이의 각각의 제2 고정단자에 공통 접속되는 인버터 연결판을 포함하며, 각각의 릴레이의 가동단자를 상기 대응하는 이차전지의 상기 타측 극성의 단자에 접속하며, 각각의 릴레이의 가동단자를 가동하여 제1 고정단자에 접속되거나 제2 고정단자에 접속되도록 하는 가동단자 제어수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이차전지를 이용한 전원장치의 충방전 전환장치
본 발명은 이차전지를 이용한 전원장치의 충방전 전환장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이차전지를 2개 이상 구비하여 하나의 이차전지를 이용해 일부 출력은 부하에 전원을 공급하면서 동시에 다른 일부 출력은 다른 하나 이상의 이차전지 충전에 이용함으로써 축전지의 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 이차전지를 이용한 전원장치의 충방전 전환장치에 관한 것이다.
일반적으로, 2차 배터리는 한 번 사용하고 나면 못쓰는 1차 배터리와는 달리, 사용 후 전원을 연결하여 충전하면 가역 반응을 거쳐 재사용할 수 있는 충전 가능한 배터리를 말한다.
그런데, 이러한 2차 배터리는 배터리의 충전 용량에 의해 한번 충전하고 난 후 일정시간이 경과하고 나면 방전이 되어 다시 충전해야 하는데, 2차 배터리의 충전 도중에는 방전이 불가능하거나 현저하게 충방전 효율이 떨어지므로, 대부분의 경우에는 이차전지를 2개 이상 구비하여 둘을 병렬로 연결하여 사용하거나, 하나의 이차전지를 별도의 장치로 충전하는 동안, 다른 이차 전지를 방전하여 연속적으로 사용하게 된다.
더욱이, 이러한 2차 전지의 경우에는 통상 정격전류로 계속해서 방전을 하게 될 경우, 제조사에서 이상적인 사용시간보다 실제 사용시간은 현저하게 짧아진다는 공통된 문제점이 있다.
일예로, 2차납축전지는 화학 에너지를 전기 에너지로 바꾸어주는 방전과 전기 에너지를 화학 에너지로 바꾸어주는 충전의 사이클을 통해 배터리의 기능을 한다.
통상, 상기 2차납축전지는 방전시 황산염(sulfate, SO4)이 극판과 결합함으로써 물이 생성되어 비중이 낮아지고, 다시 충전시에는 결합된 황산염이 전해액으로 돌아와 비중이 커지게 된다.
즉, 2차납축전지로서 진한 황산 수용액에 담근 납(Pb)과 이산화납(PbO2)의 전극으로 구성되어 결국,
양극: Pb(s) + HSO4- →PbSO4(s) + H+ + 2e-
음극: PbO2(s) + HSO4 - + 3H+ + 2e- →PbSO4(s) + 2H2O
2차납축전지: Pb(s) + Pbo 2(s) + 2HSO4 - + 2H+ →2PbSO4(s) + 2H2O
와 같이 전지반응이 일어난다.
두 전극반응은 불용성인 PbSO4를 생성하여 이것이 두 전극에 부착된다.
상기 2차납축전지가 방전시 황산이 소모되고 물이 생성되며, 이 물의 밀도는 황산용액 밀도의 약 70퍼센트가 되기 때문에 전지의 충전상태는 전해액의 밀도를 측정하여 알 수 있으며, 2차납축전지가 재충전될 때 전극반응은 상기 반응의 역반응이 된다.
그러나 오랜 기간 동안의 충/방전 사이클을 거치는 동안 방전(자가방전 포함)시 두 전극에 달라 붙어있던 황산염이 충전시에 이탈되지 아니하고 그대로 달라붙어 있는 경우가 발생하는데, 이것을 황산화(황산염화) 현상이라 부른다.
이러한 황산화 현상은 2차납축전지가 보다 많이 방전될수록 심해지며, 이에 기인하여 화학, 전기반응의 통로가 차단되고 절연 기능을 하게 되어 2차납축전지의 전압, 용량 및 비중도를 떨어뜨린다.
이에 의해 2차납축전지의 효율이 떨어져 한 번의 2차납축전지 만충전으로 사용할 수 있는 시간(방전시간)이 현저하게 단축되는 문제점이 있었다.
실제로 통상 자동차용으로 많이 사용되는 델코 배터리의 경우, 납 축전지 하나의 용량은 12V, 100A로서, 전력은 1200W가 되고, 이 납축전지 2개를 병렬로 연결하면 총 전력은 2400W가 되는바, 이 납축전지 2개를 병렬로 연결하여 300W의 부하에 전력을 공급하면, 이론상으로 8시간을 사용하여야 하지만, 실제로는 연속방전시 그에 훨씬 못 미치는 1.5시간 정도밖에 사용할 수 없다.
이는, 다음의 <표 1>에서도 확인할 수 있는바, <표 1>은 DC12V, 100A 출력의 납축전지 2개를 병렬 연결하여 전원을 구성하고, 1200W 인버터(모델 SI-1000A)를 통해, 300W 짜리 백열전구인 부하를 연결하여 연속방전시킨 경우, 납축전지의 전압과 인버터의 전압을 10분 단위로 체크한 시험결과이다.
표 1
시간 배터리출력전압(V) 부하측 전류(A) 인버터출력전압(V) 인버터사용전류(A) 소비전력(KW) 비고
0분 13.22 29.8 220 1.6 시작
10분 12.29 29.8 220 1.6
20분 12.17 29.7 218 1.58
30분 12.02 29.6 216 1.57
40분 11.83 29.5 214 1.55
50분 11.61 29.3 214 1.53
60분 11.45 29.1 210 1.52
70분 11.28 28.8 206 1.49
80분 10.92 28.1 200 1.45
90분 10.63 27.4 190 1.43 0.49 종료
<표 1>에서 보는 바와 같이, 포장마차에서 300W 짜리 전등을 계속 켜 놓았을 때와 같은 연속방전의 경우, 시간에 지나감에 따라 배터리 출력전압이 급속히 떨어짐을 알 수 있으며, 결국 1.5시간(90분) 후에는 배터리 출력전압이 10.64V 이하로 떨어져 더 이상 사용할 수 없게 됨을 알 수 있다.
전술한 바와 같이, 이와 같은 현상은 중간 충전없이 계속 방전하는 과정에서 (+)극과 (-)극 표면이 황산납으로 코팅되면서 반응속도가 줄어듦으로써 배터리의 효율이 떨어져 원래 배터리가 가지고 있던 용량(2.4kWh)의 극히 일부(0.49kWh)만 사용 가능하였기 때문이다.
한편, 2차 전지의 충방전 사용회수는 제한되어 있으며, 상기 납축전지와 같은 배터리의 경우 일례로 300 사이클로 제한되어 있으며, 매일 1회 정도 충방전의 경우 배터리의 수명은 1년 정도로 정해져 있다.
이는 충방전을 거듭할수록 충전 및 방전을 통해 사용할 수 있는 1회 용량이 감소하기 때문인바, 일예로 델코 12V 100A 배터리 2개의 경우, 1회 사용시에는 1.5시간 정도를 사용하여 이론상 최대 용량의 16.6%를 사용할 수 있었으나, 3회 충방전을 하였을 시에는 1.2시간(1시간 12분) 사용으로 15% 정도만 사용가능하고, 다시 6회 사용시에는 1시간 7분 가량으로 13.9% 정도만을 사용가능하며, 그 %값이 계속 줄어들어 300회 사용시에는 의미가 없어지기 때문이다.
추가적으로, 상기 납축전지의 경우, 과부하로 인한 기기파손 및 폭파의 우려로 인하여, 2차납축전지의 특성상 충전중에는 부하에 절대적으로 사용하지 못하도록 규정하고 있어, 통상적으로 충전중에는 2차납축전지를 사용하지 못하는 문제점이 있었으며, 통상 연속방전시에는 1.5시간 정도 밖에 사용할 수 없으나, 충전시에는 10시간 정도가 소요되므로, 야간에 연속방전을 하여야 하는 포장마차의 경우, 전날 여러 대의 배터리를 미리 충전을 해 놓아야 하므로 시간적 경제적으로 많은 불편함이 있었다.
한편, 이러한 문제점을 개선하기 위하여, 2개 이상의 배터리를 교대로 방전하면서 부하에 전력을 공급하고, 방전하고 있는 전력의 일부를 다른 배터리의 충전전압으로 사용하는 기술이 대한민국 특허공개 제2006-111499호로 개시된바 있다.
즉, 상기 종래기술은, 배터리 전력 사용을 관리하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는바, 제 1 배터리가 제 2 배터리를 재충전하기 위해 전력을 제공하면서 외부 부하에 전력을 제공하게 한다. 지정된 시간에, 상기 스위칭 시스템 및 방법은 제 1 배터리 및 제 2 배터리들 임무들을 변경하게 한다. 즉, 지정된 시간에, 제 2 배터리는 또한 제 1 배터리를 충전하기 위해 전력을 제공하는 동안 외부 부하에 전력을 제공하기 시작할 수 있다. 상기 스위칭 시스템 및 방법은 제 1 배터리 및 제2 배터리로 하여금 외부 부하에 전력의 전달을 중단하지 않고 임무들을 변경하게 한다.
상기 종래기술의 제1 실시예를 도 1에 도시하였는바, 제1 배터리(1)를 교환기 플레이트(25, 33) 상에서 스위칭하며, 제2 배터리(2)를 교환기 플레이트(26, 34) 상에서 스위칭하여, 각각 방전 모드와 충전 모드로 사용하면서, 교대로 인버터(45)를 통해 부하에 전력을 공급하게 된다.
상기 스위칭 시스템의 제1 실시예를 도 1을 참조하여 더 상세히 설명하면, 도 1은 두 개의 배터리들(1 및 2)을 포함하는 발전기(100)의 기계적 교환기 스위치(65)의 사용을 도시한다. 상기 실시예는 연장된 시간 기간 동안 2000 내지 6000 와트의 통상적인 가정용 또는 다른 독립된 환경을 제공할 수 있는 전기 발전기(100)이다.
도 1에서와 같이, 제1 배터리(1)는 교환기 스위치(65)에 결합되고 전력 소스로서 사용하기 위한 직류 전류를 제공한다. 제1 배터리(1)의 단자들은 제1 하부 교환기 플레이트(34)상 플레이트들(46 및 49)에 결합된다. 제1 상부 교환기 플레이트(26)가 하부 교환기 플레이트(34)와 접촉할때, 직류 전류는 플레이트들(27 및 28) 및 인버터(45)에 공급된다. 인버터(45)는 배터리(1)로부터의 직류 전류를 브레이커(37) 및 전력 외부 부하(도시되지 않음)에 공급된 교류 전류로 변환한다.
한편, 상기 실시예에서, 인버터(45)로부터의 교류 전류는 컨버터 박스(36)에 공급되고 기어 모터(35)를 동작시키기 위하여 사용된다. 기어 모터(35)는 상부 교환기 플레이트들(25 및 26)의 이동을 구동한다. 기어 모터(35)는 각각의 방향으로 플레이트들을 이동시키기 위한 두 개의 솔레노이드들(53 및 54)에 결합된다. 두 개의 솔레노이드들(53 및 54)은 상부 교환기 플레이트들(25 및 26)의 이동 방향을 변경하는 두 개의 기계적 스위치들(51 및 52)에 결합된다. 상기 실시예에서, 기계적 교환기 스위치(65)는 타이밍 시퀀스에서 동작한다. 다시 말해서, 상부 교환기 플레이트들(25 및 26)이 기어 모터(35)에 의해 우측으로 이동될때, 상기 플레이트들은 상부 교환기 플레이트들(25 및 26)이 반대 방향(도 1에서 좌측)으로 이동되게 하는 스위치(51)를 작동시킬 것이다. 상부 교환기 플레이트들(25 및 26)은 상기 플레이트들이 스위치(52)를 작동시키고 그 다음 우측으로 다시 움직이기 시작할 때까지 좌측으로 계속 이동할 것이다. 상부 교환기 플레이트들(25 및 26)이 측면으로 슬라이드하는 속도는 제1 배터리(1)가 전력 공급 모드에서 재충전 모드로 스위칭하는 빈도를 제어한다.
제1 상부 교환기 플레이트(26)가 도 1에서 좌측으로 이동할때, 직류 전류는 제2 배터리(2)로부터 제1 하부 교환기 플레이트(34)상 플레이트들(47 및 48)을 통하여 플레이트들(27 및 28)에 공급된다. 제1 상부 교환기 플레이트(26)가 좌측 위치에 있을때, 제2 배터리(2)가 전력을 제공하고 제1 배터리(1)는 재충전 모드에 있게 된다.
결국, 상기 종래기술의 실시예에서 표현된 바와 같이, 다중 배터리들에 의해 제공된 전력을 효율적으로 사용하고 관리하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 교환기 스위치는 단일 배터리가 빠르게 소모되지 않도록 두 개 이상의 배터리들 사이에서 변경하도록 설정될 수 있다. 하나의 배터리가 전력을 손실하기 시작할때, 교환기 스위치는 다른 배터리로부터 전력을 인출하기 시작한다. 다른 배터리는 제일 약한 배터리에 재충전 전류를 제공할 수 있다. 교환기 스위치는 두 개 이상의 배터리들 사이에서 스위칭을 지원할 수 있다. 전력 공급 시스템의 교환기 스위치 구현은 배터리 전력을 효율적으로 사용함으로써 결과적으로 배터리들의 사용 수명을 증가시킨다.
그러나, 이상의 도 1의 종래기술의 경우, 이론상으로는 가능하나 치명적인 문제점이 존재하여, 실제로 제품으로 사용되지 못하였는바,그 이유는 다음과 같다. 참고로 상기 종래기술의 제외국 특허출원도 모두 취하 혹은 포기되었다.
도 1에서, 제2 배터리의 (+)단자가 8번 플레이트에 접속되며, 동시에 33번 플레이트에 접속되고 이는 다시 9번 플레이트의 13번 단자에 접속되고, 제2 배터리의 (-)단자가 25번 플레이트에 접속되며, 동시에 25번 플레이트의 30번 단자에 접속된다. 아울러, 제1 배터리의 (+)단자가 7번 플레이트에 접속되며, 동시에 34번 플레이트에 접속되고, 제2 배터리의 (-)단자가 33번 플레이트에 접속되고 이는 다시 9번 플레이트의 33번 단자에 접속되며, 동시에 34번 플레이트에 접속된다.
따라서, 일예로 제2 배터리(2)에서 제1 배터리로의 전환시, 상기 13번 단자에서 제2 배터리의 (+) 단자가 제1 배터리의 (-) 단자와 순간적으로 접촉되므로, 여기에서 강한 서지 전류 및 스파크가 발생하며, 이는 배터리 폭발의 원인이 된다. 그리고 이는 아무리 전환시점을 좋게 잡는다 하더라도 100A 정도의 강한 전류가 단속되는 상황에서 피할 수 없는 치명적인 문제점이기도 하다.
한편, 도 2 및 도 3a는 상기 종래기술의 제2 실시예 및 제3 실시예인바, 해당 실시예의 설명에서는 아예 그러한 전환 단자에 관하여 침묵하고 있으며, 구체적인 설명도 없다.
아울러, 도 3b는 상기 종래기술의 제3 실시예의 교환기 스위치의 동작을 흐름도로 나타내고 있는바, 역시 장전용 배터리의 전압 강하를 검출시, 스위칭 절환을 말하고 있을 뿐, 앞서 지적한 상기 제1 종래기술의 치명적인 문제점에 대해서는 아무런 해답을 주지 못하고 있으며, 이러한 문제점은 실제로 강한 DC 전류의 스위칭에서는 본질적인 문제점이기도 하다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이차전지를 2개 이상 구비하여 하나의 이차전지를 이용해 대부분의 출력은 부하에 전원을 공급하면서 나머지 출력은 다른 하나의 이차전지 충전에 이용함으로써 축전지의 에너지 효율을 향상시키고 이를 통해 한 번의 만충전으로 이차전지를 사용할 수 있는 시간(방전시간)을 늘릴 수 있는 안전한 이차전지를 이용한 전원장치의 충방전 전환장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 이차전지를 2개 이상 구비하여 하나의 이차전지를 이용해 대부분의 출력은 부하에 전원을 공급하면서 나머지 출력은 다른 하나의 이차전지 충전에 이용함으로써 이차전지를 충전하는 중에도 다른 하나의 이차전지를 부하의 전원으로 사용하여 과부하 및 기기파손 또는 폭파없이 안전하게 에너지를 보충 저장할 수 있는 이차전지를 이용한 전원장치의 충방전 전환장치를 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지를 이용한 전원장치의 충방전 전환장치는, 충방전이 가능한 2 이상의 이차전지의 어느 하나의 이차전지를 일정 시간동안 방전모드로 하여 해당 이차전지의 DC 출력전압을 인버터를 통해 부하에 전달하며, 다른 시점에서는 상기 방전모드에 있던 이차전지의 방전을 중지시키고 충전기를 통해 충전모드로 가도록, 그리고 다른 이차전지를 방전모드로 가도록 절환을 행하되, 각 DC 단자의 (+) 및 (-) 단자 중에서 동일한 일측 극성의 단자들이 상호 고정 연결되어 있으며, 각각의 이차전지의 고정연결되지 않은 타측 극성의 단자를 각각 스위칭하여 제어가 이루어지도록 하는 이차전지를 이용한 전원장치의 전환장치로서, 각각의 이차전지의 상기 타측 극성의 단자에 각각 별도로 접속되는 릴레이(11, 12); 상기 릴레이의 각각의 제1 고정단자에 공통 접속되는 충전기 연결판(13); 및 상기 릴레이의 각각의 제2 고정단자에 공통 접속되는 인버터 연결판(14); 를 포함하며, 각각의 상기 릴레이의 가동단자를 상기 대응하는 이차전지의 상기 타측 극성의 단자에 접속하며, 각각의 상기 릴레이의 가동단자를 가동하여 제1 고정단자에 접속되거나 제2 고정단자에 접속되도록 하는 가동단자 제어수단(114, 124)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 각 DC 단자의 (+) 단자들이 상호 고정 연결되어 있으며, (-) 단자를 각각 스위칭하여 충방전 모드 전환이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 릴레이는 2개이며, 상기 이차전지의 제1 배터리(1) 및 제2 배터리(2)는 2개가 한 쌍을 이루는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 각 이차전지의 상기 타측 극성의 단자에 각각 연결되는 배터리 연결판(15, 16);을 더 포함하며, 상기 각 배터리 연결판(15, 16)에 각 릴레이의 가동단자가 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 가동단자 제어수단(114, 124)은, 상기 릴레이의 절환 동작을 제어하는 제어신호를 제어부로부터 수신하는 솔레노이드인 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 이차전지의 전원이 입력되는 배터리 전원 입력부(210); 상기 배터리 전원 입력부(210)로부터 입력된 상기 이차전지 전압의 크기를 검출하여 릴레이 제어신호를 출력하는 처리부(240); 및 상기 릴레이부의 동작을 제어하는 제어신호를 상기 처리부(240)로부터 상기 릴레이부로 출력하는 릴레이 제어신호 출력부(250); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 각 릴레이는, 베이스(10a) 상에 구비되는 기부로서의 각각의 플레이트(110b, 120b) 상에 구비되며, 다시 각 플레이트의 전면에 부도체의 지지대(110c, 120c)가 일례로 수직방향으로 고정 설치되고, 상기 각 릴레이의 지지대 상에 충전기 연결판(13)과 인버터 연결판(14)이 가로질러 고정설치되며, 충전기 연결판(13)과 인버터 연결판(14)은 각각 전기적으로 분리되어 있고, 상기 충전기 연결판(13)은 제1 릴레이(11)의 제1 고정단자(111) 및 제2 릴레이(12)의 제1 고정단자(121)가 전기적으로 접속되며, 상기 인버터 연결판(14)은 제1 릴레이(11)의 제2 고정단자(112) 및 제2 릴레이(12)의 제2 고정단자(122)가 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 한다.
상술한 과제의 해결 수단에 의하면, 이차전지를 2개 이상 구비하여 하나의 이차전지를 이용해 대부분의 출력은 부하에 전원을 공급하면서 나머지 출력은 다른 하나의 이차전지 충전에 안전하게 이용함으로써 축전지의 에너지 효율을 향상시키고 이를 통해 한 번의 만충전으로 이차전지를 사용할 수 있는 시간(방전시간)을 늘릴 수 있다.
또한, 이차전지를 2개 이상 구비하여 하나의 이차전지를 이용해 대부분의 출력은 부하에 전원을 공급하면서 나머지 출력은 다른 하나의 이차전지 충전에 이용함으로써 이차전지를 충전하는 중에도 다른 이차전지를 부하의 전원으로 사용하여 과부하 및 기기파손 또는 폭파염려 없이 안전하게 에너지를 보충 저장할 수 있다.
도 1은 종래기술의 제1 실시예에 따른 두 개의 배터리들 및 교환기 스위치를 가진 발전기를 도시하는 도면.
도 2는 종래기술의 제2 실시예에 따른 전자 교환기 스위치를 도시하는 개략도.
도 3a는 종래기술의 제3 실시예에 따른 3개의 배터리들 및 교환기 스위치들을 가진 발전기를 도시하는 개략도.
도 3b는 종래기술의 제3 실시예에 따른 교환기 스위치를 동작시키기 위한 방법을 도시하는 논리 흐름도.
도 4는 본 발명에 따른 전원장치의 전체 구성도.
도 5는 도 1의 릴레이의 전방 사시사진.
도 6은 도 1의 릴레이의 후방 사시사진.
도 7은 도 1의 릴레이의 측면 사진.
도 8은 도 1의 릴레이의 부분 단면도.
도 9는 도 1의 제어부의 회로도.
도 10은 도 9의 제어부의 제어 동작을 나타내는 흐름도.
도 11a는 본 발명의 전원장치의 배터리 1이 방전상태인 경우의 외관 사진으로서 배터리 2의 충전 정도가 디스플레이되고 있는 상태의 실제 동작 사진.
도 11b는 본 발명의 전원장치의 배터리 2가 방전상태인 경우의 외관 사진으로서 배터리 1의 충전 전압이 디스플레이되고 있는 상태의 실제 동작 사진.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 전원장치의 전체 구성도이고, 도 5는 도 1의 릴레이의 전방 사시사진이고, 도 6은 도 1의 릴레이의 후방 사시사진이고, 도 7은 도 1의 릴레이의 측면 사진이고, 도 8은 도 1의 릴레이의 부분 단면도이고, 도 9는 도 1의 제어부의 회로도이고, 도 10은 도 9의 제어부의 제어 동작을 나타내는 흐름도이고, 도 11a는 본 발명의 전원장치의 배터리 1이 방전상태인 경우의 외관 사진으로서 배터리 2의 충전 정도가 디스플레이되고 있는 상태의 실제 동작 사진이며, 도 11b는 본 발명의 전원장치의 배터리 2가 방전상태인 경우의 외관 사진으로서 배터리 1의 충전 전압이 디스플레이되고 있는 상태의 실제 동작 사진이다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 전원장치는, 이차전지로서의 제1 배터리(1) 및 제2 배터리(2), 방전모드의 배터리의 DC 전압을 AC로 인버팅하여 부하(50)에 전원을 공급하는 인버터(30),인버터(30)의 출력 교류 혹은 상용 교류 전원을 DC로 정류하여 충전모드의 배터리를 충전하는 충전기(40) 및 이들을 제어하는 제어부(20), 그리고 상기 제1 배터리(1) 및 제2 배터리(2)를 방전모드 혹은 충전모드로 각각 지정해주는 상기 제어부(20)의 제어동작에 따라 배터리를 인버터나 충전기에 연결하여주는 릴레이부(10)를 포함한다.
경우에 따라, 직접 배터리를 충전하기 위한 상용 AC 전원이 제4 스위치(SW4)에 연결될 수 있으며, 혹은 직접 배터리를 충전하기 위한 외부솔라셀(60) 등의 외부 전원을 더 포함할 수 있다.
상기 이차전지로서의 제1 배터리(1) 및 제2 배터리(2)는 2개가 한 쌍을 이루는 것이 바람직하나, 반드시 2개에 한정되는 것은 아니며, 3개 이상이어도 된다. 이차전지로서의 제1 배터리(1) 및 제2 배터리(2) 각각은 화학 에너지를 전기 에너지로 바꾸어주는 방전과 전기 에너지를 화학 에너지로 바꾸어주는 충전의 사이클을 통해 배터리의 기능을 수행하고, 제어부(20)의 제어에 의해 하나의 이차전지가 방전되는 동안에 다른 하나의 이차전지가 충전하는 과정을 교대로 반복 수행한다.
솔라셀(60)은 반도체의 성질을 이용하여 태양 빛(photons)을 전기 에너지로 변환시켜 DC 전압을 제어부(20)의 스위칭 동작에 의해 배터리에 공급함으로써, 제1 배터리(1) 및 제2 배터리(2)의 충전이나 부하(50)의 전원에 보조적으로 사용할 수 있도록 한다. 이때 상기 보조전원으로서는 반드시 솔라셀에 한정되는 것은 아니고, 풍력발전기나 경수력 발전기 등의 다른 보조전원이 가능하다.
상기 제어부(20)는 2개 이상의 제1 배터리(1) 및 제2 배터리(2) 중 하나의 이차전지에서 출력되는 DC 전압의 크기를 감지하여 기준전압 이하이면 다른 하나의 이차전지로 전환하여 다른 하나의 이차전지에서 DC 전압을 출력할 수 있도록 하고, 이때 다른 하나의 이차전지에서 출력되는 DC 전압의 크기를 감지하여 기준전압 이하이면 하나의 이차전지로 전환하여 하나의 이차전지에서 DC 전압을 출력할 수 있도록 자동으로 제어한다.
또한, 상기 제어부(20)는 인버터(30)를 제어하여 인버터(30)에 출력되는 AC전력의 대부분을 부하(50)의 전원으로 사용할 수 있도록 제어하고, 나머지 AC전력은 제1 배터리(1) 및 제2 배터리(2) 충전에 사용할 수 있도록 충전기(40)에 출력되도록 제어한다.
또한, 상기 제어부(20)는 충전기(40)를 제어하여 방전중인 하나의 이차전지를 부하의 전원으로 사용하는 경우 충전기(40)에 공급되는 AC전력을 다른 하나의 이차전지로 출력하여 충전할 수 있도록 한다.
또한, 상기 제어부(20)는 충전기(40)를 제어하여 상용 AC전원을 두 제1 배터리(1) 및 제2 배터리(2)에 출력하여 같이 충전할 수 있도록 한다. 상기 제어부(20)의 구성 및 동작에 대해서는 도 9 및 도 10을 참조하여 추후 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명의 가장 큰 특징은, 각종 스위치를 제외하고, 각 DC 단자의 (+) 단자가 상호 고정 연결되어 있으며, (-) 단자를 스위칭하여 제어가 이루어진다 점이다. 이는 일반적으로 (-)극을 접지로 사용하고, (+)극의 연결을 스위칭함으로써 동작을 제어하는 일반적인 방식과 정반대되는 방식인바, 그 이유는 (-)전극을 스위칭함으로써 절환시 서지 전류 및 스파크 발생을 최소화하여 배터리를 폭발의 위험으로부터 보호하기 위함이다.
즉, 제1 배터리(1) 및 제2 배터리(2), 인버터(30), 충전기(40)는 물론, 제어부(20)의 (+) 단자들이 상호 고정적으로 연결되어 있다.
한편, 제1 배터리(1) 및 제2 배터리(2)의 (-)단자는 각각, 릴레이부(10)의 제1 배터리 연결단자(15) 및 제2 배터리 연결단자(16)에 각각 접속되며, 이는 다시 제1 릴레이(11)의 가동접점(110) 및 제2 릴레이(12)의 가동접점(120)에 접속되며, 제어부(20)의 제1 배터리 연결단자(B1) 및 제2 배터리 연결단자(B2)의 (-)단자에 접속된다. 다만, 상기 릴레이부(10)의 제1 배터리 연결단자(15) 및 제2 배터리 연결단자(16)와 상기 제어부(20)의 제1 배터리 연결단자(B1) 및 제2 배터리 연결단자(B2)는 전원스위치(SW0)를 통해 연결됨으로써, 전원스위치를 넣었을 때에만 제어부에 파워가 공급되어 제어부가 동작할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이하, 상기 릴레이부(10)의 동작을 도 4 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명한다. 릴레이부(10)는 베이스(10a) 상에 제1 릴레이(11) 및 제2 릴레이(12)가 구비되는바, 각 릴레이는 기부로서의 각각의 플레이트(110b, 120b) 상에 구비되며, 다시 각 플레이트의 전면에 부도체의 지지대(110c, 120c)가 일례로 수직방향으로 고정 설치된다.
각 릴레이의 지지대 상에는 수평방향으로 충전기 연결판(13)과 인버터 연결판(14)이 가로질러 고정설치되는바, 충전기 연결판(13)과 인버터 연결판(14)은 각각 전기적으로 분리되어 있고, 한편으로는 상기 충전기 연결판(13)은 제1 릴레이(11)의 제1 고정단자(111) 및 제2 릴레이(12)의 제1 고정단자(121)가 전기적으로 접속되며, 상기 인버터 연결판(14)은 제1 릴레이(11)의 제2 고정단자(112) 및 제2 릴레이(12)의 제2 고정단자(122)가 전기적으로 접속된다.
따라서, 제1 스위치(SW1)가 ON 상태일 경우(
Figure PCTKR2013000261-appb-I000001
='LOW')에는, 상기 제1 플레이트(110b) 상의 가동단자 지지판(115)에 지지되어 있는 상기 제1 릴레이의 가동단자(110)는, 솔레노이드(114)의 동작에 의해 제2 고정단자(112) 및 인버터 연결판(14)에 접속되고, 따라서 제1 배터리(1)를 인버터(30)에 연결하여 줌으로써 상기 제1 배터리가 방전모드로 동작하도록 한다 (도 4의 실선 표시 부분 참조).
이때, 제2 스위치(SW2)는 OFF 상태이여야 하며(
Figure PCTKR2013000261-appb-I000002
='HIGH'), 상기 제2 플레이트(120b) 상의 가동단자 지지판(125)에 지지되어 있는 상기 제2 릴레이의 가동단자(120)는, 탄지 스프링(126)에 의해 탄지되므로 제1 고정단자(122) 및 충전기 연결판(13)에 접속되고, 따라서 제2 배터리(2)를 충전기(40)에 연결하여 줌으로써 상기 제2 배터리가 충전모드로 동작하도록 한다 (도 4의 실선 표시 부분 참조).
그리하여, 상기 인버터(30)는 제1 배터리로부터 출력되는 DC 전원을 내부 회로에 의해 AC로 인버팅하며, 제1 출력용 콘센트(30a) 및 제2 출력용 콘센트(30b)로 교류 전원을 출력하게 된다. 따라서, 사용자는 부하(일례로 300W 전구)의 플러그(SW3)를 상기 제1 콘센트에 접속하여, 전구를 밝힐 수 있게 된다.
아울러, 상기 인버터(30)의 제2 출력용 콘센트(30b)에 상기 충전기(40)의 플러그(SW4)를 접속하면, 인버터의 교류 출력의 일부(바람직하게는 15~35%)가 충전기로 출력되는바, 충전기는 이를 정류하는 등의 방식으로 DC로 바꾸어 현재 충전모드에 있는 제2 배터리(2)로 보내어, 제2 배터리(2)를 충전하게 된다.
이 경우, 추가로 설명하면, 충전기의 (-) 단자가 충전기 연결판(13), 제2 릴레이의 제1 고정단자(121) 및 제2 릴레이의 가동단자(120)를 통해, 제2 배터리 연결단자(16)를 통해 제2 배터리의 (-)단자에 접속되기 때문에, 제2 배터리가 충전모드로 동작가능한 것이다.
한편, 상기 충전기의 플러그인 상기 제4 스위치(SW4)는 인버터의 제2 콘센트(30b)에 접속될 수도 있으나, 미도시된 교류 상용전원(120V, 60Hz)의 콘센트에 접속되도록 할 수도 있으며, 혹은 보조발전기로서의 소형 유류발전기나 소수력 발전기등의 보조 교류전원에 접속되도록 하는 것도 가능하다.
한편, 상기 릴레이부의 제1 및 제2 스위치(SW1, SW2)는 제어부(20)의 제1 및 제2 제어신호 출력단자(HD1, HD2)에 접속되어, 각각의 제1 및 제2 제어신호(
Figure PCTKR2013000261-appb-I000003
,
Figure PCTKR2013000261-appb-I000004
)에 의해 스위칭이 이루어지는바, 역시 각 제어신호 출력단(HD1, HD2)의 (+)단자는 +12V에 고정접속되고, 각 제어신호 출력단의 (-)단자를 통해 출력되는 상기 제어신호에 의해 동작하는 제1 및 제2 솔레노이드(114, 124)에 의하여 가동접점의 절환이 이루어진다.
즉, 제1 (
Figure PCTKR2013000261-appb-I000005
)가 'LOW'이고 제2 제어신호(
Figure PCTKR2013000261-appb-I000006
)가 'HIGH'이어서, 제1 솔레노이드(114)가 '온'이고 제2 솔레노이드(124)가 '오프'이면 (도 4의 실선 표시 부분), 제1 배터리(1)의 (-)단자가 '제1 배터리 연결판(15)-제1 릴레이 가동단자(110)-제1 릴레이 제2 고정단자(112)-인버터 연결판(14)-인버터(30)'를 통해 부하(50)에 연결되며 (인버터와 충전기는 유도결합으로 결합되나 전기적으로는 단절됨), 제2 배터리(2)의 (-)단자는 '제2 배터리 연결판(16)-제2 릴레이 가동단자(120)-제2 릴레이 제1 고정단자(121)-충전기 연결판(13)'을 통해 충전기(40)에 연결되며, 제1 배터리는 방전모드로 그리고 제2 배터리는 충전모드에 있게 된다. 참고로 도 4에서 화살표는 전류의 방향이 아니고, 에너지의 전달방향을 나타내는 것이다.
반대로 제1 (
Figure PCTKR2013000261-appb-I000007
)가 'HIGH'이고 제2 제어신호(
Figure PCTKR2013000261-appb-I000008
)가 'LOW'이어서, 제1 솔레노이드(114)가 '오프'이고 제2 솔레노이드(124)가 '온'이면 (도 4의 점선 표시 부분), 제1 배터리(1)의 (-)단자가 '제1 배터리 연결판(15)-제1 릴레이 가동단자(110)-제1 릴레이 제1 고정단자(111)-충전기 연결판(13)'을 통해 충전기(40)에 연결되며, 제2 배터리(2)의 (-)단자는 '제2 배터리 연결판(16)-제2 릴레이 가동단자(120)-제2 릴레이 제2 고정단자(122)-인버터 연결판(14)-인버터(30)'를 통해 부하(50)에 연결되며, 제1 배터리는 충전모드로 그리고 제2 배터리는 방전모드에 있게 된다.
미설명 참조부호 113 및 123은 제1 및 제2 배터리 접속단자(15, 16)와 각 릴레이의 가동단자(110, 120)를 연결하는 전선이며, 확실한 접속을 위해, 좌우 두 개씩의 단자가 동일한 형태로 구비되며 각 단자에 각각 2개의 전선으로 접속하여 총 4개의 전선으로, 각 배터리 접속단자(15, 16)를 해당 릴레이의 가동단자와 접속하게 된다. 미설명 참조부호 110a 및 120a는 각 릴레이의 가동접점(110, 120) 고정부이다. 미설명부호 127은 제2 릴레이의 제어신호 단자이다.
이제, 도 9 및 도 10을 참조하여, 본 발명의 제어부(20)의 구성 및 동작을 설명한다.
도 9에 도시된 바와 같이 상기 제어부(20)는, 제1 및 제2 배터리의 전원이 입력되는 배터리 전원 입력부(210), 상기 배터리 전원 입력부(210)로부터 입력된 배터리의 전압(+12V 혹은 +24V)을 컨버팅하여 +5V 및 +12V의 정전압을 발생하는 정전압 회로부(220), 상기 배터리 전원 입력부(210)로부터 입력된 제1 및 제2 배터리의 전압의 크기를 출력하는 제1 배터리 전압표시부(260) 및 제2 배터리 전압표시부(270), 상기 릴레이부의 동작을 제어하는 제어신호를 출력하는 릴레이 제어신호 출력부(250) 및 상기 제1 및 제2 배터리의 전압의 크기를 검출하여 상기 릴레이 제어신호 출력부(250)를 통해 릴레이 제어신호를 출력하는 제어 IC를 포함하는 처리부(240)를 포함한다.
추가로, 상기 제어부는 옵션설정부(290)를 더 포함할 수 있는바, 이를 통해 제1 및 제2 배터리의 충방전 모드를 전환하는 기준치를 임의로 변경하는 것이 가능하다.
미설명 부호 230은 제어 IC의 리셋부이며, 280은 추가적인 입출력단자로 사용가능한 예비단자부이다.
먼저, 배터리전원 입력부(210)를 설명하면, 제1 배터리(1)의 DC 전압(VB1)을 분압저항 R37, R33을 통해 검출하여 제어 IC(Q1)의 VBA 단자를 통해 입력하며, 제2 배터리(2)의 DC 전압(VB2)을 분압저항 R41, R34를 통해 검출하여 제어 IC(Q1)의 VBB 단자를 통해 입력한다. 참고로, C14 및 C13은 노이즈 필터링용 커패시터이다.
한편, 상기 배터리 전원 입력부(210)로부터 입력된 제1 및 제2 배터리의 전압은 다이오드(D11, D12)에 의해 믹싱되어 정전압 회로부(220)의 DC-DC 컨버터(221)로 입력되는바, DC-DC 컨버터(221)는 릴레이 구동용 정전압(+12V) 및 본 제어회로용 정전압(+9V)을 출력하게 된다. 추가로, 상기 DC-DC 컨버터(221)에서 출력되는 제어회로용 정전압(+9V)은 정전압 IC(Q5)에서 다시 +5V의 정전압으로 조정되어진다.
이제, 처리부(240)의 제어 IC(Q1)는 제1 배터리의 순간 전압의 크기를 제1 배터리 전압표시부(260)의 LED들(L1~L23)을 통해, 그리고 제2 배터리의 순간 전압의 크기를 제2 배터리 전압표시부(270)의 LED들(L6~L25)을 통해 출력하게 된다. 일례로 상기 제어 IC(U1)는 PIC16F877A 가 사용될 수 있다.
아울러, 상기 제1 및 제2 배터리의 순간 전압의 크기를 비교하여 릴레이 제어신호 출력부(250)를 통해 상기 릴레이부(10)의 온/오프를 제어하게 된다.
예를들어, 제1 릴레이의 제어신호를 출력하는 단자(S1)를 통해, '하이'신호를 출력하게 되면, 스위칭용 트랜지스터(Q2)가 턴온되며, 따라서 제1 릴레이 제어신호 출력단(HD1)의 제어단자 신호(
Figure PCTKR2013000261-appb-I000009
)가 'LOW'가 되므로, 제1 릴레이 제어신호 출력단(HD1)의 상위 전원단자를 통해 제1 릴레이(11)의 솔레노이드(도 4의 SW1)(도 6의 114)로 출력된 +12V 전압이 상기 출력단(HD1)의 하위 전원단자를 통해 통전되므로, 결국 제1 솔레노이드(114)가 동작하여, 상기 제1 릴레이의 가동단자(110)를 제2 고정단자(112) 측으로 접속되게 함으로써, 결국 제1 배터리의 (-)단자가 인버터 연결판(13)을 통해 인버터(30)의 (-)단자에 접속되도록 함으로써, 결국 제1 배터리(1)가 방전모드로 동작하게 된다. 이 경우, 제1 릴레이 동작 표시용 다이오드(L3) 역시 통전되므로, 제1 릴레이가 동작하는 상태를 보이게 된다 (도 11a 좌측 LED 참조).
반대로, 이때 제2 릴레이의 제어신호를 출력하는 단자(S2)를 통해, '로우'신호를 출력하게 되면, 스위칭용 트랜지스터(Q3)가 턴오프되며, 따라서 제2 릴레이 제어신호 출력단(HD2)의 제어단자 신호(
Figure PCTKR2013000261-appb-I000010
)가 'HIGH'가 되므로, 제2 릴레이 제어신호 출력단(HD2)의 상위 전원단자를 통해 제2 릴레이(12)의 솔레노이드(도 4의 SW2)(도 6의 124)로 출력된 +12V 전압이 상기 출력단(HD2)의 하위 전원단자를 통해 통전되지 않게 되므로, 결국 제2 솔레노이드(124)가 동작하지 않게 되어, 상기 제2 릴레이의 가동단자(120)를 제1 고정단자(121) 측으로 접속되게 함으로서, 결국 제2 배터리의 (-)단자가 충전기 연결판(13)을 통해 충전기(40)의 (-)단자에 접속되도록 함으로써, 결국 제2 배터리(2)가 충전모드로 동작하게 된다. 이 경우, 제2 릴레이 동작 표시용 다이오드(L5) 역시 통전되지 않게 되므로, 제2 릴레이가 동작하지 않는 상태를 보이게 된다 (도 11a 우측 LED 참조).
이후, 제1 배터리 전압은 계속 감소하게 되며, 제1 배터리는 충전 도중에 있게 되는바, 도 11a에서는 제2 배터리의 충전 상태가 80%임을 알 수 있다.
더 진행하여, 이제 제1 배터리의 전압이 일정 이상 떨어지거나 전류가 감소하거나 혹은 정해진 시간이 경과하여 충방전을 전환할 필요가 있을 경우, 제어부(20)는 릴레이 제어신호를 반대로 하게 되며, 도 11b에서 보는 바와 같이, 역으로 제2 릴레이가 방전 모드로 되며, 제1 릴레이가 충전모드로 되는바, 한편 도 11b에서는 현재 제1 배터리의 충전상태 전압이 14.3V임을 나타내고 있는 실제 동작 사진이다.
계속해서, 이상의 상기 제어 IC의 기본적인 제어 동작을 도 10을 참조하여 설명하면, 먼저 제1 배터리 및 제2 배터리의 순간 전압을 측정하고 각 전압 표시부(260, 270)를 통해 출력하며(S1, S2), 이후 측정된 양 배터리의 순간 전압(VB1, VB2)을 비교하여(S3), 만약 제1 배터리의 순간 전압(VB1)이 제2 배터리의 순간 전압(VB2) 보다 크면, 제1 릴레이를 턴온시켜 제1 배터리를 방전모드로 하고, 제2 릴레이를 턴오프시켜 제2 배터리를 충전모드로 한다(S4)(도 11a 참조).
이후, 방전 모드에 있는 제1 배터리(1)의 전압 강하가 기준치(일예로 0.2V) 이상 하강하였는가 여부를 판단하여(S5), 그렇지 않으면 제1 및 제2 배터리 전압을 측정하여 표시하고 충전모드에 있는 제2 배터리의 충전 정도 및 충전 전압을 측정하여 표시하고, 계속해서 S4 내지 S6 단계를 반복한다.
한편, 상기 S5 단계에서의 판단 결과, 방전 모드에 있는 제1 배터리(1)의 전압 강하가 기준치(일예로 0.2V) 이상 하강하였다고 판단되면, 제1 릴레이 및 제2 릴레이를 반대로 스위칭하여 제1 배터리를 충전모드로, 제2 배터리를 방전 모드로 전환하게 되며(S7), 처음으로 리턴하여 이상을 반복하게 된다(S8).
역으로, 상기 S3 단계에서의 판단 결과, 제1 배터리의 순간 전압(VB1)이 제2 배터리의 순간 전압(VB2) 보다 작으면, 제2 릴레이를 턴온시켜 제2 배터리를 방전모드로 하고, 제1 릴레이를 턴오프시켜 제1 배터리를 충전모드로 한다(S14)(도 11b 참조).
역시 이후, 방전 모드에 있는 제2 배터리(2)의 전압 강하가 기준치(일예로 0.2V) 이상 하강하였는가 여부를 판단하여(S15), 그렇지 않으면 제1 및 제2 배터리 전압을 측정하여 표시하고 충전모드에 있는 제1 배터리의 충전 정도 및 충전 전압을 측정하여 표시하고, 계속해서 S14 내지 S16 단계를 반복한다.
한편, 상기 S15 단계에서의 판단 결과, 방전 모드에 있는 제2 배터리(2)의 전압 강하가 기준치(일예로 0.2V) 이상 하강하였다고 판단되면, 제1 릴레이 및 제2 릴레이를 반대로 스위칭하여 제2 배터리를 충전모드로, 제1 배터리를 방전 모드로 다시 전환하게 되며(S7), 처음으로 리턴하여 이상을 반복하게 된다(S8).
아울러, 이상은 제1 및 제2 배터리의 동작모드의 전환 기준을 도 9의 DIP 스위치(DIP1)의 조작을 통해 배터리의 전압 강하(0.2V)로만 세팅하였을 경우의 실시예를 설명한 것이며, 경우에 따라 배터리 전압 이외에 배터리 전류나 혹은 충방전 전환 시간을 도 9의 DIP 스위치(DIP1)의 조작을 통해 미리 다르게 세팅하여 행할 수 있도록 설정하는 것도 가능하다.
도 9의 옵션 설정부(290)는, 제어 IC의 단자에 접속된 풀업 어레이 저항(RA2)과 DIP 스위치(DIP1)로 구성되는바, DIP 스위치(DIP1)를 통해 설정이 가능하다. 일예로, DIP 스위치의 1번 스위치만을 올리면, 방전모드 배터리의 0.1V 전압강하시 충반전 모드 전환을 하도록 설정되며, DIP 스위치의 1번 스위치만을 올리면, 방전모드 배터리의 0.2V 전압강하시 충반전 모드 전환을 하도록 설정되며, DIP 스위치의 1번 및 2번 스위치를 모두 올리면, 방전모드 배터리의 0.3V 전압강하시 충반전 모드 전환을 하도록 설정되며, DIP 스위치의 3번 스위치만을 올리면, 방전모드 배터리의 0.4V 전압강하시 충반전 모드 전환을 하도록 설정되며, DIP 스위치의 1번 내지 3번 스위치를 모두 올리면, 방전모드 배터리의 0.7V 전압강하시 충반전 모드 전환을 하도록 설정될 수 있다. 아울러, DIP 스위치의 4번 스위치를 올리면, 방전모드 배터리의 전압이 100A에서 5A 전류강하시 충반전 모드 전환을 하도록 설정될 수 있다. 혹은, DIP 스위치의 5번 스위치를 올리면, 방전모드 배터리의 방전 시간이 2.5분 경과하였을 경우에 충반전 모드 전환을 하도록 설정되며, DIP 스위치의 6번 스위치를 올리면, 방전모드 배터리의 방전 시간이 5분 경과하였을 경우에 충반전 모드 전환을 하도록 설정되며, DIP 스위치의 7번 스위치를 올리면, 방전모드 배터리의 방전 시간이 10분 경과하였을 경우에 충반전 모드 전환을 하도록 설정되며, DIP 스위치의 8번 스위치를 올리면, 방전모드 배터리의 방전 시간이 20분 경과하였을 경우에 충반전 모드 전환을 하도록 설정될 수 있다.
혹은 이들 전압, 전류 및 경과시간을 조합하여 충반전 모드 전환을 결정하도록 프로그래밍할 수도 있다.
최종적으로, 방전 중인 배터리의 전압이 10.7V 미만으로 되면, 모든 동작을 중지시킬 필요가 있는바, 통상 10.5V 미만에서도 계속해서 방전시에는 과방전으로 인하여 배터리의 재충전이 불가능하도록 되어 버릴 가능성이 있기 때문이다. 이 경우, 도 10의 흐름도에서, S4 단계 바로 이전에, 제1 배터리의 전압(VB1)이 10.7V 미만인지를 판단하는 단계가 추가되어야 하며, 제1 배터리의 전압(VB1)이 10.7V 이상일 경우에, S4 단계로 이행하고, 만약 제1 배터리의 전압(VB1)이 10.7V 미만일 경우에는 충방전 프로그램을 전면 중지하는 단계로 가야하며, 역시 S14 단계 바로 이전에도, 제2 배터리의 전압(VB2)이 10.7V 미만인지를 판단하는 단계가 추가되어야 하며, 제2 배터리의 전압(VB2)이 10.7V 이상일 경우에, S14 단계로 이행하고, 만약 제2 배터리의 전압(VB2)이 10.7V 미만일 경우에는 충방전 프로그램을 전면 중지하는 단계로 가야한다.
추가적으로, S5 및 S15 단계에서도 각각, 방전모드인 배터리의 전압 강하가 기준치(여기서는 0.2V) 이상인지와, 방전모드인 배터리의 전류 강하가 기준치(일예로 5A) 이상인지와, 방전모드인 배터리의 연속방전 경과시간이 기준치(일예로 5분) 이상인지의 조건 중에서 어느 한가지 조건이 충족되었는지, 혹은 2가지 조건 이상이 충적되었는지, 혹은 3가지 조건이 모두 충족되었는지 여부를 가지고 충반전 모드 전환을 시도하는 것처럼 흐름도를 변경하는 것이 가능하다.
한편, 이상의 본 발명의 작용효과를 이하 상술한다.
주지하였다시피, 이차전지는 가역적인 전기화학반응을 이용하는 축전지로서, 일예로 납축전지의 경우에는 과산화납을 양극으로, 납을 음극으로 사용하고 전해액으로 묽은 황산을 사용한다.
상기 이차전지는 방전하는 동안 전극물질과 전해질 사이에 화학반응이 일어나는데, (－)극에서는 순수한 납원자(Pb)가 전해질의 황산이온(SO4 2-)과 반응하고, 황산(H2SO4)은 물에 녹아 음전하를 띤 황산이온과 양전하를 띤 수소이온(H＋)으로 되며, 납원자는 황산이온과 결합하면서 전자를 두 개 잃고 황산납(PbSO4)이 된다.
상기 이차전지를 사용(방전)할수록 황산이 소모되고 물이 생겨서 황산이 점점 묽어지게 되며, 이때 충전기를 이용해 충전하게 된다.
충전기는 강제로 상기 방전 과정의 반대 방향으로 전자를 흐르게 해서 역반응이 일어나게 하며 방전 과정의 반대 방향으로 반응이 일어나면 전극물질이 원래대로 바뀌고, 황산의 양도 다시 증가하여 충전된 이차전지를 이용해 다시 전원을 공급할 수 있게 된다.
즉, 방전이 진행되면 (－)극과 (＋)극은 모두 황산납으로 변화하여 반응속도가 줄어들고 부산물로 물이 생성되어 전해액의 농도가 낮아지게 되나, 가역적인 화학반응을 이용하여 충전을 하게 되는 것이다.
본 발명은 2개 이상의 이차전지를 이용하여 충방전을 반복하는 과정에서, (+)극과 (-)극이 황산납으로 변화하는 속도를 줄임으로써 이차전지의 효율이 서서히 떨어져 이차전지의 만충전으로 사용할 수 있는 방전시간을 늘릴 수 있는 것이다.
예를들면, 양 배터리가 모두 12.7V일 경우, 제1 배터리를 방전시켜 부하에 전력을 공급하다가, 12.5V가 되면 모드를 전환하게 되고, 제2 배터리를 방전 모드로 및 제1 배터리를 충전 모드로 하게 되어, 일예로 제2 배터리의 전압이 12.5V일 시점에서 제1 배터리는 12.6V로 재충전이 되어짐으로써, 비록 나중에는 모두 10.7V 미만으로 되어 방전을 전면 금지시켜야 하겠지만, 어쨋든 부하를 동작시키는 시간을 늘릴 수가 있는 것이다.
한편, 정격전압 12V 납축전지의 경우, 완전충전시 14.5~13.5V 정도의 배터리 전압이 관찰되며, 방전을 하게 됨에 따라 전압이 계속해서 낮아지며, 12V까지는 큰 변화가 없으나, 12V 미만으로 떨어질 시에는 배터리의 성능이 급격히 감소하게 된다 (이는 각 배터리의 특성에 따라 다소 차이가 있으나, 모든 배터리의 성능이 비례적으로 감소하지 않고 어느 시점에서 급격하게 성능이 덜어지는 클리프 현상을 갖는 것은 일반적이다). 이는 방전으로 인한 황산염 물질이 셀 간의 전극에 들러붙어 배터리의 성능을 크게 떨어뜨리기 때문인바, 본 발명에서는 충전과 방전을 교대로 자주 행함으로써, 황산염과 납 간의 가역 반응이 자주 빈번하게 일어나고, 결국 황산염 물질이 전극에 들러붙는 것을 최대한 지연시키기 때문인 것으로 추정된다. 즉, 동일한 조건에서 동일한 시간이 흐르지만, 흐르는 물에서는 이끼가 거의 끼지 않는 것과 비슷한 현상인 것으로 추측된다.
<표 2>는 <표 1>과 동일한 배터리를 가지고 동일한 조건에서 본 발명에 의한 충방전 방식을 사용하여 방전을 시켰을 경우에, 배터리 전압의 변화 및 사용시간에 대한 실제 실험결과이다.
표 2
시간 입력전압(V) 배터리 충전전류(A) 충전기사용전류(A) 인버터사용전류(A) 인버터출력전압(V) 부하측 전류(A) 총사용전류(A) 소비전력(KW)
0분 12.5 4.7 6.9 2.9 218 28.4 36.0
30분 12.3 5.9 9.9 2.9 218 28.4 37.2
60분 12.0 7.3 10.4 2.9 217 28.4 37.8
90분 11.7 7.7 11.4 3.0 217 28.4 38.1
120분 11.3 8.3 11.3 3.2 216 28.4 38.9
150분 11.0 9.8 11.5 3.2 214 28.4 39.4
180분 10.8 10.3 12.1 3.3 208 28.4 40.0
194분 10.5 10.8 12.7 3.3 203 28.4 41.5 0.95
상기 <표 2>에서 보는 바와 같이, 한번의 납축전지 만충전으로 약 3시간 14분을 사용할 수 있음을 알 수 있고, 방전하는 동안에도 배터리의 출력전압과 인버터 출력전압이 서서히 감소하는 현상을 볼 수 있으며, 결국 충방전을 반복하는 과정에서 (+)극과 (-)극이 변화하는 속도를 줄임으로써 배터리의 효율이 서서히 떨어져 원래 배터리가 가지고 있던 이상적인 고유 용량(2.4kWh)을 연속방전시(0.49kWh)보다 많이 사용(0.95kWh)하였기 때문이다.
특히, 일반적으로는 10.7V 이하에서는 방전이 불가능하나, 본 발명의 경우에는 이와 같이 황산염 물질이 전극에 끼지 않으므로 9.5V 에서도 방전이 가능한 것으로 관찰되었으며, 다만 재충전을 용이하게 하기 위하여 전술한 바와 같이 10.7V 이하에서는 방전을 정지시키는 것이 바람직하다.
아울러, 본 발명에 의하면, 이상 설명한 바와 같이, 황산염이 전극에 들러붙는 현상을 크게 줄임으로써, 배터리 제조회사에서 규정하고 있는 300사이클 회수보다 훨씬 많은 사이클 만큼 재충전 및 방전이 가능하며, 배터리의 전체 수명을 2~3배 늘릴 수 있다는 추가적인 장점을 갖는다. 즉, 제1회 충전시에 배터리의 효율이 37.7%로 일반적인 연속충전의 경우(16.6%) 보다 효율이 좋음은 물론, 제3회째 충전시에도 배터리의 효율이 43.7%로 일반적인 연속충전의 경우(15%) 보다 효율이 좋으며, 제5회째 충전시에도 배터리의 효율이 56.2%로 일반적인 연속충전의 경우(13.9%) 보다 효율이 좋음을 알 수 있었다.
더욱이, 완전방전 후에 충전하려면 델코 배터리의 경우에 10시간 이상을 충전하여야 하나, 본 발명에 의하면 제1 배터리의 방전 도중에도 아무런 폭발이나 과열 위험없이 제2 배터리를 솔라셀 등의 외부 전원으로도 충전하는 것이 가능하여, 이와 같이 외부 보조전원을 사용하는 경우, 방전시간에 제한이 없게 된다는 추가적인 장점이 있다.
아울러, 본 발명의 효과는 특히 납축전지를 배터리로 사용하는 실시예에서 두드러지나, 반드시 납축전지에만 한정되는 것은 아니며, 리튬 이차 전지는 물론, 기타 이차 전지에서도 유의할만한 효과가 있음을 발견하였으며, 배터리의 개수 또한 2개에 한정되는 것은 아니며 3개 이상의 배터리를 한 쌍으로 묶어 본 발명을 적용하는 것도 가능하다.
이처럼, 앞에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims (7)

  1. 충방전이 가능한 2 이상의 이차전지의 어느 하나의 이차전지를 일정 시간동안 방전모드로 하여 해당 이차전지의 DC 출력전압을 인버터를 통해 부하에 전달하며, 다른 시점에서는 상기 방전모드에 있던 이차전지의 방전을 중지시키고 충전기를 통해 충전모드로 가도록, 그리고 다른 이차전지를 방전모드로 가도록 절환을 행하되, 각 DC 단자의 (+) 및 (-) 단자 중에서 동일한 일측 극성의 단자들이 상호 고정 연결되어 있으며, 각각의 이차전지의 고정연결되지 않은 타측 극성의 단자를 각각 스위칭하여 제어가 이루어지도록 하는 이차전지를 이용한 전원장치의 전환장치로서,
    각각의 이차전지의 상기 타측 극성의 단자에 각각 별도로 접속되는 릴레이(11, 12);
    상기 릴레이의 각각의 제1 고정단자에 공통 접속되는 충전기 연결판(13); 및
    상기 릴레이의 각각의 제2 고정단자에 공통 접속되는 인버터 연결판(14); 를 포함하며,
    각각의 상기 릴레이의 가동단자를 상기 대응하는 이차전지의 상기 타측 극성의 단자에 접속하며,
    각각의 상기 릴레이의 가동단자를 가동하여 제1 고정단자에 접속되거나 제2 고정단자에 접속되도록 하는 가동단자 제어수단(114, 124)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지를 이용한 전원장치의 충방전 전환장치.
  2. 제1항에 있어서,
    각 DC 단자의 (+) 단자들이 상호 고정 연결되어 있으며, (-) 단자를 각각 스위칭하여 충방전 모드 전환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지를 이용한 전원장치의 충방전 전환장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 릴레이는 2개이며, 상기 이차전지의 제1 배터리(1) 및 제2 배터리(2)는 2개가 한 쌍을 이루는 것을 특징으로 하는 이차전지를 이용한 전원장치의 충방전 전환장치.
  4. 제1항에 있어서,
    각 이차전지의 상기 타측 극성의 단자에 각각 연결되는 배터리 연결판(15, 16);을 더 포함하며,
    상기 각 배터리 연결판(15, 16)에 각 릴레이의 가동단자가 연결되는 것을 특징으로 하는 이차전지를 이용한 전원장치의 충방전 전환장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가동단자 제어수단(114, 124)은, 상기 릴레이의 절환 동작을 제어하는 제어신호를 제어부로부터 수신하는 솔레노이드인 것을 특징으로 하는 이차전지를 이용한 전원장치의 충방전 전환장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 이차전지의 전원이 입력되는 배터리 전원 입력부(210);
    상기 배터리 전원 입력부(210)로부터 입력된 상기 이차전지 전압의 크기를 검출하여 릴레이 제어신호를 출력하는 처리부(240); 및
    상기 릴레이부의 동작을 제어하는 제어신호를 상기 처리부(240)로부터 상기 릴레이부로 출력하는 릴레이 제어신호 출력부(250);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지를 이용한 전원장치의 충방전 전환장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 각 릴레이는, 베이스(10a) 상에 구비되는 기부로서의 각각의 플레이트(110b, 120b) 상에 구비되며, 다시 각 플레이트의 전면에 부도체의 지지대(110c, 120c)가 일례로 수직방향으로 고정 설치되고, 상기 각 릴레이의 지지대 상에 충전기 연결판(13)과 인버터 연결판(14)이 가로질러 고정설치되며, 충전기 연결판(13)과 인버터 연결판(14)은 각각 전기적으로 분리되어 있고, 상기 충전기 연결판(13)은 제1 릴레이(11)의 제1 고정단자(111) 및 제2 릴레이(12)의 제1 고정단자(121)가 전기적으로 접속되며, 상기 인버터 연결판(14)은 제1 릴레이(11)의 제2 고정단자(112) 및 제2 릴레이(12)의 제2 고정단자(122)가 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 이차전지를 이용한 전원장치의 충방전 전환장치.
PCT/KR2013/000261 2012-01-12 2013-01-11 이차전지를 이용한 전원장치의 충방전 전환장치 WO2013105825A2 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20120003742 2012-01-12
KR10-2012-0003742 2012-01-12
KR1020120139425A KR101297150B1 (ko) 2012-01-12 2012-12-04 이차전지를 이용한 전원장치의 충방전 전환장치
KR10-2012-0139425 2012-12-04

Publications (3)

Publication Number Publication Date
WO2013105825A2 true WO2013105825A2 (ko) 2013-07-18
WO2013105825A3 WO2013105825A3 (ko) 2013-09-06
WO2013105825A4 WO2013105825A4 (ko) 2013-10-31

Family

ID=48782030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2013/000261 WO2013105825A2 (ko) 2012-01-12 2013-01-11 이차전지를 이용한 전원장치의 충방전 전환장치

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2013105825A2 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105490333B (zh) * 2015-12-18 2018-07-31 深圳市芯沃微电子有限公司 电池快速充电控制电路、适配器及移动设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010071430A (ko) * 1998-06-09 2001-07-28 추후보정 에너지 저장 시스템
JP2007508795A (ja) * 2003-10-08 2007-04-05 エナージイ アンド エンジン テクノロジイ コーポレーション バッテリ電力を管理するための方法およびシステム
KR20080021440A (ko) * 2006-09-04 2008-03-07 삼성전자주식회사 전원공급장치
KR20110138320A (ko) * 2010-06-16 2011-12-27 주진관 자동판매기나 포장마차의 전원공급장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010071430A (ko) * 1998-06-09 2001-07-28 추후보정 에너지 저장 시스템
JP2007508795A (ja) * 2003-10-08 2007-04-05 エナージイ アンド エンジン テクノロジイ コーポレーション バッテリ電力を管理するための方法およびシステム
KR20080021440A (ko) * 2006-09-04 2008-03-07 삼성전자주식회사 전원공급장치
KR20110138320A (ko) * 2010-06-16 2011-12-27 주진관 자동판매기나 포장마차의 전원공급장치

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013105825A4 (ko) 2013-10-31
WO2013105825A3 (ko) 2013-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101297150B1 (ko) 이차전지를 이용한 전원장치의 충방전 전환장치
US3930192A (en) Stand-by power system
WO2018143562A1 (ko) 배터리 팩 및 배터리 팩의 충전 제어 방법
CN109088461A (zh) 一种充放电独立的多路不同种类电池组并联控制装置及方法
CN209056972U (zh) 镍氢电池ups控制系统
CN112087017B (zh) 一种变电站直流电源电池管理系统及其电池管理方法
CN211790810U (zh) 充电系统、充电器、电池组及可移动平台
WO2013105825A2 (ko) 이차전지를 이용한 전원장치의 충방전 전환장치
WO2013105823A2 (ko) 이차전지를 이용한 전원장치 및 상기 전원장치의 배터리 모드 전환방법
CN114884168B (zh) 基于磷酸铁锂蓄电池的变电站直流系统
WO2012102461A1 (ko) 마이콤을 사용한 배터리 충전/방전 제어회로
CN111181224A (zh) 一种多节串联电池组用充电系统及其充电方法
WO2013105824A2 (ko) 이차전지를 이용한 전원장치의 제어장치 및 그 제어방법
WO2018026252A1 (ko) 직류 고전압 대용량 무접점 스위칭 장치 및 이를 이용한 이차 전지 충방전 전원 장치
CN102064352B (zh) 蓄电池修复装置
CN102148524A (zh) 充电器
KR101563949B1 (ko) 충방전 모드 전환 장치와 이차전지를 이용한 전원장치를 갖는 led 태양광 가로등 시스템
WO2019017671A1 (ko) 오프-그리드(off-grid) 전력공급장치용 배터리 시스템
KR101539094B1 (ko) 이차전지를 이용한 전원장치의 충방전 모드 전환 회로 및 방법, 그리고 이를 이용한 전력관리 시스템
CN220628926U (zh) 电池管理电路、单簇电池储能电路及多簇电池储能电路
CN211556916U (zh) 双向均衡电路及电池在线养护系统
CN219123980U (zh) 一种自发电与国网电自动切换系统
CN220273331U (zh) 一种并联充放电装置及其多电池储能系统
CN215186036U (zh) 基站多功能供电装置
JP2593318B2 (ja) 太陽光発電装置の制御方式

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13736061

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WPC Withdrawal of priority claims after completion of the technical preparations for international publication

Ref document number: 10-2012-0003742

Country of ref document: KR

Date of ref document: 20140704

Free format text: WITHDRAWN AFTER TECHNICAL PREPARATION FINISHED

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 13.10.2015)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13736061

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2