WO2024035106A1 - 직렬 연결 방식의 충방전 장치 - Google Patents

직렬 연결 방식의 충방전 장치 Download PDF

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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a series-connected charging and discharging device that has a simple structure and allows stable battery charging and discharging testing by controlling the battery charging and discharging speed.
  • secondary batteries unlike primary batteries that cannot be regenerated once the chemical change in the active substance ends, emit electrical energy and supply electrical energy to the battery after the chemical change in the active substance has ended. It is mainly used as a storage battery due to the advantage that when supplied, that is, when charged, the active substance is regenerated and can be repeated.
  • Conventional charging and discharging devices reduce DC power, charge multiple batteries composed of parallel circuits equal to the number of batteries, and discharge the DC power from the charged secondary batteries by consuming them through a discharge load. .
  • the present invention was invented to solve the above problems.
  • Each component is connected in series to form a simple structure, and prevents dangerous situations (overcharging and overdischarging) from occurring in the battery when charging and discharging the battery in a series connection manner.
  • the problem to be solved is to provide a 'series connection type charging and discharging device' that improves charging and discharging efficiency by matching the charging and discharging speeds of multiple batteries when charging and discharging batteries in series connection.
  • a main on-off switch (10) that turns on and off the application of power to the battery (B);
  • a first electric line (20a) whose end is electrically connected to the cathode of the battery (B), a bidirectional transformer (20b) whose end is electrically connected to the other end of the first electric line (20a), and one end of which is a bidirectional transformer (20b)
  • a second electric line (20c) is electrically connected to and the other end is electrically connected to the positive electrode of the battery (B), and one end is electrically connected to the two-way transformer (20b) and the other end is electrically connected to the main on-off switch (10).
  • auxiliary discharge control unit (20m) that turns on the first on-off switch (20e) when receiving the first on-off switch operation signal from the comparison unit (20o), and operates the second on-off switch from the comparison unit (20o)
  • the battery measured voltage value is received from the battery voltage meter 20l of each charge/discharge balancing device 20, the measured voltage values of the batteries B are averaged, and the average battery measured voltage value of the batteries B is used for each charge/discharge.
  • the average value output unit (30) outputs to the comparison unit (20o) of the balancing device (20)
  • the two-way transformer (20b) of the charge/discharge balancing device (A) is such that when the auxiliary discharge control unit (20m) of the charge/discharge balancing device (A) is driven, the battery (B) corresponding to the charge/discharge balancing device (A) is operated. to be discharged, and when the auxiliary charge control unit (20n) of the charge/discharge balancing device (A) is driven, the battery (B) corresponding to the charge/discharge balancing device (A) is charged.
  • the charge/discharge balancing device (A) further includes an output device (20p) that outputs the average battery measurement voltage output from the average value output unit (30) to the comparison unit (20o) to the main controller.
  • the charge/discharge balancing device 20 is electrically connected to the fifth electric line (20h), the auxiliary discharge control unit (20m), and the auxiliary charge control unit (20n), and controls the current flowing through the fifth electric line (20h). It is further equipped with a detector (20r) that outputs the voltage value to the main controller.
  • the charge/discharge balancing device (A) is further equipped with a battery reverse insertion protector (20s).
  • a serial connection type charge/discharge device further comprising a current sensor (40) that detects the current of the charge/discharge circuit and outputs it to the main controller.
  • the present invention in accordance with the solution to the above problem is a serial connection type charging and discharging device for charging or discharging the batteries (B) by applying power to at least two batteries (B), including a main on-off switch ( 10), a plurality of charge/discharge balancing devices (A), and an average value output unit (30) are further included, enabling charging and discharging of the battery (B) with a simple structure, and when charging and discharging the battery in a series connection method. It prevents dangerous situations (overcharging and overdischarging) from occurring in the battery, and improves charging and discharging efficiency by matching the charging and discharging speeds of multiple batteries (B) when charging and discharging batteries in series connection.
  • FIG. 1 is an electrical configuration diagram schematically showing a plurality of charge/discharge balancing devices and comparison units in the present invention
  • Figure 2 is an electrical configuration diagram for explaining the charge/discharge balancing device in the present invention
  • 3 to 8 are diagrams for explaining the operation of the present invention.
  • FIG. 1 is an electrical configuration diagram schematically showing a plurality of charge/discharge balancing devices and comparison units in the present invention
  • FIG. 2 is an electrical configuration diagram for explaining the charge/discharge balancing device in the present invention.
  • FIGS. 1 and 2 The configuration of the present invention will be described with reference to as follows.
  • the series-connected charging and discharging device is equipped with a charging and discharging circuit for charging or discharging at least two batteries (B) connected in series, and includes a main on-off switch (10). ), a plurality of charge/discharge balancing devices (A), and an average value output unit (30).
  • the main on-off switch 10 turns on and off the application of power to the battery B.
  • the charge/discharge balancing device (A) includes a first electric line (20a), a two-way transformer (20b), a second electric line (20c), and a third electric line (20d). And, a first on-off switch (20e), a fourth electric line (20f), a first rectifying diode (20g), a fifth electric line (20h), a second on-off switch (20i), and a first 6It is equipped with an electric line (20j), a second rectifier diode (20k), a battery voltage meter (20l), a comparison unit (20o), an auxiliary discharge control unit (20m), and an auxiliary charge control unit (20n). , at least two are provided and connected in series.
  • One end of the first electric line 20a is electrically connected to the negative electrode of the battery B.
  • the bidirectional transformer (20b) is electrically connected to the other end of the first electric line (20a).
  • the two-way transformer (20b) is a conventional device that increases or decreases alternating current voltage using electromagnetic induction, and is equipped with a first coil (20b1) and a second coil (20b2). Meanwhile, in the present invention, one end of the first coil 20b1 is electrically connected to the other end of the first electric line 20a.
  • the bidirectional transformer (20b) of the charge/discharge balancing device (A) is connected to the battery (B) corresponding to the charge/discharge balancing device (A) when the auxiliary discharge control unit (20m) of the charge/discharge balancing device (A) is driven. ) is discharged, and when the auxiliary charge control unit (20n) of the charge/discharge balancing device (A) is driven, the battery (B) corresponding to the charge/discharge balancing device (A) is charged.
  • One end of the second electric line 20c is electrically connected to the bidirectional transformer 20b and the other end is electrically connected to the positive electrode of the battery B.
  • one end of the second electric line 20c is electrically connected to the other end of the first coil 20b1 of the bidirectional transformer 20b.
  • One end of the third electric line 20d is electrically connected to the two-way transformer 20b and the other end is electrically connected to the main on-off switch 10.
  • the third electric line (20d) is electrically connected to the other end of the second coil (20b2) of the two-way transformer (20b).
  • the first on-off switch 20e is installed in the first electric line 20a to allow or prevent electricity from flowing through the first electric line 20a.
  • the fourth electric line (20f) has one end electrically connected to the first electric line (20a) and located in front of the first on-off switch (20e), and the other end is electrically connected to the first electric line (20a). It is connected to and located behind the first on-off switch (20e).
  • the first rectifier diode (20g) is installed in the fourth electric line (20f) to allow electricity to flow only to the two-way transformer (20b).
  • One end of the fifth electric line 20h is electrically connected to the bidirectional transformer 20b and the other end is grounded.
  • the fifth electric line (20h) is electrically connected to one end of the second coil (20b2) of the two-way transformer (20b).
  • the second on-off switch 20i is installed on the fifth electric line 20h and prevents electricity from flowing or flowing through the fifth electric line 20h.
  • the sixth electric line (20j) has one end electrically connected to the fifth electric line (20h) and located in front of the second on-off switch (20i), and the other end is electrically connected to the fifth electric line (20h). It is connected to and located behind the second on-off switch (20i).
  • the second rectifier diode (20k) is installed in the sixth electric line (20j) to allow electricity to flow only to the two-way transformer (20b).
  • the battery voltage meter 20l measures the voltage of the battery B.
  • the battery voltage meter 20l may be a differential amplifier that is electrically connected to the first electric line 20a and the second electric line 20c as shown in FIG. 2 and detects the voltage of the battery B. there is.
  • the comparison unit 20o receives the battery measured voltage value of battery B from the battery voltage meter 20l, receives the battery average voltage value from the average value output unit 30, and receives the battery average voltage value of the battery B. The measured voltage value is compared with the battery average voltage value from the average value output unit 30 to output a first on-off switch operation signal or a second on-off switch operation signal. Meanwhile, in the present invention, the comparison unit 20o is electrically connected to the auxiliary discharge control unit 20m and the auxiliary charging control unit 20b.
  • the auxiliary discharge control unit 20m turns on the first on-off switch 20e when receiving the first on-off switch operation signal from the comparison unit 20o.
  • the auxiliary discharge control unit 20m uses the DSP (Digital Signal Processor) method, but of course, a known converter method can be applied.
  • the auxiliary charging control unit 20n turns on the second on-off switch 20i when receiving the second on-off switch operation signal from the comparison unit 20o.
  • various types of switch actuators can be applied.
  • the auxiliary charging control unit 20n uses a DSP (Digital Signal Processor) method, but of course, a known converter method can be applied.
  • the charge/discharge balancing device (A) may further be equipped with an output device (20p), a sensor (20r), and a reverse insertion protector (20s).
  • the output unit 20p outputs the average battery measured voltage output from the average value output unit 30 to the comparison unit 20o to the main controller (not shown).
  • the main controller operates and controls the power source (S) to control the output voltage of the power source (S).
  • the detector 20r is electrically connected to the fifth electric line 20h, the auxiliary discharge control unit 20m, and the auxiliary charge control unit 20n, and measures the voltage value of the current flowing through the fifth electric line 20h. Output to the main controller.
  • the presence or absence of any abnormalities in the corresponding charge/discharge balancing device (A) can be confirmed by checking the measured voltage value of the detector (20r).
  • the reverse insertion protector 20s is intended to solve problems caused by reverse battery insertion, and a normal battery reverse insertion structure is applied.
  • a reverse insertion protector 20s is provided in connection with the first electric line 20a and the second electric line 20c.
  • the average value output unit 30 receives the battery measured voltage value from the battery voltage meter 20l of each charge/discharge balancing device 20 and calculates the measured voltage values of the batteries B. The average value is averaged, and the average battery measured voltage of the batteries B is output to the comparison unit 20o of each charge/discharge balancing device 20.
  • a current sensor 40 may be further included.
  • the current sensor 40 detects the current of the charge/discharge circuit and outputs it to the main controller.
  • the current sensor 40 may be installed on the electric line drawn from the last battery (B).
  • the main controller operates and controls the power source S according to the current value from the current sensor 40 to control the output voltage of the power source S. Meanwhile, the main controller can control the output voltage of the power source (S) more precisely when using the average battery measured voltage value of the output device (20o) of the charge/discharge balancing device (A) and the measured current value of the current detector (40). .
  • the current sensing sensor 40 is provided at the end of the charge/discharge circuit according to the present invention as shown in FIG. 1, but may also be provided at the tip of the charge/discharge circuit.
  • Figure 3 is a diagram to explain the flow of current when charging a plurality of batteries connected in series in the present invention
  • Figure 4 is a diagram showing the case where the battery measured voltage value of one battery is higher than the average battery voltage value of the batteries in the state of Figure 3.
  • FIG. 5 is a diagram to explain that the battery is being charged when the battery measured voltage value of one battery is lower than the average battery voltage value of the batteries in the state of FIG. 3.
  • Figure 6 is a diagram to explain the flow of current when discharging a plurality of batteries connected in series in the present invention
  • Figure 7 is a diagram showing the case where the battery measured voltage value of one battery is higher than the average battery voltage value of the batteries in the state of Figure 6.
  • FIG. 8 is a diagram to explain that the battery is being charged when the battery measured voltage value of one battery is lower than the average battery voltage value of the batteries in the state of FIG. 6. The operation of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 8 as follows.
  • the main on-off switch 10 when the main on-off switch 10 is turned on and the power source S is driven to supply charging power to the plurality of batteries B, current flows and the plurality of batteries B are It is charged (see arrow direction in FIG. 3).
  • the average value output unit (30) receives the battery measured voltage value from the battery voltage meter (20l) of each charge/discharge balancing device (A) and measures the multiple batteries (B). Calculate the average voltage value in (B).
  • the comparison unit 20o of each charge/discharge balancing device (A) measures the battery measured voltage value from the battery voltage meter 20 of the charge/discharge balancing device (A) and the battery voltage value from the average value output unit 30. By comparing the average voltage values, if the battery measured voltage value is higher than the battery average voltage value, the first on-off switch operation signal is output to the auxiliary discharge control unit (20m) of the charge/discharge balancing device (A), and the charge/discharge balancing device The first on-off switch 20e of the charge/discharge balancing device (A) is turned on by the auxiliary discharge control unit (20m) of (A).
  • the auxiliary discharge control unit (20m) of the charge/discharge balancing device (A) if the battery average voltage value minus the battery measured voltage value is a negative value, the auxiliary discharge control unit (20m) of the charge/discharge balancing device (A) The first on-off switch 20e of the charge/discharge balancing device (A) is turned on.
  • the battery (B) corresponding to (connected to) the charge/discharge balancing device (A), the charge/discharge balancing device (A) ) of the two-way transformer (20b), the first on-off switch (20e), and the battery (B), electricity flows clockwise (see the arrow direction in FIG. 4). Then, as electricity is further discharged from the battery (B), the voltage value of the battery (B) is adjusted to the average voltage value of the batteries (B).
  • the comparison unit 20o of the charge/discharge balancing device (A) compares the battery measured voltage value from the battery voltage meter 20 of the charge/discharge balancing device (A) and the battery average from the average value output unit 30.
  • the comparison unit (20o) sends a second on-off switch operation signal to the auxiliary charge control unit (20n) of the charge/discharge balancing device (A). output, and the second on-off switch 20i of the charge/discharge balancing device (A) is turned on by the auxiliary charge control unit (20n) of the charge/discharge balancing device (A).
  • the comparison unit 20o of one charge/discharge balancing device (A) if the battery average voltage value minus the battery measured voltage value is a positive value, the auxiliary charge control unit 20n of the charge/discharge balancing device (A) As a result, the second on-off switch 20i of the charge/discharge balancing device (A) is turned on.
  • the main on-off switch 10 when the main on-off switch 10 is turned on and the power source S is driven to supply discharge power to a plurality of batteries B, current flows and the batteries B are discharged as shown in FIG. 6. Discharged in series (see arrow direction in FIG. 6).
  • the output device (20p) when a plurality of batteries (B) are charged or discharged in series, the output device (20p) outputs the average battery measurement voltage value output from the average value output unit 30 to the comparison unit 20o to the main controller (not shown). output as time).
  • the main controller adjusts the output voltage of the power source (S) according to the average battery measured voltage value, thereby allowing the charging or discharging of the multiple batteries (B) to proceed efficiently.
  • the main controller turns off the main on-off switch 10 to block the power supply to the battery B.
  • the sensor 20r when multiple batteries B are charged or discharged in series, the sensor 20r outputs the measured voltage value of the current flowing through the fifth electric line 20h to the main controller.
  • the main controller controls each charge/discharge balancing device (A) The measured voltage value received from the detector 20r is confirmed, and the charge/discharge balancing device (A) with a measured value outside the standard is displayed on a separate display.
  • the manager can find the charge/discharge balancing device (A) in which an abnormality occurred and inspect the charge/discharge balancing device (A).
  • a plurality of batteries (B) are connected in series, and a plurality of charge/discharge balancing devices (A) corresponding to the plurality of batteries are connected in series to perform charging and discharging, using a parallel connection method. It has the advantage of a simple structure compared to charge/discharge devices.
  • the present invention provides a plurality of charge/discharge balancing devices (A) corresponding to each battery (B), so that the voltage value of each battery (B) is adjusted to the average voltage value of the batteries (B). That is, the present invention auxiliary discharges or auxiliary charges each battery (B) through each charge/discharge balancing device (A) so that the voltage values of the plurality of batteries (B) become similar to each other, so that the plurality of batteries (B) The charging or discharging speed of B) can be adjusted.
  • the present invention simplifies the structure of the charging and discharging device and prevents dangerous situations (overcharging and overdischarging) of the battery that may occur due to the series connection method, thereby stably performing battery charging and discharging tests.
  • the present invention controls the output voltage of the power source (S) according to the average voltage value of the batteries (B) according to the comparison unit (20o), so that power is stably supplied to the charging and discharging circuit according to the present invention.
  • the output voltage of the power source (S) can be adjusted accordingly.
  • the present invention allows it to be known whether the charge/discharge balancing device (A) is operating normally through the detector (20r) of the charge/discharge balancing device (A), so that there is no abnormality in the series-connected charge/discharge device according to the present invention. When this occurs, it is possible to determine which charge/discharge balancing device (A) among the plurality of charge/discharge balancing devices (A) in which the problem occurred, making it easier to inspect the serial connection type charge/discharge device according to the present invention. You can.
  • the charge/discharge balancing device (A) is provided with a battery reverse insertion protector (20s), thereby preventing circuit damage to the charge/discharge balancing device (A) due to reverse insertion of the battery (B).

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Abstract

본 발명은, 적어도 2개의 이상의 배터리(B)에 전원을 인가하여 배터리(B)를 충전 또는 방전하는 직렬 연결 방식의 충방전 장치에 있어서, 메인온오프스위치(10)와, 다수의 충방전밸런싱기기(A)와, 평균값출력유닛(30)을 더 포함하여, 단순한 구조로 배터리(B)의 충방전이 가능하고, 직렬 연결 방식으로 배터리를 충방전할 시 배터리의 위험상황(과충전, 과방전) 발생을 방지하며, 직렬 연결 방식으로 배터리를 충방전할 시 다수 배터리(B)의 충방전 속도를 서로 맞춰 충방전 효율을 향상시키는 효과가 있다.

Description

직렬 연결 방식의 충방전 장치
본 발명은 직렬 연결 방식의 단순한 구조를 이루되 배터리 충방전 속도를 제어하여 안정적으로 배터리 충방전 테스트를 할 수 있는 직렬 연결 방식의 충방전 장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이 2차전지(2차배터리)는, 작용물질의 화학변화가 끝나면 수명을 다하여 재생할 수 없는 1차전지와는 달리, 전기에너지를 방출하여 작용물질이 변화한 후에 전지에 전기에너지를 공급하면, 즉 충전하면 작용물질이 다시 재생되어 이를 되풀이할 수 있는 장점으로 인해 축전지로 주로 사용된다.
이러한 2차전지는 제조과정에서 충방전 시장치를 매개로 충방전을 반복하여 배터리의 제품 성능을 테스트한 후, 최종적으로 2차전지를 충전하여 제품 완성한다.
종래 충방전 장치는, DC전력을 감압하여, 배터리 수량만큼의 병렬 회로로 이루어진 다수의 배터리를 충전하고, 충전된 2차전지로부터의 DC전력을 방전용 부하를 통해 소비시켜서 방전하는 방식을 취하고 있다.
그러나, 종래에는 2차전지가 병렬로 회로를 이루기 때문에, 충방전 테스트 장치의 구조(회로구조)가 복잡해지는 문제가 발생하였다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 발명된 것으로, 각 구성이 직렬 방식으로 연결되어 단순한 구조를 이루고, 직렬 연결 방식으로 배터리를 충방전할 시 배터리의 위험상황(과충전, 과방전) 발생을 방지하며, 직렬 연결 방식으로 배터리를 충방전할 시 다수 배터리의 충방전 속도를 서로 맞춰 충방전 효율이 향상되는 '직렬 연결 방식의 충방전 장치'를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1과제의 해결 수단은,
직렬 연결된 적어도 2개의 이상의 배터리(B)가 충전 또는 방전되게 하는 충방전 회로를 갖춘 직렬 연결 방식의 충방전 장치에 있어서,
상기 배터리(B)로의 전원 인가를 온오프하는 메인온오프스위치(10)와;
배터리(B)의 음극에 일단이 전기적으로 연결되는 제1전기라인(20a)과, 제1전기라인(20a)의 타단과 전기적으로 연결되는 양방향트랜스포머(20b)와, 일단이 양방향트랜스포머(20b)와 전기적으로 연결되고 타단이 배터리(B)의 양극에 전기적으로 연결되는 제2전기라인(20c)과, 일단이 양방향트랜스포머(20b)에 전기적으로 연결되고 타단이 메인온오프스위치(10)와 전기적으로 연결되는 제3전기라인(20d)과, 제1전기라인(20a)에 설치되어 전기가 제1전기라인(20a)을 흐르거나 흐르지 않도록 하는 제1온오프스위치(20e)와, 일단이 제1전기라인(20a)에 전기적으로 연결되되 제1온오프스위치(20e)의 전방에 위치하게 연결되고 타단이 제1전기라인(20a)에 전기적으로 연결되되 제1온오프스위치(20e)의 후방에 위치하게 연결되는 제4전기라인(20f)과, 제4전기라인(20f)에 설치되어 양방향트랜스포머(20b)로만 전기가 흐르도록 하는 제1정류다이오드(20g)와, 일단이 양방향트랜스포머(20b)와 전기적으로 연결되고 타단이 접지되는 제5전기라인(20h)과, 제5전기라인(20h)에 설치되고 전기가 제5전기라인(20h)을 흐르거나 흐르지 않도록 하는 제2온오프스위치(20i)와, 일단이 제5전기라인(20h)에 전기적으로 연결되되 제2온오프스위치(20i)의 전방에 위치하게 연결되고 타단이 제5전기라인(20h)에 전기적으로 연결되되 제2온오프스위치(20i)의 후방에 위치하게 연결되는 제6전기라인(20j)과, 제6전기라인(20j)에 설치되어 양방향트랜스포머(20b)로만 전기가 흐르도록 하는 제2정류다이오드(20k)와, 배터리(B)의 전압을 측정하는 배터리전압측정기(20l)와, 배터리전압측정기(20l)로부터 배터리(B)의 배터리측정전압값을 수신하고 평균값출력유닛(30)으로부터 배터리평균전압값을 수신하며 상기 배터리(B)의 배터리측정전압값과 평균값출력유닛(30)으로부터의 배터리평균전압값을 비교하여 제1온오프스위치작동신호 또는 제2온오프스위치작동신호를 출력하는 비교유닛(20o)과, 비교유닛(20o)으로부터 제1온오프스위치작동신호를 수신하면 제1온오프스위치(20e)를 온하는 보조방전제어유닛(20m)과, 비교유닛(20o)으로부터 제2온오프스위치작동신호를 수신하면 제2온오프스위치(20i)를 온하는 보조충전제어유닛(20n)을 갖추며, 서로 직렬 연결되는 적어도 2개 이상의 충방전밸런싱기기(A)와;
각각의 충방전밸런싱기기(20)의 배터리전압측정기(20l)로부터 배터리측정전압값을 수신하여 배터리(B)들의 측정 전압값을 평균하고, 배터리(B)들의 배터리측정전압평균값을 각각의 충방전밸런싱기기(20)의 비교유닛(20o)으로 출력하는 평균값출력유닛(30)
을 포함하되,
충방전밸런싱기기(A)의 양방향트랜스포머(20b)는, 해당 충방전밸런싱기기(A)의 보조방전제어유닛(20m)이 구동되면 해당 충방전밸런싱기기(A)에 대응하는 배터리(B)가 방전되도록 하고, 해당 충방전밸런싱기기(A)의 보조충전제어유닛(20n)이 구동되면 해당 충방전밸런싱기기(A)에 대응하는 배터리(B)가 충전되도록 하는
것을 특징으로 한다.
*
또한, 본 발명의 제2과제의 해결 수단은,
제1과제의 해결 수단에 있어서,
상기 충방전밸런싱기기(A)는, 평균값출력유닛(30)으로부터 비교유닛(20o)으로 출력되는 배터리측정전압평균값을 메인컨트롤러로 출력하는 출력기(20p)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제3과제의 해결 수단은,
제2과제의 해결 수단에 있어서,
상기 충방전밸런싱기기(20)는, 제5전기라인(20h) 및 보조방전제어유닛(20m) 및 보조충전제어유닛(20n)과 전기적으로 연결되고, 제5전기라인(20h)을 흐르는 전류의 전압값을 메인컨트롤러에 출력하는 감지기(20r)를 더 갖추는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제4과제의 해결 수단은,
제1과제의 해결 수단에 있어서,
상기 충방전밸런싱기기(A)는 배터리역삽입보호기(20s)를 더 갖추는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제5과제의 해결 수단은,
제1과제의 해결 수단에 있어서,
상기 충방전 회로의 전류를 감지하여 메인컨트롤러로 출력하는 전류감지기(40)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬 연결 방식의 충방전 장치.
상기와 같은 과제의 해결 수단에 따른 본 발명은, 적어도 2개의 이상의 배터리(B)에 전원을 인가하여 배터리(B)를 충전 또는 방전하는 직렬 연결 방식의 충방전 장치에 있어서, 메인온오프스위치(10)와, 다수의 충방전밸런싱기기(A)와, 평균값출력유닛(30)을 더 포함하여, 단순한 구조로 배터리(B)의 충방전이 가능하고, 직렬 연결 방식으로 배터리를 충방전할 시 배터리의 위험상황(과충전, 과방전) 발생을 방지하며, 직렬 연결 방식으로 배터리를 충방전할 시 다수 배터리(B)의 충방전 속도를 서로 맞춰 충방전 효율을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에서 다수의 충방전밸런싱기기 및, 비교유닛 간을 개략적으로 나타낸 전기 구성도이고,
도 2는 본 발명에서 충방전밸런싱기기를 설명하기 위한 전기 구성도이고,
도 3 내지 도 8은 본 발명의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖고 있다.
이하 첨부도면에 의거하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에서 다수의 충방전밸런싱기기 및, 비교유닛 간을 개략적으로 나타낸 전기 구성도이고, 도 2는 본 발명에서 충방전밸런싱기기를 설명하기 위한 전기 구성도로서, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 구성을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 직렬 연결 방식의 충방전 장치는, 직렬 연결된 적어도 2개의 이상의 배터리(B)가 충전 또는 방전되게 하는 충방전 회로를 갖춘 직렬 연결 방식의 충방전 장치에 있어서, 메인온오프스위치(10)와, 다수의 충방전밸런싱기기(A)와, 평균값출력유닛(30)을 더 포함한다.
상기 메인온오프스위치(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리(B)로의 전원 인가를 온오프한다.
상기 충방전밸런싱기기(A)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1전기라인(20a)과, 양방향트랜스포머(20b)와, 제2전기라인(20c)과, 제3전기라인(20d)과, 제1온오프스위치(20e)와, 제4전기라인(20f)과, 제1정류다이오드(20g)와, 제5전기라인(20h)과, 제2온오프스위치(20i)와, 제6전기라인(20j)과, 제2정류다이오드(20k)와, 배터리전압측정기(20l)와, 비교유닛(20o)과, 보조방전제어유닛(20m)과, 보조충전제어유닛(20n)을 갖추며, 적어도 2개 이상이 구비되어 서로 직렬 연결된다.
상기 제1전기라인(20a)은, 배터리(B)의 음극에 일단이 전기적으로 연결된다.
상기 양방향트랜스포머(20b)는, 제1전기라인(20a)의 타단과 전기적으로 연결된다. 본 발명에서 양방향트랜스포머(20b)는 전자 상호 유도 작용을 이용하여 교류 전압을 높이거나 낮추는 통상의 장치가 적용되는 것으로, 제1코일(20b1)과 제2코일(20b2)를 갖춘다. 한편 본 발명에서 제1코일(20b1)은, 일단이 제1전기라인(20a)의 타단과 전기적으로 연결된다.
이러한 상기 충방전밸런싱기기(A)의 양방향트랜스포머(20b)는, 해당 충방전밸런싱기기(A)의 보조방전제어유닛(20m)이 구동되면 해당 충방전밸런싱기기(A)에 대응하는 배터리(B)가 방전되도록 하고, 해당 충방전밸런싱기기(A)의 보조충전제어유닛(20n)이 구동되면 해당 충방전밸런싱기기(A)에 대응하는 배터리(B)가 충전되도록 한다.
상기 제2전기라인(20c)은, 일단이 양방향트랜스포머(20b)와 전기적으로 연결되고 타단이 배터리(B)의 양극에 전기적으로 연결된다. 본 발명에서 제2전기라인(20c)은, 일단이 양방향트랜스포머(20b)의 제1코일(20b1)의 타단에 전기적으로 연결된다.
상기 제3전기라인(20d)은, 일단이 양방향트랜스포머(20b)에 전기적으로 연결되고 타단이 메인온오프스위치(10)와 전기적으로 연결된다. 본 발명에서 제3전기라인(20d)는 양방향트랜스포머(20b)의 제2코일(20b2)의 타단에 전기적으로 연결된다.
상기 제1온오프스위치(20e)은, 제1전기라인(20a)에 설치되어 전기가 제1전기라인(20a)을 흐르거나 흐르지 않도록 한다.
상기 제4전기라인(20f)은, 일단이 제1전기라인(20a)에 전기적으로 연결되되 제1온오프스위치(20e)의 전방에 위치하게 연결되고 타단이 제1전기라인(20a)에 전기적으로 연결되되 제1온오프스위치(20e)의 후방에 위치하게 연결된다.
상기 제1정류다이오드(20g)는, 제4전기라인(20f)에 설치되어 양방향트랜스포머(20b)로만 전기가 흐르도록 한다.
상기 제5전기라인(20h)은, 일단이 양방향트랜스포머(20b)와 전기적으로 연결되고 타단이 접지된다. 본 발명에서 제5전기라인(20h)은, 양방향트랜스포머(20b)의 제2코일(20b2)의 일단에 전기적으로 연결된다.
상기 제2온오프스위치(20i)는, 제5전기라인(20h)에 설치되고 전기가 제5전기라인(20h)을 흐르거나 흐르지 않도록 한다.
상기 제6전기라인(20j)은, 일단이 제5전기라인(20h)에 전기적으로 연결되되 제2온오프스위치(20i)의 전방에 위치하게 연결되고 타단이 제5전기라인(20h)에 전기적으로 연결되되 제2온오프스위치(20i)의 후방에 위치하게 연결된다.
상기 제2정류다이오드(20k)는, 제6전기라인(20j)에 설치되어 양방향트랜스포머(20b)로만 전기가 흐르도록 한다.
상기 배터리전압측정기(20l)는, 배터리(B)의 전압을 측정한다. 본 발명에서 배터리전압측정기(20l)는 도 2에 도시된 바와 같이 제1전기라인(20a) 및 제2전기라인(20c)과 전기적으로 연결되어 배터리(B)의 전압을 감지하는 차동앰프일 수도 있다.
상기 비교유닛(20o)은, 배터리전압측정기(20l)로부터 배터리(B)의 배터리측정전압값을 수신하고, 평균값출력유닛(30)으로부터 배터리평균전압값을 수신하며, 상기 배터리(B)의 배터리측정전압값과 평균값출력유닛(30)으로부터의 배터리평균전압값을 비교하여 제1온오프스위치작동신호 또는 제2온오프스위치작동신호를 출력한다. 한편 본 발명에서 비교유닛(20o)은 보조방전제어유닛(20m) 및 보조충전제어유닛(20b)과 전기적으로 연결된다.
상기 보조방전제어유닛(20m)은, 비교유닛(20o)으로부터 제1온오프스위치작동신호를 수신하면 제1온오프스위치(20e)를 온한다. 본 발명에서 보조방전제어유닛(20m)은 비교유닛(20o)으로부터의 신호에 따라 제1온오프스위치(20e)를 작동제어할 수 있으면, 다양한 형태의 스위치 작동기가 적용될 수 있다. 한편 본 발명에서 보조방전제어유닛(20m)은 DSP(Digital Signal Processor) 방식이 적용되나, 공지의 컨버터 방식이 적용될 수 있음은 물론이다.
상기 보조충전제어유닛(20n)은, 비교유닛(20o)으로부터 제2온오프스위치작동신호를 수신하면 제2온오프스위치(20i)를 온한다. 본 발명에서 보조충전제어유닛(20n)은 비교유닛(20o)으로부터의 신호에 따라 제2온오프스위치(20i)를 작동제어할 수 있으면, 다양한 형태의 스위치 작동기가 적용될 수 있다. 한편 본 발명에서 보조충전제어유닛(20n)은 DSP(Digital Signal Processor) 방식이 적용되나, 공지의 컨버터 방식이 적용될 수 있음은 물론이다.
한편, 본 발명에서 충방전밸런싱기기(A)는 출력기(20p) 감지기(20r)와 역삽입보호기(20s)를 더 갖출 수 있다.
상기 출력기(20p)는, 평균값출력유닛(30)으로부터 비교유닛(20o)으로 출력되는 배터리측정전압평균값을 메인컨트롤러(미도시)로 출력한다. 본 발명에서 메인컨트롤러는 전원(S)을 작동제어하여 전원(S)의 출력 전압을 제어한다.
상기 감지기(20r)는, 제5전기라인(20h) 및 보조방전제어유닛(20m) 및 보조충전제어유닛(20n)과 전기적으로 연결되고, 제5전기라인(20h)을 흐르는 전류의 전압값을 메인컨트롤러에 출력한다. 본 발명에서는 감지기(20r)의 측정전압값을 확인하여 해당 충방전밸런싱기기(A)의 이상 유무를 확인할 수 있다.
상기 역삽입보호기(20s)는, 배터리 역삽입에 따른 문제를 해결하기 위한 것으로, 통상의 배터리 역삽입 구조가 적용된다. 본 발명에서는 도 2에 도시된 바와 같이 역삽입보호기(20s)가 제1전기라인(20a)과 제2전기라인(20c)에 연계되어 구비된다.
상기 평균값출력유닛(30)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 충방전밸런싱기기(20)의 배터리전압측정기(20l)로부터 배터리측정전압값을 수신하여 배터리(B)들의 측정 전압값을 평균하고, 배터리(B)들의 배터리측정전압평균값을 각각의 충방전밸런싱기기(20)의 비교유닛(20o)으로 출력한다.
한편, 본 발명에서는 메인온오프스위치(10)와 다수의 충방전밸런싱기기(A)와 평균값출력유닛(30)에 더해, 전류감지기(40)를 더 포함할 수 있다.
상기 전류감지기(40)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 충방전 회로의 전류를 감지하여 메인컨트롤러로 출력한다. 본 발명에서 전류감지기(40)는 가장 마지막 배터리(B)로부터 인출되는 전기라인에 구비될 수 있다.
이와 같이 전류감지센서(40)가 구비되면, 메인컨트롤러는 전류감지기(40)로부터의 전류값에 따라 전원(S)을 작동제어하여 전원(S)의 출력 전압을 제어한다. 한편 메인컨트롤러는 충방전밸런싱기기(A)의 출력기(20o)의 배터리측정전압평균값 및 전류감지기(40)의 측정전류값을 함께 이용할 시 전원(S)의 출력 전압을 보다 정밀하게 제어할 수 있다.
한편, 본 발명에서 전류감지센서(40)는 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 충방전 회로의 말단에 구비되지만, 상기 충방전 회로의 선단에 구비될 수도 있다.
도 3은 본 발명에서 직렬 연결된 다수의 배터리를 충전 시 전류의 흐름을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3의 상태에서 하나의 배터리의 배터리측정전압값이 배터리들의 배터리평균전압값보다 높을 경우 해당 배터리가 방전되는 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 도 3의 상태에서 하나의 배터리의 배터리측정전압값이 배터리들의 배터리평균전압값보다 낮을 경우 해당 배터리가 충전되는 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명에서 직렬 연결된 다수의 배터리를 방전 시 전류의 흐름을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 도 6의 상태에서 하나의 배터리의 배터리측정전압값이 배터리들의 배터리평균전압값보다 높을 경우 해당 배터리가 방전되는 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 8는 도 6의 상태에서 하나의 배터리의 배터리측정전압값이 배터리들의 배터리평균전압값보다 낮을 경우 해당 배터리가 충전되는 것을 설명하기 위한 도면으로서, 도 3 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 메인온오프스위치(10)를 온 시킨 상태에서, 전원(S)을 구동시켜 다수의 배터리(B)로 충전 전원을 공급하면, 도 3과 같이 전류가 흐르면서 다수의 배터리(B)가 충전된다(도 3의 화살표 방향 참조).
이와 같이 다수의 배터리(B)가 직렬 방식으로 충전될 시, 평균값출력유닛(30)은 각각의 충방전밸런싱기기(A)의 배터리전압측정기(20l)로부터 배터리측정전압값을 수신하여 다수의 배터리(B)의 평균 전압값을 계산한다.
이때, 각각의 충방전밸런싱기기(A)의 비교유닛(20o)은, 해당 충방전밸런싱기기(A)의 배터리전압측정기(20)로부터의 배터리측정전압값과 평균값출력유닛(30)으로부터의 배터리평균전압값을 비교하여 배터리측정전압값이 배터리평균전압값보다 높으면 해당 충방전밸런싱기기(A)의 보조방전제어유닛(20m)으로 제1온오프스위치작동신호를 출력하고, 상기 충방전밸런싱기기(A)의 보조방전제어유닛(20m)에 의해 상기 충방전밸런싱기기(A)의 제1온오프스위치(20e)가 온 된다. 일예로 하나의 충방전밸런싱기기(A)의 비교유닛(20o)에서, 상기 배터리평균전압값 빼기 배터리측정전압값이 마이너스 값이면, 상기 충방전밸런싱기기(A)의 보조방전제어유닛(20m)에 의해 상기 충방전밸런싱기기(A)의 제1온오프스위치(20e)가 온 된다.
여기서, 하나의 충방전밸런싱기기(A)의 제1온오프스위치(20e)가 온 되면, 상기충방전밸런싱기기(A)에 대응하는(연결된) 배터리(B), 상기 충방전밸런싱기기(A)의 양방향트랜스포머(20b), 제1온오프스위치(20e), 상기 배터리(B)로 전기가 흐르되, 시계 방향으로 흐른다(도 4의 화살표 방향 참조). 그러면 상기 배터리(B)에서 전기가 추가 방전되면서 상기 배터리(B)의 전압 값이 배터리(B)들의 평균 전압값에 맞춰지게 된다.
이때, 상기 충방전밸런싱기기(A)의 제2정류다이오드(20k), 양방향트랜스포머(20b), 메인스위치(10)로 전기가 흐르되, 메인오프스위치(10)를 향해 흐른다(도 4의 화살표 방향 참조).
또한, 상기에서 충방전밸런싱기기(A)의 비교유닛(20o)이 해당 충방전밸런싱기기(A)의 배터리전압측정기(20)로부터의 배터리측정전압값과 평균값출력유닛(30)으로부터의 배터리평균전압값을 비교할 시, 배터리측정전압값이 배터리평균전압값보다 낮으면, 비교유닛(20o)은 해당 충방전밸런싱기기(A)의 보조충전제어유닛(20n)으로 제2온오프스위치작동신호를 출력하고, 상기 충방전밸런싱기기(A)의 보조충전제어유닛(20n)에 의해 상기 충방전밸런싱기기(A)의 제2온오프스위치(20i)가 온 된다. 일예로 하나의 충방전밸런싱기기(A)의 비교유닛(20o)에서, 배터리평균전압값 빼기 배터리측정전압값이 플러스 값이면, 상기 충방전밸런싱기기(A)의 보조충전제어유닛(20n)에 의해 상기 충방전밸런싱기기(A)의 제2온오프스위치(20i)가 온 된다.
여기서, 하나의 충방전밸런싱기기(A)의 제2온오프스위치(20i)가 온 되면, 전원(S), 양방향트랜스포머(20b), 제2온오프스위치(20i)로 전기가 흐르되, 제5전기라인(20h)과 연결되는 접지를 향해 흐른다(도 5의 화살표 방향 참조).
이때, 상기 충방전밸런싱기기(A)에 대응하는(연결된) 배터리(B), 제1정류다이오드(20g), 상기 충방전밸런싱기기(A)의 양방향트랜스포머(20b), 상기 배터리(B)로 전기가 흐르되, 반시계 방향으로 흐른다(도 5의 화살표 방향 참조). 그러면 상기 배터리(B)로 전기가 추가 충전되면서 상기 배터리(B)의 전압 값이 배터리(B)들의 평균 전압값에 맞춰지게 된다.
한편, 본 발명에서 메인온오프스위치(10)를 온 시킨 상태에서, 전원(S)을 구동시켜 다수의 배터리(B)로 방전 전원을 공급하면, 도 6과 같이 전류가 흐르면서 배터리(B)가 직렬 방식으로 방전된다(도 6의 화살표 방향 참조).
이때, 다수의 배터리(B)를 방전시킬 시, 각각의 배터리(B)의 전압값을 배터리(B)들의 평균 전압값에 맞추는 과정은 상기 다수의 배터리(B)를 직렬 방식으로 충전시킬 때와 동일하다(도 7 및 도 8의 화살표 방향 참조).
그리고, 본 발명에서는 다수의 배터리(B)가 직렬 방식으로 충전 또는 방전될 시, 출력기(20p)는 평균값출력유닛(30)으로부터 비교유닛(20o)으로 출력되는 배터리측정전압평균값을 메인컨트롤러(미도시)로 출력한다.
그러면, 메인컨트롤러는, 상기 배터리측정전압평균값에 따라 전원(S)의 출력 전압을 조절함으로써, 다수의 배터리(B)의 충전 또는 방전이 효율적으로 진행되도록 한다. 이때 메인컨트롤러는 상기 배터리측정전압평균값이 기준범위를 벗어나면 메인온오프스위치(10)를 오프하여 배터리(B)로의 전원 공급을 차단한다.
또한, 본 발명에서는 다수의 배터리(B)가 직렬 방식으로 충전 또는 방전될 시, 감지기(20r)는 제5전기라인(20h)을 흐르는 전류의 측정전압값을 메인컨트롤러에 출력한다.
한편, 충방전밸런싱기기(A)의 비교유닛(20o)에 의한 배터리측정전압평균값이 기준범위를 벗어나, 메인온오프스위치(10)를 오프될 시, 메인컨트롤러는 각 충방전밸런싱기기(A)의 감지기(20r)로부터 수신한 측정전압값을 확인하여, 기준을 벗어난 측정값을 갖는 충방전밸런싱기기(A)를 별도의 디스플레이에 나타낸다.
그러면, 관리자는 이상이 발생한 충방전밸런싱기기(A)를 찾아, 해당 충방전밸런싱기기(A)를 점검할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 다수의 배터리(B)가 직렬로 연결되고, 다수의 배터리에 대응하는 다수의 충방전밸런싱기기(A)가 직렬로 연결되어, 충방전이 이루어져, 병렬 연결 방식의 충방전 장치에 비해 구조가 단순한 장점이 있다.
한편, 병렬 연결 방식으로 충방전이 이루어지면, 먼저 충방전이 되는 배터리로의 전기흐름을 차단하면 된다. 그러나 직렬 연결 방식의 경우 먼저 충방전이 이루어졌다고 하여 충방전이 완료된 배터리로의 전기흐름을 차단하면 전체 충방전 회로의 전기흐름이 차단되어, 배터리 충방전 테스트가 이루어질 수 없다. 또한 직렬 연결 방식의 경우, 먼저 충방전이 이루어진 배터리가 있음에도 계속적으로 충방전이 수행되면, 먼저 충방전이 이루어진 배터리가 과충전 또는 과방전 되어, 과충전시에는 배터리가 폭발하고, 과방전시에는 배터리가 손상되는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명은 각각의 배터리(B)에 대응하게 다수의 충방전밸런싱기기(A)를 구비하여, 각각의 배터리(B)의 전압값이 배터리(B)들의 평균 전압값에 맞춰지도록 한다. 즉 본 발명은, 각각의 충방전밸런싱기기(A)를 통해 각각의 배터리(B)를 보조방전 또는 보조충전하여, 다수의 배터리(B)의 전압값이 서로 유사해지도록 함으로써, 다수의 배터리(B)의 충전 또는 방전 속도를 맞출 수 있다.
이를 통해, 본 발명은, 충방전 장치의 구조를 단순화하면서도 직렬 연결 방식으로 인해 발생할 수 있는 배터리의 위험상황(과충전, 과방전) 발생을 방지하여 배터리 충방전 테스트를 안정적으로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은, 비교유닛(20o)에 따른 배터리(B)들의 평균 전압값에 따라 전원(S)의 출력 전압을 제어하여, 본 발명에 따른 충방전 회로에 전원 공급이 안정적으로 이루어지도록 할 수 있다. 즉 본 발명은 배터리(B)들의 평균 전압값을 기준으로 전원(S)의 출력 전압을 조절하기 때문에, 배터리(B) 개별 전압값을 기준으로 전원(S)의 출력 전압을 제어하는 것보다 정밀하게 전원(S)의 출력 전압을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명은, 충방전밸런싱기기(A)의 감지기(20r)를 통해 해당 충방전밸런싱기기(A)가 정상적으로 작동하는 지를 알 수 있어, 본 발명에 따른 직렬 연결 방식의 충방전 장치에 이상이 발생하였을 경우, 다수의 충방전밸런싱기기(A) 중 어느 충방전밸런싱기기(A)에서 이상이 발생하였는 지를 알 수 있어, 본 발명에 따른 직렬 연결 방식의 충방전 장치의 점검을 용이하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은, 충방전밸런싱기기(A)에 배터리역삽입보호기(20s)가 구비되어, 배터리(B)의 역삽입에 따른 충방전밸런싱기기(A)의 회로 손상을 방지할 수 있다.

Claims (5)

  1. 직렬 연결된 적어도 2개의 이상의 배터리가 충전 또는 방전되게 하는 충방전 회로를 갖춘 직렬 연결 방식의 충방전 장치에 있어서,
    상기 배터리로의 전원 인가를 온오프하는 메인온오프스위치와;
    배터리의 음극에 일단이 전기적으로 연결되는 제1전기라인과, 제1전기라인의 타단과 전기적으로 연결되는 양방향트랜스포머와, 일단이 양방향트랜스포머와 전기적으로 연결되고 타단이 배터리의 양극에 전기적으로 연결되는 제2전기라인과, 일단이 양방향트랜스포머에 전기적으로 연결되고 타단이 메인온오프스위치와 전기적으로 연결되는 제3전기라인과, 제1전기라인에 설치되어 전기가 제1전기라인을 흐르거나 흐르지 않도록 하는 제1온오프스위치와, 일단이 제1전기라인에 전기적으로 연결되되 제1온오프스위치의 전방에 위치하게 연결되고 타단이 제1전기라인에 전기적으로 연결되되 제1온오프스위치의 후방에 위치하게 연결되는 제4전기라인과, 제4전기라인에 설치되어 양방향트랜스포머로만 전기가 흐르도록 하는 제1정류다이오드와, 일단이 양방향트랜스포머와 전기적으로 연결되고 타단이 접지되는 제5전기라인과, 제5전기라인에 설치되고 전기가 제5전기라인을 흐르거나 흐르지 않도록 하는 제2온오프스위치와, 일단이 제5전기라인에 전기적으로 연결되되 제2온오프스위치의 전방에 위치하게 연결되고 타단이 제5전기라인에 전기적으로 연결되되 제2온오프스위치의 후방에 위치하게 연결되는 제6전기라인과, 제6전기라인에 설치되어 양방향트랜스포머로만 전기가 흐르도록 하는 제2정류다이오드와, 배터리의 전압을 측정하는 배터리전압측정기와, 배터리전압측정기로부터 배터리의 배터리측정전압값을 수신하고 평균값출력유닛으로부터 배터리평균전압값을 수신하며 상기 배터리의 배터리측정전압값과 평균값출력유닛으로부터의 배터리평균전압값을 비교하여 제1온오프스위치작동신호 또는 제2온오프스위치작동신호를 출력하는 비교유닛과, 비교유닛으로부터 제1온오프스위치작동신호를 수신하면 제1온오프스위치를 온하는 보조방전제어유닛과, 비교유닛으로부터 제2온오프스위치작동신호를 수신하면 제2온오프스위치를 온하는 보조충전제어유닛을 갖추며, 서로 직렬 연결되는 적어도 2개 이상의 충방전밸런싱기기와;
    각각의 충방전밸런싱기기의 배터리전압측정기로부터 배터리측정전압값을 수신하여 배터리들의 측정 전압값을 평균하고, 배터리들의 배터리측정전압평균값을 각각의 충방전밸런싱기기의 비교유닛으로 출력하는 평균값출력유닛
    을 포함하되,
    충방전밸런싱기기의 양방향트랜스포머는, 해당 충방전밸런싱기기의 보조방전제어유닛이 구동되면 해당 충방전밸런싱기기에 대응하는 배터리가 방전되도록 하고, 해당 충방전밸런싱기기의 보조충전제어유닛이 구동되면 해당 충방전밸런싱기기에 대응하는 배터리가 충전되도록 하는
    것을 특징으로 하는 직렬 연결 방식의 충방전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충방전밸런싱기기는, 평균값출력유닛으로부터 비교유닛으로 출력되는 배터리측정전압평균값을 메인컨트롤러로 출력하는 출력기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬 연결 방식의 충방전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 충방전밸런싱기기는, 제5전기라인 및 보조방전제어유닛 및 보조충전제어유닛과 전기적으로 연결되고, 제5전기라인을 흐르는 전류의 전압값을 메인컨트롤러에 출력하는 감지기를 더 갖추는 것을 특징으로 하는 직렬 연결 방식의 충방전 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 충방전밸런싱기기는 배터리역삽입보호기를 더 갖추는 것을 특징으로 하는 직렬 연결 방식의 충방전 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 충방전 회로의 전류를 감지하여 메인컨트롤러로 출력하는 전류감지기(40)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬 연결 방식의 충방전 장치.
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