KR101258556B1 - 실시간 진단기능을 구비한 배터리 복원시스템 및 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복원동작시 배터리가 복원이 가능한 것인지 실시간으로 진단할 수 있는 기능을 구비한 배터리 복원장치를 제공한다. 이를 위해 본 발명은 실시간 진단기능을 구비한 배터리 복원장치의 구동방법에 있어서, 실시간 진단을 위한 검사주기를 포함하는 초기 셋팅값을 입력받는 입력단계; 상기 초기셋팅값을 이용하여, 복원충전을 수행할 배터리에 대해 충전신호와 복원신호를 결합하여 복원충전을 수행하는 복원충전 단계; 및 상기 복원충전을 수행하는 동안 상기 검사주기에 대응하는 주기마다 상기 복원충전이 진행되는 배터리의 복원상태를 진단하는 실시간 진단단계를 포함하는 실시간 진단기능을 구비한 배터리 복원장치의 구동방법을 제공한다.

Description

실시간 진단기능을 구비한 배터리 복원시스템 및 구동방법{Battery Restoring System for implementing real time diagnosis and Method for operating the same}
본 발명은 배터리 복원시스템 및 그 구동방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 실시간 진단기능을 구비한 배터리 복원 시스템 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
배터리는 황산 성분의 전해액에 납 극판을 넣어 황산(H2SO4)과 납(Pb)의 화학반응을 통해 발생되는 화학에너지를 전기에너지로 전환하여 사용하였다가 방전되면 다시 전기에너지를 주입하여 역 화학반응이 일어나도록 하여 납과 황산으로 환원시키는 작용을 반복하는 기기이다. 배터리는 전해액으로 묽은 황산을 이용하고, 양극판은 과산화 납, 음극판은 순수한 납을 사용하는 것이 일반적이다. 배터리는 작은 체적으로 가능한 큰 전기 에너지를 얻기 위해 화학반응을 일으키는 극판과 전해액의 접촉 면적이 커지도록 극판을 얇은 판으로 구성하여 여러장 병렬로 접속하고 양극판과 음극판이 서로 마주보도록 배치되어 있다.
배터리를 장기간 충방전 반복하게 되면 전극판에 달라붙어 있던 황산염이 충전시에 이탈되지 않고 그대로 달라붙어 있는 황산화 현상이 발생한다. 황산화 현상은 전극판의 전기 반응의 통로를 차단시켜 배터리의 전압, 용량 및 비중도를 저하시키는 문제점이 발생한다. 충방전이 잘되지 않는 배터리는 폐기되는 것이 일반적이나, 충방전 기능을 복원시키는 복원장치에 의해 재생될 수 있다. 배터리 복원장치는 충방전이 잘되지 않는 배터리의 충방전 기능을 재생시키는 기기이며, 충방전 기능과 복원 기능을 모두 구비할 수 있다.
그러나, 배터리 복원장비가 복원시키는 동작을 가지고 있더라고 기본적으로 배터리 자체의 문제로 복원이 되지 않는 경우도 많이 있다. 자체의 문제로 인해 복원이 되지 않는 배터리를 배터리 복원장비가 정상적으로 복원동작을 수행하게 되면, 시간낭비와 전기 에너지의 낭비가 생길 수 있다.
본 발명은 복원동작시 배터리가 복원이 가능한 것인지 실시간으로 진단할 수 있는 기능을 구비한 배터리 복원시스템 및 구동방법 제공한다.
본 발명은 복원되는 배터리의 온도 및 비중 정보를 이용하여 보다 신뢰성있게 복원할 수 있는 배터리 복원시스템 및 구동방법을 제공한다.
본 발명은 실시간 진단기능을 구비한 배터리 복원장치의 구동방법에 있어서,실시간 진단을 위한 검사주기를 포함하는 초기 셋팅값을 입력받는 입력단계; 상기 초기셋팅값을 이용하여 복원충전을 수행할 배터리에 대해 복원충전을 수행하는 복원충전 단계; 및 상기 복원충전을 수행하는 동안 상기 검사주기에 대응하는 주기마다 상기 복원충전이 진행되는 배터리의 복원상태를 진단하는 실시간 진단단계계를 포함하는 실시간 진단기능을 구비한 배터리 복원장치의 구동방법을 제공한다.
또한, 상기 실시간 진단단계는 상기 진단된 결과 복원충전중인 배터리가 복원충전이 완료되었거나, 배터리 불량(복원불가)으로 진단된 경우 배터리 복원충전동작을 종료하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 입력단계는 상기 복원충전을 수행할 배터리의 용량을 입력받는 단계; 상기 복원충전시 상기 복원충전을 수행할 배터리에 인가된 전압 패턴 및 전류 패턴을 선택하는 단계; 및 상기 실시간 진단을 위한 검사주기를 입력받는 단계를 포함한다.
또한, 본 실시예에 따른 배터리 복원장치는 상기 복원충전을 수행하기 전에 상기 복원충전을 수행할 배터리의 전해액 비중을 검사하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 복원충전단계는 상기 복원충전을 수행할 배터리의 내부 온도와 주변온도를 감지하는 단계; 및 상기 감지된 온도에 따라 상기 복원충전할 배터리에 인가될 전압패턴과 전류패턴을 조정하고, 조정된 값으로 복원충전을 수행하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 복원충전단계는 상기 복원충전을 수행할 배터리에 충전된 충전량을 계산하는 단계; 및 상기 계산된 충전량에 따라 상기 복원충전할 배터리에 인가될 전압패턴과 전류패턴을 조정하고, 조정된 값으로 복원충전을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 진단기능을 구비한 배터리 복원장치의 구동방법.
또한, 상기 복원충전단계는 상기 복원충전을 수행할 배터리에 복원충전이 진행되는 동안 타이머를 동작시키는 단계; 및 상기 타이머의 예정된 값이 종료되거나, 상기 계사된 충전량의 결과값에 따라사 상기 복원충전할 배터리의 복원충전동작을 종료하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 실시간진단기능을 하는 배터리 복원장치; 및 상기 실시간 진단기능에 의해 생성된 배터리의 특성 데이터를 저장하여 데이터 베이스화 하고 다른 배터리 복원시 상기 데이터 베이스에서 데이터를 찾아 복원충전 조건을 설정하도록 하는 주제어 서버를 구비한 배터리 복원시스템을 제공한다.
또한, 상기 복원장치는 상기 복원충전을 진행할 배터리를 충전시키기 위해 충전신호를 제공하는 충전장치; 상기 배터리에 복원신호를 제공하여 복원시키기 위한 복원신호 발생장치; 상기 복원신호와 상기 충전신호를 결합하여 상기 배터리에 제공하기 위한 결합기; 상기 배터리의 방전을 수행하기 위한 방전장치; 및 상기 배터리의 복원충전시 예정된 간격마다 상기 배터리의 복원상태를 검사하기 위한 진단블럭을 포함한다.
또한, 상기 방전장치는 결합기를 통하지 않고 직접 배터리와 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복원장치는 외부 서버와 유무선으로 연결하기 위한 유무선 연결수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해 제공되는 배터리 복원시스템은 복원충전이 진행되는 동안 실시간으로 복원충전이 잘 진행되는지 진단하기 때문에, 복원충전의 효율성을 높일 수 있다. 배터리 불량으로 인해 복원충전이 중간에 진행되지 않을 때에는 불필요하게 끝까지 복원충전을 하는 것이 아니라 중도에서 중단할 수 있기 때문에, 사용자는 복원충전이 진행되는 상태를 정확하게 확인할 수 있으며, 복원충전이 진행될 수 없는 경우에 불필요하게 타이머에 의해 설정된 시간 끝까지 복원충전을 기다릴 필요가 없다. 또한, 본 발명에 의한 배터리 복원장치는 복원되는 배터리의 충전량, 온도 및 비중을 정보를 이용하여 보다 신뢰성 있게 복원할 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 복원시스템을 나타내는 블럭도.
도2는 도1의 도시된 배터리 충전장치를 나타내는 블록도.
도3은 도1의 도시된 배터리 복원신호 발생장치를 나타내는 블록도.
도4는 도1에 도시된 배터리 방전장치를 나타내는 블록도.
도5는 도1에 도시된 배터리 복원장치의 구동방법을 나타내는 순서도.
도6은 도1에 도시된 배터리 복원장치의 특징을 나타내기 위한 시간별 동작 설명도.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 복원시스템을 나타내는 블럭도로서, 복원장치와 그 복원장치와 연결되는 주변장치들을 나타내는 블럭도이다.
도1을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 복원장치는 충전장치(110), 결합기(140), 비중센서(152), 온도센서(154), 복원신호 발생장치(210), 방전장치(310)를 구비한다. 여기에 도시되지 않은 더 많은 구성요소가 있을 수 있으며, 도1에는 본 발명을 설명하는데 도움이 되는 블럭을 중심으로 나타낸 것이다. 또한 배터리(150)는 다양한 형태의 배터리가 적용될 수 있으며, 예시적으로 납축전지를 사용할 수 있다.
충전장치(110)는 배터리(150)를 충전하도록 제어하기 위한 블럭이고, 충전부와 통신부, 제어부 및 화면표시부를 포함한다. 복원신호 발생장치(210)는 배터리(150)의 복원동작을 제어하기 위한 블럭이고, 부하 매칭부와 신호 발생 및 증폭부를 포함하여 구성되며, 충전장치(110)와 함께 배터리(150)의 복원 기능을 담당한다. 방전장치(310)는 배터리(150)의 방전동작을 제어하기 위한 블럭이며, 방전부, 통신부, 제어부, 화면표시부 및 배터리 진단부를 포함하여 구성되며 배터리(150)의 방전을 통해 배터리(150)의 상태를 감지하는 기능을 담당한다.
결합기(140)는 충전장치(110)와 복원신호 발생장치(210)에서 제공되는 충전신호와 복원신호를 결합시켜 배터리(154)로 제공하기 위한 것이다. 본원발명의 결합기(140)는 충전장치(110), 복원신호 발생장치(210) 및 방전장치(310)에 내장되지 않고 배터리(150)와 인접하게 별도로 구비될 수 있다. 결합기(140)가 충전장치(110) 또는 복원신호 발생장치(210)에 개별적으로 연결되어 있어 충전장치(110)에서 전달되는 충전신호와 복원신호 발생장치(210)에서 전달되는 복원신호를 각각 전달받은 후에, 이들 신호를 적절하게 결합할 수 있어 최적의 신호를 배터리(150)에 전달할 수 있다.
결합기(140)에 의해, 복원신호 발생장치(210)가 충전장치(110)와 별개로 배터리(150)와 연결되는 효과가 발생된다. 방전장치(310)는 결합기(140)를 통하지 않고 직접 배터리(150)와 연결되기 때문에 복원신호 발생장치(210)와 충전장치(110)가 개별적으로 결합되어 있는 결합기(140)에 방전장치(310)까지 결합시켜야 하는데서 발생되는 배치공간 문제점이 생기지 않고, 배터리 복원장치의 배치공간 활용의 이점이 있다.
비중센서(152)는 배터리(150)의 전해액의 비중을 센싱하기 위한 것이고, 온도센서(154)는 배터리(150)의 내부 및 주변온도를 센싱하기 위한 것이다. 온도센서(154)와 비중센서(152)에 제공되는 정보를 통하여 배터리(150)의 내부온도 및 주변 환경의 온도에 따라서 복원충전조건을 변경할 수 있으며, 복원신호 주기 및 진폭 패턴을 가변하여 배터리 복원동작을 상황에 맞게 조절하는 것이 가능하다.
또한, 충전장치(110)는 결합기(140)를 통하여 배터리(150)와 연결되고, 복원신호 발생장치(210)는 충전장치(110)와 별도로 결합기(140)에 연결되며, 방전장치(310)는 결합기(140)를 통하지 않고 직접 배터리(150)와 연결된다. 이를 통하여 충전장치(110), 복원신호 발생장치(210) 및 방전장치(310)가 각각 개별적으로 관리될 수 있다. 충전장치(110), 복원신호 발생장치(210) 및 방전장치(310)가 하나의 단일 장치에 모두 설치될 수도 있고, 충전장치(110), 복원신호 발생장치(210) 및 방전장치(310)가 각각 개별적으로 분리 설치될 수도 있다.
한편, 충전장치(110), 복원신호 발생장치(210) 및 방전장치(310)는 별도로 마련된 서버(Host Control Server)(180)와 비이더넷 허브(160) 또는 유무선 이더넷(Eithernet) 허브(170)를 통해 유선, 무선 또는 유/무선으로 연결된다.
또한, 본 실시예에 따른 배터리 복원시스템은 전술한 실시간진단기능을 하는 배터리 복원장치와, 실시간 진단기능에 의해 생성된 배터리의 특성 데이터를 저장하여 데이터 베이스화 하고 다른 배터리 복원시 저장된 데이터 베이스에서 데이터를 찾아 복원충전 조건을 설정하도록 하는 주제어 서버(180)를 구비한다. 주제어 서버(Host Control Server,180)는 실시간 진단을 통하여 생성된 데이터를 저장하고, 다른 배터리 복원시 데이터로부터 최적의 데이터를 찾은 뒤 다운로드받아 그 데이터를 이용하여 배터리 복원충전 기능을 수행할 수 있는 것이다.
주제어 서버(180)는 복수개의 충전장치(110), 복수개의 복원신호 발생장치(210) 및 복수개의 방전장치(310)와 개별적으로 연결할 수 있으며, 연결된 다수의 장치를 각각 개별적으로 제어할 수 있다. 주제어 서버(180)에는 데이터 저장부(DB storing), 모니터링(Monitoring), 제어부(Control) 및 분석처리부(Diagnostic Algorithm)를 포함하여 구성될 수 있다.
주제어 서버(180)와 복수개의 충전장치(110), 복수개의 복원신호 발생장치(210) 및 복수개의 방전장치(310) 사이에는 비이더넷 허브(Hub)(160)가 마련될 수 있다. 비이더넷 허브(160)는 필요한 경우 유무선 이더넷 허브(170)로 교체될 수 있고, 경우에 따라서는 비이더넷 허브(160)와 유무선 이더넷 허브(170)가 모두 이용될 수 있다. 비이더넷 허브(160)는 충전장치(110)의 직렬통신부, 복원신호 발생장치(210)의 직렬통신부 및 방전장치(310)의 직렬통신부와 연결된다. 유무선 이더넷 허브(170)는 충전장치(110)의 랜, 복원신호 발생장치(210)의 랜 및 방전장치(310)의 랜과 연결된다.
유무선 이더넷 허브(170)가 이용되는 경우 본 실시예에 따른 배터리 복원장치는 유선 이더넷을 통해 주제어 서버(180)와 연결되거나 무선 이더넷을 이용하여 주제어 서버(180)에 연결될 수 있다. 무선 이더넷을 이용하는 경우에는 스마튼 폰 등의 무선 단말기(190)에서 설치된 전용 앱에 의해 배터리복원장치가 제어될 수 있으며, 이 경우에는 앱이 주제어 서버(180)와 같은 역할을 수행하도록 할 수 있다. 이 경우 무선 단말기(190)에 필요한 제어 프로그램이 전용 앱이 탑재되어야 한다.
충전장치(110), 복원신호 발생장치(210) 및 방전장치(310)를 통하여 획득된 정보를 이용하여 주제어 서버(180)에서 배터리(150) 진단 기능이 수행될 수 있다. 배터리(150)의 상태를 원격지의 서버에 표시하고, 복원 가능한지 또는 폐기하여야 하는지 여부를 구분하며, 복원 후 배터리(150) 상태를 예측하는 기능을 원격으로 수행할 수 있다. 이를 무선으로 접속하여 원격에서 복원 진행 상태를 확인하고, 이상 유무를 감시하며, 장치를 제어하는 기능을 수행할 수도 있다.
도2는 도1의 도시된 충전장치를 나타내는 블록도이다.
도2를 참조하려 살펴보면, 충전장치(110)는 제어부(112), 전원공급부(114), 충전 회로부(116), 배터리 시험 회로부(118), 역 연결 보호 회로부(120), 온도검출부(122), 비중검출부(124), 전압검출부(126), 전류검출부(128), 직렬 및 TCP/IP 통신부(130), 및 화면표시부(132)를 포함한다.
제어부(112)는 충전장치내 모든 장치부들을 제어하며 외부 센서들을 통하여 입력되는 값을 분석하여 처리한다. 분석 처리된 값들은 내부 복원 알고리즘의 파라미터로 사용된다. 제어부(112)는 복원 알고리즘에 따른 복원신호 발생장치의 ON/OFF 제어처리를 수행한다. 전원공급부(114)는 충전장치내 장치들의 전원공급 및 충전시 충전전류를 공급한다. 충전 회로부(116)는 배터리로 인가되는 충전 전류 및 전압값을 내부 복원 알고리즘에 따라 변동 제어하는 역할을 담당한다.
배터리 시험 회로부(118)는 복원 충전 진행 중 일정 주기의 시간마다 배터리를 특정 전류값으로 일정 시간 동안 방전하는 역할을 담당하며 이에 해당하는 결과값을 바탕으로 배터리 충전상태를 판단한다. 역 연결 회로부(120)는 배터리가 극성이 반대로 연결되는 것을 보호하기 위한 것이다. 온도검출부(122)는 내외부 온도센서를 통하여 배터리 내부온도와 주변 온도를 입력받아 제어부(112)로 보낸다. 검출된 온도값들은 제어부(112)의 내부 복원 알고리즘의 파라미터로 사용된다.
비중검출부(124)는 외부 비중센서를 통하여 측정된 비중값을 제어부(112)로 보내는 역할을 담당한다. 검출된 비중값들은 제어부(112) 내부 복원 알고리즘의 파라미터로 사용된다. 전압검출부(126)는 충전 "오프(OFF)" 시 배터리 전압, 충전 "온(ON)" 시 배터리에 인가되는 충전 전압을 검출하여 제어부(112)로 보낸다. 전류검출부(128)는 충전 시 배터리에 충전되는 전류값을 검출하여 제어부(112)로 보낸다. 직렬 및 TCP/IP 통신부(130)는 충전 전압, 전류, 온도, 충전장치 상태, 에러 등의 동작진행 상태 데이터(Data)를 외부 주제어 서버(180)로 송신하고, 주제어 서버(180)로부터 제공되는 신호를 수신한다. 화면표시부(132)는 장치 상태 및 동작 진행 상태를 실시간으로 보여주며, 스위치부(134)는 사용자가 정보를 입력할 수 있는 장치이다.
도3은 도1의 도시된 복원신호 발생장치를 나타내는 블록도이다.
도3에 도시된 바와 같이, 복원신호 발생장치(210)는 제어부(212), 전원공급부(214), 온도검출부(222), 부하 매칭부(220), 신호 정재파비 검출부(226), 직렬 및 티시피아이피(TCP/IP) 통신부(230), 화면표시부(232), 신호 패턴 생성부(216), 신호 증폭부(218), 신호 전력 검출부(228), 결합기(140) 및 배터리(150)를 포함한다.
제어부(212)는 복원신호 발생장치내 모든 장치부들을 제어하며 외부 센서들을 통하여 입력되는 값을 분석하여 처리한다. 분석 처리된 값들은 배터리(150)의 복원 을 위한 알고리즘의 파라미터로 사용된다. 전원공급부(214)는 복원신호 발생장치 내 장치들의 전원을 공급하며, 복원시 신호 증폭을 위한 전력을 제공한다.
온도검출부(222)는 내외부 온도센서를 통하여 배터리 내부온도와 주변 온도 를 온도센서(154)로 부터 수신받아 제어부(212)로 보낸다. 부하 매칭부(220)는 신호 패턴 생성부(216) 및 신호 증폭부(218)를 통해 생성된 복원신호가 배터리(150)로 잘 전달될 수 있도록 임피던스를 매칭시키는 역할을 담당한다. 신호 전력 검출부(228)는 복원신호의 전력 상태를 검출한다. 신호 정재파비 검출부(226)는 복원신호를 형성하는 정재파 사이의 비를 검출하는 역할을 담당한다. 직렬 및 TCP/IP 통신부(230)는 정재파비 값, 신호 전력, 전류, 온도, 복원신호 발생장치 상태 등의 동작진행 상태에 관련된 데이터(Data)를 주제어 서버(180)로 송신하고, 서버로부터 동작에 필요한 신호를 수신한다. 화면표시부(232)는 배터리의 복원충전 상태를 실시간으로 보여준다. 신호 패턴 생성부(216)는 다양한 패턴을 형성하는 복원신호를 발생시킨다. 신호 증폭부(218)는 복원 알고리즘에 따라 복원신호의 진폭을 변화시킨다.
도4는 도1에 도시된 배터리 방전장치를 나타내는 블록도이다.
도4를 참조하여 살펴보면, 본 실시예에 따른 방전장치(310)는 제어부(312), 전원공급부(314), 방전 회로부(316), 역 연결 보호 회로부(320), 온도검출부(322), 비중검출부(324), 전압검출부(326), 전류검출부(328), 직렬 및 TCP/IP 통신부(330) 및 화면표시부(332)를 포함한다.
제어부(312)는 방전장치(310) 내 모든 장치부들을 제어하며 외부 센서들을 통하여 입력되는 값을 분석하여 처리한다. 분석 처리된 값들은 배터리(150)의 복원에 관련된 진단 알고리즘의 파라미터로 사용된다. 전원공급부(314)는 방전장치(310)에 구비된 내부 장치들의 전원을 공급한다. 방전 회로부(316)는 세팅되어 예정된 전류와 동일한 전류를 방전시킬 수 있는 기능을 담당한다. 역 연결 보호 회로부(320)는 배터리(150)가 극성이 반대로 연결되는 것을 보호하는 역할을 담당한다.
온도 검출부(322)는 내외부 온도센서를 통하여 장치 주변 온도 및 충전시 배터리(150) 온도 값을 측정하여 제어부(312)로 보낸다. 검출된 온도값들은 제어부(312) 내부 복원 알고리즘의 파라미터로 사용된다. 비중검출부(324)는 외부 비중센서를 통하여 측정된 비중 값을 제어부(312)로 보내는 역할을 담당한다. 검출된 비중 값들은 배터리의 복원 알고리즘의 파라미터로 사용된다. 전압검출부(326)는 방전 "오프(OFF)"시 배터리(150) 전압, 방전 "온(ON)" 시 배터리(150)의 방전전압을 검출하여 제어부(312)로 보낸다.
전류검출부(328)는 방전 시 배터리(150)에 방전되는 전류 값을 검출하여 제어부(312)로 보낸다. 직렬 및 티시피아이피TCP/IP 통신부(330)는 방전 전압, 전류, 온도, 방전장치 상태, 에러 등의 동작진행에 관련된 데이터를 주제어 서버(180)로 송신하고, 주제어 서버(180)로부터 동작에 필요한 신호를 수신한다. 역할을 담당한다. 화면표시부(332)는 장치 상태 및 동작 진행 상태를 실시간으로 보여주는 역할을 담당한다. 스위치부(334)는 사용자가 정보를 입력할 수 있는 장치이다.
본 실시예에 따른 배터리 복원장치는 배터리의 복원충전시 예정된 간격마다 상기 배터리의 복원상태를 검사하기 위한 진단블럭을 구비하는 것이 주요 특징중 하나인데, 진단블럭은 충전장치의 제어부가 그 역할을 할 수도 있고, 충전장치 및 복원장치에 각각 구비된 제어부가 그 기능을 나누어 분담할 수도 있다.
도5는 도1에 도시된 배터리 복원장치의 구동방법을 나타내는 순서도이다. 도6은 본 실시예에 따른 배터리 복원장치의 특징을 나타내기 위한 시간별 동작 설명도이다. 계속해서 도5와 도6을 참조하여 본 실시예에 따른 배터리 복원장치의 동작을 살펴본다.
먼저 배터리 복원장치에 전원이 인가되고 난 이후에 초기조건이 셋팅된다. 복원충전해야 할 배터리 용량(AH)을 입력하고, 충전모드를 입력하고, 복원알고리즘을 입력하고, 배터리 검사주기(N)를 입력한다(S1). 복원알고리즘은 어떤 전압 패턴, 전류 패턴, 어떤 시간으로 복원충전을 진행할 지에 대해 선택하는 것을 말한다. 본 실시예에 따른 배터리 복원장치는 실시간으로 복원상황을 진단하는 것이 특징중 하나인데, 배터리 검사주기(N)는 어떤 주기로 실시간 진단을 수행할지에 관련된 값이다.
초기조건으로 입력된 값은 동작설정 데이터로 표시되고, 서버등에 송신된다(S2). 이어서, 배터리가 연결되었는지 아닌지를 확인하여 연결상태가 불량이면 그에 관련된 알람신호를 발생시키고, 화면에 표시한다(S4). 이어서, 배터리가 정상적으로 연결되어 상태불량이 아니면, 복원충전을 수행하도록 제어하는 스위치를 온시킨다(S5). 스위치가 온되지 않으면, 배터리 연결상태를 확인하는 상태(3)로 다시 돌아간다.
동작스위치가 온상태이면, 배터리 비중검사를 수행한다(S6). 배터리의 비중검사는 복원충전을 수행한 배터리 전해액의 비중을 측정하는 것으로 복원충전을 수행하기 위한 데이터로 사용된다. 이어서 복원신호 발생장치의 동작을 온시킨다(S7). 여기서와 같이 복원신호 발생장치(210)의 턴온상태를 판단할 수도 있으며, 경우에 따라서는 배터리 복원장치가 온상태이면 복원신호 발생장치(210)는 자동적으로 온상태가 되도록 동작프로그램을 운영할 수도 있다.
복원신호 발생장치가 온되면, 복원충전을 수행하는데 필요한 동작 타이머가 구동된다(S8). 동작타이머는 크게 두가지가 사용되는데, 전체적으로 복원충전에 필요한 예상되는 시간을 체크하는 타이머와, 실시간 진단을 수행하기 위해 실시간 진단이 필요한 시점을 알려주기 위한 타이머가 있다. 복원충전에 필요한 예상되는 시간을 체크하기 위한 타이머의 입력은 항상 자동으로 예정된 값으로 할 수도 있고, 사용자가 임의로 입력할 수도 있다.
동작 타이머가 구동됨에 따라 복원충전이 수행된다(S10). 복원충전이 수행되는 과정(S11)에서는 복원충전되는 과정(S11)과 복원충전 조건이 갱신되고 충전되는 경우(S12)이 있다. 복원충전 조건이 갱신되고 충전되는 경우에는 변경된 정보를 동작 진행 데이터로 표시하고, 관련 서버에 송신한다(S13). 복원충전이 진행되는 동안 배터리 및 주변 환경 온도 검사를 수행하여, 검사된 온도가 예정된 범위를 벗어나면, 복원충전 조건을 갱신하여 충전을 진행하게 된다(S14 -> S12). 여기서 온도 검사는 배터리 내부 온도와 배터리의 주변온도를 모두 검사하게 된다. 또한 온도검사는 복원충전을 진행하도록 설정된 동작 타이머의 시간중 여러번 할수도 있고, 한번만 하도록 할 수도 있다.
검사된 온도가 예정된 범위 이내이면, 누적 충전량을 계산한다(S15). 누적충전량은 복원충전을 시작한 이후에 계속해서 축척된 충전량을 계산하는 것으로 일정간격으로 복원충전이 진행되는 과정에서 배터리로 인가되는 전류값을 누적한 것이다. 누적 충전량이 예정된 값 이상이면, 충전량 초과 상태(S17)로 이동하고, 충전량 초과상태(S17)에서 충전량 초과되었는지 확인하여 초과되었으면 충전중지 및 복원신호 발생장치의 오프 제어 상태(S18)가 된다. 만약 초과되지 않았으면, 다시 복원충전으로 돌아가 충전을 수행한다. 누적충전량 계산(S15)단계에서 예정된 값만큼 충전량이 계산되지 않았으면, 동작 타이머의 값이 다 되었는지 판단하는 상태(S16)로 간다. 여기서 타이머값이 다 되지 않았으면 복원충전(S11) 상태로 가서 다시 충전을 진행하고, 타이머값이 다 되었으면, 충전중지 및 복원신호 발생장치 오프 제어(S18) 상태로 간다.
한편, 전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 배터리 복원장치는 복원충전중에 실시간으로 진단하는 것이 주요한 특징중 하나이다.
실시간 진단 상태(S10)에 대해 살펴보면, 먼저, 복원충전이 시작되면, 실시간 진단을 위한 타이머값(P)이 입력된 배터리 검사주기(N)인지 확인한다(11). 아직 타이머값(P)이 입력된 배터리 검사주기(N)이 아니라면, 타이머값(P)을 상승시킨다(13). 만약 타이머값(P)이 입력된 배터리 검사주기(N)가 되면, 타이머값(P)을 0으로 하고(12), 복원충전을 일시중지시킨다(14). 이어서 배터리 복원상태를 검사하게 된다(15). 배터리 복원상태를 검사하는 것은 다양한 데이터를 이용할 수 있는데, 배터리 내부의 저항값, 전류, 전압, 또는 이들 값의 누적치 또는 변화량을 계산하여 종합적으로 판단한다.
이어서 배터리 복원상태 검사결과를 표시장치에 표시하고, 이들 데이터를 서버에 제공한다(16). 배터리 복원상태 검사결과가 복원완료 또는 배터리 불량(복원불가)인지 확인하여 복원완료된 상태이거나 배터리 불량(복원불가)인 상태로 판명되었으면 바로 충전중지 및 복원신호 발생장치 오프 제어 단계(S18)로 상태가 이동된다. 실시간 진단결과 복원완료된 상태이면 더 이상 복원충전을 할 필요가 없기 때문에 복원동작을 중단시키는 것이고, 불량이라면 더 이상 복원충전을 할 수 없기 때문에 복원충전을 바로 중단시키는 것이다. 만약, 복원완료 상태도 아니고 불량상태도 아닌 경우, 즉 복원충전을 더 해야 하는 경우는 실시간 진단을 계속해야 하기 때문에, 복원충전이 재시작되고(13), 타이머값(P)이 더해지는 단계(13)로 이동된다.
도6에는 본 실시예에 따른 실시간 진단기능을 보다 더 잘 이해할 수 있는 도면이다.
도6을 참조하여 살펴보면, 본 실시예에 따른 실시간 배터리 복원충전 장치는 동작을 시작하고 나서 초기 셋팅구간이 지난 다음 복원충전을 시작하여 복원충전을 완료하게 된다. 복원충전시작부터 복원충전완료 모드까지 복원충전을 진행하면서 온도, 누적충전량, 타이머값등을 체크하여 복원충전을 진행하게 된다(A구간참조). 이 구간동안 실시간으로 일정한 간격으로 진단을 하게 되는데(R 구간참조), 실시간 진단구간(R)에서는 전술한 바와 같이, 복원충전을 잠시 중단시키고, 배터리의 복원상태를 검사하여 불량상태로 판명나거나 복원완료로 판명나게 되면 복원충전동작을 종료시키고, 복원완료 또는 불량상태가 아니면 계속해서 복원충전이 될 수 있도록 한다. 실시간 진단구간(R)의 횟수와 진단구간의 시간폭은 설정에 의해 달라질 수 있다.
지금까지 살펴본 본 실시예에 따른 복원장치는 복원충전이 진행되는 동안 실시간으로 복원충전이 잘 진행되는지 진단하기 때문에, 복원충전의 효율성을 높을 수 있다. 배터리 불량으로 인해 복원충전이 중간에 진행되지 않을 때에는 불필요하게 끝까지 복원충전을 하는 것이 아니라 중도에서 중단할 수 있기 때문에, 사용자는 복원충전이 진행되는 상태를 정확하게 확인할 수 있으며, 복원충전이 진행될 수 없는 경우에 불필요하게 타이머에 의해 설정된 시간 끝까지 복원충전을 기다릴 필요가 없다. 또한, 본 발명에 의한 배터리 복원장치는 복원되는 배터리의 충전량, 온도 및 비중 정보를 이용하여 보다 신뢰성있게 복원할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 충전장치 140: 결합기
150: 배터리 170: 유무선 이더넷 허브
180: 주제어 서버(Host Control Server)
210: 복원신호 발생장치 310: 방전장치

Claims (10)

  1. 실시간 진단기능을 구비한 배터리 복원장치의 구동방법에 있어서,
    실시간 진단을 위한 검사주기를 포함하는 초기 셋팅값을 입력받는 입력단계;
    상기 초기셋팅값을 이용하여, 복원충전을 수행할 배터리에 대해 충전신호와 복원신호를 결합하여 복원충전을 수행하는 복원충전 단계; 및
    상기 복원충전을 수행하는 동안 상기 검사주기에 대응하는 주기마다 상기 복원충전이 진행되는 배터리의 복원상태를 진단하는 실시간 진단단계
    를 포함하는 실시간 진단기능을 구비한 배터리 복원장치의 구동방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실시간 진단단계는
    상기 진단된 결과 복원충전중인 배터리가 복원충전이 완료되었거나, 배터리 불량(복원불가)으로 진단된 경우 상기 복원충전동작을 종료하는 단계를 포함하는 실시간 진단기능을 구비한 배터리 복원장치의 구동방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 입력단계는
    상기 복원충전을 수행할 배터리의 용량을 입력받는 단계;
    상기 복원충전시 상기 복원충전을 수행할 배터리에 인가될 전압 패턴 및 전류 패턴을 선택하는 단계; 및
    상기 실시간 진단을 위한 검사주기를 입력받는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 진단기능을 구비한 배터리 복원장치의 구동방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복원충전을 수행하기 전에 상기 복원충전을 수행할 배터리의 전해액 비중을 검사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 진단기능을 구비한 배터리 복원장치의 구동방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 복원충전단계는
    상기 복원충전을 수행할 배터리의 내부 온도와 주변온도를 감지하는 단계; 및
    상기 감지된 온도에 따라 상기 복원충전할 배터리에 인가될 전압패턴과 전류패턴을 조정하고, 조정된 값으로 복원충전을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 진단기능을 구비한 배터리 복원장치의 구동방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복원충전단계는
    상기 복원충전을 수행할 배터리에 충전된 충전량을 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 충전량에 따라 상기 복원충전할 배터리에 인가될 복원신호의 전압패턴과 전류패턴을 조정하고, 조정된 값으로 복원충전을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 진단기능을 구비한 배터리 복원장치의 구동방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복원충전단계는
    상기 복원충전을 수행할 배터리에 복원충전이 진행되는 동안 타이머를 동작시키는 단계; 및
    상기 타이머에 예정된 값이 되거나, 상기 계산된 충전량의 결과값에 따라 상기 복원충전할 배터리의 복원충전동작을 종료하는 단계를 포함하는 실시간 진단기능을 구비한 배터리 복원장치의 구동방법.
  8. 실시간진단기능을 하는 배터리 복원장치; 및
    상기 실시간 진단기능에 의해 생성된 배터리의 특성 데이터를 저장하여 데이터 베이스화 하고 다른 배터리 복원시 상기 데이터 베이스에서 데이터를 찾아 복원충전 조건을 설정하도록 하는 주제어 서버를 구비하며,
    상기 복원장치는
    상기 복원충전을 진행할 배터리를 충전시키기 위해 충전신호를 제공하는 충전장치;
    상기 배터리에 복원신호를 제공하여 복원시키기 위한 복원신호 발생장치;
    상기 복원신호와 상기 충전신호를 결합하여 상기 배터리에 제공하기 위한 결합기;
    상기 배터리의 방전을 수행하기 위한 방전장치; 및
    상기 배터리의 복원충전시 예정된 간격마다 상기 배터리의 복원상태를 검사하기 위한 진단블럭
    을 포함하는 실시간 진단기능을 구비한 배터리 복원시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 방전장치는 결합기를 통하지 않고 직접 배터리와 연결되는 것을 특징으로 하는 실시간 진단기능을 구비한 배터리 복원시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 복원장치는 외부 서버와 유무선으로 연결하기 위한 유무선 연결수단을 구비한 것을 특징으로 하는 실시간 진단기능을 구비한 배터리 복원시스템.
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