KR101734704B1 - Method for charging battery and battery charger using temperature detection - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 온도 검출을 이용하는 배터리 충전 방법 및 배터리 충전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 온도 검출을 이용하여 배터리의 열화를 방지하면서 충전 시간을 감소시킬 수 있는 배터리 충전 방법 및 배터리 충전기에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
일반적인 배터리 충전 시스템은 크게 두 개의 스테이지(정전류 충전구간, 정전압 충전구간)를 이용하여 배터리를 충전한다. 정전류 충전은 전류를 일정하게 설정하여 충전하는 방식으로 충전이 진행됨에 따라 배터리의 전압이 상승한다. 정전압 충전은 충전기의 출력 전압을 일정하게 유지시키며 충전하는 방식으로 충전이 진행됨에 따라 배터리 충전 전류는 감소한다.A typical battery charging system uses two stages (constant current charging section, constant voltage charging section) to charge the battery. The constant current charging is a method of charging by setting a constant current, and the voltage of the battery rises as the charging progresses. The constant voltage charging keeps the output voltage of the charger constant, and the charging current decreases as the charging progresses.
대부분의 급속 충전은 정전류 충전 구간의 충전 전류를 높이는 방식을 이용하고 있다. 정전류 충전 방식으로 급속 충전이 이루어질 경우 높은 충전 전류로 단시간에 충전이 가능하지만, 과도한 충전 전류 증가는 배터리의 온도를 상승시키고 배터리팩의 열화 및 수명 감소를 야기할 수 있다.Most rapid charging uses a method of increasing the charging current of the constant current charging section. If the battery is rapidly charged by the constant current charging method, the battery can be charged in a short time with a high charging current. However, excessive charging current may increase the temperature of the battery and deteriorate the battery pack and shorten its service life.
따라서, 배터리의 성능을 감소시키지 않으면서 급속으로 배터리를 충전할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다.Therefore, there is a need for research on a method of rapidly charging the battery without reducing the performance of the battery.
관련 선행문헌으로 대한민국 공개특허 제2006-0130428호가 있다. A related prior art is Korean Patent Publication 2006-0130428.
온도 검출을 이용하여 배터리의 열화를 방지하면서 충전 시간을 감소시킬 수 있는 배터리 충전 방법 및 배터리 충전기를 제공하기 위한 것이다.The present invention provides a battery charging method and a battery charger that can reduce the charging time while preventing deterioration of the battery using temperature detection.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 온도 검출을 이용하는 배터리 충전기의 배터리 충전 방법에 있어서, 배터리 및 상기 배터리 충전기의 온도를 검출하는 단계; 상기 배터리 온도와 배터리 기준 온도를 비교하여 제1비교값을 생성하는 단계; 상기 배터리 충전기 온도와 충전기 기준 온도를 비교하여 제2비교값을 생성하는 단계; 및 상기 제1비교값 및 상기 제2비교값 중 적어도 하나에 따라서, 충전 전류를 조절하는 단계를 포함하는 배터리 충전 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of charging a battery of a battery charger using temperature detection, the method comprising: detecting a temperature of the battery and the battery charger; Comparing the battery temperature with a battery reference temperature to generate a first comparison value; Comparing the battery charger temperature with a charger reference temperature to generate a second comparison value; And adjusting the charge current according to at least one of the first comparison value and the second comparison value.
또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 온도 검출을 이용하는 배터리 충전기의 배터리 충전 방법에 있어서, 배터리 온도를 검출하는 단계; 상기 배터리 온도와 배터리 기준 온도를 비교하여 제1비교값을 생성하는 단계; 배터리 전압을 검출하는 단계; 상기 배터리 전압 및 상기 배터리 충전기의 정격 전력을 이용하여 최대 충전 전류값을 생성하는 단계; 및 상기 제1비교값 및 상기 최대 충전 전류값 중 적어도 하나에 따라서, 충전 전류를 조절하는 단계를 포함하는 배터리 충전 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a battery charging method of a battery charger using temperature detection, comprising: detecting a battery temperature; Comparing the battery temperature with a battery reference temperature to generate a first comparison value; Detecting a battery voltage; Generating a maximum charge current value using the battery voltage and the rated power of the battery charger; And adjusting the charge current according to at least one of the first comparison value and the maximum charge current value.
또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 온도 검출을 이용하는 배터리 충전기에 있어서, 배터리가 탈착되는 배터리 결합부; 및 상기 배터리에 대한 정보 및 상기 배터리 충전기에 대한 정보를 이용하여 충전 전류를 조절하는 충전 제어부를 포함하는 배터리 충전기를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a battery charger using temperature detection, the battery charger comprising: a battery coupling unit to which a battery is detached; And a charge controller for controlling a charge current using information on the battery and information on the battery charger.
본 발명에 따르면 배터리 또는 배터리 충전기를 보호할 수 있는 온도 범위 내에서 충전 전류를 조절함으로써, 배터리 및 배터리 충전기를 보호하면서 충전 시간을 감소시킬 수 있다.According to the present invention, the charge time can be reduced while protecting the battery and the battery charger by adjusting the charge current within a temperature range that can protect the battery or the battery charger.
또한 본 발명에 따르면, 현재 배터리의 충전 상태를 반영하는 배터리의 전압 및 배터리 충전기의 정격 전력에 따른 최대 충전 전류값을 이용하여 충전 전류를 조절함으로써 충전 시간을 감소시킬 수 있다.Also, according to the present invention, the charge time can be reduced by adjusting the charge current using the voltage of the battery reflecting the current state of the battery and the maximum charge current value according to the rated power of the battery charger.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 충전기를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1구체적 실시예에 따른 배터리 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2구체적 실시예에 따른 배터리 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3구체적 실시예에 따른 배터리 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 배터리 충전 방법의 충전 결과를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a battery charger according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining a battery charging method according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a battery charging method according to another embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a battery charging method according to another embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining a battery charging method according to a first specific embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a battery charging method according to a second specific embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a battery charging method according to a third specific embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a view for explaining charging results of the battery charging method according to the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 충전기를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a battery charger according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 충전기(100)는 외부로부터 전원을 공급받아 배터리(130)를 충전하며, 배터리 결합부(110) 및 충전 제어부(120)를 포함한다. 외부 전원이 교류 전원일 경우 배터리 충전기(100)는 다이오드 정류기를 포함하며, 외부 전원이 직류 전원일 경우에는 다이오드 정류기를 포함하지 않는다.Referring to FIG. 1, a
배터리(130)는 배터리 결합부(110)에 탈착되며, 배터리 결합부(110)는 배터리(130)로 전력을 공급한다.The
충전 제어부(120)는 배터리(130)에 대한 정보 및 배터리 충전기(100)에 대한 정보를 이용하여 충전 전류를 조절할 수 있다. 일실시예로서, 배터리(130)에 대한 정보는 배터리(130)의 온도 정보일 수 있으며, 배터리 충전기(100)에 대한 정보는 배터리 충전기(100)의 온도 정보 및 배터리 충전기(100)의 최대 충전 전류값일 수 있다. The
충전 제어부(120)는 배터리(130) 온도와 배터리 기준 온도와의 비교 결과, 배터리 충전기(100) 온도와 충전기 기준 온도와의 비교 결과 및 배터리 충전기(100)의 최대 충전 전류값 중 적어도 하나 이상을 이용하여 충전 전류를 조절할 수 있다. 배터리 기준 온도 및 충전기 기준 온도는, 배터리 및 배터리 충전기가 열화없이 최적의 성능을 발휘하거나 안전하게 충전이 가능한 온도로 설정될 수 있다.The
전술된 바와 같이, 급속 충전을 위해 충전 전류를 증가시킬 경우 배터리(130)의 온도가 증가하며, 이는 배터리(130)의 성능 감소, 수명 감소 등을 야기한다. 따라서 충전 제어부(120)는 배터리(130) 온도가 배터리 기준 온도를 넘지 않도록, 배터리(130) 온도와 배터리 기준 온도를 비교하여 충전 전류를 증가, 유지 또는 감소시킨다.As described above, when the charging current is increased for rapid charging, the temperature of the
한편, 충전 전류가 증가하거나, 배터리의 충전 가능 전력량과 일치하지 않는 배터리 충전기가 사용되거나 또는 기타 고온의 외부 환경 등의 영향으로 배터리 충전기의 온도 또한 상승할 수 있다. 배터리 충전기의 온도가 상승할 경우 최적점 충전 기능을 수행하기 어려울 수 있으므로, 충전 제어부(120)는 배터리 충전기(100) 온도가 충전기 기준 온도를 넘지 않도록 배터리 충전기(100) 온도와 충전기 기준 온도를 비교하여, 충전 전류를 증가, 유지 또는 감소시킬 수 있다.On the other hand, the charging current may increase, or a battery charger that does not match the amount of chargeable electricity of the battery may be used, or the temperature of the battery charger may also increase due to the influence of other high-temperature external environment or the like. The
또한 충전 제어부(120)는 충전 중인 배터리(130)의 전압, 배터리 충전기(100)의 정격 전력을 이용하여 최대 충전 전류값을 생성하고, 현재 충전 전류값과 최대 충전 전류값에 따라 충전 전류를 조절함으로써, 현재 충전 상태를 반영하여 충전 시간을 단축시킬 수 있는 최적의 충전 전류 조절이 가능하다. 또한 최대 충전 전류값이 고정적이지 않으므로 열포화가 일어나지 않은 충전초기에 배터리 기준 온도 및 충전기 기준 온도 내에서 충전 전류를 급속히 증가시켜 더 많은 전력량을 공급할 수 있고, 최종적으로 충전시간을 감소시킬 수 있다.The
일실시예로서, 충전 제어부(120)는 배터리(130) 온도와 배터리 기준 온도의 비교 결과 및 배터리 충전기(100) 온도와 충전기 기준 온도의 비교 결과 중 적어도 하나에 따라서, 충전 전류를 조절할 수 있다. 또는 충전 제어부(120)는 배터리(130) 온도와 배터리 기준 온도의 비교 결과 및 배터리 충전기(100)의 최대 충전 전류값 중 적어도 하나에 따라서, 충전 전류를 조절할 수 있다. 충전 전류는 증가, 감소 또는 유지될 수 있으며 증가량 및 감소량은 실시예에 따라서 다양하게 설정될 수 있다.In one embodiment, the
배터리(130) 및 배터리 충전기(100)에는 NTC 등의 온도 검출 수단이 포함될 수 있으며, 배터리(130)에 대한 온도 정보는 배터리 결합부(110)를 통해 주기적으로 수집될 수 있다. 배터리(130)에 온도 센서가 부착되거나 배터리 충전기(100) 내부에 온도 센서가 포함될 수 있으며, 또는 배터리 결합부(110)가 온도 센서를 포함하고, 배터리(130)가 배터리 결합부(110)에 결합된 상태에서 배터리(130)의 온도 정보가 주기적으로 수집될 수 있다.The
충전 제어부(120)는 정전류 충전 구간에서 전술된 바와 같이, 충전 전류를 조절하며, 이후 배터리 전압이 만충 전압이 되면 정전압 충전으로 전환한다.The
결국, 본 발명에 따르면 배터리 또는 배터리 충전기를 보호할 수 있는 온도 범위 내에서 충전 전류를 조절함으로써, 배터리 및 배터리 충전기를 보호하면서 충전 시간을 감소시킬 수 있다.As a result, according to the present invention, the charge time can be reduced while protecting the battery and the battery charger by adjusting the charge current within a temperature range that can protect the battery or the battery charger.
또한 본 발명에 따르면, 현재 배터리의 충전 상태를 반영하는 배터리의 전압 및 배터리 충전기의 정격 전력에 따른 최대 충전 전류값을 이용하여 충전 전류를 조절함으로써 충전 시간을 감소시킬 수 있다.Also, according to the present invention, the charge time can be reduced by adjusting the charge current using the voltage of the battery reflecting the current state of the battery and the maximum charge current value according to the rated power of the battery charger.
본 발명에 따른 배터리 충전기는 급속 충전 시스템에 채용될 수 있으며, 급속 충전이 필요한 전기 자전거, 전기 자동차 등의 운송수단의 배터리 충전 시스템에 채용될 수 있다.The battery charger according to the present invention may be employed in a rapid charging system, and may be employed in a battery charging system of a vehicle such as an electric bicycle or an electric vehicle requiring rapid charging.
이하 도 2 내지 7을 이용하여 배터리 충전기(100)의 배터리 충전 방법을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a battery charging method of the
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a battery charging method according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 배터리 충전기는 배터리 및 배터리 충전기의 온도를 검출(S210)한다. 전술된 바와 같이 온도 센서를 이용하여 온도 정보가 생성될 수 있다.The battery charger according to the present invention detects the temperature of the battery and the battery charger (S210). Temperature information can be generated using the temperature sensor as described above.
그리고, 배터리 충전기는 배터리 온도와 배터리 기준 온도를 비교하여 제1비교값을 생성(S220)하고, 배터리 충전기 온도와 충전기 기준 온도를 비교하여 제2비교값을 생성(S230)한다. 즉, 제1비교값 및 제2비교값은 배터리 온도 및 배터리 충전기 온도가 기준 온도 이상인지 이하인지에 대한 정보를 포함한다. 이 때, 배터리 충전기는 배터리 온도가 배터리 기준 온도보다 작을 경우, 제2비교값을 생성할 수 있다. 그리고 단계 S220 및 S230은 기 설정된 주기마다 수행될 수 있다.The battery charger compares the battery temperature and the battery reference temperature to generate a first comparison value (S220), and compares the battery charger temperature and the charger reference temperature to generate a second comparison value (S230). That is, the first comparison value and the second comparison value include information on whether the battery temperature and the battery charger temperature are equal to or higher than the reference temperature. At this time, the battery charger can generate the second comparison value when the battery temperature is lower than the battery reference temperature. And steps S220 and S230 may be performed every predetermined period.
배터리 충전기는 제1비교값 및 제2비교값 중 적어도 하나에 따라서, 충전 전류를 조절(S240)한다. 보다 구체적으로 배터리 충전기는 배터리 온도가 배터리 기준 온도보다 낮고, 배터리 충전기 온도가 충전기 기준 온도보다 낮은 경우, 충전 전류를 증가시킨다. 그리고 배터리 온도가 배터리 기준 온도보다 높거나 또는 배터리 충전기 온도가 충전기 기준 온도보다 높은 경우, 충전 전류를 유지하거나 또는 감소시킨다.The battery charger adjusts the charging current according to at least one of the first comparison value and the second comparison value (S240). More specifically, the battery charger increases the charging current when the battery temperature is lower than the battery reference temperature and the battery charger temperature is lower than the charger reference temperature. And maintains or reduces the charge current when the battery temperature is higher than the battery reference temperature or the battery charger temperature is higher than the charger reference temperature.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a battery charging method according to another embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 배터리 충전기는 배터리 온도를 검출(S310)하고, 배터리 온도와 배터리 기준 온도를 비교하여 제1비교값을 생성(S320)한다.The battery charger according to the present invention detects the battery temperature (S310), and compares the battery temperature and the battery reference temperature to generate a first comparison value (S320).
그리고 배터리 충전기는 배터리 전압을 검출(S330)하고, 배터리 전압 및 배터리 충전기의 정격 전력을 이용하여 배터리 충전기의 최대 충전 전류값을 생성(S340)한다. 최대 충전 전류값은 배터리 전압과 정격 전력의 나누기에 의해 생성될 수 있다. 배터리 충전기는 충전중인 배터리 전압을 주기적으로 검출하고 충전이 진행됨에 따라 배터리 전압은 변하기 때문에, 최대 충전 전류값 역시 가변된다. 단계 S330 및 S340은 배터리 온도가 배터리 기준 온도보다 작을 경우 수행될 수 있다.Then, the battery charger detects the battery voltage (S330), and generates a maximum charging current value of the battery charger using the battery voltage and the rated power of the battery charger (S340). The maximum charge current value can be generated by dividing the battery voltage and the rated power. Since the battery charger periodically detects the battery voltage being charged and the battery voltage changes as charging progresses, the maximum charge current value also varies. Steps S330 and S340 may be performed when the battery temperature is lower than the battery reference temperature.
배터리 충전기는 제1비교값 및 최대 충전 전류값 중 적어도 하나에 따라서, 충전 전류를 조절(S350)한다. 보다 구체적으로 배터리 충전기는 배터리 온도가 배터리 기준 온도보다 낮고, 현재 충전 전류가 최대 충전 전류값보다 작을 경우, 충전 전류를 증가시킨다. 그리고 배터리 온도가 배터리 기준 온도보다 높거나 또는 현재 충전 전류가 최대 충전 전류값보다 높은 경우, 충전 전류를 유지하거나 또는 감소시킨다.The battery charger adjusts the charge current according to at least one of the first comparison value and the maximum charge current value (S350). More specifically, the battery charger increases the charging current when the battery temperature is lower than the battery reference temperature and the current charging current is smaller than the maximum charging current value. And maintains or reduces the charge current when the battery temperature is higher than the battery reference temperature or the current charge current is higher than the maximum charge current value.
한편, 도 2에서 설명된 배터리 충전 방법과 도 3에서 설명된 배터리 충전 방법은 함께 수행될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 충전기는 배터리 온도를 기준 온도와 비교하고, 배터리 충전기 온도를 기준 온도와 비교하고, 현재 충전 전류를 최대 충전 전류값과 비교하여 충전 전류를 조절할 수도 있다. 그리고 비교 순서는 실시예에 따라서 다양하게 결정될 수 있다.Meanwhile, the battery charging method illustrated in FIG. 2 and the battery charging method illustrated in FIG. 3 may be performed together. That is, the battery charger according to the present invention may compare the battery temperature with the reference temperature, compare the battery charger temperature with the reference temperature, and adjust the charging current by comparing the current charging current with the maximum charging current value. And the comparison order can be variously determined according to the embodiment.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a battery charging method according to another embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 배터리 충전기는 배터리 온도의 증가율 또는 배터리 충전기 온도의 증가율을 이용하여 충전 전류를 조절할 수도 있다.The battery charger according to the present invention may adjust the charging current using the rate of increase of the battery temperature or the rate of increase of the battery charger temperature.
배터리 온도 또는 배터리 충전기 온도가 기준 온도 이하라고 하더라도 배터리 온도 또는 배터리 충전기 온도의 증가율이 너무 높으면, 기준 온도 근처에서 충전 전류를 감소시키더라도 배터리 온도 또는 배터리 충전기 온도가 급격히 증가하거나 기준 온도를 초과할 수 있다. 배터리 온도 또는 배터리 충전기 온도의 증가율에 따라서 충전 전류를 유지 또는 감소시키는 경우 이러한 문제를 해결할 수 있다.Even if the battery temperature or the battery charger temperature is below the reference temperature, if the rate of increase of the battery temperature or the battery charger temperature is too high, the battery temperature or the battery charger temperature may suddenly increase or exceed the reference temperature have. This problem can be solved if the charge current is maintained or reduced according to the battery temperature or the rate of increase of the battery charger temperature.
배터리 충전기는 배터리 및 배터리 충전기의 온도를 검출(S410)하고, 배터리 온도의 증가율 또는 배터리 충전기 온도의 증가율을 계산(S420)한다. 그리고 배터리 온도의 증가율 또는 배터리 충전기 온도의 증가율이 임계값 이상인 경우, 충전 전류를 유지하거나 감소(S430)시킨다.The battery charger detects the temperature of the battery and the battery charger (S410), and calculates the rate of increase of the battery temperature or the rate of increase of the battery charger temperature (S420). If the rate of increase of the battery temperature or the rate of increase of the battery charger temperature is equal to or higher than the threshold value, the charging current is maintained or decreased (S430).
단계 S420 및 S430은 배터리 온도 및 배터리 충전기 온도와 기준 온도가 비교된 이후, 배터리 온도 또는 배터리 충전기 온도가 기준 온도보다 높을 경우에 충전 제어부에서 수행될 수 있다.Steps S420 and S430 may be performed in the charge controller after the battery temperature and the battery charger temperature are compared with the reference temperature and the battery temperature or the battery charger temperature is higher than the reference temperature.
도 5는 본 발명의 제1구체적 실시예에 따른 배터리 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining a battery charging method according to a first specific embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 배터리 충전기는 배터리팩 전압과 배터리팩의 만충 전압을 비교(S501)하고 배터리팩 전압이 만충 전압보다 작으면 정전류 충전을 수행한다. 그리고 배터리팩 전압이 만충 전압 이상이 되면, 정전압 충전을 수행(S509)한다.The battery charger according to the present invention compares the battery pack voltage and the full charge voltage of the battery pack (S501) and performs the constant current charge when the battery pack voltage is less than the full charge voltage. When the battery pack voltage becomes equal to or higher than the full charge voltage, constant voltage charging is performed (S509).
정전류 충전 단계에서 배터리 충전기는 배터리팩 온도와 배터리팩 기준 온도를 비교(S502)한다. 배터리팩 온도가 배터리팩 기준 온도보다 작을 경우 배터리 충전기 온도와 충전기 기준 온도를 비교(S503)한다. 배터리 충전기는 배터리팩 온도와 배터리 충전기 온도를 주기적으로 모니터링하며 기준 온도와 비교한다.In the constant current charging step, the battery charger compares the battery pack temperature with the reference temperature of the battery pack (S502). When the battery pack temperature is lower than the battery pack reference temperature, the battery charger temperature is compared with the charger reference temperature (S503). The battery charger periodically monitors the battery pack temperature and battery charger temperature and compares them to the reference temperature.
배터리 충전기 온도가 충전기 기준 온도보다 작을 경우, 충전 전류를 ΔC만큼 상승시키는 충전 전류 지령을 생성하여, 충전 전류를 ΔC만큼 증가(S504)시킨다. 배터리 충전기 온도가 충전기 기준 온도보다 크거나 충전기 기준 온도와 같을 경우 충전 전류를 유지하는 전류 지령을 생성하며, 충전 전류가 유지(S505)된다.When the temperature of the battery charger is lower than the reference temperature of the charger, a charge current command for raising the charge current by? C is generated and the charge current is increased by? C (S504). When the temperature of the battery charger is higher than the reference temperature of the charger or equal to the reference temperature of the charger, a current command for maintaining the charging current is generated and the charging current is maintained (S505).
배터리 충전기는 단계 S502에서 배터리팩 온도가 배터리팩 기준 온도보다 크다고 판단한 경우, 다시 배터리팩 온도가 배터리팩 기준 온도보다 큰지 여부를 판단(S506)한다. 판단 결과, 배터리팩 온도가 배터리팩 기준 온도보다 큰 경우 충전 전류를 ΔC만큼 감소시키는 충전 전류 지령을 생성하여, 충전 전류를 감소(S507)시키고, 그렇지 않은 경우 충전 전류를 유지하는 전류 지령을 생성하여 전류 지령을 유지(S508)한다.If the battery charger determines in step S502 that the battery pack temperature is higher than the battery pack reference temperature, the battery charger determines whether the battery pack temperature is greater than the battery pack reference temperature in step S506. As a result of the determination, if the battery pack temperature is higher than the reference temperature of the battery pack, a charge current command for reducing the charge current by? C is generated to reduce the charge current (S507). Otherwise, a current command for maintaining the charge current is generated The current command is maintained (S508).
정전류 충전 단계에 의해 배터리팩 전압이 만충 전압이 되면, 정전압 충전이 수행(S509)되고, 충전 전류가 충전 완료 기준 전류보다 작다고 판단(S510)되면 충전이 완료된다.When the battery pack voltage becomes full voltage by the constant current charging step, the constant voltage charging is performed (S509). When the charging current is judged to be smaller than the charging completion reference current (S510), the charging is completed.
도 6은 본 발명의 제2구체적 실시예에 따른 배터리 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a battery charging method according to a second specific embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 배터리 충전기는 배터리팩 전압과 배터리팩의 만충 전압을 비교(S601)하고 배터리팩 전압이 만충 전압보다 작으면 정전류 충전을 수행한다. 그리고 배터리팩 전압이 만충 전압 이상이 되면, 정전압 충전을 수행(S612)한다.The battery charger according to the present invention compares the battery pack voltage and the full charge voltage of the battery pack (S601) and performs constant current charging when the battery pack voltage is less than the full charge voltage. When the battery pack voltage becomes equal to or higher than the full charge voltage, constant voltage charging is performed (S612).
정전류 충전 단계에서 배터리 충전기는 배터리팩 온도와 배터리팩 기준 온도를 비교(S602)한다. 배터리팩 온도가 배터리팩 기준 온도보다 작을 경우, 검출된 배터리 전압과 배터리 충전기의 정격 전력을 이용하여 최대 충전 전류값을 계산(S603)한다.In the constant current charging step, the battery charger compares the battery pack temperature and the reference temperature of the battery pack (S602). If the battery pack temperature is lower than the battery pack reference temperature, the maximum charge current value is calculated using the detected battery voltage and the rated power of the battery charger (S603).
그리고 현재 충전 전류와 최대 충전 전류값을 비교(S604)하고, 현재 충전 전류가 최대 충전 전류값보다 크면 충전 전류를 감소(S605)시킨다. 현재 충전 전류가 최대 충전 전류값보다 작으면 배터리 충전기 온도와 충전기 기준 온도를 비교(S606)한다. 비교 결과, 배터리 충전기 온도가 충전기 기준 온도보다 작으면 충전 전류를 상승(S607)시키고, 배터리 충전기 온도가 충전기 기준 온도보다 크거나 충전기 기준 온도와 같을 경우 충전 전류를 유지(S608)한다.Then, the current charging current and the maximum charging current value are compared (S604). If the current charging current is larger than the maximum charging current value, the charging current is decreased (S605). If the current charge current is smaller than the maximum charge current value, the battery charger temperature is compared with the charger reference temperature (S606). If the temperature of the battery charger is lower than the reference temperature of the charger, the charging current is increased (S607). If the temperature of the battery charger is equal to or higher than the reference temperature of the charger, the charging current is maintained (S608).
배터리 충전기는 단계 S602에서 배터리팩 온도가 배터리팩 기준 온도보다 크다고 판단한 경우, 다시 배터리팩 온도가 배터리팩 기준 온도보다 큰지 여부를 판단(S609)한다. 판단 결과, 배터리팩 온도가 배터리팩 기준 온도보다 큰 경우 충전 전류를 감소(S610)시키고, 그렇지 않은 경우 충전 전류를 유지(S611)한다.If it is determined in step S602 that the battery pack temperature is higher than the battery pack reference temperature, the battery charger determines whether the battery pack temperature is greater than the battery pack reference temperature (S609). If it is determined that the battery pack temperature is higher than the battery pack reference temperature, the charging current is decreased (S610). Otherwise, the charging current is maintained (S611).
정전류 충전 단계에 의해 배터리팩 전압이 만충 전압이 되면, 정전압 충전이 수행(S612)되고, 충전 전류가 충전 완료 기준 전류보다 작다고 판단(S613)되면 충전이 완료된다.When the battery pack voltage reaches the full charge voltage by the constant current charging step, constant voltage charging is performed (S612). When it is determined that the charging current is smaller than the charging completion reference current (S613), charging is completed.
도 7은 본 발명의 제3구체적 실시예에 따른 배터리 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining a battery charging method according to a third specific embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 배터리 충전기는 배터리팩 전압과 배터리팩의 만충 전압을 비교(S701)하고 배터리팩 전압이 만충 전압보다 작으면 정전류 충전을 수행한다. 그리고 배터리팩 전압이 만충 전압 이상이 되면, 정전압 충전을 수행(S710)한다.The battery charger according to the present invention compares the battery pack voltage with the full charge voltage of the battery pack (S701) and performs the constant current charge when the battery pack voltage is less than the full charge voltage. When the battery pack voltage becomes equal to or higher than the full charge voltage, constant voltage charging is performed (S710).
정전류 충전 단계에서 배터리 충전기는 배터리팩 온도와 배터리팩 기준 온도를 비교(S702)한다. 배터리팩 온도가 배터리팩 기준 온도보다 작을 경우, 검출된 배터리 전압과 배터리 충전기의 정격 전력을 이용하여 최대 충전 전류값을 계산(S703)한다.In the constant current charging step, the battery charger compares the battery pack temperature and the reference temperature of the battery pack (S702). If the battery pack temperature is lower than the battery pack reference temperature, the maximum charge current value is calculated using the detected battery voltage and the rated power of the battery charger (S703).
그리고 현재 충전 전류와 최대 충전 전류값을 비교(S704)하고, 현재 충전 전류가 최대 충전 전류값보다 크면 충전 전류 지령를 감소(S705)시킨다. 현재 충전 전류가 최대 충전 전류값보다 작으면 충전 전류를 상승(S706)시킨다.Then, the current charging current and the maximum charging current value are compared (S704). If the current charging current is larger than the maximum charging current value, the charging current command is decreased (S705). If the present charge current is smaller than the maximum charge current value, the charge current is increased (S706).
배터리 충전기는 단계 S702에서 배터리팩 온도가 배터리팩 기준 온도보다 크다고 판단한 경우, 다시 배터리팩 온도가 배터리팩 기준 온도보다 큰지 여부를 판단(S707)한다. 판단 결과, 배터리팩 온도가 배터리팩 기준 온도보다 큰 경우 충전 전류를 감소(S708)시키고, 그렇지 않은 경우 충전 전류를 유지(S709)한다.If the battery charger determines in step S702 that the battery pack temperature is greater than the battery pack reference temperature, the battery charger determines whether the battery pack temperature is greater than the battery pack reference temperature (S707). If it is determined that the battery pack temperature is higher than the battery pack reference temperature, the charging current is decreased (S708). Otherwise, the charging current is maintained (S709).
정전류 충전 단계에 의해 배터리팩 전압이 만충 전압이 되면, 정전압 충전이 수행(S710)되고, 충전 전류가 충전 완료 기준 전류보다 작다고 판단(S711)되면 충전이 완료된다.When the battery pack voltage reaches the full charge voltage by the constant current charging step, constant voltage charging is performed (S710). When it is determined that the charging current is smaller than the charging completion reference current (S711), charging is completed.
한편, 도 5 내지 도 7에서는 충전 전류의 증가량 및 감소량이 ΔC로 동일한 경우가 일실시예로서 설명되었지만, 충전 전류의 증가량 및 감소량은 서로 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 보다 빠르게 배터리를 충전하기 위해 충전 전류의 증가량이 충전 전류의 감소량보다 클 수 있다. 5 to 7 illustrate the case where the increase and the decrease amounts of the charge current are the same as? C, but the increase and decrease amounts of the charge current may be set to be different from each other. For example, in order to charge the battery faster, the increase in charge current may be greater than the decrease in charge current.
배터리 충전기는 주기적으로 온도를 비교하거나 최대 충전 전류값을 계산하며, 비교 결과 또는 계산 결과에 따라서 주기적으로 기 설정된 증가량 또는 감소량만큼씩 충전 전류를 증가시키거나 감소시킬 수 있다.The battery charger periodically compares the temperature or calculates the maximum charging current value, and can increase or decrease the charging current periodically by a predetermined amount of increase or decrease according to the comparison result or calculation result.
도 8은 본 발명에 따른 배터리 충전 방법의 충전 결과를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 8 is a view for explaining charging results of the battery charging method according to the present invention.
도 8에서 이용된 배터리 팩의 만충전압은 42V이며, 최대 운전온도는 50도이다. 그리고 배터리 충전기의 최대 출력 전압은 42V, 정격 전력은 320W이며, 최대 운전온도는 65도이다. 배터리 기준온도 및 충전기 기준 온도는 각각 최대 운전온도의 90%인 45도 및 58.5도로 설정되었다.The full charge voltage of the battery pack used in FIG. 8 is 42 V, and the maximum operation temperature is 50 degrees. The maximum output voltage of the battery charger is 42V, the rated power is 320W, and the maximum operating temperature is 65 degrees. The battery reference temperature and the charger reference temperature were set at 45 degrees and 58.5 degrees, respectively, which are 90% of the maximum operating temperature.
도 8에서 빨간색 그래프는 충전 전류를 나타내며, 초록색 그래프는 배터리 전압을 나타낸다.8, the red graph represents the charging current, and the green graph represents the battery voltage.
최초 배터리팩의 온도는 상온 25도이며, 배터리팩의 전압은 25V이다. 배터리팩의 온도가 배터리 기준온도보다 작기 때문에 배터리 충전기의 최대 충전 전류값이 계산된다. 정격 전력 320W를 배터리 팩의 전압 25V로 나누면 최대 충전 전류값이 10.6A이다. 현재 충전 전류가 최대 충전 전류값보다 작기 때문에 충전 전류가 상승되어 9.5A로 배터리가 정전류 충전된다.The temperature of the first battery pack is 25 ° C at room temperature, and the voltage of the battery pack is 25V. Since the temperature of the battery pack is less than the battery reference temperature, the maximum charge current value of the battery charger is calculated. Divide the rated power 320W by the
충전이 진행됨에 따라 배터리팩의 전압이 점차 상승하며, 배터리팩의 전압이 36.5V일 경우 최대 충전 전류값은 8.76A가 된다. 따라서 배터리팩의 온도가 44도로서 배터리 기준 온도보다 낮지만 현재 충전 전류가 최대 충전 전류값보다 높으므로 충전 전류가 8A로 감소된다.As the charging progresses, the voltage of the battery pack gradually rises. When the voltage of the battery pack is 36.5 V, the maximum charging current value becomes 8.76 A. Therefore, although the temperature of the battery pack is 44 degrees, which is lower than the battery reference temperature, the charging current is reduced to 8 A because the current charging current is higher than the maximum charging current value.
이후, 배터리팩의 온도가 45도 이상이 되어, 충전 전류가 7.5A로 감소된다.Then, the temperature of the battery pack becomes 45 degrees or more, and the charging current is reduced to 7.5 A.
배터리팩의 전압이 만충 전압인 42V에 도달하면, 정전압 충전이 수행되며, 충전 전류가 감소하고 배터리팩의 충전 전류가 충전 완료 기준 전류인 300mA가 되면 충전이 종료된다.When the voltage of the battery pack reaches 42 V, which is the full charge voltage, the constant voltage charging is performed. When the charging current decreases and the charging current of the battery pack reaches 300 mA, which is the reference current for charging, the charging is terminated.
앞서 설명한 기술적 내용들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예들을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The above-described technical features may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific constituent elements, and limited embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- And various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .
Claims (15)
배터리 온도를 검출하는 단계;
상기 배터리 온도와 배터리 기준 온도를 비교하여 제1비교값을 생성하는 단계;
배터리 전압을 검출하는 단계;
상기 배터리 전압 및 상기 배터리 충전기의 정격 전력을 이용하여 최대 충전 전류값을 생성하는 단계; 및
상기 제1비교값 및 상기 최대 충전 전류값에 따라서, 충전 전류를 조절하는 단계를 포함하며,
상기 충전 전류를 조절하는 단계는
현재 충전 전류와 상기 최대 충전 전류값를 비교하여 충전 전류를 조절하며,
주기적으로 증가 또는 감소되는 상기 충전 전류의 증가량은 상기 충전 전류의 감소량보다 큰,
배터리 충전 방법.
A battery charging method of a battery charger using temperature detection,
Detecting battery temperature;
Comparing the battery temperature with a battery reference temperature to generate a first comparison value;
Detecting a battery voltage;
Generating a maximum charge current value using the battery voltage and the rated power of the battery charger; And
Adjusting the charge current according to the first comparison value and the maximum charge current value,
The step of adjusting the charge current
The charging current is adjusted by comparing the current charging current with the maximum charging current value,
The increase amount of the charge current which is periodically increased or decreased is larger than the decrease amount of the charge current,
How to charge the battery.
상기 최대 충전 전류값을 생성하는 단계는
상기 배터리 온도가 상기 배터리 기준 온도보다 작을 경우, 상기 최대 충전 전류값을 생성하는
배터리 충전 방법.
8. The method of claim 7,
The step of generating the maximum charge current value
When the battery temperature is lower than the battery reference temperature, generates the maximum charge current value
How to charge the battery.
상기 충전 전류를 조절하는 단계는
상기 배터리 온도가 상기 배터리 기준 온도보다 낮고, 현재 충전 전류가 상기 최대 충전 전류값보다 작을 경우, 상기 충전 전류를 증가시키는
배터리 충전 방법.
8. The method of claim 7,
The step of adjusting the charge current
When the battery temperature is lower than the battery reference temperature and the current charge current is smaller than the maximum charge current value,
How to charge the battery.
상기 충전 전류를 조절하는 단계는
상기 배터리 온도가 상기 배터리 기준 온도보다 높거나 또는 상기 현재 충전 전류가 상기 최대 충전 전류값보다 높은 경우, 상기 충전 전류를 유지하거나 또는 감소시키는
배터리 충전 방법.
10. The method of claim 9,
The step of adjusting the charge current
When the battery temperature is higher than the battery reference temperature or when the current charge current is higher than the maximum charge current value,
How to charge the battery.
상기 배터리 충전 방법은
상기 배터리 충전기의 온도를 검출하는 단계; 및
상기 배터리 충전기의 온도와 충전기 기준 온도를 비교하여 제2비교값을 생성하는 단계를 더 포함하며,
상기 충전 전류를 조절하는 단계는
상기 제2비교값을 더 이용하여 상기 충전 전류를 조절하는
배터리 충전 방법.
8. The method of claim 7,
The battery charging method
Detecting a temperature of the battery charger; And
Further comprising: comparing a temperature of the battery charger with a reference temperature of the charger to generate a second comparison value,
The step of adjusting the charge current
And the second comparison value is further used to adjust the charge current
How to charge the battery.
배터리가 탈착되는 배터리 결합부; 및
배터리 온도와 배터리 기준 온도의 비교 결과 및 상기 배터리 충전기의 최대 충전 전류값에 따라서, 충전 전류를 조절하는 충전 제어부를 포함하며,
상기 충전 제어부는 배터리 전압 및 상기 배터리 충전기의 정격 전력을 이용하여, 상기 최대 충전 전류값을 생성하며,
상기 충전 제어부는 현재 충전 전류와 상기 최대 충전 전류값를 비교하여 충전 전류를 조절하며,
주기적으로 증가 또는 감소되는 상기 충전 전류의 증가량은 상기 충전 전류의 감소량보다 큰,
배터리 충전기.
A battery charger using temperature detection,
A battery coupling portion to which the battery is detached; And
And a charge controller for controlling a charge current according to a result of comparison between a battery temperature and a battery reference temperature and a maximum charge current value of the battery charger,
Wherein the charge control unit generates the maximum charge current value using the battery voltage and the rated power of the battery charger,
The charge controller controls the charge current by comparing the current charge current with the maximum charge current value,
The increase amount of the charge current which is periodically increased or decreased is larger than the decrease amount of the charge current,
Battery charger.
상기 배터리의 온도 정보를 수신하는 정보 수신부
를 더 포함하는 배터리 충전기.
13. The method of claim 12,
An information receiving unit for receiving temperature information of the battery;
And a battery charger.
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|---|---|---|---|
| KR1020150154838A KR101734704B1 (en) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | Method for charging battery and battery charger using temperature detection |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AMND | Amendment | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |