KR102632330B1 - 항공기용 배터리 충전장치 및 그 제어 방법 - Google Patents
항공기용 배터리 충전장치 및 그 제어 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102632330B1 KR102632330B1 KR1020230022151A KR20230022151A KR102632330B1 KR 102632330 B1 KR102632330 B1 KR 102632330B1 KR 1020230022151 A KR1020230022151 A KR 1020230022151A KR 20230022151 A KR20230022151 A KR 20230022151A KR 102632330 B1 KR102632330 B1 KR 102632330B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- charging
- current
- battery
- voltage
- maximum
- Prior art date
Links
- 238000007600 charging Methods 0.000 title claims abstract description 474
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 42
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 24
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 15
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 7
- 230000036541 health Effects 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- 238000010277 constant-current charging Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 101001033754 Homo sapiens Mediator of RNA polymerase II transcription subunit 31 Proteins 0.000 description 1
- 102100039122 Mediator of RNA polymerase II transcription subunit 31 Human genes 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
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
- H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
- H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
- F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
- F02N11/0862—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery
-
- 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
- H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
-
- 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
- H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
-
- 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
- H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
- H02M1/0009—Devices or circuits for detecting current in a converter
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
- H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
- H02M1/4225—Arrangements for improving power factor of AC input using a non-isolated boost converter
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/06—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
본 발명은, 각각의 배터리 셀들이 온도에 따라 가변 충전전류 및/또는 가변 충전전압으로 충전되도록 함으로써, 다수의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 팩을 효율적이고 안전하게 충전할 수 있는 항공기용 배터리 충전장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기용 배터리 충전장치는, 입력된 교류전류를 직류의 충전전류로 변환하여 배터리 팩에 포함된 다수의 배터리 셀들을 정전류 모드로 충전하는 것으로, 상기 배터리 셀들의 셀온도를 입력받는 온도 입력부(110); 상기 배터리 셀들의 충전 개시 후 소요되는 충전시간을 계산하는 충전시간 산출부(140); 상기 배터리 셀들을 충전하는 충전전압을 입력받는 충전전압 입력부(120); 교류전류를 입력받아 실질적으로 일정한 레벨의 충전전류를 생성하는 충전회로부(200); 및 상기 셀온도에 따라 상기 배터리 셀들을 충전하는 충전전류, 최대충전전압, 및 최대충전시간을 결정하고, 상기 충전전압이 상기 최대충전전압에 도달하거나 상기 충전시간이 상기 최대충전시간 도달할 때까지 상기 충전전류를 출력하도록 제어하는 충전 제어부(150);를 구비할 수 있다.
Description
본 발명은 항공기용 배터리 충전장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 팩을 효율적이고 안전하게 충전할 수 있도록 제어하는 항공기용 배터리 충전장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
항공기에는 엔진 시동을 위하여 사용되는 시동 배터리가 탑재될 수 있다. 시동 배터리의 주 기능은 항공기의 엔진 시동에 필요한 전력을 공급하는 것이다. 항공기의 제트엔진에 매우 크기 때문에 자동차처럼 간단하게 배터리로 시동을 걸 수는 없다. 종래에는 GPU(Ground Power Unit) 즉 전원차라 불리는 특수 차량을 연결하여 시동을 걸었다.
최근의 항공기는 APU(Auxiliary Power Unit) 즉 항공기 보조동력장치로 불리는 소형엔진을 장착하여 주엔진의 시동에 필요한 고압공기를 공급하는 시동을 거는데, 시동 배터리는 APU를 구동하기 위한 전원을 공급한다. 또한, 시동 배터리의 다른 기능은 유틸리티 및 항공기 내 주요 전원이 필요한 비상 전원을 공급하는 역할을 할 수도 있다.
시동 배터리를 충전하는 데 시동 배터리 충전을 위한 항공기용 시동 배터리 충전기가 별도로 필요할 수 있다. 항공기용 시동 배터리의 충전은 -40도시 내지 60도시 까지의 저온 환경에서 고온 환경까지 다양한 온도 환경에서 이루어질 수 있다. 따라서, 다양한 온도 환경에서도 다수의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 팩을 효율적이고 안전하게 충전할 수 있는 충전기가 필요하다.
본 발명의 목적은, 각각의 배터리 셀들이 온도에 따라 가변 충전전류 및/또는 가변 충전전압으로 충전되도록 함으로써, 다수의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 팩을 효율적이고 안전하게 충전할 수 있는 항공기용 배터리 충전장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 항공기용 배터리 충전장치는, 입력되는 교류전류를 직류의 충전전류로 변환하여 배터리 팩에 포함된 다수의 배터리 셀들을 충전하는 것으로, 상기 배터리 셀들의 셀온도를 입력받는 온도 입력부(110); 상기 배터리 셀들의 충전 개시 후 소요되는 충전시간을 계산하는 충전시간 산출부(140); 상기 배터리 셀들을 충전하는 충전전압을 입력받는 충전전압 입력부(120); 교류전류를 입력받아 실질적으로 일정한 레벨의 충전전류를 생성하는 충전회로부(200); 및 상기 셀온도에 따라 상기 배터리 셀들을 충전하는 충전전류, 최대충전전압, 및 최대충전시간을 결정하고, 상기 충전전압이 상기 최대충전전압에 도달하거나 상기 충전시간이 상기 최대충전시간 도달할 때까지 상기 충전전류를 출력하도록 제어하는 충전 제어부(150);를 구비할 수 있다.
상기 충전전류, 최대충전전압, 및 최대충전시간이 상기 배터리 셀들의 타입, 배터리 충전 상태정보, 및 배터리 상태정보로부터 결정될 수 있다.
상기 셀온도, 상기 충전 상태정보, 및 상기 배터리 상태정보를 설정된 시간 간격으로 모니터링 하고, 상기 셀온도, 상기 충전 상태정보, 및 상기 배터리 상태정보가 설정된 범위 이상 변경된 경우에 상기 충전전류, 상기 최대충전전압, 및 상기 최대충전시간이 설정된 시간 간격으로 재설정될 수 있다.
상기 충전전류, 최대충전전압, 및 최대충전시간이 설정된 시간 간격으로 재설정될 수 있다.
상기 충전회로부(200)가, 교류의 입력전류를 입력받아 전자파 노이즈를 차단하여 제1 교류전류를 생성하는 전자파 차단필터(210), 상기 제1 교류전류를 정류하여 정류전류를 생성하는 브릿지 정류회로(220), 상기 정류전류의 역률을 부스트 보정하여 역률보정전류를 생성하는 역률보정회로(230), 풀 브릿지 스위칭 회로를 포함하여 상기 역률보정전류의 전압 레벨을 변환하여 제1 전류를 생성하는 직류/직류 변환회로(240), 스위칭 회로를 포함하여 상기 제1 전류의 전압 레벨을 변환하여 제2 전류를 생성하는 전압강하 트랜스포머(250), 및 LCL 회로를 포함하여 상기 제2 전류의 고조파를 감쇄하여 상기 충전전류를 생성하는 출력필터회로(260)를 구비할 수 있다.
상기 출력필터회로 출력단에 구비되여 상기 충전전류를 측정하는 전류센서(270), 상기 충전전류를 전기적으로 절연하여 측정전류를 생성하는 포토 커플러(280), 및 상기 측정전류를 입력받아 상기 직류/직류 변환회로를 PWM 제어하는 PWM 제어기(290)를 더 구비할 수 있다.
상기 역률보정회로(230)가, 입력단에 배치되는 입력 컨덴서(Cin), 입력단과 출력단 사이에 배치되는 부스트 인덕터(Lb), 상기 부스트 인덕터와 출력단 사이에 배치되는 SiC 다이오드(D2), 상기 입력단과 출력단 사이에 상기 부스트 인덕터(Lb)와 상기 SiC 다이오드(D2)를 바이패스하도록 배치되는 바이패스 다이오드(D1), 상기 부스트 인덕터(Lb)와 상기 SiC 다이오드(D2) 사이의 노드와 접지단 사이에 배치되는 스위칭 소자(Q1, Q2), 및 상기 출력단에 배치되는 출력 커패시터(Cout)를 구비할 수 있다.
상기 스위칭 소자(Q1, Q2)가 두 개의 MOSFET 소자가 병렬로 연결되어 이루어질 수 있다.
상기 역률보정회로가 출력전류를 입력받아 상기 스위칭 소자들을 PWM 제어하는 제어소자(U1)을 더 구비할 수 있다.
상기 항공기용 배터리 충전장치(100)가 다른 배터리 팩(10)에 연결 가능한 이동식 충전기이며, 외부로 입력되는 교류입력을 입력받는 입력단자(21), 상기 충전전류를 상기 배터리 팩(10)으로 출력하고, 상기 배터리 팩(10)으로부터 상기 배터리 셀들의 정보를 입력받는 충전 커넥터(22), 및 케이스(20)에 설치되어 상기 충전장치를 휴대 가능하도록 하는 손잡이(23)를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 항공기용 배터리 충전장치의 제어방법은, 입력되는 교류전류를 직류의 충전전류로 변환하여 배터리 팩에 포함된 다수의 배터리 셀들을 충전하는 것으로, 교류의 입력전류를 입력받는 입력단계; 상기 배터리 셀들의 셀온도를 입력받는 셀온도 입력단계; 상기 셀온도에 따라 상기 배터리 셀들을 충전하는 충전전류, 최대충전전압, 및 최대충전시간을 결정하는 단계; 상기 입력전류를 입력받아 실질적으로 일정한 레벨의 충전전류를 생성하는 충전전류 생성단계; 상기 배터리 셀들의 충전 개시 후 소요되는 충전시간을 계산하는 충전시간 산출단계; 상기 배터리 셀들을 충전하는 충전전압을 입력받는 충전전압 입력단계; 및 상기 충전전압이 상기 최대충전전압에 도달하거나 상기 충전시간이 상기 최대충전시간 도달했는지 여부를 판단하는 판단단계;를 구비할 수 있다.
삭제
상기 판단단계에 상기 충전전압이 상기 최대충전전압에 도달하거나 상기 충전시간이 상기 최대충전시간 도달하면 상기 충전전류의 생성을 정지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 각각의 배터리 셀들이 온도에 따라 가변 충전전류 및/또는 가변 충전전압으로 충전되도록 함으로써, 다수의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 팩을 효율적이고 안전하게 충전할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기용 시동 배터리 시스템(배터리 팩)과 항공기용 배터리 충전장치의 외관을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 항공기용 시동 배터리 시스템(배터리 팩)과 항공기용 배터리 충전장치의 내부 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 1의 항공기용 배터리 충전장치의 내부 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 4는 도 3의 항공기용 배터리 충전장치에서 충전회로부의 내부 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 5는 도 4의 항공기용 배터리 충전장치의 충전회로부에서 역률보정회로의 내부 구성을 개략적으로 보여주는 회로도이다.
도 6은 도 5의 역률보정회로의 제어소자(U1)의 부하전류에 따른 효율성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 도 5의 역률보정회로의 부하전류에 따른 역률을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8 및 도 9는 각각 항공기용 배터리 충전장치의 제어방법의 서로 다른 실시예들을 개략적으로 보여주는 순서도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리의 충전상태(SOC)를 추정하는 알고리즘을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리의 건장상태(SOH)를 추정하는 알고리즘을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12a 도 12b는 본 발명의 다른 실시예에 따라 설정된 용량까지 충전하는데 소요되는 잔여충전시간과 충전전류를 산출하는 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따라 SOC 값으로부터 잔여충전시간을 산출하는 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리 등가모델로부터 데이터 파라미터를 확보하여 룩업 테이블을 구축할 수 있는 데이터를 추출하는 것을 설명하는 도면이다.
도 15는 SOH로부터 예상 수명을 예측하는 방법의 실시예를 보여주는 그래프이다.
도 2는 도 1의 항공기용 시동 배터리 시스템(배터리 팩)과 항공기용 배터리 충전장치의 내부 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 1의 항공기용 배터리 충전장치의 내부 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 4는 도 3의 항공기용 배터리 충전장치에서 충전회로부의 내부 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 5는 도 4의 항공기용 배터리 충전장치의 충전회로부에서 역률보정회로의 내부 구성을 개략적으로 보여주는 회로도이다.
도 6은 도 5의 역률보정회로의 제어소자(U1)의 부하전류에 따른 효율성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 도 5의 역률보정회로의 부하전류에 따른 역률을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8 및 도 9는 각각 항공기용 배터리 충전장치의 제어방법의 서로 다른 실시예들을 개략적으로 보여주는 순서도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리의 충전상태(SOC)를 추정하는 알고리즘을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리의 건장상태(SOH)를 추정하는 알고리즘을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12a 도 12b는 본 발명의 다른 실시예에 따라 설정된 용량까지 충전하는데 소요되는 잔여충전시간과 충전전류를 산출하는 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따라 SOC 값으로부터 잔여충전시간을 산출하는 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리 등가모델로부터 데이터 파라미터를 확보하여 룩업 테이블을 구축할 수 있는 데이터를 추출하는 것을 설명하는 도면이다.
도 15는 SOH로부터 예상 수명을 예측하는 방법의 실시예를 보여주는 그래프이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 본 발명의 바람직한 실시예들을 기준으로 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이때, 하나의 실시예의 도면에 개시된 것으로, 다른 실시예의 도면에 개시된 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 다른 실시예에서의 설명이 동일하게 적용될 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 생략할 수 있다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성은 공지 기술을 참조하고, 여기서는 그에 대한 상세한 설명은 간략히 하거나 생략한다.
아울러 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어(general term)들이 사용되었으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 발명자가 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 '부'라는 용어는 FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성만이 아닌 소프트웨어 구성도 의미한다. 그렇지만 '부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서 일례로서 '부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '부'들로 더 분리될 수 있다.
본 발명은 주로 항공기용 휴대형 또는 탑재형 시동 배터리 시스템(배터리 팩)의 배터리 셀들을 충전하는 항공기용 배터리 충전장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 또는 선박 등 다양한 전기 에너지를 사용하는 다양한 장치에 장착되는 배터리 팩에 적용되는 배터리 충전장치에도 적용될 수 있다. 또한, 항공기용 휴대형 또는 탑재형 시동 배터리 시스템에 포함되는 배터리 관리 시스템(BMS)은 다수의 이차전지 배터리 셀이 장착되는 배터리 팩에서 전류, 전압, 온도 등 여러 가지 요소를 센서를 통하여 측정하여 배터리의 충전, 방전 상태와 잔여량과 안전성 등을 제어하는 시스템이다. 본 명세서에 배터리 팩은 그 내부에 다수의 배터리 셀들과 이를 관리하는 배터리 관리 시스템을 포함하는 배터리 시스템을 말한다.
도 1 및 도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기용 시동 배터리 시스템(10)과 항공기용 시동 배터리 충전장치(100)의 외관과 내부 구성이 개략적으로 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 항공기용 시동 배터리 충전장치(100)는 항공기용 시동 배터리 시스템(10) 또는 항공기용 시동 배터리 팩(10)을 충전하는 것으로, 서로 다른 배터리 팩(10)에 연결 가능한 이동식 충전기가 될 수 있다. 항공기용 시동 배터리 충전장치(100)는 입력단자(21), 충전 커넥터(22), 및 손잡이(23)를 포함할 수 있다.
입력단자(21)는 외부로 입력되는 교류입력을 입력받을 수 있다. 충전 커넥터(22)는 충전전류를 배터리 팩(10)으로 출력하고, 배터리 팩(10)으로부터 배터리 셀들의 정보를 입력받을 수 있다. 배터리 셀들의 정보는 배터리 셀들의 온도 정보, 전류 정보, 전압 정보 등을 포함할 수 있다. 손잡이(23)는 케이스(20)에 상면 똔느 측면 등에 설치되어 충전 장치를 휴대 가능하게 할 수 있다.
항공기용 시동 배터리 충전장치(100)는 휴대형 또는 이동식이 됨으로써, 하나의 충전장치(100)로 다양한 다른 항공기의 시동 배터리를 위한 배터리 팩을 자유롭게 충전할 수 있게 된다.
항공기용 시동 배터리 시스템(10)은 다수의 배터리 셀들과 그 배터리 셀들의 충방전과 안정성을 관리하는 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System)을 포함할 수 있다. 항공기용 시동 배터리 시스템(10)은 항공기 등에 착탈식 또는 탑재형이 될 수 있으며, 휴대용이 될 수 있다.
도 3은 도 1의 항공기용 시동 배터리 충전장치(100)의 내부 구성을 개략적으로 보여주는 블록도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 항공기용 시동 배터리 충전장치(100)는 입력된 교류전류를 직류의 충전전류로 변환하여 배터리 팩에 포함된 다수의 배터리 셀들을 정전류 및/또는 정전압 모드로 충전하는 것으로, 온도 입력부(110); 충전전압 입력부(120); 충전전류 입력부(130); 충전시간 산출부(140); 충전회로부(200); 및 충전 제어부(150)를 포함할 수 있다.
온도 입력부(110)는 배터리 셀들의 셀온도를 입력받는다. 충전전압 입력부(120)는 배터리 셀들을 충전하는 충전전압을 입력받는다. 충전전류 입력부(130)는 배터리 셀들을 충전하는 충전전류를 입력받는다. 충전시간 산출부(140)는 배터리 셀들의 충전 개시 후 소요되는 충전시간을 계산한다.
충전회로부(200)는 교류전류를 입력받아 실질적으로 일정한 레벨의 정전류 충전전류를 생성할 수 있다. 충전 제어부(150)는 셀온도에 따라 배터리 셀들을 충전하는 충전전류, 최대충전전압, 및 최대충전시간을 결정하고, 충전전압이 최대충전전압에 도달하거나 충전시간이 상기 최대충전시간 도달할 때까지 충전전류를 출력하도록 제어할 수 있다.
따라서, 항공기용 시동 배터리 충전장치(100)는 여러 온도에서 작동하게 된다. 배터리 충전기의 출력에서 온도 변화에 따라 충전하는 충전전류를 세팅하고 충전회로부(200)에서 세팅된 충전전류가 정전류로 생성되도록 할 수 있다. 이때, 온도 범위에 따라 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 설정된 충전전류로 배터리 셀들을 충전하며, 충전시간이 최대충전시간이 되거나 충전전압이 최대충전전압에 도달할때까지 충전하게 된다.
즉, 온도에 따라 설정된 충전전류로 충전을 개시하여, 충전시간이 설정된 최대충전시간이 되면 충전전류 생성 및 출력을 종료하게 된다. 또한, 충전전압이 설정된 최대충전전압에 도달하게 되면 충전전류 생성 및 출력을 종료하게 된다. 이때, 서로 다른 온도 및 프로그램 가능한 전압 범위를 기반으로 가변 전류를 모두 관리할 수 있게 된다.
이때, 온도에 따라 설정된 충전전류로 정전류 모드 충전이 이루어질 수 있다. 각각의 배터리 셀들 또는 하나의 모듈 내의 각각의 배터리 셀들이 거의 완충단계에 도달하면 미세한 전류를 받아 설정된 셀의 정전압에 도달하도록 제어될 수 있다. 이때, 충전기가 정전류를 공급해도 배터리 시스템이 완충단계에서 정전류 및 정점압으로 제어할 수 있다.
이때, 충전 전류는 충전 개시 시에 측정된 온도에 의하여 한번 설정되면 1회 충전이 완료될 때까지 고정되도록 제어될 수 있다.
다른 실시예로서, 온도에 따라 설정되는 정전류의 충전전류는 설정된 시간 간격으로 재설정될 수 있다. 배터리 충전 상태에 따라 온도가 변화될 수 있으므로, 이러한 배터리 충전 상태에 따른 온도 변화에 따라 충전 전류를 재설정하여 충전함으로써, 온도 변화에 따라 배터리 팩에 포함된 각각의 배터리 셀들을 효율적이고 안전하게 충전할 수 있게 된다.
이때, 충전전류는 사전에 실험을 통하여 충전전류에 따른 충전 효율을 측정하여 온도 또는 온도 범위에 따라 충전 효율을 최대로 하는 충전전류를 찾아 설정될 수 있다. 다른 실시예로서, 온도 범위에 따라 충전 임피던스를 측정하여 충전 임피던스가 최소가 되는 전류를 해당 온도 범위에서의 충전 전류로 설정할 수 있다. 이때, 온도 범위에 따라 충전 전류를 설정함으로써, 각각의 온도마다 충전전류를 설정하여 정전류 모드 충전 제어가 어려워져 충전 효율이 감소되는 것을 방지할 수 있게 된다. 특히, 충전 개시 후에도 온도 범위에 따라 충전 전류를 재설정하는 실시예에서 더욱 유용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 각각의 배터리 셀들이 온도에 따라 가변 충전전류 및/또는 가변 충전전압으로 충전되도록 함으로써, 다수의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 팩을 효율적이고 안전하게 충전할 수 있다.
이때, 충전전류, 최대충전전압, 및 최대충전시간은 배터리 셀들의 타입, 완전충전 상태정보, 및 현재 충전상태 정보로부터 결정될 수 있다. 따라서, 배터리 셀들의 타입, 완충상태 정보, 및 현재 충전상태 정보에 따라 셀온도 범위를 다수의 구간으로 나누고, 각각의 구간에 대해서 충전전류, 최대충전전압, 및 최대충전시간을 설정함으로써, 배터리 특성 및 상태에 따라 최적의 조건으로 충전을 할 수 있게 된다.
이때, 충전장치(100)의 입력 전원은 220V 60Hz 교류 전류가 되고, 충전장치(100)의 출력전압은 25V ~ 40V DC 구간에서 특정 값이 설정될 수 있는데, 각각의 배터리 셀들이 허용하는 최대전압이하로 설정될 수 있다. 예를 들어, 충전장치(100)의 출력전류는 -40도 미만의 구간에는 0A(충전 안함), -40도~-20도의 구간에는 4.8A, -20도 ~60도 구간에는 23A가 될 수 있다.
또한, 배터리 팩(10)이 설정된 개수의 배터리 셀들을 포함하는 다수의 배터리 모듈을 포함할 수 있다. 이 경우, 셀온도는 배터리 모듈 단위로 설치되는 온도 센서에 의하여 측정되는 값이 될 수 있다. 다른 실시예로서 각각의 배터리 셀 단위로 설치되는 온도 센서에 의하여 측정되어 각각의 배터리 모듈 단위로 계산되는 평균값이 될 수 있다.
이 경우, 충전전류, 최대충전전압, 및 최대충전시간이 배터리 모듈 단위로 결정되고, 동일한 배터리 모듈에 동일한 충전전류가 인가되어 배터리 모듈 단위로 충전될 수 있다.
한편, 충전전류, 최대충전전압 및/또는 최대충전시간은 배터리 셀들의 온도뿐만 아니라 배터리 셀들의 종류, 배터리의 충전 상태정보, 및 배터리 상태정보로부터 결정될 수 있다. 이때, 배터리의 충전 상태정보는 state of charging (SOC)를 포함할 수 있으며, 배터리의 상태정보는 배터리의 노화 정도, 배터리 용량을 포함한 다양한 배터리 상태 정보 중의 어느 하나가 될 수 있는데, 배터리의 완충상태 정보는 배터리의 건강상태(state of health, 이하 SOH)가 될 수 있다.
일 실시예로서, 온도 범위, 배터리의 충전상태 정보(SOC), 및 배터리의 건강상태 정보(SOH)에 따라 제1 조건에서 제7 조건으로 나눌 수 있다.
제1 조건에는 충전전류 4.6A, 최대충전시간 400분, 최대충전전압 32.6V, 제2 조건에는 충전전류 23A, 최대충전시간 90분, 최대충전전압 32.6V, 제3 조건에는 충전전류 23A, 최대충전시간 90분, 최대충전전압 31.6V, 제4 조건에는 충전전류 23A, 최대충전시간 90분, 최대충전전압 30.6V, 제5 조건에는 충전전류 23A, 최대충전시간 90분, 최대충전전압 29.6V, 제6 조건에는 충전전류 23A, 최대충전시간 90분, 최대충전전압 28.6V, 제7 조건에는 충전전류 23A, 최대충전시간 90분, 최대충전전압 28.0V로 설정될 수 있다.
충전전류, 최대충전전압, 및 최대충전시간은 충전 개시 시에 측정된 온도에 의하여 한번 설정되면 1회 충전이 완료될 때까지 고정되도록 제어될 수 있다. 다른 실시예로서, 충전전류, 최대충전전압, 및 최대충전시간은 온도 및 다른 조건들에 따라 설정된 시간 간격마다 재설정될 수 있다. 배터리 충전 상태에 따라 온도가 변화될 수 있으므로, 이러한 배터리 충전 상태에 따른 온도 변화에 따라 충전전류, 최대충전전압, 및 최대충전시간을 재설정하여 충전함으로써, 온도 변화에 따라 배터리 팩에 포함된 각각의 배터리 셀들을 효율적이고 안전하게 충전할 수 있게 된다.
이때, 충전전류, 최대충전전압, 및 최대충전시간은 사전에 실험을 통하여 충전 효율을 측정하여 온도 범위에 따라 충전 효율을 최대로 하는 충전전류, 최대충전전압, 및 최대충전시간의 조합을 찾아 설정될 수 있다. 다른 실시예로서, 온도 범위에 따라 충전 임피던스를 측정하여 충전 임피던스가 최소가 되는 전류를 해당 온도 범위에서의 충전 전류로 설정할 수 있다. 이 경우, 각각의 온도마다 충전전류, 최대충전전압, 및 최대충전시간을 설정하여 정전류 모드 충전 제어가 어려워져 충전 효율이 감소되는 것을 방지할 수 있게 된다. 특히, 충전 개시 후에 충전전류, 최대충전전압, 및 최대충전시간은 온도에 따라 설정된 시간 간격으로 재설정하는 실시예에서 더욱 유용할 수 있다.
다른 실시예로서, 배터리 온도, 배터리 충전상태(SOC) 및 배터리 건강상태(SOH)를 설정된 시간 간격으로 주기적으로 모니터링하여, 각각이 설정된 범위 이상으로 변경된 경우에, 충전전류, 최대충전시간, 및 최대충전전압이 재설정되는 구간이 변경되도록 제어될 수 있다.
도 10에는 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리의 충전상태(SOC)를 추정하는 알고리즘이 개략적으로 도시되어 있다. 도 11에는 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리의 건장상태(SOH)를 추정하는 알고리즘이 개략적으로 도시되어 있다.
한편, 배터리의 충전상태(SOC)와 배터리 건강상태(SOH)는 각각 도 10 및 도 11에 도시된 방법에 의하여 구할 수 있다. 이때, 배터리는 부하 특성에 따라 1차 RC-래더 모델(1st RC-ladder model)로 모델링 될 수 있다. 배터리의 특성 파라미터들은 용량 테스트, OCV(Open Circuit Voltage) 테스트, 노화 테스트를 통하여 실험으로 추출될 수 있다.
용량 테스트는 배터리의 정격 충전 전류 및 방전 전류를 인가하여 전류 적산법 기반으로 용량을 산출할 수 있다. OCV(Open Circuit Voltage) 테스트는 SOC 5% 구간별로 배터리의 전기적 등가회로를 구성하는 전기 소자의 파라미터를 추출할 수 있다. 노화 테스트는 완전 충전 및 완전 방전을 반복적으로 수행하여 배터리의 열화에 다른 용량 감소 및 파라미터를 추출할 수 있다.
배터리의 충전상태(state of charging, 이하 SOC)는 측정되는 현재의 온도 조건에서의 배터리 전류 및/또는 배터리 전압를 입력받아, SOC 값 및 공분산의 초기값 선정, SOC 추정값과 오차 공분산 예측, 칼만 이득 계산, SOC 추정값 계산, 및 오차 공분산 계산의 단계들을 순차적으로 포함하여, 배터리 충전상태 추정값으로부터 계산될 수 있다. 이때 추정값 계산 후 계산되는 오차 공분산 값은 오차 공분산 예측으로 되먹임될 수 있다.
배터리의 건강상태(state of health, 이하 SOH)는 측정되는 배터리 전류 및 배터리 전압을 입력받아, 초기값 선정, 상태 필터, 가중치 필터를 포함하여, 추정값으로 계산될 수 있다. 이때, 상태 필터 및 가중치 필터 각각은 측정되는 배터리 전류 및 배터리 전압을 입력받아, 순차적으로 이루어지는 추정값과 오차 공분산 예측, 칼만 이득 계산, 추정값 계산, 및 오차 공분산 계산 단계를 포함할 수 있다.
도 4에는 도 3의 항공기용 배터리 충전장치(100)에서 충전회로부(200)의 내부 구성을 개략적으로 보여주는 블록도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 충전회로부(200)는 전자파 차단필터(210), 브릿지 정류회로(220), 역률보정회로(230), 직류/직류 변환회로(240), 전압강하 트랜스포머(250), 및 출력필터회로(260)를 포함할 수 있다.
전자파 차단필터(210)는 교류의 입력전류를 입력받아 EMI등의 전자파 노이즈를 차단하여 제1 교류전류를 생성한다. 브릿지 정류회로(220)는 브릿지 회로를 포함하여 제1 교류전류를 정류하여 정류전류를 생성한다. 역률보정회로(230)는 정류전류의 역률을 부스트 보정하여 역률보정전류를 생성한다.
직류/직류 변환회로(240)는 풀 브릿지 스위칭 회로를 포함하여 역률보정전류의 전압 레벨을 변환하여 제1 전류를 생성한다. 전압강하 트랜스포머(250)는 스위칭 회로를 포함하여 제1 전류의 전압 레벨을 변환하여 제2 전류를 생성한다. 출력필터회로(260)는 LCL 회로를 포함하여 제2 전류의 고조파를 감쇄하여 충전전류를 생성한다.
또한, 충전회로부(200)는 전류센서(270), 포토 커플러(280), 및 PWM 제어기(290)를 더 포함하여, 충전전류를 측정하여 설정된 충전전류가 될 수 있도록 PWM 스위칭 제어를 수행할 수 있다.
전류센서(270)는 출력필터회로(260) 출력단에 구비되여 충전전류를 측정할 수 있다. 포토 커플러(280)는 충전전류를 전기적으로 절연하여 측정전류를 생성할 수 있다. PWM 제어기(290)는 측정전류를 입력받아 직류/직류 변환회로(240)를 PWM 제어할 수 있다.
이때, 포토 커플러(280)에 의하여 충전전류를 전기적으로 절연하여 피드백 함으로써 회로 안정성 및 제어의 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 5에는는 도 4의 항공기용 배터리 충전장치(100)의 충전회로부(200)에서 역률보정회로(230)의 내부 구성을 개략적으로 보여주는 회로도가 도시되어 있다. 도 6에는 도 5의 역률보정회로(230)의 제어소자(U1)의 부하전류에 따른 효율성을 보여주는 그래프가 도시되어 있다. 도 7에는 도 5의 역률보정회로(230)의 부하전류에 따른 역률을 보여주는 그래프가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 역률보정회로(230)는 입력 컨덴서(Cin), 부스트 인덕터(Lb), SiC 다이오드(D2), 바이패스 다이오드(D1), 스위칭 소자(Q1, Q2), 및 출력 커패시터(Cout)를 포함할 수 있다.
입력 컨덴서(Cin)는 입력단에 배치된다. 부스트 인덕터(Lb)는 입력단과 출력단 사이에 배치된다. SiC 다이오드(D2)는 부스트 인덕터와 출력단 사이에 배치된다. 바이패스 다이오드(D1)는 입력단과 출력단 사이에 부스트 인덕터(Lb)와 SiC 다이오드(D2)를 바이패스하도록 배치된다. 스위칭 소자(Q1, Q2)는 부스트 인덕터(Lb)와 SiC 다이오드(D2) 사이의 노드와 접지단 사이에 배치된다. 출력 커패시터(Cout)는 출력단에 배치된다.
이때, 스위칭 소자(Q1, Q2)로는 MOSFET가 적용될 수 있으며, MOSFET가 SiC 다이오드(D2)가 함께 사용됨으로써, 고속 스위치이 가능하여 손실이 작으며 ON 저항이 작아 도통 손실이 적은 효과를 얻을 수 있다. 따라서, MOSFET가 SiC 다이오드(D2)가 함께 사용하여 전체적으로 효율을 향상시킬 수 있다.
SiC 다이오드(D2)는 하드 스위칭과 정전류 모드를 위하여 필요하며, 바이패스 다이오드(D1)는 높은 서지 전류가 SiC 다이오드(D2)를 통과하는 것을 방지하기 위해 사용될 수 있다.
또한, 스위칭 소자(Q1, Q2)는 두 개의 MOSFET 소자가 병렬로 연결되어 이루어질 수 있다. 두 개의 MOSFET 소자가 1개의 FET 대신 사용됨으로써 열을 분산시키고 저렴한 비용으로 시스템을 구현할 수 있다. 또한, 출력 커패시터로는 4개의 커래시터가 병렬로 연결되어 사용될 수 있는데, 리플 및 과도 응답을 제어할 수 있다.
역률보정회로(230)는 출력전류를 입력받아 스위칭 소자들(Q1, Q2)을 PWM 제어하는 제어소자(U1)을 포함할 수 있다. 이때, 제어소자(U1)는 두 개의 드라이버 소자(DR1, DR2)를 제어하여 각각의 스위칭 소자들(Q1, Q2)을 PWM 제어할 수 있다.
충전 장치(100)는 0.97의 역률로 90% 이상의 효율로 작동할 수 있다. 230VAC, 50Hz 및 전체 부하에서 제어 소자(U1)로 PWM 제어를 수행할 수 있다. 직류/직류 변환회로(240)로는 직류/직류 위상 변이 풀 브릿지 컨버터를 적용함으로써 배터리 충전기의 다양한 출력 전압 레벨을 용이하게 프로그래밍할 수 있게 된다. 예를 들어 출력 전압은 25~40V로 프로그래밍 될 수 있다.
도 6에서 보여지는 바와 같이 역률보정회로(230)의 제어소자(U1)의 부하전류에 따른 효율성은 전압이 85VAC 60Hz로부터 265VAC 50Hz로 증가됨에 따라 93%에서 97%까지 좋아짐을 알 수 있다. 또한, 도 7에서 보여지는 바와 같이 역률보정회로(230)의 부하전류에 따른 역률은 부하가 1A에 가까워지면 85VAC 60Hz로부터 265VAC 50Hz까지 전영역에서 1에 가까워지며, 230VAC 50Hz로부터 265VAC 50Hz에서는 0.2A ~ 0.5A영역에서도 1에 가까워지는 것을 볼 수 있다.
도 8 및 도 9에는 각각 항공기용 시동 배터리 충전장치의 제어방법의 서로 다른 실시예들을 개략적으로 보여주는 순서도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 항공기용 시동 배터리 충전장치의 제어 방법은 도 1 내지 도 7에 도시되고 설명된 항공기용 시동 배터리 충전장치에 의하여 배터리 셀들의 충전을 제어한다.
항공기용 시동 배터리 충전장치의 제어 방법은, 교류의 입력전류를 입력받는 입력단계; 배터리 셀들의 셀온도를 입력받는 셀온도 입력단계; 셀온도에 따라 배터리 셀들을 충전하는 충전전류, 최대충전전압, 및 최대충전시간을 결정하는 단계; 입력전류를 입력받아 실질적으로 일정한 레벨의 충전전류를 생성하는 충전전류 생성단계; 배터리 셀들의 충전 개시 후 소요되는 충전시간을 계산하는 충전시간 산출단계; 배터리 셀들을 충전하는 충전전압을 입력받는 충전전압 입력단계; 및 충전전압이 최대충전전압에 도달하거나 충전시간이 최대충전시간 도달했는지 여부를 판단하는 판단단계;를 포함할 수 있다.
여기서, 충전전류가 생성되면 충전전류가 항공기용 시동 배터리 시스템(배터리 팩)로 출력되어 충전이 개시될 수 있다. 또한, 충전전류가 생성이 정지되면 충전전류가 항공기용 시동 배터리 시스템(배터리 팩)로 출력되지 않아 충전이 종료될 수 있다.
이때, 판단단계에는 충전전압이 최대충전전압에 도달하거나 충전시간이 최대충전시간 도달하면 충전전류의 생성을 정지할 수 있다.
한편, 도 8에 도시된 실시예에서는 셀온도를 입력받아, 셀온도에 따른 충전전류, 최대충전시간, 및 최대충전전압을 포함하는 충전 조건이 결정되면 충전이 종료될 때까지 동일한 충전조건으로 최대충전시간의 도달 또는 최대충전전압에 도달하여 완전충전으로 판단될 때까지 충전이 계속 수행될 수 있다.
도 9에 도시된 실시예에서는 설정된 일정한 시간 간격 또는 최소 시간 간격(매 반복 시간 간격)으로 셀온도를 입력받아, 설정된 시간 간격 또는 매 반복 시간 간격으로 셀온도에 따른 충전전류, 최대충전시간, 및 최대충전전압을 포함하는 충전 조건을 결정하고, 설정된 시간 간격 또는 매 반복 시간 간격으로 결정된 각각의 충전조건으로 최대충전시간의 도달 또는 최대충전전압에 도달하여 완전충전으로 판단될 때까지 충전이 계속 수행될 수 있다.
다른 실시예로서, 도 12a와 도 12b 및 도 13을 참조하면 도 8 및 도 9에 도시된 실시예에서 최대충전시간 대신 도 12a와 도 12b 및 도 13에 도시된 실시예의 잔여충전시간을 실시간으로 결정하고 잔여충전시간이 미리 설정된 0에 가까운 설정값이 될 때 최대충전시간에 도달한 것으로 보고 충전을 종료하도록 제어될 수 있다. 또한, 도 12a와 도 12b 및 도 13에 도시된 실시예에서 실시간으로 산출되는 최적충전전류가 도 8 및 도 9에 도시된 실시예의 충전전류가 될 수 있다. 이 경우, 실시간으로 배터리 상태에 따라 충전전류와 충전시간을 결정하게 되므로, 셀의 수명을 최대한 연장시킬 수 있게 된다.
도 12a및 도 12b에는 본 발명의 다른 실시예에 따라 설정된 용량까지 충전하는데 소요되는 잔여충전시간과 충전전류를 산출하는 방법을 보여주는 흐름도가 도시되어 있다. 도 13에는 본 발명의 다른 실시예에 따라 SOC 값으로부터 잔여 충전 시간을 산출하는 방법을 보여주는 흐름도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 항공기용 시동 배터리 충전장치의 제어 방법(S10)은, SOC 및 SOH 초기값 입력단계(S100), 잔여 충전 시간 산출 단계(S200), 및 최적 충전 전류 산출 단계(S300)를 포함할 수 있다. 여기서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 항공기용 시동 배터리 충전장치의 제어 방법(S10)은 본 발명의 항공기용 배터리 충전장치(100)에 적용될 수 있다.
SOC 및 SOH 초기값 입력단계에는 SOC 초기값 및 SOH 초기값을 각각 입력받을 수 있다. 잔여 충전 시간 산출 단계(S200)에는 입력되는 전류에 따라 SOC를 연산하고 그로부터 잔여 충전 시간을 산출할 수 있다. 최적 충전 전류 산출 단계(S300)에는 잔여 충전 시간 산출 단계(S200)에서 연산된 SOC와 배터리 온도 및 C-rate로부터 예측된 SOH로부터 결정되는 최적충전전류를 산출할 수 있다.
한편, 잔여 충전 시간 산출 단계(S200)에서 산출되는 SOC는 도 13에 도시된 방법에서 사용된 아래의 수학식 1로부터 계산될 수 있다. 여기서, SOCk는 현재 시점의 SOC(State of Charge)이고, SOCk-1은 이전 시점의 SOC(State of Charge)이고, i(K)는 현재 시점의 전류(A)이고, t는 시간(s)이고, Qn은 사용 가능한 총 용량(Ah)이다.
잔여 충전 시간 산출 단계(S200)에는 전류 입력 단계, 배터리 내부 저항 연산 단계, SOH 결정 단계, 가용 용량 연산 단계, SOC 변화량 연산 단계, 현재 SOC 연산 단계, 및 잔여 충전 시간 산출 단계를 포함할 수 있다.
전류 입력 단계에는 입력되는 전류를 감지하고 전류 입력 여부를 판단하여 전류가 입력되는 것으로 판단되는 경우에는 배터리 내부 저항 연산 단계를 수행하고, 전류가 입력되지 않는 것으로 판단되는 경우에는 이전에 계산된 SOC를 현재의 SOC로 한다.
배터리 내부 저항 연산 단계에는 노화 데이터 기반 룩업 테이블을 참조하여 배터리 내부 저항을 연산할 수 있다. SOH 결정 단계에는 배터리 내부 저항으로부터 현재 SOH를 연산할 수 있다. 가용 용량 연산 단계에는 현재 SOH에 따른 가용 용량을 연산할 수 있다.
이를 위하여, 노화 데이터 기반 룩업 테이블은 배터리 모델(예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같은 1차 RC ladder 등가 모델)에서 SOC 및 사이클별 전기적 등가 회로 모델에서 전류 및 전압 데이터 등의 파라미터 데이터를 확보하여 도면에 도시된 바와 같은 그래프의 데이터로부터 구할 수 있다. 룩업 테이블은 SOC-OCV(개방회로전압) 테이블, SOC-커패시턴스 테이블, SOC-내부저항0 테이블, SOC-내부저항1 테이블을 포함할 수 있다.
이때, 내부 저항은 룩업 테이블에서 등가 회로 모델의 파라미터 중에서 R0, R1을 통하여 연산될 수 있다. 즉, 내부 저항은, 단자 전압을 역산하여 SOC를 구하고, SOC에 따른 파라미터의 저항을 룩업 테이블에서 출력하여 구할 수 있다.
도 14에는 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리 등가모델로부터 데이터 파라미터를 확보하여 룩업 테이블을 구축할 수 있는 데이터가 추출되는 것이 설명되어 있다.
SOC 변화량 연산 단계에는 SOH에 따라 변화된 용량(Qn)에 따른 SOC 변화량을 연산할 수 있다. 이때, SOC 변화량은 수학식 1에서 △SOC = SOCk - SOCk-1로부터 계산될 수 있다. 또한, 수학식 1의 사용 가능한 총 용량(Qn)은 배터리 내부 저항으로부터 연산되는 SOH로부터 계산될 수 있다.
한편, SOH는 아래의 수학식 2를 기반으로 초기 내부 저항(Ri), 열화후 내부저항(Raged), 현재 내부 저항(Rpresent) 등의 배터리 내부저항으로부터 추정할 수 있다.
SOH는 초기 상태 대비 현재 상태의 비율로서 내부 저항 또는 용량을 통해 추정할 수 있는데, 내부 저항을 통하여 추정된 SOH를 기반으로 현재 측정된 열화후 용량(Caged)과 초기 용량(Ci)을 통하여 수학식 3을 기반으로 하여 가용 용량(Cpresent)이 계산될 수 있다.
현재 SOC 연산 단계에는 수학식 이전 단계의 SOC에 SOC 변화량을 더하여 현재 단계의 SOC를 연산할 수 있다. 잔여 충전 시간 산출 단계에는 수학식 4와 같이 도 13에 도시된 잔여충전시간 계산식으로부터 잔여 충전 시간을 산출할 수 있다.
최적 충전 전류 산출 단계(S300)에는 잔여 충전 시간 산출 단계(S200)에서 연산된 SOC와 배터리 온도 및 C-rate로부터 예측된 SOH로부터 결정되는 최적충전전류를 산출할 수 있다.
최적 충전 전류 산출 단계(S300)는 SOH 예측단계, 최적 충전전류 예측단계, 예상 수명 예측단계, 예상 수명 판단단계, 기대수명 산출단계를 포함할 수 있다.
SOH 예측단계에는 배터리 온도와 C-rate(Current rate)에 따라 SOH를 예측할 수 있다. 최적 충전전류 예측단계에는 예측된 SOH 값으로부터 최적 충전전류를 예측할 수 있다. 예상 수명 예측단계에는 예측된 SOH 값으로부터 연결된 배터리의 예상 수명을 예측할 수 있다. 예상 수명 판단단계에는 예측 수명이 제조사에서 제공된 배터리 수명과 비교하여 예상 수명이 설정된 배터리 수명 내의 값인지 판단한다. 기대수명 산출단계에는 예측 수명이 제조사에서 제공된 배터리 수명보다 작은 것으로 판단되는 경우에는 C-rate에 따른 기대 수명을 산출할 수 있다.
도 15에는 SOH로부터 예상 수명을 예측하는 방법의 실시예를 보여주는 그래프가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 예상 수명 예측단계에는 예측된 SOH 값으로부터 연결된 배터리의 예상 수명을 예측할 수 있다. 배터리 예상 수명은, 예를 들어 20% 용량 감소 기준으로 하는 경우 SOH를 80%로 하여 EoL(End of Life)를 선정하고, 노화 곡선 추이를 선형 1차 방정식으로 가정하고, 일정한 충전 프로파일 적용시 현재 SOH까지 도달한 사이클을 토대로 EoL 도달까지 걸리는 사이클을 연산하여, 예측할 수 있다. 이때, 최종 사이클(Final Cycle)을 아래의 수학식 5로부터 구하고, 배터리 예상 수명에 해당하는 잔여 사이클(Resudual Cycle)은 최종 사이클(Final Cycle)에서 현재 사이클(Present Cycle)을 차감하여 구할 수 있다.
예상 수명 판단단계에서 예측 수명이 제조사에서 제공된 배터리 수명보다 큰 것으로 판단되는 경우에는 입력 전류 데이터를 수정하여 예를 들어 설정된 범위만큼 더 큰 전류값으로 수정하여 잔여 충전 시간 산출 단계(S200)부터 다시 수행할 수 있다. 이때, 배터리 내부 저항 연산 단계부터 다시 수행될 수 있다.
SOH 예측단계에는 배터리 온도와 C-rate(Current rate)에 따라 적정한 SOH를 실험 또는 시뮬레이션 등을 통하여 미리 구해진 아래의 표 1과 같은 테이블로부터 현재의 SOH를 예측할 수 있다.
| C-rate1 | C-rate2 | C-rate3 | C-rate4 | |
| 배터리온도1 | SOH11 | SOH12 | SOH13 | SOH14 |
| 배터리온도2 | SOH21 | SOH22 | SOH23 | SOH24 |
| 배터리온도3 | SOH31 | SOH32 | SOH33 | SOH34 |
| 배터리온도4 | SOH41 | SOH42 | SOH43 | SOH44 |
최적 충전전류 예측단계에는 SOC와 SOH에 따라 적정한 충전전류를 실험 또는 시뮬레이션 등을 통하여 미리 구해진 아래의 표 2와 같은 테이블로부터 현재의 최적의 충전전류를 예측할 수 있다.
| SOC1 | SOC2 | SOC3 | SOC4 | |
| SOH1 | 충전전류11 | 충전전류12 | 충전전류13 | 충전전류14 |
| SOH2 | 충전전류21 | 충전전류22 | 충전전류23 | 충전전류24 |
| SOH3 | 충전전류31 | 충전전류32 | 충전전류33 | 충전전류34 |
| SOH4 | 충전전류41 | 충전전류42 | 충전전류43 | 충전전류44 |
항공기용 시동 배터리 충전장치의 제어 방법(S10)에서는 입력되는 전류에 따라 SOC를 연산하고 그로부터 잔여 충전 시간을 산출하며, 연산된 SOC와 배터리 온도 및 C-rate로부터 예측된 SOH로부터 결정되는 최적충전전류를 산출할 수 있다. 여기에서 산출된 잔여 충전 시간과 최적 충전 전류를 이용하여 도 8 및 도 9에 도시된 항공기용 시동 배터리 충전장치의 제어 방법(S10)에 의하여 항공기용 시동 배터리를 충전할 수 있게 된다.
이때, 잔여 충전 시간은 앞에서 계산된 SOH에 따른 가용 용량(Qn)으로부터 도 13에 도시된 항공기용 시동 배터리 충전장치의 제어 방법(S20)의 잔여 충전 시간 산출 단계에 의하여 계산될 수 있다.
잔여 충전 시간 산출 단계는, 초기 SOC 입력 단계, 전류 입력 여부 판단 단계, 시간당 용량 변화율 연산 단계, 이를 이전 SOC와 합산하여 현재의 SOC를 구하는 단계, 잔여 충전 SOC 연산 단계, 잔여 충전 시간 연산 단계, 및 잔여 충전 시간 출력 단계를 포함할 수 있다. 이때, 도 12에 도시된 내용과 동일한 내용을 그대로 적용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 각각의 배터리 셀들이 온도에 따라 가변 충전전류 및/또는 가변 충전전압으로 충전되도록 함으로써, 다수의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 팩을 효율적이고 안전하게 충전할 수 있다.
이제까지 본 발명의 기술적 사상을 그 사상의 구체성을 담보하는 본 발명의 바람직한 실시예의 개시를 통해 개진하였다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 그 바람직한 실시예가 본 발명의 기술적 사상(본질적 특성)에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적 관점이 아닌 설명적 관점에서 고려되어야 하며, 본 발명의 권리범위에는 청구범위에 개시된 사항뿐만 아니라 이와 균등한 범위 내에 있는 모든 차이도 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (15)
- 입력되는 교류전류를 직류의 충전전류로 변환하여 배터리 팩에 포함된 다수의 배터리 셀들을 충전하는 것으로,
상기 배터리 셀들의 셀온도를 입력받는 온도 입력부(110); 상기 배터리 셀들의 충전 개시 후 소요되는 충전시간을 계산하는 충전시간 산출부(140); 상기 배터리 셀들을 충전하는 충전전압을 입력받는 충전전압 입력부(120); 교류전류를 입력받아 실질적으로 일정한 레벨의 충전전류를 생성하는 충전회로부(200); 및 상기 셀온도에 따라 상기 배터리 셀들을 충전하는 충전전류, 최대충전전압, 및 최대충전시간을 결정하고, 상기 충전전압이 상기 최대충전전압에 도달하거나 상기 충전시간이 상기 최대충전시간 도달할 때까지 상기 충전전류를 출력하도록 제어하는 충전 제어부(150);를 구비하고,
상기 충전회로부(200)가, 교류의 입력전류를 입력받아 전자파 노이즈를 차단하여 제1 교류전류를 생성하는 전자파 차단필터(210), 상기 제1 교류전류를 정류하여 정류전류를 생성하는 브릿지 정류회로(220), 상기 정류전류의 역률을 부스트 보정하여 역률보정전류를 생성하는 역률보정회로(230), 풀 브릿지 스위칭 회로를 포함하여 상기 역률보정전류의 전압 레벨을 변환하여 제1 전류를 생성하는 직류/직류 변환회로(240), 스위칭 회로를 포함하여 상기 제1 전류의 전압 레벨을 변환하여 제2 전류를 생성하는 전압강하 트랜스포머(250), 및 LCL 회로를 포함하여 상기 제2 전류의 고조파를 감쇄하여 상기 충전전류를 생성하는 출력필터회로(260)를 구비하고,
상기 역률보정회로(230)가, 입력단에 배치되는 입력 컨덴서(Cin), 입력단과 출력단 사이에 배치되는 부스트 인덕터(Lb), 상기 부스트 인덕터와 출력단 사이에 배치되는 SiC 다이오드(D2), 상기 입력단과 출력단 사이에 상기 부스트 인덕터(Lb)와 상기 SiC 다이오드(D2)를 바이패스하도록 배치되는 바이패스 다이오드(D1), 상기 부스트 인덕터(Lb)와 상기 SiC 다이오드(D2) 사이의 노드와 접지단 사이에 배치되는 스위칭 소자(Q1, Q2), 및 상기 출력단에 배치되는 출력 커패시터(Cout)를 구비하는 항공기용 배터리 충전장치.
- 제1항에 있어서,
상기 충전전류, 최대충전전압, 및 최대충전시간이 상기 배터리 셀들의 타입, 충전 상태정보, 및 배터리 상태정보로부터 결정되는 항공기용 배터리 충전장치.
- 제2항에 있어서,
상기 셀온도, 상기 충전 상태정보, 및 상기 배터리 상태정보를 설정된 시간 간격으로 모니터링 하고, 상기 셀온도, 상기 충전 상태정보, 및 상기 배터리 상태정보가 설정된 범위 이상 변경된 경우에 상기 충전전류, 상기 최대충전전압, 및 상기 최대충전시간이 설정된 시간 간격으로 재설정되는 항공기용 배터리 충전장치. - 제1항에 있어서,
상기 충전전류, 최대충전전압, 및 최대충전시간이 설정된 시간 간격으로 재설정되는 항공기용 배터리 충전장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 출력필터회로 출력단에 구비되여 상기 충전전류를 측정하는 전류센서(270),
상기 충전전류를 전기적으로 절연하여 측정전류를 생성하는 포토 커플러(280), 및
상기 측정전류를 입력받아 상기 직류/직류 변환회로를 PWM 제어하는 PWM 제어기(290)를 더 구비하는 항공기용 배터리 충전장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 스위칭 소자(Q1, Q2)가 두 개의 MOSFET 소자가 병렬로 연결되어 이루어지는 항공기용 배터리 충전장치. - 제8항에 있어서,
상기 역률보정회로가 출력전류를 입력받아 상기 스위칭 소자들을 PWM 제어하는 제어소자(U1)을 더 구비하는 항공기용 배터리 충전장치. - 제1항에 있어서,
상기 항공기용 배터리 충전장치(100)가 다른 배터리 팩(10)에 연결 가능한 이동식 충전기이며,
외부로 입력되는 교류입력을 입력받는 입력단자(21), 상기 충전전류를 상기 배터리 팩(10)으로 출력하고, 상기 배터리 팩(10)으로부터 상기 배터리 셀들의 정보를 입력받는 충전 커넥터(22), 및 케이스(20)에 설치되어 상기 충전장치를 휴대 가능하도록 하는 손잡이(23)를 구비하는 항공기용 배터리 충전장치.
- 제1항에 있어서,
상기 최대충전시간은 입력되는 전류에 따라 SOC를 연산하고 그로부터 산출되는 잔여 충전 시간으로부터 결정되며,
상기 충전전류는 연산된 SOC와 배터리 온도 및 C-rate로부터 예측된 SOH로부터 결정되는 최적충전전류로부터 결정되는 항공기용 배터리 충전장치. - 삭제
- 제1항의 항공기용 배터리 충전장치를 제어하는 것으로, 입력되는 교류전류를 직류의 충전전류로 변환하여 배터리 팩에 포함된 다수의 배터리 셀들을 충전하는 것으로,
교류의 입력전류를 입력받는 입력단계;
상기 배터리 셀들의 셀온도를 입력받는 셀온도 입력단계;
상기 셀온도에 따라 상기 배터리 셀들을 충전하는 충전전류, 최대충전전압, 및 최대충전시간을 결정하는 단계;
상기 입력전류를 입력받아 실질적으로 일정한 레벨의 충전전류를 생성하는 충전전류 생성단계;
상기 배터리 셀들의 충전 개시 후 소요되는 충전시간을 계산하는 충전시간 산출단계;
상기 배터리 셀들을 충전하는 충전전압을 입력받는 충전전압 입력단계; 및
상기 충전전압이 상기 최대충전전압에 도달하거나 상기 충전시간이 상기 최대충전시간 도달했는지 여부를 판단하는 판단단계;를 구비하는 항공기용 배터리 충전장치의 제어방법. - 제13항에 있어서,
상기 판단단계에 상기 충전전압이 상기 최대충전전압에 도달하거나 상기 충전시간이 상기 최대충전시간 도달하면 상기 충전전류의 생성을 정지하는 항공기용 배터리 충전장치의 제어방법. - 제13항에 있어서,
상기 최대충전시간은 입력되는 전류에 따라 SOC를 연산하고 그로부터 산출되는 잔여 충전 시간으로부터 결정되며,
상기 충전전류는 연산된 SOC와 배터리 온도 및 C-rate로부터 예측된 SOH로부터 결정되는 최적충전전류로부터 결정되는 항공기용 배터리 충전장치의 제어방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230022151A KR102632330B1 (ko) | 2023-02-20 | 2023-02-20 | 항공기용 배터리 충전장치 및 그 제어 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230022151A KR102632330B1 (ko) | 2023-02-20 | 2023-02-20 | 항공기용 배터리 충전장치 및 그 제어 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102632330B1 true KR102632330B1 (ko) | 2024-02-01 |
Family
ID=89859161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230022151A KR102632330B1 (ko) | 2023-02-20 | 2023-02-20 | 항공기용 배터리 충전장치 및 그 제어 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102632330B1 (ko) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000060177A (ko) | 1999-03-12 | 2000-10-16 | 정몽규 | 온도 가변에 따라 전압을 보상하는 충전 장치 |
| JP2010057251A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Canon Inc | 充電装置 |
| KR20150039844A (ko) * | 2012-09-24 | 2015-04-13 | 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 | 충전 제어 장치 및 충전 제어 방법 |
| KR101734704B1 (ko) | 2015-11-05 | 2017-05-11 | 한양대학교 산학협력단 | 온도 검출을 이용하는 배터리 충전 방법 및 배터리 충전기 |
| KR102374821B1 (ko) | 2017-03-10 | 2022-03-17 | 삼성전자주식회사 | 온도를 기반으로 배터리의 충전을 제어하는 방법 및 장치 |
-
2023
- 2023-02-20 KR KR1020230022151A patent/KR102632330B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000060177A (ko) | 1999-03-12 | 2000-10-16 | 정몽규 | 온도 가변에 따라 전압을 보상하는 충전 장치 |
| JP2010057251A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Canon Inc | 充電装置 |
| KR20150039844A (ko) * | 2012-09-24 | 2015-04-13 | 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 | 충전 제어 장치 및 충전 제어 방법 |
| KR101734704B1 (ko) | 2015-11-05 | 2017-05-11 | 한양대학교 산학협력단 | 온도 검출을 이용하는 배터리 충전 방법 및 배터리 충전기 |
| KR102374821B1 (ko) | 2017-03-10 | 2022-03-17 | 삼성전자주식회사 | 온도를 기반으로 배터리의 충전을 제어하는 방법 및 장치 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1798100B1 (en) | Battery management system | |
| US8134342B2 (en) | Method for pulsed charging of a battery in an autonomous system comprising a supercapacitance | |
| Koseoglou et al. | A novel on-board electrochemical impedance spectroscopy system for real-time battery impedance estimation | |
| US10833513B2 (en) | Method, system and device for balancing individual electric energy storage cells | |
| CA2763682C (en) | Secondary battery temperature-increasing control apparatus and vehicle including the same, and secondary battery temperature-increasing control method | |
| Chen et al. | New digital-controlled technique for battery charger with constant current and voltage control without current feedback | |
| US9397507B2 (en) | Device for balancing the charge of the elements of an electrical power battery | |
| EP3639048B1 (en) | Circuit and method for electrochemical impedance spectroscopy | |
| Kim et al. | Analytical study on low-frequency ripple effect of battery charging | |
| WO2011155186A1 (en) | Charging control system | |
| CN104079056A (zh) | 串联连接的多个电池的直流微电网充放电*** | |
| KR20100085791A (ko) | 축전지팩의 제어 관리 장치 및 그 방법 | |
| CA3036785C (en) | Dual control loop for charging of batteries | |
| Wang et al. | Adaptive charging strategy with temperature rise mitigation and cycle life extension for Li-ion batteries | |
| Schroeder et al. | General analysis and design guideline for a battery buffer system with DC/DC converter and EDLC for electric vehicles and its influence on efficiency | |
| Gaglani et al. | Implementation of multilevel battery charging scheme for lithium-ion batteries | |
| US10576835B2 (en) | Energy storage device, transport apparatus, and control method | |
| JP6965770B2 (ja) | 鉛蓄電池の制御装置、鉛蓄電池装置、無停電電源装置、電源システム、及び充電制御方法 | |
| KR102632330B1 (ko) | 항공기용 배터리 충전장치 및 그 제어 방법 | |
| Ananthraj et al. | Modelling a Battery and SOC Calculation Using Coulomb Counting Technique and Simulation of Equalising Techniques Used in Battery Management Systems | |
| JP2017192272A (ja) | 電源制御装置 | |
| KR20190071459A (ko) | 배터리 충전 시스템 및 이를 이용한 배터리 모듈의 최대용량 충전 제어방법 | |
| CN112290608B (zh) | 电源的控制方法 | |
| Wang et al. | Design fuzzy SOC estimation for sealed lead-acid batteries of electric vehicles in Reflex TM | |
| Šimčák et al. | Comparison of control methods for power stage of battery management systems with 4 cells |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |