KR200490808Y1 - 리튬이온멀티배터리충전기 - Google Patents
리튬이온멀티배터리충전기 Download PDFInfo
- Publication number
- KR200490808Y1 KR200490808Y1 KR2020170006683U KR20170006683U KR200490808Y1 KR 200490808 Y1 KR200490808 Y1 KR 200490808Y1 KR 2020170006683 U KR2020170006683 U KR 2020170006683U KR 20170006683 U KR20170006683 U KR 20170006683U KR 200490808 Y1 KR200490808 Y1 KR 200490808Y1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- voltage
- charging
- battery
- volts
- current
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
- B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
- B60L58/20—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having different nominal voltages
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
- B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
- B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
- B62M6/80—Accessories, e.g. power sources; Arrangements thereof
- B62M6/90—Batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
- H01M10/441—Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
-
- H01M2/1072—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/12—Bikes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/40—Drive Train control parameters
- B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
- B60L2240/547—Voltage
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2250/00—Driver interactions
- B60L2250/16—Driver interactions by display
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2200/00—Type of vehicle
- B60Y2200/10—Road Vehicles
- B60Y2200/13—Bicycles; Tricycles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
본 고안의 특징에 따르면, 일반적으로 리튬 이온 혹은 리튬 폴리머 배터리 셀을 이용하여 제작되는 배터리 팩은 그 목표 전압을 만들기 위해 필요한 갯 수의 배터리를 직렬 연결 구조를 통해 만들어 진다. 그렇게 만들어진 배터리 팩은 그 에 맞는 올바른 충전 전압으로 충전을 해야만 한다. 충전 전압이 부족하게 되면 충전 부족 상태가 되어 충분한 배터리 용량을 사용할 수 없게 되고, 과 충전이 되면 배터리가 위험 해 질수 도 있다. 그렇게 서로 다른 직렬 구조를 만들어진 서로 다른 배터리 팩를 충전 하려면 그에 적합한 충전 전압을 공급해야 하는데 기존의 방법은 그에 해당하는 충전기를 골라 사용해야만 했다 그러나 고안된 리튬 이온 멀티 배터리 충전기는 리튬 이온 멀티 배터리 충전 전압 자동 인식 및 결정 과정을 통해 해당하는 충전 전압을 확인 하고 그에 맞는 충전 전압으로 변환하여 충전 해주는 충전기로서 전기 자전거에 주로 사용되는 배터리는 정격36볼트와 정격 48볼트인데 고안된 단일의 멀티 배터리 충전기만으로 2개의 다른 충전 전압을 가진 배터리를 안전하고 정확하게 충전이 가능하게 된 것이다.
Description
본 고안은 리튬이온 혹은 리튬 폴리머 멀티 배터리 충전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리튬 이온 셀 혹은 리튬 폴리머를 이용한 배터리를 충전 하는데 있어서 정격 36V의 배터리 와 정격 48V의 배터리에 해당하는 충전 전압을 단일 충전기로 충전이 가능한 리튬이온 멀티 배터리 충전기에 관한 것이다.
일반적으로, 리튬 이온 혹은 리튬 폴리머 충전기는 그 충전하려는 대상 즉 리튬 이온 셀의 조합에 따른 전압에 맞는 충전 전압으로 충전을 해야만 한다. 따라서 배터리 충전기는 해당 셀에 맞는 충전기를 선택하여 사용해야만 하였다. 예를 들어 일반적인 전기 자전거에 사용되는 배터리팩은 주로 정격 36볼트와 정격 48볼트가 주종을 이루고 있다 이 경우, 정격 36볼트용은 반드시 그의 충전 전압인 42.0볼트에 맞는 충전기를 사용해야만 하고 정격 48볼트용은 반드시 그의 충전 전압에 맞는 54.6볼트 충전기를 사용해야만 하는 것이다. 그러나 정격 36볼트 배터리이던지 혹은 정격 48볼트 이던지 충전기가 그에 맞는 충전 전압으로 충전 이 가능하다면 훨씬 더 사용이 편하고 공급적인 측면에서도 수월 할 것이다.
본 고안은 상기와 같이 배터리 전압에 따라 그에 맞는 충전기를 사용하는 불편을 해소하고 배터리 정격이 36V이던지 혹은 48V 이던지 하나의 충전기로 충전 이 가능한 리튬이온 멀티 배터리 충전기를 제공하는데 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 고안의 목적은, 리튬이온 혹은 리튬 폴리머 배터리 셀을 사용하는 정격 36볼트 와 정격 48볼의 2 종류의 배터리를 충전 하는 각기 다른 충전 전압에 상관없이 단일의 멀티 배터리 충전기로 충전기 가능 하도록 하기 위함이다.
배터리 팩에 사용되는 배터리는 주로 리튬 이온 혹은 리튬 폴리머 배터리를 사용하고 있으며 그 리튬 이온 혹은 리튬 폴리머 배터리를 필요에 따라 직병렬 구조로 구성하여 스폿 용접을 통해 하나의 팩으로 구성되며 충전 보호와 방전 보호를 위하여 BMS(battery management system) 혹은 PCM(Protection circuit module)을 연결하여 보호 기능을 추가한다.(도1)
이러한 구조로 일반적인 전기 자전거에 주로 사용되는 정격36볼트용 혹은 정격48 볼트용 배터리를 제작하여 사용하는데 각 각의 리튬 이온 배터리 팩 마다 충전하는 충전 전압은 36볼트용 배터리는 42.0 볼트로 충전해야 하고, 48볼트용 배터리는 54.6 볼트로 충전해야 한다. 정격 36볼트 정격48볼트 배터리 팩의 충전 관련 규격을 (표1)에 나타내었다.
구분 | 배터리 전압(V) | 충전 전압 | ||
48볼트 최대 충전전압 | 55.25 | |||
48볼트 표준 충전전압 | 54.6 | 54.6볼트 충전구간 | ||
36볼트 최대 충전전압 | 42.5 | 42볼트 충전구간 | 중첩 전압 구간 | |
36볼트 표준충전전압 | 42.0 | |||
48볼트 컷오프전압 | 32.5 | |||
36볼트 컷오프전압 | 25.0 |
이와 같이 종래에는 서로 다른 배터리 셀 구성에 의한 서로 다른 충전 전압으로 인해 각 기 다른 충전기를 사용해야 했으나
리튬이온 혹은 리튬 폴리머 멀티 배터리 충전기는 배터리 셀 수에 따른 충전 전압을 자동 인식 과정을 통하여 충전 전압을 확인 한 후 그에 맞는 충전 전압을 공급하는 것을 특징으로 한다
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 리튬 이온 멀티 배터리 충전 전압 자동 인식 및 결정 과정을 상세히 설명하면
(도2)의 리튬이온 멀티 배터리 충전기 블록 구성도 에서 보듯이 상용 교류 전원 입력을 받아 직류 전압으로 변환 해 주는 어답터나 교류/직류 전압 변환장치 혹은 리튬이온이나 리튬 폴리머 로 구성된 배터리와 같은 전압 저장 장치로부터 직류 입력전원을 받아 충전이 가능한 충전 전압으로 전압을 변환 해 주는 전압 변환부 (10) 와 전압 변환부 (10) 로부터 충전 전압을 받아 해당하는 배터리에 맞추어 일정한 전류로 충전을 수행하는 정전류 (constant current)모드와 만충 전압에 가까워지면 내부 저항 값에 따라 일정한 충전 전류 보다 전류값이 작아져 만충 전압으로 충전을 수행하는 정전압(constant voltage) 모드로 충전을 수행하는 충전부 (20) 그리고 배터리로 충전을 수행할 때 흐르는 전류를 감지 하는 출력 전류 감지부 (30)과 배터리의 전압을 감지하는 출력전압 감지부( 40) 그리고 제어부(70)의 제어 신호에 따라 충전 전압의 출력을 스위칭 하는 충전출력 제어부(60) 와 상기 구성 요소들 즉 전압 변환부 (10),충전부 (20),출력 전류 감지부 (30) 및 출력전압 감지부( 40) 를 통합적으로 감시 제어 하는 제어부(70)로 구성된 리튬이온 멀티 배터리 충전기에서 (도4)의 충전 전압 자동 인식 및 결정 순서도에 나타낸 것 과 같은 과정을 수행한다.
(도2)와 같은 연결 구성이 된 상태에서 제어부(70)는 다음의 과정을 수행한다.
충전 출력 제어부를 OFF하여 충전 출력 전압을 차단하는 과정
출력 전압 감지부(40)를 통해 배터리의 전압을 측정하는 과정
배터리의 전압을 측정하여 배터리 전압이
가. 42.5볼트 보다 같거나 높은 경우
나. 25.0볼트 ~ 32.4 볼트 이내인 경우
다. 32.5볼트 ~ 42.4볼트 이내 인 경우 중의 어느 것에 해당되는지 결정하는 과정
상기 3 항에서 가. 의 경우에 해당되면 제어부(70)는 전압 변환부 (10)를 통해 54.6볼트로 전압을 변환 하여 충전부(30)를 통해 정전류 모드 혹은 정전압 모드로 충전을 수행하도록 충전 출력 제어부(60)를 ON시켜서 리튬 이온 배터리팩(50)으로 충전 전압을 공급하는 과정
5. 상기 3 항에서 나. 의 경우에 해당되면 제어부(70)는 전압 변환부 (10)를 통해 42.0볼트로 전압을 변환 하여 충전부(30)를 통해 정전류 모드 혹은 정전압 모드로 충전을 수행하도록 충전 출력 제어부(60)를 ON시켜서 리튬 이온 배터리팩(50)으로 충전 전압을 공급하는 과정
6. 상기 3 항에서 다. 의 경우에 해당되면 제어부(70)는 전압 변환부 (10)를 통해 42.4볼트로 전압을 변환 하여 충전부(30)를 통해 정전류 모드 혹은 정전압 모드로 충전을 수행하도록 충전 출력 제어부(60)를 ON시켜서 리튬 이온 배터리팩(50)으로 충전 전압을 공급하는 과정
7. 상기 6 항에서 출력 전압 감지부(40)을 통해 배터리 전압이 41.9 볼트 또는 그 이상인지 측정하여 배터리 전압이 41.9 볼트 미만이면 충전을 유지하는 과정
8. 배터리 전압이 41.9 볼트 이상이면 출력 전류 감지부(30)를 통해 배터리로 충전되는 전류를 측정하여 그 전류 값이 미리 설정된 정전류 (CONSTANT CURRENT)값 보다 작은 값인지 확인하는 과정
9. 상기 8 항에서 전류 값이 미리 설정된 전류 (CONSTANT CURRENT)값 보다 작은 값이면 제어부(70)는 전압 변환부 (10)를 통해 42.0볼트로 전압을 변환 하여 충전부(30)를 통해 정전류 모드 혹은 정전압 모드로 충전을 수행하도록 충전 출력 제어부(60)를 ON시켜서 리튬 이온 배터리팩(50)으로 충전 전압을 공급하는 과정
10. 상기 8 항에서 전류 값이 미리 설정된 전류 (CONSTANT CURRENT)값 보다 작지 않은 값이면 제어부(70)는 전압 변환부 (10)를 통해 54.6볼트로 전압을 변환 하여 충전부(30)를 통해 정전류 모드 혹은 정전압 모드로 충전을 수행하도록 충전 출력 제어부(60)를 ON시켜서 리튬 이온 배터리팩(50)으로 충전 전압을 공급하는 과정을 특징으로 하는 리튬 이온 멀티 배터리 충전기
상술한 진행과정 중에 조금 더 바람직하게는 배터리 팩(50)으로 충전 중인 충전전압을 표시하는 장치와 충전 중인 전류를 표시하는 장치를 추가로 구성하여 사용자로 하여금 충전 진행 상태를 인식 할 수 있도록 표시해 주는 기능을 포함하는 리튬 이온 멀티 배터리 충전기
상술한 진행과정 중에 조금 더 바람직하게는 배터리 팩(50)으로 충전 중인 충전전압을 표시하는 장치와 충전 중인 전류를 표시하는 장치를 추가로 구성하여 사용자로 하여금 충전 진행 상태를 인식 할 수 있도록 표시해 주는 기능을 포함하는 리튬 이온 멀티 배터리 충전기
이상 살펴본 바와 같은 본 고안에 따르면, 상기 고안의 발명의 효과는 전기 자전거에 사용되는 다양한 배터리 충전기를 단일화하여 사용자의 편리함을 도모함과 충전기의 단일화를 통한 생산성 증대 그리고 어디서든 빌려서도 사용이 가능한 장점과 미리 충전이 된 전압 저장 장치인 보조배터리를 충전하여 이동 중에도 리튬이온 배터리 팩으로 충전이 가능한 잇점이 있다.
도 1은 본 고안의 실시예에 따른 리튬 이온 배터리 10개 셀로 배터리 팩을 구성한 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 고안의 실시예에 따른 리튬이온 멀티 배터리 충전기의 블록 구성도이다.
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 정격 36볼트 배터리와 정격 48볼트 배터리의 충전시 멀티 배터리 충전 전압 자동 인식 및 결정 과정을 나타낸 순서도 이다.
표 1은 본 고안의 실시 예에 따른 정격 36볼트 정격48볼트 배터리 팩의 충전 관련 규격을 나타낸 표이다.
도 2는 본 고안의 실시예에 따른 리튬이온 멀티 배터리 충전기의 블록 구성도이다.
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 정격 36볼트 배터리와 정격 48볼트 배터리의 충전시 멀티 배터리 충전 전압 자동 인식 및 결정 과정을 나타낸 순서도 이다.
표 1은 본 고안의 실시 예에 따른 정격 36볼트 정격48볼트 배터리 팩의 충전 관련 규격을 나타낸 표이다.
이하 본 고안의 실시예로서 리튬 이온 배터리를 이용한 직렬 연결 개수 13개의 정격 전압 48볼트의 배터리 팩과 직렬 연결 개수 10개의 정격 전압 36볼트의 배터리 팩의 실시 예를 첨부된 (도3)에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
(도2)와 같은 연결 구성이 된 상태에서 제어부(70)는 다음의 과정을 수행한다.
1. 충전 출력 제어부를 OFF하여 충전 출력 전압을 차단하는 과정
2. 출력 전압 감지부(40)를 통해 배터리의 전압을 측정하는 과정
3. 배터리의 전압을 측정하여 배터리 전압이
가. 42.5볼트 보다 같거나 높은 경우
나. 25.0볼트 ~ 32.4 볼트 이내인 경우
다. 32.5볼트 ~ 42.4볼트 이내 인 경우 중의 어느 것에 해당되는지 결정하는 과정
4. 상기 3 항에서 가. 의 경우에 해당되면 제어부(70)는 전압 변환부 (10)를 통해 54.6볼트로 전압을 변환 하여 충전부(30)를 통해 정전류 모드 혹은 정전압 모드로 충전을 수행하도록 충전 출력 제어부(60)를 ON시켜서 리튬 이온 배터리팩(50)으로 충전 전압을 공급하는 과정
5. 상기 3 항에서 나. 의 경우에 해당되면 제어부(70)는 전압 변환부 (10)를 통해 42.0볼트로 전압을 변환 하여 충전부(30)를 통해 정전류 모드 혹은 정전압 모드로 충전을 수행하도록 충전 출력 제어부(60)를 ON시켜서 리튬 이온 배터리팩(50)으로 충전 전압을 공급하는 과정
6. 상기 3 항에서 다. 의 경우에 해당되면 제어부(70)는 전압 변환부 (10)를 통해 42.4볼트로 전압을 변환 하여 충전부(30)를 통해 정전류 모드 혹은 정전압 모드로 충전을 수행하도록 충전 출력 제어부(60)를 ON시켜서 리튬 이온 배터리팩(50)으로 충전 전압을 공급하는 과정
7. 상기 6 항에서 출력 전압 감지부(40)을 통해 배터리 전압이 41.9 볼트 또는 그 이상인지 측정하여 배터리 전압이 41.9 볼트 미만이면 충전을 유지하는 과정
8. 배터리 전압이 41.9 볼트 이상이면 출력 전류 감지부(30)를 통해 배터리로 충전되는 전류를 측정하여 그 전류 값이 미리 설정된 정전류 (CONSTANT CURRENT)값 보다 작은 값인지 확인하는 과정
9. 상기 8 항에서 전류 값이 미리 설정된 전류 (CONSTANT CURRENT)값 보다 작은 값이면 제어부(70)는 전압 변환부 (10)를 통해 42.0볼트로 전압을 변환 하여 충전부(30)를 통해 정전류 모드 혹은 정전압 모드로 충전을 수행하도록 충전 출력 제어부(60)를 ON시켜서 리튬 이온 배터리팩(50)으로 충전 전압을 공급하는 과정
10. 상기 8 항에서 전류 값이 미리 설정된 전류 (CONSTANT CURRENT)값 보다 작지 않은 값이면 제어부(70)는 전압 변환부 (10)를 통해 54.6볼트로 전압을 변환 하여 충전부(30)를 통해 정전류 모드 혹은 정전압 모드로 충전을 수행하도록 충전 출력 제어부(60)를 ON시켜서 리튬 이온 배터리팩(50)으로 충전 전압을 공급하는 과정을 특징으로 하는 리튬 이온 멀티 배터리 충전기로서 사용하려는 배터리 팩의 용량에 따른 충전 전압을 지능적인 자동 인식 및 결정 과정을 통하여 단일의 충전기로 안정적이고 정확한 충전 전압을 공급해 줄 수 있는 것이다.
10: 전압 변환부
20: 충전부
30: 출력 전류 감지부
40: 출력 전류 감지 부
50: 리튬 이온 배터리 팩
51:BMS(Battery managemant system)
52: 리튬 이온 배터리 셀
60: 충전 출력 제어부
70: 제어부
20: 충전부
30: 출력 전류 감지부
40: 출력 전류 감지 부
50: 리튬 이온 배터리 팩
51:BMS(Battery managemant system)
52: 리튬 이온 배터리 셀
60: 충전 출력 제어부
70: 제어부
Claims (2)
- 상용 교류 전원 입력을 받아 직류 전압으로 변환 해 주는 어답터나 교류/직류 전압 변환장치 혹은 리튬이온이나 리튬 폴리머 로 구성된 배터리와 같은 전압 저장 장치로부터 직류 입력전원을 받아 충전이 가능한 충전 전압으로 전압을 변환 해 주는 전압 변환부 (10) 와 전압 변환부 (10) 로부터 충전 전압을 받아 해당하는 배터리에 맞추어 일정한 전류로 충전을 수행하는 정전류 (constant current)모드와 정전압(constant voltage) 모드로 충전을 수행하는 충전부 (20) 그리고 배터리로 충전을 수행할 때 흐르는 전류를 감지 하는 출력 전류 감지부 (30)과 배터리의 전압을 감지하는 출력전압 감지부( 40) 그리고 제어부(70)의 제어 신호에 따라 충전 전압의 출력을 스위칭 하는 충전출력 제어부(60) 와 상기 구성 요소들 즉 전압 변환부 (10),충전부 (20),출력 전류 감지부 (30) 및 출력전압 감지부( 40) 를 통합적으로 감시 제어 하는 제어부(70)로 구성된 리튬이온 멀티 배터리 충전기에서 제어부(70)는 다음의 과정을 수행한다.
1. 충전 출력 제어부를 OFF하여 충전 출력 전압을 차단하는 과정
2. 출력 전압 감지부(40)를 통해 배터리의 전압을 측정하는 과정
3. 배터리의 전압을 측정하여 배터리 전압이
가. 42.5볼트 보다 같거나 높은 경우
나. 25.0볼트 ~ 32.4 볼트 이내인 경우
다. 32.5볼트 ~ 42.4볼트 이내 인 경우 중의 어느 것에 해당되는지 결정하는 과정
4. 상기 3 항에서 가. 의 경우에 해당되면 제어부(70)는 전압 변환부 (10)를 통해 54.6볼트로 전압을 변환 하여 충전부(30)를 통해 정전류 모드 혹은 정전압 모드로 충전을 수행하도록 충전 출력 제어부(60)를 ON시켜서 리튬 이온 배터리팩(50)으로 충전 전압을 공급하는 과정
5. 상기 3 항에서 나. 의 경우에 해당되면 제어부(70)는 전압 변환부 (10)를 통해 42.0볼트로 전압을 변환 하여 충전부(30)를 통해 정전류 모드 혹은 정전압 모드로 충전을 수행하도록 충전 출력 제어부(60)를 ON시켜서 리튬 이온 배터리팩(50)으로 충전 전압을 공급하는 과정
6. 상기 3 항에서 다. 의 경우에 해당되면 제어부(70)는 전압 변환부 (10)를 통해 42.4볼트로 전압을 변환 하여 충전부(30)를 통해 정전류 모드 혹은 정전압 모드로 충전을 수행하도록 충전 출력 제어부(60)를 ON시켜서 리튬 이온 배터리팩(50)으로 충전 전압을 공급하는 과정
7. 상기 6 항에서 출력 전압 감지부(40)을 통해 배터리 전압이 41.9 볼트 또는 그 이상인지 측정하여 배터리 전압이 41.9 볼트 미만이면 충전을 유지하는 과정
8. 배터리 전압이 41.9 볼트 이상이면 출력 전류 감지부(30)를 통해 배터리로 충전되는 전류를 측정하여 그 전류 값이 미리 설정된 정전류 (CONSTANT CURRENT)값 보다 작은 값인지 확인하는 과정
9. 상기 8 항에서 전류 값이 미리 설정된 전류 (CONSTANT CURRENT)값 보다 작은 값이면 제어부(70)는 전압 변환부 (10)를 통해 42.0볼트로 전압을 변환 하여 충전부(30)를 통해 정전류 모드 혹은 정전압 모드로 충전을 수행하도록 충전 출력 제어부(60)를 ON시켜서 리튬 이온 배터리팩(50)으로 충전 전압을 공급하는 과정
10. 상기 8 항에서 전류 값이 미리 설정된 전류 (CONSTANT CURRENT)값 보다 작지 않은 값이면 제어부(70)는 전압 변환부 (10)를 통해 54.6볼트로 전압을 변환 하여 충전부(30)를 통해 정전류 모드 혹은 정전압 모드로 충전을 수행하도록 충전 출력 제어부(60)를 ON시켜서 리튬 이온 배터리팩(50)으로 충전 전압을 공급하는 과정을 특징으로 하는 리튬 이온 멀티 배터리 충전기. - 제1항에 있어서, 충전 되는 충전 전압 과 충전 전류를 표시하여 충전 상태를 표시하는 표시기를 추가 구성하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 멀티 배터리 충전기
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR2020170006683U KR200490808Y1 (ko) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | 리튬이온멀티배터리충전기 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR2020170006683U KR200490808Y1 (ko) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | 리튬이온멀티배터리충전기 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20190001665U KR20190001665U (ko) | 2019-07-02 |
KR200490808Y1 true KR200490808Y1 (ko) | 2020-01-07 |
Family
ID=67224711
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR2020170006683U KR200490808Y1 (ko) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | 리튬이온멀티배터리충전기 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR200490808Y1 (ko) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102304867B1 (ko) * | 2019-12-24 | 2021-09-24 | 굿바이카 주식회사 | 멀티 배터리 충전 장치 및 배터리 충전 방법 |
CN114312408B (zh) * | 2021-12-29 | 2024-01-30 | 江西众一智慧科技有限公司 | 一种不同电池自适应快充及常规充电方法和*** |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015154661A (ja) | 2014-02-18 | 2015-08-24 | 株式会社豊田自動織機 | 異種類電池共用充電装置及び方法 |
-
2017
- 2017-12-22 KR KR2020170006683U patent/KR200490808Y1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015154661A (ja) | 2014-02-18 | 2015-08-24 | 株式会社豊田自動織機 | 異種類電池共用充電装置及び方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20190001665U (ko) | 2019-07-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10048322B2 (en) | Method of measuring battery pack current and correcting offsets of a current sensor | |
US8098048B2 (en) | Battery charger with integrated cell balancing | |
KR101497602B1 (ko) | 배터리 밸런싱 시스템 및 이를 이용한 배터리 밸런싱 방법 | |
US8299755B2 (en) | Battery balance charging controller for making one battery having lower voltage out of batteries connected in series to receive greater charging current and battery charging controlling apparatus using the same | |
CN101459267B (zh) | 电池组 | |
US8810201B2 (en) | Battery management system and battery management method | |
KR101545306B1 (ko) | 에너지를 재사용하는 배터리 밸런싱 시스템 및 배터리 밸런싱 방법 | |
KR20120074848A (ko) | 배터리 팩의 밸런싱 방법 및 밸런싱 시스템 | |
EP2651006A1 (en) | Battery charger, adapter and charging system | |
KR20130066462A (ko) | 배터리 팩의 보호회로 및 이를 포함하는 배터리팩 | |
KR101863454B1 (ko) | 직렬 일괄 충전과 선택적 보충 충전을 병행한 배터리 셀 간 균형 충전 기술 | |
US20150236536A1 (en) | Charging Device | |
KR20180051732A (ko) | 전기자동차용 배터리의 균일 충전을 위한 직렬과 병렬의 병행 충전 기술 | |
KR102045047B1 (ko) | 배터리 모듈의 soh 불균형을 고려한 최대용량 충전장치 및 그 제어방법 | |
US20150311730A1 (en) | Charging Device | |
CN109891704A (zh) | 用于搭电启动车辆的设备 | |
KR200490808Y1 (ko) | 리튬이온멀티배터리충전기 | |
JP2003257501A (ja) | 二次電池の残存容量計 | |
JPWO2020071290A1 (ja) | 蓄電システム | |
US20230361580A1 (en) | Portable Fast Charger Using Capacitors | |
GB2618287A (en) | Method of battery balancing an electrical series string of lithium-ion batteries, and system thereof | |
US11114703B2 (en) | Battery pack | |
CN115712066B (zh) | 一种用于铅酸电池组备电的在线核容方法及管理*** | |
JP2013099060A (ja) | 充放電制御機能を備えた携帯端末充電装置 | |
KR100694062B1 (ko) | 다중 배터리 충전 장치 및 제어 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
N231 | Notification of change of applicant | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
REGI | Registration of establishment |