KR20120039423A - Apparatus and method for recycling and charging simultaneously a battery - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus for simultaneously regenerating and charging a battery and a method thereof are provided to simultaneously regenerate and charge the battery after eliminating foreign materials inside of the battery, thereby shortening process time. CONSTITUTION: A charging part(150) receives a current from a power source part. A main controller(110) outputs a high frequency pulse signal. A discharge unit(160) discharges a battery. A display part(130) displays information with respect to a charging or discharging process of the battery. A user input part(140) establishes a set value with respect to the charging or discharging process of the battery.

Description

배터리의 재생과 충전을 동시에 하는 장치 및 그 방법{Apparatus and method for recycling and charging simultaneously a battery}Apparatus and method for recycling and charging simultaneously a battery}

본 발명은 배터리 내부에 축적되는 황산염 등의 이물질을 내부 전극으로부터 효율적으로 제거하는 것과 함께 상기 배터리의 충전이 동시에 이루어지도록 하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and a method for simultaneously charging the battery while removing foreign matters such as sulfates accumulated in the battery from the internal electrode efficiently.

일반적으로 배터리는 전류의 화학적 작용을 이용하는 것이며, 화학적 에너지를 전기 에너지로 사용할 수 있도록 하는 것으로서, 방전될 경우 충전하게 되면 다시 배터리의 기능을 회복할 수 있다. 배터리는 외부 전극 단자에 부하를 접속하면 배터리 내의 전극판과 전해액이 화학 반응을 일으켜 전압을 발생시킨다. In general, the battery uses a chemical action of the current, and the chemical energy can be used as electrical energy. When the battery is discharged, the battery can regain its function. When a battery is connected to a load on an external electrode terminal, an electrode plate in the battery and an electrolyte react with each other to generate a voltage.

배터리는 전해액으로 묽은 황산을 이용하고, 양극판은 과산화 납, 음극판은 순수한 납을 사용하는 것이 일반적이다. Batteries use dilute sulfuric acid as the electrolyte, lead peroxide as the positive electrode, and pure lead as the negative electrode.

배터리는 작은 체적으로 가능한 큰 전기 에너지를 얻기 위하여 화학반응을 일으키는 극판과 전해액의 접촉 면적이 커지도록 극판을 얇은 판으로 구성하여 여러 장 병렬로 접속하고 양극판과 음극판이 서로 마주보도록 배치되어 있다. In order to obtain as much electrical energy as possible in a small volume, a battery is composed of thin plates connected in parallel so that the contact area between the electrode plate and the electrolyte which causes a chemical reaction is large, and the positive plate and the negative plate face each other.

양극판과 음극판 두 전극의 반응은 불용성인 PbSO4를 생성하여 두 전극에 부착되며, 배터리가 방전시 황산이 소모되어 물이 생성되고, 물의 밀도는 황산의 밀도보다 낮기 때문에 배터리의 충전 상태는 전해액의 밀도를 측정하여 확인한다. 배터리가 재충전될 때는 전극 반응은 역반응이 일어난다. The reaction between the positive electrode and the negative electrode plate produces insoluble PbSO 4 , which is attached to both electrodes. When the battery is discharged, sulfuric acid is consumed to generate water, and the density of water is lower than that of sulfuric acid. Check and confirm the density. When the battery is recharged, the electrode reaction is reversed.

그러나, 장기간 충방전을 반복하면, 전극판에 달라붙어 있던 황산염이 충전시에 이탈되지 않고 그대로 달라붙어 있게 되며, 이를 황산화 현상이라 한다. However, when charge and discharge are repeated for a long time, the sulphate that has stuck to the electrode plate is stuck to the electrode plate as it is without being released during charging, which is called a sulphation phenomenon.

이러한 황산화 현상은 전극판의 전기 반응의 통로가 차단되어 절연기능을 하게 되므로 배터리의 전압, 용량 및 비중도를 저하시키는 문제점이 발생하게 된다. This sulphation phenomenon causes a problem of lowering the voltage, capacity and specific gravity of the battery because the passage of the electrical reaction of the electrode plate is blocked to perform the insulating function.

본 발명은 상기와 같이 배터리의 내부에 축적되는 황산염 등의 이물질을 제거와 함께 상기 배터리를 충전시킬 수 있는 장치 및 그 방법을 제안한다. The present invention proposes an apparatus and method for charging the battery together with removing foreign matters such as sulphate accumulated in the battery as described above.

그리고, 배터리 내부 전극에 형성된 황산염 등을 제거하는 것과 함께 상기 배터리의 충전이 가능해지도록 함으로써, 배터리의 재생에 소요되는 시간을 현저히 줄일 수 있는 장치 및 그 방법을 제안한다. In addition, the present invention proposes an apparatus and method for reducing the time required for regeneration of a battery by removing the sulfate and the like formed on the battery internal electrode and enabling the battery to be charged.

본 실시예에 따른 배터리의 재생과 충전을 동시에 하는 장치는 배터리의 충전을 위하여 외부의 전원을 공급받는 전원부; 상기 전원부로부터 제공되는 전류를 인가받는 충전부; 상기 충전부로 고주파 펄스 신호를 출력하는 메인 제어부; 상기 메인 제어부의 제어에 따라 상기 배터리의 방전이 이루어지도록 하는 방전부; 상기 배터리의 충전 또는 방전에 관한 정보를 표시하는 표시부; 및 상기 배터리의 충전 또는 방전에 관한 설정값을 사용자가 설정할 수 있도록 하는 사용자 입력부;를 포함하고, 상기 충전부는 상기 전원부로부터 전달되는 전류를 고주파 펄스 형태로 변환하여 상기 배터리로 공급하고, 상기 메인 제어부는 상기 배터리의 내부저항값에 따라 상기 방전부에 의한 배터리 방전 여부를 결정하는 것을 특징으로 한다. An apparatus for simultaneously regenerating and charging a battery according to the present embodiment includes a power supply unit that receives external power for charging the battery; A charging unit configured to receive a current provided from the power supply unit; A main control unit outputting a high frequency pulse signal to the charging unit; A discharge unit configured to discharge the battery under control of the main controller; A display unit displaying information on charging or discharging of the battery; And a user input unit configured to allow a user to set a setting value regarding charging or discharging of the battery, wherein the charging unit converts a current transmitted from the power supply unit into a high frequency pulse to supply the battery to the battery, and the main control unit. Determining whether the battery is discharged by the discharge unit in accordance with the internal resistance value of the battery.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 장치는 배터리의 충전을 위하여 외부의 전원을 공급받는 전원부; 상기 전원부로부터 제공되는 전류를 인가받는 충전부; 상기 충전부로 고주파 펄스 신호를 출력하는 메인 제어부; 상기 배터리의 충전 또는 방전에 관한 정보를 표시하는 표시부; 및 상기 배터리의 충전 또는 방전에 관한 설정값을 사용자가 설정할 수 있도록 하는 사용자 입력부;를 포함하고, 상기 충전부는 상기 전원부로부터 전달되는 전류를 고주파 펄스 형태로 변환하여 상기 배터리로 공급한다. In accordance with a second aspect of the present invention, there is provided an apparatus comprising: a power supply unit receiving external power for charging a battery; A charging unit configured to receive a current provided from the power supply unit; A main control unit outputting a high frequency pulse signal to the charging unit; A display unit displaying information on charging or discharging of the battery; And a user input unit configured to allow a user to set a setting value for charging or discharging the battery, wherein the charging unit converts a current transmitted from the power supply unit into a high frequency pulse shape and supplies it to the battery.

본 실시예에 따른 배터리의 재생 및 충전 방법은 배터리의 재생 및 충전이 동시에 이루어지도록 하는 방법으로서, 상기 배터리를 방전시키는 단계; 상기의 방전된 배터리 전압이 기설정된 제 1 설정전압에 도달하는지 여부를 판단하는 단계; 판단결과, 상기 배터리 전압이 제 1 설정전압에 도달한 경우에, 상기 배터리의 재생 및 충전이 동시에 이루어지도록, 상기 배터리로 공급하기 위한 전류를 고주파 펄스 형태로 변환하는 단계; 및 상기 배터리의 전압이 기설정된 제 2 설정전압까지 충전되도록, 상기 고주파 펄스 형태로 변환된 전류를 상기 배터리로 공급하는 단계;를 포함한다. A method of regenerating and charging a battery according to the present embodiment includes a method of simultaneously regenerating and charging a battery, including: discharging the battery; Determining whether the discharged battery voltage reaches a first preset voltage; As a result of the determination, when the battery voltage reaches the first set voltage, converting a current to be supplied to the battery into a high frequency pulse so that the battery is simultaneously regenerated and charged; And supplying the current converted into the high frequency pulse form to the battery such that the voltage of the battery is charged to a second predetermined voltage.

본 발명의 실시예들에 따른 장치에 의하면, 배터리의 재생과 배터리의 충전이 동시에 이루어짐으로써, 배터리의 수명을 연장하기 위하여 수행되는 작업의 시간을 월등히 줄일 수 있는 장점이 있다. According to the device according to the embodiments of the present invention, since the battery is regenerated and the battery is charged at the same time, there is an advantage that the time of work performed to extend the life of the battery can be greatly reduced.

그리고, 사용자의 선택에 따라 다양한 방법으로 배터리의 재생과 충전이 이루어질 수 있기 때문에, 다양한 환경에서 이용될 수 있는 장점이 있다. In addition, since the battery can be regenerated and charged in various ways according to the user's selection, there is an advantage that it can be used in various environments.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배터리의 재생 및 충전을 위한 장치를 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 장치에서 메인 제어부의 구성을 상세하게 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 장치의 동작 흐름을 설명하는 흐름도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 배터리의 재생 및 충전을 위한 장치를 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 장치에서 메인 제어부의 구성을 상세하게 보여주는 도면. 1 shows an apparatus for regeneration and charging of a battery according to a first embodiment of the present invention.
2 is a view showing in detail the configuration of the main control unit in the apparatus according to the first embodiment of the present invention.
3 is a flow chart illustrating the operational flow of the apparatus according to the first embodiment of the present invention.
4 illustrates an apparatus for regeneration and charging of a battery according to a second embodiment of the present invention.
5 is a view showing in detail the configuration of the main control unit in the apparatus according to the second embodiment of the present invention.

이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다. 다만, 본 실시예가 개시하는 사항으로부터 본 실시예가 갖는 발명의 사상의 범위가 정해질 수 있을 것이며, 본 실시예가 갖는 발명의 사상은 제안되는 실시예에 대하여 구성요소의 추가, 삭제, 변경 등의 실시변형을 포함한다고 할 것이다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings for the present embodiment will be described in detail. However, the scope of the inventive idea of the present embodiment may be determined from the matters disclosed by the present embodiment, and the inventive idea of the present embodiment may be implemented by adding, deleting, or modifying components to the proposed embodiment. It will be said to include variations.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배터리의 재생 및 충전을 위한 장치를 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 장치에서 메인 제어부의 구성을 상세하게 보여주는 도면이다. 1 is a view showing an apparatus for regeneration and charging of a battery according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing in detail the configuration of the main control unit in the device according to the first embodiment of the present invention.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 실시예의 장치는 외부로부터 전원을 공급받아 충전부(150)로 전달하는 전원부(120)와, 상기 전원부(120)로부터 공급되는 전원 전류가 고주파 펄스 형태로 배터리(300)에 공급되도록 펄스폭 변조를 수행하는 충전부(150)와, 상기 전원부(120)와 충전부(150)의 동작을 제어하는 메인 제어부(110)를 포함한다. First, referring to FIG. 1, the device of the present embodiment receives a power source from the outside and delivers the power to the charging unit 150, and the power current supplied from the power unit 120 is a high frequency pulse in the form of the battery 300. Charging unit 150 to perform pulse width modulation to be supplied to the power supply unit 120, and a main control unit 110 controlling the operations of the power supply unit 120 and the charging unit 150.

또한, 상기 배터리(300) 내부에 형성된 황산염 등의 이물질 등을 제거하는 배터리 재생과, 상기 배터리(300)를 충전시키는 배터리 충전의 설정 내용, 진행 상황 등의 정보를 사용자가 확인할 수 있도록 하는 표시부(130)가 마련된다.In addition, a display unit for allowing a user to check information such as a battery regeneration to remove foreign substances such as sulfate formed in the battery 300, the setting contents of the battery charge charging the battery 300, the progress and the like ( 130 is provided.

또한, 사용자가 배터리의 재생 및 배터리 충전과 관련되는 사항, 예를 들면, 배터리의 재생 기준을 판단하기 위한 설정전압값 또는 설정전류값, 배터리의 충전과 관련되는 충전시간, 충전전류값 등을 설정할 수 있도록 하는 사용자 입력부(140)가 마련된다. In addition, the user may set matters related to the regeneration of the battery and charging the battery, for example, a set voltage value or a set current value for determining the battery regeneration standard, a charging time related to the battery charging, a charge current value, and the like. A user input unit 140 is provided to allow the use.

또한, 제 1 실시예에 따른 장치는 배터리(300)에 대해서도 효율적인 배터리 재생과 배터리 충전이 함께 이루어지도록 하기 위하여, 상기 배터리(300)의 전원을 방전시키기 위한 방전부(160)가 상기 메인 제어부(160) 및 배터리(300)에 연결된다. In addition, in the apparatus according to the first embodiment, the discharge unit 160 for discharging the power of the battery 300 includes the main control unit so that the battery 300 can be efficiently regenerated and charged together. 160 and the battery 300.

특히, 본 발명의 실시예에 따른 배터리의 재생 및 충전을 위한 장치는, 상기 배터리(300)를 재생시키는 동작과, 상기 배터리(300)를 충전시키는 동작이 시간상의 차이를 두고 수행하는 것이 아니라, 상기 배터리(300)의 배터리 재생 공정과 배터리 충전 공정을 동시에 수행하는 것이다. In particular, the apparatus for regeneration and charging of the battery according to an embodiment of the present invention, the operation of regenerating the battery 300, and the operation of charging the battery 300 is not performed with a time difference, The battery regeneration process and the battery charging process of the battery 300 are performed at the same time.

즉, 본 실시예의 장치는 상기 배터리(300)를 충전시키기 위하여 상기 배터리(300) 측으로 공급되는 전류를 고주파 펄스 형태로 변환하고, 이렇게 변환된 고주파 펄스의 전류는 상기 배터리(300)를 충전시키는 것은 물론이고, 상기 고주파 펄스의 전류가 갖는 고주파 진동에 의하여 상기 배터리 내부 전극의 떨림이 유도되어 황산염 등의 이물질이 내부 전극으로부터 떨어지게 된다. That is, the device of the present embodiment converts the current supplied to the battery 300 side to form a high frequency pulse in order to charge the battery 300, and the current of the converted high frequency pulse charges the battery 300. Of course, the vibration of the battery internal electrode is induced by the high frequency vibration of the current of the high frequency pulse, so that foreign matters such as sulfate are separated from the internal electrode.

본 발명의 장치는 배터리 측으로 단순히 고주파 펄스 형태의 시그널만을 공급하는 것과는 상이한 것으로서, 상기 배터리(300)의 충전을 위하여 공급하는 전류 전원을 고주파 펄스 형태로 변환함으로써, 상기 배터리(300)의 충전과 함께 재생이 이루어지는 것으로 이해하여도 좋다. The apparatus of the present invention is different from simply supplying a signal of a high frequency pulse form to a battery side, and converts a current power supply for charging the battery 300 into a high frequency pulse form, thereby charging the battery 300 together with the charging of the battery 300. It may be understood that regeneration takes place.

그리고, 상기 충전부(150)는 상기 전원부(120)로부터 전달되는 전류에 대하여 트랜지스터(TR)의 베이스로 인가되는 펄스 신호에 따라 온/오프 동작이 이루어지도록 함으로써, 상기 배터리(300) 측으로 고주파의 펄스 형태 전류가 인가되도록 하는 구조를 갖는다. In addition, the charging unit 150 performs an on / off operation according to a pulse signal applied to the base of the transistor TR with respect to the current transmitted from the power supply unit 120, thereby generating a high frequency pulse toward the battery 300. It has a structure that allows a form current to be applied.

한편, 상기 메인 제어부(110)는 상기 사용자 입력부(140)를 통하여 입력되는 재생 및 충전과 관련되는 설정값에 따라 상기 충전부(150)의 출력 전류값이나 배터리 충전 시간등을 제어할 수 있으며, 사용자가 자동 재생 및 충전을 입력하는 경우에는 미리 저장된 값에 따라 상기 배터리(300)의 재생 및 충전이 이루어지도록 한다. On the other hand, the main controller 110 may control the output current value or the battery charging time of the charging unit 150 according to the setting value associated with the regeneration and charging input through the user input unit 140, the user In case of inputting automatic regeneration and charging, the battery 300 is regenerated and charged according to a pre-stored value.

예를 들어, 골프장 카트나 버스 등에 사용되는 고용량의 배터리를 재생 및 충전하는 경우에, 상기 메인 제어부(110)는 상기 충전부(150)를 통하여 출력되는 고주파 펄스 형태의 전류의 크기를 배터리 용량의 1/10 수준이 되도록 한다. 골프장 카트나 트럭에 사용되는 배터리는 일반 승용차에 사용되는 배터리보다 고용량인 200A정도가 되는데, 이 경우 상기 충전부(150)를 통하여 출력되는 전류의 크기를 20A정도가 되도록 하며, 용량이 100A~120A 정도가 되는 버스에 사용되는 고용량 배터리의 경우는, 상기 충전부(150)의 출력 전류값이 10A~12A이 되도록 한다. For example, when regenerating and charging a high capacity battery used for a golf cart or a bus, the main controller 110 may set the magnitude of the high frequency pulse current output through the charging unit 150 to 1 of the battery capacity. Let it be at / 10 level. The battery used in the golf cart or truck is about 200A, which is higher than the battery used in a general passenger car. In this case, the amount of current output through the charging unit 150 is about 20A, and the capacity is about 100A ~ 120A. In the case of a high capacity battery used for the bus to be, the output current value of the charging unit 150 is 10A ~ 12A.

상기 충전부(150)를 통하여 출력되는 고주파 형태의 전류값은 사용자가 상기 사용자 입력부(140)를 조작하여 개별적으로 조절가능하며, 출력되는 고주파 형태의 전류값은 상기 배터리(300)의 충전 시간과 관련되는 것임은 물론이다. The high frequency current value output through the charging unit 150 is individually adjustable by the user by operating the user input unit 140, and the high frequency current value output is related to the charging time of the battery 300. Of course it is.

그리고, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 장치는 고용량의 배터리도 재생 및 충전할 수 있는 것으로서, 효율적인 배터리 재생 및 충전을 위하여 상기 배터리(300)에 부하를 인가하는 방전부(160)가 마련된다. 상기 방전부(160)와 관련되는 설명은 상기 메인 제어부(110)의 상세 구성을 나타내는 도 2와, 본 실시예의 동작 흐름을 나타내는 도 3과 함께 하기로 한다. In addition, the apparatus according to the first embodiment of the present invention is capable of reproducing and charging a high capacity battery, and is provided with a discharge unit 160 for applying a load to the battery 300 for efficient battery regeneration and charging. . The description related to the discharge unit 160 will be described with FIG. 2 showing a detailed configuration of the main control unit 110 and FIG. 3 showing an operation flow of the present embodiment.

도 2에는 제 1 실시예에 따른 장치의 메인 제어부(110)의 구성이 보다 상세하게 도시되어 있으며, 도 3에는 제 1 실시예에 따른 장치의 배터리의 자동 재생/충전 과정이 개시되어 있다. 2 illustrates the configuration of the main control unit 110 of the apparatus according to the first embodiment in more detail, and FIG. 3 illustrates an automatic regeneration / charging process of a battery of the apparatus according to the first embodiment.

도 2를 참조하면, 고주파 펄스 형태로 전류를 배터리(300)에 공급하는 것에 의해 배터리의 충전과 함께 배터리의 재생이 가능하도록 하는 장치의 메인 제어부(110)는, 배터리로 공급되는 전압과 전류 등 배터리의 상태를 검출하기 위한 검출부(114)와, 기설정된 값과 상기 검출부(114)를 통하여 측정되는 값을 비교하는 비교부(115)와, 상기 비교부(115)에 의해 판단된 비교결과를 입력받아 상기 충전부(150) 및 방전부(160)를 제어하는 서브 제어부(111)와, 상기 서브 제어부(111)로 제공할 충전 펄스 신호를 발생시키는 충전PWM 발생부(112)와, 상기 서브 제어부(111)로 제공할 방전 펄스 신호를 발생시키는 방전PWM 발생부(113)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the main control unit 110 of the apparatus for recharging the battery and charging the battery by supplying a current to the battery 300 in the form of a high frequency pulse may include a voltage and a current supplied to the battery. A detector 114 for detecting a battery state, a comparator 115 for comparing a predetermined value with a value measured by the detector 114, and a comparison result determined by the comparator 115. A sub-control unit 111 that receives the input and controls the charging unit 150 and the discharge unit 160, a charge PWM generation unit 112 generating a charging pulse signal to be provided to the sub-control unit 111, and the sub-control unit And a discharge PWM generator 113 for generating a discharge pulse signal to be provided to 111.

상기 검출부(114)는 상기 충전부(150)에 의한 배터리의 충전의 정상여부를 상기 서브 제어부(111)가 판단할 수 있도록, 상기 배터리(300)로 공급되고 있는 전압 또는 전류의 크기를 검출하거나, 상기 배터리(300)에 마련된 온도 센서를 통하여 상기 배터리의 내부 온도를 검출하거나, 상기 배터리(300)의 충전시간을 측정하는 등의 동작을 수행한다. The detection unit 114 detects the magnitude of the voltage or current supplied to the battery 300 so that the sub control unit 111 can determine whether the charging of the battery by the charging unit 150 is normal. The internal temperature of the battery may be detected through the temperature sensor provided in the battery 300, or the charging time of the battery 300 may be measured.

그리고, 상기 검출부(114)는 상기 배터리의 내부 저항 및 전압, 전류, 온도 등을 측정한다. In addition, the detector 114 measures the internal resistance of the battery and voltage, current, temperature, and the like.

상기 비교부(115)는 미리 저장된 설정값과 상기 검출부(114)를 통하여 측정되는 값을 비교하고, 이를 상기 서브 제어부(111)로 전달한다. The comparison unit 115 compares a preset value stored with a value measured through the detection unit 114 and transfers the measured value to the sub-control unit 111.

보다 상세히, 상기 비교부(115)는 상기 검출부(114)를 통하여 확인되는 배터리의 내부저항값을 미리 저장된 제 1 설정저항값(도 3참조)과 비교하여, 그 결과를 상기 서브 제어부(111)에 전달할 수 있다. 이러한 비교 결과를 전달받은 서브 제어부(111)는 배터리의 내부저항값이 제 1 설정저항값보다 작은 경우에 상기 방전부(160)에 의한 배터리의 방전이 이루어지도록 할 수 있다. 즉, 배터리의 내부 저항이 기저장된 제 1 설정저항값보다 더 큰 경우에는 배터리의 재생이 불가능한 것으로 판단될 수 있다. In more detail, the comparison unit 115 compares the internal resistance value of the battery checked through the detection unit 114 with a previously stored first set resistance value (see FIG. 3), and compares the result with the sub control unit 111. Can be delivered to. The sub-control unit 111 receiving the comparison result may cause the battery to be discharged by the discharge unit 160 when the internal resistance value of the battery is smaller than the first set resistance value. That is, when the internal resistance of the battery is larger than the previously stored first set resistance value, it may be determined that the battery cannot be regenerated.

그리고, 상기 배터리는 내부저항으로 인하여 소정의 허전압을 갖고 있으며, 이러한 허전압을 제거하기 위하여 상기 배터리의 방전이 수행되는데, 이러한 과정에서 상기 비교부(115)는 방전중의 배터리 전압과 기설정된 제 1 설정전압과 비교하고, 그 비교 결과를 상기 서브 제어부(111)로 제공할 수 있다. 이 경우, 상기 서브 제어부(111)는 상기 배터리의 전압이 상기 제 1 설정전압까지 떨어진 이후에 상기 배터리의 충전이 수행되도록 제어할 수 있다. In addition, the battery has a predetermined shunt voltage due to internal resistance, and the discharge of the battery is performed to remove such shunt voltage. In this process, the comparator 115 is configured with a predetermined battery voltage during discharge. It may be compared with a first set voltage, and the comparison result may be provided to the sub controller 111. In this case, the sub controller 111 may control the charging of the battery after the voltage of the battery drops to the first set voltage.

그리고, 상기 비교부(115)는 배터리의 재생과 충전에 관련되는 사항을 기설정된 값과 비교하고, 그 결과를 상기 서브 제어부(111)로 전달할 수 있다. In addition, the comparison unit 115 may compare the matters related to the regeneration and charging of the battery with a preset value, and transmit the result to the sub-control unit 111.

또한, 상기 충전PWM 발생부(112)는 상기 충전부(150)의 트랜지스터 온/오프 동작에 의하여 전원부(120)로부터 제공되는 전류가 고주파 펄스 형태로 변환되도록 고주파 펄스를 발생시킨다. 예를 들어, 상기 충전PWM 발생부(112)는 10kHz 정도의 고주파 펄스 신호를 발생시킬 수 있다. 다만, 이러한 수치적 사항에 본 발명의 기술적 사상이 한정되는 것은 아니다. In addition, the charging PWM generation unit 112 generates a high frequency pulse so that the current provided from the power supply unit 120 is converted into a high frequency pulse form by the transistor on / off operation of the charging unit 150. For example, the charging PWM generator 112 may generate a high frequency pulse signal of about 10 kHz. However, the technical idea of the present invention is not limited to these numerical matters.

또한, 상기 방전PWM 발생부(113)는 상기 방전부(160)에 의한 배터리의 방전이 수행되는 동안에도 상기 배터리의 황산염 제거가 이루어질 수 있도록 고주파 펄스를 발생시키는 역할을 수행한다. In addition, the discharge PWM generator 113 serves to generate a high frequency pulse so that the sulfate can be removed while the battery is discharged by the discharge unit 160.

그리고, 상기 방전부(160) 내에도 상기 충전부의 경우와 같이 스위칭될 수 있는 트랜지스터가 마련되며, 상기 서브 제어부(111)로부터 전달되는 방전PWM 신호에 따라 방전부 내의 트랜지스터가 온/오프된다. 이를 통해, 상기 배터리(300)가 부하에 연결되어 방전되는 등의 동작이 수행된다. 그리고, 상기 방전PWM 발생부(113)로부터 제공되는 고주파 펄스 신호에 의하여 배터리의 내부 전극에 진동이 발생하게 되고, 배터리의 방전 중에도 황산염 등의 이물질 제거가 가능해진다. In addition, a transistor capable of switching as in the case of the charging unit is provided in the discharge unit 160, and the transistor in the discharge unit is turned on / off according to the discharge PWM signal transmitted from the sub control unit 111. In this way, the battery 300 is connected to the load and discharged. In addition, vibration is generated at the internal electrodes of the battery by the high frequency pulse signal provided from the discharge PWM generator 113, and foreign matter such as sulfate can be removed even during discharge of the battery.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 제 1 실시예의 장치의 동작 방법에 대해서는, 도 3을 참조하여 상세히 살펴보도록 한다. A method of operating the apparatus of the first embodiment of the present invention having such a configuration will be described in detail with reference to FIG. 3.

본 발명의 장치는 배터리의 재생 및 충전을 자동으로 수행되도록 할 것인지, 사용자가 상기 사용자 입력부(140)를 조작하여 배터리의 재생 및 충전과 관련되는 전류의 크기, 충전 시간 등을 사용자가 직접 설정할 것인지를 선택할 수 있다. 다만, 사용자가 간편히 자동으로 배터리의 재생 및 충전이 이루어지도록 선택한 경우에도, 대상 배터리의 용량을 고려하여 충전 전류값을 설정하도록 하는 것이 바람직하다. Whether the apparatus of the present invention is to automatically perform the regeneration and charging of the battery, or whether the user directly sets the magnitude of the current, the charging time, etc. related to the regeneration and charging of the battery by operating the user input unit 140. Can be selected. However, even when the user simply selects to automatically regenerate and charge the battery, it is preferable to set the charging current value in consideration of the capacity of the target battery.

예컨대, 배터리의 용량이 200A 인 경우에는, 사용자가 이를 확인하고 장치의 사용자 입력부를 통하여 충전 전류를 1/10 수준인 20A 정도로 설정할 수 있다. For example, when the capacity of the battery is 200A, the user may confirm this and set the charging current to about 20A, which is 1/10 level, through the user input unit of the device.

이하에서는, 사용자가 배터리의 재생 및 충전을 자동으로 설정한 경우를 살펴보며, 수동으로 사용자가 설정하는 때에는 측정되는 배터리의 내부저항값, 배터리 전압 크기 등의 비교 대상이 되는 설정저항 또는 설정전압이 가변될 것이다. Hereinafter, a case in which the user automatically sets the regeneration and charging of the battery will be described.When the user manually sets the set resistance or the set voltage to be compared, such as the measured internal resistance value of the battery and the magnitude of the battery voltage, Will be variable.

사용자가 본 발명의 장치에 의한 배터리의 자동 재생 및 충전 기능을 선택하게 되면(S101), 상기 장치는 배터리의 내부저항을 측정한다(S102). 상기 배터리의 내부저항 측정은, 공지의 기술과 같이, 인가하는 전류에 따른 전압의 크기를 측정함으로써 가능하다. When the user selects the automatic regeneration and charging function of the battery by the device of the present invention (S101), the device measures the internal resistance of the battery (S102). The internal resistance of the battery can be measured by measuring the magnitude of the voltage according to the current to be applied, as known in the art.

상기 배터리의 내부저항은 상기 검출부(114)에 의하여 수행될 수 있으며, 상기 비교부(115)는 측정된 배터리의 내부저항이 기설정된 제 1 설정저항과 비교하여 작은지 여부를 비교한다(S103). The internal resistance of the battery may be performed by the detector 114, and the comparator 115 compares whether the measured internal resistance of the battery is smaller than the preset first set resistance (S103). .

비교 결과, 상기 배터리의 내부저항이 기설정된 제 1 설정저항보다 큰 경우에, 상기 서브 제어부(116)는 해당 배터리를 재사용 불가능한 배터리로 판단(S104)하고, 해당 배터리에 대한 재생 및 충전을 수행하지 않는다. 그리고, 상기 표시부(130)를 통하여 이러한 사항을 사용자가 알 수 있도록, 해당 배터리에 대한 불량의 정보를 나타내도록 한다. As a result of comparison, when the internal resistance of the battery is greater than the first predetermined resistance, the sub-control unit 116 determines that the battery is a non-reusable battery (S104) and does not perform regeneration and charging of the battery. Do not. Then, the display unit 130, so that the user knows these matters, so as to display the information of the failure for the battery.

반면에, 상기 배터리의 내부저항이 기설정된 제 1 설정저항보다 작은 경우는, 배터리의 재생 및 충전을 위한 동작을 개시한다. 다만, 배터리의 재생 및 충전 효율을 증가시키기 위하여, 상기 배터리에 대한 방전(S105)의 과정이 먼저 수행된다. 배터리 내에 존재할 수 있는 허전압을 제거하기 위한 과정으로서, 배터리의 충전 효율을 향상시키기 위함이다. On the other hand, when the internal resistance of the battery is smaller than the first preset resistance, the operation for regeneration and charging of the battery is started. However, in order to increase the regeneration and charging efficiency of the battery, the process of discharge (S105) for the battery is first performed. As a process for eliminating the slack voltage that may exist in the battery, it is to improve the charging efficiency of the battery.

그리고, 상기 검출부(114)는 배터리의 전압을 검출하고, 상기 비교부(115)는 기설정된 제 1 설정전압과 그 크기를 비교하며, 그 결과는 상기 서브 제어부(111)로 전달된다. In addition, the detector 114 detects a voltage of the battery, and the comparator 115 compares the preset first set voltage with a magnitude thereof, and the result is transmitted to the sub controller 111.

상기 서브 제어부(111)는 상기 배터리의 전압이 기설정된 제 1 설정전압에 도달하는지 여부를 판단하며(S106), 그 결과 배터리의 방전이 제 1 설정전압까지 이루어지지 않은 경우에는 방전부(160)에 의한 배터리의 방전이 더 수행되도록 한다. 상기 방전부(160)에 의한 방전은, 앞서 설명한 바와 같이, 트랜지스터의 온/오프 동작에 따라 부하가 배터리에 연결되도록 한다. The sub-control unit 111 determines whether the voltage of the battery reaches a predetermined first set voltage (S106), and as a result, when the battery is not discharged to the first set voltage, the discharge unit 160. Allow the discharge of the battery to be further performed. As described above, the discharge by the discharge unit 160 allows the load to be connected to the battery according to the on / off operation of the transistor.

한편, 측정된 배터리의 전압이 제 1 설정전압에 도달하는 경우에는, 상기 서브 제어부(111)가 상기 충전부(150)에 의한 배터리 충전이 이루어지도록 한다(S107). 여기서, 상기 충전부(150)에 의한 배터리 충전은, 앞서 설명한 바와 같이, 고주파 펄스 형태의 전류를 상기 배터리에 공급함으로써, 고주파에 따른 진동이 배터리 내부 전극으로 전달되도록 하여 황산염 등의 이물질을 제거와, 전류에 의한 배터리의 충전이 동시에 이루어지도록 한다. On the other hand, when the measured voltage of the battery reaches the first set voltage, the sub-control unit 111 allows the battery to be charged by the charging unit 150 (S107). Here, the battery charging by the charging unit 150, as described above, by supplying a high-frequency pulse current to the battery, so that the vibration according to the high frequency to be transmitted to the internal electrode of the battery to remove foreign substances such as sulfate, Charge the battery by current at the same time.

그리고, 상기 서브 제어부(111)는 재생과 충전이 동시에 이루어지고 있는 배터리의 전압을 읽어들이고, 해당 배터리의 전압이 기설정된 제 2 설정전압에 도달할 때까지 충전이 이루어지도록 한다(S108). 이러한 제 2 설정전압은 사용자가 수동으로 충전을 수행할 경우에, 사용자에 의해 변경가능할 것이며, 또한, 사용자가 배터리의 충전완료 시기를 설정전압이 아닌 충전시간으로도 설정가능하다. In addition, the sub-control unit 111 reads the voltage of the battery which is simultaneously being regenerated and charged, and performs charging until the voltage of the corresponding battery reaches the second preset voltage (S108). The second set voltage may be changed by the user when the user manually charges the battery, and the user may set the charging completion time of the battery as the charging time instead of the set voltage.

그리고, 상기 서브 제어부(111)는 상기 검출부(114)를 통하여 검출되는 배터리의 내부저항을 추가로 더 읽어들이고, 추가 측정된 배터리 내부저항이 기설정된 제 2 설정저항 보다 작은지 여부를 판단한다(S110). 여기서, 상기 서브 제어부(111)는 배터리의 재생 및 충전이 수행되었음에도, 적정 수준 이상 충전이 완료되었는지 여부를 재확인하기 위함이다. Further, the sub controller 111 further reads the internal resistance of the battery detected through the detector 114, and determines whether the additionally measured battery internal resistance is smaller than the second preset resistance ( S110). In this case, the sub-control unit 111 is for re-confirming whether the charging is completed at an appropriate level even though the battery is regenerated and charged.

판단 결과, 재측정된 배터리 내부저항이 기설정된 제 2 설정저항 보다 작지 않은 경우에는, 충전이 정상적으로 이루어지지 않는 재사용 불가능한 배터리로 판단(S111)하고, 해당 배터리에 대한 재생 및 충전을 수행하지 않는다. 그리고, 상기 표시부(130)를 통하여 이러한 사항을 사용자가 알 수 있도록, 해당 배터리에 대한 불량의 정보를 나타내도록 한다. As a result of determination, when the re-measured battery internal resistance is not smaller than the second preset resistance, it is determined as a non-reusable battery in which charging is not normally performed (S111), and regeneration and charging of the battery are not performed. Then, the display unit 130, so that the user knows these matters, so as to display the information of the failure for the battery.

반면에, 측정된 배터리 내부저항이 기설정된 제 2 설정저항보다 작은 경우에는, 상기 서브 제어부(111)는 상기 표시부(130) 등을 통하여 충전이 완료되어 재사용이 가능한 것임을 사용자가 알 수 있도록 한다(S112). On the other hand, when the measured battery internal resistance is smaller than the second preset resistance, the sub-control unit 111 allows the user to know that the charging is completed through the display unit 130 or the like and can be reused ( S112).

이상에서 설명한 바와 같이, 고용량의 배터리의 경우에도, 배터리의 방전 후 재생 및 충전이 이루어지도록 함으로써, 보다 안정적으로 배터리의 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있다. As described above, even in the case of a battery having a high capacity, by regeneration and charging after discharge of the battery, there is an advantage that can extend the life of the battery more stably.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 배터리의 재생 및 충전을 위한 장치를 보여주는 도면이고, 도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 장치에서 메인 제어부의 구성을 상세하게 보여주는 도면이다. 4 is a view showing an apparatus for regeneration and charging of a battery according to a second embodiment of the present invention, Figure 5 is a view showing the configuration of the main controller in detail in the device according to a second embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 대하여 살펴보기로 하며, 앞선 제 1 실시예의 경우와 동일한 구성에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다. A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5, and a description thereof will be omitted for the same configuration as that of the first embodiment.

제 2 실시예의 장치는 외부로부터 전원을 공급받아 충전부(250)로 전달하는 전원부(220)와, 상기 전원부(220)로부터 공급되는 전류가 고주파 펄스 형태로 변환되도록 스위칭 역할을 수행하는 트랜지스터가 마련된 충전부(250)와, 상기 충전부(250)를 통하여 출력되는 고주파 펄스 형태의 전류가 배터리(400)에 공급되도록 이를 제어하는 메인 제어부(210)를 포함한다. The device of the second embodiment is provided with a power supply unit 220 that receives power from the outside and delivers the power to the charging unit 250, and a transistor which performs a switching role so that the current supplied from the power supply unit 220 is converted into a high frequency pulse form. And a main controller 210 for controlling the current to be supplied to the battery 400 in the form of a high frequency pulse output through the charging unit 250.

또한, 상기 배터리(400) 내부에 형성된 황산염 등의 이물질 등을 제거하는 배터리 재생과, 상기 배터리(400)를 충전시키는 배터리 충전의 설정 내용, 진행 상황 등의 정보를 사용자가 확인할 수 있도록 하는 표시부(230)가 마련된다.In addition, a display unit for allowing a user to check information such as battery regeneration to remove foreign substances such as sulfate formed in the battery 400 and setting contents, progress, and the like of battery charging to charge the battery 400 ( 230 is provided.

또한, 사용자가 배터리의 재생 및 배터리 충전과 관련되는 사항, 예를 들면, 배터리의 재생 기준을 판단하기 위한 설정전압값 또는 설정전류값, 배터리의 충전과 관련되는 충전시간, 충전전류값 등을 설정할 수 있도록 하는 사용자 입력부(240)가 마련된다. In addition, the user may set matters related to the regeneration of the battery and charging the battery, for example, a set voltage value or a set current value for determining the battery regeneration standard, a charging time related to the battery charging, a charge current value, and the like. The user input unit 240 is provided to enable the.

제 2 실시예에 따른 장치는, 제 1 실시예의 경우와 달리, 배터리의 재생 및 충전을 수행하기 이전에, 배터리의 방전 동작을 수행하지 않으며, 자동차 등에 장착되는 80A 정도의 용량을 갖는 배터리를 재생 및 충전하기에 적합한다. Unlike the case of the first embodiment, the apparatus according to the second embodiment does not perform the discharge operation of the battery before performing the regeneration and charging of the battery, and reproduces the battery having a capacity of about 80 A mounted on an automobile or the like. And suitable for charging.

제 2 실시예에 따른 장치의 메인 제어부(210)에 대한 상세한 구성을 살펴보면, 충전부(250) 내의 트랜지스터의 동작을 온/오프 제어하기 위한 PWM 신호를 발생시키는 PWM 발생부(212)와, 상기 배터리(400)로 공급되는 전압과 전류 등 배터리의 상태를 검출하기 위한 검출부(214)와, 기설정된 값과 상기 검출부(214)를 통하여 측정되는 값을 비교하는 비교부(215)와, 상기 비교부(215)로부터 출력되는 값으로부터 장치의 동작을 제어하는 서브 제어부(211)를 포함한다. Looking at the detailed configuration of the main control unit 210 of the device according to the second embodiment, the PWM generator 212 for generating a PWM signal for controlling the operation of the transistor in the charging unit 250 and the battery A detector 214 for detecting a state of a battery such as a voltage and a current supplied to the 400, a comparator 215 for comparing a predetermined value with a value measured by the detector 214, and the comparator And a sub control unit 211 for controlling the operation of the device from the value output from 215.

제 2 실시예에 따른 장치 역시 사용자가 배터리의 재생 및 충전과 관련되는 사항을 직접 설정하거나, 기설정된 값으로 배터리의 재생 및 충전이 자동으로 수행될 수 있다. In the apparatus according to the second embodiment, the user may directly set matters related to the regeneration and charging of the battery, or the regeneration and charging of the battery may be automatically performed at a preset value.

배터리가 본 장치에 연결되면, 상기 서브 제어부(211)는 PWM 발생부(212)에서 발생된 PWM 신호를 충전부(250)로 전달하고, 상기 PWM 신호를 인가받은 충전부(250) 내의 트랜지스터의 온/오프 동작에 의하여 고주파 펄스 형태의 전류가 배터리(400)로 공급된다. When the battery is connected to the device, the sub-control unit 211 transfers the PWM signal generated by the PWM generator 212 to the charger 250 and turns on / off the transistors in the charger 250 receiving the PWM signal. By the off operation, a high frequency pulse current is supplied to the battery 400.

이러한 고주파의 전류에 의하여, 상기 배터리(400) 내부전극의 진동이 유도되어 황산염 등 이물질이 제거되면서, 상기 배터리(400)의 충전이 동시에 이루어질 수 있다. 제 1 실시예의 경우와 마찬가지로, 상기 배터리의 재생 및 충전시에, 상기 배터리(400)의 내부저항값과, 상기 배터리(400)의 충전완료 후 추가측정된 배터리의 내부저항값을 이용하여 사용가능한 배터리인지 여부를 판단할 수 있다. By the high-frequency current, vibration of the internal electrode of the battery 400 is induced to remove foreign substances such as sulfate, and the battery 400 may be charged at the same time. As in the case of the first embodiment, it is possible to use the internal resistance value of the battery 400 and the internal resistance value of the battery additionally measured after the battery 400 is fully charged when the battery is regenerated and charged. It may be determined whether or not the battery.

전술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 배터리의 재생 과정과 배터리의 충전 과정을 별도로 둘 필요가 없으며, 재생과 충전이 동시에 이루어짐으로써 본 장치를 사용하는 사용자는 업무 속도를 향상시킬 수 있게 된다. According to the embodiments of the present invention as described above, there is no need to separate the process of regenerating the battery and the process of recharging the battery, and the user using the device can improve the work speed by performing the regeneration and charging at the same time. do.

110, 210 : 메인 제어부
111, 211 : 서브 제어부
112 : 충전PWM 발생부
113 : 방전PWM 발생부
114 : 검출부
115 : 비교부
120, 220 : 전원부
130, 230 : 표시부
140, 240 : 사용자 입력부
150, 250 : 충전부
160 : 방전부
300, 400 : 배터리110, 210: main control unit
111, 211: sub control unit
112: charging PWM generation unit
113: discharge PWM generation unit
114: detector
115: comparison unit
120, 220: power supply
130, 230: display unit
140, 240: user input unit
150, 250: charging part
160: discharge unit
300, 400: battery

Claims (4)

배터리의 충전을 위하여 외부의 전원을 공급받는 전원부;
상기 전원부로부터 제공되는 전류를 인가받는 충전부;
상기 충전부로 고주파 펄스 신호를 출력하는 메인 제어부;
상기 메인 제어부의 제어에 따라 상기 배터리의 방전이 이루어지도록 하는 방전부;
상기 배터리의 충전 또는 방전에 관한 정보를 표시하는 표시부; 및
상기 배터리의 충전 또는 방전에 관한 설정값을 사용자가 설정할 수 있도록 하는 사용자 입력부;를 포함하고,
상기 충전부는 상기 전원부로부터 전달되는 전류를 고주파 펄스 형태로 변환하여 상기 배터리로 공급하고,
상기 메인 제어부는 상기 배터리의 내부저항값에 따라 상기 방전부에 의한 배터리 방전 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 배터리의 재생과 충전을 동시에 하는 장치. A power supply unit that receives external power for charging the battery;
A charging unit configured to receive a current provided from the power supply unit;
A main control unit outputting a high frequency pulse signal to the charging unit;
A discharge unit configured to discharge the battery under control of the main controller;
A display unit displaying information on charging or discharging of the battery; And
And a user input unit configured to allow a user to set a setting value regarding charging or discharging of the battery.
The charging unit converts the current transmitted from the power supply unit into a high frequency pulse form to supply to the battery,
And the main controller determines whether or not the battery is discharged by the discharge unit according to the internal resistance value of the battery. 제 1 항에 있어서,
상기 메인 제어부는,
상기 배터리로 공급되는 전압 또는 전류의 크기를 측정하는 검출부와, 상기 검출부를 통하여 측정된 값과 기설정된 값을 비교하는 비교부와, 상기 비교부의 비교결과로부터 상기 충전부 및 방전부의 동작을 제어하는 서브 제어부를 포함하는 장치. The method of claim 1,
The main control unit,
A detector which measures the magnitude of the voltage or current supplied to the battery, a comparator which compares the value measured by the detector with a preset value, and controls the operation of the charging part and the discharge part from the comparison result of the comparator. Device including a sub control unit. 배터리의 충전을 위하여 외부의 전원을 공급받는 전원부;
상기 전원부로부터 제공되는 전류를 인가받는 충전부;
상기 충전부로 고주파 펄스 신호를 출력하는 메인 제어부;
상기 배터리의 충전에 관한 정보를 표시하는 표시부; 및
상기 배터리의 충전에 관한 설정값을 사용자가 설정할 수 있도록 하는 사용자 입력부;를 포함하고,
상기 충전부는 상기 전원부로부터 전달되는 전류를 고주파 펄스 형태로 변환하여 상기 배터리로 공급하는 배터리의 재생과 충전을 동시에 하는 장치. A power supply unit that receives external power for charging the battery;
A charging unit configured to receive a current provided from the power supply unit;
A main control unit outputting a high frequency pulse signal to the charging unit;
A display unit displaying information on charging of the battery; And
And a user input unit configured to allow a user to set a setting value regarding charging of the battery.
The charging unit converts the current transmitted from the power supply unit into a high frequency pulse form to simultaneously regenerate and charge the battery supplied to the battery. 배터리의 재생 및 충전이 동시에 이루어지도록 하는 방법으로서,
상기 배터리를 방전시키는 단계;
상기의 방전된 배터리 전압이 기설정된 제 1 설정전압에 도달하는지 여부를 판단하는 단계;
판단결과, 상기 배터리 전압이 제 1 설정전압에 도달한 경우에, 상기 배터리의 재생 및 충전이 동시에 이루어지도록, 상기 배터리로 공급하기 위한 전류를 고주파 펄스 형태로 변환하는 단계; 및
상기 배터리의 전압이 기설정된 제 2 설정전압까지 충전되도록, 상기 고주파 펄스 형태로 변환된 전류를 상기 배터리로 공급하는 단계;를 포함하는 배터리의 재생과 충전을 동시에 하는 방법. As a method for regenerating and charging the battery at the same time,
Discharging the battery;
Determining whether the discharged battery voltage reaches a first preset voltage;
As a result of the determination, when the battery voltage reaches the first set voltage, converting a current to be supplied to the battery into a high frequency pulse so that the battery is simultaneously regenerated and charged; And
And supplying the current converted into the high frequency pulse form to the battery such that the voltage of the battery is charged to a second predetermined voltage.
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