KR20220035779A - Battery charge system and method for controlling the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하나의 배터리 충전 스테이션을 이용하여 다양한 사양을 갖는 배터리팩을 효율적으로 충전할 수 있도록 하는 배터리 충전시스템 및 그 충전 제어방법을 제공한다. 본 발명에 따른 배터리 충전시스템은, 배터리 충전시스템의 정상 작동 유무를 진단하는 시스템 진단부와; 상기 배터리 충전시스템에 접속되어 있는 배터리팩의 현재 상태를 체크하는 배터리 상태 체크부와; 상기 배터리 충전시스템에 접속된 배터리팩의 사양에 대응하는 전압이 공급될 수 있도록 AD 변환부 및 DD 변환부의 동작을 선택적으로 온/오프(ON/OFF)시키도록 제어하는 온/오프 제어부와; 상기 AD 변환부와 DD 변환부 사이를 스위칭하며 선택적으로 접속시키는 한편 상기 AD 변환부 사이를 스위칭하며 선택적으로 접속시키도록 동작하는 제1스위치와; 상기 DD 변환부와 상기 배터리팩 사이를 스위칭하며 선택적으로 접속시키도록 동작하는 제2스위치와; 상기 제1스위치의 동작을 제어하는 제1스위치 제어부와; 상기 제2스위치의 동작을 제어하는 제2스위치 제어부와; 상기 온/오프 제어부와 제1스위치 제어부 및 제2스위치 제어부의 동작을 제어하는 메인 제어부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention provides a battery charging system and a charging control method that enables efficient charging of battery packs with various specifications using a single battery charging station. The battery charging system according to the present invention includes a system diagnosis unit that diagnoses whether the battery charging system is operating normally; a battery status check unit that checks the current status of the battery pack connected to the battery charging system; an on/off control unit that controls to selectively turn on/off the operations of the AD converter and the DD converter so that a voltage corresponding to the specifications of the battery pack connected to the battery charging system can be supplied; a first switch operating to switch and selectively connect the AD converter and the DD converter, while switching and selectively connect the AD converter; a second switch operating to switch and selectively connect the DD converter and the battery pack; a first switch control unit that controls the operation of the first switch; a second switch control unit that controls the operation of the second switch; It is characterized by comprising a main control unit that controls the operation of the on/off control unit, the first switch control unit, and the second switch control unit.

Description

배터리 충전시스템 및 그 제어방법{Battery charge system and method for controlling the same}Battery charging system and method for controlling the same}

본 발명은 배터리 충전 스테이션에서의 배터리 충전시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 배터리 충전시스템으로 다양한 전기 차량에 탑재된 여러 종류의 배터리팩을 효율적으로 충전 및 관리할 수 있는 배터리 충전시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery charging system at a battery charging station, and more specifically, to a battery charging system capable of efficiently charging and managing various types of battery packs mounted on various electric vehicles with one battery charging system, and the same. It's about control methods.

최근 들어 심각한 대기 환경오염 문제가 대두되면서 기존 휘발유 등의 화석연료가 아닌 전기에너지를 동력으로 하여 운행할 수 있는 전기자동차에 대한 관심이 고조되고 있다.Recently, as serious air pollution problems have emerged, interest in electric vehicles that can be driven by electric energy rather than fossil fuels such as existing gasoline has been increasing.

이러한 전기자동차에 있어서 가장 큰 핵심은 에너지의 공급원인 배터리이다. 배터리의 경량화, 소형화, 짧은 충전시간 등은 전기자동차가 실용화되기 위한 필수적인 선결 조건으로 꼽히고 있으며, 전기자동차의 많은 보급화와 더불어 효율성 있는 운행을 하기 위해서는 전기자동차 배터리 충전소의 증가와 효율적인 충전방식이 구축되어야 한다.The biggest key to these electric vehicles is the battery, which is the source of energy. Lightweight, compact, and short charging times of batteries are considered essential prerequisites for the practical use of electric vehicles. In order to operate efficiently along with the widespread adoption of electric vehicles, the number of electric vehicle battery charging stations must increase and an efficient charging method must be established. do.

최근 들어 이러한 요구에 맞추어 전기자동차의 충전을 비롯하여 주차, 보관, 대여, 반납 등의 관리를 위한 충전스테이션(Charging Station)의 설치가 현실화되고 있다.Recently, in response to these demands, the installation of charging stations for charging electric vehicles as well as managing parking, storage, rental, and return has become a reality.

현재에도 이와 같은 전기자동차 충전스테이션이 구비되어 있는 곳이 증가하고는 있지만 아직까지는 충전스테이션이 구축되어 있는 곳이 부족한 상황이고, 충전스테이션의 개수도 한정되어 있어 다량의 전기자동차 충전이 효율적으로 이루어지고 있지 못하는 실정이다. Currently, the number of places equipped with such electric vehicle charging stations is increasing, but there are still not enough charging stations, and the number of charging stations is limited, so it is difficult to efficiently charge large amounts of electric vehicles. It is not possible to do so.

예를 들어 전기자동차가 충전스테이션을 점유하여 충전하고 있는 동안에는 다른 자동차는 충전을 하지 못하고, 자동차의 충전이 완료된 경우에도 자동차가 충전스테이션의 점유를 이탈하지 않는 한, 충전할 수 있는 기회를 얻지 못하는 등, 한 번에 한대의 충전이 가능한 시스템으로 인하여 다른 충전이 필요한 전기자동차가 충전하지 못하게 되는 비효율적인 문제가 존재한다.For example, while an electric car is occupying a charging station and charging, other cars cannot charge, and even when the car is fully charged, it does not have the opportunity to charge unless the car leaves the charging station. There is an inefficiency problem in that electric vehicles that require other charging cannot be charged due to a system that can only charge one vehicle at a time.

한편, 2륜차, 3륜차 등과 같은 전기자동차의 경우 리튬이온 등으로 제조된 재충전 방식의 배터리팩이 사용되며, 이러한 배터리팩은 탈착식으로 구성되어 배터리팩이 소모되면 즉시 교환하며 사용할 수 있도록 되어 있다, 하지만, 이러한 배터리팩은 생산 메이커(maker)에 따라 배터리팩의 전압 및 특성 등이 다르게 되고 아직까지 배터리팩에 대한 표준화가 되어 있지 않은 상황이다. Meanwhile, in the case of electric vehicles such as two-wheeled vehicles and three-wheeled vehicles, rechargeable battery packs made of lithium ion, etc. are used. These battery packs are made of a detachable type so that they can be replaced and used immediately when the battery pack is exhausted. However, the voltage and characteristics of these battery packs vary depending on the manufacturer, and there is no standardization for battery packs yet.

아울러, 최근 들어 전기 2륜차에 대한 여러 가지의 사업(관제서비스(IoT), 배터리 충전 서비스 등)이 시작되고 있는 상황인데, 그 중 배터리 충전 서비스의 경우에는 생산 메이커마다 사용하는 배터리의 특성이 서로 다르기 때문에 해당메이커에서 생산된 배터리 특성에 맞는 고유의 충전시스템을 구축 및 지원해야만 하는 상황에 있다. In addition, recently, various businesses (control service (IoT), battery charging service, etc.) for electric two-wheeled vehicles have been launched, and in the case of battery charging service, the characteristics of the batteries used by each manufacturer are different. Because they are different, we are in a situation where we must build and support a unique charging system that matches the characteristics of the batteries produced by the manufacturer.

이와 같이 기존의 배터리 충전스테이션의 경우 대부분이 동일 회사의 배터리팩만 충전 지원이 가능한 상황이었기 때문에 타업체에서 생산된 배터리는 충전이 불가능하고, 배터리 생산 메이커마다 배터리 충전스테이션을 경쟁적으로 설치함에 따른 막대한 설치비용 및 공간확보의 어려움이 발생되는 문제점이 있었다.As such, in the case of existing battery charging stations, most of them can only support charging of battery packs from the same company, so batteries produced by other companies cannot be charged, and enormous costs are incurred as each battery manufacturer competitively installs battery charging stations. There were problems with installation costs and difficulties in securing space.

대한민국 등록특허 제10-1261501호(2013.04.30)Republic of Korea Patent No. 10-1261501 (2013.04.30)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 하나의 배터리 충전시스템으로 다양한 사양의 배터리팩을 효율적으로 충전할 수 있는 배터리 충전시스템 및 그 제어방법을 제공하는 데에 있다.The present invention was created to solve the above problems, and the technical problem to be solved by the present invention is to provide a battery charging system that can efficiently charge battery packs of various specifications with a single battery charging system and a control method thereof. It is about providing.

본 발명에서 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 배터리 충전 스테이션에서의 배터리 충전시스템에 고장이 발생하여 전체 충전시스템의 사용이 불가하게 되거나, 또는 동시 충전 가능한 배터리 용량보다 초과하여 배터리팩이 충전시스템에 접속되어 있는 경우 충전 용량의 과부하에 따른 충전시스템의 오동작 및 충전 중지 등의 상황을 미연에 방지함으로써 신뢰성 있는 충전 시스템을 구축할 수 있는 배터리 충전시스템 및 그 제어방법을 제공하는 데에 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is that a breakdown occurs in the battery charging system at the battery charging station, making the entire charging system unusable, or when the battery pack is connected to the charging system because the battery capacity that can be charged simultaneously is exceeded. The goal is to provide a battery charging system and its control method that can build a reliable charging system by preventing situations such as malfunction and charging stoppage of the charging system due to overload of charging capacity.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 배터리 충전시스템은, 배터리 충전시스템의 정상 작동 유무를 진단하는 시스템 진단부와; 상기 배터리 충전시스템에 접속되어 있는 배터리팩의 현재 상태를 체크하는 배터리 상태 체크부와; 상기 배터리 충전시스템에 접속된 배터리팩의 사양에 대응하는 전압이 공급될 수 있도록 AD 변환부 및 DD 변환부의 동작을 선택적으로 온/오프(ON/OFF)시키도록 제어하는 온/오프 제어부와; 상기 AD 변환부와 DD 변환부 사이를 스위칭하며 선택적으로 접속시키는 한편 상기 AD 변환부 사이를 스위칭하며 선택적으로 접속시키도록 동작하는 제1스위치와; 상기 DD 변환부와 상기 배터리팩 사이를 스위칭하며 선택적으로 접속시키도록 동작하는 제2스위치와; 상기 제1스위치의 동작을 제어하는 제1스위치 제어부와; 상기 제2스위치의 동작을 제어하는 제2스위치 제어부와; 상기 온/오프 제어부와 제1스위치 제어부 및 제2스위치 제어부의 동작을 제어하는 메인 제어부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The battery charging system of the present invention for solving the above-described technical problem includes a system diagnosis unit that diagnoses whether the battery charging system is operating normally; a battery status check unit that checks the current status of the battery pack connected to the battery charging system; an on/off control unit that controls to selectively turn on/off the operations of the AD converter and the DD converter so that a voltage corresponding to the specifications of the battery pack connected to the battery charging system can be supplied; a first switch operating to switch and selectively connect the AD converter and the DD converter, while switching and selectively connect the AD converter; a second switch operating to switch and selectively connect the DD converter and the battery pack; a first switch control unit that controls the operation of the first switch; a second switch control unit that controls the operation of the second switch; It is characterized by comprising a main control unit that controls the operation of the on/off control unit, the first switch control unit, and the second switch control unit.

여기서, 상기 시스템 진단부는, 상기 AD 변환부의 정상 작동 유무를 진단하는 AD 진단부와; 상기 DD 변환부의 정상 작동 유무를 진단하는 DD 진단부;를 포함하여 구성될 수 있다.Here, the system diagnosis unit includes an AD diagnosis unit that diagnoses whether the AD conversion unit is operating normally; It may be configured to include a DD diagnosis unit that diagnoses whether the DD conversion unit is operating normally.

그리고, 상기 메인 제어부는 상기 시스템 진단부를 통해 배터리 충전시스템에 이상이 있는 것으로 판단된 경우, 그 충전시스템의 이상을 무선 통신부를 통해 사용자에게 통보할 수 있다.In addition, when the main control unit determines that there is an abnormality in the battery charging system through the system diagnosis unit, it can notify the user of the abnormality in the charging system through the wireless communication unit.

또한, 상기 메인 제어부는 상기 배터리 충전시스템에 이상이 있는 것으로 판단된 경우, 상기 온/오프 제어부와 상기 제1스위치 제어부를 통해 이상이 있는 AD 변환부 또는 DD 변환부의 동작을 선택적으로 차단할 수 있도록 구성할 수 있다.In addition, the main control unit is configured to selectively block the operation of the defective AD converter or DD converter through the on/off control unit and the first switch control unit when it is determined that there is a problem with the battery charging system. can do.

아울러, 상기 메인 제어부는 상기 배터리 상태 체크부를 통해 현재 접속된 배터리팩의 정보를 파악하여 배터리 충전시스템 전부를 동작시킬 필요가 없는 것으로 판단되면 상기 온/오프 제어부와 제1스위치 제어부를 통해 상기 배터리 충전시스템에 접속된 배터리팩의 충전에 필요한 AD 변환부 및 DD 변환부만을 선택적으로 동작시키도록 제어할 수 있다.In addition, the main control unit determines the information of the currently connected battery pack through the battery status check unit and, if it is determined that there is no need to operate the entire battery charging system, charges the battery through the on/off control unit and the first switch control unit. It can be controlled to selectively operate only the AD converter and DD converter necessary for charging the battery pack connected to the system.

또한, 상기 메인 제어부는 상기 배터리 상태 체크부를 통해 파악된 상기 배터리팩의 충전 정보와 충전 예상 시간을 연산하여 사용자에게 제공할 수 있다.Additionally, the main control unit may calculate the charging information and expected charging time of the battery pack identified through the battery status check unit and provide the calculation to the user.

그리고, 상기 제2스위치 제어부는 상기 DD 변환부를 통해 배터리팩으로 공급되는 전압과 충전 대상의 배터리팩 전압 사양과 비교하여 상기 공급 전압과 상기 배터리팩의 전압 사양이 서로 다른 경우, 상기 제2스위치를 PWM 모드로 동작시켜 상기 배터리팩의 전압 사양에 대응되는 전압을 공급하도록 제어할 수 있다.In addition, the second switch control unit compares the voltage supplied to the battery pack through the DD converter with the voltage specification of the battery pack to be charged, and when the supply voltage and the voltage specification of the battery pack are different from each other, the second switch is operated. By operating in PWM mode, it can be controlled to supply a voltage corresponding to the voltage specifications of the battery pack.

또한, 상기 제2스위치 제어부는 현재 접속되어 있는 배터리팩의 충전에 필요한 용량이 전체 충전시스템의 용량을 초과한 경우 상기 제2스위치를 제어하여 상기 배터리팩이 순차적으로 충전되도록 제어할 수 있다.Additionally, the second switch control unit may control the second switch to charge the battery packs sequentially when the capacity required to charge the currently connected battery pack exceeds the capacity of the entire charging system.

그리고, 본 발명의 배터리 충전시스템은, 사용자의 우선 충전 요구 유무를 확인하여 이를 상기 메인 제어부로 출력하는 우선충전 확인부를 더 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the battery charging system of the present invention may further include a priority charging confirmation unit that checks whether a user requests priority charging and outputs it to the main control unit.

여기서, 상기 메인 제어부는 상기 우선충전 확인부를 통해 입력된 정보로부터 우선 충전 요구가 있는 것으로 확인된 경우 상기 제2스위치 제어부를 통해 해당 배터리팩과 연결된 제2스위치가 최우선적으로 온(ON) 되도록 제어할 수 있다.Here, when the main control unit determines that there is a priority charging request from the information input through the priority charging confirmation unit, the second switch control unit controls the second switch connected to the battery pack to be turned on with the highest priority. can do.

한편, 본 발명의 배터리 충전시스템을 이용한 배터리 충전 제어 방법은, (a) 배터리 충전시스템의 정상 작동 유무를 판단하는 단계와; (b) 배터리 충전시스템에 접속되어 있는 배터리팩의 현재 상태를 판단하는 단계와; (c) AD 변환부 및 DD 변환부를 거쳐 배터리팩으로 공급되는 전압이 각 배터리팩의 요구 전압을 만족하는지의 여부를 판단하는 단계와; (d) 현재 접속된 배터리팩의 총 용량이 배터리 충전시스템의 총 공급 용량을 초과하는지 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the battery charging control method using the battery charging system of the present invention includes the steps of (a) determining whether the battery charging system is operating normally; (b) determining the current status of the battery pack connected to the battery charging system; (c) determining whether the voltage supplied to the battery pack through the AD converter and the DD converter satisfies the required voltage of each battery pack; (d) determining whether the total capacity of the currently connected battery pack exceeds the total supply capacity of the battery charging system.

여기서, 상기 (a) 단계로부터 배터리 충전시스템의 정상 작동에 이상이 있는 것으로 판단된 경우, 제1스위치를 제어하여 이상이 있는 AD 변환부 또는 DD 변환부의 동작이 차단되도록 제어할 수 있다.Here, if it is determined from step (a) that there is an abnormality in the normal operation of the battery charging system, the first switch can be controlled to block the operation of the abnormal AD converter or DD converter.

또한, 상기 (b) 단계로부터 배터리 충전시스템에 배터리팩이 전부 접속되지 않은 것으로 판단된 경우, 제2스위치를 제어하여 접속되지 않은 배터리팩 부분으로 전압이 공급되는 것을 차단할 수 있다.Additionally, if it is determined from step (b) that all of the battery packs are not connected to the battery charging system, the second switch can be controlled to block voltage from being supplied to the portion of the battery pack that is not connected.

그리고, 상기 (c) 단계로부터 AD 변환부 및 DD 변환부를 거쳐 각 배터리팩으로 공급되는 전압이 각 배터리팩의 요구 전압 사양을 만족하지 않은 것으로 판단되면, 제2스위치를 PWM 모드로 동작시켜 해당 배터리팩의 전압 사양에 대응되는 전압을 공급하도록 제어할 수 있다.And, if it is determined that the voltage supplied to each battery pack through the AD converter and DD converter from step (c) does not satisfy the required voltage specifications of each battery pack, the second switch is operated in PWM mode to convert the battery to the corresponding battery. It can be controlled to supply a voltage corresponding to the voltage specifications of the pack.

아울러, 상기 (d) 단계로부터 배터리 충전시스템에 접속된 배터리팩의 총 용량이 배터리 충전시스템의 총 공급 용량을 초과하는 것으로 판단되면, 사용자의 우선 충전 요청이 있는지 여부를 판단하는 단계(e)를 추가적으로 수행할 수 있다.In addition, if it is determined from step (d) that the total capacity of the battery pack connected to the battery charging system exceeds the total supply capacity of the battery charging system, step (e) of determining whether there is a priority charging request from the user. It can be performed additionally.

이때, 상기 (e) 단계로부터 사용자의 우선 충전 요청이 있는 것으로 판단되면, 우선 충전 요청이 있는 해당 배터리팩과 연결된 제2스위치를 제어하여 해당 배터리팩에 대한 우선 충전을 실시하고, 나머지의 배터리팩과 연결된 제2스위치를 선택적으로 제어하여 나머지 배터리팩에 대한 충전순서를 결정할 수 있다.At this time, if it is determined that there is a priority charging request from the user in step (e), the second switch connected to the battery pack with the priority charging request is controlled to perform priority charging for the battery pack and the remaining battery packs. The charging order for the remaining battery packs can be determined by selectively controlling the second switch connected to .

또한, 상기 (d) 단계로부터 배터리 충전시스템에 접속된 배터리팩의 총 용량이 배터리 충전시스템의 총 공급 용량을 초과하지 않는 것으로 판단되면, 배터리 상태 체크부를 통해 현재 접속된 배터리팩의 정보를 파악하여 배터리 충전시스템 전부를 동작시킬 필요가 있는지의 여부를 판단하는 단계(f)를 추가적으로 수행할 수 있다.In addition, if it is determined from step (d) above that the total capacity of the battery pack connected to the battery charging system does not exceed the total supply capacity of the battery charging system, information on the currently connected battery pack is checked through the battery status checker. Step (f) of determining whether it is necessary to operate the entire battery charging system may be additionally performed.

아울러, 상기 (f) 단계로부터 배터리 충전시스템 전부를 동작시킬 필요가 없는 것으로 판단되면, 현재 배터리 충전시스템에 접속된 배터리팩의 충전에 필요한 AD 변환부 및 DD 변환부만을 선택적으로 동작시키도록 제어할 수 있다.In addition, if it is determined from step (f) above that it is not necessary to operate the entire battery charging system, control can be made to selectively operate only the AD converter and DD converter necessary for charging the battery pack currently connected to the battery charging system. You can.

상기한 구성을 갖는 본 발명의 배터리 충전시스템 및 그 충전 제어 방법에 따르면, 다양한 특성 및 사양을 가지는 여러 종류의 배터리팩을 하나의 충전 시스템을 이용하여 효과적으로 충전할 수 있는 장점이 있다. 또한, 기존과 같이 배터리팩의 사양에 따라 그에 맞는 충전 시스템을 구축할 필요가 없기 때문에 배터리 생산 메이커마다 그에 맞는 충전시스템을 구축함에 따른 막대한 설치비용을 절감시킬 수 있고, 설치공간 확보의 어려움 또한 해결할 수 있는 효과가 있다. 아울러, 배터리 충전 스테이션의 효율적, 안정적인 운용이 가능하여 충전시스템의 내구성을 향상시킬 수 있고, 이를 통해 신뢰성을 확보할 수 있는 장점이 있다. According to the battery charging system and its charging control method of the present invention having the above-described configuration, there is an advantage in that various types of battery packs with various characteristics and specifications can be effectively charged using one charging system. In addition, since there is no need to build a charging system according to the specifications of the battery pack as in the past, the enormous installation costs incurred by building a charging system tailored to each battery manufacturer can be reduced, and the difficulty in securing installation space can also be solved. There is a possible effect. In addition, efficient and stable operation of the battery charging station is possible, which has the advantage of improving the durability of the charging system and securing reliability.

도 1은 본 발명에 따른 배터리 충전시스템의 구성을 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 배터리 충전시스템을 이용한 배터리 충전 제어 방법을 순차적으로 설명하는 플로우 차트.1 is a block diagram showing the configuration of a battery charging system according to the present invention.
Figure 2 is a flow chart sequentially explaining a battery charging control method using the battery charging system according to the present invention.

아래에서는 첨부된 도면들을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention.

그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 국한되지 않는다. 또한, 상세한 설명 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미함을 밝혀둔다.However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, it should be noted that parts indicated with the same reference numbers throughout the detailed description refer to the same components.

이하, 본 발명의 배터리 충전시스템 및 이를 이용한 배터리 충전 제어 방법에 대한 일실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the battery charging system of the present invention and a battery charging control method using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 배터리 충전시스템의 주요부 구성을 보여주는 구성도이다.1 is a configuration diagram showing the main components of the battery charging system according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 충전시스템(100)은, 배터리 충전시스템(100)의 정상 작동 유무를 진단하는 시스템 진단부(110)와, 배터리 충전시스템(100)에 접속되어 있는 배터리팩(102)의 현재 상태를 진단 및 체크하는 배터리 상태 체크부(120)와, 배터리 충전시스템(100)에 접속된 배터리팩(102)의 사양에 맞는 전압이 공급될 수 있도록 AD 변환부(121,122) 및 DD 변환부(123,124)를 선택적으로 온/오프(ON/OFF)시키도록 제어하는 온/오프 제어부(132,134)와, AD 변환부(121,122)와 DD 변환부(123,124) 사이를 스위칭하며 선택적으로 접속시키는 한편 상기 AD 변환부(121,122)들 사이를 스위칭하며 선택적으로 접속시키키는 제1스위치(140)와, DD 변환부(123,124)와 배터리팩(102) 사이를 스위칭하며 선택적으로 접속시키도록 동작하는 제2스위치(150)와, 제1스위치(140)의 동작을 제어하는 제1스위치 제어부(160)와, 제2스위치(150)의 동작을 제어하는 제2스위치 제어부(170)와, 온/오프 제어부(132,134)와 제1스위치 제어부(160) 및 제2스위치 제어부(170)의 동작을 제어하는 메인 제어부(190)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, the battery charging system 100 according to the present invention includes a system diagnostic unit 110 that diagnoses whether the battery charging system 100 is operating normally, and a battery connected to the battery charging system 100. A battery status checker 120 that diagnoses and checks the current state of the pack 102, and an AD converter 121 and 122 to supply a voltage that meets the specifications of the battery pack 102 connected to the battery charging system 100. ) and on/off control units 132 and 134 that control the DD conversion units 123 and 124 to selectively turn on/off, and switch between the AD conversion units 121 and 122 and the DD conversion units 123 and 124 and selectively A first switch 140 switches and selectively connects the AD converters 121 and 122, and switches and selectively connects the DD converters 123 and 124 and the battery pack 102. A second switch 150 that operates to , It is configured to include on/off control units 132 and 134 and a main control unit 190 that controls the operations of the first switch control unit 160 and the second switch control unit 170.

AD 변환부(121,122)는 외부 전원으로부터 제공되는 AC 전압을 DC 전압으로 변환하는 AC-DC 컨버터(Converter)이고, DD 변환부(123,124)는 상기 AD 변환부(121,122)를 통해 DC 형태로 변환된 전압을 배터리팩(102)의 충전에 적합한 DC 전압 형태로 변환하는 DC-DC 컨버터이다. The AD converters 121 and 122 are AC-DC converters that convert AC voltage provided from an external power source into DC voltage, and the DD converters 123 and 124 convert the AC voltage into DC form through the AD converters 121 and 122. It is a DC-DC converter that converts voltage into a DC voltage form suitable for charging the battery pack 102.

시스템 진단부(110)는 배터리 충전시스템(100)의 정상 작동 여부를 진단하기 위한 것으로, AD 변환부(121,122)의 정상 작동 유무를 진단할 수 있는 AD 진단부(112)와, DD 변환부(123,124)의 정상 작동 유무를 진단할 수 있는 DD 진단부(114)로 구성된다.The system diagnosis unit 110 is for diagnosing whether the battery charging system 100 is operating normally, and includes an AD diagnosis unit 112 that can diagnose whether the AD conversion units 121 and 122 are operating normally, and a DD conversion unit ( It consists of a DD diagnostic unit 114 that can diagnose whether 123, 124) is operating normally.

배터리 상태 체크부(120)는 배터리 충전시스템(100)에 접속되어 있는 배터리팩(102)들의 현재 상태, 즉, 배터리팩(102)의 전압 사양, 용량 등의 정보를 확인하는 동시에 접속된 배터리팩(102)의 개수 등의 정보를 파악할 수 있다.The battery status check unit 120 checks the current status of the battery packs 102 connected to the battery charging system 100, that is, information such as voltage specifications and capacity of the battery pack 102 and the connected battery pack. Information such as the number of (102) can be obtained.

따라서, 충전시스템(100)의 동작 중에 배터리팩(102)이 추가될 경우 그의 추가된 정보를 실시간 체크함으로써 메인 제어부(190)를 통해 충전시스템(100)의 동작 상태를 즉시 변경하도록 한다.Therefore, when the battery pack 102 is added during the operation of the charging system 100, the added information is checked in real time to immediately change the operating state of the charging system 100 through the main control unit 190.

온/오프(ON/OFF) 제어부(132,134)는 AD 변환부(121,122) 및 DD 변환부(123,124)와 각각 연결되어 메인 제어부(190)에서 입력되는 제어 신호에 따라 상기 AD 변환부(121,122) 및 DD 변환부(123,124)의 동작을 온/오프시키도록 제어함으로써, 배터리 충전시스템(100)에 접속되어 있는 배터리팩(102)의 사양에 맞는 전압이 공급될 수 있도록 제어한다.The ON/OFF control units 132 and 134 are connected to the AD conversion units 121 and 122 and the DD conversion units 123 and 124, respectively, and are connected to the AD conversion units 121 and 122 according to the control signal input from the main control unit 190. By controlling the operation of the DD converters 123 and 124 to turn on/off, the voltage that meets the specifications of the battery pack 102 connected to the battery charging system 100 is controlled to be supplied.

제1스위치(140)는 AD 변환부(121,122)와 DD 변환부(123,124) 사이에서 입력 스위치로서 회로 구성되며, 제1스위치 제어부(160)에서 입력되는 제어 신호에 의해 스위칭 동작되며 AD 변환부(121,122)와 DD 변환부(123,124) 사이를 연결 또는 차단시키도록 동작된다.The first switch 140 is configured as an input switch between the AD converters 121 and 122 and the DD converters 123 and 124, is switched by a control signal input from the first switch control unit 160, and is operated by the AD converter ( It operates to connect or disconnect between the DD conversion units 121 and 122) and the DD conversion units 123 and 124.

아울러, 상기 제1스위치(140)는 제1스위치 제어부(160)에서 입력되는 제어 신호에 의해 스위칭 동작되며 상기 각 AD 변환부(121,122)들 사이를 연결 또는 차단시키도록 동작된다.In addition, the first switch 140 is switched by a control signal input from the first switch control unit 160 and is operated to connect or disconnect the AD conversion units 121 and 122.

제2스위치(150)는 DD 변환부(123,124)와 배터리팩(102) 사이에서 출력 스위치로서 회로 구성되며, 제2스위치 제어부(170)에서 입력되는 제어 신호에 따라 스위칭 동작되며 DD 변환부(123,124)와 배터리팩(102) 사이를 연결 또는 차단시키도록 동작됨으로써, 배터리팩(102)을 충전시키거나 충전이 차단되도록 동작하게 된다.The second switch 150 is configured as an output switch between the DD converters 123 and 124 and the battery pack 102, and performs a switching operation according to a control signal input from the second switch control unit 170. ) and the battery pack 102, thereby operating to charge the battery pack 102 or to block charging.

이 경우, 상기 제2스위치(150)는 배터리 충전시스템(100)에 접속되는 배터리팩(102)의 개수에 대응되는 개수로 구비되며, 제2스위치 제어부(170)로부터 입력되는 제어 신호에 따라 선택적으로 온/오프 동작하며 배터리팩(102)의 일부 또는 전부를 동시에 충전시키거나 정해진 순서에 따라 순차적으로 충전시키도록 스위칭 제어된다.In this case, the second switch 150 is provided in a number corresponding to the number of battery packs 102 connected to the battery charging system 100, and is selectively switched according to a control signal input from the second switch control unit 170. It operates on/off and is switched controlled to charge part or all of the battery pack 102 simultaneously or sequentially according to a predetermined order.

그리고, 제1스위치 제어부(160)와 제2스위치 제어부(170)는 각각 메인 제어부(190)와 연결되어 상기 메인 제어부(190)에서 입력되는 제어 신호에 따라 구동되어 제1스위치(140) 및 제2스위치(150)의 동작을 선택적으로 스위칭 제어한다.In addition, the first switch control unit 160 and the second switch control unit 170 are each connected to the main control unit 190 and driven according to the control signal input from the main control unit 190 to control the first switch 140 and the second switch control unit 170. 2The operation of the switch 150 is selectively controlled by switching.

메인 제어부(Main Controller; 190)는 온/오프 제어부(132,134)와, 제1스위치 제어부(160) 및 제2스위치 제어부(170)의 동작을 제어하는 한편, 배터리 상태 체크부(120)와 AD 진단부(112) 및 DD 진단부(114)에서 검출된 정보를 실시간으로 제공받아 시스템 동작을 유지 또는 변경하도록 제어한다.The main controller (Main Controller) 190 controls the operations of the on/off control units 132 and 134, the first switch control unit 160, and the second switch control unit 170, while the battery status check unit 120 and AD diagnosis The information detected by the unit 112 and the DD diagnosis unit 114 is provided in real time and controlled to maintain or change the system operation.

한편, 본 발명의 배터리 충전시스템(100)은 시스템 진단부(110)를 통해 현재의 배터리 충전시스템(100)에 이상(고장)이 발견되면, 이를 내부에 탑재된 무선 통신부(미도시)를 통해 외부의 서버(Server)로 전송할 수 있고, 별도의 디스플레이 수단을 통해 관리자가 시스템의 상태를 파악할 수 있도록 표시할 수 있다. Meanwhile, the battery charging system 100 of the present invention detects an abnormality (failure) in the current battery charging system 100 through the system diagnosis unit 110, through the wireless communication unit (not shown) mounted inside. It can be transmitted to an external server and displayed through a separate display means so that the administrator can understand the status of the system.

예를 들어, 배터리 충전시스템(100)은 메인 제어부(190)에서 현재 충전시스템이 정상 작동되지 않는 것으로 판단된 경우에는 이를 무선 통신부를 통해 LTE 또는 5G 등의 무선 전송망을 이용하여 외부의 서버로 송신할 수 있다.For example, if the main control unit 190 determines that the current charging system is not operating normally, the battery charging system 100 transmits this to an external server using a wireless transmission network such as LTE or 5G through the wireless communication unit. can do.

이와 같이 본 발명은 AD 진단부(112) 및 DD 진단부(114)를 통해 충전시스템(100)의 이상 발생 유무를 진단하여 메인 제어부(190)로 전송하고, 상기 메인 제어부(190)에서 충전시스템(100)의 이상 유무에 대한 정보를 무선 통신부를 통해 외부 메인 서버로 전송하게 됨으로써, 배터리 충전시스템(100)과 멀리 떨어진 외부의 메인 서버에서도 충전시스템의 정상 작동 유무를 실시간 진단 및 파악하여 상황에 맞게 대처할 수 있다.In this way, the present invention diagnoses whether or not an abnormality has occurred in the charging system 100 through the AD diagnosis unit 112 and the DD diagnosis unit 114, transmits the diagnosis to the main control unit 190, and controls the charging system in the main control unit 190. By transmitting information about abnormalities in (100) to the external main server through the wireless communication unit, even the external main server that is far away from the battery charging system (100) can diagnose and determine whether the charging system is operating normally or not in real time and respond to the situation. You can deal with it appropriately.

또한, 배터리 충전시스템(100)에 이상이 있는 것으로 판단된 경우에는 메인 제어부(190)가 온/오프 제어부(132,134) 및 제1스위치 제어부(160)를 제어하여 이상이 발견된 AD 변환부(121,122) 또는 DD 변환부(123,124)가 오프(OFF)되도록 제어함으로써 이상이 발견된 부분의 배터리팩(102)으로의 전압 공급을 차단하고, 그 외의 변환부는 정상 동작시킬 수 있다.In addition, when it is determined that there is an abnormality in the battery charging system 100, the main control unit 190 controls the on/off control units 132 and 134 and the first switch control unit 160 to detect the abnormality in the AD converter 121 and 122. ) or by controlling the DD conversion units 123 and 124 to be OFF, the voltage supply to the battery pack 102 in the part where an abnormality is found can be blocked, and the other conversion units can be operated normally.

아울러, 메인 제어부(190)는 배터리 상태 체크부(120)를 통해 현재 접속되어 있는 배터리팩(102)의 상태 정보, 즉 접속된 배터리팩(102)의 개수, 전압 사양, 용량 등이 파악되면, 이에 대응하여 배터리 충전시스템(100)의 일부만을 동작시키거나 또는 전부를 동작시키는지 여부를 판단할 수 있다.In addition, when the main control unit 190 determines the status information of the currently connected battery pack 102, that is, the number, voltage specification, capacity, etc. of the connected battery pack 102 through the battery status check unit 120, In response to this, it can be determined whether to operate only part or all of the battery charging system 100.

만일, 상기 메인 제어부(190)를 통해 배터리 충전시스템(100)의 전부를 동작시킬 필요가 없는 것으로 판단된 경우에는 상기 메인 제어부(190)는 온/오프 제어부(132,134)와 제1스위치 제어부(160)를 제어하여 현재 배터리 충전시스템(100)에 접속되어 있는 배터리팩(102)의 충전에 필요한 AD 변환부(121,122) 및 DD 변환부(123,124)만을 동작시키게 됨으로써 접속된 해당 배터리팩(102)의 충전만이 가능하도록 제어할 수 있다.If it is determined that it is not necessary to operate the entire battery charging system 100 through the main control unit 190, the main control unit 190 operates the on/off control units 132 and 134 and the first switch control unit 160. ) is controlled to operate only the AD converters (121, 122) and DD converters (123, 124) necessary for charging the battery pack 102 currently connected to the battery charging system 100, so that the connected battery pack 102 It can be controlled so that only charging is possible.

그리고, 상기 메인 제어부(190)에서는 배터리 상태 체크부(120)를 통해 파악된 배터리팩(102)의 충전 정보와 충전 예상 시간을 연산하여 이를 사용자(또는 관리자)에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 메인 제어부(190)는 현재 접속된 배터리팩(102)의 배터리의 충전 정보와 충전 예상 시간을 연산하고, 이 연산된 정보를 시스템에 구비된 디스플레이 수단을 통해 표시하거나, 또는 무선 통신부를 통해 외부의 서버(server)로 전송하는 방식으로 사용자에게 제공할 수 있다.In addition, the main control unit 190 may calculate the charging information and expected charging time of the battery pack 102 identified through the battery status check unit 120 and provide them to the user (or administrator). For example, the main control unit 190 calculates the charging information and expected charging time of the battery of the currently connected battery pack 102 and displays the calculated information through a display means provided in the system, or the wireless communication unit It can be provided to users by transmitting it to an external server.

한편, 상기 제2스위치 제어부(170)는 DD 변환부(123,124)를 거쳐 배터리팩(102)으로 공급되는 전압과 충전 대상 배터리팩(102)의 전압 사양을 비교하고, 상기 공급 전압과 배터리팩(102)의 전압 사양이 서로 다른 것으로 판단되면, 제2스위치(150)를 PWM(Pulse Width Modulation) 모드(Mode)로 동작시키도록 함으로써 배터리팩(102)의 전압 사양에 맞는 전압이 공급되도록 제어할 수 있다.Meanwhile, the second switch control unit 170 compares the voltage supplied to the battery pack 102 through the DD conversion units 123 and 124 with the voltage specifications of the battery pack 102 to be charged, and selects the supply voltage and the battery pack ( If it is determined that the voltage specifications of 102) are different from each other, the second switch 150 is operated in PWM (Pulse Width Modulation) mode to control the supply of a voltage that matches the voltage specifications of the battery pack 102. You can.

또한, 상기 제2스위치 제어부(170)는 현재 접속되어 있는 전체 배터리팩(102)의 충전에 필요한 전력 용량이 전체 배터리 충전시스템(100)의 전력 용량을 초과한 것으로 판단된 경우, 제2스위치(150)를 제어하여 배터리팩(102)이 정해진 충전 순서로 순차적으로 충전될 수 있도록 제어할 수 있다.In addition, when the second switch control unit 170 determines that the power capacity required to charge all currently connected battery packs 102 exceeds the power capacity of the entire battery charging system 100, the second switch ( 150) can be controlled so that the battery pack 102 can be sequentially charged in a predetermined charging order.

그리고, 배터리 충전시스템(100)에는 사용자의 우선 충전 요청의 유무를 확인할 수 있는 우선충전 확인부(180)가 추가적으로 갖추어질 수 있다. 이 경우, 상기 우선충전 확인부(180)를 통해 사용자의 우선 충전 요청이 있는 것으로 확인되면, 메인 제어부(190)는 제2스위치 제어부(170)에 제어 신호를 전송하여 우선 충전 요청이 있는 해당 배터리팩과 연결된 제2스위치(150)를 최우선적으로 온(ON)시켜 해당 배터리팩(102)에 대한 우선 충전이 이루어지도록 제어할 수 있다.Additionally, the battery charging system 100 may be additionally equipped with a priority charging confirmation unit 180 that can check the presence or absence of a user's priority charging request. In this case, when it is confirmed that there is a user's priority charging request through the priority charging confirmation unit 180, the main control unit 190 transmits a control signal to the second switch control unit 170 to select the battery for which there is a priority charging request. The second switch 150 connected to the pack can be turned on with the highest priority to control the battery pack 102 to be charged first.

한편, 도 2는 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 배터리 충전시스템(100)을 이용한 배터리 충전 제어 방법을 순차적으로 설명하는 플로우 차트이다.Meanwhile, Figure 2 is a flow chart sequentially explaining a battery charging control method using the battery charging system 100 of the present invention configured as described above.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 충전 제어 방법은, 먼저 배터리 충전시스템(100)이 정상적으로 작동되고 있는지의 여부를 판단한다.(S210)Referring to FIG. 2, the battery charging control method according to the present invention first determines whether the battery charging system 100 is operating normally (S210).

이 경우, 배터리 충전시스템(100)의 정상 작동 유무에 대한 판단은, AD 진단부(112)를 통해 AD 변환부(121,122)의 이상 유무를 파악하는 동시에, DD 진단부(114)를 통해 DD 변환부(123,124)의 이상 유무를 파악하는 것을 통해 이루어지게 되며, 이는 메인 제어부(190)에서 최종적으로 판단하게 된다.In this case, the determination of whether the battery charging system 100 is operating normally is determined by determining whether there is an abnormality in the AD conversion units 121 and 122 through the AD diagnosis unit 112 and performing DD conversion through the DD diagnosis unit 114. This is done by determining whether there is an abnormality in the units 123 and 124, and this is finally determined by the main control unit 190.

이때, 상기 AD 진단부(112) 및 DD 진단부(114)를 통해 AD 변환부(121,122) 또는 DD 변환부(123,124)의 일부분에서 이상(고장)이 발생한 것으로 판단된 경우에는 메인 제어부(190)는 이상이 발견된 해당 변환부(AC→DC변환부, 또는 DC→DC변환부)에 연결된 스위치(예를 들어, 제1스위치)를 오프(OFF)시키도록 제어한다.(S214) At this time, if it is determined through the AD diagnosis unit 112 and the DD diagnosis unit 114 that an abnormality (failure) has occurred in a part of the AD conversion units 121 and 122 or the DD conversion units 123 and 124, the main control unit 190 Controls to turn off the switch (for example, the first switch) connected to the corresponding conversion unit (AC → DC conversion unit, or DC → DC conversion unit) in which an abnormality was found. (S214)

또한, 상기 S210 단계로부터 배터리 충전시스템(100)이 현재 정상 작동 중인 것으로 판단된 경우에는 다음 단계로서 배터리 충전시스템(100)에 배터리팩(102)의 접속 상태를 파악하여 배터리팩의 접속 여부를 판단한다.(S212)In addition, if it is determined that the battery charging system 100 is currently operating normally from step S210, the next step is to check the connection status of the battery pack 102 to the battery charging system 100 to determine whether the battery pack is connected. (S212)

상기 S212 단계에서 배터리 상태 체크부(120)는 배터리 충전시스템(100)에 현재 접속되어 있는 배터리팩(102)의 접속 개수, 접속된 각 배터리팩(102)의 전압 사양 및 용량 등의 정보를 파악하여 메인 제어부(190)로 전송하게 되고, 상기 메인 제어부(190)에서는 배터리 충전 시스템에 배터리팩(102)이 전부 접속된 상태인지 또는 일부만이 접속된 상태인지 여부를 판단하게 된다.In step S212, the battery status check unit 120 determines information such as the number of battery packs 102 currently connected to the battery charging system 100 and the voltage specifications and capacity of each connected battery pack 102. This is transmitted to the main control unit 190, and the main control unit 190 determines whether the entire battery pack 102 or only a portion of the battery pack 102 is connected to the battery charging system.

여기서, 만일 배터리 충전시스템(100)에 일부의 배터리팩(102)만이 접속된 것으로 판단된 경우에는, 메인 제어부(190)는 제2스위치 제어부(170)를 제어하여 배터리팩이 접속되지 않은 부분에 연결되어 있는 제2스위치(150) 부분을 오프(OFF)시키도록 제어한다.Here, if it is determined that only some of the battery packs 102 are connected to the battery charging system 100, the main control unit 190 controls the second switch control unit 170 to connect the battery packs to the parts not connected. The connected second switch 150 is controlled to be turned off.

반면, 상기 배터리 충전시스템(100)에 배터리팩(102)이 모두 접속된 것으로 판단된 경우에는 배터리 상태 체크부(120)를 통해 배터리 충전시스템(100)에 접속된 각 배터리팩(102)의 전압, 용량 등을 검출함으로써 배터리팩(102)의 접속 상태를 파악할 수 있다.(S220)On the other hand, when it is determined that all battery packs 102 are connected to the battery charging system 100, the voltage of each battery pack 102 connected to the battery charging system 100 is measured through the battery status check unit 120. , capacity, etc., the connection status of the battery pack 102 can be determined (S220).

한편, 상기와 같이 배터리 충전시스템(100)에 배터리팩(102)이 모두 접속된 것으로 판단된 다음에는 AD 변환부(121,122) 및 DD 변환부(123,124)를 거쳐 배터리팩(102)으로 공급되는 공급 전압이 해당 배터리팩(102)의 전압 사양을 만족하는지 여부를 판단한다.(S230)Meanwhile, after it is determined that all of the battery packs 102 are connected to the battery charging system 100 as described above, the supply is supplied to the battery pack 102 through the AD converters 121 and 122 and the DD converters 123 and 124. It is determined whether the voltage satisfies the voltage specifications of the battery pack 102 (S230).

여기서, 제2스위치 제어부(170)에서는 DD 변환부(123,124)를 통해 해당 배터리팩(102)으로 공급되는 전압과 충전 대상 배터리팩(102)의 전압 사양을 비교하고, 상기 공급 전압과 배터리팩(102)의 전압 사양이 같으면 해당 배터리팩에 대응되는 제2스위치(150)를 온(ON)하여 해당 배터리팩(102)을 충전시키고(S232), 만일, 공급 전압과 배터리팩(102)의 전압 사양이 서로 다른 경우에는, 제2스위치(150)를 PWM(Pulse Width Modulation) 모드로 동작시켜 해당 배터리팩(102)의 전압 사양에 맞는 전압이 공급되어 충전이 이루어지도록 제어한다.(S234)Here, the second switch control unit 170 compares the voltage supplied to the battery pack 102 through the DD conversion units 123 and 124 with the voltage specification of the battery pack 102 to be charged, and selects the supply voltage and the battery pack ( If the voltage specifications of 102) are the same, the second switch 150 corresponding to the battery pack is turned on to charge the battery pack 102 (S232). If the supply voltage and the voltage of the battery pack 102 If the specifications are different, the second switch 150 is operated in PWM (Pulse Width Modulation) mode to control charging by supplying a voltage that matches the voltage specifications of the battery pack 102 (S234).

이에 따라 배터리 충전시스템(100)에 접속되는 배터리팩(102)의 특성 및 사양이 다른 경우에도 제2스위치 제어부(170)를 통해 제2스위치(150)를 충전 사양에 적합한 모드로 선택적으로 스위칭 전환하도록 함으로써 다양한 사양을 가지는 배터리팩(102)을 동시에, 또는 순차적으로 충전할 수 있다.Accordingly, even when the characteristics and specifications of the battery pack 102 connected to the battery charging system 100 are different, the second switch 150 is selectively switched to a mode suitable for the charging specifications through the second switch control unit 170. By doing so, the battery pack 102 having various specifications can be charged simultaneously or sequentially.

다음으로, 메인 제어부(190)에서는 현재 배터리 충전시스템(100)에 접속되어 있는 배터리팩(102)의 총 용량이 배터리 충전시스템(100)의 총 공급 용량을 초과하는지 여부를 판단한다.(S240)Next, the main control unit 190 determines whether the total capacity of the battery pack 102 currently connected to the battery charging system 100 exceeds the total supply capacity of the battery charging system 100 (S240).

이 단계에서, 만일 배터리 충전시스템(100)에 접속되어 있는 배터리팩(102)의 총 용량이 배터리 충전시스템(100)의 총 공급 용량을 초과하는 것으로 판단되면, 이는 접속된 모든 배터리팩(102)을 동시에 충전하는 것이 불가능한 상황이기 때문에 배터리팩(102)을 정해진 순서에 따라 순차적으로 충전하도록 제어하게 된다.At this stage, if it is determined that the total capacity of the battery packs 102 connected to the battery charging system 100 exceeds the total supply capacity of the battery charging system 100, this means that all connected battery packs 102 Since it is impossible to charge simultaneously, the battery pack 102 is controlled to be charged sequentially in a predetermined order.

구체적으로, 메인 제어부(190)에서는 우선충전 확인부(180)를 통해 사용자의 우선 충전 요청이 있는지 여부를 판단하고(S250), 만일 사용자의 우선 충전 요청이 있는 것으로 판단된 경우에는, 제2스위치 제어부(170)로 제어 신호를 전송하여 우선 충전 요청이 있는 해당 배터리팩(102)과 연결된 제2스위치(150)를 온(ON)시킴으로써 해당 배터리팩(102)이 우선 충전 될 수 있도록 제어한다.(S252) Specifically, the main control unit 190 determines whether there is a priority charging request from the user through the priority charging confirmation unit 180 (S250), and if it is determined that there is a priority charging request from the user, the second switch A control signal is transmitted to the control unit 170 to turn on the second switch 150 connected to the battery pack 102 that has a priority charging request, thereby controlling the battery pack 102 to be charged first. (S252)

이어서, 상기 메인 제어부(190)에서는 나머지 배터리팩(102)들에 대한 충전 우선순위를 결정하여 해당 배터리팩들과 연결되어 있는 제2스위치(150)를 충전 우선순위에 맞게 순차적으로 온(ON)되도록 제어(S254)하는 방식으로 현재 배터리 충전시스템(100)에 접속된 모든 배터리팩(102)의 충전을 실시할 수 있다.(S256)Next, the main control unit 190 determines the charging priority for the remaining battery packs 102 and sequentially turns on the second switch 150 connected to the corresponding battery packs according to the charging priority. All battery packs 102 currently connected to the battery charging system 100 can be charged in as controlled a manner as possible (S254). (S256)

그리고, 만일 상기 S250 단계로부터 사용자의 우선 충전 요청이 없는 것으로 판단되면, 현재 접속되어 있는 배터리팩(102)들의 충전 우선순위를 결정하여 그 충전 우선순위에 따라 제2스위치(150)를 순차적으로 온(ON)시키도록 제어(S258) 함으로써, 배터리 충전시스템(100)에 접속되어 있는 모든 배터리팩(102)을 충전시킬 수 있다.(S256)And, if it is determined that there is no priority charging request from the user in step S250, the charging priority of the currently connected battery packs 102 is determined and the second switch 150 is sequentially turned on according to the charging priority. By controlling it to be (ON) (S258), all battery packs 102 connected to the battery charging system 100 can be charged (S256).

또한, 상기 S240 단계에서 배터리 충전시스템(100)에 현재 접속되어 있는 배터리팩(102)의 총 용량이 배터리 충전시스템(100)의 총 공급 용량을 초과하지 않는 것으로 판단된 경우에는 배터리 충전시스템(100)에 일부의 배터리팩(102)만이 접속된 상황으로 볼 수 있다.In addition, if it is determined in step S240 that the total capacity of the battery pack 102 currently connected to the battery charging system 100 does not exceed the total supply capacity of the battery charging system 100, the battery charging system 100 ) can be seen as a situation in which only some of the battery packs 102 are connected.

따라서, 메인 제어부(190)는 배터리 충전시스템(100) 전체를 구동할 필요가 있는지 여부를 먼저 판단하고(S260), 배터리 충전시스템(100) 전체를 구동할 필요가 있으면, 상기 S254 단계로부터 결정된 충전 우선순위에 맞게 배터리팩(102)을 순차적으로 충전시키고, 이와 반대로 배터리 충전시스템(100)의 전체를 구동할 필요가 없으면 메인 제어부(190)는 온/오프 제어부(132,134)를 제어하여 배터리팩(102)의 충전이 불필요한 해당 AD 변환부(121,122) 및 DD 변환부(123,124)의 동작을 오프(OFF)시키도록 제어함으로써 불필요한 전력 소모를 방지할 수 있고, 이를 통해 충전시스템 전체 효율을 향상시킬 수 있다. 아울러, 상기와 같이 충전에 필요한 AD 또는 DD 변환부만을 선택적으로 동작시키도록 하는 최적화 동작 제어를 통하여 부품의 반복적인 구동에 따른 내구성 저하를 미연에 방지할 수 있다.Therefore, the main control unit 190 first determines whether it is necessary to drive the entire battery charging system 100 (S260), and if it is necessary to drive the entire battery charging system 100, the charging determined from step S254. The battery pack 102 is sequentially charged according to priority, and conversely, if there is no need to drive the entire battery charging system 100, the main control unit 190 controls the on/off control units 132 and 134 to control the battery pack ( 102), unnecessary power consumption can be prevented by controlling the operation of the corresponding AD converters (121, 122) and DD converters (123, 124) that do not require charging to OFF, thereby improving the overall efficiency of the charging system. there is. In addition, as described above, it is possible to prevent degradation of durability due to repeated operation of components through optimized operation control that selectively operates only the AD or DD conversion unit required for charging.

또한, 배터리 상태 체크부(120)를 통해 현재 접속된 배터리팩(102)의 상태 정보를 파악한 후, 제2스위치 제어부(170)를 통해 제2스위치(150)를 스위칭 제어하여 배터리팩(102)의 접속 상태에 맞도록 배터리팩(102)을 우선 충전하거나 정해진 순서로 순차적으로 충전시킬 수 있기 때문에 시스템의 과부하로 인한 오동작을 방지할 수 있고, 이를 통해 시스템의 안정성을 확보하여 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, after checking the status information of the currently connected battery pack 102 through the battery status check unit 120, the second switch 150 is controlled to switch through the second switch control unit 170 to control the battery pack 102. Since the battery pack 102 can be charged first or sequentially in a predetermined order according to the connection status, malfunctions due to system overload can be prevented, thereby securing system stability and improving system reliability. You can do it.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, and those skilled in the art can make appropriate changes within the scope described in the claims of the present invention. this will be possible

100 : 배터리 충전시스템 102 : 배터리팩
112 : AD 진단부 114 : DD 진단부
120 : 배터리 상태 체크부 121,122 : AD 변환부
123,124 : DD 변환부 132,134 : 온/오프 제어부
140 : 제1스위치 150 : 제2스위치
160 : 제1스위치 제어부 170 : 제2스위치 제어부
180 : 우선 충전 확인부 190 : 메인 제어부100: Battery charging system 102: Battery pack
112: AD diagnostic unit 114: DD diagnostic unit
120: Battery status check unit 121,122: AD conversion unit
123,124: DD conversion unit 132,134: On/off control unit
140: first switch 150: second switch
160: first switch control unit 170: second switch control unit
180: priority charging confirmation unit 190: main control unit

Claims (18)

배터리 충전시스템의 정상 작동 유무를 진단하는 시스템 진단부;
상기 배터리 충전시스템에 접속되어 있는 배터리팩의 현재 상태를 체크하는 배터리 상태 체크부;
상기 배터리 충전시스템에 접속된 배터리팩의 사양에 대응하는 전압이 공급될 수 있도록 AD 변환부 및 DD 변환부의 동작을 선택적으로 온/오프(ON/OFF)시키도록 제어하는 온/오프 제어부;
상기 AD 변환부와 DD 변환부 사이를 스위칭하며 선택적으로 접속시키는 한편 상기 AD 변환부 사이를 스위칭하며 선택적으로 접속시키도록 동작하는 제1스위치;
상기 DD 변환부와 상기 배터리팩 사이를 스위칭하며 선택적으로 접속시키도록 동작하는 제2스위치;
상기 제1스위치의 동작을 제어하는 제1스위치 제어부;
상기 제2스위치의 동작을 제어하는 제2스위치 제어부;
상기 온/오프 제어부와 제1스위치 제어부 및 제2스위치 제어부의 동작을 제어하는 메인 제어부;
를 포함하는 배터리 충전시스템.
A system diagnosis unit that diagnoses whether the battery charging system is operating normally;
a battery status check unit that checks the current status of the battery pack connected to the battery charging system;
an on/off control unit that controls to selectively turn on/off the operations of the AD converter and the DD converter so that a voltage corresponding to the specifications of the battery pack connected to the battery charging system can be supplied;
a first switch operating to switch and selectively connect the AD converter and the DD converter, while switching and selectively connect the AD converter;
a second switch operating to switch and selectively connect the DD converter and the battery pack;
a first switch control unit that controls the operation of the first switch;
a second switch control unit that controls the operation of the second switch;
a main control unit that controls operations of the on/off control unit, first switch control unit, and second switch control unit;
A battery charging system including.
 제1항에 있어서, 상기 시스템 진단부는,
상기 AD 변환부의 정상 작동 유무를 진단하는 AD 진단부; 및
상기 DD 젼환부의 정상 작동 유무를 진단하는 DD 진단부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전시스템.
The method of claim 1, wherein the system diagnosis unit,
an AD diagnosis unit that diagnoses whether the AD conversion unit is operating normally; and
a DD diagnosis unit that diagnoses whether the DD conversion unit is operating normally;
A battery charging system comprising:
 제1항에 있어서, 상기 메인 제어부는 상기 시스템 진단부를 통해 상기 배터리 충전시스템에 이상이 있는 것으로 판단된 경우, 이를 무선 통신부를 통해 사용자에게 통보하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전시스템.
The battery charging system according to claim 1, wherein when the main control unit determines that there is a problem with the battery charging system through the system diagnosis unit, it notifies the user of this through a wireless communication unit.
 제1항에 있어서, 상기 메인 제어부는 상기 배터리 충전시스템에 이상이 있는 것으로 판단된 경우, 상기 온/오프 제어부와 상기 제1스위치 제어부를 통해 이상이 있는 AD 변환부 또는 DD 변환부의 동작을 선택적으로 차단하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전시스템.
The method of claim 1, wherein, when it is determined that there is a problem with the battery charging system, the main control unit selectively controls the operation of the defective AD converter or DD converter through the on/off control unit and the first switch control unit. A battery charging system characterized by blocking.
 제1항에 있어서, 상기 메인 제어부는 상기 배터리 상태 체크부를 통해 현재 접속된 배터리팩의 정보를 파악하여 배터리 충전시스템 전부를 동작시킬 필요가 없는 것으로 판단되면 상기 온/오프 제어부와 제1스위치 제어부를 통해 상기 접속된 배터리팩의 충전에 필요한 AD 변환부 및 DD 변환부만을 선택적으로 동작시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전시스템.
The method of claim 1, wherein the main control unit determines information on the currently connected battery pack through the battery status check unit and, if it is determined that there is no need to operate the entire battery charging system, operates the on/off control unit and the first switch control unit. A battery charging system characterized in that it is controlled to selectively operate only the AD converter and DD converter necessary for charging the connected battery pack.
 제1항에 있어서, 상기 메인 제어부는 상기 배터리 상태 체크부를 통해 파악된 상기 배터리팩의 충전 정보와 충전 예상 시간을 연산하여 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전시스템.
The battery charging system according to claim 1, wherein the main control unit calculates charging information and expected charging time of the battery pack determined through the battery status check unit and provides the calculations to the user.
 제1항에 있어서, 상기 제2스위치 제어부는 상기 DD 변환부를 통해 배터리팩으로 공급되는 전압과 충전 대상의 배터리팩 전압 사양과 비교하여 상기 공급 전압과 상기 배터리팩의 전압 사양이 서로 다른 경우, 상기 제2스위치를 PWM 모드로 동작시켜 상기 배터리팩의 전압 사양에 대응되는 전압을 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전시스템.
The method of claim 1, wherein the second switch control unit compares the voltage supplied to the battery pack through the DD converter and the voltage specification of the battery pack to be charged, and when the supply voltage and the voltage specification of the battery pack are different from each other, A battery charging system characterized in that the second switch is operated in PWM mode and controlled to supply a voltage corresponding to the voltage specification of the battery pack.
 제1항에 있어서, 상기 제2스위치 제어부는 현재 접속되어 있는 배터리팩의 충전에 필요한 용량이 전체 충전시스템의 용량을 초과한 경우 상기 제2스위치를 제어하여 상기 배터리팩이 순차적으로 충전되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전시스템.
The method of claim 1, wherein the second switch control unit controls the second switch to sequentially charge the battery packs when the capacity required to charge the currently connected battery pack exceeds the capacity of the entire charging system. A battery charging system characterized in that.
 제1항에 있어서, 사용자의 우선 충전 요구 유무를 확인하여 이를 상기 메인 제어부로 출력하는 우선충전 확인부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전시스템.
The battery charging system according to claim 1, further comprising a priority charging confirmation unit that checks whether a user requests priority charging and outputs the request to the main control unit.
 제9항에 있어서, 상기 메인 제어부는 상기 우선충전 확인부를 통해 입력된 정보로부터 우선 충전 요구가 있는 것으로 확인된 경우 상기 제2스위치 제어부를 통해 해당 배터리팩과 연결된 제2스위치가 최우선적으로 온(ON) 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전시스템.
The method of claim 9, wherein when the main control unit determines that there is a priority charging request from the information input through the priority charging confirmation unit, the second switch connected to the battery pack is turned on with priority through the second switch control unit ( A battery charging system characterized in that it is controlled to be ON).
 (a) 배터리 충전시스템의 정상 작동 유무를 판단하는 단계;
(b) 배터리 충전시스템에 접속되어 있는 배터리팩의 현재 상태를 판단하는 단계;
(c) AD 변환부 및 DD 변환부를 거쳐 배터리팩으로 공급되는 전압이 각 배터리팩의 요구 전압을 만족하는지의 여부를 판단하는 단계;
(d) 현재 접속된 배터리팩의 총 용량이 배터리 충전시스템의 총 공급 용량을 초과하는지 여부를 판단하는 단계;
를 포함하는 배터리 충전 제어 방법.
(a) determining whether the battery charging system is operating normally;
(b) determining the current status of the battery pack connected to the battery charging system;
(c) determining whether the voltage supplied to the battery pack through the AD converter and the DD converter satisfies the required voltage of each battery pack;
(d) determining whether the total capacity of the currently connected battery pack exceeds the total supply capacity of the battery charging system;
A battery charging control method comprising:
 제11항에 있어서, 상기 (a) 단계로부터 배터리 충전시스템의 정상 작동에 이상이 있는 것으로 판단된 경우, 제1스위치를 제어하여 이상이 있는 AD 변환부 또는 DD 변환부의 동작이 차단되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 제어 방법.
The method of claim 11, wherein when it is determined that there is an abnormality in the normal operation of the battery charging system from step (a), the first switch is controlled to block the operation of the abnormal AD converter or DD converter. Characterized by a battery charging control method.
 제11항에 있어서, 상기 (b) 단계로부터 배터리 충전시스템에 배터리팩이 전부 접속되지 않은 것으로 판단된 경우, 제2스위치를 제어하여 접속되지 않은 배터리팩 부분으로 전압이 공급되는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 제어 방법.
The method of claim 11, wherein when it is determined from step (b) that all of the battery packs are not connected to the battery charging system, the second switch is controlled to block supply of voltage to the portion of the battery pack that is not connected. Battery charging control method.
 제11항에 있어서, 상기 (c) 단계로부터 AD 변환부 및 DD 변환부를 거쳐 각 배터리팩으로 공급되는 전압이 각 배터리팩의 요구 전압 사양을 만족하지 않은 것으로 판단된 경우, 제2스위치를 PWM 모드로 동작시켜 해당 배터리팩의 전압 사양에 대응되는 전압을 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 제어 방법.
The method of claim 11, wherein when it is determined that the voltage supplied to each battery pack through the AD converter and DD converter from step (c) does not satisfy the required voltage specifications of each battery pack, the second switch is switched to PWM mode. A battery charging control method characterized by operating and controlling to supply a voltage corresponding to the voltage specification of the battery pack.
 제11항에 있어서, 상기 (d) 단계로부터 배터리 충전시스템에 접속된 배터리팩의 총 용량이 배터리 충전시스템의 총 공급 용량을 초과하는 것으로 판단되면, 사용자의 우선 충전 요청이 있는지 여부를 판단하는 단계(e)를 수행하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 제어 방법.
The method of claim 11, wherein if it is determined from step (d) that the total capacity of the battery pack connected to the battery charging system exceeds the total supply capacity of the battery charging system, determining whether there is a priority charging request from the user. A battery charging control method characterized by performing (e).
 제15항에 있어서, 상기 (e) 단계로부터 사용자의 우선 충전 요청이 있는 것으로 판단된 경우, 우선 충전 요청이 있는 해당 배터리팩과 연결된 제2스위치를 제어하여 해당 배터리팩에 대한 우선 충전을 실시하고, 나머지의 배터리팩과 연결된 제2스위치를 선택적으로 제어하여 나머지 배터리팩에 대한 충전순서를 결정하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 제어 방법.
The method of claim 15, when it is determined from step (e) that there is a priority charging request from the user, controlling the second switch connected to the battery pack for which the priority charging request is made to perform priority charging of the battery pack; , A battery charging control method characterized by determining the charging order for the remaining battery packs by selectively controlling the second switch connected to the remaining battery packs.
 제11항에 있어서, 상기 (d) 단계로부터 배터리 충전시스템에 접속된 배터리팩의 총 용량이 배터리 충전시스템의 총 공급 용량을 초과하지 않는 것으로 판단되면, 배터리 상태 체크부를 통해 현재 접속된 배터리팩의 정보를 파악하여 배터리 충전시스템 전부를 동작시킬 필요가 있는지의 여부를 판단하는 단계(f)를 수행하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 제어 방법.
The method of claim 11, wherein if it is determined from step (d) that the total capacity of the battery pack connected to the battery charging system does not exceed the total supply capacity of the battery charging system, the currently connected battery pack is checked through the battery status checker. A battery charging control method characterized by performing step (f) of identifying information and determining whether it is necessary to operate the entire battery charging system.
 제17항에 있어서, 상기 (f) 단계로부터 배터리 충전시스템 전부를 동작시킬 필요가 없는 것으로 판단되면, 현재 배터리 충전시스템에 접속된 배터리팩의 충전에 필요한 AD 변환부 및 DD 변환부만을 선택적으로 동작시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 제어 방법.
The method of claim 17, if it is determined from step (f) that it is not necessary to operate the entire battery charging system, selectively operating only the AD converter and DD converter required to charge the battery pack currently connected to the battery charging system. A battery charging control method characterized in that control is performed so that
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