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KR101497549B1 - Recovering method for charging capacity of battery and the charging device - Google Patents

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KR101497549B1
KR101497549B1 KR1020130074571A KR20130074571A KR101497549B1 KR 101497549 B1 KR101497549 B1 KR 101497549B1 KR 1020130074571 A KR1020130074571 A KR 1020130074571A KR 20130074571 A KR20130074571 A KR 20130074571A KR 101497549 B1 KR101497549 B1 KR 101497549B1
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박종일
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Abstract

본 발명은 배터리의 충전용량 복원방법 및 충전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배터리의 충전과 방전을 제어하는 중앙제어부와, 배터리를 충전시키는 충전부와, 배터리를 방전시키는 방전부 및 외부전원입력부를 포함하여 구성되는 통상의 배터리 충전장치에 있어서, 상기 충전장치는 상기 방전부를 제어하는 방전제어부가 더 포함되며, 상기 방전제어부는, 상기 중앙제어부 및 방전부와 각각 연결되고, 상기 중앙제어부의 제어신호에 따라 배터리의 방전을 수행하도록 방전부에 방전신호를 송신하며, 펄스파를 생성하여 방전부를 통하여 배터리에 전달하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전장치를 개시한다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 충전용량이 현저히 저하된 배터리를 방전하는 과정 중에서 별도로 펄스파를 배터리에 인가하여 전극을 개질함으로써 배터리의 충전용량을 보다 용이하고 효과적으로 복원시키도록 하는 작용효과가 기대된다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging capacity restoring method and a charging apparatus for a battery, and more particularly, Wherein the charging device further includes a discharge control unit for controlling the discharge unit, wherein the discharge control unit is connected to the central control unit and the discharge unit, and the control unit controls the control of the central control unit A discharge signal is transmitted to the discharge unit to discharge the battery according to a signal, and a pulse wave is generated and transmitted to the battery through the discharge unit.
As described above, according to the present invention, it is expected that an action effect of restoring the charging capacity of the battery more easily and effectively is expected by modifying the electrode by separately applying a pulse wave to the battery during the discharge of the battery with a significantly reduced charging capacity .

Description

배터리의 충전용량 복원방법 및 이를 위한 충전장치{Recovering method for charging capacity of battery and the charging device}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging method for a battery,

본 발명은 배터리의 충전용량 복원방법 및 충전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 충전식의 배터리에 대한 관리 또는 사용방법의 오류에 따라 성능이 저하된 배터리의 충전용량을 복원하는 방법으로서, 정전류/정전압 충전법에 의한 배터리 충전과 정전류 방전과 동시에 특정 펄스파를 배터리에 인가함으로써, 배터리의 종류에 따라서 전극판에 고착된 황산염을 환원 제거하거나 또는 메모리 효과를 줄여주며, 따라서, 전극판을 활성화시켜 충전효율을 향상시키는 배터리의 충전용량 복원방법 및 충전장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging capacity restoring method and a charging apparatus for a battery, and more particularly, to a method for restoring a charging capacity of a battery whose performance has deteriorated in accordance with an error in the management or use method of the rechargeable battery, A specific pulse wave is applied to the battery at the same time as the battery charging and the constant current discharge by the constant voltage charging method to reduce or eliminate the sulphate salt fixed to the electrode plate depending on the type of the battery or to reduce the memory effect, And more particularly, to a charging capacity restoring method and a charging apparatus for a battery which improve charging efficiency.

이차전지(secondary cell),축전지(storage battery)와 같은 종류의 배터리는 외부의 전기 에너지를 화학 에너지의 형태로 바꾸어 저장해 두었다가 필요할 때에 전기를 만들어 내는 전지를 의미한다. A battery of the same type as a secondary cell or a storage battery means a battery that stores external energy in the form of chemical energy and generates electricity when necessary.

위와 같은 종류의 배터리 중 주로 사용되는 배터리로는 납- 산축전지,니켈-카드뮴전지(Ni-Cd),니켈-수소축전지(Ni-MH),리튬-이온전지(Li-ion),리튬-폴리머전지(Li-ion polymer) 등이 있다. Among these types of batteries, lead-acid batteries, Ni-Cd batteries, Ni-MH batteries, Li-ion batteries, lithium-polymer batteries And a battery (Li-ion polymer).

일반적으로 재사용이 가능한 배터리는 전기적 에너지를 화학적 에너지로 변환하는 충전과 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 방전을 반복하면서 배터리로서의 기능을 수행한다.Generally, a reusable battery functions as a battery while repeating charging to convert electrical energy into chemical energy and discharging to convert chemical energy into electrical energy.

이러한 배터리는 제조사에서 사용목적에 따라 충방전 횟수에 따른 수명을 정해 놓는데, 이러한 수명은 배터리를 이론에 따라 완벽하게 사용하였을 때 산출될 수 있는 것이다. Such a battery sets the lifetime according to the number of times of charge and discharge according to the use purpose in the manufacturer, and such lifetime can be calculated when the battery is completely used according to theory.

배터리는 최초에 전기전자장치나 기기 등에 장착되어 사용되다가 소정 전압이하로 방전이 되면, 전기전자장치나 기기를 정상적으로 동작시키지 못하게 된다. 이때, 소정 전압이하로 방전된 배터리를 재사용하기 위하여 충전장치에 장착하여 충전하게 된다. When the battery is initially installed in an electric or electronic device or a device and then discharged to a predetermined voltage or less, the electric or electronic device or the device can not be operated normally. At this time, in order to reuse the battery discharged to a predetermined voltage or lower, the charging device is mounted and charged.

그러나, 상기 방전된 배터리를 충전시키기 위하여 충전장치에 배터리를 삽입한 다음에 충전을 하게 되면, 배터리는 완전히 방전되지 않은 상태에서 충전이 이루어져 완전히 충전이 이루어진 후에도 배터리는 일정전압 이상을 유지하지 못하게 되는 메모리 효과를 가지게 된다.However, if the battery is charged after inserting the battery into the charging device to charge the discharged battery, the battery is not completely discharged, so that even when the battery is fully charged, Memory effect.

다시 말해서, 배터리가 최초에 충전된 상태에서 전기전자장치나 기기에서 사용될 경우에는 정상적인 전압을 출력하여 일정시간동안 지속적인 전압을 출력하지만, 소정 회수이상으로 충전 및 방전을 되풀이하는 경우에 배터리는 메모리효과에 의해서 만충전이 되지 않고, 소정 전압이하로 충전이 되어 일정시간동안 지속적인 전압을 출력하지 못하거나 설정된 기준전압이하로만 충전이 되어 전기전자장치나 기기를 정상적으로 구동시키지 못하게 된다.In other words, when the battery is used in an electric device or an electric device in a state where the battery is initially charged, the battery outputs a normal voltage and outputs a constant voltage for a predetermined time. However, when charging and discharging are repeated a predetermined number of times or more, It is impossible to output the continuous voltage for a predetermined time or to charge the battery only below the set reference voltage so that the electric electronic device or the device can not be normally driven.

이는 전기전자장치나 기기에 사용된 배터리가 소정 전압이하로 방전이 된 상태에서 재충전을 하게 되면, 배터리는 소정 전압이상에서만 재충전이 일어나게 되고, 이로써 배터리는 계속 그 전압상태만을 기억하고 있는 상태가 된다.This means that if the battery used in the electric / electronic device or the device is recharged in a state in which the battery is discharged below a predetermined voltage, the battery is recharged only at a predetermined voltage or higher, .

따라서, 배터리를 재충전할 경우에는 완전방전을 시킨 후에 재충전을 하게 되면 메모리효과가 최소화되기 때문에 완전방전을 시켜야 하지만, 전기전자장치나 기기에 장착된 배터리는 소정 전압이하가 되면 정상적인 작동을 하지 못하는 상태에서 재충전을 하기 때문에 메모리효과가 발생될 뿐만 아니라, 이로 인하여 충전이 가능한 배터리의 수명이 단축되는 문제가 있었다.Therefore, when the battery is recharged, the battery is fully discharged because the memory effect is minimized if the battery is recharged after the full discharge. However, the battery installed in the electric / electronic device or the device can not be normally operated There is a problem that not only the memory effect is generated but also the life of the battery which can be charged is shortened.

아울러, 이러한 완전방전 등의 문제 뿐 아니라, 실제 배터리의 사용에 있어서는 통상 과충전, 부족충전 등 사용상 오류가 발생되고 있어, 이론수명에 해당되는 전지의 설계수명을 다하지 못하고 용도폐기되는 문제점이 있었다.In addition to the problems of such a complete discharge, there is a problem that the use of an actual battery typically causes over-charging or under-charging errors, and the battery is not used for a sufficient life expectancy and discarded.

대한민국 특허출원 특1997-042739Korean Patent Application No. 1997-042739

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 배터리의 방전중에 펄스파를 배터리에 인가하여 배터리의 충전용량을 보다 용이하고 효과적으로 복원시키도록 하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to apply a pulse wave to a battery during a discharge of the battery to restore the charging capacity of the battery more easily and effectively.

또한, 본 발명은 배터리의 종류, 용량, 충전계수, 방전계수 등을 입력하도록 하여 해당 배터리에 최적화된 충전용량을 복원 및 확보하도록 하는 것을 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to restore and secure a charging capacity optimized for the battery by inputting the type, capacity, charging coefficient, discharge coefficient, etc. of the battery.

또한, 본 발명은 펄스파를 방전시 전류량을 고려하여 자동으로 조정하여 인가함으로써 충전용량의 복원을 보다 빠르고 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.It is another object of the present invention to enable the pulsed wave to be restored more quickly and efficiently by automatically adjusting the pulsed wave in consideration of the amount of current during discharge.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 배터리의 충전과 방전을 제어하는 중앙제어부와, 배터리를 충전시키는 충전부와, 배터리를 방전시키는 방전부 및 외부전원입력부를 포함하여 구성되는 통상의 배터리 충전장치에 있어서, 상기 충전장치는 상기 방전부를 제어하는 방전제어부가 더 포함되며, 상기 방전제어부는, 상기 중앙제어부 및 방전부와 각각 연결되고, 상기 중앙제어부의 제어신호에 따라 배터리의 방전을 수행하도록 방전부에 방전신호를 송신하며, 이 때 펄스파를 생성하여 방전부를 통하여 배터리에 전달하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전장치를 제공한다.In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a battery charging device comprising a central control unit for controlling charging and discharging of a battery, a charging unit for charging the battery, a discharging unit for discharging the battery, and an external power input unit, Wherein the charging device further includes a discharge control unit for controlling the discharge unit, wherein the discharge control unit is connected to the central control unit and the discharge unit, and is configured to discharge the battery according to a control signal of the central control unit, And transmits the discharge signal to the battery through the discharging unit.

일단은 상기 중앙제어부에, 타단은 배터리에 연결되며, 배터리의 전압을 실시간으로 측정하여 그 값을 상기 중앙제어부로 송신하는 배터리 전압검출부; 일단은 상기 중앙제어부에, 타단은 배터리에 연결되며, 배터리의 충전 또는 방전시에 배터리에 가해지는 전류값을 실시간으로 측정하여 그 값을 중앙제어부로 송신하는 배터리 전류검출부; 및 상기 중앙제어부 및 충전부에 각각 연결되며, 상기 중앙제어부의 제어를 받아 상기 충전부를 전기적으로 제어하는 충전제어부;를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.A battery voltage detection unit connected to the central control unit at one end and to the battery at the other end, measuring a voltage of the battery in real time and transmitting the measured value to the central control unit; A battery current detector connected to the central control unit at one end and to the battery at the other end to measure a current value applied to the battery at the time of charging or discharging the battery in real time and to transmit the current value to the central control unit; And a charge control unit connected to the central control unit and the charging unit, respectively, and electrically controlling the charging unit under the control of the central control unit.

키패드 또는 터치패드 형식으로 제공되며, 배터리의 정보를 입력받고, 배터리 충전용량 복원과정의 수행을 개시하도록 하는 조작부; 상기 조작부를 통해 입력된 배터리 정보 또는 복원진행상황을 상기 중앙제어부의 제어를 받아 표시하는 외부표시부; 및 외부 단말기와 충전장치가 상호 데이터를 전송할 수 있도록 매개하는 통신부;를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.An operating unit provided in a keypad or touch pad type for receiving information on the battery and starting execution of the battery charge capacity restoring process; An external display unit for displaying battery information or restoration progress status input through the operation unit under the control of the central control unit; And a communication unit that mediates data transmission between the external terminal and the charging device.

상기 중앙제어부는 메모리를 포함하여, 상기 입력된 배터리 정보는 중앙제어부의 메모리에 저장되는 것이 바람직하다.The central control unit may include a memory, and the input battery information may be stored in a memory of the central control unit.

상기 배터리 정보는 배터리의 종류, 용량, 셀수, 충전계수 또는 방전계수를 포함하는 것이 바람직하다.The battery information preferably includes a type, a capacity, a number of cells, a charge coefficient or a discharge coefficient of the battery.

상기 통신부와 연결되는 외부단말기에는 충전상태 프로그램이 탑재 및 구동되며, 상기 충전상태 프로그램에서는 상기 통신부를 통하여 수신되는 배터리의 전압, 전류, 충전 또는 방전량값을 그래프로 표시되도록 지원하는 것이 바람직하다.The charge state program is loaded and driven in an external terminal connected to the communication unit. In the charge state program, the voltage, current, charge or discharge amount value of the battery received through the communication unit is preferably displayed in a graph.

상기 통신부와 연결되는 외부단말기에는 배터리관리 프로그램이 탑재 및 구동되며, 상기 배터리관리 프로그램에서는 상기 통신부를 통하여 수신되는 배터리의 종류에 대하여 충전 및 방전에 필요한 설정값을 수정하여 중앙제어부로 송신하는 것이 바람직하다.A battery management program is loaded and operated in an external terminal connected to the communication unit, and in the battery management program, it is preferable that a set value necessary for charging and discharging is corrected for the type of battery received through the communication unit and transmitted to the central control unit Do.

상기 설정값은 방전종지전압, 충전종지전압, 텔타피크전압을 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the set value includes a discharge end voltage, a charging end voltage, and a telepeak voltage.

상기 펄스파는 방전제어부에서 증폭된 펄스파인 1차 펄스파와, 상기 1차 펄스파를 통해 방전 제어부 주변 회로로 부터 유도된 펄스파인 2차 펄스파로 구분되며, 2차 펄스파의 최대전압은 1차 펄스파의 최대전압을 초과하지 않는 것이 바람직하다. 1차 피크전압에서 복원이 이루어지고 다시 한번 2차 피크전압에서 복원이 이루어진다. 이것은 한주기에 2회의 피크전압으로 배터리를 복원한다. 1차 펄스파와 2차 펄스파의 차이는 배터리 복원과 복원후 배너리 성능의 지속성을 위한 펄스파이다. 1차 펄스파는 배터리 복원을 위한 펄스파이며, 2차 펄스파는 복원후 성능 유지를 위한 펄스파이다.The pulse wave is divided into a primary pulse wave which is a pulse wave amplified by the discharge control section and a secondary pulse wave which is a pulse wave derived from the discharge control section peripheral circuit through the primary pulse wave. It is preferable not to exceed the maximum voltage of the spark. Recovery is performed at the primary peak voltage and once again at the secondary peak voltage. This restores the battery with two peak voltages in one week. The difference between the primary pulse wave and the secondary pulse wave is a pulse wave for sustained banner performance after battery recovery and restoration. The primary pulse wave is a pulse wave for battery recovery, and the secondary pulse wave is a pulse wave for maintaining performance after recovery.

또한 본 발명은, 방전제어부와 방전부를 포함하는 배터리 충방전장치에 의해 구동되며, 배터리가 충전장치의 배터리 수용부에 수용되는 단계; 상기 방전제어부에 의해 방전신호가 방전부에 전송되는 단계; 및 상기 방전신호에 따라서 방전부에 의해 배터리의 방전이 수행되는 단계;를 포함하여 구성되되, 상기 방전신호에 따라서 방전부에 의해 배터리의 방전이 수행되는 단계에서는, 방전제어부에 의해 발생된 펄스파가 배터리에 입력되는 것을 특징으로 하는 배터리의 충전용량 복원방법을 제공한다.Further, the present invention provides a battery charging apparatus comprising: a battery driven by a battery charge / discharge device including a discharge control unit and a discharge unit, the battery being accommodated in a battery accommodating portion of the charging device; A discharge signal is transmitted to the discharge unit by the discharge control unit; And discharging the battery by the discharge unit according to the discharge signal. In the step of discharging the battery by the discharge unit according to the discharge signal, the discharge of the battery is performed by the discharge control unit, Wherein the battery is charged into the battery.

상기 배터리의 방전이 수행되는 단계;에서는 배터리의 방전상태 및 펄스파가 입력되는 상태가 외부표시부에 의해 디스플레이되는 것이 바람직하다.In the step of discharging the battery, it is preferable that the discharge state of the battery and the state in which the pulse wave is inputted are displayed by the external display unit.

상기 방전제어부에 의해 방전신호가 방전부에 전송되는 단계; 이전에 상기 배터리의 종류를 포함하는 배터리 정보가 입력되는 단계;가 더 수행되는 것이 바람직하다.A discharge signal is transmitted to the discharge unit by the discharge control unit; A step of inputting battery information including the type of the battery in advance.

상기 배터리의 방전이 수행되는 단계;에서는 상기 충전장치에 마련된 통신부를 통하여 외부 단말기에 연결되며, 상기 외부 단말기에서는 배터리의 방전상태 및 배터리 정보가 디스플레이되는 것이 바람직하다.In the discharging of the battery, the discharging state of the battery and the battery information are displayed in the external terminal through a communication unit provided in the charging apparatus.

방전이 수행되는 단계에서, 방전되는 전류량은 펄스파의 조정에 의해 보정되는 것이 바람직하다.In the step of discharging, it is preferable that the amount of discharged electric current is corrected by adjustment of the pulse wave.

상기 방전되는 전류량의 보정은, 배터리에 대해서 설정된 전류량과 실제 전류량의 차이가 미리 정해진 값 이상으로 차이가 나는 경우를 감지하여 펄스파의 주파수를 조정하는 것에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.Preferably, the correction of the discharged amount of current is performed by detecting a case where the difference between the amount of current set for the battery and the actual amount of current differs by more than a predetermined value to adjust the frequency of the pulse wave.

상기 방전이 수행되는 단계;에서는 정전류 방전과 정전압 방전에 의해 방전수행되는 것이 바람직하다.In the step of performing the discharge, discharge is preferably performed by a constant current discharge and a constant voltage discharge.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 충전용량이 현저히 저하된 배터리를 방전하는 과정 중에서 별도로 펄스파를 배터리에 인가하여 전극을 개질함으로써 배터리의 충전용량을 보다 용이하고 효과적으로 복원시키도록 하는 작용효과가 기대된다.As described above, according to the present invention, it is expected that an action effect of restoring the charging capacity of the battery more easily and effectively is expected by modifying the electrode by separately applying a pulse wave to the battery during the discharge of the battery with a significantly reduced charging capacity .

또한, 본 발명은 배터리의 기본정보인 배터리의 종류, 용량, 충전계수, 방전계수 등을 상세히 입력하도록 하여 해당 배터리에 최적화된 충전용량을 복원 및 확보하도록 하는 작용효과가 기대된다.Further, the present invention is expected to have an effect of restoring and securing a charging capacity optimized for the battery by inputting in detail the type, capacity, charging coefficient, discharge coefficient, etc. of the battery which is basic information of the battery.

또한, 본 발명은 펄스파의 파형과 배터리의 종류 또는 배터리로부터 측정되는 전류량을 연동함으로써 배터리 충전용량의 복원효율의 향상을 꾀할 수 있도록 하는 작용효과가 기대된다.In addition, the present invention is expected to have an effect of improving the recovery efficiency of the battery charging capacity by interlocking the waveform of the pulse wave and the amount of the battery or the amount of current measured from the battery.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 충전장치의 계통도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 충전용량 복원방법의 순서를 나타내는 순서도이다.
도 3은 튜티비에 따른 펄스파와 톱니파의 파형을 구분하여 나타낸 것으로, (a)는 튜티비 10%의 펄스파와 톱니파를 각각 나타낸 것이며, (b)는 튜티비 90%의 펄스파와 톱니파를 각각 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 충전용량 복원방법에 사용되는 펄스파의 1차 펄스파와 2차 펄스파가 포함된 파형도를 나타내는 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리의 복원 전과 복원 후의 전극의 상태를 나타내는 사진이다.
1 is a block diagram of a battery charging apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart showing a procedure of a method for restoring a charged capacity of a battery according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 shows a pulse wave and a sawtooth wave according to the duty ratio. Fig. 6 (a) shows a pulse wave and sawtooth wave with a ratio of 10% It is.
4 is a waveform diagram including a primary pulse wave and a secondary pulse wave of a pulse wave used in a method for restoring a charged capacity of a battery according to an embodiment of the present invention.
5 is a photograph showing the state of the electrode before and after restoration of the battery according to the embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명을 첨부되는 도면과 바람직한 실시예를 기초로 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings and preferred embodiments.

도 1에서는 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 충전장치의 계통도를 나타내었다. 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 충전장치는 중앙제어부, 배터리 전압검출부, 배터리 전류검출부, 방전부, 방전제어부, 충전부, 충전제어부, 외부표시부, 조작부, 통신부, 외부전원 입력부를 포함하여 구성된다.1 is a block diagram of a battery charging apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the battery charging apparatus includes a central controller, a battery voltage detector, a battery current detector, a discharger, a discharge controller, a charger, a charge controller, an external display, an operating unit, a communication unit, .

여기서는 충전장치의 하드웨어적 구성인 하우징, 연결 플러그, 배터리 수용부 등과 같은 구성은 통상적인 구성에 해당되므로 별도의 설명은 생략하기로 한다. Here, the components such as the housing, the connecting plug, and the battery accommodating unit, which are hardware components of the charging apparatus, correspond to a typical configuration, and a detailed description thereof will be omitted.

상기 중앙제어부는 배터리 전압검출부, 배터리 전류검출부, 방전제어부, 충전제어부, 외부표시부, 조작부, 통신부, 외부전원 입력부 등과 직접 또는 간접적으로 연결되어 이들 구성부를 전반적으로 제어관리하는 기능을 하는 모듈이다.The central control unit is directly or indirectly connected to a battery voltage detector, a battery current detector, a discharge controller, a charge controller, an external display, an operation unit, a communication unit, and an external power input unit to control and manage the components.

상기 중앙제어부에는 메모리가 구비되어 있으며, 상기 메모리에는 후술하는 바와 같은 배터리의 기본정보, 충전장치의 제품정보, 각 배터리에 따른 충방전 설정값 등이 저장되며, 외부 입력수단에 의하여 새로운 정보를 입력받아 저장할 수 있다. 외부 입력수단은 후술하는 바와 같이 조작부와 같은 내장형 수단일 수 있으며, 또한 통신부를 통하여 연결된 외부 단말기와 같이 외장형 수단일 수도 있다.The central control unit is provided with a memory. The memory stores basic information of the battery, product information of the charging apparatus, charging / discharging setting values according to each battery, and the like. It can receive and store. The external input means may be a built-in means such as an operation unit as described later, or may be an external means such as an external terminal connected through a communication unit.

또한, 상기 배터리 전압검출부는 충전제어부 또는 방전제어부와 연결되어 배터리의 전압을 실시간으로 측정하고, 한편 중앙제어부와 연결되어 측정된 값을 중앙제어부로 전송한다. Also, the battery voltage detector is connected to the charge controller or the discharge controller to measure the voltage of the battery in real time, and is connected to the central controller to transmit the measured value to the central controller.

상기 배터리 전압검출부는 충전 및 방전과정 중 또는 충방전이 이루어지지 않는 상태에서도 배터리의 전압을 검출하며, 충전제어부 또는 방전제어부는 위 전압값을 참고하여 충전 또는 방전을 제어한다. The battery voltage detector detects the voltage of the battery even during the charging and discharging process or in a state where the charging and discharging are not performed, and the charging controller or the discharging controller controls charging or discharging with reference to the upper voltage value.

또한, 상기 배터리 전류검출부는 충전제어부 또는 방전제어부와 연결되어 충전 또는 방전시에 배터리에 가해지는 전류값을 실시간으로 측정하고, 한편 중앙제어부와 연결되어 측정된 값을 중앙제어부로 전송한다. The battery current detector is connected to the charge controller or the discharge controller to measure a current value applied to the battery at the time of charging or discharging in real time and to the central controller to transmit the measured value to the central controller.

상기 배터리 전류검출부는 충전 및 방전과정 중에 배터리의 전류를 검출하며, 충전제어부 또는 방전제어부는 위 전류값을 참고하여 충전 또는 방전을 제어한다. The battery current detector detects the current of the battery during the charging and discharging process, and the charging controller or the discharging controller controls charging or discharging with reference to the current value.

또한, 상기 방전제어부는 방전부와 연결되며, 상기 방전부를 제어하는 기능을 수행하는데, 중앙제어부와 연결되어, 조작부를 통하여 방전명령이 입력되면 중앙제어부로부터 송신되는 방전신호를 받아 방전부에 방전신호를 전달함으로써 방전이 수행되도록 하며, 펄스파를 발생하여 방전부를 통해 배터리에 전달한다. The discharge control unit is connected to the discharge unit and controls the discharge unit. The discharge control unit is connected to the central control unit. When a discharge command is inputted through the operation unit, the discharge control unit receives a discharge signal transmitted from the central control unit, So that discharge is performed, and a pulse wave is generated and transmitted to the battery through the discharge unit.

즉, 중앙제어부에서 송신되는 방전신호에는 방전전류량과 펄스파형의 정보를 가지고 있으며, 방전제어부는 수신한 방전신호를 증폭하여 방전부로 송신한다. 펄스파는 방전신호를 이루는 하나의 파형이다.That is, the discharge signal transmitted from the central control unit has information on the amount of discharge current and pulse waveform, and the discharge control unit amplifies the received discharge signal and transmits it to the discharge unit. The pulse wave is a waveform forming a discharge signal.

중앙제어부의 방전신호는 배터리의 전압이 방전종지전압에 이를 때까지 계속된다. 방전종지전압은 전압검출부를 통하여 배터리의 전압상태를 0.1초 간격으로 검사한다. The discharge signal of the central control unit continues until the voltage of the battery reaches the discharge end voltage. The discharge end voltage checks the voltage state of the battery at intervals of 0.1 second through the voltage detection unit.

또한, 상기 방전부는 방전제어부와 연결되어 배터리의 방전과 관련하여 제어되며, 배터리를 방전시키고, 상기 방전제어부에서 생성되는 펄스파를 배터리에 전달한다. The discharge unit is connected to the discharge control unit to control the discharge of the battery, discharges the battery, and transfers the pulse wave generated by the discharge control unit to the battery.

또한, 상기 충전제어부는 충전부와 연결되며, 상기 충전부를 제어하는 기능을 수행하는데, 중앙제어부와 연결되어, 조작부를 통하여 충전명령이 입력되면 중앙제어부로부터 송신되는 충전신호를 받아 충전부에 충전신호를 전달함으로써 충전이 수행되도록 한다.The charging control unit is connected to the charging unit and controls the charging unit. When the charging command is input through the operation unit, the charging control unit receives the charging signal transmitted from the central control unit and transmits a charging signal to the charging unit So that charging is performed.

또한, 상기 충전부는 충전제어부와 연결되어 배터리의 충전과 관련하여 제어되며, 배터리를 충전시킨다.The charging unit is connected to the charging control unit to control the charging of the battery, and charges the battery.

또한, 상기 외부전원 입력부는 외부 직류전원의 입력단자이며, 이곳을 통해 충전시 전력과 장치의 운영전원으로 이용한다. Also, the external power input unit is an external DC power input terminal, and is used as power for charging and operating power for the apparatus.

또한, 상기 외부표시부는 후술하는 조작부를 통해 입력된 배터리 정보를 표시하고, 복원과정중에 있는 배터리에 대한 진행상황을 중앙제어부의 제어를 받아 디스플레이 화면을 통하여 표시한다. The external display unit displays battery information input through an operation unit, which will be described later, and displays the progress of the battery in the restoration process through a display screen under the control of the central control unit.

한편, 외부표시부는 후술하는 통신부를 통하여 연결되는 외부단말기의 조작에 의하여 필요한 정보를 디스플레이 화면을 통해 표시할 수도 있다. 상기 외부표시부는 디스플레이 화면인 것이 바람직하다고 할 것이나, 점등, 점멸, 소등 등의 기능을 수행하는 단순 전기표시장치일 수도 있다.On the other hand, the external display unit may display necessary information on the display screen by operation of an external terminal connected through a communication unit, which will be described later. The external display unit is preferably a display screen, but may be a simple electric display unit performing functions such as lighting, blinking, and turning off.

또한, 조작부는 복원하려는 배터리의 정보를 입력받고, 복원과정을 실행시키는 역할을 한다. 여기서, 조작부는 복원기능 이외에도 충전장치의 구동이 가능하도록 하는 모든 조작기능을 포함하며, 예를 들어 충전과정, 방전과정, 충전중지, 방전중지, 배터리 추가명령 등이 입력되도록 기능키를 마련할 수 있다. In addition, the operation unit receives the information of the battery to be restored and executes the restoration process. Here, the operation unit includes all the operation functions for enabling the charging device to be driven in addition to the restoration function. For example, a function key may be provided to input a charging process, a discharging process, a charge stop, a discharge stop, have.

상기 입력된 배터리 정보는 중앙제어부의 메모리에 저장될 수 있으며, 중앙제어부는 저장된 배터리 정보에 따라서 설정된 설정값에 의거하여 충전, 방전, 또는 복원기능을 수행한다. 여기서, 배터리의 정보란 배터리의 종류, 용량, 셀수, 충전계수, 방전계수, 제조원 등을 의미하며, 그 밖에 배터리가 표시할 수 있는 모든 정보를 포괄한다. The input battery information may be stored in a memory of the central control unit, and the central control unit performs charging, discharging, or restoring functions based on the set values set according to the stored battery information. Here, the information of the battery means the type of battery, capacity, number of cells, charge coefficient, discharge coefficient, manufacturing cost, etc., and all other information that can be displayed by the battery.

여기서, 충전계수는 배터리 충전시 시간당 충전시키는 전류의 계수이다. 예를 들면 12V 40Ah의 납산배터리를 시간당 4Ah의 전류로 충전시키고자 한다면, 충전계수는 0.1이 된다. 다만, 배터리 종류에 따라 적정수치가 있으므로 배터리의 종류를 확인하고 결정해야 한다. 그러나, 배터리의 종류를 입력하면 중앙제어부의 메모리에 저장된 정보에 의해 자동으로 지정될 수도 있다.Here, the charge coefficient is a coefficient of a current charged at the time of battery charging. For example, if you want to charge a 12V 40Ah lead acid battery with a current of 4Ah per hour, the charge factor will be 0.1. However, there is an appropriate value depending on the type of battery. However, if the type of battery is input, it may be automatically designated by the information stored in the memory of the central control unit.

또한, 방전계수는 배터리 방전시 시간당 방전시키는 전류의 계수이다. 예를 들면 12V 40Ah의 납산배터리를 시간당 8Ah의 전류로 방전시키고자 한다면, 방전계수는 0.1이 된다. 다만, 이 경우에도 배터리 종류에 따라 적정수치가 있으므로 배터리의 종류를 확인하고 결정해야 하며, 메모리에 저장하거나 저장된 값을 지정한다.Also, the discharge coefficient is a coefficient of a current to be discharged per hour at the time of battery discharge. For example, if you want to discharge a 12V 40Ah lead-acid battery with a current of 8Ah per hour, the discharge coefficient will be 0.1. However, even in this case, there is an appropriate value depending on the type of the battery, so you have to check and determine the type of the battery, and store it in the memory or specify the stored value.

하기 표 1에서는 배터리 종류에 따른 기준전압, 충전종지전압, 방전종지전압, 충전계수와 방전계수 등 배터리 특성을 나타내었다.Table 1 shows battery characteristics such as a reference voltage, a charging end voltage, a discharge end voltage, a charging coefficient and a discharge coefficient according to the type of the battery.

Figure 112013057798026-pat00001
Figure 112013057798026-pat00001

또한, 상기 통신부는 데스크탑, 스마트 폰 등 외부 단말기와 연결되거나, 외부 통신수단과 네트워크를 형성하며, 이러한 외부 단말기에 충전장치 및 배터리에 대한 실시간 정보를 제공하도록 매개하거나, 외부 단말기로부터 소정 명령을 입력받아 이를 수행하도록 매개한다. 예를 들어 배터리에 대한 실시간 정보로서, 복원중인 배터리의 상태를 외부단말기로 보내며, 외부단말기에 탑재되어 충전장치와 연동되도록 구성되는 소위 배터리 상태 프로그램에 의하여, 충전장치로부터 전송되는 배터리의 전압, 전류, 충전 또는 방전량을 그래프 등 시각적 자료로 표시할 수 있다. The communication unit may be connected to an external terminal such as a desktop or a smart phone or may form a network with an external communication unit and may be provided to the external terminal through a medium to provide real time information on the charging device and the battery, And mediates to do so. For example, as a real-time information on a battery, a so-called battery state program, which is configured to send a state of a battery under restoration to an external terminal and to be mounted on an external terminal and to be interlocked with the charging apparatus, , The amount of charge or discharge can be displayed as visual data such as a graph.

또한, 외부단말기에 탑재되는 소위 관리프로그램을 통신부를 경유하여 충전장치와 연동함으로써 배터리 종류에 따라 충전 또는 방전에 필요한 설정값을 수정할 수 있다. 여기서, 설정값은 방전종지전압, 충전종지전압, 텔타피크전압 등을 의미하는데, 그 밖에도 열거되지는 아니하였으나, 배터리의 종류에 따른 충전과 방전에 필요한 데이터를 설정값으로 정의할 수도 있다.In addition, a so-called management program installed in an external terminal is interlocked with the charging device via the communication unit, so that a set value required for charging or discharging can be modified according to the battery type. Here, the set value refers to the discharge end voltage, end-of-charge voltage, and peak-to-peak voltage, and the data necessary for charging and discharging according to the type of battery may be defined as the set value.

이상과 같은 충전장치에 기초하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리의 충전용량 복원방법은 다음과 같으며, 복원방법에 따른 순서도를 도 2에서와 같이 나타내었다. A method of restoring a charged capacity of a battery according to an embodiment of the present invention is described below with reference to the above-described charging apparatus, and a flowchart according to a restoration method is shown in FIG.

먼저, 외부전원 입력부에 직류전원을 연결하고, 배터리 단자에는 배터리를 연결한다(S10). 이때 배터리의 극성을 주의하여 바르게 연결한다. First, a DC power source is connected to an external power input unit, and a battery is connected to a battery terminal (S10). At this time, pay attention to the polarity of the battery.

이후, 조작부를 통하여 배터리의 고유 정보를 입력한다(S11). 이때 입력되는 정보는 배터리의 종류(납산배터리, 리튬배터리, 니켈망간, 니켈카드뮴), 배터리의 용량(40AH, 4000mAH 등), 충방전을 위한 배터리의 셀의 숫자 등이 된다. 납산배터리의 셀당 전압은 2V이며 리튬배터리의 셀당 전압은 3.7V이고, 니켈망간배터리 및 니켈카드뮴배터리의 셀당 전압은 각각 1.2V이다. 따라서 12V 납산배터리의 경우 6셀이 직렬로 연결된 배터리이다. Then, unique information of the battery is input through the operation unit (S11). In this case, the input information includes the type of the battery (lead acid battery, lithium battery, nickel manganese, nickel cadmium), the capacity of the battery (40AH, 4000mAH, etc.), and the number of cells of the battery for charging and discharging. The lead-acid battery's voltage per cell is 2V, the lithium battery's voltage per cell is 3.7V, and the nickel-manganese battery and nickel-cadmium battery's voltage per cell is 1.2V. Therefore, in case of 12V lead-acid battery, 6 cells are connected in series.

그리고 계속하여 배터리의 충전계수와 방전계수를 입력한다. 여기서 입력 순서는 바람직하게는 위와 같은 순서로 입력하나, 이와 다른 순서로 입력하는 것도 가능하다. 이와 같이 입력된 배터리 정보는 중앙제어부에 마련된 메모리에 저장되며, 이후에 동일 배터리를 다시 충전 또는 방전할 때, 이를 다시 호출하여 사용할 수 있다. 물론, 상기 메모리에는 이와 같이 입력하여 저장할 수도 있으나, 제품 출고당시 주요 배터리의 고유정보가 미리 입력되어 있을 수도 있다.Then, the charge coefficient and the discharge coefficient of the battery are inputted. Herein, the input order is preferably input in the above order, but it is also possible to input in the other order. The input battery information is stored in a memory provided in the central control unit. When the same battery is subsequently recharged or discharged, the battery information can be recalled and used. Of course, the memory may be input and stored as described above, but unique information of the main battery may be pre-input at the time of product delivery.

중앙제어부는 방전제어부 및 충전제어부와 연결되며, 입력된 배터리 정보를 기준으로 방전제어부와 충전제어부를 제어한다. 제어되는 요소로는 충전시 충전 전압, 충전 전류 그리고 전류의 강하시점, 충전의 종료시점 등이다. The central control unit is connected to the discharge control unit and the charge control unit, and controls the discharge control unit and the charge control unit based on the input battery information. Controlled elements include charge voltage, charge current, current drop time, and charge end time.

또한, 중앙제어부는 외부 표시부와 연결되어 외부 표시부에 전압, 전류, 충전량, 방전량 등을 표시하도록 제어한다.Also, the central control unit is connected to the external display unit and controls the external display unit to display voltage, current, charge amount, discharge amount, and the like.

배터리 정보의 입력이 완료되면 입력의 완료여부를 묻고, 완료가 확정되면 자동으로 또는 스위치(미도시) 등의 조작에 의하여 충전이 시작되도록 한다(S12). 충전이 시작되면 중앙제어부는 충전제어부에 충전신호를 보내고, 배터리의 전압과 전류의 정보를 각각의 검출부로 받아들이고 이를 기준값과 비교하여 충전제어부에 제어 신호를 보낸다.When the input of the battery information is completed, the user is asked whether the input is completed. When the completion of the input of the battery information is completed, the charging is started automatically or by a switch (not shown) or the like (S12). When charging is started, the central control unit sends a charging signal to the charging control unit, receives information on the voltage and current of the battery by each detecting unit, compares the voltage and current with each reference value, and sends a control signal to the charging control unit.

충전제어부는 중앙제어부로부터 충전신호를 받아 전압과 전류를 제어하며, 입력된 충전계수에 따라 정전류 충전을 시작한다(S12-1). The charge control unit receives the charge signal from the central control unit, controls the voltage and current, and starts charging the constant current according to the input charge coefficient (S12-1).

이후, 배터리가 일정 전압에 도달하면 충전 전류량을 감소시키며, 전압을 일정하게 유지시키는 정전압 충전을 시작한다(S12-2). 이때 중앙제어부는 배터리의 충전종지전압을 감시하며, 충전종지전압에 이르게 되면 충전종료 신호를 충전제어부에 보내고, 이 신호를 받은 충전제어부는 충전부에 보내는 신호를 차단함으로써 충전을 종료한다(S13). Thereafter, when the battery reaches a predetermined voltage, the charging current is reduced and constant voltage charging is started to maintain the voltage constant (S12-2). At this time, the central control unit monitors the charging end voltage of the battery. When the charging end voltage reaches the charging end voltage, the central control unit sends a charging end signal to the charging control unit.

한편, 방전 관련 운용방법은 다음과 같다.The discharge-related operation method is as follows.

배터리의 방전은 중앙제어부로부터 시작된 펄스파를 방전제어부를 통해 톱니파로 변형시키고 이를 증폭시켜 방전부로 전달하며, 전달된 톱니파 형태의 방전신호는 방전부의 스위칭소자에 전달되어, 스위칭소자의 온오프를 제어함으로써 배터리의 전류를 흘려보내게 되며, 이로써 전류가 부하저항을 거쳐 열에너지로 방출되는 것이다. 참고로, 방전부는 일 실시예로서 스위칭 소자, 부하저항, 방열부로 구성된다. The discharging of the battery transforms the pulse wave generated from the central control unit into a sawtooth wave through the discharge control unit and amplifies it to transfer it to the discharge unit. The transmitted sawtooth-shaped discharge signal is transmitted to the switching unit of the discharging unit, So that the current is discharged through the load resistance to the thermal energy. For reference, the discharge unit is constituted by a switching element, a load resistor, and a heat dissipation unit as an embodiment.

먼저, 방전을 위한 배터리 정보의 입력 및 방전을 개시하는 방법은 충전시와 동일하다(S20 ~ S22).First, the method of starting the input and discharge of the battery information for discharging is the same as the charging (S20 to S22).

방전 시작명령이 입력되면 중앙제어부는 방전제어부에 방전신호를 보내고, 배터리의 전압과 전류의 정보를 각각의 검출부로부터 받아들이며, 이를 기준값과 비교하여 방전제어부에 제어 신호를 보낸다.When the discharge start command is input, the central control unit sends a discharge signal to the discharge control unit, receives information on the voltage and current of the battery from the respective detection units, compares it with a reference value, and sends a control signal to the discharge control unit.

방전제어부는 중앙제어부의 신호를 전송받아 입력된 방전계수에 의하여 방전신호에 펄스파을 실어 방전부로 보낸다. 이에 방전부는 배터리의 정전류 방전을 실행하며, 아울러 펄스파에 의한 배터리 복원을 진행한다(S23). 이때 중앙제어부는 각각의 검출부의 전압과 전류를 감시하며 보정된 값을 방전제어부에 보내고 방전제어부는 방전신호를 재설정하여 방전부로 보낸다. The discharge control unit receives the signal from the central control unit, and applies a pulse pulse to the discharge signal according to the input discharge coefficient to send it to the discharge unit. Accordingly, the discharge unit performs the constant current discharge of the battery, and further, the battery recovery by the pulse wave advances (S23). At this time, the central control unit monitors the voltage and current of each detection unit, sends the corrected value to the discharge control unit, and the discharge control unit resets the discharge signal to the discharge unit.

보다 구체적으로는 방전 개시 명령이 입력되면 중앙제어부는 구형파 형태의 방전신호를 방전제어부로 보낸다. 이때 구형파의 튜티비는 10% ~ 90%이며 주파수는 12KHz ~ 35KHz의 특성을 가지고 있다. More specifically, when a discharge start command is input, the central control unit sends a square-wave type discharge signal to the discharge control unit. At this time, the square wave has a ratio of 10% to 90% and a frequency of 12KHz to 35KHz.

이러한 튜티비와 주파수는 배터리의 종류, 전압, 용량, 방전계수에 의하여 적정값이 채택되어 방전신호로 사용된다. 이 방전신호를 받은 방전제어부는 구형파를 톱니파로 변형하여 증폭하여 방전부로 보낸다. These TVs and frequencies are used as discharge signals by adopting appropriate values according to battery type, voltage, capacity and discharge coefficient. The discharge control section receiving the discharge signal transforms the square wave into a sawtooth wave, amplifies it, and sends it to the discharge section.

방전부는 이 신호에 따라 스위칭 소자를 개폐하여 배터리의 전류를 부하장치로 보내 전류를 방전시킨다. 이와 동시에 증폭된 펄스파를 배터리에 보내 배터리 복원을 진행한다. 도 3에서는 이와 같이 튜티비에 따른 펄스파와 톱니파의 파형을 구분하여 나타내었다. 도 3의 (a)는 튜티비 10%의 펄스파와 톱니파를 각각 나타낸 것이며, (b)는 튜티비 90%의 펄스파와 톱니파를 각각 나타낸 것이다. The discharging unit opens and closes the switching device according to the signal to discharge the current by sending the current of the battery to the load device. At the same time, the amplified pulse wave is sent to the battery to restore the battery. In FIG. 3, the waveforms of the pulse wave and the sawtooth wave according to the duty ratio are shown separately. 3 (a) shows pulse waves and sawtooth waves of 10% of the ratio, and FIG. 3 (b) shows pulse waves and sawtooth waves of 90% of the ratio.

배터리의 복원과 관련하여 다음과 같은 특성이 이해되어야 한다.The following characteristics regarding the restoration of the battery should be understood.

이차 전지는 양극(환원전극)과 음극(산화전극) 그리고 전해액으로 구성되며, 이들은 충전화학반응과 방전화학반응에 의하여 충방전이 가능한 화학전지이다. 이러한 이차전지들은 사용 시간이 늘어남에 따라 또는 관리의 부실로 경시적으로 성능이 떨어지게 된다. The secondary battery is composed of a positive electrode (reduction electrode), a negative electrode (oxidation electrode) and an electrolyte, and is a chemical cell capable of charging and discharging by a charge chemical reaction and a discharge chemical reaction. Such secondary batteries tend to degrade over time due to increased use time or insufficient maintenance.

이러한 현상을 니켈배터리에서는 메모리효과, 리튬배터리에서는 에이징현상, 납산배터리에서는 황산염화라고 한다. 이러한 현상들은 대부분 부족충전과 과방전 또는 자가방전에 의하여 성능이 떨어지고 그 성능하향의 폭은 시간이 지날수록 더 심화된다. 이러한 현상들을 제거하고 충전용량을 복원하기 위한 방법으로 기존에는 고압의 펄스파를 충전중에 배터리에 가함으로써 사용할 수 없었던 영역에 대해 복원을 시도하였다. This phenomenon is called memory effect in nickel battery, aging phenomenon in lithium battery, and sulfation in lead acid battery. These phenomena are mostly inferior in performance due to under-filling, over-discharge or self-discharge, and the width of the downward performance is getting worse with time. As a method for eliminating these phenomena and restoring the charging capacity, there has been attempted to restore a region where a high-pressure pulsed wave can not be used by charging the battery during charging.

그러나, 이러한 방식의 복원은 단기간의 복원은 가능하지만 배터리 열화현상에 의한 전체적인 수명단축의 문제점이 있다. 그러나, 본 발명은 방전시 펄스파를 인가하는 방식을 제시하며, 정전류 방전을 통해 배터리의 복원 및 배터리의 방전성능측정을 동시에 할 수 있다. 정전류 방전의 잇점은 배터리 내부의 각셀의 극판의 화학반응을 고르게 할 뿐만 아니라 각셀의 성능을 평준화 시킴으로 배터리의 성능 및 수명을 연장시킨다. 또한 방전중에 펄스파를 가하므로 배터리의 열화 현상으로 인한 수명단축이 없으며 안정적인 복원이 가능하다.However, the restoration of this method has a short life span due to the deterioration of the battery although short-term restoration is possible. However, the present invention suggests a method of applying pulsed spark during discharging, and restoration of the battery and measurement of the discharging performance of the battery can be simultaneously performed through the constant current discharge. The advantage of the constant current discharge is to not only equalize the chemical reaction of the electrode plates of the cells inside the battery but also to normalize the performance of each cell, thereby extending battery performance and lifetime. In addition, since the pulsed spark is applied during discharging, the life of the battery is not shortened due to deterioration of the battery, and stable restoration is possible.

전기전자기기에서 펄스파가 흐른다는 것은 인가된 정격전압보다 순간적으로 상당히 높은 전압이 흐르는 것을 말한다. 전기전자기기에 높은 전압이 흐르면 이에 따라 전달되는 전류의 양도 늘어나게 되며 많은 부하를 견디지 못하고 내부 소자들이 파괴된다. The flow of pulsed waves in electrical and electronic equipment means that a considerably high voltage flows instantaneously over an applied rated voltage. When a high voltage is applied to an electric / electronic device, the amount of electric current to be transmitted is also increased, and the internal elements are destroyed without being able to withstand a large load.

이와 같이 충전중 펄스파를 인가하면 높은 전압과 많은 전류가 배터리에 인가되며, 이를 배터리가 받아들이면 충전이 되고, 받아들이지 못하면 열에너지의 형태로 변화된다. 이때 변환된 열에너지는 배터리의 온도 상승으로 이어지고 온도 상승은 배터리의 내부 저항을 증가시키며, 저항이 증가됨에 따라 배터리는 전류를 받아들이지 못하고 열에너지로 변환되어 배터리에 축적되어 배터리 열화 현상이 발생된다. When a pulse wave is applied during charging, a high voltage and a large amount of current are applied to the battery. When the battery receives the charge, the battery is charged. If the battery is not accepted, the battery is changed into heat energy. At this time, the converted heat energy leads to the temperature rise of the battery, the temperature increase increases the internal resistance of the battery, and as the resistance increases, the battery does not accept the current and is converted into heat energy and accumulates in the battery to cause battery deterioration.

또한 배터리의 충전용량을 벗어난 전류가 지속적으로 인가됨으로 과충전이 발생한다. 이러한 열화 현상과 과충전에 의해 배터리의 내부 셀은 손상되어 결과적으로는 배터리 수명에 악영향을 준다. In addition, overcharging occurs due to the continuous application of current beyond the charging capacity of the battery. Such deterioration and overcharging may damage the internal cells of the battery, which may adversely affect battery life.

이와 반대로 방전중 펄스파 인가에 의한 배터리 복원은 상기와 같이 충전중 펄스파에 의한 복원시 나타나는 열화 현상과 과충전으로 인한 배터리 손상이 없으며, 이러한 점에서 본 발명의 특징을 이룬다.On the contrary, the battery recovery by pulsed spark during discharging is free from the deterioration phenomenon and the battery damage caused by overcharging in the recovery by the pulsed spark during charging as described above.

펄스파는 1차 펄스파와 2차 펄스파로 구분되며 이로 인해 복원의 효율을 증가시킬 수 있다. 즉, 펄스파는 방전제어부에서 증폭된 펄스파(1차 펄스파)와 1차 펄스파를 통해 방전 제어부 주변 회로로 부터 유도된 펄스파(2차 펄스파)로 구분된다. The pulse wave is divided into a primary pulse wave and a secondary pulse wave, which can increase the efficiency of recovery. In other words, the pulse wave is divided into a pulse wave (primary pulse wave) amplified by the discharge control section and a pulse wave (secondary pulse wave) derived from the peripheral circuit of the discharge control section through the primary pulse wave.

1차 펄스파와 2차 펄스파는 동시에 방전부로 전달되며, 방전과정이 끝나는 시점까지 항상 짝을 이루어 방전부의 스위칭 소자에 전달하여, 배터리를 방전시키며 펄스파를 배터리에 전달한다. 2차 펄스파는 1차 펄스파의 최대전압을 초과하지 않는 범위에서 발생한다. 도 4의 파형도에 나타나는 것처럼 펄스주기당 2번의 피크전압이 발생하여 펄스에 의한 복원 효율을 증가시킬 수 있다.The primary pulse wave and the secondary pulse wave are transmitted to the discharging part at the same time, and are always paired to the switching element of the discharging part until the end of the discharging process, thereby discharging the battery and delivering the pulse wave to the battery. The secondary pulse wave occurs within a range not exceeding the maximum voltage of the primary pulse wave. As shown in the waveform diagram of FIG. 4, two peak voltages are generated per pulse period to increase the recovery efficiency by the pulse.

또한 정전류방전으로 얻은 데이터를 바탕으로 배터리 제조사에서 제공하는 성능시험표와 비교하여 정확한 복원효율을 알수 있는 장점이 있으며, 이를 통해서 배터리의 방전성능의 정확한 측정이 가능한 것이다.Also, based on the data obtained by the constant current discharge, it is possible to know the accurate restoration efficiency by comparing with the performance test table provided by the battery manufacturer, and it is possible to accurately measure the discharge performance of the battery.

본 발명은 펄스파를 포함한 정전류방전에 의한 배터리 복원이며, 다만, 충방전 과정이 아닌 상황에서도 펄스파만으로 운용이 가능하다. 즉, 펄스 발생부만 따로 제작하여 배터리의 전원으로 가동되도록 할 수도 있다. 방전시 전류량 계산방법에 대해서 설명하면 다음과 같다. The present invention relates to a battery restoration by a constant current discharge including a pulse wave. However, the present invention can be operated with only a pulse spark even in a non-charging and discharging process. That is, only the pulse generating unit may be separately manufactured and operated by the power supply of the battery. The method of calculating the amount of current at discharge will be described as follows.

방전이 시작되면 중앙제어부는 방전신호를 내보냄과 동시에 배터리 전류 검출부를 통하여 전류량을 측정하고, 배터리 전압 검출부를 통하여 전압을 측정한다.When the discharge starts, the central control unit outputs the discharge signal, measures the amount of current through the battery current detection unit, and measures the voltage through the battery voltage detection unit.

초기의 전류량은 0에서 시작하여 튜티비와 주파수를 증가시킴으로 방전 전류를 증가시키고, 목표 전류량에 도달하면 펄스파의 듀티비와 주파수를 1차로 고정하여 방전제어부로 보내 배터리를 방전한다. 이때 배터리 전류 검출부는 전류 센서를 통해 0.01초 단위로 배터리의 방전 전류량을 측정한다. 전류 센서는 전자 유도방식을 응용한다. 기준전압을 2.5V로 할때, 충전(정방향)시 전압이 증가하고, 방전(역방향)시 전압이 감소하게 되면 이때 전압의 증감은 전류량에 따라 일정비율이다. 이 전압차를 측정하여 전류량을 계산한다. The initial amount of current starts from 0 to increase the discharge current by increasing the duty ratio and frequency. When the target amount of current is reached, the duty ratio and the frequency of the pulse wave are fixed to the first degree and discharged to the discharge control part to discharge the battery. At this time, the battery current detector measures the discharge current amount of the battery in 0.01 second unit through the current sensor. The current sensor applies an electromagnetic induction method. When the reference voltage is 2.5 V, the voltage increases when charging (forward) and decreases when the discharge (reverse) voltage decreases. The voltage difference is measured to calculate the amount of current.

V(센서전압) = 2.5 + A(전류에 따른 전압증가치) * B(전류량)V (sensor voltage) = 2.5 + A (voltage increase with current) * B (current amount)

3.3 = 2.5 + 0.04*(+20)...... 충전시3.3 = 2.5 + 0.04 * (+ 20) ...... When charging

1.7 = 2.5 + 0.04*(-20) .......방전시1.7 = 2.5 + 0.04 * (- 20)

배터리의 전압 검출부는 배터리 전압을 일정 비율로 감소시킨후 전압을 측정하여 환산한다.The voltage detector of the battery measures the voltage after converting the battery voltage to a predetermined ratio.

50V : 5V = 12V : X         50V: 5V = 12V: X

실제 운영에 있어서 방전시 전류량의 변화는 지속적으로 일어난다. 이러한 변화의 원인은 배터리 셀의 황산염화와 각기 다른 에이징현상, 활물질 탈락등이 원인이며, 이러한 이유로 전압과 전류를 지속적으로 비교하여 보정해주어야 한다. In actual operation, the change of the amount of current occurs continuously during discharging. The cause of this change is caused by the sulfation of the battery cell, different aging phenomena, and detachment of the active material. For this reason, it is necessary to constantly compare and compensate the voltage and current.

방전시 전류량의 보정은 중앙제어부에서 발진하여 충전제어부, 방전제어부로 전달되는 펄스파를 조정함으로써 가능하다. 펄스파는 튜티비와 주파수를 조정함으로 전류량을 조절할수 있게 된다. The correction of the amount of current at the time of discharging is possible by adjusting the pulse wave transmitted from the central control unit to the charge control unit and the discharge control unit. The pulse wave can be adjusted by adjusting the frequency with the tuner.

예를 들어 설정된 전류량과 실제 전류량의 차이가 50mA/H 이상이 되면 펄스파의 주파수를 증감함으로써 실제적인 조정을 한다. 배터리 전압 검출부와 배터리 전류 검출부를 통해서 중앙제어부는 0.01초 단위로 전류량과 전압을 읽어들이고 설정값과 비교하여 지속적으로 보정을 한다.For example, if the difference between the set amount of current and the actual amount of current exceeds 50 mA / H, actual adjustment is performed by increasing or decreasing the frequency of the pulse wave. Through the battery voltage detection unit and the battery current detection unit, the central control unit reads the current amount and the voltage in 0.01 second increments and continuously compares the current amount and voltage with the set value.

방전중 중앙제어부는 배터리의 전압이 방전종지전압에 도달하게 되면, 방전중지 신호를 방전제어부에 보내고 방전제어부는 방전부에 전송하는 신호를 차단함으로 방전을 종료한다. 이 때, 펄스파도 종료한다. During the discharge, the central control unit sends a discharge stop signal to the discharge control unit when the voltage of the battery reaches the discharge end voltage, and the discharge control unit stops the discharge by blocking the signal to be transmitted to the discharge unit. At this time, the pulse wave ends.

본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 충전장치로 배터리를 복원한 결과 충전과 방전을 1회의 복원이라 할 때, 아래 표 2에 나타낸 바와 같은 결과를 얻을 수 있었다. 즉, 하기 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 1차에서 3차로 갈수록, 즉 회차를 거듭할 수록 배터리의 충전용량이 늘어나는 것을 알 수 있다.As a result of restoring the battery with the battery charging device according to the embodiment of the present invention, when the charging and discharging are one recovery, the results shown in Table 2 below can be obtained. That is, as can be seen from the following Table 2, it can be seen that the charge capacity of the battery increases as the frequency increases from the first to the third order, that is, as the frequency increases.

Figure 112013057798026-pat00002
Figure 112013057798026-pat00002

또한, 배터리 내부 상태를 복원 전과 복원 후를 비교하면 도 4에서 나타낸 바와 같이 뚜렷한 차이가 있다. 즉, 도 5의 (a)는 복원 전의 배터리의 전극상태를 나타낸 것이며, (b)는 복원 후의 상태를 나타낸 것인데, 복원 전의 전극에서는 황산염이 하얗게 부착되어 있음을 알 수 있으나, 복원 후의 전극에서는 이러한 황산염이 모두 제거되어 배터리의 상태가 상당부분 사용되기 이전의 상태로 회복되었음을 알 수 있다. In addition, when the internal state of the battery is compared before and after the restoration, there is a clear difference as shown in FIG. That is, FIG. 5A shows the electrode state of the battery before the restoration, and FIG. 5B shows the state after the restoration. It can be seen that the sulfate before the restoration has the whitish adhesion, It can be seen that all of the sulphate is removed and the state of the battery is restored to a state before the substantial use.

이상과 같은 본 발명을 바람직한 실시예를 기초로 설명하였으나, 전술한 실시예들은 본 발명의 보호범위를 한정하는 것이 아니며, 그 변형이 가능하고, 변형의 범위는 후술하는 특허청구범위의 해석을 통해 당업자의 수준에서 도출될 수 있는 수준으로 이해될 수 있고, 따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위의 해석에 의하여 특정되어야 한다.
While the invention has been shown and described with reference to certain exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And the scope of protection of the present invention should be specified by the interpretation of the claims.

Claims (18)

배터리의 충전과 방전을 제어하는 중앙제어부와, 배터리를 충전시키는 충전부와, 배터리를 방전시키는 방전부 및 외부전원입력부를 포함하여 구성되는 통상의 배터리 충전장치에 있어서,
상기 충전장치는 상기 방전부를 제어하는 방전제어부가 더 포함되며, 상기 방전제어부는,
상기 중앙제어부 및 방전부와 각각 연결되고, 상기 중앙제어부의 제어신호에 따라 배터리의 방전을 수행하도록 방전부에 방전신호를 송신하며, 이 때 펄스파를 생성하여 방전부를 통하여 배터리에 전달하고,
상기 펄스파는 방전제어부에서 증폭된 펄스파인 1차 펄스파와, 상기 1차 펄스파를 통해 방전 제어부 주변 회로로 부터 유도된 펄스파인 2차 펄스파로 구분되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전장치.
1. A conventional battery charging device comprising a central control section for controlling charging and discharging of a battery, a charging section for charging the battery, a discharging section for discharging the battery, and an external power input section,
The charging device may further include a discharge control unit for controlling the discharge unit,
And a discharge control unit connected to the central control unit and the discharge unit to transmit a discharge signal to the discharge unit to discharge the battery according to a control signal of the central control unit,
Wherein the pulse wave is divided into a primary pulse wave which is a pulse wave amplified by the discharge control unit and a secondary pulse wave which is a pulse wave derived from the discharge control unit peripheral circuit through the primary pulse wave.
제 1 항에 있어서,
일단은 상기 중앙제어부에, 타단은 배터리에 연결되며, 배터리의 전압을 실시간으로 측정하여 그 값을 상기 중앙제어부로 송신하는 배터리 전압검출부;
일단은 상기 중앙제어부에, 타단은 배터리에 연결되며, 배터리의 충전 또는 방전시에 배터리에 가해지는 전류값을 실시간으로 측정하여 그 값을 중앙제어부로 송신하는 배터리 전류검출부; 및
상기 중앙제어부 및 충전부에 각각 연결되며, 상기 중앙제어부의 제어를 받아 상기 충전부를 전기적으로 제어하는 충전제어부;
를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전장치.
The method according to claim 1,
A battery voltage detection unit connected to the central control unit at one end and to the battery at the other end, measuring a voltage of the battery in real time and transmitting the measured value to the central control unit;
A battery current detector connected to the central control unit at one end and to the battery at the other end to measure a current value applied to the battery at the time of charging or discharging the battery in real time and to transmit the current value to the central control unit; And
A charge controller connected to the central controller and the charger, respectively, for electrically controlling the charger under the control of the central controller;
Further comprising: a charging unit for charging the battery.
제 1 항에 있어서,
키패드 또는 터치패드 형식으로 제공되며, 배터리의 정보를 입력받고, 배터리 충전용량 복원과정의 수행을 개시하도록 하는 조작부;
상기 조작부를 통해 입력된 배터리 정보 또는 복원진행상황을 상기 중앙제어부의 제어를 받아 표시하는 외부표시부; 및
외부 단말기와 충전장치가 상호 데이터를 전송할 수 있도록 매개하는 통신부;
를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전장치.
The method according to claim 1,
An operating unit provided in a keypad or touch pad type for receiving information on the battery and starting execution of the battery charge capacity restoring process;
An external display unit for displaying battery information or restoration progress status input through the operation unit under the control of the central control unit; And
A communication unit for mediating the external terminal and the charging device to transmit mutual data;
Further comprising: a charging unit for charging the battery.
제 3 항에 있어서,
상기 중앙제어부는 메모리를 포함하여, 상기 입력된 배터리 정보는 중앙제어부의 메모리에 저장되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전장치.
The method of claim 3,
Wherein the central control unit includes a memory, and the input battery information is stored in a memory of the central control unit.
제 3 항에 있어서,
상기 배터리 정보는 배터리의 종류, 용량, 셀수, 충전계수 또는 방전계수를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전장치.
The method of claim 3,
Wherein the battery information includes a type, a capacity, a number of cells, a charge coefficient or a discharge coefficient of the battery.
제 3 항에 있어서,
상기 통신부와 연결되는 외부단말기에는 충전상태 프로그램이 탑재 및 구동되며, 상기 충전상태 프로그램에서는 상기 통신부를 통하여 수신되는 배터리의 전압, 전류, 충전 또는 방전량값을 그래프로 표시되도록 지원하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전장치.
The method of claim 3,
A charging status program is loaded and driven in an external terminal connected to the communication unit, and the charging status program supports a voltage, a current, a charge or a discharge amount of a battery received through the communication unit to be displayed in a graph. Battery charging device.
제 3 항에 있어서,
상기 통신부와 연결되는 외부단말기에는 배터리관리 프로그램이 탑재 및 구동되며, 상기 배터리관리 프로그램에서는 상기 통신부를 통하여 수신되는 배터리의 종류에 대하여 충전 및 방전에 필요한 설정값을 수정하여 중앙제어부로 송신하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전장치.
The method of claim 3,
A battery management program is loaded and operated in an external terminal connected to the communication unit and the battery management program modifies a set value necessary for charging and discharging to the type of the battery received through the communication unit and transmits it to the central control unit And a battery charger.
제 7 항에 있어서,
상기 설정값은 방전종지전압, 충전종지전압, 텔타피크전압을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the set value includes a discharge end voltage, a charge end voltage, and a telepeak voltage.
제 1 항에 있어서,
상기 2차 펄스파의 최대전압은 1차 펄스파의 최대전압을 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 배터리 충전장치.
The method according to claim 1,
Wherein the maximum voltage of the secondary pulse wave does not exceed the maximum voltage of the primary pulse wave.
방전제어부와 방전부를 포함하는 배터리 충방전장치에 의해 구동되며,
배터리가 충전장치의 배터리 수용부에 수용되는 단계;
상기 방전제어부에 의해 방전신호가 방전부에 전송되는 단계; 및
상기 방전신호에 따라서 방전부에 의해 배터리의 방전이 수행되는 단계;
를 포함하여 구성되되, 상기 방전신호에 따라서 방전부에 의해 배터리의 방전이 수행되는 단계에서는, 방전제어부에 의해 발생된 펄스파가 배터리에 입력되며, 상기 펄스파는 방전제어부에서 증폭된 펄스파인 1차 펄스파와, 상기 1차 펄스파를 통해 방전 제어부 주변 회로로 부터 유도된 펄스파인 2차 펄스파로 구분되어 인가되는 것을 특징으로 하는 배터리의 충전용량 복원방법.
A discharge control unit, and a discharge unit,
Receiving the battery in the battery accommodating portion of the charging device;
A discharge signal is transmitted to the discharge unit by the discharge control unit; And
Discharging the battery by the discharge unit according to the discharge signal;
In the step of discharging the battery by the discharge unit according to the discharge signal, the pulse wave generated by the discharge control unit is input to the battery, and the pulse wave is a pulse wave amplified by the discharge control unit, Wherein the pulse is divided into a pulse wave and a secondary pulse wave which is a pulse wave derived from a peripheral circuit of the discharge control unit through the primary pulse wave.
제 10 항에 있어서,
상기 배터리의 방전이 수행되는 단계;에서는 배터리의 방전상태 및 펄스파가 입력되는 상태가 외부표시부에 의해 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 배터리의 충전용량 복원방법.
11. The method of claim 10,
Wherein a discharge state of the battery and a state in which a pulse wave is inputted are displayed by an external display unit in the step of discharging the battery.
제 10 항에 있어서,
상기 방전제어부에 의해 방전신호가 방전부에 전송되는 단계; 이전에
상기 배터리의 종류를 포함하는 배터리 정보가 입력되는 단계;가 더 수행되는 것을 특징으로 하는 배터리의 충전용량 복원방법.
11. The method of claim 10,
A discharge signal is transmitted to the discharge unit by the discharge control unit; Before
And a step of inputting battery information including the type of the battery.
제 10 항에 있어서,
상기 배터리의 방전이 수행되는 단계;에서는 상기 충전장치에 마련된 통신부를 통하여 외부 단말기에 연결되며, 상기 외부 단말기에서는 배터리의 방전상태 및 배터리 정보가 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 배터리의 충전용량 복원방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the discharging state of the battery and the battery information are displayed on the external terminal through a communication unit provided in the charging device.
제 10 항에 있어서,
방전이 수행되는 단계에서, 방전되는 전류량은 펄스파의 조정에 의해 보정되는 것을 특징으로 하는 배터리의 충전용량 복원방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the amount of discharged electric current is corrected by adjusting the pulse wave in the step of discharging.
제 14 항에 있어서,
상기 방전되는 전류량의 보정은, 배터리에 대해서 설정된 전류량과 실제 전류량의 차이가 미리 정해진 값 이상으로 차이가 나는 경우를 감지하여 펄스파의 주파수를 조정하는 것에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리의 충전용량 복원방법.
15. The method of claim 14,
Wherein the correction of the discharged amount of current is performed by adjusting the frequency of the pulse wave by sensing when the difference between the amount of current set for the battery and the actual amount of current is greater than a predetermined value. Way.
제 10 항에 있어서,
상기 방전이 수행되는 단계;에서는 정전류 방전과 정전압 방전에 의해 방전수행되는 것을 특징으로 하는 배터리의 충전용량 복원방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the discharge is performed by a constant current discharge and a constant voltage discharge in the step of performing the discharge.
삭제delete 제 10 항에 있어서,
상기 2차 펄스파의 최대전압은 1차 펄스파의 최대전압을 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 배터리의 충전용량 복원방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the maximum voltage of the secondary pulse wave does not exceed a maximum voltage of the primary pulse wave.
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