(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の電気的特性値を測定するセンシング部と、
前記二次電池の電気的特性値に基づいた充電電力量減少区間及び充電電力量増加区間が保存されたメモリ部と、
前記センシング部で測定した電気的特性値に基づいた前記二次電池の状態が前記充電電力量減少区間に該当する場合、前記二次電池の充電電力量を減少させる制御信号を出力し、前記センシング部で測定した電気的特性値に基づいた前記二次電池の状態が前記充電電力量増加区間に該当する場合、前記二次電池の充電電力量を増加させる制御信号を出力する制御部と
を含み、
前記充電電力量減少区間は、前記二次電池の充電電力量が所望の充電量維持区間の電力量よりも多い区間であり、
前記充電電力量増加区間は、前記二次電池の充電電力量が所望の充電量維持区間の電力量よりも少ない区間であり、
前記制御部は、前記二次電池の状態が前記所望の充電量維持区間に該当する場合、前記二次電池が放電するときは、前記センシング部で測定した前記二次電池の電気的特性値を用いて前記二次電池の放電電力量を算出し、前記二次電池が充電されるときは、前記算出された放電電力量に補償電力量を足した充電電力量で前記二次電池が充電されるように制御信号を出力することを特徴とする二次電池充電量維持装置。
【請求項２】
前記センシング部は、電圧測定センサであることを特徴とする請求項１に記載の二次電池充電量維持装置。
【請求項３】
前記充電電力量減少区間及び前記充電電力量増加区間は、前記二次電池の電圧値に基づいて設定されることを特徴とする請求項２に記載の二次電池充電量維持装置。
【請求項４】
前記センシング部は、電流測定センサをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の二次電池充電量維持装置。
【請求項５】
前記充電電力量減少区間及び前記充電電力量増加区間は、前記二次電池のＳＯＣに基づいて設定されることを特徴とする請求項４に記載の二次電池充電量維持装置。
【請求項６】
前記二次電池の充電電力量を減少させる制御信号は、前記二次電池に供給される充電電力量を減少させる信号であることを特徴とする請求項１に記載の二次電池充電量維持装置。
【請求項７】
前記二次電池の充電電力量を減少させる制御信号は、前記二次電池から出力される放電電力量を増加させる信号であることを特徴とする請求項１に記載の二次電池充電量維持装置。
【請求項８】
前記二次電池の充電電力量を減少させる制御信号は、前記二次電池に供給される充電電力量を減少させ、かつ前記二次電池から出力される放電電力量を増加させる信号であることを特徴とする請求項１に記載の二次電池充電量維持装置。
【請求項９】
前記二次電池の充電電力量を増加させる制御信号は、前記二次電池から出力される放電電力量を減少させる信号であることを特徴とする請求項１に記載の二次電池充電量維持装置。
【請求項１０】
前記二次電池の充電電力量を増加させる制御信号は、前記二次電池に供給される充電電力量を増加させる信号であることを特徴とする請求項１に記載の二次電池充電量維持装置。
【請求項１１】
前記二次電池の充電電力量を増加させる制御信号は、前記二次電池から出力される放電電力量を減少させ、かつ前記二次電池に供給される充電電力量を増加させる信号であることを特徴とする請求項１に記載の二次電池充電量維持装置。
【請求項１２】
前記メモリ部は、前記二次電池の充電電力量が前記充電電力量減少区間の電力量よりも多い区間に該当する充電中断区間をさらに保存し、
前記制御部は、前記センシング部で測定した電気的特性値に基づいた前記二次電池の状態が前記充電中断区間に該当する場合、前記二次電池の充電を中断させる制御信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の二次電池充電量維持装置。
【請求項１３】
前記メモリ部は、前記二次電池の充電電力量が前記充電電力量増加区間の電力量よりも少ない区間に該当する放電中断区間をさらに保存し、
前記制御部は、前記センシング部で測定した電気的特性値に基づいた前記二次電池の状態が前記放電中断区間に該当する場合、前記二次電池の放電を中断させる制御信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の二次電池充電量維持装置。
【請求項１４】
複数の二次電池と、
請求項１ないし１３のうちいずれか一項に記載の二次電池充電量維持装置と、
前記二次電池充電量維持装置に含まれた前記制御部から出力された制御信号に応答して、充電電力を前記二次電池に提供するか、又は、前記二次電池から放電した電力を外部に供給する電力変換部と
を含むことを特徴とする電力貯蔵システム。
【請求項１５】
二次電池の電気的特性値を測定するセンシング部、前記二次電池の電気的特性値に基づいた充電電力量減少区間及び充電電力量増加区間が保存されたメモリ部、及び前記二次電池の充電電力量を減少または増加させる制御信号を出力する制御部を含む装置を用いて前記二次電池の充電量を維持する方法であって、
（ａ）前記制御部が前記センシング部から前記二次電池の電気的特性値に対する信号を受信する段階と、
（ｂ）前記制御部が、前記二次電池の電気的特性値に基づいた前記二次電池の状態が前記充電電力量減少区間に該当するか、又は、前記充電電力量増加区間に該当するかを判断する段階と、
（ｃ）前記制御部が、前記二次電池の状態が前記充電電力量減少区間に該当する場合は、前記二次電池の充電電力量を減少させる制御信号を出力し、前記二次電池の状態が前記充電電力量増加区間に該当する場合は、前記二次電池の充電電力量を増加させる制御信号を出力する段階と
を含み、
前記充電電力量減少区間は、前記二次電池の充電電力量が所望の充電量維持区間の電力量よりも多い区間であり、
前記充電電力量増加区間は、前記二次電池の充電電力量が所望の充電量維持区間の電力量よりも少ない区間であり、
前記（ｂ）段階は、前記制御部によって、前記センシング部で測定した前記二次電池の電気的特性値に基づいて、前記二次電池の状態が前記所望の充電量維持区間に該当するか否かをさらに判断し、
前記（ｃ）段階は、前記制御部によって、前記二次電池の状態が前記所望の充電量維持区間に該当する場合、前記二次電池が放電するときは、前記センシング部で測定した前記二次電池の電気的特性値を用いて前記二次電池の放電電力量を算出し、前記二次電池が充電されるときは、前記算出された放電電力量に補償電力量を足した充電電力量で前記二次電池が充電されるように制御信号を出力することを特徴とする二次電池充電量維持方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の充電量を維持する装置及びその方法に関し、より詳しくは、二次電池の適正充電量を維持できるように充電量または放電量を制御する技術に関する。
本出願は、２０１３年１０月１４日出願の韓国特許出願第１０−２０１３−０１２２０８１号及び２０１４年０１月１０日出願の韓国特許出願第１０−２０１４−０００３５２５号に基づく優先権を主張するものであり、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
【背景技術】
【０００２】
製品群毎の適用性が高く、高いエネルギー密度などの電気的特性を有する二次電池は、携帯用機器だけでなく、電気的駆動源によって駆動する電気自動車（ＥＶ；Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）またはハイブリッド自動車（ＨＥＶ；Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などに普遍的に用いられている。このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少させるという一次的な長所だけでなく、エネルギーの使用による副産物が全く発生しないという点で環境にやさしく、エネルギー効率向上のための新たなエネルギー源として注目されている。
【０００３】
近年、スマートグリッド（Ｓｍａｒｔ Ｇｒｉｄ）に対する関心が高まりつつあり、遊休電力を貯蔵する電力貯蔵システムが求められている。スマートグリッドに関しては、韓国特許出願公開第１０−２０１１−０１３４８０３号（特許文献１）及び第１０−２０１２−００１６７６７号（特許文献２）などに開示されている。このような電力貯蔵システムは、電力網の電力需要量に合わせて充電及び放電を繰り返して行うようになる。特に、電力網の電力需要は時間帯毎にかなり可変的であるため、電力貯蔵システムがどの時点で遊休電力を受けて充電を開始するか、又は、どの時点で要求される消費電力量ほど電力網に供給する放電を開始するかを予測することができない。したがって、電力貯蔵システムはどの時点で発生する充電または放電にも備えられるように適正充電量を維持していなければならない。
【０００４】
より具体的に、上記のような電力貯蔵システムが実際の環境でどのように運営されるのかを例を挙げて説明する。
図１は、電力貯蔵システムの充電量と放電量の経時的な変化を示したグラフである。
図１は、任意の時間区間で電力貯蔵システムに供給される充電電力量と電力貯蔵システムから出力される放電電力量の一例である。図１の縦軸は電力量であって、中間の値「０」を基準に、上側は電力貯蔵システムに供給される充電電力量を示し、下側は電力貯蔵システムから出力される放電電力量を示す。したがって、電力貯蔵システムが充電される区間は発電所で生産された電力量よりも消費電力が少ないときであり、電力貯蔵システムが放電する区間は発電所で生産された電力量よりも消費電力が多いときである。
【０００５】
図１に示されたように、電力貯蔵システムは充電と放電を絶えず繰り返す。その理由は上述したように、電力網で要求する消費電力量と電力網の遊休電力量が時々刻々予測不可能に変化するからである。図１の例示のように、変化する電力網の状況で別途の充電及び放電に対する制御なしに電力貯蔵システムを運営した場合を仮定してみる。ただし、電力貯蔵システムの全体的な運営状態をより容易に理解できるように、電力貯蔵システムに含まれたいずれか１つの二次電池に充電された電力量変化をもって説明する。
【０００６】
図２は、電力貯蔵システムに含まれた二次電池に充電された電力量を経時的に示したグラフである。
図２を参照すれば、縦軸は二次電池の電圧を示す。前記二次電池は満放電時に３．７Ｖの電圧値を有し、満充電時に４．２Ｖの電圧値を有する例示的な二次電池である。したがって、４．２ＶでＳＯＣ １００％、３．７ＶでＳＯＣ ０％に該当する。そして、理解の便宜上、４．０ＶでＳＯＣ ５０％に該当することを前記二次電池の適正充電量と仮定した。
【０００７】
図２を見れば、経時的に漸次二次電池に充電された電力量が減少することが確認できる。したがって、図１に例示された電力貯蔵システムが接続された電力網は、遊休電力量に比べて消費電力量が多い状況であると分析できる。
それにもかかわらず、電力貯蔵システムは、上述したようにその運営の目的上、どの時点で発生する充電または放電にも備えられるように適正な充電量を維持していなければならない。このような観点からみれば、前記二次電池（または電力貯蔵システム）は適正な充電量を維持していない。特に、図２のｔ’時点を見れば、二次電池のＳＯＣ ０％に該当する３．７Ｖに達することが確認できる。もしこの時点で、電力網の消費電力量が上昇して電力貯蔵システムに電力供給を要求すれば、電力貯蔵システムはこのような電力供給の要求に対応することができない。
【０００８】
一方、電力網に接続された電力貯蔵システムは、電力網のピーク負荷（消費電力が最も多い時点）で要求される消費電力量をすべて満足させるため、前記ピーク負荷に対応する消費電力量を充足可能な多量の遊休電力量を十分充電できるように大規模であることが求められる。しかしながら、上記のような電力網のピーク負荷は季節的特性及び時間的特性を持っている。したがって、特定季節または特定時間のみに（相対的に短い時間のみに）要求されるピーク負荷に対応する消費電力量に合わせて電力を供給できるように電力貯蔵システムの規模を増加させることは相当な費用的負担になり得る。
したがって、上記のような問題点を解決するため、電力貯蔵システムに含まれた二次電池の充電量を維持できる装置及び方法が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】韓国特許出願公開第２０１１−０１３４８０３号明細書
【特許文献２】韓国特許出願公開第２０１２−００１６７６７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、二次電池の充電量を適正に維持できる装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を達成するため、本発明による二次電池充電量維持装置は、二次電池の電気的特性値を測定するセンシング部と、前記二次電池の電気的特性値に基づいた充電電力量減少区間及び充電電力量増加区間が保存されたメモリ部と、前記センシング部で測定した電気的特性値に基づいた前記二次電池の状態が前記充電電力量減少区間に該当する場合は前記二次電池に充電された電力量を減少させる制御信号を出力し、前記センシング部で測定した電気的特性値に基づいた前記二次電池の状態が前記充電電力量増加区間に該当する場合は前記二次電池の充電電力量を増加させる制御信号を出力する制御部とを含む。
【００１２】
前記充電電力量減少区間は、前記二次電池の充電電力量が所望の充電量維持区間の電力量よりも多い区間であり、前記充電電力量増加区間は、前記二次電池の充電電力量が所望の充電量維持区間の電力量よりも少ない区間である。
本発明の一実施態様によれば、前記センシング部は、電圧測定センサである。この場合、前記充電電力量減少区間及び前記充電電力量増加区間は、二次電池の電圧値に基づいて設定することができる。
本発明の別の実施態様によれば、前記センシング部は、電流測定センサをさらに含む。この場合、前記充電電力量減少区間及び前記充電電力量増加区間は、二次電池のＳＯＣに基づいて設定することができる。
【００１３】
本発明の一実施態様によれば、前記二次電池の充電電力量を減少させる制御信号は、前記二次電池に供給される充電電力量を減少させる信号である。
本発明の別の実施態様によれば、前記二次電池の充電電力量を減少させる制御信号は、前記二次電池から出力される放電電力量を増加させる信号である。
本発明のさらに別の実施態様によれば、前記二次電池の充電電力量を減少させる制御信号は、前記二次電池に供給される充電電力量を減少させ、かつ前記二次電池から出力される放電電力量を増加させる信号である。
【００１４】
本発明の一実施態様によれば、前記二次電池の充電電力量を増加させる制御信号は、前記二次電池から出力される放電電力量を減少させる信号である。
本発明の別の実施態様によれば、前記二次電池の充電電力量を増加させる制御信号は、前記二次電池に供給される充電電力量を増加させる信号である。
本発明のさらに別の実施態様によれば、前記二次電池の充電電力量を増加させる制御信号は、前記二次電池から出力される放電電力量を減少させ、かつ前記二次電池に供給される充電電力量を増加させる信号である。
【００１５】
本発明による二次電池充電量維持装置において、前記メモリ部は、前記二次電池の充電電力量が前記充電電力量減少区間の電力量よりも多い区間に該当する充電中断区間をさらに有し、前記制御部は、前記センシング部で測定した電気的特性値に基づいた前記二次電池の状態が前記充電中断区間に該当する場合、前記二次電池の充電を中断させる制御信号を出力することができる。
【００１６】
本発明による二次電池充電量維持装置において、前記メモリ部は、前記二次電池の充電電力量が前記充電電力量増加区間の電力量よりも少ない区間に該当する放電中断区間をさらに有し、前記制御部は、前記センシング部で測定した電気的特性値に基づいた前記二次電池の状態が前記放電中断区間に該当する場合、前記二次電池の放電を中断させる制御信号を出力することができる。
【００１７】
本発明による二次電池充電量維持装置において、前記制御部は、前記センシング部で測定した電気的特性値に基づいた前記二次電池の状態が前記所望の充電量維持区間に該当する場合、前記二次電池が放電するときは前記センシング部で測定した前記二次電池の電気的特性値を用いて前記二次電池の放電電力量を算出し、前記二次電池が充電されるときは前記算出された放電電力量に補償電力量を足した充電電力量で前記二次電池が充電されるように制御信号を出力することができる。
【００１８】
本発明による電力貯蔵システムは、複数の二次電池と、前記二次電池充電量維持装置と、前記二次電池充電量維持装置に含まれた前記制御部から出力された制御信号に応答して、充電電力を前記二次電池に提供するか、又は、前記二次電池から放電した電力を外部に供給する電力変換部とを含む。
【００１９】
上記の課題を達成するため、本発明による二次電池充電量維持方法は、二次電池の電気的特性値を測定するセンシング部、前記二次電池の電気的特性値に基づいた充電電力量減少区間及び充電電力量増加区間が保存されたメモリ部、及び前記二次電池の充電電力量を減少または増加させる制御信号を出力する制御部を含む装置を用いて二次電池の充電量を維持する方法であって、（ａ）前記制御部が、前記センシング部から二次電池の電気的特性値に対する信号を受信する段階と、（ｂ）前記制御部が、前記二次電池の電気的特性値に基づいた前記二次電池の状態が前記充電電力量減少区間に該当するかまたは前記充電電力量増加区間に該当するかを判断する段階と、（ｃ）前記制御部が、前記二次電池の状態が前記充電電力量減少区間に該当すれば、前記二次電池の充電電力量を減少させる制御信号を出力し、前記二次電池の状態が前記充電電力量増加区間に該当すれば、前記二次電池の充電電力量を増加させる制御信号を出力する段階とを含む。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の一態様によれば、外部環境の変化、特に、充電及び放電が頻繁に切り換わる環境で二次電池の適正充電量を維持することができる。
本発明の別の態様によれば、二次電池の充電量を適正に維持して充電可能余力及び放電可能余力を確保することができる。
本発明のさらに別の態様によれば、電力網に接続された電力貯蔵システムの場合、電力網のピーク負荷で発生する充電状況または放電状況により柔軟に対処することができる。
本発明のさらに別の態様によれば、ピーク負荷で求められる全ての消費電力に対応するわけではないため、より小規模の電力貯蔵システムで高い運営効果が得られる。
【００２１】
本明細書に添付される以下の図面は、本発明の望ましい実施形態を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするためのものであって、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】電力貯蔵システムの充電量と放電量の経時的な変化を示したグラフである。
【図２】電力貯蔵システムに含まれた二次電池の充電電力量を経時的に示したグラフである。
【図３】本発明によって充電電力量減少区間及び充電電力量増加区間が設定された二次電池の充放電動作を示したグラフである。
【図４】本発明によって充電中断区間及び放電中断区間がさらに設定された二次電池の充放電動作を示したグラフである。
【図５】一般的な充電アルゴリズムで二次電池の充電及び放電を制御した場合、電圧降下現象が現れたプロファイルを示したグラフである。
【図６】本発明の一実施形態による二次電池充電量維持装置の構成を概略的に示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施形態及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
【００２４】
本発明による二次電池の充電量を維持する装置及びその方法について具体的に説明する前に、概略的な概念をまず説明する。
図３は、本発明によって充電電力量減少区間及び充電電力量増加区間が設定された二次電池の充放電動作を示したグラフである。
【００２５】
図３を参照すれば、二次電池の電圧区間のうち４．１Ｖ〜４．２Ｖ区間（ＳＯＣ ８０％〜１００％に該当）が「充電電力量減少区間」に設定されていることが確認できる。また、二次電池の電圧区間のうち３．７Ｖ〜３．８Ｖ区間（ＳＯＣ ０％〜２０％に該当）が「充電電力量増加区間」に設定されていることも確認できる。また、図３には、任意の充電電力及び放電電力によって変化する二次電池の電圧曲線が示されている。二次電池は、充電電力量が増加すれば電圧が上昇し、充電電力量が減少すれば電圧が下降する。前記電圧変化は、本発明の特徴をより理解し易くするための一例である。すなわち、図３に示された充電電力量減少区間及び充電電力量増加区間は一例に過ぎず、二次電池の電圧及び二次電池のＳＯＣの外にも二次電池の充電電力量を示すことができる多様な基準で設定可能である。
【００２６】
本発明によれば、前記充電電力量減少区間は、二次電池の充電電力量が所望の充電量維持区間の電力量よりも多い区間である。そして、前記充電電力量増加区間は、二次電池の充電電力量が所望の充電量維持区間の電力量よりも少ない区間である。したがって、上記の一例において充電量維持区間は３．８Ｖ〜４．１Ｖの区間であることが確認できる。
本発明は、二次電池の充電量を適正な状態で維持するために二次電池の充電及び放電を制御することを特徴とする。上記の一例では、二次電池の電圧を３．８Ｖ〜４．１Ｖの区間に維持するために二次電池の充電及び放電を制御する。そのために、本発明は、前記二次電池の電圧が前記充電電力量減少区間に該当する場合、前記二次電池の充電電力量を減少させる制御を行う。また、本発明は、前記二次電池の電圧が前記充電電力量増加区間に該当する場合、前記二次電池の充電電力量を増加させる制御を行う。このような制御を通じて二次電池の充電電力量は、前記充電量維持区間により長く留まるか、又は、前記充電量維持区間により近接して維持することができる。
【００２７】
前記二次電池の充電電力量を減少させる制御動作は、前記二次電池に供給される充電電力量を減少させることであり得る。例えば、電力網の遊休電力量を全部二次電池に充電するのではなく、選択的に一部のみを二次電池に充電する。
また、前記二次電池の充電電力量を減少させる制御動作は、前記二次電池から出力される放電電力量を増加させることであり得る。例えば、電力網で要求する消費電力量よりも多めの電力量を前記電力網に供給する。
勿論、前記二次電池の充電電力量を減少させる制御動作は、前記二次電池に供給される充電電力量を減少させると共に、前記二次電池から出力される放電電力量を増加させることでもあり得る。
【００２８】
一方、前記二次電池の充電電力量を増加させる制御動作は、前記二次電池から出力される放電電力量を減少させることであり得る。例えば、電力網で要求する消費電力量よりも少なめの電力量を前記電力網に供給する。
また、前記二次電池の充電電力量を増加させる制御動作は、前記二次電池に供給される充電電力量を増加させることであり得る。例えば、電力網の遊休電力量だけでなく、電力網に接続された構成要素のうち電力を消費する構成要素のように、電力網から追加的な電力の供給を受ける。
勿論、前記二次電池の充電電力量を増加させる制御動作は、前記二次電池から出力される放電電力量を減少させると共に、前記二次電池に供給される充電電力量を増加させることでもあり得る。
【００２９】
前記制御動作によって二次電池を充電及び放電する場合、その効果を区間毎に詳しく説明する。
まず、０〜ｔ１区間では、二次電池に充電電力が供給されて二次電池の電圧が上昇することが確認できる。このとき、電圧が上昇する曲線の傾きは外部から供給される充電電力量に比例する。そして、ｔ１時点で二次電池の電圧が充電電力量減少区間に到達することが確認できる。したがって、ｔ１時点からは二次電池の充電電力量を減少させる制御が必要となる。
【００３０】
ｔ１〜ｔ２区間は、二次電池の充電電力量を減少させる制御動作として、減少した充電電力量で二次電池が充電される区間である。ｔ１〜ｔ２区間において点線で示された部分は、二次電池に供給される本来の充電電力量で充電が行われる場合の電圧曲線である。本来の充電電力量で充電される場合、図示されたように、減少した充電電力量で充電される場合よりも早くＳＯＣ １００％に該当する満充電電圧（４．２Ｖ）に到達するようになる。一方、減少した充電電力量で充電を行う場合、より遅くＳＯＣ １００％に該当する満充電電圧（４．２Ｖ）に到達するようになる。その結果、本発明は、二次電池の充電電力量を前記仮定した適正充電量であるＳＯＣ ５０％により近接させ、より長時間維持させることができる。
【００３１】
次いで、ｔ２〜ｔ３区間は、二次電池の充電電力量を減少させる制御動作として、増加した放電電力量で二次電池が放電する区間である。ｔ２〜ｔ３区間において点線で示された部分は、二次電池から出力される本来の放電電力量で放電が行われる場合の電圧曲線である。本来の放電電力量で放電する場合、図示されたように、増加された放電量で放電する場合よりも遅くＳＯＣ ８０％に該当する電圧（４．１Ｖ）に到達するようになる。一方、増加した放電電力量で放電を行う場合、より早くＳＯＣ ８０％に該当する電圧（４．１Ｖ）に到達するようになる。その結果、本発明は、二次電池の充電電力量を前記仮定した適正充電量であるＳＯＣ ５０％により近接させ、より長時間維持させることができる。
【００３２】
ｔ３〜ｔ４区間は、二次電池が放電して二次電池の電圧が下降することが確認できる。このとき、電圧が下降する曲線の傾きは二次電池から出力される放電電力量に比例する。そして、二次電池が放電し続けて、ｔ４時点で二次電池の電圧が充電電力量増加区間に到達することが確認できる。したがって、ｔ４時点からは二次電池の充電電力量を増加させる制御が必要となる。
【００３３】
ｔ４〜ｔ５区間は、二次電池の充電電力量を増加させる制御動作として、減少した放電量で二次電池が放電する区間である。ｔ４〜ｔ５区間において点線で示された部分は、二次電池から出力される本来の放電電力量で放電が行われる場合の電圧曲線である。本来の放電電力量で放電する場合、図示されたように、減少した放電電力量で放電する場合よりも早くＳＯＣ ０％に該当する満放電電圧（３．７Ｖ）に到達するようになる。一方、減少した放電電力量で放電を行う場合、より遅くＳＯＣ ０％に該当する満放電電圧（３．７Ｖ）に到達するようになる。その結果、本発明は、二次電池の充電電力量を前記仮定した適正充電量であるＳＯＣ ５０％により近接させ、より長時間維持させることができる。
【００３４】
次いで、ｔ５〜ｔ６区間は、二次電池の充電電力量を増加させる制御動作として、増加した充電電力量で二次電池が充電される区間である。ｔ５〜ｔ６区間において点線で示された部分は、二次電池に供給される本来の充電電力量で充電が行われる場合の電圧曲線である。本来の充電電力量で充電する場合、図示されたように、増加した充電電力量で充電する場合よりも遅くＳＯＣ ２０％に該当する電圧（３．８Ｖ）に到達するようになる。一方、増加した充電電力量で充電を行う場合、より早くＳＯＣ ２０％に該当する電圧（３．８Ｖ）に到達するようになる。その結果、本発明は、二次電池の充電電力量を前記仮定した適正充電量であるＳＯＣ ５０％により近接させ、より長時間維持させることができる。
【００３５】
一方、本発明は、二次電池の充電電力量が前記充電電力量減少区間の電力量よりも多い区間に該当する充電中断区間をさらに設定することができる。この場合、二次電池の状態が前記充電中断区間に該当すれば、二次電池の充電を中断させる制御動作を行うことができる。
また、本発明は、二次電池の充電電力量が前記充電電力量増加区間の電力量よりも少ない区間に該当する放電中断区間をさらに設定することができる。この場合、二次電池の状態が前記放電中断区間に該当すれば、二次電池の放電を中断させる制御動作を行うことができる。
【００３６】
図４は、本発明によって充電中断区間及び放電中断区間がさらに設定された二次電池の充放電動作を示したグラフである。
図４を参照すれば、「充電電力量減少区間」よりも高い電圧区間に「充電中断区間」が設定されていることが確認できる。そして、「充電電力量増加区間」よりも低い電圧区間に「放電中断区間」が設定されていることが確認できる。
本発明は「充電電力量減少区間」で上述した制御動作を行ったとしても、二次電池の状態が「充電中断区間」に到達した場合、二次電池の充電を中断させる制御動作を行うことができる。したがって、図４のｔ２〜ｔ３区間でそれ以上充電されず、二次電池の電圧が上昇しないことが確認できる。
また、本発明は「充電電力量増加区間」で上述した制御動作を行ったとしても、二次電池の状態が「放電中断区間」に到達した場合、二次電池の放電を中断させる制御動作を行うことができる。したがって、図４のｔ６〜ｔ７区間でそれ以上放電せず、二次電池の電圧が下降しないことが確認できる。
【００３７】
図４のｔ１〜ｔ２区間、ｔ３〜ｔ６区間、及びｔ７〜ｔ８区間は、上述した制御動作と同様の制御動作によって二次電池が充電及び放電する区間であるため、繰り返される説明は省略する。
【００３８】
一方、一般的な二次電池は充電及び放電を繰り返して行う過程で電力損失が生じる。
図５は、一般的な充電アルゴリズムで二次電池の充電及び放電を制御した場合、電圧降下現象が現れたプロファイルを示したグラフである。
図５を参照すれば、グラフの横軸は時間を示し、グラフの縦軸は二次電池の電圧を示す。そして、各プロファイル毎に「１Ｐ、２Ｐ、３Ｐ、４Ｐ」と示されているが、ここで「Ｐ」は「Ｐ−ｒａｔｅ」を意味する。
前記「Ｐ−ｒａｔｅ」は二次電池の放電比率を示す単位である。前記「Ｐ−ｒａｔｅ」は「Ｗ／Ｗｈ」であって、分母には二次電池の総電力量（Ｗｈ）を、分子には放電電力（Ｗ）を代入して算出する。
【００３９】
一般に二次電池の放電比率を示す「Ｃ−ｒａｔｅ」は電流を基準に算出された放電比率である。前記「Ｃ−ｒａｔｅ」は「ｍＡ／ｍＡｈ」であって、分母には二次電池の総電流量（ｍＡｈ、電荷量）を、分子には放電電流（ｍＡ）を代入して算出する。しかしながら、二次電池の電気的特性上、放電は電流のみに依存するのではなく電圧にも影響を受ける。二次電池に接続された負荷の変化または充電量減少による二次電池の開放電圧低下など多様な原因によって、二次電池から出力される電力は変化され得る。したがって、電流と電圧を共に考慮する「Ｐ−ｒａｔｅ」を基準に放電比率を判断すれば、電流の観点ではなく、二次電池に貯蔵されて放出されるエネルギーの観点で二次電池の状態を判断することができる。
【００４０】
図５に示された４つのプロファイルは、同じ二次電池で放電電力の比率を変化させて充電及び放電を繰り返したときに測定された二次電池の動的電圧を示している。２Ｐは１Ｐよりも２倍多い電力で、３Ｐは１Ｐよりも３倍多い電力で、４Ｐは１Ｐよりも４倍多い電力で放電したときの電圧プロファイルを示す。前記二次電池が負荷に電力を供給するとき、二次電池から負荷に供給される電力を測定し、それを合算して放電電力量として保存する。そして放電電力量と同じ電力量を供給して二次電池を充電する。図５に示された１Ｐプロファイルを拡大した部分を参照すれば、二次電池の動的電圧が下降する区間は二次電池の放電区間に該当し、二次電池の動的電圧が上昇する区間は二次電池の充電区間に該当する。
【００４１】
図５から、二次電池に放電電力量と同じ電力量を充電しても充電と放電が繰り返されるにつれて二次電池の動的電圧に対するプロファイルが漸次低くなることが確認できる。一方、二次電池の電圧は二次電池の充電量を間接的に確認できる指標である。したがって、上記のように二次電池の電圧が降下する現象は、放電電力量と同じ電力量を充電しても二次電池に貯蔵された充電量が漸次減少することを意味する。このような現象は、放電電力の比率によって電圧が降下する速度が異なるだけで、二次電池の電圧降下現象が生じることは結果的に同じである。
【００４２】
充電及び放電の繰り返しによる二次電池の電圧降下現象、すなわち、二次電池に貯蔵された充電量が減少する現象を二次電池のエネルギー的側面から説明する。二次電池が満充電されていれば、前記二次電池の充電量に該当する分のエネルギーが前記二次電池に貯蔵されている。そして、二次電池の放電は、二次電池に貯蔵されているエネルギーが電気エネルギーの形態に変わって負荷に供給される過程であると言える。また、二次電池の充電は、電気エネルギーが前記二次電池に供給されて二次電池の充電量に該当する分のエネルギーを貯蔵する過程であると言える。
【００４３】
理想的な二次電池は内部抵抗が存在せず充電と放電過程に影響を及ぼさないが、実際の二次電池には内部抵抗が存在する。したがって、二次電池は放電過程で内部抵抗による発熱などエネルギー変換過程での損失が生じる。しかしながら、放電電力量の測定はこのようなエネルギー損失量までは測定することができない。放電電力の測定は二次電池から負荷に伝達された電力量、すなわち、電気的に伝達されたエネルギーのみを測定することであるため、実際二次電池から抜け出たエネルギー量に比べて少なく測定されるはずである。したがって、測定された放電電力量に該当する電力量のみを前記二次電池に充電すれば、二次電池の充電量は漸次減少するようになる。
【００４４】
また、実際二次電池の内部抵抗は放電過程だけでなく充電過程でも影響を及ぼす。すなわち、上記のようなエネルギー損失は放電過程だけでなく充電過程でも発生する。電力網などを通じて二次電池に供給された電気エネルギーのうち一部は、二次電池の内部抵抗による発熱などエネルギー変換過程で損失される。そして、残りのエネルギーのみが二次電池の充電量に該当する分エネルギーとして貯蔵される。したがって、前記放電過程で損失されたエネルギーまで正確に測定し、それに該当する電力量を前記二次電池に供給しても、実際二次電池に貯蔵されるエネルギーは供給されたエネルギーに比べて少ないはずである。したがって、二次電池の充電過程で損失される電力量に該当する分、充電と放電が繰り返されるにつれて二次電池の充電量は漸次減少するようになる。
【００４５】
このように、放電過程で測定された放電電力量は二次電池から抜け出た電力量（充電量）よりも少ない。そして、前記測定された放電電力量と同じ電力量を充電しても、二次電池に貯蔵される電力量（充電量）は前記放電電力量よりも少ない。すなわち、充電と放電が繰り返されるほど二次電池に貯蔵された充電量は漸次減少する。そして、前記充電量の減少は二次電池の電圧降下現象をもって確認することができる。
【００４６】
二次電池の充電量減少は、二次電池の内部抵抗だけでなく、電力網と二次電池との間で電力を授受する過程でも生じ得る。一般に電力貯蔵システムは、二次電池だけでなく、電力変換部を一緒に含む。電力変換部とは、外部（例えば、電力網）から提供された充電電力を二次電池に提供するか、又は、二次電池から放電した電力を外部（例えば、電力網）に供給する役割をする。電力変換部は、電力を供給する過程で電力網が要求する電圧と周波数を有する電力に変換する場合やその逆の場合も同様である。二次電池に貯蔵された電力が前記電力変換部を介して電力網に放電する過程で、エネルギー損失が発生する。また、電力網から供給された電力が前記電力変換部を介して二次電池に充電される過程で、エネルギー損失が発生する。
【００４７】
したがって、本発明はこのような現象に対処するため、二次電池の状態が前記要求される充電量維持区間に該当する場合、前記二次電池の放電電力量を算出し、前記二次電池が充電されるとき、前記算出された放電電力量に補償電力量を足した充電電力量で前記二次電池が充電されるように制御動作を行うことができる。
すなわち、二次電池を充電する場合、遊休電力量よりも多い電力量が二次電池に供給され充電するように制御する。このとき、遊休電力量に加えられる電力量が「補償電力量」である。
【００４８】
以上、本発明の概略的な制御動作に対する説明を終え、本発明による二次電池充電量維持装置の構成について説明する。
【００４９】
図６は、本発明の一実施形態による二次電池充電量維持装置１００の構成を概略的に示したブロック図である。
図６を参照すれば、本発明による二次電池充電量維持装置１００は、センシング部、メモリ部１０４及び制御部１０３を含む。
【００５０】
本発明による二次電池充電量維持装置１００は、二次電池１０５に電気的に接続される。前記二次電池１０５の種類は特に限定されない。それぞれの二次電池１０５は、再充電可能であって、充電または放電電圧を考慮するリチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池などで構成することができる。また、本発明による二次電池充電量維持装置１００に接続される二次電池１０５の個数は、要求される出力電圧または充放電容量によって多様に設定することができる。しかしながら、本発明が二次電池１０５の種類、出力電圧、充電容量などによって限定されることはない。また、図６には、前記二次電池１０５がすべて直列で接続された例が示されているが、本発明が二次電池１０５の接続方法によって制限されることはない。
【００５１】
前記センシング部は、二次電池１０５の電気的特性値を測定して電気的特性値を示す信号を前記制御部１０３側に出力する。電気的特性値とは、二次電池１０５の電圧、充放電の際に導線に流れる電流などを意味する。本発明では、二次電池１０５のＳＯＣ推定など二次電池１０５の状態を把握するために電気的特性値を測定する。
前記メモリ部１０４には、二次電池の電気的特性値に基づいて予め設定された充電制限区間及び放電制限区間が保存される。
【００５２】
前記制御部１０３は、前記センシング部で測定した電気的特性値に基づいた前記二次電池１０５の状態が前記充電電力量減少区間に該当する場合、前記二次電池の充電電力量を減少させる制御信号を出力し、前記センシング部で測定した電気的特性値に基づいた前記二次電池の状態が前記充電電力量増加区間に該当する場合、前記二次電池の充電電力量を増加させる制御信号を出力する。前記制御部１０３が二次電池１０５の充電量を維持するための制御部１０３のアルゴリズムは上述したため、繰り返される説明は省略する。
【００５３】
本発明の一実施形態によれば、前記センシング部は、電圧測定センサ１０１である。前記電圧測定センサ１０１は、二次電池１０５の電圧を測定し、それに対応する電圧信号を前記制御部１０３側に出力する。図６では電圧測定センサ１０１が直列に接続された二次電池１０５の両端間電圧を測定できるように電気的に接続されているが、本発明が図６に示された例示に制限されることはない。前記電圧測定センサ１０１は、それぞれの二次電池１０５の両端に電気的に接続され、多様な個数で構成され得る。この場合、前記充電制限区間及び放電制限区間は二次電池の電圧値に基づいて設定され得る。
【００５４】
本発明の別の実施形態によれば、前記センシング部は、電流測定センサ１０２をさらに含む。前記電流測定センサ１０２は、二次電池１０５の充電または放電時、前記二次電池１０５と電力供給手段または負荷との間に接続された抵抗素子Ｒに流れる電流の大きさを測定し、それに対応する電流信号を前記制御部１０３側に出力することができる。この場合、前記充電制限区間及び放電制限区間は二次電池のＳＯＣに基づいて設定される。ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅｓ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）とは、二次電池が満充電された状態を基準に現在の充電量を比率で示したものである。ＳＯＣを算出する方法は、本発明が属する技術分野で多様な既知の技術があるため、詳しい説明は省略する。
【００５５】
一方、前記メモリ部１０４は、前記制御部１０３の内部または外部に設けられ得、周知の多様な手段で前記制御部１０３に接続され得る。前記メモリ部１０４は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなどデータを記録し消去できる既知の半導体素子やハードディスクのような大容量記憶媒体であって、装置の種類に関係なく、情報が記憶される装置を総称し、特定の記憶装置を指称することはない。
一方、前記メモリ部１０４は、本発明の一実施形態による前記「充電中断区間」、「放電中断区間」、または「充電量維持区間」をさらに保存することができる。
【００５６】
一方、前記充電電力量減少区間で二次電池の充電電力量を減少させる方法は多様である。
本発明の一実施形態によれば、前記メモリ部１０４は、差引充電電力量をさらに保存する。そして、前記制御部１０３が出力する前記二次電池１０５の充電電力量を減少させる制御信号は、前記二次電池１０５に供給される充電電力量から前記差引充電電力量を引いた電力量で前記二次電池１０５が充電されるように制御する信号である。
一方、前記差引充電電力量は、固定値ではなく、前記充電電力量減少区間内で前記二次電池１０５の充電電力量に比例してその値が増加する形態のルックアップテーブルで表され得る。そして、前記制御部１０３が出力する前記二次電池１０５の充電電力量を減少させる制御信号は、前記二次電池１０５に供給される充電電力量から、前記二次電池１０５の充電電力量に基づいて前記ルックアップテーブルから選択された差引充電電力量を引いた電力量で前記二次電池１０５が充電されるように制御する信号であり得る。
【００５７】
本発明の別の実施形態によれば、前記メモリ部１０４は、減少した充電電力量をさらに保存する。そして、前記制御部１０３が出力する前記二次電池１０５の充電電力量を減少させる制御信号は、前記減少した充電電力量で前記二次電池１０５が充電されるように制御する制御信号である。
一方、前記減少した充電電力量は、前記充電電力量減少区間内で前記二次電池１０５の充電電力量に比例してその値が増加する形態のルックアップテーブルで表され得る。この場合、前記制御部１０３が出力する前記二次電池１０５の充電電力量を減少させる制御信号は、前記二次電池１０５の充電電力量に基づいて前記ルックアップテーブルから選択された減少した充電電力量で前記二次電池１０５が充電されるように制御する信号であり得る。
【００５８】
本発明のさらに別の実施形態によれば、前記メモリ部１０４は、充電電力量減少比率をさらに保存する。そして、前記制御部１０３が出力する前記二次電池１０５の充電電力量を減少させる制御信号は、前記制御部１０３が前記二次電池１０５に供給される充電電力量から前記充電電力量減少比率を用いて算出した充電電力量で前記二次電池１０５が充電されるように制御する信号である。
一方、前記充電電力量減少比率は、前記充電電力量減少区間内で前記二次電池１０５の充電電力量に比例してその値が増加する形態のルックアップテーブルで表され得る。この場合、前記制御部１０３が出力する前記二次電池１０５の充電電力量を減少させる制御信号は、前記二次電池１０５の充電電力量に基づいて前記ルックアップテーブルから選択された充電電力量減少比率を用いて前記制御部１０３が算出した充電電力量で前記二次電池１０５が充電されるように制御する信号であり得る。
【００５９】
本発明の一実施形態によれば、前記メモリ部１０４は、追加放電電力量をさらに保存する。そして、前記制御部１０３が出力する前記二次電池１０５の充電電力量を減少させる制御信号は、前記二次電池１０５から出力される放電電力量に前記追加放電電力量を足した電力量で前記二次電池１０５が放電するように制御する信号である。
一方、前記追加放電電力量は、前記充電電力量減少区間内で前記二次電池１０５の充電電力量に比例してその値が増加する形態のルックアップテーブルで表され得る。この場合、前記制御部１０３が出力する前記二次電池１０５の充電電力量を減少させる制御信号は、前記二次電池１０５から出力される放電電力量に、前記二次電池１０５の充電電力量に基づいて前記ルックアップテーブルから選択された追加放電電力量を足した電力量で前記二次電池１０５が放電するように制御する信号であり得る。
【００６０】
本発明の別の実施形態によれば、前記メモリ部１０４は、増加した放電電力量をさらに保存する。そして、前記制御部１０３が出力する前記二次電池１０５の充電電力量を減少させる制御信号は、前記増加した放電電力量で前記二次電池１０５が放電するように制御する信号である。
一方、前記増加した放電電力量は、前記充電電力量減少区間内で前記二次電池１０５の充電電力量に比例してその値が増加する形態のルックアップテーブルで表され得る。この場合、前記制御部１０３が出力する前記二次電池１０５の充電電力量を減少させる制御信号は、前記二次電池１０５の充電電力量に基づいて前記ルックアップテーブルから選択された増加した放電電力量で前記二次電池１０５が放電するように制御する信号であり得る。
【００６１】
本発明のさらに別の実施形態によれば、前記メモリ部１０４は、放電電力量増加比率をさらに保存する。そして、前記制御部１０３が出力する前記二次電池１０５の充電電力量を減少させる制御信号は、前記制御部１０３が前記二次電池１０５から出力される放電電力量から前記放電電力量増加比率を用いて算出した放電電力量で前記二次電池１０５が放電するように制御する信号である。
一方、前記放電電力量増加比率は、前記充電電力量減少区間内で前記二次電池１０５に充電された電力量に比例してその値が増加する形態のルックアップテーブルで表され得る。この場合、前記制御部１０３が出力する前記二次電池の充電電力量を減少させる制御信号は、前記二次電池１０５の充電電力量に基づいて前記ルックアップテーブルから選択された放電電力量減少比率を用いて前記制御部１０３が算出した放電電力量で前記二次電池１０５が放電するように制御する信号であり得る。
【００６２】
上述した実施形態は、前記充電電力量減少区間内でそれぞれ放電量を増加させるか又は充電量を減少させる場合における実施形態である。しかしながら、前記実施形態は放電量を増加させると共に充電量を減少させる場合にも適用され得る。
【００６３】
一方、前記充電電力量増加区間内で二次電池の充電電力量を増加させる方法は多様である。
本発明の一実施形態によれば、前記メモリ部１０４は、差引放電電力量をさらに保存する。そして、前記制御部１０３が出力する前記二次電池１０５の充電電力量を増加させる制御信号は、前記二次電池１０５から出力される放電電力量から前記差引放電電力量を引いた電力量で前記二次電池１０５が放電するように制御する信号である。
一方、前記差引放電電力量は、前記充電電力量増加区間内で前記二次電池１０５の充電電力量に反比例してその値が増加する形態のルックアップテーブルで表され得る。この場合、前記制御部１０３が出力する前記二次電池１０５の充電電力量を増加させる制御信号は、前記二次電池１０５から出力される放電電力量から、前記二次電池１０５の充電電力量に基づいて前記ルックアップテーブルから選択された差引放電電力量を引いた電力量で前記二次電池１０５が放電するように制御する信号であり得る。
【００６４】
本発明の別の実施形態によれば、前記メモリ部１０４は、減少した放電電力量をさらに保存する。そして、前記制御部１０３が出力する前記二次電池１０５の充電電力量を増加させる制御信号は、前記減少した放電電力量で前記二次電池１０５が放電するように制御する信号である。
一方、前記減少した放電電力量は、前記充電電力量増加区間内で前記二次電池１０５の充電電力量に反比例してその値が増加する形態のルックアップテーブルで表され得る。この場合、前記制御部１０３が出力する前記二次電池１０５の充電電力量を増加させる制御信号は、前記二次電池１０５の充電電力量に基づいて前記ルックアップテーブルから選択された減少した放電電力量で前記二次電池１０５が放電するように制御する信号であり得る。
【００６５】
本発明のさらに別の実施形態によれば、前記メモリ部１０４は、放電電力量減少比率をさらに保存する。そして、前記制御部１０３が出力する前記二次電池１０５の充電電力量を増加させる制御信号は、前記制御部１０３が前記二次電池１０５から出力される放電電力量から前記放電電力量減少比率を用いて算出した放電電力量で前記二次電池１０５が放電するように制御する信号である。
一方、前記放電電力量減少比率は、前記充電電力量増加区間内で前記二次電池１０５の充電電力量に反比例してその値が増加する形態のルックアップテーブルで表され得る。この場合、前記制御部１０３が出力する前記二次電池１０５の充電電力量を増加させる制御信号は、前記二次電池１０５の充電電力量に基づいて前記ルックアップテーブルから選択された放電電力量減少比率を用いて前記制御部１０３が算出した放電電力量で前記二次電池１０５が充電されるように制御する信号であり得る。
【００６６】
本発明の一実施形態によれば、前記メモリ部１０４は、追加充電電力量をさらに保存する。そして、前記制御部１０３が出力する前記二次電池１０５の充電電力量を増加させる制御信号は、前記二次電池１０５に供給される充電電力量に前記追加充電電力量を足した電力量で前記二次電池１０５が充電されるように制御する信号である。
一方、前記追加充電電力量は、前記充電電力量増加区間内で前記二次電池１０５に充電された電力量に反比例してその値が増加する形態のルックアップテーブルで表され得る。この場合、前記制御部１０３が出力する前記二次電池１０５の充電電力量を増加させる制御信号は、前記二次電池１０５に供給される充電電力量に、前記二次電池１０５に充電された電力量に基づいて前記ルックアップテーブルから選択された追加充電電力量を足した電力量で前記二次電池１０５が充電されるように制御する信号であり得る。
【００６７】
本発明の別の実施形態によれば、前記メモリ部１０４は、増加した充電電力量をさらに保存する。そして、前記制御部１０３が出力する前記二次電池１０５の充電電力量を増加させる制御信号は、前記増加した充電電力量で前記二次電池１０５が充電されるように制御する信号である。
一方、前記増加した充電電力量は、前記充電電力量増加区間内で前記二次電池１０５の充電電力量に反比例してその値が増加する形態のルックアップテーブルで表され得る。この場合、前記二次電池１０５の充電電力量を増加させる制御信号は、前記二次電池１０５の充電電力量に基づいて前記ルックアップテーブルから選択された増加した充電電力量で前記二次電池１０５が充電されるように制御する信号であり得る。
【００６８】
本発明のさらに別の実施形態によれば、前記メモリ部１０４は、充電電力量増加比率をさらに保存する。そして、前記制御部１０３が出力する前記二次電池１０５の充電電力量を増加させる制御信号は、前記制御部が前記二次電池１０５に供給される充電電力量から前記充電電力量増加比率を用いて算出した充電電力量で前記二次電池１０５が充電されるように制御する信号である。
一方、前記充電電力量増加比率は、前記充電電力量増加区間内で前記二次電池１０５に充電された電力量に反比例してその値が増加する形態のルックアップテーブルで表され得る。この場合、前記制御部１０３が出力する前記二次電池１０５の充電電力量を増加させる制御信号は、前記二次電池１０５の充電電力量に基づいて前記ルックアップテーブルから選択された充電電力量減少比率を用いて前記制御部１０３が算出した充電電力量で前記二次電池１０５が充電されるように制御する信号であり得る。
【００６９】
上述した実施形態は、前記充電電力量増加区間内でそれぞれ放電量を減少させるか又は充電量を増加させる場合における実施形態である。しかしながら、前記実施形態は、放電量を減少させると共に充電量を増加させる場合にも適用され得る。
【００７０】
本発明による二次電池充電量維持装置は、複数の二次電池、二次電池充電量維持装置、及び電力変換部を含む電力貯蔵システムの一構成要素になり得る。前記電力貯蔵システムは、スマートグリッドに接続された電力貯蔵システムであり得る。前記電力貯蔵システムは、電力網の遊休電力を貯蔵し、電力が必要な場合放電を開始して、電力網のピーク負荷に対応する役割を果たせる。したがって、前記電力貯蔵システムは、電力網の電力需要量に応じて充電及び放電を繰り返して行うことになる。特に、電力網の電力需要は時間帯毎にかなり可変的であるため、電力貯蔵システムがどの時点で遊休電力の供給を受けて充電を開始するようになるか、どの時点で必要電力を電力網に供給する放電を開始するようになるかは予測し難い。したがって、電力貯蔵システムは、どの時点で発生する充電または放電にも備えられるように、適正な充電量を維持させる二次電池充電量維持装置を必要とする。
【００７１】
本発明による二次電池充電量維持方法は、上述した二次電池充電量維持装置１００を用いて二次電池の充電量を維持する方法である。したがって、本発明による方法は、上述した装置発明と対応するため繰り返される説明は省略する。
【００７２】
本発明によれば、外部環境の変化、特に、充電及び放電が頻繁に切り換わる環境で二次電池の適正充電量を維持することができる。また、二次電池の充電量を適正に維持して充電可能余力及び放電可能余力を確保することができる。さらに、電力網に接続された電力貯蔵システムの場合、電力網のピーク負荷で発生する充電状況または放電状況により柔軟に対処することができる。
【００７３】
一方、本発明の説明において、図６に示された本発明の各構成要素は物理的に区分される構成要素ではなく、論理的に区分される構成要素として理解されねばならない。
すなわち、それぞれの構成要素は本発明の技術思想を実現するための論理的な構成要素に該当するため、それぞれの構成要素が統合または分離されても本発明の論理構成が行う機能が実現できれば、本発明の範囲内であると解釈され、同一または類似の機能を果たす構成要素であれば、その名称の一致如何とは関係なく、本発明の範囲内であると解釈されねばならない。
また、本発明の実施形態の説明において、理解の便宜上、従属的な構成が１つずつ付け加えられる例示を中心に説明したが、２以上の従属的な構成が組み合わせられて付け加えられる実施形態も可能である。したがって、例示として提示された実施形態によって本発明の範囲が制限されることはない。
【００７４】
以上のように、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７５】
１００  二次電池充電量維持装置
１０１  電圧測定センサ
１０２  電流測定センサ
１０３  制御部
１０４  メモリ部
１０５  二次電池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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