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재충전 배터리의 상태 측정장치에 있어서, 재충전 배터리의 전압을 측정하기 위한 전압측정부; 상기 재충전 배터리의 충전전류를 측정하기 위한 충전전류 센서를 포함하여 이루어지는 충전전류 측정부; 상기 재충전 배터리의 방전전류를 측정하기 위한 방전전류 센서를 포함하여 이루어지는 방전전류 측정부; 상기 재충전 배터리의 충전을 위한 충전회로를 포함하여 이루어지는 충전부; 상기 재충전 배터리의 방전을 위한 부하를 포함하여 이루어지는 방전부; 및 상기 측정장치의 전체적인 동작을 제어하고, 상기 재충전 배터리의 충전전압, 충전전류, 방전전압, 방전전류에 대한 측정값에 근거하여 상기 재충전 배터리의 충전율(State of Charge ; SOC), 건강상태(State of Health ; SOH) 및 잔류수명(Remnant Cycles)을 포함하는 상기 재충전 배터리의 상태에 대한 정보를 산출하여 출력하는 처리가 수행되도록 이루어지는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 재충전 배터리의 상태 측정장치
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제 1항에 있어서, 상기 전압측정부는, 상기 제어부의 제어에 따라 미리 정해진 기준전압을 발생하는 기준전압 생성기; 측정된 상기 재충전 배터리의 전압을 미리 정해진 일정 배수로 감소시키기 위한 전압배율 증폭기; 및 상기 전압배율 증폭기를 통하여 감소된 전압과 상기 기준전압 생성기를 통해 생성된 기준전압을 각각 입력으로 하여 상기 재충전 배터리의 전압과 상기 기준전압 사이의 차이를 증폭시키기 위한 전압비교 증폭기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 재충전 배터리의 상태 측정장치
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제 2항에 있어서, 상기 전압배율 증폭기는, 복수의 연산 증폭기(OP AMP) 및 잡음을 감소하기 위한 저역통과필터(LPF)를 포함하는 증폭회로로 구성되는 것을 특징으로 하는 재충전 배터리의 상태 측정장치
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제 2항에 있어서, 상기 전압비교 증폭기는, 복수의 연산 증폭기(OP AMP) 및 잡음을 제거하기 위해 입력단에 구비되는 EMI 필터를 포함하는 대칭형 차동증폭기의 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 재충전 배터리의 상태 측정장치
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제 1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 전압측정부로부터 수신되는 상기 재충전 배터리의 충전전압 측정신호 및 방전전압 측정신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 AD 변환기; 상기 AD 변환기를 통해 변환된 상기 디지털 신호의 잡음을 제거하기 위한 저역통과필터; 재충전 배터리의 종류별로 각각 측정된 시간 및 충전율에 따른 충전전압, 방전전압, 충전전류, 방전전류, 충전시간 및 방전시간에 대한 측정값과, 각각의 재충전 배터리에 대하여 미리 정해져 있는 정격 특성에 대한 데이터를 각각의 재충전 배터리의 종류별로 각각 수집하고 데이터베이스 형태로 저장하는 것에 의해 구축되는 배터리 특성정보 데이터베이스가 미리 저장되고, 각각의 측정값과 산출값들을 포함하는 각종 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장수단을 포함하여 이루어지는 데이터 저장부; 및 상기 저역통과필터를 통해 잡음이 제거된 상기 충전전압 측정신호 및 상기 방전전압 측정신호와, 상기 충전전류 측정부로부터의 충전전류 측정신호 및 상기 방전전류 측정부로부터의 방전전류 측정신호를 각각 수신하고, 각각의 측정값과 상기 배터리 특성정보 데이터베이스에 저장되어 있는 데이터에 근거하여 상기 재충전 배터리의 초기 충전율(SOC), 충전상태 또는 방전상태에서의 누적 충전율(SOC), 건강상태(SOH) 및 잔류수명을 각각 산출하기 위한 데이터처리 및 상기 측정장치의 전체적인 동작을 제어하기 위한 제어처리가 각각 수행되도록 이루어지는 데이터 처리부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 재충전 배터리의 상태 측정장치
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제 5항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 전압비교 증폭기의 출력이 0이 될 때까지 상기 기준전압 생성기의 기준전압을 제어하고, 상기 전압비교 증폭기의 출력이 0이 될 때의 상기 기준전압의 값을 상기 재충전 배터리의 전압값으로 산출하고 상기 데이터 저장부에 저장하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 재충전 배터리의 상태 측정장치
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제 6항에 있어서, 상기 제어부는, 충전시간 t1에서의 충전전압을 V1, 충전시간 t2에서의 충전전압을 V2라 할 때, 이하의 수학식을 이용하여 t1과 t2 사이의 구간에서의 충전전압 Vc를 산출하고, 충전시간 t1에서의 충전전류를 I1, 충전시간 t2에서의 충전전류를 I2라 할 때, 이하의 수학식을 이용하여 t1과 t2 사이의 구간에서의 충전전류 Ic를 산출하며, 산출된 충전전압(Vc)과 충전전류(Ic)로부터 시간 t1에서 시간 t2까지 공급된 충전전력 Pc를 이하의 수학식을 이용하여 산출하고, 시간 t1과 시간 t2 사이에 공급된 에너지 W1,2를 이하의 수학식을 이용하여 산출하며, 완정방전 시점 t0에서 완전충전 시점 tn 사이의 각 측정구간에서의 충전에너지 Wi,i+1을 이하의 수학식을 이용하여 산출하고, 이하의 수학식을 이용하여, 상기 재충전 배터리에 대하여 각 측정시점 ti에서의 초기 충전율 SOC(ti)을 산출하며, 각각의 측정시간 ti에서의 충전전압 Vci, 충전 에너지 W(ti), 충전율 SoC(ti)을 각각 산출하고, 선형 보간법을 이용하여 충전율에 따른 충전전압, 충전 에너지 및 충전시간을 각각 산출하여 충전특성에 대한 정보를 산출하며, 동일한 방식으로 방전특성에 대한 정보를 각각 산출하고 상기 데이터 저장부에 저장하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 재충전 배터리의 상태 측정장치
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제 7항에 있어서, 상기 제어부는, 충전과 동시에 방전이 이루어지는 경우, 측정된 전압과 충전전류 값으로부터 충전에너지 Wc를 산출하고, 측정된 전압과 방전전류 값으로부터 방전 에너지 Wd를 산출하며, 초기 충전율을 SoCi, 재충전 배터리에 저장할 수 있는 정격 총에너지를 Wt라 할 때, 이하의 수학식을 이용하여 충전율 SoC을 산출하고 상기 데이터 저장부에 저장하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 재충전 배터리의 상태 측정장치
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제 8항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 재충전 배터리가 충전도 되지 않고 방전도 되지 않는 미사용 상태일 경우, 배터리의 이력현상(hysteresis)으로 인한 오차 발생을 방지하기 위해 상기 배터리 특성정보 데이터베이스에 미리 저장되어 있는 충전전류에 따른 충전 과도시간 정보에 근거하여 해당하는 충전 과도시간 만큼 미리 정해진 충전전류로 충전한 후 충전전압을 측정하여 충전율을 산출하고 상기 데이터 저장부에 저장하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 재충전 배터리의 상태 측정장치
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제 9항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 전압측정부, 상기 충전전류 측정부 및 상기 방전전류 측정부를 통해 각각 측정된 측정값들에 근거하여 산출된 상기 재충전 배터리의 현재 방전가능한 최대 에너지와 상기 데이터베이스에 저장된 정격 방전에너지 값을 비교하여 퍼센트 단위의 방전도(Depth of Discharge; DoD(%))로 나타내는 것에 의해 상기 재충전 배터리의 건강상태를 산출하고 상기 데이터 저장부에 저장하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 재충전 배터리의 상태 측정장치
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제 10항에 있어서, 상기 제어부는, 이하의 수학식을 이용하여, 상기 재충전 배터리의 충전-방전 사이클 수(N)를 방전도(DoD(%))의 함수로 나타내어 상기 데이터 저장부에 저장하고, 상기 재충전 배터리의 현재의 사이클 수와 방전도(DoD)가 50%일 경우의 사이클 수의 차이를 잔류수명으로서 산출하고 상기 데이터 저장부에 저장하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 재충전 배터리의 상태 측정장치
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제 1항에 있어서, 상기 측정장치는, LCD나 LED를 포함하는 별도의 표시수단 또는 출력수단을 더 포함하여 구성되고, 각각의 측정값 및 산출값을 포함하는 각종 데이터들을 상기 재충전 배터리의 상태에 대한 정보로서 상기 표시수단을 통해 표시하거나 상기 출력수단을 통해 출력하는 처리가 상기 제어부를 통해 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 재충전 배터리의 상태 측정장치
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제 1항에 있어서, 상기 측정장치는, 유선 또는 무선통신 중 적어도 하나의 방식으로 통신이 가능한 통신수단을 더 포함하여 구성되고, 상기 재충전 배터리의 상태에 대한 정보를 스마트폰이나 태블릿 PC 또는 노트북 중 적어도 하나를 포함하는 사용자 단말기나, 또는, 서버를 포함하는 외부 기기로 전송하는 처리가 상기 제어부를 통해 수행되도록 구성됨으로써, 원격으로 상기 재충전 배터리의 상태를 확인하고 관리할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 재충전 배터리의 상태 측정장치
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청구항 1항 내지 청구항 13항 중 어느 한 항에 기재된 재충전 배터리의 상태 측정장치를 이용한 재충전 배터리의 상태 측정방법에 있어서, 재충전 배터리에 대하여 종류별로 충전특성 및 방전특성에 대한 측정데이터와 정격 데이터를 수집하여 재충전 배터리의 충전특성 및 방전특성에 대한 데이터베이스를 구축하는 처리가 수행되는 데이터베이스 구축단계; 상기 재충전 배터리의 전압, 충전전류 및 방전전류에 대한 측정값과 상기 데이터베이스에 저장된 데이터에 근거하여 상기 재충전 배터리의 충전율(SOC)을 산출하는 처리가 수행되는 충전율 산출단계; 측정을 통해 얻어진 상기 재충전 배터리의 현재 방전가능 최대 에너지와 상기 데이터베이스에 저장된 정격 방전에너지 값을 비교하여 상기 재충전 배터리의 건강상태(SOH) 및 잔류수명(Remnant Cycles)을 각각 산출하는 처리가 수행되는 건강상태 및 잔류수명 산출단계; 및 각각의 측정값 및 산출값들에 근거하여 상기 재충전 배터리의 상태에 대한 정보를 표시하거나 사용자의 요청에 따라 해당하는 정보를 제공하는 처리가 수행되는 배터리 상태정보 제공단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 재충전 배터리의 상태 측정방법
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