特許 7523836 バッテリー放電装置およびその放電方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-19

(45)【発行日】2024-07-29

(54)【発明の名称】バッテリー放電装置およびその放電方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/44 20060101AFI20240722BHJP

   H01M 10/42 20060101ALI20240722BHJP

【ＦＩ】

H01M10/44 P

H01M10/42 P

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2023526965

(86)(22)【出願日】2021-11-02

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-11-15

(86)【国際出願番号】 KR2021015630

(87)【国際公開番号】W WO2022098029

(87)【国際公開日】2022-05-12

【審査請求日】2023-05-24

(31)【優先権主張番号】10-2020-0145232

(32)【優先日】2020-11-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2021-0147721

(32)【優先日】2021-11-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】520287367

【氏名又は名称】マルー オン インコーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100187838

【弁理士】

【氏名又は名称】黒住 智彦

(74)【代理人】

【識別番号】100220892

【弁理士】

【氏名又は名称】舘 佳耶

(74)【代理人】

【識別番号】100205589

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 和将

(72)【発明者】

【氏名】ハン ヨンス

(72)【発明者】

【氏名】シン ウンソング

【審査官】柳下 勝幸

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０３３０２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／１５３６５０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－２８３５９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１２５５７８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１２－５１５４１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１２４１０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０７１７０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１５３５２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１９１１７９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／４４

Ｈ０１Ｍ １０／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

メイン制御部と；
前記メイン制御部の制御によりバッテリーを放電開始電圧から放電完了電圧まで放電させる第１放電部と；
前記メイン制御部の制御により前記バッテリーを前記放電完了電圧から逆電位電圧まで放電させる第２放電部と；
前記バッテリーの電圧が前記逆電位電圧から増加して０Ｖになった時、前記メイン制御部の制御により前記バッテリーを短絡させる短絡スイッチを含む、バッテリー放電装置。

【請求項2】

前記第１放電部は、
前記バッテリーに連結されるスイッチング制御部と；
前記スイッチング制御部と前記バッテリーの間に連結されて異なる抵抗値を提供するロッド抵抗部を含む、請求項１に記載のバッテリー放電装置。

【請求項3】

前記スイッチング制御部は少なくとも一つの絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｇａｔｅ ｂｉｐｏｌａｒ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＩＧＢＴ）を含む、請求項２に記載のバッテリー放電装置。

【請求項4】

前記ロッド抵抗部は、異なる抵抗値を有する多数の抵抗と、前記多数の抵抗の少なくとも一つの両端にそれぞれ連結される多数のスイッチを含む、請求項２に記載のバッテリー放電装置。

【請求項5】

前記第２放電部は、
前記バッテリーに連結される位相制御部と；
前記位相制御部に２次側が連結される変圧器と；
前記変圧器の１次側に連結される配電盤を含む、請求項１に記載のバッテリー放電装置。

【請求項6】

前記位相制御部は少なくとも一つのシリコン制御整流器（ｓｉｌｉｃｏｎ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ：ＳＣＲ）を含む、請求項５に記載のバッテリー放電装置。

【請求項7】

前記少なくとも一つの少なくとも一つのシリコン制御整流器は互いにブリッジ形態で連結される４個のシリコン制御整流器を含む、請求項６に記載のバッテリー放電装置。

【請求項8】

第１放電部によってバッテリーを放電開始電圧から放電完了電圧まで放電する段階と；
第２放電部によって前記バッテリーを前記放電完了電圧から逆電位電圧まで放電する段階と；
短絡スイッチによって前記バッテリーの電圧が前記逆電位電圧から増加して０Ｖになった時、前記バッテリーを短絡させる段階を含む、バッテリー放電方法。

【請求項9】

前記第１放電部によって前記バッテリーを放電する段階は、
前記第１放電部のスイッチング制御部がオンの状態を有し、前記第２放電部の位相制御部がオフの状態を有するようにする段階と；
前記第１放電部のロッド抵抗部が異なる抵抗値を提供する段階を含み、
前記第２放電部によって前記バッテリーを放電する段階は、
前記第１放電部の前記スイッチング制御部がオフの状態を有し、前記第２放電部の前記位相制御部がオンの状態を有するようにする段階と；
前記バッテリーが前記逆電位電圧になった時、前記第２放電部の前記位相制御部がオフの状態を有するようにする段階を含む、請求項８に記載のバッテリー放電方法。

【請求項10】

前記第１放電部によって前記バッテリーを放電する段階と前記第２放電部によって前記バッテリーを放電する段階の間に、
前記第１および第２放電部を共に動作する段階と；
前記第１放電部を停止する段階をさらに含む、請求項８に記載のバッテリー放電方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリー放電装置に関し、特に放電完了電圧未満である負極性の逆電位電圧まで放電が可能なバッテリー放電装置およびその放電方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、ガソリンや重油を主燃料として使う内燃エンジンを利用する自動車は、大気汚染などの公害の発生に深刻な影響を与えている。これに伴い、最近では公害の発生を減らすために、電気自動車またはハイブリッド（ｈｙｂｒｉｄ）自動車の開発に多くの努力を傾けている。

【0003】

特に、電気自動車は、バッテリー（ｂａｔｔｅｒｙ）から出力される電気エネルギーによって動作するバッテリーエンジンを利用する自動車であって、充放電が可能な多数のバッテリーセル（ｃｅｌｌ）が一つのパック（ｐａｃｋ）で形成されたバッテリーを主動力源として利用するので、排気ガスが全くなく、騒音が非常に小さい長所がある。

【0004】

２次畜電池であるバッテリーはテスト、再使用（ｒｅｕｓｅ）またはリサイクル（ｒｅｃｙｃｌｅ）のために放電装置を利用して放電する。

【0005】

例えば、問題が発生したバッテリーの性能テストを進めたり使用中のバッテリーを他の装置に再使用する場合、脱付着されたバッテリーを放電終止電圧まで放電して充電率０％である状態で運搬する。

【0006】

そして、寿命が完了したバッテリーを分解して材料をリサイクルする場合、脱付着されたバッテリーを放電終止電圧未満の電圧まで放電して総電圧０Ｖである状態で運搬する。

【0007】

このように、電気的安全性確保のために脱付着されたバッテリーは放電装置を通じて放電される。

【0008】

特に、材料リサイクルのためのバッテリーは塩水に漬けて放電するが、このような塩水浸水放電は作業性が悪く、放電時間が増加し、追加装備による放電費用が増加する問題がある。

【0009】

一方、バッテリーを総電圧０Ｖである状態に放電した後にも、放電装置を除去すると電圧が再び増加する現象が発生するが、このような現象を防止するために総電圧０Ｖである状態でバッテリーの正極端子および負極端子を短絡（ｓｈｏｒｔ）させる。

【0010】

しかし、バッテリーの直列総電圧が０Ｖである状態においてもバッテリーの直列連結された多数のセル（ｃｅｌｌ）のうち一部は逆電位の状態であり得、この場合、正極端子および負極端子の短絡によって事故の危険性が存在する問題がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明は、このような問題点を解決するためのもので、放電完了電圧まで第１放電部を利用してバッテリーを放電し、放電完了電圧未満の負極性の逆電位電圧まで第２放電部を利用してバッテリーを放電することによって、安定性が向上し、放電時間および放電費用が減少し、便宜性が向上するバッテリー放電装置およびその放電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】

【0012】

前記目的を達成するために、本発明は、メイン制御部と；前記メイン制御部の制御によりバッテリーを放電開始電圧から放電完了電圧まで放電させる第１放電部と；前記メイン制御部の制御により前記バッテリーを前記放電完了電圧から逆電位電圧まで放電させる第２放電部と；前記バッテリーの電圧が前記逆電位電圧から増加して０Ｖになった時、前記メイン制御部の制御により前記バッテリーを短絡させる短絡スイッチを含むバッテリー放電装置を提供する。

【0013】

そして、前記第１放電部は、前記バッテリーに連結されるスイッチング制御部と；前記スイッチング制御部と前記バッテリーの間に連結されて異なる抵抗値を提供するロッド抵抗部を含むことができる。

【0014】

また、前記スイッチング制御部は少なくとも一つの絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｇａｔｅ ｂｉｐｏｌａｒ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＩＧＢＴ）を含むことができる。

【0015】

そして、前記ロッド抵抗部は、異なる抵抗値を有する多数の抵抗と、前記多数の抵抗の少なくとも一つの両端にそれぞれ連結される多数のスイッチを含むことができる。

【0016】

また、前記第２放電部は、前記バッテリーに連結される位相制御部と；前記位相制御部に２次側が連結される変圧器と；前記変圧器の１次側に連結される配電盤を含むことができる。

【0017】

そして、前記位相制御部は少なくとも一つのシリコン制御整流器（ｓｉｌｉｃｏｎ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ：ＳＣＲ）を含むことができる。

【0018】

また、前記少なくとも一つのシリコン制御整流器は互いにブリッジ形態で連結される４個のシリコン制御整流器を含むことができる。

【0019】

一方、本発明は、第１放電部によってバッテリーを放電開始電圧から放電完了電圧まで放電する段階と；第２放電部によって前記バッテリーを前記放電完了電圧から逆電位電圧まで放電する段階と；短絡スイッチによって前記バッテリーの電圧が前記逆電位電圧から増加して０Ｖになった時、前記バッテリーを短絡させる段階を含むバッテリー放電方法を提供する。

【0020】

そして、前記第１放電部によって前記バッテリーを放電する段階は、前記第１放電部のスイッチング制御部がオンの状態を有し、前記第２放電部の位相制御部がオフの状態を有するようにする段階と；前記第１放電部のロッド抵抗部が異なる抵抗値を提供する段階を含み、前記第２放電部によって前記バッテリーを放電する段階は、前記第１放電部の前記スイッチング制御部がオフの状態を有し、前記第２放電部の前記位相制御部がオンの状態を有するようにする段階と；前記バッテリーが前記逆電位電圧になった時、前記第２放電部の前記位相制御部がオフの状態を有するようにする段階を含むことができる。

【0021】

また、前記バッテリー放電方法は、前記第１放電部によって前記バッテリーを放電する段階と前記第２放電部によって前記バッテリーを放電する段階の間に、前記第１および第２放電部を共に動作する段階と；前記第１放電部を停止する段階をさらに含むことができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明は、放電完了電圧まで第１放電部を利用してバッテリーを放電し、放電完了電圧未満の負極性の逆電位電圧まで第２放電部を利用してバッテリーを放電することによって、安定性が向上し、放電時間および放電費用が減少し、便宜性が向上する効果を有する。

【0023】

特に、既存の放電装置で不可能であった逆電位放電を通じてバッテリーの完ぺきな０Ｖ放電が可能であり、リサイクルのために塩水にバッテリーを沈殿させて完全放電する既存の放電方式に比べて時間的および経済的効果が優秀であることはもちろん、使われた塩水の処理問題も完ぺきに解決することができる。

【0024】

また、電気自動車で修理や取り替えのためにバッテリーを脱付着する場合、バッテリーの放電を必須的に実施しなければならず、この時、使用者が所望する一定の電流で所望する電圧まで放電が可能であるため、バッテリーの性能を点検することもできる。そして、バッテリーの再使用の可否を判断するために放電を実施し、必要性能に未達時に直ちに廃棄のための放電を追加で実施することもできる。これは電気自動車のバッテリーはもちろんエネルギー貯蔵装置などのバッテリーにも同一に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の第１実施例に係るバッテリー放電装置を図示したブロック図である。

【図2】本発明の第１実施例に係るバッテリー放電装置を図示した回路図である。

【図3-5】本発明の第１実施例に係るバッテリー放電装置の動作を説明するための図面である。

【図6】本発明の第１実施例に係るバッテリー放電装置の放電方法を説明するためのフローチャートである。

【図7】本発明の第２実施例に係るバッテリー放電装置の放電方法を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、添付した図面を参照して本発明を説明する。

【0027】

図１は、本発明の第１実施例に係るバッテリー放電装置を図示したブロック図である。

【0028】

図１に図示した通り、本発明の第１実施例に係るバッテリー放電装置１１０は、メイン制御部１２０、スイッチング制御部１３０、ロッド抵抗部１３２、位相制御部１４０、変圧器１４２、配電盤１４４、切り替えスイッチ１５０、電流検出部１５２、電圧検出部１５４、短絡スイッチ１５６を含むが、スイッチング制御部１３０およびロッド抵抗部１３２は第１放電部を構成し、位相制御部１４０、変圧器１４２および配電盤１４４は第２放電部を構成する。

【0029】

具体的には、メイン制御部１２０は、電圧検出部１５４および電流検出部１５２に連結されて検出されたバッテリー１７０の電圧および電流が伝達され、スイッチング制御部１３０および位相制御部１４０に連結されて検出されたバッテリー１７０の電圧および電流によりスイッチング制御部１３０および位相制御部１４０を制御する。

【0030】

例えば、メイン制御部１２０は、検出されたバッテリー１７０の電圧が放電開始電圧と放電完了電圧の間の範囲である場合、スイッチング制御部１３０が動作し位相制御部１４０が動作を中止するように制御し、検出されたバッテリー１７０の電圧が放電完了電圧と負極性の逆電位電圧の間の範囲である場合、スイッチング制御部１３０が動作を中止し位相制御部１４０が動作するように制御することができる。

【0031】

ここで、放電完了電圧は放電終止電圧より小さい電圧であり、放電終止電圧は充電率０％の状態に対応する電圧であり得る。

【0032】

スイッチング制御部１３０はロッド抵抗部１３２および電流検出部１５２の間に連結されてメイン制御部１２０の制御によりロッド抵抗部１３２および電流検出部１５２の連結を制御する。

【0033】

例えば、スイッチング制御部１３０は、検出されたバッテリー１７０の電圧が放電開始電圧と放電完了電圧の間の範囲である場合、ロッド抵抗部１３２および電流検出部１５２が連結されるように制御することができる。

【0034】

このようなスイッチング制御部１３０は絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｇａｔｅ ｂｉｐｏｌａｒ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＩＧＢＴ）のような大容量スイッチング素子を含むことができる。

【0035】

ロッド抵抗部１３２はスイッチング制御部１３０および切り替えスイッチ１５０の間に連結されてメイン制御部１２０の制御によりバッテリー１７０が最適な状態で放電されるようにロード抵抗の抵抗値を調節する。

【0036】

例えば、ロッド抵抗部１３２はバッテリー１７０の電流および電圧により異なる抵抗値を有することができる。

【0037】

位相制御部１４０はバッテリー１７０の正極端子（＋）および電流検出部１５２に連結されてメイン制御部１２０の制御によりバッテリー１７０の正極端子（＋）および電流検出部１５２の連結を制御する。

【0038】

例えば、位相制御部１４０は、検出されたバッテリー１７０の電圧が放電終止電圧未満の放電完了電圧と負極性の逆電位電圧の間の範囲である場合バッテリー１７０の正極端子（＋）および電流検出部１５２が連結されるように制御することができる。

【0039】

ここで、放電完了電圧と逆電位電圧は大きさが同一で極性が反対である電圧であり得るが、放電開始電圧は約５００Ｖであり、放電終止電圧は約２５０Ｖであり、放電完了電圧は約１０Ｖであり、逆電位電圧は約－１０Ｖであり得る。

【0040】

このような位相制御部１４０はシリコン制御整流器（ｓｉｌｉｃｏｎ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ：ＳＣＲ）のようなスイッチング素子を含むことができる。

【0041】

変圧器１４２および配電盤（電力グリッド）１４４は位相制御部１４０に順次連結されて位相制御部１４０に電源を供給する。

【0042】

切り替えスイッチ１５０はロッド抵抗部１３２およびバッテリー１７０の正極端子（＋）の間に連結されてメイン制御部１２０の制御によりロッド抵抗部１３２およびバッテリー１７０の正極端子（＋）の連結を制御することによって、第１および第２放電部の動作を切り替える。

【0043】

例えば、切り替えスイッチ１５０は、検出されたバッテリー１７０の電圧が放電開始電圧と放電完了電圧の間の範囲である場合、スイッチング制御部１３０およびロッド抵抗部１３２をバッテリー１７０に連結してバッテリー１７０が第１放電部によって放電されるようにしたり、検出されたバッテリー１７０の電圧が放電完了電圧と負極性の逆電位電圧の間の範囲である場合、メイン制御部１２０の制御によりスイッチング制御部１３０およびロッド抵抗部１３２をバッテリー１７０から分離してバッテリー１７０が第２放電部によって追加に放電されるようにすることができる。

【0044】

電流検出部１５２はバッテリー１７０の負極端子（－）に連結されてバッテリー１７０の電流を検出し、電圧検出部１５４はバッテリー１７０の正極端子（＋）および負極端子（－）の間に連結されてバッテリー１７０の電圧を検出し、電流検出部１５２および電圧検出部１５４は検出されたバッテリー１７０の電圧および電流をメイン制御部１２０に伝達する。

【0045】

短絡スイッチ１５６はバッテリー１７０の正極端子（＋）および負極端子（－）の間に連結されてメイン制御部１２０の制御によりバッテリー１７０の正極端子（＋）および負極端子（－）の連結を制御する。

【0046】

例えば、短絡スイッチ１５６は、検出されたバッテリー１７０の電圧が放電開始電圧から放電完了電圧を通過して逆電位電圧まで減少してから再び増加して０Ｖになる前まにバッテリー１７０の正極端子（＋）および負極端子（－）を断線（ｏｐｅｎ）させ、検出されたバッテリー１７０の電圧が逆電位電圧から増加して０Ｖになる時にバッテリー１７０の正極端子（＋）および負極端子（－）を短絡（ｓｈｏｒｔ）させることができる。

【0047】

以上のように、本発明の第１実施例に係るバッテリー放電装置１１０では、スイッチング制御部１３０およびロッド抵抗部１３２の第１放電部によってバッテリー１７０が放電開始電圧から放電終止電圧を通過して放電完了電圧まで放電され、位相制御部１４０、変圧器１４２および配電盤１４４の第２放電部によって放電完了電圧から逆電位電圧までバッテリー１７０が追加に放電され、短絡スイッチ１５６によってバッテリー１７０の電圧が０Ｖになる時にバッテリー１７０の正極端子（＋）および負極端子（－）が短絡される。

【0048】

したがって、バッテリー１７０の安定性が向上し、バッテリー１７０に対する放電時間および放電費用が減少し、バッテリー１７０放電工程の便宜性が向上する。

【0049】

このようなバッテリー放電装置１１０の例示的回路を図面を参照して説明する。

【0050】

図２は本発明の第１実施例に係るバッテリー放電装置を図示した回路図であって、図１と同一部分に対する説明は省略する。

【0051】

図２に図示した通り、本発明の第１実施例に係るバッテリー放電装置１１０は、スイッチング制御部１３０、ロッド抵抗部１３２、位相制御部１４０、変圧器１４２、配電盤１４４、切り替えスイッチ１５０、電流検出部１５２、短絡スイッチ１５６、リアクター１６０、ダイオード１６２、メインリレー１６４、フューズ１６６を含む。

【0052】

スイッチング制御部１３０はメイン制御部（図１の１２０）の制御により切り替えスイッチ１５０、電流検出部１５２、メインリレー１６４、フューズ１６６を通じてロッド抵抗部１３２およびバッテリー１７０の連結を制御する。

【0053】

例えば、スイッチング制御部１３０は互いに並列連結される多数の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｇａｔｅ ｂｉｐｏｌａｒ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＩＧＢＴ）を含むことができる。

【0054】

ロッド抵抗部１３２はメイン制御部１２０の制御によりバッテリー１７０に連結されるロード抵抗の抵抗値を調節する。

【0055】

例えば、ロッド抵抗部１３２は、直列または並列で連結されて異なる抵抗値を有する第１～第５抵抗Ｒ１～Ｒ５と、第１～第５抵抗Ｒ１～Ｒ５の両端に連結される第１～第４スイッチｓ１～ｓ４を含むことができる。

【0056】

第１～第４抵抗Ｒ１～Ｒ４と３個の第５抵抗Ｒ５は切り替えスイッチ１５０に順次直列で連結され、第１～第３スイッチｓ１～ｓ３はそれぞれ第２～第４抵抗Ｒ２～Ｒ４の両端に連結され、第４スイッチｓ４は３個の第５抵抗Ｒ５の両端に連結され得る。

【0057】

ロッド抵抗部１３２はメイン制御部１２０の制御による第１～第４スイッチｓ１～ｓ４のオン／オフにより多様な抵抗値を具現することができる。

【0058】

例えば、第１～第４スイッチｓ１～ｓ４がそれぞれオン、オフ、オン、オフである場合にはロッド抵抗部１３２が「Ｒ１＋Ｒ３＋３Ｒ５」の抵抗値を有し、第１～第４スイッチｓ１～ｓ４がそれぞれオン、オン、オフ、オンの場合にはロッド抵抗部１３２が「Ｒ１＋Ｒ４」の抵抗値を有することができる。

【0059】

スイッチング制御部１３０およびロッド抵抗部１３２は第１放電部を構成することができる。

【0060】

位相制御部１４０はメイン制御部１２０の制御により電流検出部１５２、メインリレー１６４、フューズ１６６を通じてバッテリー１７０の正極端子（＋）および負極端子（－）の連結を制御する。

【0061】

例えば、位相制御部１４０は、互いにブリッジ（ｂｒｉｄｇｅ）形態で連結される４個のシリコン制御整流器（ｓｉｌｉｃｏｎ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ：ＳＣＲ）を含むことができる。

【0062】

変圧器１４２はブリッジの入力端子に２次側が連結され、配電盤１４４は変圧器１４２の１次側に連結され得る。

【0063】

位相制御部１４０、変圧器１４２および配電盤１４４は第２放電部を構成する。

【0064】

位相制御部１４０は変圧器１４２と配電盤１４４を利用してバッテリー１７０の放電完了電圧を逆電位電圧まで減少させることができる。

【0065】

例えば、変圧器１４２は配電盤１４４の入力電圧により正極性および負極性の交流電圧を出力して位相制御部１４０のブリッジの入力端子に伝達する。そして、位相制御部１４０は、メイン制御部１２０の制御によりオンの状態となった後、バッテリー１７０の正極端子（＋）の電圧が変圧器１４２の二次側電圧より大きい場合、バッテリー１７０の正極端子（＋）および負極端子（－）を連結してオンの状態を維持してバッテリー１７０の正極端子（＋）の電圧が減少し、バッテリー１７０の正極端子（＋）の電圧が変圧器１４２の二次側電圧と同一または小さい場合、バッテリー１７０の正極端子（＋）および負極端子（－）を遮断するオフの状態となってバッテリー１７０の正極端子（＋）の電圧の減少が中止され得る。

【0066】

切り替えスイッチ１５０は、メイン制御部１２０の制御によりオンの状態となってバッテリー１７０がスイッチング制御部１３０およびロッド抵抗部１３２を含む第１放電部によって放電されるようにし、メイン制御部１２０の制御によりオフの状態となってバッテリー１７０が位相制御部１４０、変圧器１４２および配電盤１４４を含む第２放電部によって放電されるようにすることができる。

【0067】

リアクター１６０はバッテリー１７０の電流および電圧の高調波成分を除去する役割をし、ダイオード１６２はバッテリー１７０の逆電圧を遮断する役割をすることができる。

【0068】

メインリレー１６４はバッテリー放電装置１１０の作動を開始または停止させる役割をし、フューズ１６６は異常な電圧および電流の流入を遮断する役割をすることができる。

【0069】

このようなバッテリー放電装置１１０は、放電開始電圧から放電終止電圧を通過して放電完了電圧まで第１放電部によってバッテリー１７０を放電し、放電完了電圧から逆電位電圧まで第２放電部によってバッテリー１７０を追加に放電し、逆電位電圧から電圧が増加して０Ｖになる時に短絡スイッチ１５６によってバッテリー１７０を短絡させることができるが、これを図面を参照して説明する。

【0070】

図３～図５は本発明の第１実施例に係るバッテリー放電装置の動作を説明するための図面であって、図１および図２と同一部分に対する説明は省略する。

【0071】

図３に図示した通り、本発明の第１実施例に係るバッテリー放電装置１１０を作動させると、スイッチング制御部１３０、切り替えスイッチ１５０およびメインリレー１６４がそれぞれオンの状態となり位相制御部１４０および短絡スイッチ１５６がオフの状態となり、バッテリー１７０がスイッチング制御部１３０およびロッド抵抗部１３２の第１放電部によって放電されてバッテリー１７０の電圧が最初の放電開始電圧から放電終止電圧を通過して放電完了電圧まで次第に減少する。

【0072】

例えば、放電開始電圧は約５００Ｖであり、放電終止電圧は約２５０Ｖであり得、放電完了電圧は約１０Ｖであり得る。

【0073】

この時、ロッド抵抗部１３２の第１～第４スイッチｓ１～ｓ４はそれぞれオンの状態またはオフの状態を有することができる。

【0074】

図４に図示した通り、バッテリー１７０の電圧が放電完了電圧になると、スイッチング制御部１３０および切り替えスイッチ１５０がオフの状態となり、位相制御部１４０がオンの状態となり、メインリレー１６４がオンの状態を維持し、短絡スイッチ１５６がオフの状態を維持し、バッテリー１７０が位相制御部１４０、変圧器１４２および配電盤１４４の第２放電部によって放電されてバッテリー１７０の電圧が放電完了電圧から次第に減少する。

【0075】

以後、バッテリー１７０の電圧が逆電位電圧になると、スイッチング制御部１３０、切り替えスイッチ１５０および短絡スイッチ１５６がオフの状態を維持し、位相制御部１４０がオフの状態となり、メインリレー１６４がオンの状態を維持し、バッテリー１７０の電圧が逆電位電圧から次第に増加して０Ｖとなる。

【0076】

例えば、逆電位電圧は放電完了電圧と大きさが同一で極性が反対である電圧であり得、約－１０Ｖであり得る。

【0077】

図５に図示した通り、バッテリー１７０の電圧が０Ｖになると、スイッチング制御部１３０、切り替えスイッチ１５０および位相制御部１４０がオフの状態を維持し、メインリレー１６４がオンの状態を維持し、短絡スイッチ１５６がオンの状態となり、バッテリー１７０の正極端子（＋）および負極端子（－）が短絡（ｓｈｏｒｔ）される。

【0078】

バッテリー１７０の正極端子（＋）および負極端子（－）が短絡スイッチ１５６によって短絡された後、バッテリー放電装置１１０からバッテリー１７０を脱去しバッテリー１７０の正極端子（＋）および負極端子（－）を短絡させる別途の短絡部（図示されず）をバッテリー１７０に付着して移送中であるバッテリー１７０の０Ｖを維持することができる。

【0079】

このような本発明の第１実施例に係るバッテリー放電装置１１０の放電方法を図面を参照して説明する。

【0080】

図６は本発明の第１実施例に係るバッテリー放電装置の放電方法を説明するためのフローチャートであって、図１～図５を共に参照して説明する。

【0081】

図６に図示した通り、本発明の第１実施例に係るバッテリー放電装置１１０が放電動作を開始する（ｓｔ１０）。

【0082】

まず、放電電圧および放電電流を設定し（ｓｔ１２）、スイッチング制御部１３０およびロッド抵抗部１３２の第１放電部の放電動作を開始する（ｓｔ１４）。

【0083】

以後、現在バッテリー１７０電圧が放電完了電圧より大きいかどうかを判断する（ｓｔ１６）。

【0084】

判断結果、現在バッテリー１７０電圧が放電完了電圧より大きい場合（はい）、第１放電部放電電流が設定放電電流より小さいかどうかを判断する（ｓｔ１８）。

【0085】

判断結果、第１放電部放電電流が設定放電電流より小さい場合（はい）、第１放電部電流制御デューティを増加させて（ｓｔ２０）第１放電部放電電流を増加させ、以後第１放電部の放電動作開始段階（ｓｔ１４）に戻る。

【0086】

判断結果、第１放電部放電電流が設定放電電流より小さくない場合（いいえ）、第１放電部放電電流が設定放電電流より大きいかどうかを判断する（ｓｔ２２）。

【0087】

判断結果、第１放電部放電電流が設定放電電流より大きい場合（はい）、第１放電部電流制御デューティを減少させて（ｓｔ２４）第１放電部放電電流を減少させ、以後第１放電部の放電動作開始段階（ｓｔ１４）に戻る。

【0088】

一方、現在バッテリー１７０電圧が放電完了電圧より大きいかどうかに対する判断（ｓｔ１６）結果、現在バッテリー１７０電圧が放電完了電圧より大きくない場合（いいえ）、現在バッテリー１７０電圧と放電完了電圧が同一であるかどうかを判断する（ｓｔ２６）。

【0089】

判断結果、現在バッテリー１７０電圧と放電完了電圧が同一である場合（はい）、第１放電部の放電動作を停止する（ｓｔ２８）。

【0090】

以後、位相制御部１４０、変圧器１４２および配電盤１４４の第２放電部の放電動作を開始する（ｓｔ３０）。

【0091】

以後、現在バッテリー１７０電圧が逆電位電圧より大きいかどうかを判断する（ｓｔ３２）。

【0092】

判断結果、現在バッテリー１７０電圧が逆電位電圧より大きい場合（はい）、第２放電部放電電流が設定放電電流より小さいかどうかを判断する（ｓｔ３４）。

【0093】

判断結果、第２放電部放電電流が設定放電電流より小さい場合（はい）、第２放電部電流制御デューティを増加させて（ｓｔ３６）第２放電部放電電流を増加させ、以後第２放電部の放電動作開始段階（ｓｔ３０）に戻る。

【0094】

判断結果、第２放電部放電電流が設定放電電流より小さくない場合（いいえ）、第２放電部放電電流が設定放電電流より大きいかどうかを判断する（ｓｔ３８）。

【0095】

判断結果、第２放電部放電電流が設定放電電流より大きい場合（はい）、第２放電部電流制御デューティを減少させて（ｓｔ４０）第２放電部放電電流を減少させ、以後第２放電部の放電動作開始段階（ｓｔ３０）に戻る。

【0096】

一方、現在バッテリー１７０電圧が逆電位電圧より大きいかどうかに対する判断（ｓｔ３２）結果、現在バッテリー１７０電圧が逆電位電圧より大きくない場合（いいえ）、現在バッテリー１７０電圧と逆電位電圧が同一であるかどうかを判断する（ｓｔ４２）。

【0097】

判断結果、現在バッテリー１７０電圧と逆電位電圧が同一である場合（はい）、第２放電部の放電動作を停止する（ｓｔ４４）。

【0098】

以上のように本発明の第１実施例に係るバッテリー放電装置１１０では、放電開始電圧から放電終止電圧を通過して放電完了電圧までスイッチング制御部１３０およびロッド抵抗部１３２の第１放電部によってバッテリー１７０を放電し、放電完了電圧から逆電位電圧まで位相制御部１４０、変圧器１４２および配電盤１４４の第２放電部によってバッテリー１７０を追加に放電し、逆電位電圧から電圧が増加して０Ｖになる時に短絡スイッチ１５６によってバッテリー１７０を短絡させることができる。

【0099】

これに伴い、第１および第２放電部によって、バッテリー１７０に充電されたすべての電荷を安全に除去し、バッテリー１７０を完ぺきに０Ｖまで放電することができる。

【0100】

また、短絡スイッチ１５６によって、使用の便宜性を向上させることができる。

【0101】

ところで、本発明の第１実施例に係るバッテリー放電装置１１０では、第１放電部の放電完了電圧までの放電動作完了後第２放電部の放電動作開始前に第１放電部が停止（ｓｔ２８）されるが、この時、負荷がバッテリー１７０から分離されながらバッテリー１７０の電圧が放電完了電圧から一定量が増加して回復電圧となり得る。

【0102】

ここで、バッテリー１７０の回復電圧が第２放電部の変圧器１４２の二次側電圧より大きい場合、第２放電部の放電動作は開始され得ない。

【0103】

これを改善するために、第１放電部の放電完了電圧と第２放電部の変圧器１４２の二次側電圧の重なり範囲を高めて第２放電部がバッテリー１７０の回復電圧を収容するようにすることができるが、バッテリー１７０の容量などの特性により回復電圧を予想することが難しく、第１および第２放電部の動作電圧の重なり範囲が大きいほど第２放電部の変圧器１４２の容量が増加して製造費用が増加し得る。

【0104】

他の実施例では第１放電部の動作で第２放電部の動作への切り替え時、放電動作を停止せずに第１および第２放電部を共に動作するようにすることができるが、これを図面を参照して説明する。

【0105】

図７は本発明の第２実施例に係るバッテリー放電装置の放電方法を説明するためのフローチャートであって、バッテリー放電装置の構成は第１実施例と同一であるため、図１～図５を共に参照して説明する。

【0106】

図７に図示した通り、本発明の第２実施例に係るバッテリー放電装置１１０が放電動作を開始する（ｓｔ１１０）。

【0107】

まず、放電電圧および放電電流を設定し（ｓｔ１１２）、スイッチング制御部１３０およびロッド抵抗部１３２の第１放電部の放電動作を開始する（ｓｔ１１４）。

【0108】

以後、現在バッテリー１７０電圧が放電完了電圧より大きいかどうかを判断する（ｓｔ１１６）。

【0109】

判断結果、現在バッテリー１７０電圧が放電完了電圧より大きい場合（はい）、第１放電部放電電流が設定放電電流より小さいかどうかを判断する（ｓｔ１１８）。

【0110】

判断結果、第１放電部放電電流が設定放電電流より小さい場合（はい）、第１放電部電流制御デューティを増加させて（ｓｔ１２０）第１放電部放電電流を増加させ、以後第１放電部の放電動作開始段階（ｓｔ１１４）に戻る。

【0111】

判断結果、第１放電部放電電流が設定放電電流より小さくない場合（いいえ）、第１放電部放電電流が設定放電電流より大きいかどうかを判断する（ｓｔ１２２）。

【0112】

判断結果、第１放電部放電電流が設定放電電流より大きい場合（はい）、第１放電部電流制御デューティを減少させて（ｓｔ１２４）第１放電部放電電流を減少させ、以後第１放電部の放電動作開始段階（ｓｔ１１４）に戻る。

【0113】

一方、現在バッテリー１７０電圧が放電完了電圧より大きいかどうかに対する判断（ｓｔ１１６）結果、現在バッテリー１７０電圧が放電完了電圧より大きくない場合（いいえ）、現在バッテリー１７０電圧と放電完了電圧が同一であるかどうかを判断する（ｓｔ１２６）。

【0114】

判断結果、現在バッテリー１７０電圧と放電完了電圧が同一である場合（はい）、第１および第２放電部の間の放電動作切り替えを開始する（ｓｔ１２８）。

【0115】

以後、第１放電部の放電電流が０より大きいかどうかを判断する（ｓｔ１３０）。

【0116】

判断結果、第１放電部の放電電流が０より大きい場合（はい）、第１放電部電流制御デューティを減少させて（ｓｔ１３２）第１放電部放電電流を減少させる。

【0117】

以後、第２放電部放電電流が設定放電電流より小さいかどうかを判断する（ｓｔ１３４）。

【0118】

判断結果、第２放電部放電電流が設定放電電流より小さい場合（はい）、第２放電部電流制御デューティを増加させて（ｓｔ１３６）第２放電部放電電流を増加させる。

【0119】

一方、第１放電部の放電電流が０より大きいかどうかに対する判断（ｓｔ１３０）結果、第１放電部の放電電流が０より大きくない場合（いいえ）、第１放電部の放電動作を停止する（ｓｔ１３８）。

【0120】

以後、現在バッテリー１７０電圧が逆電位電圧より大きいかどうかを判断する（ｓｔ１４０）。

【0121】

判断結果、現在バッテリー１７０電圧が逆電位電圧より大きい場合（はい）、第２放電部放電電流が設定放電電流より小さいかどうかを判断する（ｓｔ１４２）。

【0122】

判断結果、第２放電部放電電流が設定放電電流より小さい場合（はい）、第２放電部電流制御デューティを増加させて（ｓｔ１４４）第２放電部放電電流を増加させ、以後第１放電部の放電動作停止段階（ｓｔ１３８）に戻る。

【0123】

判断結果、第２放電部放電電流が設定放電電流より小さくない場合（いいえ）、第２放電部放電電流が設定放電電流より大きいかどうかを判断する（ｓｔ１４６）。

【0124】

判断結果、第２放電部放電電流が設定放電電流より大きい場合（はい）、第２放電部電流制御デューティを減少させて（ｓｔ１４８）第２放電部放電電流を減少させ、以後第１放電部の放電動作停止段階（ｓｔ１３８）に戻る。

【0125】

一方、現在バッテリー１７０電圧が逆電位電圧より大きいかどうかに対する判断（ｓｔ１４０）結果、現在バッテリー１７０電圧が逆電位電圧より大きくない場合（いいえ）、現在バッテリー１７０電圧と逆電位電圧が同一であるかどうかを判断する（ｓｔ１５０）。

【0126】

判断結果、現在バッテリー１７０電圧と逆電位電圧が同一である場合（はい）、第２放電部の放電動作を停止する（ｓｔ１５２）。

【0127】

以上のように本発明の第２実施例に係るバッテリー放電装置１１０では、放電開始電圧から放電終止電圧を通過して放電完了電圧までスイッチング制御部１３０およびロッド抵抗部１３２の第１放電部によってバッテリー１７０を放電し、放電完了電圧から逆電位電圧まで位相制御部１４０、変圧器１４２および配電盤１４４の第２放電部によってバッテリー１７０を追加に放電し、逆電位電圧から電圧が増加して０Ｖになる時に短絡スイッチ１５６によってバッテリー１７０を短絡させることができる。

【0128】

これに伴い、第１および第２放電部によって、バッテリー１７０に充電されたすべての電荷を安全に除去し、バッテリー１７０を完ぺきに０Ｖまで放電することができる。

【0129】

また、短絡スイッチ１５６によって、使用の便宜性を向上させることができる。

【0130】

そして、第１放電部の放電動作完了時に第１放電部を停止する代わりに、第１および第２放電部を共に動作するようにし、第２放電部の放電動作開始以後に第１放電部の放電動作を停止することによって、第１および第２放電部の間の放電動作の切り替えを円滑にして製造費用を節減することができる。

【0131】

前記では本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、該当技術分野の熟練した当業者は下記の特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想および領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正および変更できることが理解できるであろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】