KR101130141B1 - 전기 및 하이브리드 차량의 팩 교환 방식의 배터리 장치 - Google Patents

전기 및 하이브리드 차량의 팩 교환 방식의 배터리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101130141B1
KR101130141B1 KR1020090055366A KR20090055366A KR101130141B1 KR 101130141 B1 KR101130141 B1 KR 101130141B1 KR 1020090055366 A KR1020090055366 A KR 1020090055366A KR 20090055366 A KR20090055366 A KR 20090055366A KR 101130141 B1 KR101130141 B1 KR 101130141B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pack
charge
battery
housing
terminal
Prior art date
Application number
KR1020090055366A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100137110A (ko
Inventor
남중오
Original Assignee
(주) 크로텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주) 크로텍 filed Critical (주) 크로텍
Priority to KR1020090055366A priority Critical patent/KR101130141B1/ko
Publication of KR20100137110A publication Critical patent/KR20100137110A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101130141B1 publication Critical patent/KR101130141B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/488—Cells or batteries combined with indicating means for external visualization of the condition, e.g. by change of colour or of light density
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/28—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the electric energy storing means, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/66—Arrangements of batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/256—Carrying devices, e.g. belts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/258—Modular batteries; Casings provided with means for assembling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H01M50/264—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks for cells or batteries, e.g. straps, tie rods or peripheral frames
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

본 발명은 팩 교환 방식의 배터리 장치에 관한 것이다. 본 발명은 직육면체 형상의 하우징; 상기 하우징의 내부에 실장되어 각각이 분리가능한 N개의 충전팩; 외부로부터 인입되는 교류전압을 직류전압으로 변환하는 컨버터; 상기 컨버터의 한 단에서 인출된 (-)단자와 상기 컨버터의 다른 단에서 인출된 (+)단자로 구성되어 상기 직류전압을 전달하는 연결단자; 상기 (-)단자와 상기 (+)단자 사이에 형성되어 상기 N개의 충전팩에 각기 접속되는 N개의 접속단자; 및 상기 하우징에 형성된 힌지에 의해 개방이 가능한 직사각형의 판 구조로 형성되며, 상기 N개의 접속단자를 하단에 형성되는 투명재질의 보호커버; 를 포함하며, 상기 보호커버는, 자신의 상부에 각 충전팩의 충전팩의 잔류량을 표시할 수 있는 N개의 배터리표시창;과 상기 하우징과 결합하기 위해 상기 힌지가 형성된 반대편에 하나 이상의 고정고리; 를 더 포함한다. 이에 의해, 배터리 장치의 하우징에 실장되는 다수의 충전팩을 각각 교체가능함으로써, 충전팩을 제외한 부품들을 반영구적으로 사용할 수 있다. 또한, 충전팩을 쉽게 분리하여 안전하게 충전할 수 있고, 충전팩의 교환이 가능하도록 함으로써, 여분의 충전팩만 제공되면 편리하게 사용가능하다. 뿐만 아니라, 배터리 장치를 전기 자동차나 하이브리드 차량의 배터리로 이용시 연료절감 및 도중에 충전하지 않아도 되고 값싼 가정용 전기를 이용하여 사전에 충전하여 사용가능 하며, 충전 시간을 단축할 수 있으며, 전기로 장거리 운행이 가능하고 값비싼 기름을 대체할 전기를 사용함으로써, 차량에 있어서는 연비를 크게 개선할 수 있다.
배터리, 팩, 교환, 충전

Description

전기 및 하이브리드 차량의 팩 교환 방식의 배터리 장치{Battery apparatus with exchanging pack for electric car and hybrid car}
본 발명은 충전 배터리 장치기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 배터리 장치의 하우징에 실장되는 다수의 충전팩을 각각 교체가능함으로써, 충전팩을 제외한 부품들을 반영구적으로 사용가능한 전기 및 하이브리드 차량의 팩 교환 방식의 배터리 장치에 관한 것이다.
최근 들어 엄격해진 고유가와 배기가스 규제 강화가 전기차 개발의 속도를 빠르게 하고 있다. 시장 규모도 급성장 중이다. 글로벌 컨설팅업체인 맥킨지는 자동차 수요가 폭증하고 있는 중국의 경우, 20년 내 2200억 달러(약 319조원) 규모로 전기차 시장이 성장할 것이라 전망한다. 전기자동차의 운용비와 휘발유로 작동하는 내연기관 자동차의 운용비를 비교해 볼 수 있다. 내연기관 자동차의 경우, 1리터의 휘발유가 완전히 연소될 때 9.7 kWh의 에너지를 생성한다. 그러나 전기자동차 배터리의 경우, 단지 2.7kWh에너지로 1리터의 휘발유가 연소될 때 발생하는 에너지와 동등한 9.7kWh에너지를 생성할 수 있다. 따라서 운용비는 전기자동차가 더 좋은편이다. 서비스 비용은 전기자동차가 내연기관 자동차보다 더 작다. 내연기관 자동차 의 NiMH(nickel metal hydrate)배터리는 자동차 수명기간 동안 지속될 수 있는 반면에, 납축전지를 사용하는 전기자동차는 정기적인 배터리 교체를 필요로 한다.
전기자동차의 에너지 효율성은 전기에너지의 충전과 방전 효율에 따라 정해진다. 보통 한번 충전하였을 경우 충전량의 약 70%에서 85%의 전기에너지가 실제 사용이 가능하다. 또한 충전간에 약 9.5%정도의 에너지 손실이 일어난다. 보통의 전기자동차는 10 ~ 23kW?h/100 km의 성능을 보여주고 있다. 이 동력 소비의 대략 20%정도는 배터리 충전의 비효율성 때문이다. 휘발유자동차의 대부분의 에너지는 열로 발산되어 없어진다. 즉, 휘발유 자동차 엔진은 열효율성이 20%밖에 안 되기 때문에 96kW?h/100 km의 에너지중 오직 19.2kW?h/100 km만이 실제 이동하는데 쓰인다. 따라서 전기자동차의 에너지 효율성은 휘발유자동차의 에너지 효율성보다 좋고, 심지어 하이브리드 자동차의 에너지 효율성보다 뛰어나다.
한편, 전기 모터와 내부 연소 엔진을 사용하는 전형적인 예가 하이브리드 전기 자동차이다. 이 차는 전기로만 작동하도록 고안되지는 않았다. 하이브리드 전기 자동차는 전기에너지를 배터리에 충전시켜 사용함으로서 자동차의 에너지사용에서 가솔린 연료사용 부분을 부분적으로 대체하고 있다. 이러한 기술이 하이브리드 자동차에 적용된 차량을 하이브리드 전기자동차라하고 만약 배터리가 외부로부터 충전할 수 없다면, 즉 전기 에너지를 저장할 매체가 없는 차량은 하이브리드 차로 분류된다.
짧은 주행거리와 높은 가격의 문제를 안고있는 전기자동차에 대한 대안으로 하이브리드 전기자동차(HEV)를 내세우고 있다. HEV는 대표적인 Partial ZEV로 가솔 린과 전기를 함께 동력원으로 사용하기 때문에 연비 개선, 배기가스 저감(가솔린 자동차의 절반수준) 측면에서 긍정적인 평가를 받고 있다. 이러한 HEV도 가솔린 자동차와의 가격 차이를 어떻게 극복하느냐가 관건으로, 2차 전지 탑재량을 EV 의 1/3수준까지 낮출수 있어 FCEV로 가기 위한 징검다리 역할을 할 것으로 기대된다.
한편, 현재 시판 사용 중인 배터리(2차 전지)는 무보수형 배터리와 보수형 배터리로 만들어져 판매되고 있다.
사용 중인 자동차용과 무정전 전원장치 등에 사용되는 배터리는 충전하거나 교환시 무게와 크기 때문에 취급이 불편하고 어느 부분이라도 성능이 떨어지면 전체를 교환하기 때문에 비용이 많이 들고 배터리가 성능이 떨어지면 시동을 걸거나 사용하기 위해 다른 배터리로 교환하거나 타 차량으로 점퍼하여 사용하므로 인하여 불편함이 매우 크다.
이에 따라 해당 기술분야에서는 누구나 쉽게 배터리 팩을 분리하여 쉽고 안전하게 충전할 수 있고 안전하게 교환이 가능하므로 여분의 배터리 팩을 사용하여 편리하게 사용할 수 있어 전기를 보다 효율적인 동력으로 사용하기 위한 배터리 장치에 대한 기술개발이 요구되고 있다.
상기한 문제점을 개선하기 위해 안출된 본 발명의 기술적 과제는 배터리 장치의 하우징에 실장되는 다수의 충전팩을 각각 교체가능함으로써, 충전팩을 제외한 부품들을 반영구적으로 사용가능한 전기 및 하이브리드 차량의 팩 교환 방식의 배터리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 미리 설정된 조건에서의 역방향 회전 후, 다시 정방향으로 회전하여 방열 효과를 낼 수 있게 하기 위한 팬 자동 조절 장치 및 자동 조절 방법을 제공가능한 전기 및 하이브리드 차량의 팩 교환 방식의 배터리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 충전팩을 쉽게 분리하여 안전하게 충전할 수 있고, 충전팩의 교환이 가능하도록 함으로써, 여분의 충전팩만 제공되면 편리하게 사용가능한 전기 및 하이브리드 차량의 팩 교환 방식의 배터리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 배터리 장치를 전기 자동차나 하이브리드 차량의 배터리로 이용시 연료절감 및 도중에 충전하지 않아도 되고 값싼 가정용 전기를 이용하여 사전에 충전하여 사용가능한 전기 및 하이브리드 차량의 팩 교환 방식의 배터리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 충전 시간을 단축할 수 있으며, 전기로 장거리 운행이 가능하고 값비싼 기름을 대체할 전기를 사용함으로써, 차량에 있어서는 연비를 크게 개선하기 위한 전기 및 하이브리드 차량의 팩 교환 방식의 배터리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 팩 교환 방식의 배터리 장치는, 직육면체 형상의 하우징; 상기 하우징의 내부에 실장되어 각각이 분리가능한 N개의 충전팩; 외부로부터 인입되는 교류전압을 직류전압으로 변환하는 컨버터; 상기 컨버터의 한 단에서 인출된 (-)단자와 상기 컨버터의 다른 단에서 인출된 (+)단자로 구성되어 상기 직류전압을 전달하는 연결단자; 상기 (-)단자와 상기 (+)단자 사이에 형성되어 상기 N개의 충전팩에 각기 접속되는 N개의 접속단자; 및 상기 하우징에 형성된 힌지에 의해 개방이 가능한 직사각형의 판 구조로 형성되며, 상기 N개의 접속단자를 하단에 형성되는 투명재질의 보호커버; 를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 보호커버는, 자신의 상부에 각 충전팩의 충전팩의 잔류량을 표시할 수 있는 N개의 배터리표시창; 을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 보호커버는, 상기 하우징과 결합하기 위해 상기 힌지가 형성된 반대편에 하나 이상의 고정고리; 를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 하우징은, 상기 하나 이상의 고정고리가 걸쳐지기 위해 상기 고정고리가 맞닿는 면에 형성되는 하나 이상의 고정홈; 을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 팩 교환 방식의 배터리 장치는, 상기 각 충전팩의 상단에 형성되어 자신에 접속되는 상기 접속단자를 통해 상기 직류전압을 입력받기 위한 N개의 탈부착커버; 를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 전기 및 하이브리드 차량의 팩 교환 방식의 배터리 장치는 배터리 장치의 하우징에 실장되는 다수의 충전팩을 각각 교체가능함으로써, 충전팩을 제외한 부품들을 반영구적으로 사용할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 의해, 충전팩을 쉽게 분리하여 안전하게 충전할 수 있고, 충전팩의 교환이 가능하도록 함으로써, 여분의 충전팩만 제공되면 편리하게 사용가능한 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 의해, 배터리 장치를 전기 자동차나 하이브리드 차량의 배터리로 이용시 연료절감 및 도중에 충전하지 않아도 되고 값싼 가정용 전기를 이용하여 사전에 충전하여 사용할 수 있는 효과를 제공한다.
뿐만 아니라, 본 발명에 의해, 충전 시간을 단축할 수 있으며, 전기로 장거리 운행이 가능하고 값비싼 기름을 대체할 전기를 사용함으로써, 차량에 있어서는 연비를 크게 개선할 수 있는 효과를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 어느 하나의 구성요소는 다른 구성요소로 직접 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 팩 교환 방식의 배터리 장치를 나타내는 사시도이다. 도 1을 참조하면, 팩 교환 방식의 배터리 장치는 컨버터(10), 연결단자(20), 하우징(30), 보호커버(40), 충전팩(50)을 포함할 수 있다. 상기 장치의 각각의 구성요소들은 기능 및 논리적으로 분리될 수 있음을 나타나기 위해 별도로 도면에 표시한 것이며, 물리적으로 반드시 별도의 구성요소이거나 별도의 코드로 구현되는 것을 의미하는 것은 아니다.
컨버터(10)는 외부로부터 인입되는 교류전압을 직류전압으로 변환한다. 본 발명의 일 실시 예로, 컨버터(10)는 교류 220V를 직류 12V 내지 24V로 변환할 수 있다.
일 실시 예로, 컨버터(10)는 교류 전원 전압을 리액터를 통과시켜 반도체 스위치에 의해 단락하는 방식으로, 입력 전류의 파형을 형성할 수 있다. 이 결과, 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 동시에 입력 전류 파형을 정현파형으로 제어할 수 있다.
연결단자(20)는 컨버터(10)와 다수의 충전팩(50)을 연결하기 위한 단자로, '(-)단자'와 '(+)단자'로 형성될 수 있다.
(-)단자는 컨버터(10)의 한 단에서 나와 제 1 접속단자(43a)로 연결된다. 제 1 접속단자(43a)는 제 1 충전팩(50a)을 통해 제 2 접속단자(43b)와 연결된다. 제 2 접속단자(43b)는 제 2 충전팩(50b)을 통해 제 3 접속단자(43c)와 연결된다. 제 3 접속단자(43c)는 제 3 충전팩(50c)을 통해 (+)단자와 연결된다. 한편, (+)단자는 컨버터(10)의 다른 단자로 들어가는 구조로 형성된다.
하우징(30)은 직육면체 형상으로 형성되며, 내부에 다수의 충전팩(50a, 50b, 50c)을 실장한다. 하우징(30)은 후술할 두 개의 고정고리(45a, 45b)가 걸쳐지기 위한 두 개의 고정홈(30a, 30b)이 형성될 수 있다.
보호커버(40)는 하우징(30)에 형성된 힌지(미도시)에 의해 개방이 가능한 직사각형의 판 구조로 형성된다.
보호커버(40)는 제 1 내지 제 3 접속단자(43a, 43b, 43c)와 개구된 다수의 배터리표시창(41a, 41b, 41c)이 형성된다. 또한, 하우징(30)과 결합하기 위한 두 개의 고정고리(45a, 45b)를 더 포함할 수 있다.
또한, 보호커버(40)는 상면의 힌지가 형성된 상부에 장석(47a, 47b)이 부착될 수 있다.
충전팩(50)은 다수 개로 형성될 수 있으며, 최하단의 충전팩(50a)은 제 1 접속단자(43a)와 연결되며, 최상단의 충전팩(50c)은 제 3 접속단자(43c)와 연결되는 구조로 형성된다.
충전팩(50)은 전기자동차 또는 하이브리드차에 공통으로 사용할 수 있는 표준 충전지를 전기자동차에서 착탈이 가능하도록 형성한다. 충전소에서는 이것을 충전해 놓았다가 전기자동차 또는 하이브리드차 사용자에게 제공할 수 있다. 충전 팩(50)은 착탈이 가능하기때문에 가정집이나 호텔에서도 충전할 수 있다.
충전팩(50)은 하우징(30)에 설치만 하면 되므로 전국에 널리 퍼져있는 기존의 주유소에서 충전가능하다.
한편, 최하단의 충전팩(50a)은 제 1 접속단자(43a)를 통해 컨버터(10)의 (-)단자와 연결되며, 최상단의 충전팩(50c)은 제 3 접속단자(43c)를 통해 컨버터(10)의 (+)단자와 연결된다.
한편, 각각의 충전팩(50a, 50b, 50c)은 상단에 각각 접속단자(43a, 43b, 43c)와 연결을 매개하기 위한 두 개의 개구된 탈부착커버(51a, 51b, 51c)를 구비할 수 있다. 충전팩(50)은 전해액 방식의 배터리나 리튬배터리나 어떤 배터리도 사용이 가능하다.
한편, 각 충전팩(50a, 50b, 50c)과 상단에 탈부착 가능한 탈부착커버(51a, 51b, 51c)는 일체로 각각 교체가능함으로써, 충전팩을 제외한 부품들을 반영구적으로 사용할 수 있다.
또한, 상기 실시예에 따른 패 교환 방식의 배터리 장치를 전기 자동차나 하이브리드 차량의 배터리로 이용시 연료절감 및 도중에 충전하지 않아도 되고 값싼 가정용 전기를 이용하여 사전에 충전하여 사용할 수 있다.
도 2는 도 1의 접속단자(43)와 충전팩(50)이 결합되는 상태를 나타내는 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 다수의 접속단자(43a 내지 43c) 각각은 다수의 충전팩(50a 내지 50c)와 도시된 바와 같이, 두 개의 홈에 두 개의 핀이 맞물려 삽입 되는 구조로 형성될 수 있다.
도면상의 왼편에 있는 핀이 (-)단자를 통해 전압을 유입하기 위한 유닛이며, 도면상의 오른편에 있는 핀이 (+)단자를 통해 전압을 유입하기 위한 유닛일 수 있다.
도 3은 도 1의 팩 교환 방식의 배터리 장치의 보호커버(40)가 충전팩(50)을 보호하구 있는 상태를 나타내는 사시도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 연결단자(20) 중 (-)단자는 제 1 충전팩(50a)으로 연결되며, (+)단자는 제 3 충전팩(50c)으로 연결된다.
보호커버(40)는 투명한 재질로 형성되어 내부의 충전팩(50a 내지 50c)이 장착된 상태를 관찰할 수 있다.
보호커버(40)에 형성된 다수의 배터리표시창(41a, 41b, 41c)은 각 충전팩(50a, 50b, 50c)의 충전된 상태를 디스플레이한다. 이를 위해 배터리표시창(41a, 41b, 41c)은 전력감시센서를 포함하여 형성될 있다.
하우징(30)은 직육면체 형상으로 형성되며, 내부에 다수의 충전팩(50a, 50b, 50c)을 실장한다. 보호커버(40)의 두 개의 고정고리(45a, 45b)는 하우징(30)의 두 개의 고정홈(30a, 30b)에 각각 체결된다.
상기 본 발명의 내용은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명의 전기 및 하이브리드 차량의 팩 교환 방식의 배터리 장치에 의해, 배터리 장치를 전기 자동차나 하이브리드 차량의 배터리로 이용시 연료절감 및 도중에 충전하지 않아도 되고 값싼 가정용 전기를 이용하여 사전에 충전하여 사용가능하며, 충전 시간을 단축할 수 있으며, 전기로 장거리 운행이 가능하고 값비싼 기름을 대체할 전기를 사용함으로써, 차량에 있어서는 연비를 크게 개선하여 종래의 충전팩의 단점을 보완하는 기술을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 팩 교환 방식의 배터리 장치를 나타내는 사시도
도 2는 도 1의 접속단자와 충전팩이 결합되는 상태를 나타내는 도면
도 3은 도 1의 팩 교환 방식의 배터리 장치의 보호커버가 충전팩을 보호상태를 도시한 사시도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 컨버터 20: 연결단자
30: 하우징 40: 보호커버
41: 배터리표시창 43: 접속단자
45: 고정고리 50: 충전팩

Claims (5)

  1. 전기 및 하이브리드 차량의 충전된 배터리의 교환을 위해 하우징, N개의 충전팩, 컨버터, 연결단자, N개의 접속단자, N개의 탈부착커버 및 보호커버로 구성되어, 직육면체 형상의 하우징, 상기 하우징의 내부에 실장되어 각각이 분리가능한 N개의 충전팩, 외부로부터 인입되는 교류전압을 직류전압으로 변환하는 컨버터, 상기 컨버터의 한 단에서 인출된 (-)단자와 상기 컨버터의 다른 단에서 인출된 (+)단자로 구성되어 상기 직류전압을 전달하는 연결단자, 상기 하우징에 형성된 힌지에 의해 개방이 가능한 직사각형의 판 구조로 형성되며, 상기 N개의 접속단자를 하단에 형성되는 투명재질의 보호커버를 포함하여 구성되는 팩 교환 방식의 배터리 장치에 있어서,
    상기 (-)단자와 상기 (+)단자 사이에 형성되어 상기 N개의 충전팩에 각기 접속되는 N개의 접속단자;
    상기 각 충전팩의 상단에 형성되어 자신에 접속되는 상기 접속단자를 통해 상기 직류전압을 입력받기 위한 N개의 탈부착커버; 및
    상기 보호커버 상부에 위치하여 각 충전팩의 잔류량을 표시할 수 있는 N개의 배터리표시창; 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 및 하이브리드 차량의 팩 교환 방식의 배터리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
KR1020090055366A 2009-06-22 2009-06-22 전기 및 하이브리드 차량의 팩 교환 방식의 배터리 장치 KR101130141B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090055366A KR101130141B1 (ko) 2009-06-22 2009-06-22 전기 및 하이브리드 차량의 팩 교환 방식의 배터리 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090055366A KR101130141B1 (ko) 2009-06-22 2009-06-22 전기 및 하이브리드 차량의 팩 교환 방식의 배터리 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100137110A KR20100137110A (ko) 2010-12-30
KR101130141B1 true KR101130141B1 (ko) 2012-03-29

Family

ID=43510919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090055366A KR101130141B1 (ko) 2009-06-22 2009-06-22 전기 및 하이브리드 차량의 팩 교환 방식의 배터리 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101130141B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230134640A (ko) 2022-03-14 2023-09-22 주식회사 피앤에이 탈부착형 이동형 배터리 팩을 이용한 ev 충전기 및 충전 방법

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170032994A (ko) 2015-09-16 2017-03-24 최범진 배터리 안전 교환을 위한 배터리 관리 장치 및 배터리의 안전 교환 방법
CN110316005B (zh) * 2019-07-18 2020-12-18 温州新国余机械科技有限公司 低温性且带有静电保护功能的锂电池充电器承载机构
KR102271612B1 (ko) * 2019-08-19 2021-07-02 숙명여자대학교 산학협력단 전기자동차용 배터리 장치 및 이를 구비하는 전기자동차

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001218306A (ja) * 2000-01-31 2001-08-10 Sanyo Electric Co Ltd ハイブリッドカーの電源装置
JP2005150022A (ja) * 2003-11-19 2005-06-09 Sony Corp 電池パック

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001218306A (ja) * 2000-01-31 2001-08-10 Sanyo Electric Co Ltd ハイブリッドカーの電源装置
JP2005150022A (ja) * 2003-11-19 2005-06-09 Sony Corp 電池パック

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230134640A (ko) 2022-03-14 2023-09-22 주식회사 피앤에이 탈부착형 이동형 배터리 팩을 이용한 ev 충전기 및 충전 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100137110A (ko) 2010-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5373999B2 (ja) ハイブリッド蓄電池、これを用いた走行車輌及び電力貯蔵設備、走行車輌を用いたスマートグリッド走行車輌システム、並びに電力貯蔵設備を用いた電力供給ネットワークシステム
KR101087942B1 (ko) 축전지, 축전지 수납 장치, 축전지 충전 장치, 및 축전지의 사용량 정산 장치
KR101130141B1 (ko) 전기 및 하이브리드 차량의 팩 교환 방식의 배터리 장치
KR20170053071A (ko) 차량용 배터리장치
RU135189U1 (ru) Многокомпонентная аккумуляторная батарея для подключаемых гибридных и электрических транспортных средств
KR101413948B1 (ko) 휴대용 에너지저장 배터리팩 전원 장치
KR100954718B1 (ko) 플러그인 하이브리드 전기자동차의 배터리 시스템
JP5796020B2 (ja) 車両用の電気供給システム
Mehar et al. A Review on Battery Technologies and Its Challenges in Electrical Vehicle
CN103085677B (zh) 车用电能动力系统
CN104065114B (zh) Ac电源
CN202084612U (zh) 一种电池管理系统
CN215904349U (zh) 一种基于分布式汽车电池的增程系统
Aphale et al. Li-ion batteries for electric vehicles: Requirements, state of art, challenges and future perspectives
Manzoni et al. ZEBRA electric energy storage system: From R&D to market
CN215816099U (zh) 一种矿用隔爆型锂离子蓄电池电源箱
CN211556955U (zh) 一种结合超级电容器与电池包的储能装置及相关电动车
KR101384877B1 (ko) 배터리 관리 시스템용 전원 장치 시스템
CN205542945U (zh) 便携式电池组、电源装置和电动汽车
CN210517869U (zh) 一种充电强起电焊一体机
CN105480107B (zh) 一种目字型电动汽车混合电源装置
CN211731060U (zh) 一种插入式可交换电池系统装置及电动车
CN219592133U (zh) 铁路养护电源储能装置及电动组合机具
CN216720985U (zh) 一种可快速充电的移动式储能装置
CN216255949U (zh) 一种长续航无人机背包

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150304

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180504

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190318

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200309

Year of fee payment: 9