KR101243480B1 - 인버터 - Google Patents

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KR101243480B1
KR101243480B1 KR1020100066893A KR20100066893A KR101243480B1 KR 101243480 B1 KR101243480 B1 KR 101243480B1 KR 1020100066893 A KR1020100066893 A KR 1020100066893A KR 20100066893 A KR20100066893 A KR 20100066893A KR 101243480 B1 KR101243480 B1 KR 101243480B1
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노헌태
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    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter

Abstract

본 발명은 이동 수단에 장착되는 배터리 팩을 사용하여 전원을 공급할 수 있는 인버터에 관한 것이다.
일례로, 배터리 팩이 수용되는 수용부를 갖는 케이스; 상기 케이스의 내부에 장착되어 상기 배터리 팩의 전압을 설정되는 출력 전압으로 변환하는 제어부; 및 상기 케이스의 외부에 형성되어 상기 제어부에 의해 변환된 출력 전압이 출력되는 외부 단자를 포함하는 인버터를 개시한다.

Description

인버터{Inverter}
본 발명은 인버터에 관한 것이다.
최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 배터리 팩이 개발되고 있으며, 상기한 고출력 배터리 팩은 대전력을 필요로 하는 기기 예컨대, 전기 자동차 등의 모터 구동에 시용될 수 있도록 복수개의 이차전지를 직렬로 연결하여 대용량의 배터리 팩을 구성한다.
또한, 이러한 배터리 팩을 전원으로 사용하여 소형 가전, 휴대용 전자 제품등을 구동시키거나 충전시킬 수 있다. 이때, 상기 배터리 팩에 충전된 에너지를 사용자가 원하는 출력으로 변환시켜 주는 인버터가 필요하다.
본 발명은 이동 수단에 장착되는 배터리 팩을 사용하여 전원을 공급할 수 있는 인버터를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 인버터는 배터리 팩이 수용되는 수용부를 갖는 케이스; 상기 케이스의 내부에 장착되어 상기 배터리 팩의 전압을 설정되는 출력 전압으로 변환하는 제어부; 및 상기 케이스의 외부에 형성되어 상기 제어부에 의해 변환된 출력 전압이 출력되는 외부 단자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수용부에는 상기 배터리 팩과 상기 제어부를 전기적으로 연결시키는 연결부가 형성될 수 있다.
상기 배터리 팩의 하부에는 플러그가 형성되고, 상기 연결부는 상기 플러그와 직접적으로 결합되는 콘센트로 형성될 수 있다.
상기 케이스의 외부에는 상기 배터리 팩과 상기 제어부를 전기적으로 연결시키는 연결부가 형성될 수 있다.
상기 배터리 팩의 상부에는 플러그가 형성되고, 상기 연결부는 상기 플러그와 케이블로 연결될 수 있다.
상기 수용부의 일면에는 가이드가 형성될 수 있다.
상기 배터리 팩에는 상기 가이드와 대응되는 가이드 홈이 형성될 수 있다.
상기 제어부에 전기적으로 연결되어 교류 및 직류를 선택하는 전원 선택부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부에 전기적으로 연결되어 출력 전압을 선택하는 전압 선택부를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리 팩에는 RFID 송신부가 형성되며, 상기 제어부에는 상기 RFID 송신부와 통신을 하는 RFID 수신부가 형성될 수 있다.
상기 제어부는 상기 배터리 팩의 전압을 감지하는 전압 감지부를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리 팩은 이동수단에 장착될 수 있다.
상기 제어부는 상기 배터리 팩에 충전된 직류 전압을 교류 전압 또는 직류 전압으로 변환시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인버터는 이동수단에 장착되는 배터리 팩을 전원으로 사용하여 사용자가 필요로 하는 출력 전원을 출력할 수 있으므로 야외 또는 이동 중에 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터는 부피가 작고 무게가 가벼우므로 휴대할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터는 전원 선택부, 전압 선택부 및 제어부를 구비함으로써, 사용자가 원하는 교류 전원 또는 직류 전원을 출력할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터를 도시한 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터를 도시한 구성도이다.
도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인버터를 도시한 구성도이다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 인버터(100)는 이동 수단에 장착되는 배터리 팩(10)을 전원으로 사용하여 상기 배터리 팩(10)으로부터 사용자가 필요한 전원으로 바꿔서 제공해주는 역할을 한다. 여기서, 상기 배터리 팩(10)은 e-bike에 사용되는 배터리 팩(10)일 수 있으나, 본 발명에서는 이에 한정되지 않고 이동 수단에 장착되는 배터리 팩(10)이라면 어느 것이나 가능하다. 예를 들면, 야외 또는 이동 중에 전원이 필요한 경우, 상기 배터리 팩(10)을 인버터(100)에 장착하여 원하는 전원을 얻을 수 있다. 상기 인버터(100)는 상기 배터리 팩(10)으로부터 상용 교류 전원인 220V 및 다양한 직류 전원을 제공할 수 있다. 또한, 상기 인버터(100)는 상기 배터리 팩(10)이 장착될 정도의 공간만을 필요로 하기 때문에 부피가 작고 무게가 가벼워 휴대하기가 간편하다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터를 도시한 사시도이다. 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터를 도시한 구성도이다. 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터를 도시한 블록도이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터(100)는 케이스(110), 연결부(120), 제어부(150) 및 외부 단자(160)를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터(100)는 상기 제어부(150)와 전기적으로 연결된 전원 선택부(130) 및 전압 선택부(140)를 더 포함한다.
먼저, 상기 인버터(100)에 장착되는 배터리 팩(10)에 대해서 설명하기로 한다.
상기 배터리 팩(10)은 다수의 배터리 셀이 결합되어 이루어진다. 상기 다수의 배터리 셀은 하우징에 수용되고 각각의 양극탭 및 음극탭이 서로 전기적으로 연결되어 하나의 배터리 팩(10)을 이루게 된다. 상기 배터리 팩(10)은 사용자가 옮기기 편하도록 손잡이가 형성될 수 있다.
또한, 상기 배터리 팩(10)의 일면에는 가이드 홈(10a)이 형성된다. 상기 가이드 홈(10a)은 상기 인버터(100)에 형성된 가이드(112)와 결합된다. 즉, 상기 배터리 팩(10)이 인버터(100)에 장착될 때, 상기 가이드 홈(10a)은 상기 가이드(112)와 결합되어 상기 배터리 팩(10)이 인버터(100)에 올바른 방향으로 장착되게 해주는 역할을 한다.
또한, 상기 배터리 팩(10)의 하부에는 플러그(11)가 형성된다. 상기 플러그(11)에는 외부기기가 연결될 수 있다. 상기 플러그(11)는 상기 배터리 셀의 양극탭 및 음극탭과 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 플러그(11)를 통해 외부기기는 배터리 셀과 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 외부기기는 상기 배터리 셀을 충전시키는 충전장치 이거나, 상기 배터리 셀에 충전된 에너지를 사용하여 구동하는 모터 또는 휴대용 전자 제품일 수 있다. 상기 플러그(11)는 상기 배터리 팩(10)의 하부에 형성되어, 상기 인버터(100)에 형성된 연결부(120)와 직접적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 배터리 팩(10)은 RFID(Radio-frequency identification) 송신부(12)를 포함하고, 상기 RFID 송신부(12)를 통하여 상기 배터리 팩(10)의 정보를 인버터(100)로 보낸다. 상기 인버터(100)는 상기 RFID 송신부(12)와 통신하는 RFID 수신부(151)를 포함하고 있다. 상기 RFID 송신부(12)는 상기 배터리 팩(10)의 정보를 보내고, 상기 RFID 수신부(151)는 상기 RFID 송신부(12)에서 보낸 정보를 인식한다. 여기서, 상기 RFID 송신부(12)가 보내는 정보는 배터리 팩(10)을 식별하는데 이용된다. 즉, 상기 인버터(100)는 이러한 RFID 통신을 통해서 배터리 팩(10)이 장착됐는지를 확인할 수 있다.
상기 케이스(110)는 대략 직사각형 형태로 형성되며 내부에 수용부(111)를 갖는다. 상기 수용부(11)에는 상기 배터리 팩(10)이 수용된다. 따라서, 상기 수용부(111)는 상기 배터리 팩(10)이 고정될 수 있도록 상기 배터리 팩(10)의 크기와 동일하게 형성될 수 있다. 또한, 상기 케이스(110)의 내측 일면에는 가이드(112)가 형성된다. 상기 가이드(112)는 돌출되게 형성되며, 상기 배터리 팩(10)의 가이드 홈(10a)과 결합된다.
상기 연결부(120)는 상기 케이스(110)의 내부, 즉 상기 수용부(111)의 하면에 형성되어 상기 배터리 팩(10)의 플러그(11)와 전기적으로 연결된다. 상기 연결부(120)는 상기 플러그(11)와 대응되는 위치에 형성되어, 상기 배터리 팩(10)이 수용부에 수용될 때 다른 연결수단 없이 바로 연결될 수 있다. 또한, 상기 연결부(120)는 상기 플러그(11)와 대응되는 콘센트로 형성될 수 있다. 또한, 상기 연결부(120)는 제어부(150)와 전기적으로 연결된다.
상기 전원 선택부(130)는 상기 케이스(110)의 외부에 형성된다. 상기 전원 선택부(130)는 교류 전원(AC) 또는 직류 전원(DC)으로 구분되어, 사용자가 필요한 전원을 선택할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 소형가전을 사용하기 위해서 교류 전원이 필요한 경우에는 교류 전원을 선택하여 사용할 수 있고, MP3 또는 PMP(portable multimedia player)를 사용하기 위해서 직류 전원이 필요한 경우에는 직류 전원을 선택하여 사용할 수 있다.
상기 전압 선택부(140)는 상기 전원 선택부(130)와 동일하게 상기 케이스(110)의 외부에 형성된다. 상기 전압 선택부(140)는 사용자가 필요한 전압을 선택하는 곳이다.
즉, 소형가전을 사용하기 위해서 220V의 교류 전원이 필요한 경우, 사용자는 상기 전원 선택부(130)에서 교류 전원을 선택하고 상기 전압 선택부(140)에서 220V를 선택하여 원하는 220V의 교류 전압을 얻을 수 있다.
상기 제어부(150)는 상기 케이스의 내부에 장착되며, 상기 연결부(120)와 전기적으로 연결된다. 상기 제어부(150)는 상기 배터리 팩(10)에 충전된 에너지를 사용하여 사용자가 원하는 출력 전압으로 변환시키는 역할을 한다. 즉, 상기 제어부는 상기 배터리 팩에 충전된 직류 전원을 교류 전원으로 변환시키거나(DC->AC) 직류 전원으로 변환시킬 수 있다(DC->DC).
또한, 상기 제어부(150)에는 상기 전원 선택부(130) 및 상기 전압 선택부(140)가 연결되어 있으므로 사용자가 필요로 하는 전압의 정보를 받아들일 수 있다. 상기 제어부(150)는 상기 전원 선택부(130) 및 상기 전압 선택부(140)에서 선택된 정보를 받아서 사용자가 원하는 출력 전압으로 바꿔서 제공한다. 예를 들면, 사용자가 상기 전원 선택부(130) 및 상기 전압 선택부(140)를 통해 220V의 교류 전원을 선택하면, 상기 제어부(150)는 상기 배터리 팩(10)에 충전된 에너지를 220V의 교류 전원으로 변환시켜 외부 단자(160)를 통해 사용자에게 공급할 수 있다.
상기 제어부(150)는 RFID 수신부(151) 및 전압 감지부(152)를 포함한다.
상기 RFID 수신부(151)는 상기 배터리 팩(10)에 형성된 RFID 송신부(12)에서 보내는 정보를 받아 상기 배터리 팩(10)을 식별할 수 있다.
상기 전압 감지부(152)는 상기 배터리 팩(10)의 전압을 감지한다. 상기 전압 감지부(152)는 상기 배터리 팩(10)의 전압이 기준전압 이하로 떨어지면 외부 단자(160)로 출력되는 전압을 차단하여 상기 배터리 팩(10)의 전압이 더 이상 사용되지 못하도록 한다. 또한, 상기 전압 감지부(152)는 상기 배터리 팩(10)의 전압이 기준전압 이하로 떨어지면 알람을 발생시킬 수도 있다. 여기서, 상기 배터리 팩(10)은 이동 수단에 장착되어 사용되는 것이므로 상기 이동 수단이 작동할 수 있을 정도의 기준전압을 설정하여 상기 배터리 팩(10)이 완전히 방전 되는 것을 막을 수 있다.
상기 외부 단자(160)는 상기 케이스(110)의 외부에 형성되며, 상기 외부 단자(160)를 통해서 외부 기기가 연결될 수 있다. 즉, 상기 외부 단자(160)에는 사용자가 사용하고자 하는 전자 제품을 연결하여 사용할 수 있다. 상기 외부 단자(160)는 전원 코드, USB 입출력 단자 및 다양한 형태의 단자로 이루어 질 수 있으며, 본 발명에서 그 형태를 한정하는 것은 아니다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 인버터(100)는 이동 수단에 장착되는 배터리 팩(10)을 전원으로 사용하여 상기 배터리 팩(10)으로부터 사용자가 필요한 전원으로 변환시켜 제공한다.
이러한 인버터(100)의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.
가정이나 건물 내부가 아닌 야외나 이동 중에 전원이 필요한 경우에, 사용자는 상기 배터리 팩(10)을 인버터(100)의 수용부(111)에 장착한다. 이때, 상기 배터리 팩(10)의 플러그(11)가 상기 인버터(100)의 연결부(120)와 연결됨으로써, 상기 배터리 팩(10)과 상기 인버터(100)는 전기적으로 연결된다. 그리고, 사용자는 상기 전원 선택부(130) 및 전압 선택부(140)를 통해서 원하는 전원을 선택한다. 상기 전원 선택부(130) 및 전압 선택부(140)로부터 정보를 받은 제어부(150)는 상기 배터리 팩(10)에 충전된 에너지를 사용하여 사용자가 원하는 전원으로 변환시켜 외부 단자(160)를 통해 출력 전압을 출력시킨다. 따라서, 사용자는 상기 외부 단자(160)에 사용하고자 하는 전자 제품의 전원을 연결하여 사용할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터(100)는 부피가 작고 무게가 가벼우므로 휴대하기가 편리하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터(100)는 이동수단에 장착되는 배터리 팩(10)을 전원으로 사용하여 사용자가 필요로 하는 출력 전원을 출력할 수 있으므로 야외 또는 이동 중에 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터(100)는 전원 선택부(130), 전압 선택부(140) 및 제어부(150)를 구비함으로써, 사용자가 원하는 교류 전원 또는 직류 전원등 다양한 출력을 내보낼 수 있다.
다음은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인버터에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인버터를 도시한 구성도이다.
본 발명에 다른 실시예에 따른 인버터(200)는 도 1b에 도시된 인버터(100)와 유사하다. 따라서 여기서는 그 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인버터(200)는 케이스(110), 연결부(220), 제어부(150) 및 외부 단자(160)를 포함한다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인버터(200)는 상기 제어부(150)와 전기적으로 연결된 전원 선택부(130) 및 전압 선택부(140)를 더 포함한다.
먼저, 상기 인버터(200)에 장착되는 배터리 팩(20)에 대해서 설명하기로 한다.
상기 배터리 팩(20)은 다수의 배터리 셀이 결합되어 이루어진다. 상기 다수의 배터리 셀은 하우징에 수용되고 각각의 양극탭 및 음극탭이 서로 전기적으로 연결되어 하나의 배터리 팩(20)을 이루게 된다. 상기 배터리 팩(20)은 사용자가 옮기기 편하도록 손잡이가 형성될 수 있다.
또한, 상기 배터리 팩(20)의 상부에는 플러그(21)가 형성된다. 상기 플러그(21)에는 외부기기가 연결될 수 있다. 상기 플러그(21)는 상기 배터리 셀의 양극탭 및 음극탭과 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 플러그(21)를 통해 외부기기는 배터리 셀과 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 외부기기는 상기 배터리 셀을 충전시키는 충전장치 이거나, 상기 배터리 셀에 충전된 에너지를 사용하여 구동하는 모터 또는 휴대용 전자 제품일 수 있다. 상기 플러그(21)는 상기 배터리 팩(20)의 상부에 형성되어, 인버터(200)에 형성된 연결부(220)와 케이블(30)을 통해 연결될 수 있다.
상기 케이블(30)은 상기 배터리 팩(20)을 인버터(200)에 전기적으로 연결시키는 역할을 한다. 상기 케이블(30)은 일측은 상기 배터리 팩(20)에 형성된 플러그(21)에 연결되고, 타측은 인버터(200)의 연결부(120)에 연결된다. 상기 케이블(30)을 통해 상기 배터리 팩(20)에 충전된 에너지가 인버터(200)로 전달될 수 있다.
상기 연결부(220)는 상기 케이스(110)의 외부에 형성되며, 상기 배터리 팩(20)의 플러그(21)와 전기적으로 연결된다. 상기 연결부(220)는 상기 케이블(30)을 통해 상기 플러그(21)와 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 연결부(220)는 제어부(150)와 전기적으로 연결된다.
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인버터(200)는 부피가 작고 무게가 가벼우므로 휴대하기가 편리하다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인버터(200)는 이동수단에 장착되는 배터리 팩(20)을 전원으로 사용하여 사용자가 필요로 하는 출력 전원을 출력할 수 있으므로 야외 또는 이동 중에 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인버터(200)는 전원 선택부(130), 전압 선택부(140) 및 제어부(150)를 구비함으로써, 사용자가 원하는 교류 전원 또는 직류 전원등 다양한 출력을 내보낼 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 인버터를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
10,20: 배터리 팩 10a: 가이드 홈
11: 플러그 12: RFID 송신부
30: 케이블
100,200: 인버터 110: 케이스
111: 수용부 112: 가이드
120,220: 연결부 130: 전원 선택부
140: 전압 선택부 150: 제어부
151: RFID 수신부 152: 전압 감지부
160: 외부 단자

Claims (13)

  1. 배터리 팩이 수용되는 수용부를 갖는 케이스;
    상기 케이스의 내부에 장착되어 상기 배터리 팩의 전압을 설정되는 출력 전압으로 변환하는 제어부; 및
    상기 케이스의 외부에 형성되어 상기 제어부에 의해 변환된 출력 전압이 출력되는 외부 단자를 포함하고,
    상기 제어부에 전기적으로 연결되어 교류 및 직류를 선택하는 전원 선택부를 더 포함하고,
    상기 수용부의 일면에는 가이드가 형성되고, 상기 배터리 팩에는 상기 가이드와 대응되는 가이드 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 인버터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수용부에는 상기 배터리 팩과 상기 제어부를 전기적으로 연결시키는 연결부가 형성된 것을 특징으로 하는 인버터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 배터리 팩의 하부에는 플러그가 형성되고,
    상기 연결부는 상기 플러그와 직접적으로 결합되는 플러그로 형성된 것을 특징으로 하는 인버터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스의 외부에는 상기 배터리 팩과 상기 제어부를 전기적으로 연결시키는 연결부가 형성된 것을 특징으로 하는 인버터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 배터리 팩의 상부에는 플러그가 형성되고,
    상기 연결부는 상기 플러그와 케이블로 연결된 것을 특징으로 하는 인버터.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부에 전기적으로 연결되어 출력 전압을 선택하는 전압 선택부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 팩에는 RFID 송신부가 형성되며,
    상기 제어부에는 상기 RFID 송신부와 통신을 하는 RFID 수신부가 형성된 것을 특징으로 하는 인버터.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 배터리 팩의 전압을 감지하는 전압 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 팩은 이동수단에 장착되는 것을 특징으로 하는 인버터.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 배터리 팩에 충전된 직류 전압을 교류 전압 또는 직류 전압으로 변환시키는 것을 특징으로 하는 인버터.
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