KR101557415B1

KR101557415B1 - 휴대용 충방전 장치

Info

Publication number: KR101557415B1
Application number: KR1020150047534A
Authority: KR
Inventors: 정태훈; 최형석
Original assignee: 주식회사 티팩토리; 최형석; 정태훈
Priority date: 2015-04-03
Filing date: 2015-04-03
Publication date: 2015-10-12

Abstract

본 발명은 태양광 발전장치와 그리드(GRID)로부터 전기를 입력받을 수 있으며, 부하가 설치된 장소에 이동할 수 있도록 구성된 휴대용 충방전장치에 관한 것으로, 배터리 팩과 DC/DC 콘버터, 인버터 회로부, PCM의 전자회로가 상호분리되도록 구성되어 안정성이 확보되면서 방열효과가 우수하고, 유지보수가 편리하도록 설치된 휴대용 충방전장치가 개시된다.

Description

휴대용 충방전 장치{portable apparatus for electric charging and discharging}

본 발명은 태양광 또는 풍력 등의 발전장치나, 배전계통의 전력 그리드(grid)로부터 전력을 공급받아 배터리에 전력을 충전시킬 수 있도록 전원 근처로 휴대하여 이동할 수 있으며, 배터리에 충전된 전기를 부하 근처로 옮겨서 부하에 공급하도록 하는 휴대용 충방전 장치에 관한 것이다.

태양광이나 풍력과 같은 녹색 발전장치가 전국 다양한 장소에 설치되어 많은 양의 전기가 생산되고 있으나 이들의 소비처인 부하의 설치장소는 이들 발전 장소에 국한되지 않고 다양한 장소에 산재되게 된다. 이러한 이유 때문에 녹색 발전장치로부터 전기를 충전시키고 부하의 설치장소에서 방전할 수 있도록 하는 휴대용 충방전 장치의 필요성이 제기되었다.

특허 제10-1455035호(발명의 명칭: 이차전지 팩이 내장된 휴대용 전원공급장치)(이하, ‘종래기술’이라 함)는 이러한 휴대용 충방전 장치의 일 예이다.

도 1은 종래기술의 전체적인 구성을 설명하기 위한 사시도이다.

종래기술은 U자형 케이스 본체(23), 전면 마구리판(12), 후면 마구리판(20), 위 뚜껑(11)으로 케이스를 형성하고, 케이스 내부에는 전자회로기판(26)을 수평으로 설치하고, 전자회로기판(26) 상에 반도체 소자들을 설치하고, 전자회로기판(26)의 하부 공간에는 이차전지 팩을 설치하며, 스위치(13), (14), 상태표시장치(42), 투명판(41), USB단자뭉치(19-1) 등의 동작부들을 전면 마구리판(12)과 후면 마구리판(20)에 설치하는 구성으로 이루어진다.

그러나 종래기술에서 전자부품들은 DC-DC 컨버터와 인버터를 구성하는 소자로서 많은 열을 발생하게 되는 것으로, 이러한 전자부품들은 이차전지 팩들의 상부에 위치하는 전자회로기판(26)에 설치되게 된다. 따라서 전자부품들에 의하여 발생된 열은 전자회로기판(26)에 전달되어 전자회로기판(26)이 발열되게 되고, 전자회로기판(26)의 열은 하부의 이차전지 팩들에 전달되게 됨으로써 이차전지 팩들이 변성되게 되어 수명이 단축되거나 정격용량을 유지하지 못하게 된다.

또한 케이스는 옆으로 쓰러지기 쉬운 구조의 직육면체로 이루어져 있으며, 케이스 내부에는 이차전지 팩과 전자회로기판 상에 설치되는 전자부품들과 격리되지 않은 상태로 설치되어 있다. 이차전지 팩이 과열되어 손상되거나, 충격에 의하여 파손되어 내부 물질이 외부로 누설되는 경우에 케이스가 옆으로 쓰러지게 되면 이차전지 팩의 누설액이 전자부품을 손상시키면 더 이상 사용할 수 없는 상태가 초래되게 된다.

본 발명의 해결과제는 전자회로부품에서 발생되는 열이 원활하게 방열됨과 동시에 방열되는 열이 이차전지 팩과 단열상태를 유지하도록 함으로써 이차전지 팩의 변질을 방지할 수 있도록 하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 해결과제는 사용상 안전성을 유지할 수 있도록 하면서, 보수가 용이한 휴대용 충방전장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 해결과제는 이차전지 팩을 구성하는 각각의 이차전지들을 최적의 상태를 유지하면서 충전 방전을 시키기 위한 것이다.

본 발명의 해결과제를 해결하기 위한 해결수단은 그리드(GRID)의 충전전기와 태양광 발전장치(PV Array)로부터 충전전기를 모두 이용하여 충전할 수 있으며, 부하가 설치된 장소까지 휴대하여 이동할 수 있도록 구성되는 휴대용 충방전장치에 있어서; 케이스; 케이스 내부에 설치되는 배터리 팩; 상기 케이스의 바닥면에 이격되며 상기 바닥면에 평행하게 설치되는 평판 프레임; 상기 평판 프레임 상부에 설치되며 상기 케이스 내부에 상기 배터리 팩과 격리되도록 설치되어 입력되는 DC 전원을 상기 배터리 팩을 충전시키기 위한 충전전원으로 변환하는 DC-DC 컨버터; 상기 평판 프레임 상부에 설치되며 상기 배터리 팩에 충전전원을 외부의 AC 부하(Load)에 공급하도록 AC 전원으로 변환하는 인버터 회로부; 상기 평판 프레임 상부에 설치되며 상기 배터리 팩이 과충전 또는 과방전이 될 경우 상기 배터리 팩의 충전 또는 방전을 차단하는 PCM(Protection Circuit Module); 상기 DC-DC 컨버터의 입력부에 연결되어 태양광 전지판(PV Array)으로 발생된 전기를 집진하는 집진기와 연결되는 입력단자들; 상기 DC-DC 컨버터의 입력부에 연결되어 그리드(GRID)의 충전기와 연결되는 입력단자들; 상기 인버터 회로부의 출력단자들과 연결되는 전기 소켓; 상기 케이스의 상부면을 덮어 상기 케이스 내부에 설치되는 배터리 팩과 상기 DC-DC 컨버터, 상기 인버터 회로부, 상기 PCM을 보호하며, 상기 집진기와 연결되는 입력단자들과, 상기 충전기와 연결되는 입력단자들과, 상기 전기 소켓이 외부에 노출되도록 설치되는 보호커버를 포함하고, 상기 보호 커버 중 상기 DC-DC 컨버터, 인버터 회로부, 상기 PCM이 일렬로 설치되는 직 상부에는 4각형의 개구부가 형성되고, 상기 4각형의 개구부에 탈착부가 떨어지거나 붙거나 함으로써 상기 4각형의 개구부가 개방되거나 폐쇄되는 것이다.

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상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면, 휴대용으로 구성되어 그리드와 태양광 발전장치로부터 자유롭게 충전전기를 얻을 수 있으며, 부하 설치장소로 편리하게 이동시켜 부하에 전기를 공급할 수 있다. 또한 본 발명의 휴대용 충방전장치의 케이스에는 배터리 팩과, 배터리 팩과 격리되어 평면적으로 분리된 넓은 공간에 DC-DC 컨버터 등의 전자장치들이 설치됨으로써 상방으로 분포 설치되는 종래기술들에 비하여 쓰러질 위험이 제거되어 안정성을 높일 수 있다.

또한 본 발명은 배터리 팩과 전자회로들이 격리되고, 분리되어 있어 휴대하여 이동하는 중에도 배터리 팩의 유출물로부터 전자회로들을 보호할 수 도록 한다.

또한 본 발명의 전자회로들은 케이스의 바닥면으로부터 이격되게 평행으로 설치되는 평판 프레임 상에 설치됨으로써 전자회로들로부터 발생되는 열의 방열효과를 높일 수 있다.

또한 본 발명의 DC-DC 컨버터, 인버터 회로부, PCM의 전자회로들이 일렬로 배치되고, 보호커버에 전자회로들이 배치된 부분을 개폐할 수 있도록 탈착부를 설치하여 개폐시킴으로써 보수가 용이하도록 하였다.

또한 본 발명에서 PCM은 배터리 팩의 과충전 또는 과방전을 보호할 뿐만 아니라, 배터리 팩을 구성하는 각 배터리들의 균형(balance)을 유지하도록 한다.

도 1은 종래기술의 전체적인 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2a는 본 발명과 그리드가 연결된 상태의 회로 블록도이고, 도 2b는 본 발명과 태양광 전지판과 연결된 상태의 회로블록도이다.
도 3은 본 발명의 휴대용 충방전장치의 구조물을 설명하기 위한 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 PCM의 동작을 설명하는 회로도이다.
도 5는 본 발명의 실시예의 조립된 상태를 나타내는 사시도이다.

이하, 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 일실시예를 설명하기로 한다.

도 2a는 본 발명과 그리드가 연결된 상태의 회로 블록도이고, 도 2b는 본 발명과 태양광 전지판과 연결된 상태의 회로블록도이다.

도 2a, 도 2b에 도시된 바와 같이 본 발명의 휴대용 충방전장치(100)는 배터리 팩(battery pack)(150)과, 배터리 팩(150)의 충전전압과 일치시키기 위한 DC-DC 컨버터(103)와, 배터리 팩(150)의 충전전압을 변환하여 AC 부하전류로 변환하기 위한 인버터(inverter)(109), 인버터(109)를 제어하기 위한 인버터 제어기(inverter controller)(107)로 이루어진다.

본 발명의 휴대용 충방전장치(100)는 입력측(Input Side)으로 도 2a와 같이 그리드(grid)와 연결된 상태에서 그리드로부터 입력되는 교류(AC)를 충전부(101)에 의하여 저전압, 예를 들어 DC 5V로 변환시켜 DC/DC 컨버터(103)로 입력시킨다.

또한 본 발명의 휴대용 충방전장치(100)는 입력측(Input Side)로 태양광 발전장치(PV Array)로부터 발생되는 전기는 집전기(PV Collector)(102)에서 집전되게 되고, 집전기(102)에서 집전된 전기는 DC/DC 컨버터(103)로 출력되게 된다.

또한 출력측(Output Side)은 휴대용 충방전장치(100)의 인버터 제어기(107)에 연결되는 AC 부하이다.

이와 같이 도 2a, 도 2b에 도시된 실시예의 휴대용 충방전장치(100)는 그리드로부터 AC 부하를 입력받아 배터리 팩(150)에 충전시키거나, 태양광 발전장치에서 발생된 전기를 입력받아 배터리 팩(150)에 충전시켜서 AC 부하를 구동시킬 수 있도록 구성되어 있다.

도 3은 본 발명의 휴대용 충방전장치의 구조물을 설명하기 위한 분해사시도이다.

휴대용 충방전장치(100)는 배터리 팩(150)을 비롯한 전기장치들이 내부에 설치되는 장방형상으로 높이에 비하여 바닥면의 면적이 넓은 케이스(110)를 구비하며, 케이스(110)의 일측을 중심으로 회전하여 케이스(110)의 상부를 개폐시키는 상부 덮개(120)를 구비한다.

또한 케이스(110)를 외부의 충격으로부터 보호하기 위하여 케이스(110)의 내측벽면에 밀착되게 상부가 개방된 6면체의 함체 형상의 보호 프레임(111)이 설치된다. 이때 보호 프레임(111)은 상부가 개방된 육면체의 함체로 예시하였으나, 이에 국한 되지 않고 각 편이 분리된 상태로 케이스(110)의 내측벽을 보강함으로써 외력에 케이스(110)를 보호할 수 있는 구조라면 설치가능하다.

또한 보호프레임(111)의 좌측에는 내부에 배터리 팩(150)이 수용되는 배터리 수용부(112)가 설치된다. 배터리 수용부(112)는 측벽의 일부에 탈부착이 가능한 개폐벽(113)을 설치하고, 개폐벽(113)을 개방시킨 상태에서 배터리 팩(150)의 인출 및 보수가 가능하도록 한다. 또한 보호 프레임(111)의 우측에는 케이스(110)의 바닥면 또는 보호 프레임(111)의 바닥면으로부터 이격되도록 평판 형상으로 이루어진 평판 프레임(149)이 설치되고, 평판 프레임(149)의 상부에는 후술되는 다양한 전자장치들이 설치된다. 이와 같이 배터리 팩(150)의 우측의 넓은 면적에

전자장치들이 분포되어 설치됨으로써 케이스가 넘어져 손상되는 일이 발생되지 않게 되고, 배터리 팩(150)의 내부 물질이 누설되 전자장치들을 오염시킬 염려가 제거된다.

또한 평판 프레임(149)에는 사각 개구부(140)가 형성되며, 사각 개구부(140)의 양 측변에는 평판 프레임(149)의 평면에 부착되는 부착부와, 부착부로부터 상방으로 절곡되어 돌출되는 돌출부를 갖는 절곡편(151), (152)들이 설치된다.

절곡편(151), (152)에는 DC-DC 컨버터(103)가 설치된다. DC-DC 컨버터(103)는 입력되는 DC를 교류로 변환한 후에 다시 특정의 DC 값으로 변환하는 과정에서 전력소모로 인한 많은 열이 발생되게 된다. DC-DC 컨버터(103)는 이러한 특성 때문에 발생열을 방열시키기 위하여 방열핀 또는 방열판(104)을 설치하여야 한다, 본원 발명에서는 DC-DC 컨버터(103)의 방열을 위하여 4각 개구부(140)의 내부에 방열판(104)들이 삽입되고, 방열판(104)에서 방열된 열이 평판 프레임(149)의 하부 공간으로 전달되도록 한다.

또한 보호프레임(111)의 배터리 수용부(112)가 설치된 반대편 측벽(도 3에서 우측 측벽)의 내측에는 스위치들이 설치되는 스위치 박스(143), (144)가 설치된다.

또한 평판 프레임(149)의 상부 면에는 스위치 박스(143), (144)가 설치된 측벽과 평행하게 DC-DC 컨버터(103), 인버터(109) 및 인버터 제어부(107)로 구성되는 인버터 회로부(108), 배터리 팩 내부의 각 배터리들의 상태감지 및 출력을 제어하는 PCM(Protection Circuit Module)(170)이 설치된다.

또한 평판 프레임(149)의 좌측부에는 전기소켓(180)이 설치되는 전기소켓 설치부(153)가 설치되며, 전기소켓 설치부(153)의 상부면에 전기소켓(180)이 안착되어 볼트 너트에 의하여 결합된다.

또한 배터리 수용부(112)의 내부에 배터리 팩(150)이 수납된 후에 배터리 수용부(112)의 양쪽 상부면 사이에 배터리 팩 고정판(130)이 설치되어 배터리 팩(150)이 유동되는 것을 방지한다. 또한 배터리 팩 고정판(130)의 상부면에는 단자대 설치판(133)이 설치되고, 단자대 설치판(133)의 상면에는 배터리 감시단자대(130)와 출력 단자대(132)가 설치된다.

또한 스위치 박스(143), (144)에 스위치들이 설치된 후 스위치 박스가 설치된 측벽과 평행하게 DC-DC 컨버터(103), 인버터 회로부(108), PCM(170)이 평판 프레임(149)에 일렬로 설치되고, 전기소켓(180)이 전기소켓 설치부(153)에 설치되고, 전기부품들간에 전기배선의 연결이 완성되면 이들 부품들 및 배선들을 보호하기 위하여 보호커버(190)를 설치한다.

보호커버(190)는 4각형의 판 형태로 이루어지며, 외주면은 보호프레임(111)의 외주면과 일치하도록 형성되고, 보호 프레임(111)이 형성하는 내부 공간을 덮음으로써 내부 공간에 설치된 장치들을 보호한다. 또한 보호커버(190)에는 복수개의 절개부들이 형성됨으로써 보호프레임(111)의 내부 공간에 발생된 열을 외부로 확산시킨다. 또한 보호커버(190)에는 전기소켓(180)의 플러그 삽입부(181), (182)가 외부로 노출되도록 원형 관통공(181'), (182')이 형성되며, 전기소켓(180)의 스위치(183)가 외부로 노출되도록 4각 관통공(183')이 형성된다.

또한 일렬로 배치된 DC-DC 컨버터(103), 인버터 회로부(108), PCM(170)의 직상부의 보호커버(190)에는 직사각형의 개구부(191)가 형성되어 있으며, 개구부(191)에는 개구부(191)보다 크게 형성된 탈착부(192)가 나사에 의하여 탈부착되게 된다.

DC-DC 컨버터(103), 인버터 회로부(108), 고장율이 높은 전자장치로서 평소에는 탈착부(192)로 개구부(191)를 덮음으로써 내부 전자장치에 이물질 등이 유입되지 않도록 하여 고장 발생 요인을 감소시키고, 고장이나 점검이 필요한 경우 탈착부(192)를 개구부(191)로부터 분리시킴으로써 개구부(191)의 직하부에 있는 전자장치들을 용이하게 점검할 수 있도록 한다.

특히 DC-DC컨버터(103)는 배터리 팩(150)의 SOC(State Of Charge)와, 충전전압 등을 표시하도록 하는 디스플레이 패널(105)이 설치되어 있어 탈착부(192)를 분리시킴으로써 간단히 디스플레이 패널(105)의 표시 내용을 확인할 수 있도록 한다.

본 발명에서 PCM(170)은 배터리 팩(150)의 입출력되는 전압과 전류를 검출하여 과충전과 과방전 상태에서 배터리 팩(150)의 입출력을 차단하며, 배터리 팩을 구성하는 배터리들의 충전과 방전시에 균형 있게 충전 또는 방전이 일어나도록 한다.

도 4는 본 발명의 PCM의 동작을 설명하는 회로도이다.

배터리(B1) 내지 배터리(B8) 각각은 복수개의 배터리들이 병렬 연결되어 외부적으로는 하나의 배터리로 취급할 수 있는 것이며, 배터리(B1) 내지 배터리(B8)는 직렬 연결되어 있다. 또한 직렬 연결된 배터리(B1) 내지 배터리(B8)의 양단에는 충방전 입출력 단자(a), (b)가 연결되며, 입출력단자(a)와 배터리(B1)의 양극 사이에는 릴레이 스위치(ry1)가 설치되며, 배터리(B1)와 배터리(B2) 접점과 입출력단자(a)는 릴레이 스위치(ry2)가 설치되어 서로 연결되며 배터리(B1)와 1배터리(B2) 접점과 입출력단자(b)는 릴레이 스위치(ry2')가 설치되어 서로 연결된다. 또한 배터리(B2)와 배터리(B3) 접점과 입출력단자(a)는 릴레이 스위치(ry3)가 설치되어 서로 연결되며 배터리(B2)와 배터리(B3) 접점과 입출력단자(b)는 릴레이 스위치(ry3')가 설치되어 서로 연결된다. 또한 배터리(B3)와 배터리(B4) 접점과 입출력단자(a)는 릴레이 스위치(ry4)가 설치되어 서로 연결되며 배터리(B3)와 배터리(B4) 접점과 입출력단자(b)는 릴레이 스위치(ry4')가 설치되어 서로 연결된다. 또한 배터리(B4)와 배터리(B5) 접점과 입출력단자(a)는 릴레이 스위치(ry5)가 설치되어 서로 연결되며 배터리(B4)와 배터리(B5) 접점과 입출력단자(b)는 릴레이 스위치(ry5')가 설치되어 서로 연결된다. 또한 배터리(B5)와 배터리(B6) 접점과 입출력단자(a)는 릴레이 스위치(ry6)가 설치되어 서로 연결되며 배터리(B5)와 배터리(B6) 접점과 입출력단자(b)는 릴레이 스위치(ry6')가 설치되어 서로 연결된다. 또한 배터리(B6)와 배터리(B7) 접점과 입출력단자(a)는 릴레이 스위치(ry7)가 설치되어 서로 연결되며 배터리(B6)와 배터리(B7) 접점과 입출력단자(b)는 릴레이 스위치(ry7')가 설치되어 서로 연결된다. 또한 배터리(B7)와 배터리(B8) 접점과 입출력단자(a)는 릴레이 스위치(ry8)가 설치되어 서로 연결되며 배터리(B8의 음극과 입출력단자(b) 사이에는 릴레이 스위치(ry8')가 설치되어 서로 연결된다.

또한 PCM(170)의 내부에는 각각의 배터리(B1) 내지 배터리(B8)의 양극과 음극 사이에 설치된 저항(r1) 내지 저항(r8)로부터 검출되는 전압을 입력받아 각각의 배터리 상태를 검출하는 배터리 상태 검출모듈(171)과, 입출력단자(a), (b)의 전압 상태를 입력받아 배터리 팩(150) 전체에 대한 과충전 및 과방전을 방지하는 과충방전 방지모듈(172)과, 배터리 상태 검출모듈(171)로부터 특정 배터리가 다른 배터리들에 비하여 전압이 낮은 경우 충전 시에 특정 배터리를 먼저 충전하도록 하는 배터리 균형유지모듈(173)을 구비한다. 배터리 균형유지모듈(173)에서 특정 배터리만을 먼저 구동하도록 제어신호가 발생되면 릴레이 구동부(175)에 특정 릴레이 스위치들이 동작되도록 제어신호를 전달한다. 예를 들어 배터리(B3)의 충전전압이 낮은 경우 충전모드에서 배터리 균형유지모듈(173)은 배터리(B3)를 먼저 충전시키기 위하여 릴레이 스위치(ry3)와 릴레이 스위치(ry4')가 닫히도록 릴레이 구동부(175)에 구동신호를 공급하고, 릴레이 구동부(175)는 구동신호에 따라서 릴레이 스위치(ry3)와 릴레이 스위치(ry4')를 닫게 됨으로써 입출력단자(a), (b) 사이에 인가되는 충전전압이 배터리(B3)의 양극과 음극에 인가되게 됨으로써 배터리(B3)만이 충전되게 된다.

이와 같은 배터리(B3)의 충전 중에 배터리(B3)의 양단전압이 배터리 상태 검출모듈(171)에 입력되고, 기설정된 값 이상으로 충전되게 되어 다른 배터리들과 평형상태가 유지되게 되면 배터리 균형유지모듈(173)은 릴레이 스위치(ry3)와 릴레이 스위치(ry4')를 개방시키는 구동신호와 릴레이스위치(ry1), (ry8')를 닫도록 하는 구동신호를 발생시켜 릴레이 구동부(175)에 출력한다. 이러한 구동신호에 의하여 릴레이 구동부(175)는 배터리(B3)의 양극과 음극에 연결된 릴레이 스위치(ry3)와 릴레이 스위치(ry4')를 개방시키고, 릴레이스위치(ry1), (ry8')를 닫도록 함으로써 배터리 팩(150) 전체에 대하여 충전을 시키게 된다. 이와 같이 특정의 배터리의 충전이 다른 배터리들에 비하여 낮을 때 PCM(170)은 특정 배터리에 대하여 우선적으로 충전함으로써 다른 배터리들과 균형을 맞추게 된다. 이러한 과정은 방전시에도 동일하게 이루어진다. 특정 배터리의 전압이 다른 배터리들에 비하여 높을 때 특정 배터리를 다른 배터리들보다 선행하여 방전시킨 후 다른 배터리들과 균형이 맞아질 때 전체 전압을 방전시키도록 구성하여 배터리들의 균형을 맞출 수 있다.

PCM(170)과 배터리들 사이에는 도 4에 도시된 바와 같이 많은 배선이 설치되고, 이러한 배선은 감시단자대(130)와 출력 단자대(132)에 연결된다. 출력 단자대(132)에는 입출력단자(a), (b)가 결선되고, 감시단자대(130)에는 배터리들이 연결되는 접점들로부터 인출되는 인출선들이 결선된다.

또한 본 발명의 PCM(170)의 간이적인 형태로 각각의 배터리들의 전압이 배터리 상태검출모듈(170)에 입력되지 않고, 관리자가 각각의 배터리들의 전압을 측정하고, 릴레이 구동부에서 특정의 릴레이들이 동작되도록 조작함으로써 배터리들의 균형을 이루게 할 수 있음은 본 발명으로부터 돌출될 수 있는 당연한 변형설계라 할 수 있다.

또한 배터리 상태 검출모듈(171)은 배터리 각각의 전압뿐만 아니라 배터리 팩(150) 전체에 대한 전압과 전류를 검출할 수 있으며, 이러한 전압 전류는 과충방전 방지모듈(172)로 전송되며, 과충방전 방지모듈(172)은 충방전 전류, 전압이 기설정된 값에 도달하며, 릴레이스위치(ry1), (ry8')를 개방시킴으로써 입출력단자(a), (b)와 배터리 팩(150)을 분리시키게 된다.

이와 같이 PCM(170)은 배터리들 각각에 대하여 균형을 맞추면서 과충방전으로부터 배터리들이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예의 조립된 상태를 나타내는 사시도이다.

도 5에 도시된 본 발명의 휴대용 충방전장치(100)에서 케이스(110)의 내부에 배터리 팩(150)과 DC-DC 컨버터(104), 인버터 회로부(108), PCM(170) 등의 전자회로가 수납된 후에 보호커버(190)에 덮여지게 되고, 덮개(120)로 보호커버(190)를 덮은 후에 케이스(110)와 결합시킴으로써 가방형태로 휴대하여 이동할 수 있다. 사용시에는 덮개(120)를 케이스(110)로부터 열고, 충전할 것인지 방전할 것인지에 따라서 입력단자들과 소켓(181)을 사용한다. 전선(195)은 태양광 발전전기로 휴대용 충방전장치(100)를 충전하기 위한 것으로, 집진기(111)와 연결되고, 전선(195)의 단부는 도 4의 입출력단자(a), (b)와 연결되는 단자들과 결합된다. 또한 단자(196)는 그리드와 연결시켜 휴대용 충방전장치(100)를 충전시키기 위한 입력단자들이다. 또한 스위치(197)는 배터리 팩(150)의 입출력단자(a), (b)의 전원선을 스위칭하는 메인 스위치이다.

100: 휴대용 충방전장치
101: 충전부
102: 집전기
103: DC/DC 컨버터
104: 방열판
107: 인버터 제어기
108: 인버터 회로부
109: 인버터
110: 케이스
111:보호프레임
112: 배터리 수용부
113:개폐벽
120: 상부덮개
140: 사각개구부
143, 144: 스위치 박스
146, 147: 소켓
149: 평판 프레임
150: 배터리 팩
151, 152: 절곡편
170: PCM
180: 전기소켓

Claims

그리드(GRID)의 충전전기와 태양광 발전장치(PV Array)로부터 충전전기를 모두 이용하여 충전할 수 있으며, 부하가 설치된 장소까지 휴대하여 이동할 수 있도록 구성되는 휴대용 충방전장치에 있어서;
케이스;
케이스 내부에 설치되는 배터리 팩;
상기 케이스의 바닥면에 이격되며 상기 바닥면에 평행하게 설치되는 평판 프레임;
상기 평판 프레임 상부에 설치되며 상기 케이스 내부에 상기 배터리 팩과 격리되도록 설치되어 입력되는 DC 전원을 상기 배터리 팩을 충전시키기 위한 충전전원으로 변환하는 DC-DC 컨버터;
상기 평판 프레임 상부에 설치되며 상기 배터리 팩에 충전전원을 외부의 AC 부하(Load)에 공급하도록 AC 전원으로 변환하는 인버터 회로부;
상기 평판 프레임 상부에 설치되며 상기 배터리 팩이 과충전 또는 과방전이 될 경우 상기 배터리 팩의 충전 또는 방전을 차단하는 PCM(Protection Circuit Module);
상기 DC-DC 컨버터의 입력부에 연결되어 태양광 전지판(PV Array)으로 발생된 전기를 집진하는 집진기와 연결되는 입력단자들;
상기 DC-DC 컨버터의 입력부에 연결되어 그리드(GRID)의 충전기와 연결되는 입력단자들;
상기 인버터 회로부의 출력단자들과 연결되는 전기 소켓;
상기 케이스의 상부면을 덮어 상기 케이스 내부에 설치되는 배터리 팩과 상기 DC-DC 컨버터, 상기 인버터 회로부, 상기 PCM을 보호하며, 상기 집진기와 연결되는 입력단자들과, 상기 충전기와 연결되는 입력단자들과, 상기 전기 소켓이 외부에 노출되도록 설치되는 보호커버를 포함하고,
상기 DC-DC 컨버터, 인버터 회로부, 상기 PCM은 상기 평판 프레임에 일렬로 배치되며,
상기 보호 커버 중 상기 DC-DC 컨버터, 인버터 회로부, 상기 PCM이 일렬로 설치되는 직 상부에는 4각형의 개구부가 형성되고, 상기 4각형의 개구부에 탈착부가 떨어지거나 붙거나 함으로써 상기 4각형의 개구부가 개방되거나 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 휴대용 충방전 장치.
청구항1에 있어서, 상기 평판 프레임에는 4각형상의 개구부가 형성되며, 상기 DC-DC 컨버터의 방열판으로부터 방열되는 열이 상기 개구부를 통하여 유출됨으로써 방열되는 것을 특징으로 하는 휴대용 충방전 장치.
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