KR101571108B1 - 휴대용 비상 전원 공급 장치 - Google Patents

휴대용 비상 전원 공급 장치 Download PDF

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김준호
권윤혁
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엘에스엠트론 주식회사
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
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Abstract

본 발명은 휴대용 비상 전원 공급 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치가 케이스 안에 내장되어 있는 휴대용 비상 전원 공급 장치는, 입력전압 및 입력전류를 변환하여 충전전류를 조절함으로써 필요한 전압을 출력하는 어댑터를 이용해 전압을 상기 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치에 충전하는 충전부; 상기 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치에 충전된 전압을, 고출력 방전을 통해, 방전된 차량의 배터리에 공급하여 방전된 차량의 시동을 걸어주는 방전부; 및 상기 방전된 차량에 전압을 공급하기 위해 상기 방전된 차량의 배터리 전극과 접촉하는 양극단자 및 음극단자로 구성되는 전극 단자부;를 포함한다.

Description

휴대용 비상 전원 공급 장치{PORTABLE EMERGENCY POWER SUPPLY DEVICE}
본 발명은 휴대용 비상 전원 공급 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방전된 차량 등에 비상 전원을 공급하여 시동을 걸 수 있도록 돕는 휴대용 비상 전원 공급 장치에 관한 것이다.
차량에 설치되는 어플리케이션 예를 들어, 네비게이션, 블랙박스, 고속도로 단말기 등의 증가로 인해 전장 부하가 많아져 배터리의 방전 사례가 증가하고 있다. 이에 따라 특히, 겨울철에는 배터리 방전으로 인해 손해보험사의 긴급 출동 서비스가 빈번히 발생하고 있는 실정이다.
하지만 이와 같은 긴급 서비스를 이용할 경우 사용자는 인건비와 출장비 등의 추가 비용을 지불해야 하는 비용 측면에서의 부담이 증가한다. 그리고, 다른 차량의 도움을 받아 방전된 배터리를 직접 충전할 경우에는 점프 작업의 미숙으로 인해 점프 케이블의 극성을 반대로 연결하여 다른 전기 장치들이 고장나거나 안정적인 점프 작업에 있어서의 불편함이 존재한다.
그리고 방전된 차량의 배터리에 연결하여 차량의 시동을 걸 수 있게 도와주는 휴대용 배터리의 경우에는 충전시 수 시간이 필요하여 긴급한 상황에 대응이 불가능하며, 방전된 차량의 배터리에 전원을 공급하기 위해 상기 휴대용 배터리를 연결할 경우 전압 차이로 인한 스파크가 발생하여 작업에 어려움이 있다.
또한, 직접 충전을 위해서 필요한 점프 케이블을 상시 휴대해야 하는 불편함이 존재하며, 휴대용 배터리는 무거워 휴대가 용이하지 않다는 문제점이 있다.
한국등록특허 제10-1144101호(2012.05.24 공고)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 충방전 특성이 우수하면서 무게가 가벼운 고정전용량 저장장치를 이용한 휴대용 비상 전원 공급 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 휴대용 비상 전원 공급 장치의 극성을 육안으로 쉽게 확인할 수 있게 하여 안정적인 점프 작업을 가능하게 하는 휴대용 비상 전원 공급 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 케이블을 별도로 휴대하지 않아도 충전이 가능한 휴대용 비상 전원 공급 장치를 제공하여 제품의 휴대성을 향상시키는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치가 케이스 안에 내장되어 있는 휴대용 비상 전원 공급 장치는, 입력전압 및 입력전류를 변환하여 충전전류를 조절함으로써 필요한 전압을 출력하는 어댑터를 이용해 전압을 상기 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치에 충전하는 충전부; 상기 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치에 충전된 전압을, 고출력 방전을 통해, 방전된 차량의 배터리에 공급하여 방전된 차량의 시동을 걸어주는 방전부; 및 상기 방전된 차량에 전압을 공급하기 위해 상기 방전된 차량의 배터리 전극과 접촉하는 양극단자 및 음극단자로 구성되는 전극 단자부;를 포함한다.
상기 고출력 방전은, 준중형급 차량의 경우 1.4kW 이상이고, 대형 차량의 경우 2.5kW 이상일 수 있다.
상기 휴대용 비상 전원 공급 장치는, 충전 완료 및 사용가능 여부를 판별하는 LED 알람부;를 더 포함할 수 있다.
상기 휴대용 비상 전원 공급 장치는, 상기 전극 단자부의 양극단자 또는 음극단자를 이동시킬 수 있는 전극 단자 이동부;를 더 포함할 수 있다.
상기 LED 알람부는, 휴대용 비상 전원 공급 장치의 충전이 완료되어 사용 가능할 경우 녹색으로 표시될 수 있다.
상기 LED 알람부는, 휴대용 비상 전원 공급 장치가 충전 중일 경우 주황색으로 표시될 수 있다.
상기 LED 알람부는, 방전된 차량의 배터리 전극 단자와 상기 휴대용 비상 전원 공급 장치의 전극 단자부가 바르게 연결되지 않을 경우 빨간색으로 표시될 수 있다.
상기 LED 알람부는 전극 단자부 중 양극 단자가 위치한 케이스의 일측에 형성될 수 있다.
상기 LED 알람부는 전극 단자부 중 음극 단자가 위치한 케이스의 일측에 형성될 수 있다.
상기 휴대용 비상 전원 공급 장치는 전극 단자 버튼을 더 포함하며, 상기 전극 단자 버튼을 누르면 상기 전극 단자부는 케이스 내부에 은폐될 수 있다.
상기 휴대용 비상 전원 공급 장치는, 고정전용량 저장장치의 균일한 전압 유지를 위한 밸런싱 회로; 및 과충전을 방지하는 과충전 방지회로;를 더 포함할 수 있다.
상기 휴대용 비상 전원 공급 장치는, 온(ON), 오프(OFF)로 제어하여 방전된 차량의 배터리에 전압을 공급하는 전원 제어 스위치;를 더 포함할 수 있다.
상기 전원 제어 스위치는, 방전된 차량의 배터리 전극 단자와 휴대용 비상 전원 공급 장치의 전극 단자부 간에 접촉이 바르게 되었을 경우 온(ON)으로 위치시켜 상기 방전된 차량의 배터리에 전압을 공급할 수 있다.
상기 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치는, 직류-등가 직렬 저항이 상온에서 21.4mΩ 이하일 수 있다.
이때, 상기 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치는, 울트라 커패시터 중형 셀을 다수 개 연결하여 58F 이상의 정전용량을 가질 수 있다.
상기 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치는, 직류-등가 직렬 저항이 상온에서 12mΩ 이하일 수 있다.
이때, 상기 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치는, 울트라 커패시터 대형 셀을 다수 개 연결하여 240F 이상의 정전용량을 가질 수 있다.
상기 전극 단자부에 포함되는 케이블은, 도체 공칭단면적이 10SQMM 이상일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른, 휴대용 비상 전원 공급 장치는, 전압을 충전하고 방전된 차량의 배터리로 그 충전된 전압을 공급하는 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치를 포함하고, 상기 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치는, 직류-등가 직렬 저항이 상온에서 21.4mΩ 이하이다.
이때, 상기 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치는, 울트라 커패시터 중형 셀을 다수 개 연결하여 58F 이상의 정전용량을 가질 수 있다.
상기 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치는, 직류-등가 직렬 저항이 상온에서 12mΩ 이하일 수 있다.
이때, 상기 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치는, 울트라 커패시터 대형 셀을 다수 개 연결하여 240F 이상의 정전용량을 가질 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 휴대용 비상 전원 공급 장치는 고정전용량 저장장치를 연결하여 사용하므로 배터리 대비 충전시간이 짧아 수분 내로 필요한 상황에 바로 사용 가능하다.
또한, 본 발명은, 육안으로 극성을 쉽게 확인 가능하므로 점프 작업시 극성을 반대로 연결하여 발생하는 문제를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 휴대용 비상 전원 공급 장치를 사용하지 않을 경우 전극 단자부를 은폐하여 외부로부터 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 전원 제어 스위치를 사용해 전극 단자간의 올바른 접촉을 확인 후 전압을 공급함으로써 배터리 손상 방지 및 사용자의 안전성을 향상시키는 효과가 있다.
그리고, 충전된 휴대용 비상 전원 공급 장치의 사용 가능 여부를 판별해주는 알람 기능이 있어 충전 완료 여부 및 사용 가능 여부 판별이 가능하다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대용 비상 전원 공급 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 어댑터와 휴대용 비상 전원 공급 장치의 결합을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대용 비상 전원 공급 장치의 평면도(a) 및 저면도(b),
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대용 비상 전원 공급 장치의 저면도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대용 비상 전원 공급 장치와 차량용 배터리의 결합을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대용 비상 전원 공급 장치를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대용 비상 전원 공급 장치의 측면도,
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전극 단자부를 나타낸 도면,
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 손잡이가 형성된 휴대용 비상 전원 공급 장치의 케이스 상부를 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 또 따른 실시 예에 따른 손잡이가 형성된 휴대용 비상 전원 공급 장치의 케이스 상부를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대용 비상 전원 공급 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시 예에 따른 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)는 충전부(110), 방전부(120), 전극 단자부(130), LED 알람부(140), 밸런싱 회로(150), 과충전 방지회로(160) 및 전원 제어 스위치(170)를 포함할 수 있다.
본 실시 예에 따른 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)는 1개 또는 2개 이상의 고정전용량 저장장치가 직렬,병렬 및 직병렬 혼합 구조로 연결되어 케이스(101) 안에 내장된 모듈 형태일 수 있다. 이때, 상기 고정전용량 저장장치는 울트라 커패시터(Ultra Capacitor : UC), 슈퍼 커패시터(Super Capacitor : SC), 전기이중층 커패시터(Electric Double Layer Capacitor: EDLC) 등 일 수 있다.
또한 기존 방전된 차량의 배터리를 충전하기 위한 배터리는 일반 승용차용(12V, 80Ah)인 경우 15kg정도이며, SUV 차량용(12V, 90Ah)인 경우 20kg 정도의 무게를 가지고 있지만, 본 실시 예에 따른 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)는 3kg 이하의 무게로 휴대성이 용이하다.
배터리가 방전된 차량의 시동시에 해당 차량의 스타터 모터에서 요구하는 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 출력은 차량의 종류별로 상이하다. 준중형급 차량의 스타터 모터에서 실질적으로 요구하는 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 출력은 약 1.4kW 이상이다. 준중형급 차량은 배기량이 1000cc 이상에서 1600cc 미만의 차량을 의미한다. 3000cc급 디젤 차량의 스타터 모터에서 실질적으로 요구하는 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 출력은 약 2.5kW 이상이다. 3000cc급 디젤 차량의 시동을 걸 수 있는 출력이면 모든 종류의 가솔린 차량의 시동을 걸 수 있다. 즉 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 출력이 약 2.5kW 이상이면, 앞서 설명한 준중형급 가솔린 차량뿐만 아니라, 1000cc 미만의 소형 가솔린 차량, 그리고 1600cc 이상의 배기량을 갖는 중형 및 대형 가솔린 차량의 시동을 걸 수 있다. 따라서 2000cc 이상의 대형 차량의 경우 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 출력은 약 2.5kW 이상이면 된다.
울트라 커패시터 중형 셀로 구성한 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 고정전용량 저장장치는, 준중형급 차량에 사용하기 위해, 저온(-40℃ ~ 0℃)에서 직류-등가 직렬 저항(DC-ESR(equivalent series resistance))이 32mΩ 이하인 것이 바람직하다. 배터리가 방전된 차량의 시동을 걸 때 고정전용량 저장장치의 시동 충전 전압(V)은 약 13.5V이고, 이때 상술한 바와 같이 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 출력이 1.4kW 이상이 되기 위해서는, 저온(-40℃ ~ 0℃)에서 고정전용량 저장장치의 직류-등가 직렬 저항은 32mΩ 이하이어야 한다. 32mΩ을 초과하는 경우, 예를 들어 33mΩ인 경우, 저온(-40℃ ~ 0℃)에서 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 출력은 아래 표1에서 보는 바와 같이, 1.38kW로서 응급 시동이 되지 않는다. 저온(-40℃ ~ 0℃)에서 고정전용량 저장장치의 직류-등가 직렬 저항이 32mΩ 이하인 경우, 울트라 커패시터에 사용하는 전해질이 외부 온도에 따라 이온의 활동성에 영향을 미쳐 상온에서 해당 고정전용량 저장장치의 직류-등가 직렬 저항은 줄어들어 아래 표1과 같이 21.4mΩ 이하가 된다. 즉 상온 기준으로, 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 고정전용량 저장장치는 직류-등가 직렬 저항이 21.4mΩ 이하인 것이 바람직하다. 상온에서 직류-등가 직렬 저항이 21.4mΩ이면 표1과 같이 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 출력은 2.13kW이므로 요구 출력을 만족한다.
구분 출력 용량 시동 충전 전압 저항
단위 kW F V mΩ
-40℃~0℃의 저온 UC 중형 셀 모듈 1.42 58.0 13.5 32
1.38 58.0 13.5 33
상온 UC 중형 셀 모듈 2.13 58.0 13.5 21.4
2.07 58.0 13.5 22
울트라 커패시터 중형 셀로 구성한 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 고정전용량 저장장치는 저온(-40℃ ~ 0℃)에서 직류-등가 직렬 저항이 32mΩ 이하, 다른 표현으로, 상온에서 직류-등가 직렬 저항이 21.4mΩ 이하가 되기 위해, 표1에 기재된 바와 같이, 울트라 커패시터 중형 셀 다수 개를 직렬 또는 병렬로 연결하여 구성하면 된다. 울트라 커패시터 중형 셀은 350F ~ 450F의 정전 용량을 가지며 단방향 단자(양, 음극)인 울트라 커패시터를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 일반적으로 350F ~ 450F의 정전 용량을 갖는 울트라 커패시터가 주로 중형 셀로 사용된다. 예를 들어, 준중형급 차량의 응급 시동을 걸기 위해, 350F의 정전 용량을 갖는 울트라 커패시터 6 개를 직렬로 연결하여 58F 이상의 정전 용량을 만들 수 있다. 울트라 커패시터 중형 셀을 가지고 고정전용량 저장장치를 구성하기 위한 최소 사양으로, 상온에서 직류-등가 직렬 저항이 21.4mΩ 이하이며(또는 저온에서 직류-등가 직렬 저항이 32mΩ 이하), 정전용량 58F 이상을 가지고, 정격 전압 13.5V 이상으로 구성해야 한다. 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)에서 차량의 스타터 모터를 움직이기 위한 출력을 제공하기 위해서는, 상온에서 고정전용량 저장장치의 직류-등가 직렬 저항은 21.4mΩ 이하로 구성해야 하며(또는 저온에서 직류-등가 직렬 저항이 32mΩ 이하), 이때 정전용량은 58F 이상이어야 한다. 울트라 커패시터 등의 고정전용량 저장장치를 이용하여 차량의 시동을 걸기 위해서는, 차량에서 요구되는 출력을 충분히 유지해야 한다. 차량에서 요구되는 출력을 유지하기 위해서는 정전용량을 고려해야 한다. 즉, 울트라 커패시터 중형 셀로 구성한 고정전용량 저장장치의 경우, 준중형 차량의 시동을 걸기 위해 최소 58F 이상의 정전용량을 가져야 차량에서 요구되는 출력을 충분한 시간(약 2초 이상) 동안 유지할 수 있다. 한편, 정격 전압이 2.8V인 울트라 커패시터 중형 셀의 경우 최소 5개 이상 구성해야 고정전용량 저장장치의 정격 전압(즉, 13.5V)을 만족하는 안전한 사용이 가능하다. 만약 정격 전압이 2.8V인 울트라 커패시터 중형 셀의 개수를 5개 미만으로 할 경우, 시동 충전 전압(V)인 13.5V를 충족할 수 없어 시동 모듈로서 사용이 불가능하다.
3000cc급 디젤 차량에 사용하기 위해 울트라 커패시터 대형 셀로 구성한 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 고정전용량 저장장치는, 저온(-40℃ ~ 0℃)에서 직류-등가 직렬 저항이 18mΩ 이하인 것이 바람직하다. 배터리가 방전된 차량의 시동을 걸 때 고정전용량 저장장치의 시동 충전 전압(V)은 약 13.5V이고, 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 실질적으로 요구되는 출력은 약 2.5kW 이상이다. 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 출력이 2.5kW 이상이 되기 위해서는, 저온(-40℃ ~ 0℃)에서 고정전용량 저장장치의 직류-등가 직렬 저항은 18mΩ 이하이어야 한다. 18mΩ을 초과하는 경우, 예를 들어 19.5mΩ인 경우, 저온(-40℃ ~ 0℃)에서 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 출력은 아래 표2에서 보는 바와 같이 2.34kW로서 응급 시동이 되지 않는다. 저온(-40℃ ~ 0℃)에서 고정전용량 저장장치의 직류-등가 직렬 저항이 18mΩ 이하인 경우, 울트라 커패시터에 사용하는 전해질이 외부 온도에 따라 이온의 활동성에 영향을 미쳐 상온에서 해당 고정전용량 저장장치의 직류-등가 직렬 저항은 줄어들어 아래 표2와 같이 12mΩ이 된다. 즉 3000cc급 디젤 차량에 사용하기 위한 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 고정전용량 저장장치는 상온 기준으로 직류-등가 직렬 저항이 12mΩ 이하인 것이 바람직하다. 상온에서 직류-등가 직렬 저항이 12mΩ이면 표2와 같이 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 출력은 3.8kW이므로 요구 출력을 만족한다.
구분 출력 용량 시동 충전 전압 저항
단위 kW F V mΩ
-40℃~0℃의 저온 UC 대형 셀 모듈 2.53 240 13.5 18
2.34 240 13.5 19.5
상온 UC 대형 셀 모듈 3.80 240 13.5 12
3.50 240 13.5 13
3000cc급 디젤 차량에 사용하기 위해 울트라 커패시터 대형 셀로 구성한 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 고정전용량 저장장치는 저온(-40℃ ~ 0℃)에서 직류-등가 직렬 저항이 18mΩ 이하, 다른 표현으로, 상온에서 직류-등가 직렬 저항이 12mΩ 이하가 되기 위해, 표2에 기재된 바와 같이, 울트라 커패시터 대형 셀 다수 개를 직렬 혹은 병렬로 연결하여 구성하면 된다. 울트라 커패시터 대형 셀은 650F ~ 3400F의 정전 용량을 가지며 양방향 단자(양, 음극)인 실린드리컬 타입(cylindrical type)의 울트라 커패시터를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 일반적으로 650F ~ 3400F의 정전 용량을 갖는 울트라 커패시터가 주로 대형 셀로 사용된다. 예를 들어, 3000cc급 디젤 차량의 응급 시동을 걸기 위해, 1200F의 정전 용량을 갖는 울트라 커패시터 5 개를 직렬로 연결하여 240F 이상의 정전 용량을 만들 수 있다. 울트라 커패시터 대형 셀을 가지고 고정전용량 저장장치를 구성하기 위한 최소 사양으로 상온에서 직류-등가 직렬 저항이 12mΩ이하이며, 정전용량 240F 이상을 가지고, 정격 전압 13.5V 이상으로 구성해야 한다. 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)에서 차량의 스타터 모터를 움직이기 위한 출력을 제공하기 위해서는 상온에서 고정전용량 저장장치의 직류-등가 직렬 저항이 12mΩ 이하가 되도록 구성해야 하며(또는 저온에서 직류-등가 직렬 저항이 12mΩ 이하), 이때 정전용량이 240F 이상이어야 한다. 울트라 커패시터 등의 고정전용량 저장장치를 이용하여 차량의 시동을 걸기 위해서는, 차량에서 요구되는 출력을 충분히 유지해야 한다. 차량에서 요구되는 출력을 유지하기 위해서는 정전용량을 고려해야 한다. 즉, 울트라 커패시터 대형 셀로 구성한 고정전용량 저장장치의 경우, 3000cc급 디젤 차량의 시동을 걸기 위해 최소 240F 이상의 정전용량을 가져야 차량에서 요구되는 출력을 충분한 시간(약 5초 이상) 동안 유지할 수 있다. 한편, 정격 전압이 2.7V인 울트라 커패시터 대형 셀의 경우 최소 5개 이상을 구성해야 고정전용량 저장장치의 정격 전압(즉 13.5V)을 만족하는 안전한 사용이 가능하다. 만약 울트라 커패시터 대형 셀의 개수를 5개 미만으로 구성할 경우, 시동 충전 전압(V)인 13.5V를 충족할 수 없어 시동 모듈로서 사용이 불가능하다.
충전부(110)는 어댑터를 통해 차량에 연결하여 전압을 충전할 수 있으며, 사전에 어댑터를 통해 충전이 된 상태에서 방전된 차량의 배터리의 양극단자 및 음극단자와 접촉시킨 후 충전된 전압을 방전된 차량의 배터리에 공급하여 차량의 시동을 걸 수 있도록 충전된 전압을 방전부(120)로 전달할 수 있다. 또는 충전부(110)는 직접 납축전지 혹은 파워서플라이 등에 연결되어 전압을 충전할 수 있다.
상기 충전부(110)는 어댑터와 연결되어 전압을 충전할 수 있는 다양한 형태를 가질 수 있다.
이때, 상기 어댑터는 차량용 시거잭 또는 USB 잭 중 어느 하나일 수 있으며, 상기 어댑터는 입력전압 및 입력전류를 변환하여 충전전류를 조절함으로써 필요한 전압을 출력하여 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 충전을 수행할 수 있다. 또한, 상기 어탭터는 가정에서 플러그를 연결하여 사용 가능한 형태일 수도 있다.
상기 충전부(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 휴대용 비상 전원 공급 장치 케이스(101)의 일 측면에 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 어댑터와 휴대용 비상 전원 공급 장치의 결합을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 충전부(110)는 휴대용 비상 전원 공급 장치의 일 측면에 형성되어 어댑터(230)와 연결되어 충전을 수행할 수 있다. 이때, 본 실시 예에서 상기 충전부(110)는 상기 어댑터(230)가 USB 형태임에 따라 그 입력단자가 USB 형태인 것으로 도시하였지만 이에 한하지 않으며, 어댑터(230)의 형태(USB, 시거잭 등)에 따라 상기 어댑터(230)에 연결되어 충전을 수행할 수 있는 다양한 형태를 가질 수 있다.
방전부(120)는 상기 충전부(110)를 통해 충전된 전압을 전극 단자부(130)의 양극 단자(131) 및 음극 단자(133)와 방전된 차량의 배터리 양극 단자 및 음극 단자를 연결함으로써 충전된 전압을 방전된 차량의 배터리에 공급하여 방전된 차량의 시동을 걸어주는 역할을 한다.
즉, 방전된 차량의 배터리 전극(도 5의 211, 213)과 휴대용 비상 전원 공급 장치의 전극 단자(도 5의 131, 133)를 연결하여 접촉시킨 후, 방전된 차량의 시동을 걸면 방전부(120)는 충전된 전압을 고출력 방전을 통해 방전된 차량의 배터리(도 5의 200)에 제공함으로써 시동을 걸 수 있다. 고출력 방전이란 준중형급(배기량 1000cc 이상 ~ 1600cc 미만) 차량의 경우 스타터 모터를 구동할 수 있는 전력(1.4kW 이상)을 짧은 시간 동안 방전된 차량에 제공하는 것을 말하며, 준중형급 이상의 대형 차량(배기량 2000cc 이상)의 경우 스타터 모터를 구동할 수 있는 전력(2.5kW 이상)을 짧은 시간 동안 방전된 차량에 제공하는 것을 말한다.
전극 단자부(130)는 방전된 차량의 배터리 전극 단자와 서로 같은 전극을 갖는 단자끼리 접촉시켜 방전된 차량의 시동을 걸 수 있는 역할을 하는 구성으로써, 1개 또는 2개 이상의 고정전용량 저장장치가 직렬, 병렬 및 직병렬 혼합 구조로 연결되어 내장된 케이스(101)의 외부 일측에 형성될 수 있다.
이때, 상기 전극 단자부(130)는 안전을 고려하여 배터리 전극 단자와 접촉되는 일측을 제외한 타측은 절연물질을 도포하거나, 절연케이스를 부착할 수 있다.
또한, 상기 전극 단자부(130)는 케이스(101)의 내부로 은폐시킬 수 있다. 즉, 상기 전극 단자부(130)는 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)를 사용하지 않을 시에는 케이스(101) 내부로 은폐시켜 보호함으로써 전극 단자부(130)가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 상기 전극 단자부(130)를 은폐시키는 동작 및 구성은 도 3을 통해 후술하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대용 비상 전원 공급 장치의 평면도(a) 및 저면도(b)를 나타낸 도면, 도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대용 비상 전원 공급 장치의 저면도이다.
도 3의 (a)를 참조하면, 휴대용 비상 전원 공급 장치의 케이스(101) 외부 일측 즉, 전극 단자부(130)가 형성된 반대 방향 측에는 전극 단자 버튼(180)이 구비될 수 있다.
상기 전극 단자 버튼(180)은 전극 단자부(130)를 돌출 또는 은폐시키는 기능을 수행한다. 즉, 휴대용 비상 전원 공급장치(100)를 사용하기 위해서는 사용자가 상기 전극 단자 버튼(180)을 눌러 상기 케이스(101) 안에 은폐되어 있는 상기 전극단자부(130)를 돌출시킨 후 사용하게 된다.
또한, 상기 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 사용을 마치면 사용자는 상기 전극 단자 버튼(180)을 눌러 상기 전극 단자부(130)를 상기 케이스(101) 안으로 은폐시킨다.
상술한 바와 같이, 사용자는 방전된 차량에 비상 전원 공급을 마친 후 전극 단자 버튼(180)을 눌러 전극 단자부(130)를 상기 케이스(101) 내부로 은폐시킴으로써, 전극 단자부(130)가 파손되는 것을 방지할 수 있다. 상기 전극 단자부(130)는 기존의 점프 케이블과 같은 역할을 하는 구성으로써, 본 발명의 일 실시 예에 따르면 충전을 위한 별도의 케이블은 필요하지 않다.
즉, 상기 전극 단자부(130)를 방전된 차량의 배터리 전극 위에 올려 놓고 비상 전원을 공급할 수 있다.
이때, 상기 전극 단자부(130)는 방전된 차량의 배터리 전극 단자와 접촉할 수 있는 형태이면 제한이 없으며, 본 실시 예에서는 1개 또는 2개 이상의 직렬, 병렬 및 직병렬 혼합구조로 연결된 고정전용량 저장장치를 포함하는 케이스(101)의 일측에 방전된 차량의 배터리 전극 단자를 감싸는 막대 형태로 일정 거리 이격되어 양극 단자와 음극 단자(도 5의 131 및 133)가 형성되는 것으로 설명한다. 하지만, 상기 양극 단자 및 음극 단자(도 5의 131 및 133)는 방전된 차량의 배터리 전극 단자를 감싸는 막대 형태인 것으로 설명하였지만, 이에 한하지 않으며, 도 4에 도시된 것처럼 집게 형태 등과 같이 방전된 차량의 배터리 전극 단자와 접촉하여 방전된 차량의 시동을 걸 수 있는 형태이면 관계없다.
도 3의 (b)를 참조하면, 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 음극 단자(133)가 형성된 케이스(101)의 일 측면에는 전극 단자 이동부(190)가 형성될 수 있다.
차량마다 배터리 전극 단자의 위치가 상이할 수 있으므로, 상기 전극 단자 이동부(190)를 조작함으로써 양극 단자(131) 또는 음극 단자(133)를 이동시켜 차량의 배터리 전극 단자의 위치에 맞게 접촉할 수 있다.
바람직하게는, 상기 전극 단자부(130) 중 양극 단자(131)는 고정되어 있고, 상기 전극 단자 이동부(190)의 조작을 통해 음극 단자(133)를 움직일 수 있다. 반대로, 상기 전극 단자부(130) 중 음극 단자(133)는 고정되어 있고, 전극 단자 이동부(190)의 조작을 통해 양극 단자(131)를 움직일 수도 있다.
상기 전극 단자 이동부(190)는 상술한 바와 같이 차량마다 배터리 전극 단자의 위치가 상이할 수 있으므로 전극 단자를 차량의 배터리 전극 단자 위치에 맞게 이동할 수 있게 한다.
이때, 상기 전극 단자 이동부(190)는 본 실시 예에서는 외부로 돌출된 형태인 것으로 설명하지만, 상기 전극 단자 이동부(190)가 형성된 케이스(101)의 일 측면에 매몰되게 케이스(101)의 내부에 형성함으로써 상기 전극 단자 이동부(190)가 파손되는 것을 방지할 수도 있다.
LED 알람부(140)는 사용자에게 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 충전 완료 및 사용 가능 여부를 알려주는 역할을 할 수 있다.
즉, 상기 LED 알람부(140)는 상기 충전부(110)가 어댑터를 통해 차량에 연결되어 충전이 완료되면 녹색을 표시함으로써 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 충전이 완료되어 사용 가능함을 사용자가 쉽게 확인할 수 있다.
그리고, 상기 LED 알람부(140)는 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)가 사용 불가하여 충전을 필요로 할 경우에는 주황색을 표시함으로써 이를 사용자가 쉽게 확인하게 할 수 있다.
또한, 상기 LED 알람부(140)는 사용자가 차량 배터리의 전극 단자와 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 전극 단자부(130)의 연결을 잘못하였을 경우에는 빨간색으로 표시함으로써, 연결상의 오류로 인해 발생하는 문제를 인식하게 할 수 있다.
하지만, 이에 한하지 않으며 상술한 바와 같이 LED 알람부(140)는 색깔로 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 충전 완료 여부를 표시하는 것 이외에 직접적으로 숫자 등으로 표시하여 충전 정도를 표시하거나 전압을 표시하고, 연결상의 오류를 표시할 수 있다. 그리고, 상기 LED 알람부(140)는 차량 배터리의 전극 단자와 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 전극 단자부(130)의 연결이 잘못되었을 경우, 상술한 바와 같이 시각적으로 표시함과 동시에 스피커(미도시)를 통해 경고음을 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 LED 알람부(140)는 전극 단자부(130) 중 양극 단자(131)가 위치한 케이스(101)의 일측에 형성될 수 있다.
이는 방전된 차량의 배터리와 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 전극 단자부(130)의 연결을 보다 쉽게 하고, 양극, 음극 단자의 혼동으로 인한 사고발생을 미연에 방지하기 위함이다.
기본적으로는 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 전극 단자(131, 133)와 인접한 케이스(101)의 일측에 (+), (-) 전극을 직접적으로 표시할 수도 있지만, 상기와 같은 전극 표시는 이물질에 의해 가려지거나 지워질 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같이 LED 알람부(140)를 전극 단자부 중 양극 단자(131)가 위치한 케이스(101)의 일측에 형성함으로써, 사용자가 외관상 단자 구분을 보다 용이하게 하여 안정적인 점프 작업을 수행하게 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대용 비상 전원 공급 장치와 차량용 배터리의 결합을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, LED 알람부(140)는 전극 단자부의 양극 단자(131)가 위치한 케이스(101)의 일측에 형성하는 것으로 설명하지만 이에 한하지 않으며, 전극 단자부 중 음극 단자(133)가 위치한 케이스(101)의 일측에 형성하여도 관계없다.
또한, 본 실시 예에서 상기 LED 알람부(140)는 전극 단자 이동부(190)와 같은 면에 위치하는 것으로 설명하지만, 도 2에 도시된 바와 같이 사용자의 편의성을 위해 전극 단자 버튼(180)이 위치한 케이스(101)의 상부에 형성할 수도 있다.
전원 제어 스위치(170)는 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)에서 방전된 차량의 배터리에 전압을 공급할 경우 실제적인 공급 여부를 결정하는 장치이다.
즉, 상기 전원 제어 스위치(170)는 평상시에는 오프(OFF) 상태에 있다가 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 전극 단자부(130)와 방전된 차량의 배터리 전극 단자를 연결한 후 정확한 연결이 이루어져 있는 것을 확인하고 온(ON)함으로써, 방전된 차량의 배터리에 전압을 공급할 수 있다.
예를 들어, 상기 전원 제어 스위치(170)를 오프(OFF) 상태에 위치시키고 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 전극 단자부(130)와 방전된 차량의 배터리 전극 단자를 연결한 후, LED 알람부(140)에 빨간색으로 표시가 될 경우에는 상기 방전된 차량의 배터리 전극 단자와 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 전극 단자부(130)의 연결이 잘못 이루어진 것이므로 다시 연결한다. 이후, 재연결을 시도 후 LED 알람부(140)에 빨간색 표시가 되지 않고 예를 들어, 초록색으로 표시가 되면 올바르게 연결되어 사용 가능한 상태이므로 이때, 상기 전원 제어 스위치(170)를 온(ON) 상태로 위치시켜 방전된 차량의 배터리에 전압을 공급할 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 포함하는 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)는 차량 방전시 사용하는 비상 전원 장치로써, 차량과 연결하여 차량의 전기적 안정성과 연료절감을 위한 제품이 아니므로, 복잡한 전기회로와 제어장치가 필요 없으며, 고정전용량 저장장치의 균일한 전압을 위한 밸런싱 회로(150) 및 과충전을 방지하기 위한 과충전 방지회로(160)를 더 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대용 비상 전원 공급 장치를 나타낸 도면이다.
도 6을 설명함에 있어서, 도 2와 동일한 참조부호의 구성요소는 도 2를 참조하여 설명한 기능 및 동작을 모두 포함하므로, 여기에서는 동일한 기능 및 동작의 설명을 생략한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)는 집게가 달린 케이블을 구비한 전극 단자부(510) 및 휴대용 손잡이(530)를 포함할 수 있다.
상술한 도 2 내지 도 5에 개시된 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)는 전극 단자부(130)가 별도의 케이블을 필요로 하지 않는 구성을 가지는 반면, 도 6에 도시된 바와 같은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)는 전극 단자부(510)가 집게가 달린 케이블을 가지고 있는 형태일 수 있으며, 상기 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 케이스(101)의 측면부에 각각 양극 단자와 음극 단자로 구분되어 구비되어 있다.
일반적으로 양극 단자 및 음극 단자는 상기 단자들이 위치한 케이스(101)의 일측에 각각 (+), (-) 표기를 통해 구분할 수도 있지만, 상기 표기는 이물질에 의해 가려지거나 지워질 수 있다. 따라서, 상기 단자는 LED 알람부(140)가 위치한 영역에 존재하는 단자를 양극 단자로 인식하거나, 반대로 상기 LED 알람부(140)가 위치한 영역에 존재하는 단자를 음극 단자로 인식할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면 전극 단자부(510)의 끝단에 달린 집게에 별도의 색을 표시하여 구분할 수도 있다. 예를 들어, 양극 단자의 집게는 붉은색으로 음극 단자의 집게는 검은색으로 표시하여 구분할 수도 있다.
이때, 전극 단자의 끝단에 달린 집게는 'A'자 형태의 집게를 사용할 수 있다.
한편, 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 전극 단자와 차량의 배터리의 전극 단자는 병렬로 연결되어야 한다. 그런데, 사용자의 부주의에 의해 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 전극 단자와 차량의 배터리의 전극 단자를 직렬로 연결할 수 있고, 이 경우 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)와 차량의 배터리 간에 과전류가 흘러, 전극 단자부(510)에 포함된 케이블의 절연물이 녹고 화재가 발생할 위험이 있다. 또한 사용자의 부주의에 의해 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 양극 단자와 음극 단자를 서로 연결하여 쇼트(short)가 발생할 수 있다. 쇼트 발생시 역시 마찬가지로 과전류가 흘러 절연물이 녹고 화재가 발생할 위험이 있다.
따라서, 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 전극 단자부(510)에 포함된 케이블은, IEC 규격에 따라 도체 공칭단면적이 10 SQMM 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)에서 쇼트 발생시, 울트라 커패시터 중형 셀로 구성한 고정전용량 저장장치의 경우 1초 기준으로 920A의 전류가 흐르고, 울트라 커패시터 대형 셀로 구성한 고정전용량 저장장치의 경우 1초 기준으로 1,125A의 전류가 흐른다. 따라서 이러한 전류를 모두 허용할 수 있는 케이블로서 IEC 규격에 따라 도체 공칭단면적이 10 SQMM 이상인 케이블을 사용하는 것이 바람직하다. 도체 공칭단면적이 10 SQMM 이상인 케이블은 쇼트 발생시 허용 전류가 1,430A로서, 상술한 920A 및 1,125A의 전류보다 크기 때문이다.
휴대용 손잡이(530)는 사용자가 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 휴대성을 용이하게 하기 위해 구비된 구성요소이다. 손잡이의 형태는 다양할 수 있으며 그 형태는 후술하는 도 9 내지 도 10를 통해 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대용 비상 전원 공급 장치의 측면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 집게가 달린 케이블을 가지고 있는 전극 단자부(510)는 양극 단자 및 음극 단자로 구성되어 케이스(101) 측면부에 각각 구비될 수 있으며, 상기 케이스(101)의 측면부는 상기 양극 단자 및 음극 단자와 대응되는 형태로 매몰된 영역을 제공함으로써, 상기 양극 단자와 상기 음극 단자가 상기 케이스(101) 측면부의 매몰된 영역에 삽입되어 전극 단자를 별도로 챙겨서 다녀야 하는 수고를 덜 수 있다.
또한, 집게가 달린 케이블을 가지고 있는 전극 단자부(510)의 양극 단자 및 음극 단자가 케이스(101)의 동일 측면부에 각각 구비될 수도 있다.
이때, 상기 집게가 달린 케이블을 가지고 있는 전극 단자부(130)는 차량마다 배터리 전극 단자의 위치가 상이함에 따라 그 접촉을 수행하기 위해 상기 케이블의 길이를 조절할 수 있으며, 상기 길이 조절에 따른 여분의 케이블은 케이스(101)의 하부에 형성된 공간(550)에 은폐될 수 있다.
예를 들어, 사용자는 방전된 차량의 배터리에 전압을 공급하기 위해 상기 집게가 달린 케이블을 가지고 있는 전극 단자부(510)를 케이스(101)의 측면으로부터 분리하여 상기 방전된 차량의 배터리 전극에 접촉시킬 수 있다.
이때, 상기 케이블은 케이스(101)의 하부에 형성된 공간(550)에 은폐되어 있다가 사용자에 의해 조절되어 상기 전극 단자부(510)가 방전된 차량의 배터리 전극에 접촉될 수 있을 만큼 외부로 노출될 수 있다. 이후, 방전된 차량의 배터리에 전압 공급을 마치고 나면 사용자는 케이블을 다시 케이스(101)의 하부에 형성된 공간(550)에 밀어넣어 은폐시킬 수 있다. 본 실시 예에서, 상기 케이블은 사용자에 의해 수동으로 밀어넣는 것으로 설명하지만, 자동 회수 장치를 구비하여 케이블을 상기 케이스(101)의 하부에 형성된 공간(550)으로 자동으로 밀어넣을 수도 있다.
이에 따라, 사용자는 방전된 차량과의 충전시 별도의 케이블을 따로 준비할 필요가 없어 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 휴대성을 용이하게 할 수 있다.
또한, 상기 전극 단자부(510)의 끝단에 달린 집게는 상술한 바와 같이 'A'자형 이외에 골프채의 헤드 모양 즉, 완만하게 기울어진 'ㄱ'자형일 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전극 단자부를 나타낸 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전극 단자부(510)는 그 끝단에 달린 집게가 골프채의 헤드 모양 즉, 완만하게 기울어진 'ㄱ'자형일 수 있지만, 이에 한하지 않으며 방전된 차량의 배터리 전극 단자와 접촉을 이루어 전압을 전달할 수 있는 형태이면 관계없다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 손잡이가 형성된 휴대용 비상 전원 공급 장치의 케이스 상부를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대용 비상 전원 공급 장치는 케이스(101)의 상부에 휴대용 손잡이(530)를 구비할 수 있다.
상기 휴대용 손잡이(530)는 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 휴대성을 위해 구비된 구성요소로써, 케이스(101)의 상부와 동일한 높이를 형성하여 구비될 수 있으며, 상기 휴대용 손잡이(530)가 형성된 케이스(101)의 일 측에는 사람의 손가락이 들어갈 정도의 충분한 홈(540)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 홈(540)이 형성된 이유는 사용자가 휴대용 손잡이(530)를 사용하여 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 운반 및 휴대를 보다 용이하게 하기 위함이다.
또한, 상기 휴대용 손잡이(530)는 상술한 바와 같은 형태에 한하지 않으며, 사용자가 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 운반 및 휴대를 보다 용이하게 할 수 있는 형태이면 관계없다.
도 10은 본 발명의 또 따른 실시 예에 따른 손잡이가 형성된 휴대용 비상 전원 공급 장치의 케이스 상부를 도시한 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 케이스(101) 상부에 구비된 휴대용 손잡이(530)는 평상시에는 케이스(101)의 상부와 동일한 높이를 형성하여 눕혀져 있다가, 사용자가 상기 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)를 운반하고자 할 경우에는 위로 세울 수 있는 형태일 수 있다.
이때, 상기 휴대용 손잡이(530)가 눕혀져 있는 경우 휴대용 손잡이(530)를 보다 용이하게 세울 수 있도록 상기 눕혀져 있는 휴대용 손잡이(530)가 형성된 케이스(101)의 일 측에는 홈(540)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 홈(540)이 형성된 이유는 사용자가 상기 홈(540)으로 손가락을 넣어 상기 휴대용 손잡이(530)를 보다 용이하게 세울 수 있도록 보조하기 위함이다.
상기 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 케이스(101) 내부에 수용되는 고정전용량 저장장치는 사용온도의 범위가 -40도 내지 65도로 넓고 상온 사용시 충방전 사이클 성능이 우수하여 점프작업 수행시 기존 납축전지보다 사용수명이 긴 장점이 있다. 또한, 상기 고정전용량 저장장치는 배터리 대비 충전시간이 짧아 수분 내로 필요한 상황에 바로 사용이 가능한 장점이 있는 반면, 휴대용 배터리의 경우에는 충전시 수 시간이 필요하여 긴급한 상황에 대응이 불가능하다.
그리고, 상기 고정전용량 저장장치로 구성되는 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)는 기존 납축전지 대비 상당히 가벼워 휴대가 용이하다는 장점이 있다.
상술한 바에 따르면, 본 실시 예에 따른 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)는 육안으로 극성을 쉽게 확인 가능하므로 점프 작업시 극성을 반대로 연결하여 발생하는 문제를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)를 사용하지 않을 경우 전극 단자부를 은폐하여 외부로부터 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 전원 제어 스위치를 사용해 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)의 단자와 차량의 배터리 단자 간의 올바른 접촉을 확인 후 전압을 공급함으로써 배터리 손상 방지 및 사용자의 안전성을 향상시키는 효과가 있다.
그리고, 충전된 장치의 사용 가능 여부를 판별해주는 알람 기능이 있어 충전 완료 여부 및 사용 가능 여부 판별이 가능하다.
본 실시 예에서 상기 휴대용 비상 전원 공급 장치(100)는 차량에 사용되는 것으로 설명하지만, 이에 한하지 않고 비상 전원으로 순간적인 고출력 에너지를 필요로 하는 발전기 시동 및 하이브리드 중장비, 버스, 선박, 풍력, 태양광, 태양열 등 다양한 분야에도 적용 가능하다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 휴대용 비상 전원 공급 장치
110 : 충전부
120 : 방전부
130 : 전극 단자부
140 : LED 알람부
150 : 밸런싱 회로
160 : 과충전 방지회로
170 : 전원 제어 스위치

Claims (22)

  1. 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치가 케이스 안에 내장되어 있는 휴대용 비상 전원 공급 장치에 있어서,
    입력전압 및 입력전류를 변환하여 충전전류를 조절함으로써 필요한 전압을 출력하는 어댑터를 이용해 전압을 상기 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치에 충전하는 충전부;
    상기 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치에 충전된 전압을, 고출력 방전을 통해, 방전된 차량의 배터리에 공급하여 방전된 차량의 시동을 걸어주는 방전부; 및
    상기 방전된 차량에 전압을 공급하기 위해 상기 방전된 차량의 배터리 전극과 접촉하는 양극단자 및 음극단자로 구성되는 전극 단자부;를 포함하고,
    상기 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치는,
    직류-등가 직렬 저항이 상온에서 21.4mΩ 이하인, 휴대용 비상 전원 공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고출력 방전은,
    준중형급 차량의 경우 1.4kW 이상이고, 대형 차량의 경우 2.5kW 이상인 것을 특징으로 하는 휴대용 비상 전원 공급 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    충전 완료 및 사용가능 여부를 판별하는 LED 알람부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 비상 전원 공급 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 단자부의 양극단자 또는 음극단자를 이동시킬 수 있는 전극 단자 이동부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 비상 전원 공급 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 LED 알람부는, 휴대용 비상 전원 공급 장치의 충전이 완료되어 사용 가능할 경우 녹색으로 표시되는 것을 특징으로 하는 휴대용 비상 전원 공급 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 LED 알람부는, 휴대용 비상 전원 공급 장치가 충전 중일 경우 주황색으로 표시되는 것을 특징으로 하는 휴대용 비상 전원 공급 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 LED 알람부는, 방전된 차량의 배터리 전극 단자와 상기 휴대용 비상 전원 공급 장치의 전극 단자부가 바르게 연결되지 않을 경우 빨간색으로 표시되는 것을 특징으로 하는 휴대용 비상 전원 공급 장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 LED 알람부는 전극 단자부 중 양극 단자가 위치한 케이스의 일측에 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 비상 전원 공급 장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 LED 알람부는 전극 단자부 중 음극 단자가 위치한 케이스의 일측에 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 비상 전원 공급 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 휴대용 비상 전원 공급 장치는 전극 단자 버튼을 더 포함하며,
    상기 전극 단자 버튼을 누르면 상기 전극 단자부는 케이스 내부에 은폐되는 것을 특징으로 하는 휴대용 비상 전원 공급 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 휴대용 비상 전원 공급 장치는,
    고정전용량 저장장치의 균일한 전압 유지를 위한 밸런싱 회로; 및
    과충전을 방지하는 과충전 방지회로;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 비상 전원 공급 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    온(ON), 오프(OFF)로 제어하여 방전된 차량의 배터리에 전압을 공급하는 전원 제어 스위치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 비상 전원 공급 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 전원 제어 스위치는, 방전된 차량의 배터리 전극 단자와 휴대용 비상 전원 공급 장치의 전극 단자부 간에 접촉이 바르게 되었을 경우 온(ON)으로 위치시켜 상기 방전된 차량의 배터리에 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 휴대용 비상 전원 공급 장치.
  14. 삭제
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치는,
    울트라 커패시터 중형 셀을 다수 개 연결하여 58F 이상의 정전용량을 갖는 것을 특징으로 하는 휴대용 비상 전원 공급 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치는,
    직류-등가 직렬 저항이 상온에서 12mΩ 이하인 것을 특징으로 하는 휴대용 비상 전원 공급 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치는,
    울트라 커패시터 대형 셀을 다수 개 연결하여 240F 이상의 정전용량을 갖는 것을 특징으로 하는 휴대용 비상 전원 공급 장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 단자부에 포함되는 케이블은,
    도체 공칭단면적이 10SQMM 이상인 것을 특징으로 하는 휴대용 비상 전원 공급 장치.
  19. 휴대용 비상 전원 공급 장치에 있어서,
    전압을 충전하고 방전된 차량의 배터리로 그 충전된 전압을 공급하는 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치를 포함하고,
    상기 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치는,
    직류-등가 직렬 저항이 상온에서 21.4mΩ 이하인 것을 특징으로 하는 휴대용 비상 전원 공급 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치는,
    울트라 커패시터 중형 셀을 다수 개 연결하여 58F 이상의 정전용량을 갖는 것을 특징으로 하는 휴대용 비상 전원 공급 장치.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치는,
    직류-등가 직렬 저항이 상온에서 12mΩ 이하인 것을 특징으로 하는 휴대용 비상 전원 공급 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 고정전용량 저장장치는,
    울트라 커패시터 대형 셀을 다수 개 연결하여 240F 이상의 정전용량을 갖는 것을 특징으로 하는 휴대용 비상 전원 공급 장치.
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