KR101799063B1 - Modular battery pack and battery charging system comprising that - Google Patents

Modular battery pack and battery charging system comprising that Download PDF

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Abstract

본 발명은 효율적인 셀 밸런싱을 달성하는 동시에 각 구성을 모듈화시켜 유지 보수 측면에서 장점을 가지는 모듈화된 배터리팩 및 이를 포함하는 배터리 충전 시스템을 제공하는데 목적이 있다. 이를 위해, 본 발명의 일 측면에 따른 모듈화된 배터리팩은, 하나 이상의 배터리셀 모듈을 포함하고, 상기 배터리셀 모듈은, 외부 배터리 관리부와 통신하여 상기 배터리셀 모듈을 제어하는 제어통신부와, 충전을 통해 전하가 축적되는 배터리셀과, 상기 배터리셀을 충전하는 셀충전기와, 상기 배터리셀의 온도를 감지하는 온도센서를 포함하고, 상기 배터리셀 모듈에 포함되는 제어통신부, 배터리셀, 셀충전기 및 배터리셀은 각각 분리 가능한 형태로 결합되되, 상기 제어통신부와 상기 배터리셀은 볼트 체결로 결합되어 전기적으로 연결되며, 상기 하나 이상의 배터리셀 모듈 각각을 직렬으로 연결하는 단자부와, 상기 하나 이상의 배터리셀 모듈을 고정하기 위해 상기 단자부에 연결된 배터리 고정 프레임을 포함하되, 상기 단자부는 5각형태로 형성되어, 상기 배터리 고정 프레임측으로 돌출된 부분은 상기 배터리 고정 프레임에 연결되고, 돌출된 부분의 반대편은 두 배터리셀 모듈을 연결하며, 상기 배터리 고정 프레임은 상기 단자부의 돌출된 부분에 형성된 홀에 볼트를 통해 고정되는 것을 특징으로 한다.
이를 통해, 충전기과 셀충전기의 병렬 충전으로 충전과 동시에 셀밸런싱을 수행하여 전기에너지의 낭비를 최소화할 수 있으며 충전시간을 단축할 수 있다.It is an object of the present invention to provide a modular battery pack and a battery charging system including the modular battery pack, which achieves efficient cell balancing while modularizing each configuration and having an advantage in terms of maintenance. To this end, a modularized battery pack according to an aspect of the present invention includes at least one battery cell module, and the battery cell module includes a control communication unit for controlling the battery cell module by communicating with an external battery management unit, A cell charger for charging the battery cell, and a temperature sensor for sensing a temperature of the battery cell, wherein the control communication unit, the battery cell, the cell charger, and the battery Wherein the control communication unit and the battery cell are coupled to each other by a bolt connection and are electrically connected to each other to connect the at least one battery cell module in series, And a battery fixing frame connected to the terminal portion for fixing the terminal portion, wherein the terminal portion is formed in a pentagonal shape The battery fixing frame is connected to the battery securing frame and the opposite side of the protruding portion connects the two battery cell modules, and the battery securing frame has bolts And is fixed.
Thus, parallel charging of the charger and the cell charger can be performed at the same time as the charging and the cell balancing, thereby minimizing the waste of electric energy and shortening the charging time.

Description

모듈화된 배터리팩 및 이를 포함하는 배터리 충전 시스템 {MODULAR BATTERY PACK AND BATTERY CHARGING SYSTEM COMPRISING THAT}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a modular battery pack,

본 발명은 모듈화된 배터리팩 및 이를 포함하는 배터리 충전 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 효율적인 셀 밸런싱을 달성하는 동시에 각 구성을 모듈화시켜 유지 보수 측면에서 장점을 가지는 모듈화된 배터리팩 및 이를 포함하는 배터리 충전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a modularized battery pack and a battery charging system including the same. More particularly, the present invention relates to a modularized battery pack that achieves efficient cell balancing while modularizing each configuration, ≪ / RTI >

휴대형 전자기기나 에너지 저장시스템 등은 배터리를 통해 전원을 저장 하거나 공급한다. 이러한 배터리는 배터리 셀과 제어 회로를 포함하는 배터리팩으로 제작 될 수 있다. Portable electronic devices or energy storage systems store or supply power through batteries. Such a battery may be made of a battery pack including a battery cell and a control circuit.

배터리 팩은 외부 충전기를 통해 에너지를 충전하는 충전 과정과 외부 부하에 에너지를 공급하는 방전 과정을 반복한다.The battery pack repeats a charging process for charging energy through an external charger and a discharging process for supplying energy to the external load.

종래의 배터리 팩은 외부 충전기와 배터리 셀을 직렬 또는 직병렬로 연결하고, 외부 충전기를 통해 전체 배터리 셀을 충전한다. A conventional battery pack connects an external charger and a battery cell in series or in series and in parallel, and charges the entire battery cell through an external charger.

이때 각각의 셀이 균등하게 충전되거나 방전되지 못하여 충방전 편차가 발생 할 수 있는데, 이러한 편차를 해결하기 위해 배터리 셀 밸런싱 과정이 필요하다.At this time, each cell may not be uniformly charged or discharged, and charging / discharging deviation may occur. To solve such a deviation, a battery cell balancing process is required.

그러나 상기 셀 밸런싱 과정에는 많은 시간이 소요된다. However, the cell balancing process takes a long time.

종래의 기술은 상기 셀 밸런싱 과정에서 발생하는 소요 시간 문제를 해결하기 위해 다음과 같은 방법들을 사용하였다(한국공개공보 제10-2012-0016993호, 2012년 02월 27일 공개).Conventional techniques use the following methods to solve the problem of time required in the cell balancing process (Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2012-0016993, published Feb. 27, 2012).

첫째로, 셀 밸런싱을 하면서 다른 셀에 비해 많은 잉여 전력이 발생하면 저항 또는 별도 제어부의 제어를 통해 방전하는 방법이 있다.First, there is a method of discharging through the control of a resistor or a separate control unit when a surplus power is generated in comparison with other cells while performing cell balancing.

둘째로, 잉여 전력을 다른 셀을 충전하는데 사용 하는 방법이 있다.Second, there is a method of using surplus power to charge other cells.

그러나 상기 두 방법은 열이 발생하거나 에너지의 낭비 및 많은 소요시간이 발생할 수 있다는 문제점이 여전히 존재한다. However, there is still a problem that the above two methods generate heat, waste energy, and take a long time.

또한, 종래의 배터리팩은 하나의 제어회로에 다수의 셀이 연결되어 하나의 배터리 셀에 이상이 발생하면 배터리팩 전체를 교환해야 한다. In addition, in a conventional battery pack, when a plurality of cells are connected to one control circuit and an abnormality occurs in one battery cell, the entire battery pack needs to be replaced.

이를 해결한 독립형 제어회로로 구성된 배터리 셀 기술이 있는데, 이는 일체형 배터리 팩에 비해 유지보수가 수월한 장점이 있지만 배터리 셀 또는 제어회로 불량 시 함께 교체해야한다는 문제점이 있다. There is a battery cell technology composed of a stand-alone control circuit that solves this problem, which is advantageous in that maintenance is easier than an integrated battery pack. However, there is a problem that the battery cell or the control circuit must be replaced when the battery cell is defective.

이러한 문제점에 따라 효율적인 셀 밸런싱 방법과 배터리 셀에 이상이 발생했을 때 대처할 수 있는 효율적인 관리 방안이 요망 되고 있는 실정이다. Accordingly, there is a need for an efficient cell balancing method and an efficient management method for dealing with an abnormality in a battery cell.

한국공개공보 제10-2012-0016993호Korean Laid-Open Publication No. 10-2012-0016993

본 발명은 상기 종래의 여러 가지 문제점을 해결하기 위한 것으로, 효율적인 셀 밸런싱을 달성하는 동시에 각 구성을 모듈화시켜 유지 보수 측면에서 장점을 가지는 모듈화된 배터리팩 및 이를 포함하는 배터리 충전 시스템을 제공하는데 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a modular battery pack and a battery charging system including the modular battery pack, which achieve efficient cell balancing and modularity of each configuration, have.

또한, 각 배터리셀 모듈의 전압, 전류 및 온도 등의 정보를 기초로 하고, 충전기와 셀 모듈 충전기의 동시 제어를 통해 효과적인 셀 밸런싱 수행이 가능하도록 한다.In addition, based on information such as the voltage, current, and temperature of each battery cell module, effective cell balancing can be performed through simultaneous control of the charger and the cell module charger.

또한, 각 배터리셀 모듈의 구성부에 불량이 발생할 경우에 유지보수가 간편하도록 각 구성부를 최소 모듈화 하는 방법을 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a method of minimizing the number of components of each battery cell module so as to simplify maintenance when a failure occurs in the battery cell module.

위 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 모듈화된 배터리팩은, 하나 이상의 배터리셀 모듈을 포함하고, 상기 배터리셀 모듈은, 외부 배터리 관리부와 통신하여 상기 배터리셀 모듈을 제어하는 제어통신부와, 충전을 통해 전하가 축적되는 배터리셀과, 상기 배터리셀을 충전하는 셀충전기와, 상기 배터리셀의 온도를 감지하는 온도센서를 포함하고, 상기 배터리셀 모듈에 포함되는 제어통신부, 배터리셀, 셀충전기 및 배터리셀은 각각 분리 가능한 형태로 결합되되, 상기 제어통신부와 상기 배터리셀은 볼트 체결로 결합되어 전기적으로 연결되며, 상기 하나 이상의 배터리셀 모듈 각각을 직렬으로 연결하는 단자부와, 상기 하나 이상의 배터리셀 모듈을 고정하기 위해 상기 단자부에 연결된 배터리 고정 프레임을 포함하되, 상기 단자부는 5각형태로 형성되어, 상기 배터리 고정 프레임측으로 돌출된 부분은 상기 배터리 고정 프레임에 연결되고, 돌출된 부분의 반대편은 두 배터리셀 모듈을 연결하며, 상기 배터리 고정 프레임은 상기 단자부의 돌출된 부분에 형성된 홀에 볼트를 통해 고정되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a modularized battery pack according to an aspect of the present invention includes at least one battery cell module, wherein the battery cell module includes a control communication unit for controlling the battery cell module by communicating with an external battery management unit, A battery charger for charging the battery cell, and a temperature sensor for sensing a temperature of the battery cell, wherein the control communication unit, the battery cell, the cell The battery cell and the battery charger are detachably coupled to each other, wherein the control communication unit and the battery cell are coupled by bolts to be electrically connected to each other, the terminal unit connecting the one or more battery cell modules in series, And a battery fixing frame connected to the terminal portion for fixing the cell module, The battery fixing frame includes a protruding portion connected to the battery fixing frame and a portion opposite to the protruding portion connecting the two battery cell modules. And is fixed via bolts.

본 발명의 실시예에 따른 모듈화된 배터리팩을 포함하는 배터리 충전 시스템은, 전원과 연결되는 충전기; 상기 충전기 및 배터리 관리부와 통신하여 배터리셀 모듈을 제어하는 제어통신부와, 충전을 통해 전하가 축적되는 배터리셀과, 상기 배터리셀을 충전하는 셀충전기와, 상기 배터리셀의 온도를 감지하는 온도센서를 포함하는 하나 이상의 배터리셀 모듈; 상기 배터리팩 모듈과 통신하며 충전 제어를 수행하는 통합제어부와 외부 디바이스와의 연결을 위한 외부인터페이스부와 상기 배터리셀 모듈과의 연결을 위한 셀모듈인터페이스부로 이루어진 배터리 관리부를 포함하고, 상기 배터리셀 모듈에 포함되는 제어통신부, 배터리셀, 셀충전기 및 배터리셀은 각각 분리 가능한 형태로 결합되는 것을 특징으로 하는 모듈화된 배터리팩을 포함하되, 상기 모듈화된 배터리팩은 상기 제어통신부와 상기 배터리셀이 볼트 체결로 결합되어 전기적으로 연결되며, 상기 하나 이상의 배터리셀 모듈 각각을 직렬으로 연결하는 단자부와, 상기 하나 이상의 배터리셀 모듈을 고정하기 위해 상기 단자부에 연결된 배터리 고정 프레임을 포함하되, 상기 단자부는 5각형태로 형성되어, 상기 배터리 고정 프레임측으로 돌출된 부분은 상기 배터리 고정 프레임에 연결되고, 돌출된 부분의 반대편은 두 배터리셀 모듈을 연결하며, 상기 배터리 고정 프레임은 상기 단자부의 돌출된 부분에 형성된 홀에 볼트를 통해 고정되는 것을 특징으로 한다.A battery charging system including a modular battery pack according to an embodiment of the present invention includes a charger connected to a power source; A control communication unit for controlling the battery cell module by communicating with the charger and the battery management unit; a battery charger for storing charge through charging; a cell charger for charging the battery cell; and a temperature sensor for sensing the temperature of the battery cell One or more battery cell modules; And a battery management unit including an integrated controller for communicating with the battery pack module and performing charge control, an external interface unit for connection to an external device, and a cell module interface unit for connecting the battery cell module, Wherein the control communication unit, the battery cell, the cell charger, and the battery cell are detachably coupled to each other, wherein the control communication unit, the battery cell, and the control communication unit included in the modularized battery pack, And a battery fixing frame connected to the terminal unit to fix the at least one battery cell module, wherein the terminal unit has a pentagonal shape , And a protruding portion Min is characterized in that coupled to the battery frame is fixed, the other side of the protruding portion and connecting the two battery cell module, the battery frame is fixed by fixing bolts into the holes formed in the protruding portion of the terminal portion.

또한, 상기 배터리 관리부는, 상기 충전기와 배터리셀 모듈의 셀충전기를 병렬로 구동시켜 상기 배터리셀이 충전되도록 하면서 셀 밸런싱이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 모듈화된 배터리팩을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the battery management unit drives the cell charger of the battery charger and the battery cell module in parallel to perform cell balancing while allowing the battery cell to be charged.

또한, 상기 배터리 관리부의 통합제어부는, 상기 온도센서가 감지한 온도가 기설정된 온도 이상일 경우에 충전이 중단되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the integrated controller of the battery management unit controls the charging to be stopped when the temperature sensed by the temperature sensor is equal to or higher than a predetermined temperature.

충전기과 셀충전기의 병렬 충전으로 충전과 동시에 셀밸런싱을 수행하여 전기에너지의 낭비를 최소화할 수 있으며 충전시간을 단축할 수 있다.By parallel charging of the charger and the cell charger, cell balancing is performed at the same time as charging, thereby minimizing the waste of electric energy and shortening the charging time.

또한, 모든 구성부를 모듈화하여 불량발생 부위만 교체할 수 있도록 하여 유지 및 보수가 간편해진다는 장점이 있다.In addition, all of the components are modularized so that only defective parts can be replaced, which makes maintenance and repair easy.

또한, 배터리셀을 체결하는 방법을 단순화하여 배터리팩의 제작 및 작업 비용을 절감시킬 수 있고, 기구 구성을 간단하게 구성할 수 있으므로 제조, 유지 및 보수할 때 그 절차가 간단해진다는 효과가 있다.In addition, the method of fastening the battery cell can be simplified, and the manufacturing cost and the operation cost of the battery pack can be reduced. In addition, since the mechanism structure can be simplified, the procedure is simplified when manufacturing, maintaining and repairing.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모듈화된 배터리팩을 포함하는 배터리 충전 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하나의 배터리셀 모듈의 결합 구조를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리셀 모듈 다수 개의 결합 구조를 도시한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리셀 모듈 다수 개의 결합 구조를 위한 단자부를 도시한 단면도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a battery charging system including a modular battery pack according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view illustrating a coupling structure of one battery cell module according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic view illustrating a plurality of battery cell module coupling structures according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view illustrating terminal portions for a plurality of battery cell modules according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명에 따른 모듈화된 배터리팩 및 이를 포함하는 배터리 충전 시스템의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 기초로 이하에서 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of a modular battery pack and a battery charging system including the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때에는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 또한 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In the specification, " comprising "or" comprising " means that, unless specifically stated otherwise, other elements may be included, Quot ;, " part ", "... module" and the like mean a unit for processing at least one function or operation.

먼저 본 발명의 실시예에 따른 모듈화된 배터리팩을 포함하는 배터리 충전 시스템의 구성을 도 1을 기초로 이하에서 상세히 설명한다.First, the configuration of a battery charging system including a modular battery pack according to an embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIG.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모듈화된 배터리팩을 포함하는 배터리 충전 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a battery charging system including a modular battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 모듈화된 배터리팩을 포함하는 배터리 충전 시스템은, 충전기(100)와 배터리팩 모듈(200)과 배터리 관리부(300)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a battery charging system including a modular battery pack according to an embodiment of the present invention includes a charger 100, a battery pack module 200, and a battery management unit 300.

충전기(100)는 전압 전류 제어기(110)를 포함한다.The charger 100 includes a voltage current controller 110.

또한, 충전기(100)는 외부 전원과 전기적으로 연결되며 배터리팩 모듈(200)에 포함된 배터리가 충전되도록 한다.Also, the charger 100 is electrically connected to an external power source to charge the battery included in the battery pack module 200.

또한, 충전기(100)에 포함된 전압 전류 제어기(110)는 배터리택 모듈(200)에 적합한 전압 및 전류가 되도록 제어한다.Also, the voltage and current controller 110 included in the charger 100 controls the voltage and current to be suitable for the battery tack module 200.

또한, 배터리팩 모듈(200)은 하나 이상의 배터리셀 모듈(210)을 포함한다.In addition, the battery pack module 200 includes one or more battery cell modules 210.

또한, 배터리팩 모듈(200)은 제어 통신부(211)와 셀 충전기(212)와 온도 센서(213)와 배터리셀(214)를 포함한다.The battery pack module 200 includes a control communication unit 211, a cell charger 212, a temperature sensor 213, and a battery cell 214.

또한, 배터리팩 모듈(200)에 포함되는 제어 통신부(211)와 셀 충전기(212)와 온도 센서(213)와 배터리셀(214)은 각각 분리 가능한 형태로 결합된다. 즉, 배터리팩 모듈(200)에 오류 또는 불량이 발생했을 때 유지 및 보수가 용이하도록 각 구성은 분리 가능한 형태로 결합될 수 있다.The control communication unit 211 included in the battery pack module 200, the cell charger 212, the temperature sensor 213, and the battery cell 214 are detachably coupled to each other. That is, each of the components may be detachably coupled to facilitate maintenance and repair when an error or failure occurs in the battery pack module 200.

또한, 제어통신부(211)는 배터리 관리부(300)와 통신하여 배터리셀 모듈(210)을 제어한다.The control communication unit 211 communicates with the battery management unit 300 to control the battery cell module 210.

또한, 셀 충전기(212)는 배터리셀(214)을 충전한다. 자세하게는 셀 충전기(212)는 제어 통신부(211)의 제어 신호에 의해 제어되고 충전기(100)와의 전기적 연결을 통해 배터리셀(214)을 충전한다.In addition, the cell charger 212 charges the battery cell 214. In detail, the cell charger 212 is controlled by a control signal of the control communication unit 211 and charges the battery cell 214 through an electrical connection with the charger 100.

또한, 온도 센서(213)는 배터리셀(214)의 온도를 감지한다.In addition, the temperature sensor 213 senses the temperature of the battery cell 214.

또한, 배터리셀(214)은 충전 과정을 통해 전하가 축적되는 부분이다.Also, the battery cell 214 is a portion where charges are accumulated through the charging process.

또한, 배터리 관리부(300)는 통합 제어부(310)와 외부 인터페이스부(320)와 셀모듈 인터페이스부(330)를 포함한다.The battery management unit 300 includes an integrated control unit 310, an external interface unit 320, and a cell module interface unit 330.

또한, 배터리 관리부(300)는 배터리팩 모듈(200)과 통신을 하여 배터리셀(214)이 충전되도록 할 수 있는데, 이때 전기에너지를 상기 배터리셀(214)에 저장함에 있어 충전기(100)와 배터리셀 모듈(210) 내부의 셀충전기(212)를 병렬로 구동하여 충전과 동시에 셀 밸런싱이 이루어지도록 하여 전기에너지의 낭비를 최소화 할 수 있다.The battery management unit 300 communicates with the battery pack module 200 to charge the battery cell 214. At this time, in storing the electric energy in the battery cell 214, The cell charger 212 in the cell module 210 is driven in parallel to perform cell balancing at the same time as charging, thereby minimizing the waste of electric energy.

또한, 통합 제어부(310)는 배터리팩 모듈(200)과 통신하며 베터리셀(214)의 충전 제어를 수행한다. 구체적으로 배터리셀 모듈(210)에 포함되는 제어 통신부(211)와 통신하여 충전기(100)와 셀 충전기(212)의 연결을 통해 배터리셀(214)이 충전되도록 제어한다.In addition, the integrated controller 310 communicates with the battery pack module 200 and performs charge control of the battery cell 214. Specifically, the controller 210 communicates with the control communication unit 211 included in the battery cell module 210 to control the battery cell 214 to be charged through the connection between the charger 100 and the cell charger 212.

또한, 외부 인터페이스부(320)는 배터리팩 모듈(200)과 외부 디바이스와의 연결을 위해 인터페이스를 제공한다. The external interface unit 320 provides an interface for connection between the battery pack module 200 and an external device.

또한, 셀모듈인터페이스부(330)는 배터리셀 모듈(210)과 충전기(100)와의 연결을 위한 인터페이스를 제공한다.The cell module interface unit 330 provides an interface for connection between the battery cell module 210 and the charger 100.

또한, 배터리 관리부(300)는 충전기(100)와 배터리셀 모듈(210)의 셀 충전기(212)를 병렬로 구동시켜 배터리셀(214)이 충전되도록 하면서 셀 밸런싱이 이루어지도록 제어한다. The battery management unit 300 drives the charger 100 and the cell charger 212 of the battery cell module 210 in parallel to control the cell balancing while allowing the battery cell 214 to be charged.

또한, 통합 제어부(310)는 온도센서(213)가 감지한 온도가 기설정된 온도 이상일 경우에 충전이 중단되도록 제어한다.In addition, the integrated controller 310 controls the charging to be stopped when the temperature detected by the temperature sensor 213 is equal to or higher than a predetermined temperature.

다음으로 본 발명의 실시예에 따른 하나의 배터리셀 모듈(210)의 결합 구조에 대해 도 2를 기초로 이하에서 설명한다.Next, a coupling structure of one battery cell module 210 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하나의 배터리셀 모듈의 결합 구조를 도시한 사시도이다.2 is a perspective view illustrating a coupling structure of one battery cell module according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하나의 배터리셀 모듈(210)은 제어 통신부(211)와 배터리셀(214)이 볼트(215)로 체결되는 구조로 이루어질 수 있다.2, one battery cell module 210 according to an embodiment of the present invention may have a structure in which the control communication unit 211 and the battery cell 214 are fastened together with the bolts 215.

여기서 볼트(215)는 하나 이상으로 구비되어 제어 통신부(211)와 배터리셀(214)을 결합시킬 수 있는데, 볼팅(BOLTING) 방식의 결합을 통해 하나의 배터리셀 모듈(210)에 이상이 발생했을 때 유지 및 보수가 용이하다는 장점이 있다. 또한, 바람직하게는 두 개의 볼트(215)로 제어 통신부(211)와 배터리셀(214)을 결합할 수 있다.Here, one or more bolts 215 may be provided to couple the control communication unit 211 and the battery cell 214. If an abnormality occurs in one battery cell module 210 through the combination of the bolting method There is an advantage that maintenance and repair are easy. Preferably, the control communication unit 211 and the battery cell 214 may be coupled to each other by two bolts 215.

다음으로 본 발명의 실시예에 따른 배터리셀 모듈(210) 다수 개가 결합되는 구조에 대해 도 3 내지 도 4를 기초로 이하에서 상세히 설명한다.Next, a structure in which a plurality of battery cell modules 210 according to an embodiment of the present invention are coupled will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 4. FIG.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리셀 모듈 다수 개의 결합 구조를 도시한 개략도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리셀 모듈 다수 개의 결합 구조를 위한 단자부를 도시한 단면도이다.FIG. 3 is a schematic view illustrating a plurality of battery cell module coupling structures according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating terminal portions for a plurality of battery cell module coupling structures according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배터리팩 모듈(200)은 하나 이상의 배터리셀 모듈(210)로 이루어지는데, 하나 이상의 배터리셀 모듈(210) 각각은 상기에서 설명한 것과 같이 제어 통신부(211)와 베터리셀(214)이 볼트(215)로 결합되어 있다.3, the battery pack module 200 according to an exemplary embodiment of the present invention includes one or more battery cell modules 210. Each of the one or more battery cell modules 210 may be controlled The communication unit 211 and the battery cell 214 are coupled with the bolts 215.

볼트 체결로 이루어진 각 배터리셀 모듈(210)이 연결되어 하나의 배터리팩 모듈(200)을 형성하는데, 이러한 과정에서 각 배터리셀 모듈(210)은 하나 이상의 단자(500)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.Each battery cell module 210 formed by bolt fastening is connected to form one battery pack module 200. In this process, each battery cell module 210 can be electrically connected through one or more terminals 500 .

또한, 상기 단자(500)를 이용한 다수 개의 배터리셀 모듈(210) 결합 방법은, 별도의 추가 브라켓 없이 배터리셀 모듈(210)을 직렬로 연결할 수 있고 구성을 단순화하고 유지 및 보수를 위한 분리에도 용이하다는 효과가 있다.The method of assembling the plurality of battery cell modules 210 using the terminals 500 can connect the battery cell modules 210 in series without any additional brackets and simplify the configuration and facilitate separation for maintenance and repair There is an effect to make.

또한, 상기 결합 방법은 단자(500)의 일단이 다수 개의 배터리셀 모듈(210)에 결합되는 동시에 단자(500)의 타단이 배터리 고정 프레임(600)과 결함됨으로써, 구성을 단순화시키고 분리도 용이해진다.In this connection method, one end of the terminal 500 is coupled to the plurality of battery cell modules 210, and the other end of the terminal 500 is connected to the battery fixing frame 600, thereby simplifying the configuration and facilitating the separation .

즉, 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 하나 이상의 배터리셀 모듈(210) 각각이 가지는 두 개의 볼트(215)는 단자(500)에 결합되는 형태로 해서, 전체적으로 다수 개의 배터리셀 모듈(210)이 하나의 배터리팩 모듈(200)을 형성할 수 있다.3 to 4, the two bolts 215 of each of the one or more battery cell modules 210 may be coupled to the terminals 500 to form a plurality of battery cell modules 210 as a whole, So that one battery pack module 200 can be formed.

또한, 단자부(500)는 각각의 배터리셀 모듈(210)과 충전기(100)를 전기적으로 연결한다.The terminal unit 500 electrically connects the battery cell module 210 and the charger 100 to each other.

보다 자세하게는 하나의 배터리셀 모듈(210)이 포함하는 두 개의 볼트(215) 중에서 하나의 볼트(배터리셀 모듈(210)의 일측에 형성)는 하나의 단자(500)에 결합될 수 있고, 다른 하나의 볼트(배터리셀 모듈(210)의 타측에 형성)는 다른 하나의 단자에 결합되는 형태로 실시될 수 있다.More specifically, one bolt (formed on one side of the battery cell module 210) of the two bolts 215 included in one battery cell module 210 can be coupled to one terminal 500, And one bolt (formed on the other side of the battery cell module 210) may be implemented in a form coupled to the other terminal.

상기와 같은 실시예에 따른 배터리셀 모듈(210) 간의 결합 형태는, 보다 견고하한 결합 상태를 유지하면서도 효과적인 셀 밸런싱을 수행하기 위한 결합 구조이다.The coupling type of the battery cell modules 210 according to the above-described embodiment is a coupling structure for performing cell balancing effectively while maintaining a more rigid lower coupling state.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 배터리팩 모듈(200)은, 하나 이상의 배터리셀 모듈(210)을 고정하기 위해 단자부(500)에 연결된 배터리 고정 프레임(600)을 더 포함하여 실시될 수 있다.The battery pack module 200 according to an embodiment of the present invention may further include a battery fixing frame 600 connected to the terminal unit 500 to fix one or more battery cell modules 210.

즉, 상기 배터리 고정 프레임(600)은 하나 이상의 단자부(500)를 지지하는 구조로서 전체적으로는 하나 이상의 배터리셀 모듈(210)을 고정하는 기능을 수행한다.That is, the battery securing frame 600 supports at least one terminal unit 500 and functions to fix one or more battery cell modules 210 as a whole.

또한, 배터리 고정 프레임(600)은 도 4에 도시된 바와 같은 단자부(500)의 어느 하나의 홀(hall)에 결합될 수 있다. 즉, 배터리 고정 프레임(600)의 일단과 단자부(500)에 형성된 어느 하나의 홀이 볼트 등을 통해 고정될 수 있고, 용이하게 분리될 수 있다.Also, the battery fixing frame 600 may be coupled to any one of the holes of the terminal unit 500 as shown in FIG. That is, one end of the battery fixing frame 600 and one of the holes formed in the terminal portion 500 can be fixed through a bolt or the like, and can be easily separated.

이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Should be interpreted as falling within the scope of.

100 : 충전기 110 : 전압 전류 제어기
200 : 배터리팩 모듈 210 : 배터리셀 모듈
211 : 제어 통신부 212 : 셀 충전기
213 : 온도 센서 214 : 배터리셀
215 : 볼트 300 : 배터리 관리부
310 : 통합 제어부 320 : 외부 인터페이스부
330 : 셀모듈 인터페이스부 500 : 단자부
600 : 배터리 고정 프레임100: Charger 110: Voltage and current controller
200: battery pack module 210: battery cell module
211: control communication unit 212: cell charger
213: Temperature sensor 214: Battery cell
215: bolt 300: battery management section
310: Integrated Control Unit 320: External Interface Unit
330: Cell module interface part 500: Terminal part
600: battery fixing frame

Claims (4)

하나 이상의 배터리셀 모듈을 포함하고,
상기 배터리셀 모듈은,
외부 배터리 관리부와 통신하여 상기 배터리셀 모듈을 제어하는 제어통신부와, 충전을 통해 전하가 축적되는 배터리셀과, 상기 배터리셀을 충전하는 셀충전기와, 상기 배터리셀의 온도를 감지하는 온도센서를 포함하고,
상기 배터리셀 모듈에 포함되는 제어통신부, 배터리셀, 셀충전기 및 배터리셀은 각각 분리 가능한 형태로 결합되되,
상기 제어통신부와 상기 배터리셀은 볼트 체결로 결합되어 전기적으로 연결되며, 상기 하나 이상의 배터리셀 모듈 각각을 직렬으로 연결하는 단자부와,
상기 하나 이상의 배터리셀 모듈을 고정하기 위해 상기 단자부에 연결된 배터리 고정 프레임을 포함하되,
상기 단자부는 5각형태로 형성되어, 상기 배터리 고정 프레임측으로 돌출된 부분은 상기 배터리 고정 프레임에 연결되고, 돌출된 부분의 반대편은 두 배터리셀 모듈을 연결하며,
상기 배터리 고정 프레임은 상기 단자부의 돌출된 부분에 형성된 홀에 볼트를 통해 고정되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 시스템.
At least one battery cell module,
The battery cell module includes:
A control communication unit for controlling the battery cell module by communicating with an external battery management unit, a battery cell in which electric charges are accumulated through charging, a cell charger for charging the battery cell, and a temperature sensor for sensing the temperature of the battery cell and,
Wherein the control communication unit, the battery cell, the cell charger, and the battery cell included in the battery cell module are detachably coupled,
The control communication unit and the battery cell are connected to each other by bolts and are electrically connected to each other. The terminal unit connects the one or more battery cell modules in series,
And a battery fixing frame connected to the terminal portion for fixing the at least one battery cell module,
The terminal portion is formed in a pentagonal shape, and a portion protruding toward the battery fixing frame side is connected to the battery fixing frame. The opposite side of the protruding portion connects the two battery cell modules,
Wherein the battery fixing frame is fixed to a hole formed in a protruding portion of the terminal portion through a bolt.
전원과 연결되는 충전기;
상기 충전기 및 배터리 관리부와 통신하여 배터리셀 모듈을 제어하는 제어통신부와, 충전을 통해 전하가 축적되는 배터리셀과, 상기 배터리셀을 충전하는 셀충전기와, 상기 배터리셀의 온도를 감지하는 온도센서를 포함하는 하나 이상의 배터리셀 모듈;
상기 배터리셀 모듈과 통신하며 충전 제어를 수행하는 통합제어부와 외부 디바이스와의 연결을 위한 외부인터페이스부와 상기 배터리셀 모듈과의 연결을 위한 셀모듈인터페이스부로 이루어진 배터리 관리부를 포함하고,
상기 배터리셀 모듈에 포함되는 제어통신부, 배터리셀, 셀충전기 및 배터리셀은 각각 분리 가능한 형태로 결합되는 것을 특징으로 하는 모듈화된 배터리팩을 포함하되,
상기 모듈화된 배터리팩은
상기 제어통신부와 상기 배터리셀이 볼트 체결로 결합되어 전기적으로 연결되며, 상기 하나 이상의 배터리셀 모듈 각각을 직렬으로 연결하는 단자부와,
상기 하나 이상의 배터리셀 모듈을 고정하기 위해 상기 단자부에 연결된 배터리 고정 프레임을 포함하되,
상기 단자부는 5각형태로 형성되어, 상기 배터리 고정 프레임측으로 돌출된 부분은 상기 배터리 고정 프레임에 연결되고, 돌출된 부분의 반대편은 두 배터리셀 모듈을 연결하며,
상기 배터리 고정 프레임은 상기 단자부의 돌출된 부분에 형성된 홀에 볼트를 통해 고정되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 시스템.
A charger connected to a power source;
A control communication unit for controlling the battery cell module by communicating with the charger and the battery management unit; a battery charger for storing charge through charging; a cell charger for charging the battery cell; and a temperature sensor for sensing the temperature of the battery cell One or more battery cell modules;
And a battery management unit comprising an integrated controller for communicating with the battery cell module and performing charge control, an external interface unit for connection to an external device, and a cell module interface unit for connecting the battery cell module,
Wherein the control communication unit, the battery cell, the cell charger, and the battery cell included in the battery cell module are detachably coupled to each other,
The modularized battery pack
A terminal portion for connecting the one or more battery cell modules in series, the control communication portion being electrically connected to the battery cell by bolts,
And a battery fixing frame connected to the terminal portion for fixing the at least one battery cell module,
The terminal portion is formed in a pentagonal shape, and a portion protruding toward the battery fixing frame side is connected to the battery fixing frame. The opposite side of the protruding portion connects the two battery cell modules,
Wherein the battery fixing frame is fixed to a hole formed in a protruding portion of the terminal portion through a bolt.
제 2 항에 있어서,
상기 배터리 관리부는,
상기 충전기와 배터리셀 모듈의 셀충전기를 병렬로 구동시켜 상기 배터리셀이 충전되도록 하면서 셀 밸런싱이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 모듈화된 배터리팩을 포함하는 배터리 충전 시스템.
3. The method of claim 2,
The battery management unit,
Wherein the cell charger of the battery charger and the charger is driven in parallel to perform cell balancing while charging the battery cell.
제 3 항에 있어서,
상기 배터리 관리부의 통합제어부는,
상기 온도센서가 감지한 온도가 기설정된 온도 이상일 경우에 충전이 중단되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모듈화된 배터리팩을 포함하는 배터리 충전 시스템.
The method of claim 3,
The integrated control unit of the battery management unit,
And controls the charging to be stopped when the temperature sensed by the temperature sensor is equal to or higher than a predetermined temperature.
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