KR102130723B1 - 열선 내장 배터리팩 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열선 내장 배터리팩에 관한 것으로서, 구체적으로 상술한 열선 내장 배터리팩은 전기로 구동되는 자동차 또는 이륜차의 전원부에 제1 연결선을 통해 전기를 공급하기 위한 배터리를 내부에 수용하고, 탈착 제어부를 통해 배터리를 탈착 가능하도록 구성되되, 배터리가 내부에 완전히 수용된 상태에서 제1 연결선과 배터리가 연결되어 전원부에 전기를 공급하도록 하는 케이스 바디; 및 케이스 바디의 내외벽측에 설치되며, 제2 연결선을 통해 배터리와 연결되어 배터리로부터 공급되는 전류가 흐르는 경우 발열되는 열선; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

열선 내장 배터리팩{BATTERY PACK WITH HEAT-WIRE}

본 발명은 열선 내장 배터리팩에 관련된 것으로서, 구체적으로는 전기 자전거 등에 부착되어 전기를 제공하는 배터리에 대한 것으로, 일반적으로 배터리는 온도의 변화에 따라 배터리 내부의 저항값이 달라지므로 이 과정에서 배터리 손실이 발생하는데, 이에 배터리와 연결된 열선의 온도를 감지함으로써 배터리의 온도를 예측하고, 예측된 온도에 따라 배터리와 연결하거나 차단함으로써 온도의 변화에 따른 배터리의 손실을 최소화하고, 서브 배터리를 더 추가함으로써 배터리를 대신하여 부족한 전기를 보충하도록 하는 열선 내장 배터리팩에 관한 것이다.

전기 자전거는 전기 모터를 이용해 일반적으로 널리 사용되는 자전거와 비교하여 상대적으로 힘들이지 않으면서도 빠르게 주행할 수 있고, 구동을 위한 조작이 간편하여 누구든지 용이하게 사용할 수 있으며, 운행에 있어 필요한 전기료 또한 저렴한 편으로, 1회 충전으로 수십 km의 거리를 주행할 수 있다는 점에서 이동수단으로써 점점 더 보편화 되고 있는 추세이다.

이에, 상술한 전기 자전거를 구동하기 위해 충전 가능한 배터리(예를 들어 리튬이온 배터리)를 채용하고 있는데, 이러한 충전 가능한 배터리는 일정 용량까지만 충전이 가능하고, 외부에서는 배터리 충전이 어려우며, 무엇보다 리튬이온 배터리는 온도에 따라 그 효율이 급격히 달라진다. 특히 전기 자전거는 실외에서 구동하거나 보관하는 경우가 많은데, 실외는 계절의 변화 및 낮과 밤에 따라 기온 차이가 발생하고, 배터리 또한 이러한 온도 변화에 영향을 크게 받게 되는데, 이러한 환경에서 일정한 적정 온도를 유지하지 못하게 되는 배터리는 그 효율성이 매우 크게 떨어지게 된다.

이에 한국 공개 특허 제10-2016-0128870호에서는, 거의 대부분 실외에 두는 자전거의 배터리를 태양전지를 이용하여 콘센트가 없는 곳에서도 충전 가능하게 하는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 상술한 선행 기술의 경우, 실외에 둠으로써 태양 에너지를 생성하여 충전은 가능하나, 이는 임시방편으로만 배터리를 충전하는 것으로, 온도 변화에 크게 영향을 받아 배터리의 효율이 급격히 나빠진 상태에서는 태양전지를 통해 충전을 한다 하더라도 큰 효과를 볼 수 없다.

또한, 온도에 민감한 배터리의 특성상, 온도 변화가 급격이 이루어지는 상황들에 처할 경우 배터리 자체가 손실될 가능성이 커질 위험이 발생할 수 있다. 예를 들어, 배터리가 충전되는 동안 태양열을 지나치게 받게 되어 배터리가 과열될 경우의 위험성이 있을 수 있고, 또는 추운 겨울에 배터리가 낮은 온도의 환경에 장시간 노출될 경우 배터리의 방전이 빠르게 이루어질 수 있으며, 뿐만 아니라 이러한 낮은 온도의 환경에서는 실질적으로 배터리의 성능이 발휘되지 못하여 전기 구동식 이동 수단의 이용 자체가 불가능해 질 수 있다는 문제점들을 간과하고 있다.

이에 본 발명은 배터리가 수용되는 배터리팩에 보온 효과를 부여하여, 온도에 민감한 배터리가 특히 낮은 온도에서도 일정한 온도를 유지하여 배터리의 효율을 극대화하는 것에 제1 목적이 있다.

또한 본 발명에서는, 배터리와 연결된 열선의 온도를 감지하여 배터리의 온도를 예측하고, 예측된 온도에 따라 배터리와 연결하거나 차단함으로써 온도 변화에 민감한 배터리가 일정한 온도를 유지하도록 하는 것에 제2 목적이 있다.

뿐만 아니라, 본 발명에서는 서브 배터리를 추가적으로 더 둠으로써, 배터리를 대신하여 전기를 공급하도록 하는 것에 제3 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 열선 내장 배터리팩은, 전기로 구동되는 자동차 또는 이륜차의 전원부에 제1 연결선을 통해 전기를 공급하기 위한 배터리를 내부에 수용하고, 탈착 제어부를 통해 배터리를 탈착 가능하도록 구성되되, 배터리가 내부에 완전히 수용된 상태에서 상기 제1 연결선과 배터리가 연결되어 상기 전원부에 전기를 공급하도록 하는 케이스 바디; 및 상기 케이스 바디의 내외벽측에 설치되며, 제2 연결선을 통해 상기 배터리와 연결되어 배터리로부터 공급되는 전류가 흐르는 경우 발열되는 열선;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 케이스 바디의 일측에 설치되어 온도를 센싱함으로써 배터리의 온도를 센싱하도록 하는 적어도 하나 이상의 온도 센서; 및 상기 온도 센서로부터 수신된 온도값을 이용하여 상기 배터리의 온도를 예측하는 동시에, 예측된 배터리의 온도를 외부에 송출하는 프로세서;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 프로세서는, 예측된 배터리의 온도를 상기 케이스 바디 외면의 일 영역에 설치된 정보 출력 수단에 출력하도록 하거나, 상기 프로세서에 연동된 통신 수단을 통해 사용자 단말에 전송하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 케이스 바디에는, 상기 제2 연결선과 상기 배터리간의 연결을 제어하는 스위칭 회로;를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 예측된 배터리의 온도가 기설정된 제1 범위의 최소값보다 작은 경우, 상기 제2 연결선과 상기 배터리가 연결되도록 하고, 예측된 배터리의 온도가 기설정된 제1 범위의 최대값보다 큰 경우 상기 제2 연결선과 상기 배터리의 연결을 차단하는 것이 바람직하다.

상기 케이스 바디에는, 상기 제2 연결선과 상기 배터리간의 연결을 제어하는 스위칭 회로;를 더 포함하고, 상기 케이스 바디 외측에 구성되어, 상기 스위칭 회로의 동작을 제어하여 상기 제2 연결선과 상기 배터리간의 연결을 수동 제어하기 위한 스위치;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 케이스 바디 내부에 설치되며, 외부 에너지를 공급받아 전기 에너지를 충전하도록 구성되는 서브 배터리;를 더 포함하고, 상기 열선은, 제3 연결선을 통해 상기 서브 배터리와 연결되며, 상기 케이스 바디에는, 상기 제2 연결선과 배터리, 상기 제3 연결선과 상기 서브 배터리 간의 연결을 각각 제어하는 릴레이 스위칭 회로;를 포함하고, 상기 릴레이 스위칭 회로는, 디폴트 상태에서 상기 제3 연결선과 상기 서브 배터리를 연결하고 상기 제2 연결선과 상기 배터리의 연결을 차단하고, 상기 서브 배터리가 방전되어 상기 서브 배터리로부터의 전기 에너지 공급이 중단되는 경우, 상기 제3 연결선과 상기 서브 배터리를 연결을 차단하고 상기 제2 연결선과 상기 배터리를 연결하도록 동작되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 배터리가 수용되는 배터리팩에 보온 효과를 부여하여, 온도에 민감한 배터리가 특히 낮은 온도에서도 배터리의 온도가 주변 온도에 맞추어 급격히 하강하지 않도록 함으로써 배터리의 효율을 극대화 할 수 있는 적정 온도를 지속적으로 유지하도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 배터리와 연결된 열선의 온도를 감지하여 배터리의 온도를 예측하고, 예측된 온도에 따라 배터리와 연결하거나 차단함으로써 온도 변화에 민감한 배터리가 일정한 온도를 유지하도록 하여 배터리 자체의 내부 손실을 최소화하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 서브 배터리를 추가적으로 두어 배터리를 대신하여 전기를 공급하도록 함으로써, 배터리 부족 시에도 전기 자전거를 구동 가능하도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 열선 내장 배터리팩의 구성도.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 열선 내장 배터리팩의 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 단말에 전송되어 예측된 배터리의 온도가 출력 수단을 통해 제공되는 인터페이스의 일 예.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리와 서브 배터리가 케이스 바디 내부에 수용된 일 예.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 열선, 서브 배터리 및 배터리가 연결된 구성도의 일 예.

이하에서는, 다양한 실시 예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.

본 명세서에서 사용되는 "실시 예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시 예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시 예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하에서 설명할 본 발명의 일 실시예에 따른 열선 내장 배터리팩은 상술한 바와 같이 전기 자전거 등에 부착되어 전기를 제공하는 배터리에 대한 것으로, 일반적으로 배터리는 온도의 변화에 따라 배터리 내부의 저항값이 달라지므로 이 과정에서 배터리 손실이 발생하는데, 이에 배터리와 연결된 열선의 온도를 감지함으로써 배터리의 온도를 예측하고, 예측된 온도에 따라 배터리와 연결하거나 차단함으로써 온도의 변화에 따른 배터리의 손실을 최소화하고, 서브 배터리를 더 추가함으로써 배터리를 대신하여 부족한 전기를 보충하도록 한다.

이러한 본 발명은 배터리가 수용되는 배터리팩에 보온 효과를 부여하여, 온도에 민감한 배터리가 특히 낮은 온도에서도 일정한 온도를 유지하여 배터리의 효율을 극대화하는 것에 제1 목적이, 배터리와 연결된 열선의 온도를 감지하여 배터리의 온도를 예측하고, 예측된 온도에 따라 배터리와 연결하거나 차단함으로써 온도 변화에 민감한 배터리가 일정한 온도를 유지하도록 하는 것에 제2 목적이, 서브 배터리를 추가적으로 둠으로써, 배터리를 대신하여 전기를 공급하도록 하는 것에 제3 목적이 있다.

한편 이하의 설명에 있어서, 도면에 기재된 사항은 본 발명의 각 구성의 기능을 설명하기 위하여 일부의 구성이 생략되거나, 과하게 확대 또는 축소되어 도시되어 있으나, 해당 도시 사항이 본 발명의 기술적 특징 및 권리범위를 한정하는 것은 아닌 것으로 이해됨이 당연할 것이다.

또한 이하의 설명에 있어서 하나의 기술적 특징 또는 발명을 구성하는 구성요소를 설명하기 위하여 다수의 도면이 동시에 참조되어 설명될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 열선 내장 배터리팩의 구성도, 도 2는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 열선 내장 배터리팩의 사시도, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 단말에 전송되어 예측된 배터리의 온도가 출력 수단을 통해 제공되는 인터페이스의 일 예이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리와 서브 배터리가 케이스 바디 내부에 수용된 일 예이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 열선, 서브 배터리 및 배터리가 연결된 구성도의 일 예이다.

먼저, 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 열선 내장 배터리팩의 구성도로써 이를 참조하여 설명하면, 본 발명의 열선 내장 배터리팩은 전기로 구동되는 자동차 또는 이륜차의 전원부(1)에 제1 연결선(20)을 통해 전기를 공급하기 위한 배터리(11)를 내부에 수용하고, 탈착 제어부(16)를 통해 배터리(11)를 간단히 탈부착 가능하도록 구성되되, 배터리(11)가 내부에 완전히 수용된 상태에서 제1 연결선(20)과 배터리(11)가 연결되어 전원부(1)에 전기를 공급하도록 하는 케이스 바디(10)를 포함한다.

우선, 본 발명의 열선 내장 배터리팩은 전기로 구동되는 자동차 또는 이륜차에 부착되어 전기를 공급하는데, 특히 그 중에서도 전기 자전거에 장착이 가능한 것으로, 전기 자전거는 주로 구동부에 모터를 장치하여, 페달을 밟는 힘을 보조해 주는 자전거로써, PAS(Pedal Assist System) 방식 전동 이륜차 중에서도 법률상으로는 페달(손페달을 포함)과 전동기의 동시 동력으로 움직이며, 전동기만으로는 움직이지 않고, 시속 25km 이상으로 움직일 경우 전동기가 작동하지 않고, 부착된 장치의 무게를 포함한 자전거의 전체 중량이 30kg 미만인 기준에 부합하는 것이 전기 자전거이다.

상술한 전기 자전거는 주행함에 있어 적은 노력으로도 구동이 가능한데, 이러한 이유로 체력 문제로 자전거를 타지 못하던 노약자나 일부 여성도 자전거를 교통수단으로 이용 가능하고, 화물 적재 또한 가능해질 수 있으며 전기로 구동되는 것으로 환경 친화적이라는 장점을 가진다.

이러한 특징을 가지는 전기 자전거는 소모품으로 외부의 전기 에너지를 화학 에너지의 형태로 바꾸어 저장해 두었다가 필요할 때에 전기를 만들어 내는 이차 전지를 사용하고, 특히 본 발명에서는 리튬이온 배터리를 사용한다. 일반적으로 리튬이온 배터리는 전력밀도가 매우 높고 고속충전, 고율방전이 유리하여 이차 전지로써 널리 사용되고 있고, 배합되는 금속 성분에 따라 성질이 달라지는데, 상대적으로 LMO(Lithium Manganese Oxide)는 수명이 매우 짧고 에너지량도 적은데다 고온에 불안정해 사용 영역이 점차 축소되고 있으나, NMC(Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide)는 에너지 용량도 높고 안정적이며, 수명 또한 길기 때문에 종래에 활발하게 이용되고 있다.

또한, 일반적으로 배터리의 수명은 초기 용량의 80 내지 60%까지 용량이 줄어들었을 때의 출전 및 방전 횟수로 정의하고, 배터리의 방전률에 대한 C-rate특성은 고용량으로 갈수록 그 특성이 나빠지며, 배터리를 오래 사용하면 할수록 수명 특성과 함께 C-rate특성도 저하되는데, 이는 배터리를 오래 사용할수록 배터리 내의 내부 저항이 증가하기 때문이다. 이에 따라 C-rate특성을 향상 시키기 위해 배터리 내부에 존재하는 내부 저항을 감소시켜야 하는데, 리튬이온 배터리의 내부 저항은 특히 온도에 따라 배터리 내부의 저항값이 달라지고, 이러한 내부 저항으로 인하여 배터리의 손실이 발생하는 것이다. 특히 배터리의 적정온도라 할 수 있는 25 내지 35°C에서 내부 손실이 가장 적게 일어나고, 35°C를 초과할 경우에는 내부 저항이 급격이 증가하게 되는 특성을 가진다.

상술한 다수의 특성을 가진 배터리(11)는 온도를 비롯한 주변 환경에 민감한 이유로, 주로 실외에 두는 전기로 구동되는 자동차 또는 이륜차의 실사용 현황을 고려하여 케이스 바디(10)에 완전히 수용됨으로써 외부에 노출되지 않아 안정감 있게 보호된 상태에서 전원부(1)에 제1 연결선(20)을 통해 전기를 공급한다.

또한, 케이스 바디(10)의 내외벽측에 설치되며, 제2 연결선(21)을 통해 배터리(11)와 연결되어 배터리(11)로부터 공급되는 전류가 흐르는 경우 발열되는 열선(12)이 있다. 이러한 열선(12)을 통해, 온도가 낮은 경우에는 열이 발생됨으로써 저온 상태에서 배터리(11)의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

이러한 열선이 설치됨으로써, 온도에 민감한 배터리가 특히 낮은 온도에서도 배터리의 온도가 주변 온도에 맞추어 급격히 하강하지 않도록 하는데, 이는 추운 겨울에 배터리가 장시간 노출될 경우 방전이 빠르게 이루어질 수 있으며, 실질적으로 배터리의 성능이 충분히 발휘되지 못하여 전기 자전거의 이용 자체가 불가능해 질 수 있기 때문에, 열선을 통해 보온 효과를 줌으로써, 한겨울에도 배터리가 적정 온도를 유지하여 배터리의 효율을 극대화하도록 하고, 따라서 전기 자전거를 충분히 구동할 수 있게 되는 효과가 있다.

한편, 상술한 케이스 바디(10)의 일측에 설치되어 온도를 센싱함으로써 배터리(11)의 온도를 센싱하도록 하는 적어도 하나 이상의 온도 센서 및 온도 센서로부터 수신된 온도값을 이용하여 배터리(11)의 온도를 예측하는 동시에, 예측된 배터리(11)의 온도를 외부에 송출하는 프로세서(13)를 더 포함하고, 이러한 프로세서(13)는, 예측된 배터리(11)의 온도를 케이스 바디(10) 외면의 일 영역에 설치된 정보 출력 수단(17)에 출력하도록 하거나, 프로세서에 연동된 통신 수단을 통해 사용자 단말에 전송하도록 한다.

특히 프로세서(13)는 상술한 바와 같이 도 2에 도시된 것처럼 케이스 바디(10) 외면의 일 영역의 디스플레이를 통해 출력되도록 하거나, 도 3의 100에 도시된 바와 같이 사용자 단말의 출력 수단에 사용자가 직관적으로 예측된 당시의 온도를 실시간 또는 사용자가 필요 시 확인할 수 있도록, 온도에 대한 정보와 배터리(11)와 연관된 각종 정보(예를 들어 배터리의 적정 온도에 대한 정보 등)를 인터페이스의 시각화를 통해 직관적으로 파악할 수 있도록 출력하도록 하는 것이 바람직할 것이다.

구체적으로, 도 2와 같이 정보 출력 수단(17)은 데이터를 시각적으로 표현하는 장치인 디스플레이를 활용하여 출력되는 것이 사용자의 입장에서는 가장 직관적으로 온도값을 확인할 수 있고, 다양한 종류의 디스플레이 중에서도 본 발명에서는 특히 LCD(Liquid Crystal Display)를 이용할 수 있는데, 이는 LCD가 광학적으로 수동형으로 스스로 발광하지 않기 때문에 전력을 거의 소비하지 않고, 백라이트가 없는 LCD는 작은 태양광 패널이나 저용량 배터리 만으로도 긴 수명을 갖기 때문이다.

또한, 프로세서(13)에 연동된 통신 수단을 통해 사용자 단말에 온도값을 전송함에 있어서 사용자 단말은 출력을 포함하여 본 발명의 기능 수행이 가능한 통신 기기로서, 유/무선 전화기(Wire/wireless telephone), 개인용 컴퓨터(Personal computer), 태블릿 PC(Tablet PC), 랩톱(Laptop), 스마트폰(Smartphone), 개인 휴대용 정보 단말기(Personal Digital Assistant) 및 이동통신 단말기(Mobile Communication Terminal) 중 어느 하나가 이용되는 것으로 이해됨이 바람직하며, 특히 배터리(11)의 온도값을 사용자가 실시간으로 확인하도록 하기 위해서는 이동성을 갖춘 통신 기기를 더 이용할 수 있을 것이다.

상술한 도 2 및 도 3의 방식을 통해 배터리(11)의 온도를 사용자로 하여금 확인하도록 하는 것은, 즉, 온도 센서를 통해 배터리(11)의 온도를 예측함은, 배터리(11)가 온도가 낮은 곳에 위치되어 배터리(11)의 온도가 지속적으로 내려가는 경우 또는 열기가 있는 물체가 주변에 있어 배터리(11)의 온도가 상승하는 경우 등에 대해 즉각적으로 사용자가 인지하여 대응하도록 함으로써, 적정온도 25 내지 35°C에서 내부 손실이 가장 적게 일어나고, 35°C를 초과할 경우에는 내부 저항이 급격이 증가하는 상술한 리튬이온 배터리의 특성상, 배터리(11)의 성능이 저하되는 것을 방지하거나 저하되는 속도를 줄이도록 하기 위함이다.

또한, 케이스 바디(10)에는 제2 연결선(21)과 배터리(11)간의 연결을 제어하는 스위칭 회로(14)를 더 포함하고, 프로세서(13)는 예측된 배터리(11)의 온도가 기설정된 제1 범위의 최소값보다 작은 경우, 제2 연결선(21)과 배터리(11)가 연결되도록 하고, 예측된 배터리(11)의 온도가 기설정된 제1 범위의 최대값보다 큰 경우, 제2 연결선(21)과 배터리(11)의 연결을 차단하도록 할 수 있다.

이는, 사용자가 배터리(11)의 온도값을 시각적으로 확인하여 이에 대해 대응하도록 하는 상술한 수동 방식과 더불어 추가적으로 프로세서(13)가 예측된 배터리(11)의 온도값을 확인하여 제2 연결선과 배터리(11) 간의 연결을 제어하는 스위칭 회로(14)를 통해 자동적으로 기 설정된 일정한 범위의 온도로 유지하도록 하는 것이다.

물론, 기 설정된 제1 범위의 최소값과 최대값은 배터리(11)의 특성을 고려한 값으로, 경우에 따라서는 사용자 단말 등을 통해 제1 범위의 최소값과 최대값을 임의로 설정 가능하도록 함이 바람직한데, 상술하였듯 배터리(11)의 적정 온도는 25 내지 35°C를 유지하도록 하는 것이 배터리(11)의 수명을 늘릴 수 있는 것으로서, 기본적으로 초기 설정된 제1 범위의 최소값은 25°C 이고 최대값은 35°C라고 이해할 수 있을 것이다.

뿐만 아니라, 제1 범위 이외에도 제2 범위 등 다수의 온도 범위를 더 둘 수 있도록 함으로써, 배터리(11)를 관리함에 있어 장소의 변화 등 다양한 경우의 수에 따라 세부적으로 온도 설정을 할 수 있도록 하며, 이러한 다수의 온도 범위를 사용자 단말을 통해 추가 설정 가능하도록 할 수 있을 것이다.

상술한 프로세서(13)를 통해 자동적으로 제2 연결선(21)과 배터리(11)를 연결 또는 차단하는 방식 이외에도, 케이스 바디(10) 외측에 구성되어, 상술한 스위칭 회로(14)의 동작을 제어하여 제2 연결선(21)과 배터리(11)간의 연결을 수동 제어하기 위한 스위치(15)를 더 포함할 수도 있다.

이는, 사용자가 임의로 스위치(15)를 통해 스위칭 회로(14)를 제어함으로써 배터리(11)의 온도를 조절하는 방식으로, 스위치(15)를 더 두어 수동으로 배터리(11)의 온도를 제어하도록 함은, 배터리(11)가 적정 온도를 유지하나 의도적으로 배터리(11)에 전류가 흐르지 못하도록 하는 경우와 같이 다양한 상황에서 수동 제어하기 위한 것이다.

물론, 프로세서(13)를 통한 자동 온도 조절 방식, 또는 스위치(15)를 통한 수동 온도 조절 방식 중 하나의 방식만을 통하여 온도 조절이 가능하도록 할 수는 있으나, 본 발명에서는 자동 및 수동 방식 모두 사용 가능하도록 함이 바람직할 것이다.

또한, 프로세서(13)를 통해 자동으로 제2 연결선(21)과 배터리(11)의 연결을 차단함과 동시에, 수동 제어를 하도록 하는 스위치(15) 또한 함께 꺼짐 상태로 전환되도록 할 수 있을 것이다.

정리하자면, 정보 출력 수단(17)을 통해 예측된 배터리의 온도를 출력하도록 하여 사용자에게 배터리(11)의 온도 상태를 인지하도록 하거나, 프로세서(13)를 통해 자동으로 배터리(11)의 온도를 조절하거나, 스위치(15)를 통하여 수동으로 배터리(11)의 온도를 조절하는 방식들은 결과적으로 배터리(11)의 수명을 연장하도록 하는 방법들의 일 예가 될 수 있는 방식들로써, 상술한 방법들을 포함하여 배터리(11)와 연결된 열선(12)의 온도를 감지하여 배터리(11)의 온도를 예측하고, 예측된 온도에 따라 배터리(11)와 연결하거나 차단함으로써 온도 변화에 민감한 배터리(11)가 일정한 온도를 유지하도록 함으로써 배터리(11) 자체의 내부 손실을 최소화하는 효과가 있는 다양한 방법들을 함께 사용할 수도 있을 것이다.

한편으로, 상술한 방식들을 통해 배터리(11)의 내부 손실을 적게 하여 배터리(11)의 수명을 연장함으로써, 단일의 배터리(11)를 오래 사용할 수 있도록 하는 것도 중요하나, 이와 함께 배터리(11)가 완충되지 않았거나 잦은 사용 등으로 배터리(11)의 효율이 떨어졌을 경우 이를 보조하여 전력을 공급하도록 하는 수단 또한 추가적으로 필요할 수 있다.

이에, 케이스 바디(10) 내부에 설치되며, 외부 에너지를 공급받아 전기 에너지를 충전하도록 구성되는 서브 배터리(30)를 더 포함하여 배터리(11)를 보조하도록 할 수 있는데, 이러한 서브 배터리(30)의 위치는 배터리(11)와 마찬가지로 케이스 바디(10)에 수용되되, 도 4에 도시되었듯, 배터리(11)의 하단에 위치하도록 할 수 있다.

또한, 열선(12)은 제3 연결선(22)을 통해 서브 배터리(30)와 연결되며, 케이스 바디(10)에는 제2 연결선(21)과 배터리(11), 제3 연결선(22)과 서브 배터리(30) 간의 연결을 각각 제어하는 릴레이 스위칭 회로(31)를 더 가질 수 있다.

정리하면, 도 5에 도시된 회로도를 통해 각 구성들 간의 연결을 파악할 수 있는데, 전원부(1)와 배터리(11)는 우선 제1 연결선(20)을 통해 연결이 되어 전기를 공급하도록 하고, 이러한 배터리는 다시 제2 연결선(21)을 통해 열선(12)과 연결이 되며, 제3 연결선(22)을 통해 서브 배터리(30)와 더 연결하도록 한다. 이에, 스위칭 회로(14)와 릴레이 스위칭 회로(31)를 통해 각각의 연결들을 제어하도록 하는 것이다.

이러한 릴레이 스위칭 회로(31)는 기본적으로 디폴트 상태에서는 제3 연결선(22)과 서브 배터리(30)를 연결하고 제2 연결선(21)과 배터리(11)의 연결을 차단함으로써 우선적으로 서브 배터리(30)를 통해 전기를 공급하도록 하고, 서브 배터리(30)가 방전되어 서브 배터리(30)로부터의 전기 에너지 공급이 중단되는 경우, 제3 연결선(22)과 서브 배터리(30)를 연결을 차단하고 제2 연결선(21)과 배터리(11)를 연결하도록 동작되도록 함으로써, 배터리(11)를 가장 나중에 사용하도록 하여 배터리(11)의 충방전 횟수를 줄임과 동시에 전기 자동차 또는 이륜차에 공급 가능한 총 전기 공급량을 늘릴 수가 있게 된다.

이러한 구성을 통해 서브 배터리(30)를 추가적으로 두어 배터리(11)를 대신하여 전기를 공급하도록 함으로써, 배터리(11)가 완충되지 않아 전기를 충분히 공급하지 못할 시에도 전기 자전거를 구동 가능하도록 하는 효과가 있다.

이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (6)

1. 전기로 구동되는 자동차 또는 이륜차의 전원부에 제1 연결선을 통해 전기를 공급하기 위한 배터리를 내부에 수용하고, 탈착 제어부를 통해 배터리를 탈착 가능하도록 구성되되, 배터리가 내부에 완전히 수용된 상태에서 상기 제1 연결선과 배터리가 연결되어 상기 전원부에 전기를 공급하도록 하는 케이스 바디; 및
   상기 케이스 바디의 내외벽측에 설치되며, 제2 연결선을 통해 상기 배터리와 연결되어 배터리로부터 공급되는 전류가 흐르는 경우 발열되는 열선;을 포함하고,
   상기 케이스 바디의 일측에 설치되어 온도를 센싱함으로써 배터리의 온도를 센싱하도록 하는 적어도 하나 이상의 온도 센서; 및
   상기 온도 센서로부터 수신된 온도값을 이용하여 상기 배터리의 온도를 예측하는 동시에, 예측된 배터리의 온도를 외부에 송출하는 프로세서;를 더 포함하고,
   상기 프로세서는,
   예측된 배터리의 온도 또는 배터리에 대한 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하여 상기 케이스 바디 외면의 일 영역에 설치된 정보 출력 수단에 출력하도록 하거나, 상기 프로세서에 연동된 통신 수단을 통해 사용자 단말에 전송하도록 하며,
   상기 케이스 바디 내부에 설치되며, 외부 에너지를 공급받아 전기 에너지를 충전하도록 구성되는 서브 배터리;를 더 포함하고,
   상기 열선은,
   제3 연결선을 통해 상기 서브 배터리와 연결되며,
   상기 케이스 바디에는,
   상기 제2 연결선과 배터리, 상기 제3 연결선과 상기 서브 배터리 간의 연결을 각각 제어하는 릴레이 스위칭 회로;를 포함하고,
   상기 릴레이 스위칭 회로는,
   디폴트 상태에서 상기 제3 연결선과 상기 서브 배터리를 연결하고 상기 제2 연결선과 상기 배터리의 연결을 차단하고, 상기 서브 배터리가 방전되어 상기 서브 배터리로부터의 전기 에너지 공급이 중단되는 경우, 상기 제3 연결선과 상기 서브 배터리를 연결을 차단하고 상기 제2 연결선과 상기 배터리를 연결하도록 동작되는 것을 특징으로 하는 열선 내장 배터리팩.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 케이스 바디에는,
   상기 제2 연결선과 상기 배터리간의 연결을 제어하는 스위칭 회로;를 더 포함하고,
   상기 프로세서는,
   예측된 배터리의 온도가 기설정된 제1 범위의 최소값보다 작은 경우, 상기 제2 연결선과 상기 배터리가 연결되도록 하고, 예측된 배터리의 온도가 기설정된 제1 범위의 최대값보다 큰 경우, 상기 제2 연결선과 상기 배터리의 연결을 차단하는 것을 특징으로 하는 열선 내장 배터리팩.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 케이스 바디에는,
   상기 제2 연결선과 상기 배터리간의 연결을 제어하는 스위칭 회로;를 더 포함하고,
   상기 케이스 바디 외측에 구성되어, 상기 스위칭 회로의 동작을 제어하여 상기 제2 연결선과 상기 배터리간의 연결을 수동 제어하기 위한 스위치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열선 내장 배터리팩.
   
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