KR102194422B1 - Power pack for electric stroller with super cap - Google Patents

Power pack for electric stroller with super cap Download PDF

Info

Publication number
KR102194422B1
KR102194422B1 KR1020180112747A KR20180112747A KR102194422B1 KR 102194422 B1 KR102194422 B1 KR 102194422B1 KR 1020180112747 A KR1020180112747 A KR 1020180112747A KR 20180112747 A KR20180112747 A KR 20180112747A KR 102194422 B1 KR102194422 B1 KR 102194422B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
support frame
super cap
power pack
power
Prior art date
Application number
KR1020180112747A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200033454A (en
Inventor
장희철
장형일
Original Assignee
장희철
장형일
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 장희철, 장형일 filed Critical 장희철
Priority to KR1020180112747A priority Critical patent/KR102194422B1/en
Publication of KR20200033454A publication Critical patent/KR20200033454A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102194422B1 publication Critical patent/KR102194422B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M10/4264—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing with capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62B—HAND-PROPELLED VEHICLES, e.g. HAND CARTS OR PERAMBULATORS; SLEDGES
    • B62B9/00—Accessories or details specially adapted for children's carriages or perambulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2/1072—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors

Abstract

본 발명은 슈퍼캡을 이용한 전동 유모차용 파워팩에 관한 것으로, 전륜 및 후륜을 연결하는 지지프레임과, 상기 지지프레임에 연결되어 아이를 안착하는 시트 및 상기 후륜의 지지프레임에 연결되는 보조프레임이 지지ㅏ여 상향으로 연결 연장되는 전륜의 지지프레임의 상단에 형성하는 손잡이부와, 상기 지지프레임에 설치되어 전동 유모차에 전기를 공급하는 파워팩으로 이루어지되,
상기 파워팩의 배터리는 슈퍼캡을 사용하는 것으로, 슈퍼캡은 전자회로에서 전하를 모으는 장치로써, 2장의 금속판을 전극으로 하고 그 사이에 절연체를 넣는 구조로 되어 있으며, 물리적 반응에 의하여 충, 방전이 되는 것으로,
본 발명은 슈퍼캡을 이용한 전동 유모차용 파워팩의 배터리는 슈퍼캡을 사용하는 것으로, 슈퍼캡은 수십 초 또는 수 분내에 충전이 가능하고, 충격에 의한 폭발을 하지 않으며, 순식간에 변환되는 에너지를 저장하므로 순간 출력이 리튬의 3배 이상이고, 태양광 발전에 특화된 기술로서 높은 에너지 효율을 가지고, 충방전 횟수가 최소 2만 회이므로 반영구적인 현저한 효과가 있다.The present invention relates to a power pack for an electric stroller using a super cap, and a support frame connecting front and rear wheels, a seat connected to the support frame to seat the child, and an auxiliary frame connected to the support frame of the rear wheel are supported. It consists of a handle portion formed on the upper end of the support frame of the front wheel extending upwardly, and a power pack installed on the support frame to supply electricity to the electric stroller,
The battery of the power pack uses a super cap, and the super cap is a device that collects electric charges in an electronic circuit, and has a structure in which two metal plates are used as electrodes and an insulator is inserted between them. By becoming,
In the present invention, the battery of the electric stroller power pack using the super cap uses a super cap, and the super cap can be charged within tens of seconds or minutes, does not explode due to shock, and stores energy that is converted in an instant. Therefore, the instantaneous output is more than three times that of lithium, has high energy efficiency as a technology specialized for solar power generation, and has a remarkable semi-permanent effect because the number of charging and discharging is at least 20,000 times.

Description

슈퍼캡을 이용한 전동 유모차용 파워팩{Power pack for electric stroller with super cap}Power pack for electric stroller with super cap}

본 발명은 슈퍼캡을 이용한 전동 유모차용 파워팩에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전동 유모차에 설치되는 파워팩의 배터리는 전기자동차의 리튬 배터리를 대체할 수 있는 슈퍼캡을 사용하는 것으로, 슈퍼캡을 이용한 에너지 저장 시스템은 슈퍼 커패시터(Super Capacitor; 슈퍼캡)라고 하며, 슈퍼캡을 이용한 에너지 저장장치(Capacitor Energy Storage System)의 약자로서 ESS 구성 시 기존의 납, 리튬 등의 축전지 소재를 사용하지 않고, 슈퍼캡의 축전기 소재를 사용하는 슈퍼캡을 이용한 전동 유모차용 파워팩에 관한 것이다.The present invention relates to a power pack for an electric stroller using a super cap, and more particularly, the battery of a power pack installed in an electric stroller uses a super cap that can replace the lithium battery of an electric vehicle, and energy using a super cap The storage system is called Super Capacitor (Super Cap), and it is an abbreviation for Energy Storage System using Super Cap. When configuring ESS, it does not use the existing storage battery materials such as lead and lithium, and It relates to a power pack for an electric stroller using a super cap using a capacitor material of.

종래기술로서 등록특허공보 등록번호 제10-1839128호의 태양광 발전에서 안정적인 축전기 관리시스템 및 방법에 의하면, 태양광 발전을 수행하여 전력을 생성하는 태양광 셀(solar cell)(110); 상기 태양광 셀(110)에 의해 생성된 전력을 저장하는 다수의 배터리 유닛(battery unit)(121)으로 구성되는 배터리 유닛 랙(battery unit rack)(120); 상기 배터리 유닛 랙(120)을 구성하는 배터리 유닛(121)의 충/방전을 제어하고 관리하는 BMS(battery management system) 모듈(130); 상기 배터리 유닛 랙(120)을 구성하는 배터리 유닛(121)의 배터리 효율(battery efficiency)을 산출하고, 산출된 배터리 효율에 의해 해당 배터리 유닛(121)의 성능을 평가하고 고장을 진단하여 교체 시점을 판단하는 배터리 유닛 성능 평가 모듈(140)을 포함하고, 각 배터리 유닛(121)의 온도를 측정하고, 상기 배터리 유닛(121)의 배터리 효율을 소정 임계값 이상으로 유지하기 위해 상기 측정된 각 배터리 유닛(121)의 온도가 미리 정해진 소정 범위 내에서 유지될 수 있도록 히트업(heat-up) 또는 쿨다운(cool-down)시키는 배터리 운용 온도 제어 모듈(150)을 더 포함하며, 상기 배터리 유닛 성능 평가 모듈(140)은, 상기 배터리 유닛 랙(120)을 구성하는 각 배터리 유닛(121)의 교체 시점을 입력받는 배터리 유닛 교체 시점 입력부(141); 상기 배터리 유닛 교체 시점 입력부(141)에서 입력받은 각 배터리 유닛(121)의 교체 시점을 기준으로 각 배터리 유닛(121)의 사용 기간을 카운트(count)하여 모니터링하는 배터리 유닛 사용 기간 모니터링부(142); 각 배터리 유닛(121)의 온도를 실시간 측정하는 온도 측정부(143); 상기 태양광 셀(110)에 의해 생성되는 전력을 실시간 측정하는 태양광 전력 측정부(144); 상기 온도 측정부(143)에 의해 측정된 각 배터리 유닛(121)의 온도 및 상기 태양광 전력 측정부(144)에 의해 실시간 측정된 전력에 기반하여 상기 배터리 유닛(121)을 구성하는 소정의 배터리 유닛(121)의 성능 평가 시점을 자동 선택하는 배터리 유닛 성능 평가 시점 선택부(145); 상기 배터리 유닛 성능 평가 시점 선택부(145)에 의해 선택된 성능 평가 시점을 기준으로 상기 BMS 모듈(130)에 미리 구비된 스위치 회로(switch circuit)를 제어하여 성능 평가를 하고자 하는 배터리 유닛(121)을 소정 기준에 따라 완전 방전 및 완전 충전시키는 배터리 유닛 충방전 제어부(146a); 상기 배터리 유닛 충방전 제어부(146a)에서 성능 평가를 하고자 하는 배터리 유닛(121)의 완전 방전 전력량을 측정하는 배터리 유닛 완전 방전 전력량 측정부(146b); 상기 배터리 유닛 완전 방전 전력량 측정부(146b)가 완전 방전 전력량을 측정함에 따른 배터리 유닛 사용 사이클(cycle)을 카운트하여 모니터링하는 배터리 유닛 사용 사이클 모니터링부(146c); 상기 배터리 유닛 충방전 제어부(146a)에서 성능 평가를 하고자 하는 배터리 유닛(121)의 완전 충전 전력량을 측정하는 배터리 유닛 완전 충전 전력량 측정부(146d); 상기 배터리 유닛 완전 방전 전력량 측정부(146b)에서 측정된 완전 방전 전력량, 상기 배터리 유닛 사용 사이클 모니터링부(146c)에 의해 모니터링되는 배터리 유닛 사용 사이클 및 상기 배터리 유닛 완전 충전 전력량 측정부(146d)에서 측정된 완전 충전 전력량을 이용하여 해당 배터리 유닛(121)의 배터리 효율(battery efficiency)을 산출하는 배터리 효율 산출부(147)를 포함하고, 상기 배터리 유닛 성능 평가 모듈(140)은, 상기 배터리 효율 산출부(147)에서 산출된 배터리 유닛(121)의 배터리 효율에 의해 해당 배터리 유닛(121)의 고장을 진단하고, 고장 여부를 디스플레이를 통해 출력하도록 제어하는 배터리 유닛 고장 진단부(148)와, 상기 배터리 효율 산출부(147)에서 산출된 배터리 유닛(121)의 배터리 효율에 의해 해당 배터리 유닛(121)의 교체 시점을 미리 예측하고, 예측된 교체 시점을 디스플레이를 통해 출력하도록 제어하는 배터리 유닛 교체 시점 판단부(149)를 더 포함하도록 구성되며, 상기 배터리 운용 온도 제어 모듈(150)은 상기 배터리 유닛(121)이 온도에 민감하여 일정한 온도 범위에서 최적의 배터리 효율을 나타내기 때문에 배터리 유닛(121)의 배터리 효율을 소정 임계값 이상으로 유지하기 위해서 배터리 유닛(121)의 온도를 섭씨 15도 내지 30도의 범위로 제어하고, 상기 배터리 유닛 성능 평가 모듈(140)은 하나의 배터리 유닛(121)에 대해 30분 간격으로 3회를 평가하고 최저의 배터리 효율을 나타내는 평가값을 제외하고 나머지 2회의 평균으로 배터리 효율을 정하도록 구성되며, 상기 배터리 효율 산출부(147)는 수학식 에 의해 배터리 효율을 산출하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전에서 안정적인 축전기 관리시스템이 공개되어 있다.According to a system and method for a stable capacitor management in photovoltaic power generation of Patent Registration No. 10-1839128 as a prior art, a solar cell 110 for generating power by performing photovoltaic power generation; A battery unit rack 120 composed of a plurality of battery units 121 storing power generated by the solar cell 110; A battery management system (BMS) module 130 for controlling and managing charging/discharging of the battery unit 121 constituting the battery unit rack 120; The battery efficiency of the battery unit 121 constituting the battery unit rack 120 is calculated, the performance of the battery unit 121 is evaluated based on the calculated battery efficiency, and a failure is diagnosed to determine the replacement time. Each of the measured battery units includes a battery unit performance evaluation module 140 to determine, and measures the temperature of each battery unit 121 and maintains the battery efficiency of the battery unit 121 above a predetermined threshold. Further comprising a battery operating temperature control module 150 for heat-up or cool-down so that the temperature of 121 can be maintained within a predetermined range, and the battery unit performance evaluation The module 140 includes: a battery unit replacement time input unit 141 for receiving a replacement time of each battery unit 121 constituting the battery unit rack 120; A battery unit usage period monitoring unit 142 that counts and monitors the usage period of each battery unit 121 based on the replacement time of each battery unit 121 received from the battery unit replacement time input unit 141 ; A temperature measuring unit 143 that measures the temperature of each battery unit 121 in real time; A solar power measurement unit 144 that measures power generated by the solar cell 110 in real time; A predetermined battery constituting the battery unit 121 based on the temperature of each battery unit 121 measured by the temperature measurement unit 143 and the power measured in real time by the solar power measurement unit 144 A battery unit performance evaluation time selection unit 145 for automatically selecting a performance evaluation time of the unit 121; Based on the performance evaluation time selected by the battery unit performance evaluation time selection unit 145, the battery unit 121 to perform performance evaluation by controlling a switch circuit previously provided in the BMS module 130 is selected. A battery unit charge/discharge control unit 146a for completely discharging and fully charging according to a predetermined standard; A battery unit complete discharge power amount measuring unit 146b for measuring the amount of completely discharged power of the battery unit 121 to be evaluated by the battery unit charge/discharge control unit 146a; A battery unit use cycle monitoring unit 146c that counts and monitors a battery unit use cycle as the battery unit complete discharge power amount measurement unit 146b measures the complete discharge power amount; A battery unit fully charged power amount measuring unit 146d for measuring a fully charged power amount of the battery unit 121 to be evaluated by the battery unit charging/discharging control unit 146a; Completely discharged power amount measured by the battery unit complete discharge power amount measuring unit 146b, the battery unit use cycle monitored by the battery unit use cycle monitoring unit 146c, and measured by the battery unit fully charged power amount measuring unit 146d And a battery efficiency calculation unit 147 that calculates a battery efficiency of the corresponding battery unit 121 by using the fully charged power amount, and the battery unit performance evaluation module 140 includes the battery efficiency calculation unit A battery unit failure diagnosis unit 148 for diagnosing a failure of the corresponding battery unit 121 based on the battery efficiency of the battery unit 121 calculated in 147 and controlling the failure to be output through a display; and the battery Determining the battery unit replacement time, which predicts the replacement time of the corresponding battery unit 121 in advance based on the battery efficiency of the battery unit 121 calculated by the efficiency calculation unit 147 and controls to output the predicted replacement time through the display The battery operating temperature control module 150 is configured to further include a unit 149, and the battery unit 121 is sensitive to temperature and thus exhibits optimum battery efficiency in a certain temperature range. In order to maintain the battery efficiency above a predetermined threshold, the temperature of the battery unit 121 is controlled in a range of 15 to 30 degrees Celsius, and the battery unit performance evaluation module 140 performs 30 It is configured to evaluate three times at minute intervals and determine the battery efficiency by the average of the remaining two times excluding the evaluation value representing the lowest battery efficiency, and the battery efficiency calculation unit 147 calculates the battery efficiency by the equation A stable capacitor management system has been disclosed in solar power generation, characterized in that.

다른 종래기술로서 공개특허공보 공개번호 제10-2018-0051162호의 박막형태의 내장형 축전기 제조방법 및 그로써 제조된 박막형태의 내장형 축전기에 의하면, (a) 블록된 이소시아네이트 경화제를 포함하는 유전체 조성물을 이형 필름에 코팅하는 단계; (b) 상기 이형 필름에 코팅된 유전체 조성물을 제1 극판에 전사시키는 단계; (c) 상기 제1 극판에 전사된 유전체 조성물면에 제2 극판을 라미네이션시키는 단계; 및 (d) 상기 제1,제2 극판 사이에 라미네이션된 유전체 조성물을 경화시켜 박막형태의 내장형 축전기를 얻는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형태의 내장형 축전기 제조방법이 공개되어 있다.As another conventional technique, according to the manufacturing method of a thin film type built-in capacitor of Korean Patent Application Publication No. 10-2018-0051162 and the thin film type built-in capacitor manufactured thereby, (a) a dielectric composition containing a blocked isocyanate curing agent is used as a release film. Coating on; (b) transferring the dielectric composition coated on the release film to the first electrode plate; (c) laminating a second electrode plate on the surface of the dielectric composition transferred to the first electrode plate; And (d) curing the dielectric composition laminated between the first and second electrode plates to obtain a thin film type built-in capacitor. A method of manufacturing a thin film type built-in capacitor is disclosed.

그러나 상기와 같은 종래의 축전기들은 수십 초 또는 수 분내에 충전이 가능하고, 충격에 의한 폭발을 하지 않으며, 순식간에 변환되는 에너지를 저장하므로 순간 출력이 리튬의 3배 이상이고, 태양광 발전에 특화된 기술로서 높은 에너지 효율을 가지고, 충방전 횟수가 최소 2만 회이므로 반영구적이지 못한 단점이 있었다.However, conventional capacitors as described above can be charged within tens of seconds or minutes, do not explode by impact, and store energy that is converted in an instant, so their instantaneous output is more than three times that of lithium, and is specialized for solar power generation. As a technology, it has high energy efficiency and has a disadvantage that is not semi-permanent because it has a minimum of 20,000 times of charging and discharging.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 슈퍼캡을 이용한 전동 유모차용 파워팩의 배터리는 슈퍼캡을 사용하는 것으로, 슈퍼캡은 수십 초 또는 수 분내에 충전이 가능하고, 충격에 의한 폭발을 하지 않으며, 순식간에 변환되는 에너지를 저장하므로 순간 출력이 리튬의 3배 이상이고, 태양광 발전에 특화된 기술로서 높은 에너지 효율을 가지고, 충방전 횟수가 최소 2만 회이므로 반영구적인 슈퍼캡을 이용한 전동 유모차용 파워팩을 제공하고자 하는 것이다.Therefore, the present invention was conceived to solve the above problems, and the battery of the electric stroller power pack using a super cap uses a super cap, and the super cap can be charged within tens of seconds or minutes, and Since it does not explode and stores energy that is converted in an instant, the instantaneous output is more than 3 times that of lithium, and as a technology specialized for solar power generation, it has high energy efficiency, and the number of charging and discharging is at least 20,000 times. It is to provide a power pack for used electric strollers.

본 발명은 슈퍼캡을 이용한 전동 유모차용 파워팩에 관한 것으로, 전륜 및 후륜을 연결하는 지지프레임과, 상기 지지프레임에 연결되어 아이를 안착하는 시트 및 상기 후륜의 지지프레임에 연결되는 보조프레임이 지지ㅏ여 상향으로 연결 연장되는 전륜의 지지프레임의 상단에 형성하는 손잡이부와, 상기 지지프레임에 설치되어 전동 유모차에 전기를 공급하는 파워팩으로 이루어지되,The present invention relates to a power pack for an electric stroller using a super cap, and a support frame connecting front and rear wheels, a seat connected to the support frame to seat the child, and an auxiliary frame connected to the support frame of the rear wheel are supported. It consists of a handle portion formed on the upper end of the support frame of the front wheel extending upwardly, and a power pack installed on the support frame to supply electricity to the electric stroller,

상기 파워팩의 배터리는 슈퍼캡을 사용하는 것으로, 슈퍼캡은 전자회로에서 전하를 모으는 장치로써, 2장의 금속판을 전극으로 하고 그 사이에 절연체를 넣는 구조로 되어 있으며, 물리적 반응에 의하여 충, 방전이 되는 것을 특징으로 한다.The battery of the power pack uses a super cap, and the super cap is a device that collects electric charges in an electronic circuit, and has a structure in which two metal plates are used as electrodes and an insulator is inserted between them. It is characterized by being.

따라서 본 발명은 슈퍼캡을 이용한 전동 유모차용 파워팩의 배터리는 슈퍼캡을 사용하는 것으로, 슈퍼캡은 수십 초 또는 수 분내에 충전이 가능하고, 충격에 의한 폭발을 하지 않으며, 순식간에 변환되는 에너지를 저장하므로 순간 출력이 리튬의 3배 이상이고, 태양광 발전에 특화된 기술로서 높은 에너지 효율을 가지고, 충방전 횟수가 최소 2만 회이므로 반영구적인 현저한 효과가 있다.Therefore, in the present invention, the battery of the power pack for electric stroller using a super cap uses a super cap, and the super cap can be charged within tens of seconds or minutes, does not explode due to impact, and instantly converts energy. Because it is stored, the instantaneous output is more than three times that of lithium, has high energy efficiency as a technology specialized for solar power generation, and has a remarkable semi-permanent effect because the number of charging and discharging is at least 20,000 times.

도 1은 슈퍼캡을 이용한 에너지 저장 시스템 개요도
도 2는 종래 EDLC 5EA의 직렬연결을 나타낸 도면
도 3은 종래 EDLC 정전용량 차이에 의한 누설전류 발생도
도 4는 종래 EDLC 액티브 밸런싱 회로도
도 5는 본발명의 EDLC 패시브 밸런싱 회로도
도 6은 본발명의 제조업체에서 제공하는 누설전류 데이터 실례 테이블1 is a schematic diagram of an energy storage system using a super cap
2 is a diagram showing a series connection of a conventional EDLC 5EA
3 is a diagram showing the occurrence of leakage current due to the difference in conventional EDLC capacitance
4 is a conventional EDLC active balancing circuit diagram
5 is an EDLC passive balancing circuit diagram of the present invention
6 is an example table of leakage current data provided by the manufacturer of the present invention

본 발명은 슈퍼캡을 이용한 전동 유모차용 파워팩에 관한 것으로, 전륜 및 후륜을 연결하는 지지프레임과, 상기 지지프레임에 연결되어 아이를 안착하는 시트 및 상기 후륜의 지지프레임에 연결되는 보조프레임이 지지ㅏ여 상향으로 연결 연장되는 전륜의 지지프레임의 상단에 형성하는 손잡이부와, 상기 지지프레임에 설치되어 전동 유모차에 전기를 공급하는 파워팩으로 이루어지되,The present invention relates to a power pack for an electric stroller using a super cap, and a support frame connecting front and rear wheels, a seat connected to the support frame to seat the child, and an auxiliary frame connected to the support frame of the rear wheel are supported. It consists of a handle portion formed on the upper end of the support frame of the front wheel extending upwardly, and a power pack installed on the support frame to supply electricity to the electric stroller,

상기 파워팩의 배터리는 슈퍼캡을 사용하는 것으로, 슈퍼캡은 전자회로에서 전하를 모으는 장치로써, 2장의 금속판을 전극으로 하고 그 사이에 절연체를 넣는 구조로 되어 있으며, 물리적 반응에 의하여 충, 방전이 되는 것을 특징으로 한다.The battery of the power pack uses a super cap, and the super cap is a device that collects electric charges in an electronic circuit, and has a structure in which two metal plates are used as electrodes and an insulator is inserted between them. It is characterized by being.

또한, 상기 슈퍼캡은 많은 에너지를 모아두었다가 수십 초 또는 수 분 동안에 높은 에너지를 발산하는 동력원으로 초고속 충방전이 가능한 것으로, 상기 슈퍼캡은 전력변환 부분(PCS), 배터리(Battery) 및 배터리 관리 부분(BMS), 실시간 제어/에너지 관리 시스템 부분(PMS/EMS)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the supercap is a power source that collects a lot of energy and then emits high energy for several tens of seconds or minutes.The supercap is a power conversion part (PCS), a battery, and a battery management part. (BMS), a real-time control/energy management system part (PMS/EMS).

이하 본 발명을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 슈퍼캡을 이용한 에너지 저장 시스템 개요도, 도 2는 종래 EDLC 5EA의 직렬연결을 나타낸 도면, 도 3은 종래 EDLC 정전용량 차이에 의한 누설전류 발생도, 도 4는 종래 EDLC 액티브 밸런싱 회로도, 도 5는 본발명의 EDLC 패시브 밸런싱 회로도, 도 6은 본발명의 제조업체에서 제공하는 누설전류 데이터 실례 테이블이다.1 is a schematic diagram of an energy storage system using a supercap, FIG. 2 is a diagram showing a series connection of a conventional EDLC 5EA, FIG. 3 is a diagram of leakage current generation due to a difference in conventional EDLC capacitance, and FIG. 4 is a diagram of a conventional EDLC active balancing circuit, 5 is an EDLC passive balancing circuit diagram of the present invention, and FIG. 6 is an example table of leakage current data provided by a manufacturer of the present invention.

상기 전동 유모차에 설치되는 파워팩의 배터리는 슈퍼캡을 사용하는 것이다.The battery of the power pack installed in the electric stroller uses a super cap.

상기 슈퍼캡은 슈퍼 커패시터(Super Capacitor)라고 하며, 슈퍼캡을 이용한 에너지 저장장치(Capacitor Energy Storage System)의 약자로서 ESS 구성 시 기존의 납, 리튬 등의 축전지 소재를 사용하지 않고, 슈퍼캡의 축전기 소재를 사용한다.The supercap is called a super capacitor, and it is an abbreviation for an energy storage system using a supercap. When configuring an ESS, it does not use the existing storage battery materials such as lead and lithium, and the capacitor of the supercap Use material.

본 발명은 슈퍼캡을 이용한 에너지 저장 시스템에 관한 것으로, 전자회로에서 전하를 모으는 장치로써, 2장의 금속판을 전극으로 하고 그 사이에 절연체를 넣는 구조로 되어 있으며, 물리적 반응에 의하여 충, 방전이 되는 것이다.The present invention relates to an energy storage system using a supercap, and is a device that collects electric charges in an electronic circuit, has a structure in which two metal plates are used as electrodes and an insulator is inserted between them, and charging and discharging are performed by a physical reaction. will be.

상기 슈퍼캡은 많은 에너지를 모아두었다가 수십 초 또는 수 분 동안에 높은 에너지를 발산하는 동력원으로 초고속 충방전이 가능한 것으로, 상기 슈퍼캡은 전력변환 부분(PCS), 배터리(Battery) 및 배터리 관리 부분(BMS), 실시간 제어/에너지 관리 시스템 부분(PMS/EMS) 으로 구성된다.The supercap is a power source that collects a lot of energy and then emits high energy for several tens of seconds or several minutes.The supercap is capable of super-fast charging and discharging.The supercap includes a power conversion part (PCS), a battery, and a battery management part (BMS). ), real-time control/energy management system (PMS/EMS).

PCS는 전력 변환 부분으로 AC를 DC로 변환 또는 DC를 AC로 변환하는 것이다.PCS is a power conversion part that converts AC to DC or DC to AC.

BMS는 배터리 관리 부분으로 배터리의 충전 상태를 알려주고 과충전 등의 보호기능을 수행하는 것이다.BMS is a battery management part that informs the state of charge of the battery and performs protection functions such as overcharging.

Battery는 에너지 저장장치를 의미하며, 일반적 으로 납, 리튬 등의 2차전지(축전지)를 이용하는 것이다.Battery means an energy storage device, and generally uses secondary batteries (storage batteries) such as lead and lithium.

PMS는 전력 관리 부분으로 전력을 실시간으로 제어하는 역할을 수행하는 것이다.The PMS is a power management part that controls power in real time.

EMS는 배터리의 상태 모니터링과 PCS의 상태 모니터링 및 제어를 수행하며, 컨트롤센터 등에서 전체적인 ESS를 모니터링하고 제어하기 위한 운영시스템 역할을 수행하는 것이다.EMS performs battery status monitoring and PCS status monitoring and control, and serves as an operating system to monitor and control the overall ESS in control centers, etc.

그리고 본 발명은 자체 입출력이 가능한 마이컴제어회로를 사용하는 것으로, 평상시에는 안정적인 전압을 부하에 공급하도록 제어하다가, 순간 기동 토크가 필요한 경우 슈퍼캡의 방전 특성을 이용하여 부하에 필요한 순간 전력을 공급하는 등 원하는 다양한 기능 제어 가능하며, 축전지와 축전기의 병행 충전과 독립 충전이 자유자재로 가능하고, 이상 발생을 미리 확인 및 방지할 수 있는 회로 기술 장착하였으며, 다양한 슈퍼캡 적용 제품에 범용적 확장 적용 가능한 회로 기술이고, ICT 기능을 탑재하여 무선 제어, 무선 송수신 가능하다.In addition, the present invention uses a microcomputer control circuit capable of self-input and output, and controls to supply a stable voltage to the load at normal times, and supplies the necessary instantaneous power to the load by using the discharge characteristic of the supercap when an instantaneous starting torque is required. It is possible to control a variety of desired functions such as, and it is possible to freely charge the storage battery and the capacitor in parallel and independently, and it is equipped with circuit technology that can check and prevent abnormalities in advance. It is a circuit technology, and it is equipped with ICT function to enable wireless control and wireless transmission/reception.

슈퍼캡을 제조하는 그래핀 다층 적층이 가능한 저온 플라즈마 나노월 CVD 공법은 다음과 같다.The low-temperature plasma nanowall CVD method that enables multilayer stacking of graphene to manufacture a supercap is as follows.

플라즈마 공간상에 위치한 기판상에 정전압을 인가하여 금속기판 상에 존재하는 산화물을 제거하는 1단계, 플라즈마 공간상에 위차한 기판상에 부저압을 인가하여 탄소 양이온을 기판으로 이동시켜 탄소 박막을 증착하는 2단계, 바이어스를 박막 성장 방향의 수직 및 수평 방향으로 전계를 제어하여 탄소 박막을 증착하는 3단계, 수소 혹은 수소 비율이 높은 가스 조성의 플라즈마 중에서 탄소 성분을 포함한 비도전성 막을 탄소결합의 도전성 막으로 변환하는 4단계로 이루어진다.Step 1 of removing oxides present on the metal substrate by applying a constant voltage to the substrate located in the plasma space, and depositing a carbon thin film by moving carbon cations to the substrate by applying a sub-low pressure to the substrate placed in the plasma space The second step, the third step of depositing a carbon thin film by controlling the electric field in the vertical and horizontal directions of the thin film growth direction, and forming a non-conductive film containing a carbon component in a plasma of a gas composition with a high hydrogen or hydrogen ratio. It consists of 4 steps to convert.

그래핀 나노월은 비표면적이 높아 작은 질량(무게)으로도 충전 용량을 높일 수 있다.Graphene nanowalls have a high specific surface area and can increase charging capacity even with a small mass (weight).

그래핀은 실리콘에 비하여 1000배 이상 전자가 자유로이 이동할 수 있는 기초 전자소재를 대체할 차세대 신소재이며, 강철보다 200배 이상 강하고 면적의 20% 늘려도 끊어지지 않아 신축성이 매우 좋다. 그리고 열전도율이 구리의 10배가 넘고 빛의 98%를 통과시킬 수 있다.Graphene is a next-generation new material that will replace basic electronic materials that can freely move electrons 1,000 times more than silicon, and it is 200 times stronger than steel and does not break even when the area is increased by 20%, so it has very good elasticity. And the thermal conductivity is more than 10 times that of copper and can pass 98% of light.

한편, 본 발명은 패시브 밸런싱 저항과 EDLC를 병렬 연결사용할 수 있는 것으로, 상기 패시브 밸런싱 저항을 EDLC와 병렬로 연결하여 사용하되, 상기 패시브 밸런싱 저항은 하기의 식에 의해 구해진다.Meanwhile, in the present invention, a passive balancing resistor and an EDLC can be connected in parallel, and the passive balancing resistor is connected in parallel with an EDLC, but the passive balancing resistance is obtained by the following equation.

패시브 밸런싱 저항을 구하는 공식은 다음과 같다. The formula for obtaining the passive balancing resistance is as follows.

Figure 112018093910623-pat00001
Figure 112018093910623-pat00001

{RDC는 패시브 밸런싱 저항, Rated voltage(측정전압)는 정격 전압, Leakage current(누설전류)는 누설전류}{RDC is passive balancing resistance, Rated voltage is rated voltage, Leakage current is leakage current}

RDC는 패시브 밸런싱 저항, Rated voltage는 정격 전압, Leakage current는 누설전류를 의미한다.RDC means passive balancing resistance, rated voltage means rated voltage, and leakage current means leakage current.

누설전류를 위 식에 대입할 때는 2~10배의 누설전류를 대입하는데 이에 따라 패시브 밸런싱 저항이 낮으면 개별 Cell간의 밸런스 효율이 높지만 느린 밸런싱 특성을 지니고 패시브 밸런싱 저항이 높으면 개별 Cell간의 밸런스 효율은 낮지만 빠른 밸런싱 특성을 지닌다.When substituting the leakage current into the above equation, a leakage current of 2 to 10 times is substituted. Accordingly, when the passive balancing resistance is low, the balance efficiency between individual cells is high, but when the passive balancing resistance is low, the balance efficiency between individual cells is high. It has low but fast balancing characteristics.

따라서 패시브 밸런싱 저항은 최고 5배의 차이가 날 수 있다.Therefore, the passive balancing resistance can differ by up to 5 times.

패시브 밸런싱 저항을 결정하는 인자 중 정격 전압은 쉽게 구할 수 있지만 누설전류는 쉽게 구할 수가 없기 때문에 제조 업체에서 제공하는 데이터를 참조하여 사용한다.Among the factors that determine the passive balancing resistance, the rated voltage can be easily obtained, but the leakage current cannot be easily obtained. Therefore, it is used by referring to the data provided by the manufacturer.

-. RDC = 2.7[V] / 2~10 * 5.2[mA] = 51.9 ~ 259[Ω] --------- 2.7[V] / 3,000[F] -. RDC = 2.7[V] / 2~10 * 5.2[mA] = 51.9 ~ 259[Ω] --------- 2.7[V] / 3,000[F]

업체에서 제공하는 누설전류 데이터가 없을 경우 3.0[mA]를 기준으로 계산하여 6~30[mA]로 사용한다.If there is no leakage current data provided by the company, it is calculated based on 3.0[mA] and used as 6~30[mA].

-. RDC = 2.7[V] / 2~10 * 3[mA] = 90 ~ 450[Ω] -. RDC = 2.7[V] / 2~10 * 3[mA] = 90 ~ 450[Ω]

결론적으로, 현재 사용 중인 3[kΩ]은 일반적인 패시브 밸런싱 저항의 값인 수백[Ω]대와 최고 10배 이상의 차이가 난다. 이처럼 패시브 밸런싱 저항의 값이 높으면 밸런싱 속도는 빠르지만 효율이 낮아 오랜 시간 방전하지 않고 대기할 경우 밸런스가 나빠져 충전 전압의 차이가 발생할 수 있다.In conclusion, the 3[kΩ] currently in use differs by more than 10 times from the hundreds [Ω], which is a typical passive balancing resistance value. As such, if the value of the passive balancing resistor is high, the balancing speed is fast, but the efficiency is low, so if you wait for a long time without discharging, the balance may deteriorate and a difference in charging voltage may occur.

3[kΩ] 역시 KL에서 오랜 기간동안 실험을 거쳐 선정한 저항값이기 때문에 이를 무시하지 않고 실험을 통해 증명할 필요가 있다.3[kΩ] is also a resistance value selected after a long period of experimentation by KL, so it is necessary to prove it through experiment without ignoring it.

브레드보드와 수백[Ω]대의 저항을 준비하여 10EA의 Cell을 직렬연결 및 완전 충전한 후 시간에 따라 변화하는 Cell의 전압을 측정하여 패시브 밸런싱 저항의 적합성 유무를 판단할 수 있다.After preparing a breadboard and several hundred [Ω] resistors, connecting 10EA cells in series and fully charging them, you can determine the suitability of the passive balancing resistor by measuring the voltage of the cell that changes over time.

따라서 본 발명은 슈퍼캡을 이용한 전동 유모차용 파워팩의 배터리는 슈퍼캡을 사용하는 것으로, 슈퍼캡은 수십 초 또는 수 분내에 충전이 가능하고, 충격에 의한 폭발을 하지 않으며, 순식간에 변환되는 에너지를 저장하므로 순간 출력이 리튬의 3배 이상이고, 태양광 발전에 특화된 기술로서 높은 에너지 효율을 가지고, 충방전 횟수가 최소 2만 회이므로 반영구적인 현저한 효과가 있다.Therefore, in the present invention, the battery of the power pack for electric stroller using a super cap uses a super cap, and the super cap can be charged within tens of seconds or minutes, does not explode due to impact, and instantly converts energy. Because it is stored, the instantaneous output is more than three times that of lithium, has high energy efficiency as a technology specialized for solar power generation, and has a remarkable semi-permanent effect because the number of charging and discharging is at least 20,000 times.

Claims (2)

전륜 및 후륜을 연결하는 지지프레임과, 상기 지지프레임에 연결되어 아이를 안착하는 시트 및 상기 후륜의 지지프레임에 연결되는 보조프레임이 지지하여 상향으로 연결 연장되는 전륜의 지지프레임의 상단에 형성하는 손잡이부와, 상기 지지프레임에 설치되어 전동 유모차에 전기를 공급하는 파워팩으로 이루어지되,
상기 파워팩의 배터리는 슈퍼캡을 사용하는 것으로, 슈퍼캡은 전자회로에서 전하를 모으는 장치로써, 2장의 금속판을 전극으로 하고 그 사이에 절연체를 넣는 구조로 되어 있으며, 물리적 반응에 의하여 충, 방전이 되는 슈퍼캡을 이용한 전동 유모차용 파워팩에 있어서,
상기 슈퍼캡은 전력변환 부분(PCS), 배터리(Battery) 및 배터리 관리 부분(BMS), 실시간 제어/에너지 관리 시스템 부분(PMS/EMS) 으로 구성되되,
PCS는 전력 변환 부분으로 AC를 DC로 변환 또는 DC를 AC로 변환하는 것이며,
BMS는 배터리 관리 부분으로 배터리의 충전 상태를 알려주고 과충전 보호기능을 수행하는 것이며,
Battery는 에너지 저장장치를 의미하며, 납, 리튬의 2차전지를 이용하는 것이며,
PMS는 전력 관리 부분으로 전력을 실시간으로 제어하는 역할을 수행하는 것이며,
EMS는 배터리의 상태 모니터링과 PCS의 상태 모니터링 및 제어를 수행하며, 컨트롤센터에서 전체적인 ESS를 모니터링하고 제어하기 위한 운영시스템 역할을 수행하는 것이며,
패시브 밸런싱 저항과 EDLC를 병렬 연결사용할 수 있는 것으로, 상기 패시브 밸런싱 저항을 EDLC와 병렬로 연결하여 사용하되, 상기 패시브 밸런싱 저항은 하기의 식에 의해 구해지는 것을 특징으로 하는 슈퍼캡을 이용한 전동 유모차용 파워팩
Figure 112020044306025-pat00008

{RDC는 패시브 밸런싱 저항, Rated voltage(측정전압)는 정격 전압, Leakage current(누설전류)는 누설전류}A support frame connecting the front and rear wheels, a seat connected to the support frame to seat the child, and a handle formed on the upper end of the support frame of the front wheel extending upwardly supported by the auxiliary frame connected to the support frame of the rear wheel It consists of a power pack installed on the unit and the support frame to supply electricity to the electric stroller,
The battery of the power pack uses a super cap, and the super cap is a device that collects electric charges in an electronic circuit, and has a structure in which two metal plates are used as electrodes and an insulator is inserted between them. In the power pack for electric strollers using a super cap,
The supercap is composed of a power conversion part (PCS), a battery (Battery) and a battery management part (BMS), and a real-time control/energy management system part (PMS/EMS),
PCS is a power conversion part that converts AC to DC or DC to AC,
BMS is a battery management part that informs the state of charge of the battery and performs overcharge protection.
Battery means an energy storage device, and uses lead and lithium secondary batteries,
PMS is a power management part that controls power in real time.
EMS performs battery status monitoring and PCS status monitoring and control, and serves as an operating system to monitor and control the entire ESS in the control center.
Passive balancing resistor and EDLC can be connected in parallel, and the passive balancing resistor is connected in parallel with the EDLC, but the passive balancing resistance is obtained by the following equation. Power pack
Figure 112020044306025-pat00008

{RDC is passive balancing resistance, Rated voltage is rated voltage, Leakage current is leakage current} 삭제delete
KR1020180112747A 2018-09-20 2018-09-20 Power pack for electric stroller with super cap KR102194422B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180112747A KR102194422B1 (en) 2018-09-20 2018-09-20 Power pack for electric stroller with super cap

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180112747A KR102194422B1 (en) 2018-09-20 2018-09-20 Power pack for electric stroller with super cap

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200033454A KR20200033454A (en) 2020-03-30
KR102194422B1 true KR102194422B1 (en) 2020-12-30

Family

ID=70003339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180112747A KR102194422B1 (en) 2018-09-20 2018-09-20 Power pack for electric stroller with super cap

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102194422B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014136568A (en) * 2013-01-18 2014-07-28 Stanley Electric Co Ltd Electric power assist device for baby carriage

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100722430B1 (en) * 2005-09-21 2007-05-28 충남대학교산학협력단 Multi-function wheel chair
KR20100118309A (en) * 2009-04-28 2010-11-05 황성조 Fuel cell wheelchair

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014136568A (en) * 2013-01-18 2014-07-28 Stanley Electric Co Ltd Electric power assist device for baby carriage

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200033454A (en) 2020-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11855250B2 (en) Systems and methods for series battery charging
US20220077508A1 (en) Battery management systems for energy storage devices
Pell et al. Peculiarities and requirements of asymmetric capacitor devices based on combination of capacitor and battery-type electrodes
US8396609B2 (en) Control of cells, modules and a pack comprised of hybridized electrochemistries
KR101497602B1 (en) Balancing system for battery and Method for balancing of battery using the same
US9231407B2 (en) Battery system, method of controlling the same, and energy storage system including the battery system
Ananthraj et al. Battery management system in electric vehicle
WO2019243950A1 (en) Method for detecting abnormality in power storage device and device for controllling power storage device
KR20140051881A (en) Apparatus for battery management using battery's state of health and method thereof
JP2017156272A (en) Deteriorated state estimating device for batteries, and deteriorated state estimating method for the device
KR102194422B1 (en) Power pack for electric stroller with super cap
KR102194445B1 (en) Power pack for electric wheelchair with super cap
KR20200033462A (en) Energy storage system using super cap
WO2015059738A1 (en) Secondary battery control apparatus and secondary battery control method
KR102194137B1 (en) Low Temperature Plasma Nanowire CVD Method for Graphene Multilayer Laminating
Pathiyil et al. Battery model for Hybrid Electric Vehicle corrected for self-discharge and internal resistance
KR20200033463A (en) Military power pack with super cap
KR101599962B1 (en) Energe storage system
KR20200033465A (en) Electric storing method of super cap by microcomputer circuit
Raj et al. Critical Review on Battery Management Systems
Çeven et al. Development of IoT Based Battery Management System
Rezal et al. Orion battery management system (BMS) for lithium-ion battery pack
US20230213593A1 (en) Supercapacitor to electrochemical hybrid system with supercapacitor testing capability
Masklavanos et al. Efficiency of SuperCap storage in energy harvesting micropower supplies
JP2021044151A (en) Lithium ion battery module and method for charging lithium ion battery module

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant