KR102348315B1 - 드론용 배터리 스마트 충전 관리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드론용 배터리 스마트 충전 관리 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 드론용 배터리 스마트 충전 관리 장치는, 복수의 수납공간들이 구획되어 있고, 상기 각 수납공간의 온도를 센싱할 수 있게 하는 온도 센서가 설치되고, 상기 온도 센서에 의해 센싱된 온도가 제1온도 이상인 경우에 가동되는 냉각팬이 설치되는 케이스; 상기 케이스의 수납공간들 중 적어도 하나에 수납되고, 상기 온도 센서에 의해 센싱된 온도가 상기 제1온도보다 큰 제2온도에 도달된 경우 상기 충전기에 의한 드론용 배터리의 충전 상태를 해제시키는 전류차단용 회로부품이 마련되어 있는 충전기; 상기 케이스의 각 수납공간에 선택적으로 수용되고 상기 충전기에 전기적으로 연결되는 복수의 드론용 배터리들; 및 상기 온도 센서에 의해 센싱된 값을 기초로 상기 냉각팬 및 전류차단용 회로부품에 제어신호를 인가시키는 제어 장치;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

드론용 배터리 스마트 충전 관리 장치{Dron battery smart charge management apparatus}

본 발명은 드론용 배터리 스마트 충전 관리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 온도 상승을 억제하는 구성을 마련하여 배터리 충전 효율을 향상시킬 수 있게 하고, 화재 발생시 화재확산 방지와 함께 충전 차단이 이루어질 수 있게 하며, 복수의 배터리들을 병렬 충전 방식으로 충전할 수 있도록, 구조가 개선된 드론용 배터리 스마트 충전 관리 장치에 관한 것이다.

드론은 조종사 없이 무선전파의 유도에 의해서 비행 및 조종이 가능한 비행기나 헬리콥터 모양의 군사용 무인항공기(UAV : unmanned aerial vehicle / uninhabited aerial vehicle)의 총칭으로, 2010년대를 전후하여 군사적 용도로 활용되어 왔으나, 최근에는 농업 및 임업 분야 등 다양한 민간 분야에 활용되고 있는 실정이다.

특히 농업 분야의 경우 젊은 사람보다는 주로 노인들이 농업에 종사하기 때문에 농사에 많은 어려운 점이 있는 실정이나, 최근 비료나 농약을 드론을 이용하여 살포하는 기술이 활용되고 있어서 드론은 농업과 임업 분야에 매우 필요한 장치 중 하나이다.

예컨대 해충을 방제하기 위한 방제 작업의 경우 인체에 미치는 영향을 고려하여 드론이 활발하게 활용되고 있는 실정이다. 다만, 드론을 이용한 방제의 경우 방제시기의 고온다습한 특성으로 인해 드론 배터리가 가열되어 즉시 충전이 불가능해 작업효율이 30%이상 낮아지는 문제점이 있었고, 차량 실내 뒷부분에 충전 시스템 구축시 충전을 위한 차량내부의 발전기로 인해 온도가 상승됨에 따라 배터리 냉각이 어려워 충전 효율이 떨어지고, 고온상태에서의 충전으로 인한 발화 가능성이 높아 화재가 빈번하게 발생되는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1999727호 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1901053호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 배터리 충전 효율을 향상시킬 수 있게 하고, 화재 발생시 화재확산 방지와 함께 충전 차단이 이루어질 수 있게 하여 화재로 인한 피해를 최소화시킬 수 있게 하는 드론용 배터리 스마트 충전 관리 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 복수의 배터리들을 병렬 충전 방식으로 충전할 수 있게 하는 구조가 개선된 드론용 배터리 스마트 충전 관리 장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 드론용 배터리 스마트 충전 관리 장치는, 복수의 수납공간들이 구획되어 있고, 상기 각 수납공간의 온도를 센싱할 수 있게 하는 온도 센서가 설치되고, 상기 온도 센서에 의해 센싱된 온도가 제1온도 이상인 경우에 가동되는 냉각팬이 설치되는 케이스; 상기 케이스의 수납공간들 중 적어도 하나에 수납되고, 상기 온도 센서에 의해 센싱된 온도가 상기 제1온도보다 큰 제2온도에 도달된 경우 상기 충전기에 의한 드론용 배터리의 충전 상태를 해제시키는 전류차단용 회로부품이 마련되어 있는 충전기; 상기 케이스의 각 수납공간에 선택적으로 수용되고 상기 충전기에 전기적으로 연결되는 복수의 드론용 배터리들; 및 상기 온도 센서에 의해 센싱된 값을 기초로 상기 냉각팬 및 전류차단용 회로부품에 제어신호를 인가시키는 제어 장치;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 상기 각 수납공간에서 발생한 화재로 인한 연기를 감지할 수 있도록, 상기 케이스에 설치되는 화재 감지 센서와, 그 화재가 확산되는 것을 방지할 수 있도록 상기 배터리 상측에 배치되는 화재진압용 패드;를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명은, 상기 수납공간의 바닥면과 상기 배터리 사이에 배치되는 방열판;을 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명은, 상기 드론용 배터리들 중 인접하게 배치된 한 쌍의 드론용 배터리들을 병렬 충전할 수 있도록, 상기 한 쌍의 드론용 배터리들 사이에 배치되고 각 드론용 배터리에 전기적으로 연결되는 충전 허브;를 포함하여 이루어지고, 상기 케이스는, 상기 충전 허브를 케이스 외부로 돌출되지 않게 수용시키는 안착홈부를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명은, 상기 충전 허브가 상기 케이스의 안착홈부에 수용되는 경우 별도의 고정수단에 의하지 않고 위치고정이 되게 하는 위치고정수단을 포함하여 이루어지되, 상기 위치고정수단은, 상기 안착홈부를 한정하는 양측면에 형성된 한 쌍의 레일홈들과, 상기 충전 허브의 본체를 감싸는 형태로 그 본체에 결합되고, 상기 각 레일홈에 삽입된 상태로 그 레일홈을 따라 슬라이딩되는 한 쌍의 레일부들을 구비하는 위치고정 프레임;을 포함하여 이루어질 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 드론용 배터리 스마트 충전 관리 장치는, 케이스에 복수의 수납공간을 형성하여 복수의 배터리들 및 충전기를 하나의 유닛에 탑재하여 이동 및 충전할 수 있게 하고, 각 수납공간에는 온도 센서 및 그 온도 센서에 따라 선택적으로 작동되는 냉각팬이 설치되게 하여, 배터리 온도를 일정 온도로 유지시켜 줄 수 있게 됨으로써, 충전 작업의 편리성 및 배터리 충전 효율을 향상시킬 수 있게 하는 효과를 가진다.

그리고, 화재감지센서와 화재진압용 패드를 더 포함하여 이루어진 실시예에 의하면, 화재를 초기에 진압할 수 있게 하여 배터리 폭발과 같은 피해를 미연에 예방할 수 있게 하는 효과가 기대된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 드론용 배터리 스마트 충전 관리 장치의 사시도.
도 2는 본 발명 일실시예의 분리 사시도.
도 3은 본 발명 일실시예에서 개폐도어를 제외한 나머지 구성을 보인 사시도.
도 4는 본 발명 일실시예에서 개폐도어를 제외한 나머지 구성을 보인 정면도.
도 5는 본 발명 일실시예에서 개폐도어를 제외한 나머지 구성의 저면 사시도.
도 6은 본 발명 일실시예의 제어 흐름을 설명하기 위한 블럭도.
도 7은 본 발명 일실시예의 동작원리를 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 채용된 일부 구성들에 대한 분리 사시도이다.

이하의 설명에서 본 발명에 대한 이해를 명확히 하기 위하여, 본 발명의 특징에 대한 공지의 기술에 대한 설명은 생략하기로 한다. 이하의 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 상세한 설명이며, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것이 아님은 당연할 것이다. 따라서, 본 발명과 동일한 기능을 수행하는 균등한 발명 역시 본 발명의 권리 범위에 속할 것이다.

그리고, 이하의 설명에서 동일한 식별 기호는 동일한 구성을 의미하며, 불필요한 중복적인 설명 및 공지 기술에 대한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 상기 발명의 배경이 되는 기술에 대한 기재 내용과 중복되는 이하의 본 발명의 각 실시예에 관한 설명 역시 생략하기로 한다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 드론용 배터리 스마트 충전 관리 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 드론용 배터리 스마트 충전 관리 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명 일실시예의 분리 사시도이며, 도 3은 본 발명 일실시예에서 개폐도어를 제외한 나머지 구성을 보인 사시도이며, 도 4는 본 발명 일실시예에서 개폐도어를 제외한 나머지 구성을 보인 정면도이며, 도 5는 본 발명 일실시예에서 개폐도어를 제외한 나머지 구성의 저면 사시도이며, 도 6은 본 발명 일실시예의 제어 흐름을 설명하기 위한 블럭도이며, 도 7은 본 발명 일실시예의 동작원리를 설명하기 위한 도면이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 드론용 배터리 스마트 충전 관리 장치는, 온도나 습도를 센싱하는 센서와 온도에 따라 선택적으로 작동되는 냉각 장치와 이를 제어하는 제어 장치(4)를 포함하여 이루어져서, 배터리 온도 상승으로 인한 배터리 수명감소 또는 화재발생을 예방하고, 드론을 활용한 작업시간이 지연되는 것을 억제시키기 위한 것이다.

즉, 본 발명의 일실시예에 따른 드론용 배터리 스마트 충전 관리 장치는, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 케이스(1)와 충전기(2)와 복수의 드론용 배터리(3)들과 제어 장치(4)(도 6참조)를 포함하여 이루어진다.

상기 케이스(1)는, 도 2에 잘 도시된 바와 같이, 복수의 수납공간(10)들이 종횡으로 배열된 상태로 서로 구획되어 있고, 온도를 센싱하기 위한 온도 센서(11)와, 상기 수납공간(10) 내부를 냉각시켜 주기 위한 것으로, 온도에 따라 작동되는 냉각팬(12)이 설치된다. 예컨대, 상기 드론용 배터리(3)의 보관 적정 온도가 22~28℃이기 때문에, 상기 냉각팬(12)은 예컨대 적정 온도 최대치인 28℃ 이상(제1온도)인 경우에 가동되도록 설계될 수 있다.

여기서, 상기 냉각팬(12)의 가동을 위한 온도를 제1온도로 규정한 이유는 화재 발생 가능성이 큰 제2온도와 구별하기 위함이다. 즉, 상기 냉각팬(12)은 화재 발생 이전에 상기 드론용 배터리(3)의 충전이 원활하게 이루어지게 하기 위한 온도 조건을 맞춰주기 위한 것으로, 화재발생 이전의 적정 온도에서 작동되는 것이 바람직하다.

상기 케이스(1)는 차량 설치 및 이동이 용이하도록 바닥면과 구름접촉되는 롤러를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 충전기(2)는, 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 상기 케이스(1)의 수납공간(10)들 중 적어도 하나에 수납되어서 상기 드론용 배터리(3)들과 가까운 위치에서 충전을 가능하게 함은 물론, 이동 및 보관의 편리성을 향상시킬 수 있게 한다.

이러한 충전기(2)는 충전을 위한 회로 뿐만 아니라, 상기 온도 센서(11)에 의해 센싱된 온도가 상기 제1온도보다 큰 제2온도에 도달된 경우 상기 충전기(2)에 의한 드론용 배터리(3)의 충전 상태를 해제시키는 전류차단용 회로(21)부품이 마련되어 있다. 여기서, 상기 제2온도는 화재가 발생될 가능성이 높은 온도를 의미하고, 상기 전류차단용 회로(21)부품은 공지의 전류 차단기 또는 부하 차단기 등으로 구현할 수 있음은 물론이다.

상기 각 드론용 배터리(3)는, 상기 케이스(1)의 각 수납공간(10)에 선택적으로 수용되고 상기 충전기(2)에 전기적으로 연결된다.

상기 제어 장치(4)는, 도 6에 잘 도시된 바와 같이, 상기 온도 센서(11)에 의해 센싱된 값을 기초로 상기 냉각팬(12) 및 전류차단용 회로 부품(21)에 제어신호를 인가시키는 역할을 한다.

이러한 구성을 가지는 본 발명의 일실시예에 따른 드론용 배터리 스마트 충전 관리 장치는, 케이스(1)에 복수의 수납공간(10)을 형성하여 복수의 배터리들 및 충전기(2)를 하나의 유닛에 탑재하여 이동 및 충전할 수 있게 하고, 각 수납공간(10)에는 온도 센서(11) 및 그 온도 센서(11)에 따라 선택적으로 작동되는 냉각팬(12)이 설치되게 하여, 도 6 및 도 7의 (a)에 잘 도시된 바와 같이 배터리 온도를 일정 온도로 유지시켜 줄 수 있게 됨으로써, 충전 작업의 편리성 및 배터리 충전 효율을 향상시킬 수 있게 하는 장점을 가진다.

한편, 본 발명은, 도 4 및 도 5에 잘 도시된 바와 같이, 화재발생 초기에 화재를 감지하여 화재 확산을 방지하기 위한 구성으로 화재감지센서(14)와 화재진압용 패드(5)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 화재감지센서(14)는, 상기 케이스(1)에 설치되어서 상기 각 수납공간(10)에서 발생한 화재로 인한 연기를 감지할 수 있게 하고, 상기 화재진압용 패드(5)는 상기 수납공간(10) 내 배터리 상측에 배치되어서 화재가 확산되는 것을 방지할 수 있게 한다. 여기서, 상기 화재진압용 패드(5)는 공지의 방화폼패드와 같이 시중에서 쉽게 입수 가능한 것으로, 본 실시예의 케이스(1)와 유기적으로 결합되어서 화재를 초기에 진압할 수 있게 하여 배터리 폭발과 같은 피해를 미연에 예방할 수 있게 한다.

상기 화재감지센서(14)와 화재진압용 패드(5)의 작동원리는 도 6 및 도 7의 (b)에 잘 도시되어 있다. 즉, 본 실시예는 화재가 발생하면 상기 화재감지센서(14)가 이를 감지하고 상기 제어 장치(4)에 신호를 송출하여 그 제어 장치(4)의 제어 명령을 기초로 경보등이나 전류차단용 회로 부품(21)이 작동되게 하고, 상기 화재진압용 패드(5)에 의해 화재 확산을 방지시킨다.

본 발명은, 상기 수납공간(10)의 바닥면과 상기 배터리 사이에 배치되는 방열판(6)을 더 포함하여 이루어져서, 상기 냉각팬(12)과 함께 배터리의 온도를 일정 온도로 유지시켜 줄 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는 한 번의 충전과정으로 복수의 드론용 배터리(3)들을 충전시킬 수 있게 하는 충전 허브(7)가 채용되었다.

즉, 상기 충전 허브(7)는, 도 4에 잘 도시된 바와 같이, 인접하게 배치된 한 쌍의 드론용 배터리(3)들 사이에 배치되고 각 드론용 배터리(3)에 전기적으로 연결되어서, 인접하게 배치된 한 쌍의 드론용 배터리(3)들을 병렬 충전할 수 있게 한다. 이러한 충전 허브(7)는 초기 화재 진압이 원활하게 이루어질 수 있도록, 앞에서 설명한 화재진압용 패드(5)가 본체를 감싸는 형태로 구성되는 것도 가능하다.

상기 케이스(1)는, 도 5에 잘 도시된 바와 같이, 상기 충전 허브(7)가 케이스(1) 외부로 돌출되지 않도록 그 충전 호부를 수용시키는 안착홈부(13)를 포함하여 이루어진다.

이러한 충전 허브(7)를 포함하여 이루어진 본 실시예는, 복수의 드론용 배터리(3)들을 충전 허브(7)를 이용하여 병렬 충전 방식으로 충전할 수 있게 하여 여러 대의 드론용 배터리(3)를 한 번의 충전과정으로 충전시킬 수 있게 하고, 상기 드론용 배터리(3) 및 충전기(2)는 케이스(1)의 수납공간(10)에 수납되게 하고 상기 충전 허브(7)는 인접한 수납공간(10)들 사이 부분에 형성된 안착홈부(13)에 수납되게 하여서 충전 시스템 구축을 위한 부품을 편리하게 설치할 수 있게 하고 설치 후에도 제품 규격이 슬림화될 수 있게 한다.

한편, 도면 중 미설명부호 8은 상기 케이스(1)의 내부를 필요에 따라 개방 및 폐쇄시키는 개폐도어이고, 15는 화재 초기에 불꽃을 감지하기 위한 불꽃 감지 센서이다.

이하에서는 도 8을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 드론용 배터리 스마트 충전 관리 장치를 상세히 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 채용된 일부 구성들에 대한 분리 사시도이다.

본 실시예는, 상기 충전 허브(700)가 상기 케이스(100)의 안착홈부(110)에 수용되는 경우 별도의 고정수단에 의하지 않고 위치고정이 되게 하는 위치고정수단을 포함하여 이루어진다.

상기 위치고정수단은, 상기 충전 허브(700)가 구조 자체에 기인하여 케이스(100)에 고정될 수 있게 하는 다양한 구조로 구현할 수 있음은 물론이나, 본 실시예에서는 한 쌍의 레일홈(111)들과 한 쌍의 레일부(701)들을 포함하여 이루어진 구성에 의해 구현되었다.

즉, 상기 한 쌍의 레일홈(111)들은, 상기 케이스(100)의 안착홈부(110)를 한정하는 양측면에 형성되고, 상기 한 쌍의 레일부(701)들은, 상기 충전 허브(700)의 본체를 감싸는 형태로 그 본체에 결합되는 위치고정 프레임(701)에 형성되는 것으로, 상기 각 레일홈(111)에 대응되는 위치에 마련되고 그 레일홈(111)을 따라 슬라이딩되어 삽입된다. 여기서, 상기 위치고정 프레임(701)은 앞에서 설명한 화재진압용 패드를 포함하여 이루어질 수 있다.

이러한 구성을 가지는 본 실시예는, 상기 충전 허브(700)의 케이스(100)에 대한 고정을, 나사결합 방식 등에 의한 별도의 고정수단에 의하지 않고, 충전 허브(700)와 케이스(100) 자체의 구조에 기인하여 이루어지도록 구성됨으로써, 충전 시스템 구축을 위한 부품의 설치 작업의 효율을 향상시킬 수 있게 한다.

이상 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.

1:케이스 10:수납공간
11:온도 센서 12:냉각팬
13:안착홈부 14:화재감지센서
15:불꽃감지 센서 2:충전기
21:전류차단용 회로 부품 3:드론용 배터리
4:제어 장치 5:화재진압용 패드
6:방열판 7:충전 허브
8:개폐도어

Claims (5)

1. 복수의 수납공간들이 구획되어 있고, 상기 각 수납공간의 온도를 센싱할 수 있게 하는 온도 센서가 설치되고, 상기 온도 센서에 의해 센싱된 온도가 제1온도 이상인 경우에 가동되는 냉각팬이 설치되는 케이스; 상기 케이스의 수납공간들 중 적어도 하나에 수납되고, 상기 온도 센서에 의해 센싱된 온도가 상기 제1온도보다 큰 제2온도에 도달된 경우 드론용 배터리의 충전 상태를 해제시키는 전류차단용 회로부품이 마련되어 있는 충전기; 상기 케이스의 각 수납공간에 선택적으로 수용되고 상기 충전기에 전기적으로 연결되는 복수의 드론용 배터리들; 상기 온도 센서에 의해 센싱된 값을 기초로 상기 냉각팬 및 전류차단용 회로부품에 제어신호를 인가시키는 제어 장치; 및 상기 드론용 배터리들 중 인접하게 배치된 한 쌍의 드론용 배터리들을 병렬 충전할 수 있도록, 상기 한 쌍의 드론용 배터리들 사이에 배치되고 각 드론용 배터리에 전기적으로 연결되는 충전 허브;를 포함하고,
   상기 케이스는, 상기 충전 허브를 케이스 외부로 돌출되지 않게 수용시키는 안착홈부를 포함하며,
   상기 충전 허브가 상기 케이스의 안착홈부에 수용되는 경우 별도의 고정수단에 의하지 않고 위치고정이 되게 하는 위치고정수단을 포함하되, 상기 위치고정수단은, 상기 안착홈부를 한정하는 양측면에 형성된 한 쌍의 레일홈들과, 상기 충전 허브의 본체를 감싸는 형태로 그 본체에 결합되고, 상기 각 레일홈에 삽입된 상태로 그 레일홈을 따라 슬라이딩되는 한 쌍의 레일부들을 구비하는 위치고정 프레임;을 포함하는 것을 특징으로 하는 드론용 배터리 스마트 충전 관리 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 각 수납공간에서 발생한 화재로 인한 연기를 감지할 수 있도록, 상기 케이스에 설치되는 화재 감지 센서와, 그 화재가 확산되는 것을 방지할 수 있도록 상기 배터리 상측에 배치되는 화재진압용 패드;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 드론용 배터리 스마트 충전 관리 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 수납공간의 바닥면과 상기 배터리 사이에 배치되는 방열판;을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 드론용 배터리 스마트 충전 관리 장치.
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