KR102354278B1

KR102354278B1 - 전지 충방전기

Info

Publication number: KR102354278B1
Application number: KR1020170132247A
Authority: KR
Inventors: 김진우; 류덕현; 이관수
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2017-10-12
Filing date: 2017-10-12
Publication date: 2022-01-21
Also published as: KR20190041148A

Abstract

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전지 충방전기는 전지가 삽입되는 삽입 공간이 일측에 마련된 바디; 상기 삽입 공간의 일단에 형성되어, 상기 전지가 상기 삽입 공간에 삽입되면, 상기 전지의 양극에 접촉하는 양극 단자; 상기 삽입 공간의 타단에 형성되어, 상기 전지가 상기 삽입 공간에 삽입되면, 상기 전지의 음극에 접촉하는 음극 단자; 및 상기 삽입 공간의 하측에 마련되어, 일측에는 제1 함몰부가 형성되고, 타측에는 제2 함몰부가 형성되며, 내부를 관통하는 회동축을 중심으로 회동하는 가이드를 포함한다.

Description

전지 충방전기{The Battery Charger/Discharger}

본 발명은 전지 충방전기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 여러 종류의 전지를 충방전할 수 있어 범용성을 확보하는 전지 충방전기에 관한 것이다.

물질의 물리적 반응이나 화학적 반응을 통해 전기 에너지를 생성시켜 외부로 전원을 공급하게 되는 전지(Cell, Battery)는 각종 전자 기기로 둘러싸여 있는 생활 환경에 따라, 건물로 공급되는 교류전원을 획득하지 못하거나 직류전원이 필요할 경우 사용하게 된다.

이와 같은 전지 중에서 화학적 반응을 이용하는 화학 전지인 일차 전지와 이차 전지가 일반적으로 많이 사용되고 있는데, 일차 전지는 건전지로 통칭되는 것으로 소모성 전지이다. 반면에, 이차 전지는 전류와 물질 사이의 산화 및 환원 과정이 다수 반복 가능한 소재를 사용하여 제조되는 재충전식 전지이다. 즉, 전류에 의해 소재에 대한 환원 반응이 수행되면 전원이 충전되고, 소재에 대한 산화 반응이 수행되면 전원이 방전되는데, 이와 같은 충전-방전이 반복적으로 수행되면서 전기가 생성된다.

일반적으로, 이차 전지의 종류로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 폴리머 전지 등이 있다. 이러한 이차 전지는 디지털 카메라, P-DVD, MP3P, 휴대폰, PDA, Portable Game Device, Power Tool 및 E-bike 등의 소형 제품뿐만 아니라, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 고출력이 요구되는 대형 제품과 잉여 발전 전력이나 신재생 에너지를 저장하는 전력 저장 장치와 백업용 전력 저장 장치에도 적용되어 사용되고 있다.

리튬 이차 전지는 일반적으로 양극(Cathode), 분리막(Separator) 및 음극(Anode)이 적층되어 형성된다. 그리고 이들의 재료는 전지수명, 충방전 용량, 온도특성 및 안정성 등을 고려하여 선택된다. 리튬 이온이 양극의 리튬 금속 산화물로부터 음극의 흑연 전극으로 삽입(Intercalation) 및 탈리(Deintercalation)되는 과정이 반복되면서, 리튬 이차 전지의 충방전이 진행된다.

일반적으로 양극/분리막/음극의 3층 구조, 또는 양극/분리막/음극/분리막/양극 또는 음극/분리막/양극/분리막/음극의 5층 구조로 적층된 단위 셀들이 모여, 하나의 전극 조립체가 된다. 전극 조립체는 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤 형(Jelly-Roll Type)과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형(Stack Type) 등으로 분류된다. 그리고 이러한 전극 조립체는 특정 케이스에 수용된다.

이차 전지는 전극 조립체를 수용하는 케이스의 재질에 따라, 파우치 형(Pouch Type) 및 캔 형(Can Type) 등으로 분류된다. 파우치 형(Pouch Type)은 형태가 일정하지 않은 연성의 폴리머 재질로 제조된 파우치에 전극 조립체를 수용한다. 그리고, 캔 형(Can Type)은 형태가 일정한 금속 또는 플라스틱 등의 재질로 제조된 케이스에 전극 조립체를 수용한다.

이러한 캔 형(Can Type) 이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 케이스가 다각면체의 형상을 가지는 각 형(Prismatic Type), 케이스가 원기둥의 형상을 가지는 원통형(Cylinder Type) 등으로 분류된다.

도 1은 일반적인 18650 전지(2a)와 21700 전지(2b)의 비교도이다.

원통형 전지는 파우치 형 전지나 각 형 전지에 비해, 규격이 표준화되어 생산성이 높고 가격이 저렴하다. 또한, 에너지 밀도가 높아 순간적으로 높은 전력을 방출할 수 있어, 전기차, 전기 자전거, 전동 공구 등 모터를 구동할 필요가 있는 기기에 널리 사용된다. 특히, 최근에는 전기차가 상용화되어 전기차 시장이 활발해지고 있다. 이에 따라, 전기차의 주행거리 및 최고속력 등의 성능 향상을 위해, 원통형 전지에 대한 활용도가 커질 것으로 예상된다. 이러한 원통형 전지는 크기 및 용량 등에 따라, AA 전지, AAA 전지, C 전지, D 전지, 18650 전지, 16340 전지,　14500 전지, 21700 전지 등 다양한 종류가 있다. 이 중에서, 18650 전지(2a)와 같이 다섯 자리의 숫자로 이루어진 명칭을 가지는 전지들은, 종래의 니켈(Ni) 전지가 아닌 리튬(Li) 전지이다. 그리고, 다섯 자리의 숫자는, 맨 앞의 두 자리가 전지의 직경, 그 다음 두 자리가 전지의 길이, 마지막 한 자리의 0은 원통형 전지를 의미한다. 즉 도 1에 도시된 바와 같이, 18650 전지(2a)는 직경이 18mm, 길이가 65mm인 원통형 전지를 의미한다.

최근에는 18650 전지(2a)보다 크기가 큰 21700 전지(2b)에 대한 관심이 증가하고 있다. 21700 전지(2b)는 도 1에 도시된 바와 같이, 직경이 21mm, 길이가 70mm인 원통형 전지를 의미한다. 이러한 21700 전지(2b)는 18650 전지(2a)보다 용량이 30% 내지 50% 더 크고, 단셀 품질 등의 신뢰성이 높아, 전지의 충방전 제어에 안정적이다. 그러나 종래의 전지를 충전하는 충전기는, 전지를 삽입하는 삽입 공간의 크기가 고정되어 있었다. 따라서, 18650 전지(2a) 또는 21700 전지(2b) 중 하나만을 삽입하여 충전할 수 있고, 나머지 하나의 전지는 충전할 수 없는 문제가 있었다.

이를 해결하기 위해, 전지의 양 극에 접촉하는 단자를 이동시켜, 18650 전지(2a)만이 아니라 21700 전지(2b)도 충전할 수 있는 충전기가 제시되었다. 그러나, 단자를 이동시키는 것은, 전지의 길이의 변화에 따라 대응되어, 전지의 양 단만을 지지할 뿐이었다. 즉, 전지의 폭의 변화에는 상기 삽입 공간의 폭이 변화하지 않았다. 따라서, 전지를 삽입하는 삽입 공간의 폭이 21700 전지(2b)의 폭에 대응되어 제작된 경우, 18650 전지(2a)를 삽입하면 삽입 공간의 폭이 18650 전지(2a)의 폭보다 더 크므로 전지의 측부를 지지할 수 없었다. 그럼으로써, 전지가 충전 도중에 작은 외력에 의해서도 정 위치에서 이탈되어 전지가 충방전되지 않을 수 있었고, 나아가 전지의 양극에 접촉되는 양극 단자가, 전지의 케이스에 접촉하여 단락(쇼트, Short)이 되어 전지가 손상될 가능성도 있었다.

일본실용신안공개 제1995-024914호 일본실용신안공개 제1995-033380호

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 18650 전지 및 21700 전지를 모두 충방전할 수 있어 범용성을 확보하는 전지 충방전기를 제공하는 것이다.

또한, 전지의 삽입 공간의 폭도 조절하여, 전지의 폭이 변화하더라도 전지의 측부도 함께 지지할 수 있는 전지 충방전기를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

또한, 상기 제1 함몰부는, 상기 제2 함몰부보다 크기가 더 작을 수 있다.

또한, 상기 가이드는, 상기 회동축을 중심으로 회동하면, 상기 제1 함몰부가 상방을 향하는 제1 상태; 및 상기 제2 함몰부가 상방을 향하는 제2 상태로 교대로 전환될 수 있다.

또한, 상기 제1 함몰부는, 상기 가이드의 일측에 제1 원기둥면을 형성할 수 있다.

또한, 상기 제1 원기둥면은, 곡률 반지름이 8mm 내지 10mm일 수 있다.

또한, 상기 가이드가 상기 제1 상태로 전환되면, 상기 전지는, 상기 삽입 공간에 삽입될 때 상기 제1 원기둥면에 밀착될 수 있다.

또한, 상기 제2 함몰부는, 상기 가이드의 타측에 제2 원기둥면을 형성할 수 있다.

또한, 상기 제2 원기둥면은, 곡률 반지름이 9.5mm 내지 11.5mm일 수 있다.

또한, 상기 가이드가 상기 제2 상태로 전환되면, 상기 전지는, 상기 삽입 공간에 삽입될 때 상기 제2 원기둥면에 밀착될 수 있다.

또한, 상기 회동축은, 상기 삽입 공간의 길이 방향과 직교하는 방향으로 상기 가이드를 관통할 수 있다.

또한, 상기 회동축은, 상기 삽입 공간의 길이 방향과 나란한 방향으로 상기 가이드를 관통할 수 있다.

또한, 상기 가이드가 회동하면, 상기 음극 단자는, 상기 삽입 공간의 길이 방향으로 직선 이동할 수 있다.

또한, 상기 가이드를 회동시키는 스위치를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 바디에는, 상기 삽입 공간이 복수로 마련될 수 있다.

또한, 상기 복수의 삽입 공간마다 각각 마련된 상기 가이드는, 서로 독립적으로 회동할 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.

18650 전지를 수용하는 제1 함몰부와 21700 전지를 수용하는 제2 함몰부를 포함하는 가이드가 삽입 공간의 하측에 마련되어 회전함으로써, 전지의 범용성을 확보할 수 있고, 18650 전지가 삽입되더라도 전지의 측부가 함께 지지되어 전지가 정 위치에서 이탈되거나, 단락이 되는 문제를 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 일반적인 18650 전지와 21700 전지의 비교도이다.
도 2는 전지의 삽입 공간이 하나 마련된 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 충방전기의 사시도이다.
도 3은 도 2의 전지 충방전기에 포함된 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드의 사시도이다.
도 4는 도 2의 전지 충방전기에 포함된 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드의 정면도이다.
도 5는 도 2의 전지 충방전기에 포함된 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드가 회동하기 전의 모습을 전지 충방전기의 측면에서 나타내는 개념도이다.
도 6은 도 5의 가이드가 회동하는 모습을 전지 충방전기의 측면에서 나타내는 개념도이다.
도 7은 도 5의 가이드가 회동을 완료한 모습을 전지 충방전기의 측면에서 나타내는 개념도이다.
도 8은 도 2의 전지 충방전기에 포함된 본 발명의 다른 실시예에 따른 가이드의 사시도이다.
도 9는 도 2의 전지 충방전기에 포함된 본 발명의 다른 실시예에 따른 가이드가 회동하기 전의 모습을 전지 충방전기의 정면에서 나타내는 개념도이다.
도 10은 도 9의 가이드가 회동하는 모습을 전지 충방전기의 정면에서 나타내는 개념도이다.
도 11은 도 9의 가이드가 회동을 완료한 모습을 전지 충방전기의 정면에서 나타내는 개념도이다.
도 12는 전지의 삽입 공간이 복수로 마련된 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 충방전기의 사시도이다.
도 13은 전지의 삽입 공간이 복수로 마련된 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 충방전기의 평면도이다.
도 14는 전지의 삽입 공간이 복수로 마련된 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 충방전기의 평면도이다.
도 15는 도 14의 전지 충방전기에 포함된 본 발명의 다른 실시예에 따른 가이드가 회동하기 전의 모습을 전지 충방전기의 정면에서 나타내는 개념도이다.
도 16은 도 14의 가이드가 회동하는 모습을 전지 충방전기의 정면에서 나타내는 개념도이다.
도 17은 도 14의 가이드가 회동을 완료한 모습을 전지 충방전기의 정면에서 나타내는 개념도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 전지(2)의 삽입 공간(10)이 하나 마련된 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 충방전기(1)의 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 충방전기(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 전지(2)가 삽입되는 삽입 공간(10)이 마련된 바디(11), 전지(2)가 삽입 공간(10)에 삽입되면 전지(2)의 양극 및 음극에 각각 접촉하는 양극 단자(12a) 및 음극 단자(12b), 그리고 전지(2)의 측부와 대응되는 모양 및 크기를 가지며 전지(2)의 측부를 지지하는 가이드(13)를 포함한다.

바디(11)에는 전지(2)가 삽입되는 삽입 공간(10)이 마련된다. 이러한 삽입 공간(10)은 원통형 전지(2)와 대응되는 형상을 가진다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 충방전기(1)는 크기가 다른 전지(2)를 충전하여 범용성을 확보할 수 있다. 따라서, 상기 삽입 공간(10)에는 제1 전지(2a) 뿐만 아니라, 제1 전지(2a)보다 크기가 큰 제2 전지(2b)도 삽입이 가능하여야 한다. 즉, 삽입 공간(10)은 상기 제2 전지(2b)의 크기와 대응되는 크기를 가지며, 바람직하게는 제2 전지(2b)보다 어느 정도의 오프셋의 크기만큼 큰 크기를 가질 수 있다. 만약, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 충방전기(1)가 18650 전지(2a)와 21700 전지(2b)를 충전한다면, 상기 제1 전지(2a)는 18650 전지(2a)이고, 상기 제2 전지(2b)는 21700 전지(2b)일 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않고, 전지 충방전기(1)가 다른 규격의 전지(2)를 충전한다면, 상기 삽입 공간(10)의 크기는 충전 대상이 되는 전지(2)의 크기에 대응되는 크기를 가질 수 있다.

삽입 공간(10)의 양 단에는 각각 양극 단자(12a) 및 음극 단자(12b)가 형성된다. 이러한 양극 단자(12a) 및 음극 단자(12b)는, 전지(2)가 삽입 공간(10)에 삽입되면 전지(2)의 양극 및 음극에 각각 접촉하여 전지(2)를 충전하거나 방전시킨다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 충방전기(1)는 상기 삽입 공간(10)에 제1 전지(2a) 뿐만 아니라 제2 전지(2b)도 삽입이 가능하여야 한다. 따라서, 상기 단자(12) 중 적어도 하나는 삽입 공간(10) 내에서 삽입 공간(10)의 길이 방향으로 직선 이동할 수 있다. 만약, 제2 전지(2b)가 삽입된다면 삽입 공간(10)의 길이를 증가하는 방향으로 직선 이동하고, 제1 전지(2a)가 삽입된다면 삽입 공간(10)의 길이를 감소하는 방향으로 직선 이동한다. 그리고, 적어도 하나의 단자(12)는 가이드(13)의 회동과 독립적으로 직선 이동할 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않고, 가이드(13)가 회동하면 삽입 공간(10)에 삽입되는 전지(2)의 규격도 달라지므로, 그에 따라 적어도 하나의 단자(12)도 자동으로 직선 이동할 수도 있다.

사용자의 편의성을 증대하기 위해, 양극 단자(12a)는 위치가 고정되고 음극 단자(12b)가 직선 이동하는 것이 바람직하다. 다만 이에 제한되지 않고, 양극 단자(12a)가 직선 이동할 수 있고, 두 단자(12)가 모두 직선 이동할 수도 있다. 그리고, 단자(12)가 직선 이동할 때에는 삽입 공간(10) 내에서 슬라이딩하며 이동할 수 있다. 다만 이에 제한되지 않고, 내부에 탄성체가 구비되어 음극 단자(12b)가 일측으로 이동하면 탄성체가 변형되고, 별도의 버튼을 누르면 탄성체가 복원되며 음극 단자(12b)가 타측으로 이동할 수도 있는 등 다양한 방식으로 직선 이동할 수 있다.

단자(12)는 전지(2)의 양 단에서 전지(2)를 지지하는 역할도 수행한다. 따라서, 단자(12) 중 적어도 하나는 탄성의 성질을 가져, 전지(2)의 길이 방향으로 압력을 인가할 수 있다. 만약, 음극 단자(12b)가 직선 이동한다면, 양극 단자(12a)가 탄성의 성질을 가져 탄성력을 이용하여 전지(2)에 압력을 용이하게 인가할 수 있다.

가이드(13)는 전지(2)의 측부와 대응되는 모양 및 크기를 가지며 전지(2)의 측부를 지지한다. 이 때, 가이드(13)는 제1 전지(2a)와 대응되는 모양 및 크기를 가지는 제1 함몰부(131, 도 3에 도시됨), 제2 전지(2b)와 대응되는 모양 및 크기를 가지는 제2 함몰부(132, 도 3에 도시됨)를 포함한다. 가이드(13)에 대한 자세한 설명은 후술한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 충방전기(1)는 가이드(13)의 회동을 조절하는 스위치(14)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 사용자가 스위치(14)를 조작함으로써 가이드(13)가 회동할 수 있다. 이러한 스위치(14)는 도 2에 도시된 바와 같이 레버로 형성될 수 있으나, 푸시 버튼이나 토글로 형성될 수도 있다. 또는, 전지 충방전기(1)가 터치스크린을 포함한다면, 상기 터치스크린이 스위치(14)가 되어 사용자의 터치 입력에 따라 가이드(13)가 회동할 수 있다. 나아가, 사용자가 스마트폰 또는 태블릿 PC 등과 같은 단말기 또는 리모콘 등과 같은 원격 기기 등을 이용하여 명령을 입력한다면, 전지 충방전기(1)는 상기 명령을 유선 또는 무선 통신을 통해 수신하여 가이드(13)를 회동할 수 있다. 즉, 사용자의 명령 입력을 수신하여 가이드(13)를 회동할 수 있다면, 스위치(14)는 제한되지 않고 다양한 형태로 형성될 수 있다.

도 3은 도 2의 전지 충방전기(1)에 포함된 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드(13)의 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가이드(13)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 함몰부(131, 132)가 각각 다른 측면에 형성된다. 이하, 상기 제1 및 제2 함몰부(131, 132)는 가이드(13)의 상측 및 하측에 형성되는 것으로 설명하나, 이는 설명의 편의를 위한 것이며, 권리범위를 제한하기 위함이 아니다.

제1 및 제2 함몰부(131, 132)는 각각 가이드(13)의 상단 및 하단에서, 가이드(13)의 내측을 향해 함몰되어 형성된다. 이러한 제1 함몰부(131)에 의해, 가이드(13)의 상면에는 제1 곡면(1311)이 형성되고, 제2 함몰부(132)에 의해, 가이드(13)의 하면에는 제2 곡면(1321)이 형성될 수 있다. 특히, 이러한 제1 및 제2 곡면(1311, 1321)은 원기둥면인 것이 바람직하다. 구체적으로, 원기둥면은 원기둥의 측면의 일부와 대응되는 형상을 가지므로, 가이드(13)를 정면에서 볼 때는 원기둥면이 원호를 그리고, 가이드(13)를 측면에서 볼 때는 가이드(13)의 측부가 상기 원기둥면을 차폐하여 원기둥면이 보이지 않는다. 만약 가이드(13)를 전후 방향으로, 가이드(13)의 중심을 관통하며 절단한다면, 가이드(13)의 단면을 측면에서 볼 때는 원기둥면이 사각형을 그릴 수 있다. 따라서, 원통형 전지(2)가 삽입 공간(10)에 삽입되면, 전지(2)는 가이드(13)의 상기 제1 함몰부(131) 또는 제2 함몰부(132)에 수용되어, 전지(2)의 측부가 지지될 수 있다. 이하, 제1 곡면(1311) 및 제2 곡면(1321)은 각각 제1 원기둥면(1311) 및 제2 원기둥면(1321)인 것으로 설명하나, 이는 설명의 편의를 위한 것이고, 권리범위를 제한하기 위함이 아니다.

가이드(13)는 회동축(Ra)을 중심으로 회동할 수 있다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이 회동축(Ra)은 가이드(13)의 길이 방향과 나란한 방향으로, 상기 가이드(13)의 중심을 관통하며 형성될 수 있다. 그러나, 가이드(13)는 상기 도 2에 도시된 바와 같이 삽입 공간(10)의 하측에 마련되어, 정면 및 배면이 삽입 공간(10)의 길이 방향을 향하여 배치된다. 따라서, 상기 회동축(Ra)이 가이드(13)의 길이 방향과 나란한 방향이 되면, 삽입 공간(10)의 길이 방향과 직교하는 방향이 된다. 하기 기술할 바, 가이드(13)가 이러한 회동축(Ra)을 중심으로 회동하면, 제1 및 제2 함몰부(131, 132)가 각각 상방을 향하는 상태가 교대로 전환된다.

도 4는 도 2의 전지 충방전기(1)에 포함된 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드(13)의 정면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 함몰부(131)와 제2 함몰부(132)의 크기가 상이하다. 즉, 가이드(13)의 상단 및 하단에서, 가이드(13)의 내측을 향해 함몰된 폭 또는 깊이 등의 크기가 각각 상이하다. 만약, 제1 함몰부(131)에 의해 가이드(13)의 상면에 제1 원기둥면(1311)이 형성되고, 제2 함몰부(132)에 의해 가이드(13)의 하면에 제2 원기둥면(1321)이 형성된다면, 제1 원기둥면(1311)과 제2 원기둥면(1321)의 곡률 반지름이 상이할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 충방전기(1)는 상기 삽입 공간(10)에 제1 전지(2a) 뿐만 아니라 제2 전지(2b)도 삽입이 가능하여야 한다. 이에, 제1 함몰부(131)는 제1 전지(2a)를 수용하여 전지(2)의 측부를 지지하기 위해, 제1 전지(2a)의 측부와 대응되는 모양 및 크기를 가진다. 그리고, 제2 함몰부(132)는 제2 전지(2b)를 수용하여 전지(2)의 측부를 지지하기 위해, 제2 전지(2b)의 측부와 대응되는 모양 및 크기를 가진다. 그런데, 제2 전지(2b)가 제1 전지(2a)보다 크기가 더 크므로, 제2 함몰부(132)가 제1 함몰부(131)보다 크기가 더 크다. 만약, 제1 전지(2a)가 18650 전지(2a)라면, 상기 기술한 바, 제1 전지(2a)는 직경이 18mm이고, 제2 전지(2b)가 21700 전지(2b)라면, 제2 전지(2b)는 직경이 21mm이다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 함몰부(131)에 의해 가이드(13)의 상면에 형성된 제1 원기둥면(1311)은, 곡률 반지름이 9mm일 수 있다. 그리고, 제2 함몰부(132)에 의해 가이드(13)의 하면에 형성된 제2 원기둥면(1321)은, 곡률 반지름이 10.5mm일 수 있다. 나아가, 실제로는 가이드(13)를 제조하는 과정에서 오차가 발생할 수 있으므로, 약 1mm의 오프셋을 두어 제1 원기둥면(1311)은 곡률 반지름이 8mm 내지 10mm, 제2 원기둥면(1321)은 곡률 반지름이 9.5mm 내지 11.5mm인 것이 바람직하다.

도 5는 도 2의 전지 충방전기(1)에 포함된 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드(13)가 회동하기 전의 모습을 전지 충방전기(1)의 측면에서 나타내는 개념도이고, 도 6은 도 5의 가이드(13)가 회동하는 모습을 전지 충방전기(1)의 측면에서 나타내는 개념도이며, 도 7은 도 5의 가이드(13)가 회동을 완료한 모습을 전지 충방전기(1)의 측면에서 나타내는 개념도이다.

상기 기술한 바와 같이, 가이드(13)는 회동축(Ra)을 중심으로 회동할 수 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 회동축(Ra)은 상기 기술한 바와 같이, 삽입 공간(10)의 길이 방향과 직교하는 방향으로 형성된다. 도 5 내지 도 7은 전지 충방전기(1)의 측면을 나타내므로, 회동축(Ra)은 도면을 뚫고 나오는 방향으로 도시되어 있다.

가이드(13)는 도 5에 도시된 바와 같이, 가이드(13)의 제1 함몰부(131)가 상방을 향하는 제1 상태일 수 있다. 그리고, 가이드(13)가 회동축(Ra)을 중심으로 회동하기 시작하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 가이드(13)는 삽입 공간(10)의 하측에서 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회동할 수 있다. 가이드(13)의 회동이 완료되면, 도 7에 도시된 바와 같이, 가이드(13)의 제1 함몰부(131)는 하방을 향하게 되고, 제2 함몰부(132)가 상방을 향하는 제2 상태가 된다.

이 때, 상기 기술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 충방전기(1)가 스위치(14)를 포함하고, 상기 스위치(14)가 레버 형태를 가진다면, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 스위치(14)의 레버를 조작함으로써 가이드(13)를 회동할 수 있다.

한편, 제1 및 제2 함몰부(131, 132)는 각각 제1 및 제2 전지(2a, 2b)와 대응되는 모양 및 크기를 가지므로, 제1 상태가 되면 제1 전지(2a)가 삽입 공간(10)에 삽입될 때 제1 함몰부(131)에 수용되면서, 제1 원기둥면(1311)에 밀착된다. 그리고, 제2 상태가 되면 제2 전지(2b)가 삽입 공간(10)에 삽입될 때 제2 함몰부(132)에 수용되면서, 제2 원기둥면(1321)에 밀착된다.

도 8은 도 2의 전지 충방전기(1)에 포함된 본 발명의 다른 실시예에 따른 가이드(13)의 사시도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 가이드(13)도, 도 8에 도시된 바와 같이, 일측과 타측에 각각 제1 및 제2 함몰부(131, 132)가 형성된다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드(13)와 중복되는 설명은 생략한다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 것이고, 권리범위를 제한하기 위함이 아니다. 또한, 통상의 기술자는 상기 기술한 본 발명의 일 실시예를 통해, 생략된 내용을 용이하게 유추할 수 있다.

가이드(13)는 회동축(Rb)을 중심으로 회동할 수 있다. 이 때, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 회동축(Rb)은 가이드(13)의 길이 방향과 직교하는 방향으로, 상기 가이드(13)의 중심을 관통하며 형성될 수 있다. 따라서, 상기 회동축(Rb)이 가이드(13)의 길이 방향과 직교하는 방향이 되면, 삽입 공간(10)의 길이 방향과 나란한 방향이 된다.

도 9는 도 2의 전지 충방전기(1)에 포함된 본 발명의 다른 실시예에 따른 가이드(13)가 회동하기 전의 모습을 전지 충방전기(1)의 정면에서 나타내는 개념도이고, 도 10은 도 9의 가이드(13)가 회동하는 모습을 전지 충방전기(1)의 정면에서 나타내는 개념도이며, 도 11은 도 9의 가이드(13)가 회동을 완료한 모습을 전지 충방전기(1)의 정면에서 나타내는 개념도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 회동축(Rb)은 상기 기술한 바와 같이, 삽입 공간(10)의 길이 방향과 나란한 방향으로 형성된다. 도 9 내지 도 11은 전지 충방전기(1)의 정면을 나타내므로, 회동축(Rb)은 도면을 뚫고 나오는 방향으로 도시되어 있다.

가이드(13)는 도 9에 도시된 바와 같이, 가이드(13)의 제1 함몰부(131)가 상방을 향하는 제1 상태일 수 있다. 그리고, 가이드(13)가 회동축(Rb)을 중심으로 회동하기 시작하면, 도 10에 도시된 바와 같이, 가이드(13)는 삽입 공간(10)의 하측에서 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회동할 수 있다. 가이드(13)의 회동이 완료되면, 도 11에 도시된 바와 같이, 가이드(13)의 제1 함몰부(131)는 하방을 향하게 되고, 제2 함몰부(132)가 상방을 향하는 제2 상태가 된다.

이 때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 충방전기(1)도 스위치(14)를 포함하고, 상기 스위치(14)가 레버 형태를 가진다면, 도 9 내지 도 10에 도시된 바와 같이 스위치(14)의 레버를 조작함으로써 가이드(13)를 회동할 수 있다.

도 12는 전지(2)의 삽입 공간(10)이 복수로 마련된 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 충방전기(1)의 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 충방전기(1)의 바디(11)에는 전지(2)가 삽입되는 삽입 공간(10)이 마련된다. 이러한 삽입 공간(10)은 원통형 전지(2)와 대응되는 형상을 가진다. 이 때, 도 2에 도시된 바와 같이 바디(11)에 삽입 공간(10)이 하나만 형성될 수 있다. 이러한 경우에는 전지 충방전기(1)는 전지(2) 하나만을 충전시킬 수 있다. 그러나, 도 12에 도시된 바와 같이 바디(11a)에 삽입 공간(10)이 복수로 형성될 수 있다. 이러한 경우에는 전지 충방전기(1)는 복수의 전지(2)를 동시에 충전시킬 수 있다. 즉, 사용자의 필요에 따라 바디(11)에 형성되는 삽입 공간(10)의 개수는, 제한되지 않고 다양하게 형성될 수 있다.

삽입 공간(10)의 개수가 복수인 경우, 하나의 삽입 공간(10)마다 하나씩 각각 포함되는 양극 단자(12a) 및 음극 단자(12b), 그리고 가이드(13)의 개수도 복수가 된다.

도 13은 전지(2)의 삽입 공간(10)이 복수로 마련된 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 충방전기(1)의 평면도이다.

상기 기술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드(13)는, 상측 및 하측에 각각 제1 및 제2 함몰부(131, 132)가 형성된다. 그리고 본 발명의 일 실시예에 따르면, 회동축(Rc)은 가이드(13)의 길이 방향과 나란한 방향으로, 상기 가이드(13)의 중심을 관통하며 형성될 수 있다. 따라서, 상기 회동축(Rc)이 가이드(13)의 길이 방향과 나란한 방향이 되면, 삽입 공간(10)의 길이 방향과 직교하는 방향이 된다.

복수의 가이드(13)들은 서로 분리되어, 독립적으로 회동할 수 있다. 나아가, 복수의 가이드(13)들이 각각 삽입 공간(10)에 형성되는 위치가 상이할 수도 있다. 이러한 경우에는 복수의 가이드(13)들의 회동축들도 서로 상이할 수도 있다. 그러나 도 13에 도시된 바와 같이, 복수의 삽입 공간(10)에 각각 하나씩 형성되는 복수의 가이드(13)들이, 모두 각각 삽입 공간(10)에 형성되는 위치가 동일한 것이 바람직하다. 이러한 경우에는, 복수의 가이드(13)들은 하나의 회동축(Rc)을 공유하며 회동할 수 있다. 나아가, 복수의 가이드(13)들이 서로 연결되어, 하나의 가이드(13)가 회동하면 나머지 가이드(13)들도 함께 회동할 수도 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 삽입 공간(10)의 개수가 복수로 형성되더라도, 가이드(13)가 회동하는 과정을 전지 충방전기(1)의 측면에서 바라본 개념적인 모습은 삽입 공간(10)의 개수가 하나인 경우와 동일하다. 즉, 상기 도 9 내지 도 11에 대한 설명과 동일하다.

구체적으로, 가이드(13)는 도 9에 도시된 바와 같이, 가이드(13)의 제1 함몰부(131)가 상방을 향하는 제1 상태일 수 있다. 그리고, 가이드(13)가 회동축(Rc)을 중심으로 회동하기 시작하면, 도 10에 도시된 바와 같이, 가이드(13)는 삽입 공간(10)의 하측에서 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회동할 수 있다. 가이드(13)의 회동이 완료되면, 도 11에 도시된 바와 같이, 가이드(13)의 제1 함몰부(131)는 하방을 향하게 되고, 제2 함몰부(132)가 상방을 향하는 제2 상태가 된다.

이 때, 상기 기술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 충방전기(1)가 스위치(14)를 포함하고, 상기 스위치(14)가 레버 형태를 가진다면, 도 9 내지 도 10에 도시된 바와 같이 스위치(14)의 레버를 조작함으로써 가이드(13)를 회동할 수 있다. 그리고, 복수의 가이드(13)들이 서로 연결되고 스위치(14)가 하나만 존재한다면, 하나의 스위치(14)를 조작하면 모든 가이드(13)들이 함께 회동할 수도 있다.

도 14는 전지(2)의 삽입 공간(10)이 복수로 마련된 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 충방전기(1)의 평면도이다.

상기 기술한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 충방전기(1)도 도 14에 도시된 바와 같이 바디(11)에 삽입 공간(10)이 복수로 형성될 수 있다. 이러한 경우에는 전지 충방전기(1)는 복수의 전지(2)를 동시에 충전시킬 수 있다. 즉, 사용자의 필요에 따라 바디(11)에 형성되는 삽입 공간(10)의 개수는, 제한되지 않고 다양하게 형성될 수 있다.

그리고 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 기술한 바와 같이, 회동축(Rd)은 가이드(13)의 길이 방향과 직교하는 방향으로, 상기 가이드(13)의 중심을 관통하며 형성될 수 있다. 따라서, 상기 회동축(Rd)이 가이드(13)의 길이 방향과 직교하는 방향이 되면, 삽입 공간(10)의 길이 방향과 나란한 방향이 된다.

이 때, 복수의 삽입 공간(10)에 각각 하나씩 형성된 복수의 가이드(13)들은 서로 분리되어, 독립적으로 회동할 수 있다. 그리고, 도 14에 도시된 바와 같이, 복수의 가이드(13)들이 각각 가지는 회동축(Rd1, Rd2, Rd3, Rd4)들은 모두 나란하게 형성된다.

도 15는 도 14의 전지 충방전기(1)에 포함된 본 발명의 다른 실시예에 따른 가이드(13)가 회동하기 전의 모습을 전지 충방전기(1)의 정면에서 나타내는 개념도이고, 도 16은 도 14의 가이드(13)가 회동하는 모습을 전지 충방전기(1)의 정면에서 나타내는 개념도이며, 도 17은 도 14의 가이드(13)가 회동을 완료한 모습을 전지 충방전기(1)의 정면에서 나타내는 개념도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 회동축(Rd1, Rd2, Rd3, Rd4)은 상기 기술한 바와 같이, 삽입 공간(10)의 길이 방향과 나란한 방향으로 형성된다. 도 15 내지 도 17은 전지 충방전기(1)의 정면을 나타내므로, 회동축(Rd1, Rd2, Rd3, Rd4)은 도면을 뚫고 나오는 방향으로 도시되어 있다.

복수의 가이드(13)는 도 15에 도시된 바와 같이, 가이드(13)의 제1 함몰부(131)가 상방을 향하는 제1 상태일 수 있다. 그리고, 복수의 가이드(13) 중에서, 제1 가이드(13a)가 회동축(Rd1)을 중심으로 회동하기 시작하면, 도 16에 도시된 바와 같이, 제1 가이드(13a)는 삽입 공간(10)의 하측에서 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회동할 수 있다. 제1 가이드(13a)의 회동이 완료되면, 도 17에 도시된 바와 같이, 제1 가이드(13a)의 제1 함몰부(131a)는 하방을 향하게 되고, 제2 함몰부(132a)가 상방을 향하는 제2 상태가 된다. 이 때, 복수의 가이드(13)들은 서로 분리되어, 독립적으로 회동하므로, 제1 가이드(13a)가 회동하는 동안에 제2 내지 제4 가이드(13b, 13c, 13d)들은 회동하지 않을 수 있다. 따라서, 사용자가 원하는 가이드(13)만을 회동하여, 각각의 삽입 공간(10)에 각각 다른 전지(2)들을 삽입하여 충전할 수 있다.

나아가, 가이드(13)가 회동하면 삽입되는 전지(2)의 규격도 달라지므로, 양극 단자(12a) 및 음극 단자(12b)를 통해 인가되는 충전 정격 전압도 달라지는 것이 바람직하다. 그리고, 가이드(13)가 회동하면, 삽입되는 전지(2)의 규격에 따라 적어도 하나의 단자(12)도 직선 이동하여 삽입 공간(10)의 길이를 조절할 수 있다.

또한, 상기 기술한 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 충방전기(1)가 스위치(14)를 포함하고, 상기 스위치(14)가 레버 형태를 가진다면, 도 15 내지 도 17에 도시된 바와 같이 스위치(14)의 레버를 조작함으로써 가이드(13)를 회동할 수 있다. 이 때, 상기 스위치(14)는 가이드(13)의 개수와 동일한 개수로 형성되어, 각각 하나씩 대응될 수 있다. 즉, 제1 스위치(14a)를 조작하면 제1 가이드(13a)가 회동하고, 제2 스위치(14b)를 조작하면 제2 가이드(13b)가 회동할 수 있다. 다만 이에 제한되지 않고, 스위치(14)가 하나만 형성된다면, 복수의 가이드(13)들이 서로 연결되어, 하나의 스위치(14)를 조작하면 모든 가이드(13)들이 함께 회동할 수도 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 전지 충방전기 2: 전지
2a: 제1 전지 2b: 제2 전지
10: 삽입 공간 11: 바디
12: 단자 12a: 양극 단자
12b: 음극 단자 13: 가이드
14: 스위치 131: 제1 함몰부
132: 제2 함몰부 1311: 제1 원기둥면
1321: 제2 원기둥면

Claims

전지가 삽입되는 삽입 공간이 일측에 마련된 바디;
상기 삽입 공간의 일단에 형성되어, 상기 전지가 상기 삽입 공간에 삽입되면, 상기 전지의 양극에 접촉하는 양극 단자;
상기 삽입 공간의 타단에 형성되어, 상기 전지가 상기 삽입 공간에 삽입되면, 상기 전지의 음극에 접촉하는 음극 단자; 및
상기 삽입 공간의 하측에 마련되어, 일측에는 제1 함몰부가 형성되고, 타측에는 제2 함몰부가 형성되며, 내부를 관통하는 회동축을 중심으로 회동하는 가이드를 포함하며,
상기 양극 단자 또는 상기 음극 단자 중 적어도 하나는 상기 삽입 공간의 길이 방향으로 직선 이동할 수 있는 전지 충방전기.
제1항에 있어서,
상기 제1 함몰부는,
상기 제2 함몰부보다 크기가 더 작은, 전지 충방전기.
제1항에 있어서,
상기 가이드는,
상기 회동축을 중심으로 회동하면,
상기 제1 함몰부가 상방을 향하는 제1 상태; 및
상기 제2 함몰부가 상방을 향하는 제2 상태로 교대로 전환되는, 전지 충방전기.
제3항에 있어서,
상기 제1 함몰부는,
상기 가이드의 일측에 제1 원기둥면을 형성하는, 전지 충방전기.
제4항에 있어서,
상기 제1 원기둥면은,
곡률 반지름이 8mm 내지 10mm인, 전지 충방전기.
제4항에 있어서,
상기 가이드가 상기 제1 상태로 전환되면,
상기 전지는,
상기 삽입 공간에 삽입될 때 상기 제1 원기둥면에 밀착되는, 전지 충방전기.
제3항에 있어서,
상기 제2 함몰부는,
상기 가이드의 타측에 제2 원기둥면을 형성하는, 전지 충방전기.
제7항에 있어서,
상기 제2 원기둥면은,
곡률 반지름이 9.5mm 내지 11.5mm인, 전지 충방전기.
제7항에 있어서,
상기 가이드가 상기 제2 상태로 전환되면,
상기 전지는,
상기 삽입 공간에 삽입될 때 상기 제2 원기둥면에 밀착되는, 전지 충방전기.
제1항에 있어서,
상기 회동축은,
상기 삽입 공간의 길이 방향과 직교하는 방향으로 상기 가이드를 관통하는, 전지 충방전기.
제1항에 있어서,
상기 회동축은,
상기 삽입 공간의 길이 방향과 나란한 방향으로 상기 가이드를 관통하는, 전지 충방전기.
제1항에 있어서,
상기 가이드가 회동하면,
상기 음극 단자는,
상기 삽입 공간의 길이 방향으로 직선 이동하는, 전지 충방전기.
제1항에 있어서,
상기 가이드를 회동시키는 스위치를 더 포함하는, 전지 충방전기.
제1항에 있어서,
상기 바디에는, 상기 삽입 공간이 복수로 마련되는, 전지 충방전기.
제14항에 있어서,
상기 복수의 삽입 공간마다 각각 마련된 상기 가이드는,
서로 독립적으로 회동하는, 전지 충방전기.