KR20040033466A - 배터리팩 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자기 유도로 발생되는 유도기전력을 통해 충전에 필요한 전기에너지를 공급받는 비접촉식 배터리팩에 관한 것으로, 상기 자계수신부(130)와 배터리셀(110) 사이에 단열판(120)이 끼워져 보강되어, 이 단열판(120)을 매개로 배터리셀(110)로부터 자계수신부(130)로의 고온의 열에너지 전도가 차단되는 구조를 이루고 있어서, 자계수신부의 온도상승이 가능한 한 억제되어 자계수신부의 온도상승으로 인한 유도기전력의 저하가 방지되고, 이로 인해서 배터리셀의 충전효율이 향상된다.

Description

배터리팩{Battery pack}

본 발명은 전자기 유도로 발생되는 유도기전력을 통해 충전에 필요한 전기에너지를 공급받는 비접촉식 배터리팩에 관한 것이다.

일반적으로 휴대용 단말기를 포함하는 휴대용 기기나, 기타 전자제품에 장착되어 이에 전력을 공급하는 배터리팩은, 충전기와 배터리팩의 단자가 상호 접지되어져 이곳을 통해 전기에너지가 공급되고, 배터리는 화학적, 물리적인 수단에 의해 충전되어지는 방식이었다.

이러한 방식은 충전기 및 배터리팩을 이루는 회로가 비교적 단순하고, 전기에너지의 공급효율 또한 상대적으로 우수하여 널리 활용되고 있는 실정이다. 하지만 배터리팩의 일면에 부착되어진 단자들 간의 비정상적인 접지가 빈번하게 발생되어 이의 사용이 용이하지 못하고, 상기 배터리팩에 상응하는 충전기 또한 미흡하나마 전기를 띠고 있는 단자가 외부로 드러나게 되어 배터리팩과 함께 그 보관상에 주의를 요하였다.

근래에는 상기 불편함을 해소하기 위해 전자기 유도현상이 응용된 비접촉 방식의 배터리팩이 안출되고 있는데, 이는 충전기와 배터리팩 간의 직접적인 접지없이도 배터리팩을 충전시킬 수 있고, 상호 접지를 위해 충전기 및 배터리팩의 외곽에 구비된 단자가 외부로 드러날 필요가 없게되어 보관이 비교적 수월하면서 안전하다는 장점이 있었다.

여기서 전자기 유도현상이란, 코일(자계발생부)에 전류가 흐르면 그 주변에는 전자기계가 형성되고, 이 전자기계는 상기 코일(자계발생부)과 이웃하는 코일(자계수신부)에 유도기전력을 발생시키면서 이와 연결된 통전회로에 유도전류를 흐르게 하는 현상이다. 상기한 비접촉식 배터리팩은 이러한 전자기 유도현상이 응용된 것으로, 상기 코일(자계수신부)과 연결된 통전회로와 배터리팩을 전기적으로 상호 연결시킴으로서 충전기의 단자와 배터리팩의 단자를 직접 접촉시키지 않아도 충전기로부터 충전에 필요한 전기 에너지를 공급받아 충전시킬 수 있는 것이다.

하지만 상기 전자기 유도현상에 의해 유도되는 기전력은 배터릭팩과 충전기 간에 직접적인 접촉에 의한 충전방식에 비해 그 효율이 낮으므로 이를 개선해야 할 필요가 있을 뿐만아니라, 충전시 배터리셀에서 불가피하게 생성되는 발열은 2차코일(자계수신부)로 전도되어 2차코일(자계수신부)의 자체저항을 증가시키고, 이로인해 유도기전력이 작게 발생되므로 배터리팩의 충전효율이 더욱 저하시키는 문제가 있었다. 이와 더불어, 이미 전술된 바와 같이 비접촉식 충전방식의 배터리팩은 코일(자계발생부)에 전류가 흐르면서 발생되는 전자기계를 매개로 전기에너지가 공급되는 현상이 응용된 것이므로, 전자기계는 배터리팩 내의 코일(자계수신부)은 물론 배터리팩에 내장된 배터리셀에도 영향을 미쳐 이의 온도상승을 더욱 초래하게 되어, 배터리팩과 자계수신부의 온도상승으로 인한 배터리팩의 충전효율이 더욱 저하되는 문제가 발생된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 안출된 것으로, 충전시 배터리셀로부터 2차코일(자계수신부)로의 열전달을 차단하여 온도상승으로 인한 저항증가로 인해 유도기전력의 저하가 방지되도록 하는 배터리팩을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 배터리팩과 충전기의 사시도,

도 2는 도 1의 배터리팩이 충전기에 안착되어진 상태에서의 A-A선 단면도,

도 3은 고정용 자성체의 단면도이다.

- 첨부도면의 주요부분에 대한 용어설명 -

100 ; 배터리팩110 ; 배터리셀

120 ; 단열판130 ; 자계수신부

140 ; 금속편150 ; 팩케이스

200 ; 충전기210 ; 충전회로

220 ; 자계발생부230 ; 자성체

240 ; 충전기케이스

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 충전기의 자계발신부로부터 자력 유도되어 유도기전력을 발생하는 자계수신부와, 자계수신부로부터의 유도기전력에 의해 충전되는 배터리셀을 갖춘 비접촉식 배터리팩에 있어서, 상기 자계수신부와 배터리셀 사이에 단열판이 끼워져 보강되어, 이 단열판을 매개로 배터리셀로부터 자계수신부로의 고온의 열에너지 전도가 차단되는 것을 특징으로 하는 구조로 되어 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리팩(100)을 충전기(200)에 근접시키면, 충전기에 구비되어진 자성체(230)에 배터리팩(100)의 금속편(140)이 자력에 의해 부탁되어서, 배터리팩(100)이 충전기에 고정되고, 이후 충전기(200)로부터의 자계유도에 의해 배터리팩(100)의 충전이 이루어진다.

상기 자성체(230)의 자력을 매개로 상기 배터리팩(100)이 충전기(200)의 일면에 접착되면, 충전기(200)에 내장된 자계발생부(220 ; 1차코일)에서 발생되는 자력이 배터리팩(100)에 내장된 자계수신부(130 ; 2차코일)로 유도되어, 자계수신부(130)에 유도기전력이 발생되고, 이러한 유도기전력은 이후 배터리셀(110)로 공급되어 배터리셀(110)이 충전되게 된다. 충전효율을 높이기위해서는 배터리팩(100)과 충전기(200)가 서로 맞닿는 면을 자력 투과성이 우수한 재질로 하는 것이 바람직하다.

여기서 주목할 점은, 본 발명의 경우에는 자계수신부(130)와 배터리셀(110) 사이에 단열판(120)이 배치되어 있으므로, 충전과 자계영향으로 인해서 배터리셀(110)의 온도가 증가하더라도, 단열판(120)에 의해서 배터리셀(110)로부터 자계수신부(130)로의 고온의 열에너지의 전달이 차단되므로, 자계수신부(130)의 온도상승으로 인한 유도기전력의 감소가 방지된다는 점이다. 상기 단열판(120)은 열전도율이 낮은 공지의 모든 것들이 이용될 수 있는데, 일예로 합성수지류나 합성고무류로 제조되어진 것을 이용할 수 있다.

한편, 앞서 언급한 바와 같이, 배터리셀(110)은 통상 자계 유도성 재질로 이루어져 있어서, 자계발생부(220)로부터의 자력에 의해서 자체 온도가 상승하게 되는데, 배터리셀(110)의 온도가 상승하게 되면, 충전효율이 저하될 뿐만 아니라, 자체 수명이 단축되는 문제가 발생되므로, 자계발생부(220)로부터 배터리셀(110)로의 자력 유도를 차단하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 실시예에서는 합성수지 또는 합성고무에 페라이트가 소정비율로 첨가되어진 것을 단열판(120)으로 이용하여, 자계발생부(220)의 자력이 단열판(120)에 첨가되어진 페라이트에 의해 자계발생부(220)로부터의 자력이 배터리셀(110)로 유도되지 않도록 하였다.

도 3은 고정용 자성체의 단면도인바, 이를 참조하여 본 발명에 따른자성체(230)의 구조를 보다 상세히 설명한다.

상기 자성체(230)는 영구자석(231)과 이를 감싸는 하우징(232)으로 이루어진다. 일반적으로 영구자석(231)만을 상기 배터리팩(100)과 맞닿는 일면의 소정 위치에 고정배치시키고, 이에 상응되는 배터리팩(100)의 일면에 금속편(140)을 구비시켜 영구자석(231)에서 발하는 자력으로 인해 배터리팩(100)이 충전기(200)에 부착되어 고정되지만, 이러한 경우에는 그 자력이 충분하지 못하므로 충분한 고정성을 확보하기 위해서는 자력이 강하면서 부피가 큰 영구자석(231)을 이용해야 하는 문제가 발생된다. 따라서, 본 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 자화성 금속으로 된 하우징(232) 내부에 영구자석(231)을 부착시켜서, 영구자석(231)의 자력발산면과 하우징(232)의 자력발산면이 서로 다른 극성을 띄도록 하여, 소형 영구자석(231)으로도 배터리팩(100)이 만족스럽게 고정되도록 하였다. 여기서, 미설명부호 '150'과 '240'은 각각 팩케이스와 충전기케이스로서, 이들이 상호 접하는 면은 자력이 용이하게 투과될 수 있는 재질로 제조하는 것이 바람직하다. 또한, 미설명부호 '210'은 자계발생을 위한 전력을 공급하는 구성요소를 나타낸다.

본 발명은 상기한 바와 같은 실시예에 한정되지 않고, 이하의 청구범위를 벗어나지 않는 한도내에서, 보다 다양하게 변형 실시될 수 있음은 물론이다.

이상 상기와 같은 본 발명에 따르면, 단열판이 배터리팩에 내장된 자계수신부와 배터리셀 사이에 배치되어진 구조를 이루므로, 자계수신부의 온도상승이 가능한 한 억제되어 자계수신부의 온도상승으로 인한 유도기전력의 저하가 방지되고, 이로 인해서 배터리셀의 충전효율이 향상되는 효과가 있다.

또한, 자력 유도차단을 위한 페라이트가 함유되어진 단열판을 이용하게 되면, 배터리셀로의 자력 유도가 차단되어, 자력 유도로 인한 배터리셀의 온도상승이 방지되므로, 배터리셀의 충전효율이 더욱 향상되고, 온도상승으로 인한 배터리셀의 제품수명 단축이 방지되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 충전기의 자계발신부로부터 자력 유도되어 유도기전력을 발생하는 자계수신부와, 자계수신부로부터의 유도기전력에 의해 충전되는 배터리셀을 갖춘 비접촉식 배터리팩에 있어서,

   상기 자계수신부와 배터리셀 사이에 단열판이 끼워져 보강되어, 이 단열판을 매개로 배터리셀로부터 자계수신부로의 고온의 열에너지 전도가 차단되는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 단열판은 페라이트가 첨가되어진 합성수지 또는 합성고무 재질인 것을 특징으로 하는 배터리팩.