KR20120091834A - 배터리 팩 및 이를 이용한 충전시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 배터리 팩 및 이를 이용한 충전시스템에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 배터리 팩을 충전시 자석단을 이용하여 배터리 팩의 위치를 정확하게 고정시켜 충전효율을 향상시키고자 하는 데 있다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예는, 적어도 하나의 제1 자석단과, 상기 제1 자석단과 다른 극성의 제2 자석단이 구비되어 있는 배터리 팩을 개시한다.

Description

배터리 팩 및 이를 이용한 충전시스템{Battery pack and system for charging using the same}
본 발명은 배터리 팩 및 이를 이용한 충전시스템에 관한 것이다.
일반적으로 배터리 팩은 휴대전화, PDA(Personal Digital Assistants), MP3 플레이어, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 단말기, PMP(Portable Music Player) 등의 각종 휴대용 단말기에 전원을 공급하도록 휴대용 단말기와 결합되어 사용된다.
휴대용 단말기 사용자는 배터리 팩의 전압이 소정 레벨 이하로 떨어지면, 충전기를 이용하여 배터리 팩을 충전한 후 다시 사용하게 되는데, 충전기의 충전 단자와 배터리 팩의 접속단자를 서로 접속되게 하여 충전을 진행하게 된다.
이때, 이러한 배터리 팩에는 각각 고유의 ID를 가지고 있다. 예를 들면, 고유의 ID는 RFID(Radio-Frequency Identification)를 이용할 수 있는 데, 이러한 RFID를 판단하기 위하여, 주로 태그에 특정 신호를 입력하고 이에 상응하는 신호를 태그로부터 수신함으로써, 자신의 배터리 팩이 맞는지를 확인하는 방식이 사용되어왔다.
본 발명의 일 실시예는 배터리 팩을 충전시 자석단을 이용하여 배터리 팩의 위치를 정확하게 고정시켜 충전효율을 향상시키는 배터리 팩 및 이를 이용한 충전시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 팩은, 적어도 하나의 제1 자석단과, 상기 제1 자석단과 다른 극성의 제2 자석단이 구비되어 있다.
상기 적어도 하나의 제1 자석단과 제2 자석단이 케이스 상에 구비되어 있다.
상기 제1 자석단의 주위에는 상기 제2 자석단이 구비되어 있다.
상기 제1 자석단과 제2 자석단이 적어도 하나의 행으로 구비되어 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 배터리 팩 충전시스템은, 적어도 하나의 제1 자석단과, 상기 제1 자석단과 다른 극성의 제2 자석단이 구비되는 충전기; 및 상기 제2 자석단과 동일 극성인 적어도 하나의 제3 자석단과, 상기 제3 자석단과 다른 극성이고 상기 제1 자석단과 동일 극성인 적어도 하나의 제4 자석단이 구비되는 배터리 팩을 포함하고, 상기 배터리 팩을 충전하기 위하여 상기 충전기에 결합시, 상기 제1 자석단과 상기 제3 자석단이 서로 마주보고, 또한 상기 제2 자석단과 상기 제4 자석단이 서로 마주보도록 배치되어 있다.
상기 적어도 하나의 제1 자석단과 제2 자석단이 상기 충전기의 케이스 상에 설치되어 있다.
상기 제1 자석단의 주위에는 상기 제2 자석단이 구비되어 있다.
상기 제1 자석단과 제2 자석단이 적어도 하나의 행으로 구비되어 있다.
상기 제1 자석단과 제2 자석단의 배열은 상기 제3 자석단과 제4 자석단의 배열에 대응되도록 구비되어 있다.
상기 충전기의 케이스 상에는 표시부가 설치되고, 상기 표시부는 상기 충전기 및 상기 배터리 팩의 자석단의 위치가 정위치인지 여부를 표시한다.
상기 배터리 팩에는 RFID 태그가 부착되고, 상기 충전기에는 상기 RFID 태그를 인식하기 위한 RFID 판독기가 부착되어 있다.
본 발명에서는, 배터리 팩을 충전시 충전기과 배터리 팩에 서로 대응되는 위치에 다른 극성의 자석단을 설치하여 배터리 팩의 위치를 정확하게 고정시켜 충전효율을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서는 각 모델의 배터리 팩에 자석단의 위치를 서로 다르게 구성하여 충전기에 설치된 자석단의 위치와 대응되지 않을 경우 서로 반발하게 함으로써, 충전이 되지 않게 하여 보다 간단하게 배터리 팩의 고유 ID를 식별하게 할 수 있게 된다.
도 1a 및 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩을 나타내는 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩 충전시스템을 나타내는 정면도이다.
도 3은 도 2의 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩 충전시스템을 나타내는 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩 충전시스템에서의 자석단의 배치를 나타내는 정면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩 충전시스템을 나타내는 블록도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1a 및 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩을 나타내는 분해사시도이다.
도 1a 및 1b를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩은 전지(110), 커버프레임(120) 및 케이스(130)를 포함한다.
상기 전지(110)는 다수의 측면 가운데 적어도 일 측면이 곡면(111) 형태로 형성된다. 여기서, 상기 전지(110)는 마주보는 두개의 넓은 면과, 상기 넓은 면을 연결하는 네개의 좁은 면으로 이루어지는데, 상기 네개의 좁은 면중 적어도 두개의 면이 곡면(111)으로 처리된다.
상기 커버 프레임(120)은 전지(110)의 측면들의 각각을 감싸는 프레임(121, 122, 123, 124)들을 구비하며, 프레임 가운데 전지(110)의 곡면(111)이 형성된 측면을 덮는 프레임(121)의 양 단부에는 적어도 하나 이상의 홈(125)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 커버 프레임(120)은 전지(110)의 측면들을 감싸며, 외부 충격으로부터 전지(110)를 보호하도록 감쌀 수 있다. 또한, 상기 커버 프레임(120)은 전지(110)를 감싸는 각각의 프레임(121, 122, 123, 124)들이 일체형으로 형성되어, 전지(110)와 커버 프레임(120)을 한번에 결합시킬 수 있도록 되어 있다. 이때, 커버 프레임(120)의 프레임들(121, 122, 123, 124) 가운데 곡면(111)과 맞닿는 프레임(121)의 양 단 부에 형성된 홈(125)은 각형, 원호형 또는 그 등가형으로 형성될 수 있다. 이러한 홈(125)은 커버 프레임(120)에 전지(110)를 끼워 맞출때, 전지(110)의 곡면(111)과 맞닿는 프레임(121)의 양 단부가 소성 변형되는 것을 방지한다.
또한, 커버 프레임(120)은 열가소성 수지로 형성될 수 있다. 이러한 커버 프레임(120)은 사출성형에 의해 제조될 수 있는데, 그 재료를 탄성력 및 복원력이 있는 열가소성 수지로 형성하여 커버 프레임(120)을 제조할 수 있다. 열가소성수지 가운데에서도 폴리 에틸렌이나 난연 ABS 수지등의 탄성 및 내충격성이 강한 재질을 사용할 수 있다. 그러나, 본 발명에서 상기 커버 프레임(120)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 케이스(130)는 커버 프레임(120)의 홈(125)이 형성된 곡면을 갖는 프레임(121)과 전지(110)의 넓은 면을 감싸며 부착되어 전지(110)와 커버 프레임(120)의 상호간 결합력이 향상되도록 한다. 이러한 케이스(130)는 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌등에 접착제가 형성되어 커버 프레임과 전지를 결합시킬 수 있다. 하지만 본 발명에서 케이스(130)의 재질과 그 구성을 한정하는 것은 아니다.
상기 케이스(130)의 외표면 상에는 적어도 하나의 제1 자석단(111)과, 상기 제1 자석단(111)과 다른 극성의 제2 자석단(112)이 구비되어 있다. 여기서, 상기 제1 자석단(111)은 N극 또는 S극일 수 있고, 이에 대응되도록 상기 제2 자석단(112)은 S극 또는 N극일 수 있다. 또한, 상기 제1 자석단(111)의 주위에는 상기 제2 자석단(112)이 구비되어 있다. 나아가, 상기 제1 자석단(111)과 제2 자석단(112)이 적어도 하나의 행으로 구비되어 있다. 즉, 상기 제1 자석단(111)과 제2 자석단(112)이 다수로 배열된 하나의 행과, 이러한 행과 대응되도록 상기 제1 자석단(111)과 제2 자석단(112)이 배열된 다른 행이 다수의 행을 이루도록 구비될 수 있다.
이하에서는, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 충전기에 결합하여 충전시키는 시스템에 관하여 설명하기로 한다. 따라서, 상기 배터리 팩의 구조에 대한 설명은 중복을 피하기 위하여 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩 충전시스템을 나타내는 정면도이고, 도 3은 도 2의 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩 충전시스템을 나타내는 블럭도이다.
도 2 내지 3을 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩 충전시스템은, 충전기(200)와 배터리팩(100)을 포함한다.
상기 충전기(200)는 그 내부에 전원공급부(211), 제어모듈(212), 전력 공급부(213), 코일 유닛(214)을 포함하는 본체(210)와, 상기 본체(210)를 감싸는 케이스(220)와 상기 케이스(220) 상에 설치된 표시부(222)를 포함한다.
상기 전원공급부(211)는 사용자의 무접점 충전 조작에 따라 외부 전원을 충전기(200) 내부로 공급한다.
상기 제어모듈(212)은 전원공급부(211)로부터 입력되는 전원을 전력 구동부(213)로 제공하여 상기 배터리 팩(100)으로 자기장을 발생시켜 충전이 이루어지도록 제어한다. 또한, 상기 제어모듈(212)은, 상기 코일 유닛(214)을 통해 충전을 수행하는 배터리 팩(100)에서 과전류, 만충전 정보와 관련된 데이터를 송신하기 위해 발생된 자기장에 의해 유도되는 전류량 데이터를 검출하고, 검출된 전류량 데이터를 통하여 상기 배터리 팩(100)의 정위치 여부를 비교하여 상기 케이스(220) 상에 설치된 표시부(222)를 통해 상기 배터리 팩(100)의 정위치 여부에 대한 표시를 수행하도록 제어한다. 즉, 상기 제어모듈(212)은 상기 충전기(200) 및 배터리 팩(100)의 자석단(233, 133)의 위치가 서로 반대되는 위치에 있을 때, 유도되는 전류량 데이터가 기준 전류량 데이터라고 판단되는 경우, 이를 정위치로 판단하고, 표시부(222)를 통하여 출력하게 한다.
상기 전력 공급부(211)는 상기 제어모듈(212)의 제어에 따라 상기 전원공급부(211)로부터 입력된 전원을 고주파 교류전류로 변환하여 상기 코일 유닛(214)으로 출력한다.
상기 코일 유닛(214)은 상기 전력 구동부(213)로부터 입력되는 고주파 교류전류를 토대로 자기장을 발생시켜 상기 배터리 팩(100)의 충전이 이루어지도록 하며, 과전류, 만충전 정보와 관련된 데이터를 송신하기 위해 상기 배터리 팩(100)으로부터 발생된 자기장에 의해 전류가 유도된다.
또한, 상기 케이스(220) 상에는 적어도 하나의 제1 자석단(231)과, 상기 제1 자석단(231)과 다른 극성의 제2 자석단(232)이 구비되어 있다. 상기 적어도 하나의 제1 자석단(231)과 제2 자석단(232)은 상기 충전기(200)의 케이스(220) 상에 설치되어 있다. 여기서, 상기 제1 자석단(231)은 N극 또는 S극일 수 있고, 이에 대응되도록 상기 제2 자석단(232)은 S극 또는 N극일 수 있다. 또한, 상기 제1 자석단(231)의 주위에는 상기 제2 자석단(232)이 구비되어 있다. 나아가, 상기 제1 자석단(231)과 제2 자석단(232)이 적어도 하나의 행으로 구비되어 있다. 즉, 상기 제1 자석단(231)과 제2 자석단(232)이 다수로 배열된 하나의 행과, 이러한 행과 대응되도록 상기 제1 자석단(231)과 제2 자석단(232)이 배열된 다른 행이 다수의 행을 이루도록 구비될 수 있다.
상기 표시부(222)는 발광다이오드(Light Emitting Doide)로 구성되어, 색상변화를 통하여 상기 배터리 팩(100)의 정위치 여부를 표시한다. 예를 들면, 상기 표시부(222)는 일반적인 충전 전과 만충전 이후의 색상변화와 같이 붉은 색의 경우 정위치가 아님을 나타내고, 녹색의 경우에는 정위치임을 나타낼 수 있다.
한편, 상기 케이스(220) 상에는 배터리 팩(100)이 안착되어 충전을 수행할 수 있도록 충전홈(221)이 형성되어 있다.
상기 배터리 팩(100)은 상기 충전기(200)의 충전홈(221)에 안착되어 상기 충전기(200)에서 발생되는 자기장에 의하여 유도되는 전류를 이용하여 내부의 배터리 셀의 충전을 수행하며, 과전류, 만충전 정보와 관련된 데이터를 내부에 구비된 코일유닛을 통하여 상기 충전기(200)로 송신한다.
이러한 배터리 팩(100)의 케이스(130) 상에는 상기 제2 자석단(232)과 동일 극성인 적어도 하나의 제3 자석단(131)과, 상기 제3 자석단(131)과 다른 극성이고 상기 제1 자석단(231)과 동일 극성인 적어도 하나의 제4 자석단(132)이 구비되어 있다. 상기 적어도 하나의 제3 자석단(131)과 제4 자석단(132)은 상기 충전기(200)의 케이스(220) 상에 설치되어 있다. 여기서, 상기 제3 자석단(131)은 상기 제2 자석단(232)과 동일하게 N극 또는 S극일 수 있고, 이에 대응되도록 상기 제4 자석단(132)은 상기 제1 자석단(231)과 동일하게 S극 또는 N극일 수 있다. 또한, 상기 제3 자석단(131)의 주위에는 상기 제4 자석단(132)이 구비되어 있다. 나아가, 상기 제3 자석단(131)과 제4 자석단(132)이 적어도 하나의 행으로 구비되어 있다. 즉, 상기 제3 자석단(131)과 제4 자석단(132)이 다수로 배열된 하나의 행과, 이러한 행과 대응되도록 상기 제3 자석단(131)과 제4 자석단(132)이 배열된 다른 행이 다수의 행을 이루도록 구비될 수 있다.
본 발명에서는, 상기 배터리 팩(100)을 충전하기 위하여 상기 충전기(200)에 안착 결합시, 상기 제1 자석단(231)과 상기 제4 자석단(132)이 서로 마주보고, 또한 상기 제2 자석단(232)과 상기 제3 자석단(131)이 서로 마주보도록 배치된다. 즉, 상기 충전기(200)와 배터리 팩(100)에 각각 반대되는 극성의 자석단(232, 133)을 부착하여, 상기 배터리 팩(100)을 상기 충전기(200)에 결합되는 때, 서로의 위치를 정확하게 고정시킬 수 있게 된다. 이때, 상기 충전기(200)와 베터리 팩(100)의 자석단(233, 133)이 각각 반대되는 극성이 아닌 경우에는 그 자석단(233, 133)의 힘에 의하여 상기 배터리 팩(100)을 밀어내게 된다.
따라서, 본 발명에서는 배터리 팩을 충전시 충전기과 배터리 팩에 서로 대응되는 위치에 다른 극성의 자석단을 설치하여 배터리 팩의 위치를 정확하게 고정시켜 충전효율을 향상시킬 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩 충전시스템에서의 자석단의 배치를 나타내는 정면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩 충전시스템은, 충전기(200')와 배터리 팩(100')의 케이스 상에 부착되어 구비되는 자석단(233', 133')의 배치를 다수의 행 또는 열로 구성할 수 있다. 물론, 이때에도 상기 충전기(200')와 배터리 팩(100')의 케이스 상에 구비된 자석단(233', 133')의 배치는 서로 반대되는 극성을 가지게 된다.
따라서, 본 발명에서는 상기 충전기(200')와 상기 배터리 팩(100')의 케이스 상에 부착되어 구비되는 자석단(233', 133')의 배치를 다양하게 구성하도록 하여 상기 배터리 팩(100')의 각 모델의 ID를 식별하는 경우에도 적용할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩 충전시스템을 나타내는 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩 충전시스템은, 도 3에 도시된 배터리 팩 충전 시스템에 RFID 시스템이 구비될 수 있다. 즉, 배터리 팩(100)에 RFID 태그(150)를 부착하고, 충전기(200)에 RFID 판독기(215)를 부착하는 것이다. 이때, 상기 RFID 판독기(215)는 충전정보를 상기 배터리 팩(100)에 제공할 수 있는 송신기(미도시)와, 식별자 및 기타 정보를 상기 RFID 태그(150)로부터 수신하는 수신기(미도시)를 포함할 수 있다.
또한, 표시부(222)는 제어모듈(212)의 제어에 의하여 상기 충전기(200) 및 배터리 팩(100)의 RFID의 인식여부와 상기 자석단(233, 133)의 위치가 정위치인지 여부를 색상변화를 통하여 나타내주게 된다.
따라서, 본 발명에서는 상기 충전기(200)와 배터리 팩(100)의 각 케이스 상에 부착되어 구비되는 자석단(233, 133)의 배치를 다양하게 구성함과 동시에, RFID 시스템을 적용하여 상기 배터리 팩(100)의 각 모델의 ID를 보다 정확하게 식별할 수 있게 되는 것이다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 배터리 팩 및 이를 이용한 충전시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100: 배터리 팩 110: 전지
120: 커버프레임 130: 케이스
133: 자석단 150: RFID 태그
200: 충전기 210: 본체
211: 전원 공급부 212: 제어모듈
213: 전력 구동부 214: 코일 유닛
215: RFID 판독부 220: 케이스
221: 충전홈 222: 표시부

Claims (11)

  1. 적어도 하나의 제1 자석단과, 상기 제1 자석단과 다른 극성의 제2 자석단이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 자석단과 제2 자석단이 케이스 상에 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 자석단의 주위에는 상기 제2 자석단이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 자석단과 제2 자석단이 적어도 하나의 행으로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 적어도 하나의 제1 자석단과, 상기 제1 자석단과 다른 극성의 제2 자석단이 구비되는 충전기; 및
    상기 제2 자석단과 동일 극성인 적어도 하나의 제3 자석단과, 상기 제3 자석단과 다른 극성이고 상기 제1 자석단과 동일 극성인 적어도 하나의 제4 자석단이 구비되는 배터리 팩을 포함하고,
    상기 배터리 팩을 충전하기 위하여 상기 충전기에 결합시, 상기 제1 자석단과 상기 제3 자석단이 서로 마주보고, 또한 상기 제2 자석단과 상기 제4 자석단이 서로 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 충전시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 자석단과 제2 자석단이 상기 충전기의 케이스 상에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 충전시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 자석단의 주위에는 상기 제2 자석단이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 충전시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1 자석단과 제2 자석단이 적어도 하나의 행으로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 충전시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 자석단과 제2 자석단의 배열은 상기 제3 자석단과 제4 자석단의 배열에 대응되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 충전시스템.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 충전기의 케이스 상에는 표시부가 설치되고,
    상기 표시부는 상기 충전기 및 상기 배터리 팩의 자석단의 위치가 정위치인지 여부를 표시하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 충전시스템.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 배터리 팩에는 RFID 태그가 부착되고,
    상기 충전기에는 상기 RFID 태그를 인식하기 위한 RFID 판독기가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 충전시스템.
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