KR20120100195A - 배터리 보호회로 제어모듈이 적층된 멀티 셀 배터리 팩 - Google Patents

배터리 보호회로 제어모듈이 적층된 멀티 셀 배터리 팩 Download PDF

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KR20120100195A
KR20120100195A KR1020110018927A KR20110018927A KR20120100195A KR 20120100195 A KR20120100195 A KR 20120100195A KR 1020110018927 A KR1020110018927 A KR 1020110018927A KR 20110018927 A KR20110018927 A KR 20110018927A KR 20120100195 A KR20120100195 A KR 20120100195A
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circuit control
module
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김진홍
강희선
이동민
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Abstract

본 발명은 다양한 전기제품군에 적용이 가능한 배터리 보호회로 제어모듈이 적층된 멀티 셀 배터리 팩에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 저장된 구동전압을 출력하는 배터리 셀 모듈(100)과; 상기 배터리 셀 모듈(100)의 상측에 적층되되, 상기 배터리 셀 모듈(100)에 전기적으로 연결되어 배터리 셀 모듈(100)로부터 전달되는 구동전압을 출력하고, 배터리 셀 모듈(100)의 배터리의 잔량을 표시해 주는 배터리 보호회로 제어모듈(200)로 구성된다.

Description

배터리 보호회로 제어모듈이 적층된 멀티 셀 배터리 팩{Protection Control Module Unit Laminated Resin Multi Cell Battery Pack}
본 발명은 멀티 셀 배터리 팩에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 전기제품군에 적용이 가능한 배터리 보호회로 제어모듈이 적층된 멀티 셀 배터리 팩에 관한 것이다.
최근 이동통신기기, 노트북, UPS, 전동휠체어, 전기자전거, 전기오토바이, 로봇청소기, 전동공구, 전기자동차 등의 전기제품이 활발하게 개발 및 생산되고 있다.
이러한 상기의 전기제품들은 별도의 전원이 구비되지 않은 장소에서도 작동될 수 있도록 멀티 셀 배터리 팩을 내장하고 있다.
상기 멀티 셀 배터리 팩은 경제적인 측면을 고려하여 최근에는 충방전이 가능한 전지를 채용하고 있다. 대표적인 전지에는 니켈-카드뮴(Ni-Cd)전지와 니켈-수소(Ni-MH)전지 및 리튬(Li) 전지와 리튬 이온(Li-ion) 이차 전지 등이 있다.
특히, 리튬 이온 이차 전지는 휴대용 전기제품의 전원으로 많이 사용되고 있는바, 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 작동 전압이 약 3배나 높다. 또한, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 널리 사용되고 있다.
상기한 멀티 셀 배터리 팩은 도 1에 도시된 바와 같이,
전기적으로 직렬로 연결되되, 외부로부터 들어오는 에너지를 저장하고 저장된 구동전압을 출력하는 제1, 2, 3 및 제4배터리 셀 모듈(10)(20)(30)(40)과;
상기 제1배터리 셀 모듈(10) 또는 제2배터리 셀 모듈(20) 또는 제3배터리 셀 모듈(30) 또는 제4배터리 셀 모듈(40)의 측면에 일정간격을 두고 설치되되, 상기 제1배터리 셀 모듈(10)과 제4배터리 셀 모듈(40)에 전기적으로 연결되어 상기 제1, 2, 3 및 제4배터리 셀 모듈(10)(20)(30)(40)로부터 전달되는 구동전압을 외부로 출력하고, 배터리의 잔량을 표시해 주는 배터리 보호회로 제어모듈(50)로 구성된다.
따라서, 4단의 배터리 셀 모듈을 갖는 멀티 셀 배터리 팩이 만들어진다.
그러나, 상기한 4단의 배터리 셀 모듈을 갖는 멀티 셀 배터리 팩에서 배터리 셀 모듈을 하나를 추가하여 5단의 배터리 셀 모듈을 갖는 멀티 셀 배터리 팩을 만들고자 할 경우, 배터리 보호회로 제어모듈을 다시 개발하여야 하는 문제점이 있었다.
따라서, 배터리 보호회로 제어모듈의 개발에 따른 시간이 소요되는 문제점이 있을 뿐만 아니라 개발시, 모델도 하나 더 늘어나 관리적인 측면에서 낭비가 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 개발된 배터리 보호회로 제어모듈 역시 확장성이 없어 한 모델에만 국한되는 단점이 있었다.
그러므로, 종래의 멀티 셀 배터리 팩은 다양한 전기제품군에 적용을 할 수 없다는 단점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 개량발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 배터리 셀 모듈의 상측에 배터리 보호회로 제어모듈을 적층한 후, 배터리 셀 모듈과 배터리 보호회로를 전기적으로 연결함으로써 다양한 전기제품군에 적용이 가능한 배터리 보호회로 제어모듈이 적층된 멀티 셀 배터리 팩을 제공하는 데 있다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 보호회로 제어모듈이 적층된 멀티 셀 배터리 팩의 특징은,
저장된 구동전압을 출력하는 배터리 셀 모듈(100)과;
상기 배터리 셀 모듈(100)의 상측에 적층되되, 상기 배터리 셀 모듈(100)에 전기적으로 연결되어 배터리 셀 모듈(100)로부터 전달되는 구동전압을 출력하고, 배터리 셀 모듈(100)의 배터리의 잔량을 표시해 주는 배터리 보호회로 제어모듈(200)로 구성된다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 적층형 구조의 멀티 셀 배터리 팩을 제작함으로써, 종래기술에 비해 한가지 표준 모듈을 이용하여 다양한 제품군(이동통신기기, 노트북, UPS, 전동휠체어, 전기자전거, 전기오토바이, 로봇청소기, 전동공구, 전기자동차)에 적용할 수 있으므로, 개발기간을 단축할 수 있으며, 검증된 표준모듈을 이용하므로 신뢰성 향상 및 부품을 공용화하여 원가절감 및 자재 관리 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명은 제작을 용이하게 할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 멀티 셀 배터리 팩에서 4단의 배터리 셀 모듈을 갖는 멀티 셀 배터리 팩을 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 배터리 보호회로 제어모듈이 적층된 멀티 셀 배터리 팩의 제1실시예를 개략적으로 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 배터리 보호회로 제어모듈이 적층된 멀티 셀 배터리 팩의 제2실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 배터리 보호회로 제어모듈이 적층된 멀티 셀 배터리 팩의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 배터리 보호회로 제어모듈이 적층된 멀티 셀 배터리 팩의 제1실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 배터리 보호회로 제어모듈이 적층된 멀티 셀 배터리 팩의 제1실시예는,
저장된 구동전압을 출력하는 배터리 셀 모듈(100)과;
상기 배터리 셀 모듈(100)의 상측에 적층되되, 상기 배터리 셀 모듈(100)에 전기적으로 연결되어 배터리 셀 모듈(100)로부터 전달되는 구동전압을 출력하고, 배터리 셀 모듈(100)의 배터리의 잔량을 표시해 주는 배터리 보호회로 제어모듈(200)로 구성된다.
그리고, 상기 배터리 셀 모듈(100)의 일측에는, 배터리 셀 균등 저항(300)을 구비하되, 배터리 셀 모듈(100)로부터 출력되는 구동전압을 감지하고, 이상 전압일 경우, 배터리 보호회로 제어모듈(200)로 출력되는 전압을 차단시키는 표준 배터리 보호회로 모듈(400)이 설치되어 있다.
그리고, 상기 배터리 보호회로 제어모듈(200)의 일측에는, 표준 배터리 보호회로 모듈(400)과 전기적으로 연결되되, 배터리 셀 모듈(100)로부터 출력되는 구동전압을 전달받는 신호전달콘넥터(500)가 설치되어 있다.
그리고, 상기 배터리 보호회로 제어모듈(200)의 일측에는, 표준 배터리 보호회로의 출력신호에 따라 신호전달콘넥터(500)로부터 전달받은 구동전압을 측정하는 전류측정용소자(600)가 설치되어 있다.
그리고, 상기 배터리 보호회로 제어모듈(200)의 일측에는, 전류측정소자(600)의 출력신호에 따라 스위칭하여 신호전달콘넥터(500)로부터 전달받은 구동전압을 외부로 출력하는 스위칭소자(700)가 설치되어 있다.
그리고, 상기 배터리 보호회로 제어모듈(200)의 일측에는, 배터리 셀 모듈(100)의 배터리 잔량을 사용자에게 보여주는 배터리잔량표시부(800)가 설치되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 배터리 보호회로 제어모듈이 적층된 멀티 셀 배터리 팩의 제1실시예의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 배터리 셀 모듈(100)은 외부로부터 들어오는 전기에너지를 저장하고, 상기 배터리 셀 모듈(100)의 상측에 적층되어 전기적으로 연결된 배터리 보호회로 제어모듈(200)로 구동전압을 출력한다.
그리고, 상기 배터리 보호회로 제어모듈(200)은 표준 배터리 보호회로의 출력신호에 따라 배터리 셀 모듈(100)로부터 전달되는 구동전압을 외부로 출력하고, 배터리의 잔량을 표시해 준다.
여기서, 상기 배터리 셀 모듈(100)의 일측에는, 배터리 셀 균등 저항(300)을 구비한 표준 배터리 보호회로 모듈(400)이 설치되어 있는바, 상기 표준 배터리 보호회로 모듈(400)은 배터리 셀 모듈(100)로부터 출력되는 구동전압을 감지하고, 이상 전압일 경우, 배터리 보호회로 제어모듈(200)로 출력되는 전압을 차단한다.
그리고, 상기 배터리 보호회로 제어모듈(200)의 일측에는, 표준 배터리 보호회로 모듈(400)과 전기적으로 연결된 신호전달콘넥터(500)가 설치되어 있는바, 상기 신호전달콘넥터(500)는 배터리 셀 모듈(100)로부터 출력되는 구동전압을 전달받는다.
그리고, 상기 배터리 보호회로 제어모듈(200)의 일측에는, 전류측정용소자(600)가 설치되어 있는바, 상기 전류측정용소자(600)는 표준 배터리 보호회로 모듈(400)의 출력신호에 신호전달콘넥터(500)로부터 전달받은 구동전압을 측정한다.
그리고, 상기 배터리 보호회로 제어모듈(200)의 일측에는, 스위칭소자(700)가 설치되어 있는바, 상기 스위칭소자(700)는 표준 배터리 보호회로 모듈(400)의 출력신호에 따라 스위칭하여 신호전달콘넥터(500)로부터 전달받은 구동전압을 외부로 출력한다.
그리고, 상기 배터리 보호회로 제어모듈(200)의 일측에는, 배터리잔량표시부(800)가 설치되어 있는바, 상기 배터리잔량표시부(800)는 배터리 셀 모듈(100)의 배터리 잔량을 사용자에게 보여준다.
도 3은 본 발명에 따른 배터리 보호회로 제어모듈이 적층된 멀티 셀 배터리 팩의 제2실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 배터리 보호회로 제어모듈이 적층된 멀티 셀 배터리의 제2실시예는,
전기적으로 직렬로 연결되되, 저장된 구동전압을 출력하는 제1, 2, 3 및 제4배터리 셀 모듈(1000)(1010)(1020)(1030)과;
상기 제1배터리 셀 모듈(1000)의 상측에 적층되되, 상기 제1배터리 셀 모듈(1000)과 제4배터리 셀 모듈(1030)에 전기적으로 연결되어 상기 제1, 2, 3 및 제4배터리 셀 모듈(1000)(1010)(1020)(1030)로부터 전달되는 구동전압을 출력하고, 제1, 2, 3 및 제4배터리 셀 모듈(1000)(1010)(1020)(1030)의 배터리의 잔량을 표시해 주는 배터리 보호회로 제어모듈(200)로 구성된다.
그리고, 상기 제1, 2, 3 및 제4배터리 셀 모듈(1000)(1010)(1020)(1030)의 일측에는, 배터리 셀 균등 저항(300)을 구비하되, 제1, 2, 3 및 제4배터리 셀 모듈(1000)(1010)(1020)(1030)로부터 출력되는 구동전압을 감지하고, 이상 전압일 경우, 배터리 보호회로 제어모듈(200)로 출력되는 전압을 차단시키는 표준 배터리 보호회로 모듈(400)이 설치되어 있다.
그리고, 상기 배터리 보호회로 제어모듈(200)의 일측에는, 제1배터리 셀 모듈(1000)의 표준 배터리 보호회로 모듈(400)과 전기적으로 연결되되, 제1, 2, 3 및 제4배터리 셀 모듈(1000)(1010)(1020)(1030)로부터 출력되는 구동전압을 전달받는 신호전달콘넥터(500)가 설치되어 있다.
그리고, 상기 배터리 보호회로 제어모듈(200)의 일측에는, 표준 배터리 보호회로 모듈의 출력신호에 따라 신호전달콘넥터(500)로부터 전달받은 구동전압을 측정하는 전류측정용소자(600)가 설치되어 있다.
그리고, 상기 배터리 보호회로 제어모듈(200)의 일측에는, 전류측정용소자(600)의 출력신호에 따라 스위칭하여 신호전달콘넥터(500)로부터 전달받은 구동전압을 외부로 출력하는 스위칭소자(700)가 설치되어 있다.
그리고, 상기 배터리 보호회로 제어모듈(200)의 일측에는, 제1, 2, 3 및 제4배터리 셀 모듈(1000)(1010)(1020)(1030)의 배터리 잔량을 사용자에게 보여주는 배터리잔량표시부(800)가 설치되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 배터리 보호회로 제어모듈이 적층된 멀티 셀 배터리 팩의 제2실시예의 동작은 제1실시예의 동작과 같다.
따라서, 직렬로 1단의 배터리 셀 모듈을 갖는 멀티 셀 배터리 팩을 구성한다면, 표준 배터리 보호회로 모듈 1개와 배터리 셀 모듈 1개, 배터리 셀 모듈의 상측에 적층된 배터리 보호회로 제어모듈 1개만 있으면 쉽게 구성할 수 있으며,
상기한 구성으로 직렬 10단의 배터리 셀 모듈을 갖는 배터리 팩은 표준 배터리 보호회로 모듈 10개와 배터리 셀 모듈 10개, 배터리 셀 모듈의 상측에 적층된 배터리 보호회로 제어모듈 1개로 구성된다.
그러므로, 적층하는 방법으로 멀티 셀 배터리 팩을 쉽게 구성할 수 있다.
상기 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 배터리 셀 모듈 200 : 배터리 보호회로 제어모듈
300 : 배터리 셀 균등 저항 400 : 표준 배터리 보호회로 모듈
500 : 신호전달콘넥터 600 : 전류측정용소자
700 : 스위칭소자 800 : 배터리잔량표시부

Claims (7)

  1. 저장된 구동전압을 출력하는 배터리 셀 모듈(100)과;
    상기 배터리 셀 모듈(100)의 상측에 적층되되, 상기 배터리 셀 모듈(100)에 전기적으로 연결되어 배터리 셀 모듈(100)로부터 전달되는 구동전압을 출력하고, 배터리 셀 모듈(100)의 배터리의 잔량을 표시해 주는 배터리 보호회로 제어모듈(200)로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 보호회로 제어모듈이 적층된 멀티 셀 배터리 팩.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 셀 모듈(100)의 일측에는,
    배터리 셀 균등 저항(300)을 구비하되, 배터리 셀 모듈(100)로부터 출력되는 구동전압을 감지하고, 이상 전압일 경우, 배터리 보호회로 제어모듈(200)로 출력되는 전압을 차단시키는 표준 배터리 보호회로 모듈(400)이 설치된 것을 특징으로 하는 배터리 보호회로 제어모듈이 적층된 멀티 셀 배터리 팩.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 보호회로 제어모듈(200)의 일측에는,
    표준 배터리 보호회로 모듈(400)과 전기적으로 연결되되, 배터리 셀 모듈(100)로부터 출력되는 구동전압을 전달받는 신호전달콘넥터(500)가 설치된 것을 특징으로 하는 배터리 보호회로 제어모듈이 적층된 멀티 셀 배터리 팩.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 보호회로 제어모듈(200)의 일측에는,
    표준 배터리 보호회로의 출력신호에 따라 신호전달콘넥터(500)로부터 전달받은 구동전압을 측정하는 전류측정용소자(600)가 설치된 것을 특징으로 하는 배터리 보호회로 제어모듈이 적층된 멀티 셀 배터리 팩.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 보호회로 제어모듈(200)의 일측에는,
    전류측정소자(600)의 출력신호에 따라 스위칭하여 신호전달콘넥터(500)로부터 전달받은 구동전압을 외부로 출력하는 스위칭소자(700)가 설치된 것을 특징으로 하는 배터리 보호회로 제어모듈이 적층된 멀티 셀 배터리 팩.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 보호회로 제어모듈(200)의 일측에는,
    배터리 셀 모듈(100)의 배터리 잔량을 사용자에게 보여주는 배터리잔량표시부(800)가 설치된 것을 특징으로 하는 배터리 보호회로 제어모듈이 적층된 멀티 셀 배터리 팩.
  7. 전기적으로 직렬로 연결되되, 저장된 구동전압을 출력하는 제1, 2, 3 및 제4배터리 셀 모듈(1000)(1010)(1020)(1030)과;
    상기 제1배터리 셀 모듈(1000)의 상측에 적층되되, 상기 제1배터리 셀 모듈(1000)과 제4배터리 셀 모듈(1030)에 전기적으로 연결되어 상기 제1, 2, 3 및 제4배터리 셀 모듈(1000)(1010)(1020)(1030)로부터 전달되는 구동전압을 출력하고, 제1, 2, 3 및 제4배터리 셀 모듈(1000)(1010)(1020)(1030)의 배터리의 잔량을 표시해 주는 배터리 보호회로 제어모듈(200)로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 보호회로 제어모듈이 적층된 멀티 셀 배터리 팩.
KR1020110018927A 2011-03-03 2011-03-03 배터리 보호회로 제어모듈이 적층된 멀티 셀 배터리 팩 KR20120100195A (ko)

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