KR20140058798A - 축전지 카트리지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내부에 내장된 다수의 축전셀들을 안정되게 고정함은 물론, 각각의 축전셀에서 발생하는 열을 효과적으로 방출하고 사용자의 편의에 맞추어 그 용량을 조절할 수 있어, 저출력 및 고출력을 모두 적용함에 따라 사용효율을 증대되도록 복수의 축전셀(2)과, 내부에 상기 축전셀(2)이 수용되는 공간을 가지며 외부와 연통되는 개방공(3)이 구비된 케이스와, 상기 케이스의 내부에 마련되며 상기 축전셀(2)들을 전기적으로 연결함과 아울러 상기 케이스의 외부로 인출된 전극 커넥터를 가지는 버스바(4)를 포함하여 이루어지는 축전지 카트리지에 있어서; 상기한 케이스는, 상하로 조립되는 전면케이스(5) 및 배면케이스(6)로 이루어지고, 내부에는 상기 축전셀(2)들의 간격을 이격시키는 리브(7)들이 형성되고, 상기 리브(7)는 상기 축전셀(2)의 외주면이 맞춤 결합하는 형상의 홈이 형성되고; 상부면에는 상부돌기(12)가 형성되고, 하부면에는 타 축전지 카트리지(1)가 상하로 적층배열될 경우 상기 상부돌기(12)와 맞춤 결합하는 하부요홈(13)이 형성된 축전지 카트리지를 제공한다.

Description

축전지 카트리지 {A Battery Cartridge}
본 발명은 내부에 다수의 축전셀이 수용된 축전지 카트리지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부에 내장된 다수의 축전셀들을 안정되게 고정함은 물론, 각각의 축전셀에서 발생하는 열을 효과적으로 방출하고 사용자의 편의에 맞추어 그 용량을 조절할 수 있어, 저출력 및 고출력을 모두 적용함에 따라 사용효율을 증대된 축전지 카트리지에 관한 것이다.
일반적으로, 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더, 전기 자동차, 전기 자전거, 무정전 전원공급장치(uninterruptible power supply, UPS)등과 같은 전자 기기 분야에서 널리 사용중이다.
이와 같은 이차 전지는 리튬 이차 전지는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 단위 중량당 에너지 밀도가 높아서 급속도로 신장되고 있는 추세이다.
상기에서 무정전 전원공급장치는 정전이 존재하지 않는 전원공급장치로, 상용 공급전원(commercially supplied power)과 중단없는 전원공급이 요구되는 전기적 부하(eletrical load)의 사이에 완충장비(buffer)로 사용된다.
이러한, 무정전 전원공급장치는 상용시에는 전원을 전지에 저장하고, 정전이나 설비의 전원공급 입력단에 문제가 발생시에는 전지에 저장한 양질의 안전한 전원을 설비에 안정적으로 공급하게 된다.
이와 같은 무정전 전원공급장치는, 통상적으로 정류기(rectifier), 인버터(inverter), 그리고 전지 시스템(battery system) 등으로 구성된다.
상기에서 무정전 전원공급장치에 구비되는 전지 시스템의 용량은 정전시에 전원을 공급받는 설비의 종류에 따라 달라지며, 일반적으로 규모가 큰 생산 설비나, 컴퓨터 시스템 등을 지원하므로, 대용량의 전지 시스템이 사용된다.
이에 따라, 무정전 전원공급장치용 전지 시스템은 복수의 전지 셀이 수용되는 복수의 전지 카트리지(battery cartridge)가 서로 연결되는 구조를 가진다.
즉, 설비가 요구되는 전원을 공급하기 위하여 전지 카트리지의 각 전극단자들은 금속재의 버스 바를 이용하여 서로 전기적으로 연결된다.
이와 같이 리튬 이온전지 등과 같은 축전셀들이 다수 개 수용되어 고출력의 축전장치로 사용되는 축전 카트리지는 상기한 바와 같은 무정전 전원공급장치뿐만 아니라 다양한 전기설비 및 장치에 적용되어 사용되고 있다.
상기한 바와 같은 축전지 카트리지 중의 하나로 특허등록제 10-1084213호(명칭: 전지 팩)이 게재되어 있으며, 상기 축전지 카트리지는, 공보에 기재된 바와 같이, 복수의 전지 셀과, 상기 전지 셀이 수용되는 공간을 제공하는 전지 케이스와, 상기 전지 셀과 연결되어서, 상기 전지 케이스의 외부로 인출된 복수의 전극 커넥터를 포함하여 이루어진다.
상기에서 축전지 카트리지는 이웃하는 전지 카트리지로부터 각각 인출된 상기 전극 커넥터에 양 단이 연결된 버스 바에 의해 이웃하는 복수의 전지 카트리지가 서로 전기적으로 접속된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 축전지 카트리지는 다음과 같은 문제가 있었다.
첫째, 전지 케이스의 내부에 수용된 다수의 축전셀이 서로 적층배열되어 있어, 사이 간격이 좁음에 따라, 발생된 열을 효과적으로 방출하여 상쇄하지 못하는 문제점이 있으며, 외부의 충격에 의해 안정적으로 그 위치를 유지하지 못했었다.
둘째, 이웃하는 타 카트리지와의 결합력이 낮아 안정적인 결합상태를 유지하지못하였다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 내부에 내장된 다수의 축전셀들을 안정되게 고정함은 물론, 각각의 축전셀에서 발생하는 열을 효과적으로 방출하고 사용자의 편의에 맞추어 그 용량을 조절할 수 있어, 저출력 및 고출력을 모두 적용함에 따라 사용효율을 증대된 축전지 카트리지를 제공하는 것에 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 축전지 카트리지는, 복수의 축전셀과, 내부에 상기 축전셀이 수용되는 공간을 가지며 외부와 연통되는 개방공이 구비된 케이스와, 상기 케이스의 내부에 마련되며 상기 축전셀들을 전기적으로 연결함과 아울러 상기 케이스의 외부로 인출된 전극 커넥터를 가지는 버스바를 포함하여 이루어지는 축전지 카트리지에 있어서; 상기한 케이스는, 상하로 조립되는 전면케이스 및 배면케이스로 이루어지고, 내부에는 상기 축전셀들의 간격을 이격시키는 리브들이 형성되고, 상기 리브는 상기 축전셀의 외주면이 맞춤결합하는 형상의 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기한 케이스의 전면에는 전면돌기와 전면요홈이 각각 형성되며, 배면에는 타 축전지 카트리지와 전후로 적층배열될 때 상기 전면돌기와 전면요홈이 각각 맞춤 결합하는 배면요홈과 배면돌기가 각각 구비된 것을 특징으로 한다.
상기한 케이스의 상부면에는 상부돌기가 형성되고, 하부면에는 타 축전지 카트리지가 상하로 적층배열될 경우 상기 상부돌기와 맞춤 결합하는 하부요홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기한 케이스의 내부에는 온도를 측정하도록 된 온도감지센서가 구비된 것을 특징으로 한다.
상기한 케이스의 내부에 수용된 축전셀들은 전기적으로 직렬상태로 상기 버스바와 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기한 케이스의 내부에 수용된 축전셀들은 전기적으로 2직렬과 복수의 병렬 상태로 상기 버스바와 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 축전지 카트리지는, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 케이스의 내부에 형성된 리브들에 의해 상기 다수의 축전셀들이 안정되게 고정되어 외부의 충격에도 유동되지 않고 안정되게 위치를 유지할 수 있다.
둘째, 상기 리브에 의해 서로 사이 간격을 가지면서 축전셀들이 위치됨에 따라, 각각의 축전셀에서 발생하는 열을 상기 개방공을 통해 효과적으로 방출하여 안전성을 확보할 수 있다.
셋째, 다수의 축전지 카트리지가 상하 및 전후로 적층 배열될 때, 상기 돌기 및 요홈들에 의해 안정적으로 체결됨에 따라, 외부의 충격에 의해 쉽게 유동되지 않아 안정적인 축전지 카트리지를 제공할 수 있다.
넷째, 다수 개를 직렬 또는 병렬로 전기적인 연결이 가능하여 사용자의 편의에 맞추어 그 용량을 조절할 수 있어, 저출력 및 고출력을 모두 적용함에 따라 사용효율을 증대되고, 이때, 서로 연결되는 전극 커넥터들이 사이 간격을 최소로 할 수 있어, 간편하게 연결할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 축전지 카트리지의 구조를 나타낸 분해사시도,
도 2는 본 실시예에 의한 축전지 카트리지의 외관을 보인 개략 예시도,
도 3은 본 실시예에 의한 축전지 카트리지의 사용상태 단면을 보인 개략 예시도,
도 4는 본 실시예에 의한 축전지 카트리지의 사용상태를 보인 개략 단면 예시도,
도 5는 본 실시예에 의한 축전지 카트리지의 전후로의 적층배열을 보인 개략 예시도,
도 6은 본 실시예에 의한 축전지 카트리지의 상하로의 적층배열을 보인 개략 예시도,
도 7은 본 실시예에 의한 축전지 카트리지에 적용되는 축전셀의 직병렬 혼용연결상태를 보인 개략 예시도,
도 8은 본 발명에 의한 다른 실시예에 의한 축전지 카트리지를 보인 개략 예시도이다.
이하, 첨부된 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 의한 축전지 카트리지를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다
도 1 내지 도 7은 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 축전지 카트리지를 보인 도면으로, 본 실시예에 의한 축전지 카트리지(1)는, 복수의 축전셀(2)과, 내부에 상기 축전셀(2)이 수용되는 공간을 가지며 외부와 연통되는 개방공(3)이 구비된 케이스와, 상기 케이스의 내부에 마련되며 상기 축전셀(2)들을 전기적으로 연결함과 아울러 상기 케이스의 외부로 인출된 전극 커넥터를 가지는 버스바(4)를 포함하여 이루어진다.
이에 따라, 상기 버스바(4)와 전기적으로 연결되는 축전셀(2)들의 직렬 및 병열 또는 직병렬혼합 등의 전기적인 연결상태에 따라, 다양한 출력을 얻을 수 있으며, 다수의 타 축전지 카트리지(1)들과의 전기적인 연결을 통해 고출력의 전기에너지를 얻을 수 있어, 다양한 전기장치의 에너지원으로 사용된다.
상기에서, 축전셀(2)은 원통형의 리튬 이온전지로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기와 같은 본 실시예에 의한 축전지 카트리지(1)에서, 상기한 케이스는, 도 1에서 도시된 바와 같이, 상하로 조립되는 전면케이스(5) 및 배면케이스(6)로 이루어지고, 내부에는 상기 축전셀(2)들의 간격을 이격시키는 리브(7)들이 형성되고, 상기 리브(7)는 상기 축전셀(2)의 외주면이 맞춤 결합하는 형상의 홈이 형성된다.
즉, 상기 전면케이스(5) 및 상기 배면케이스(6)의 결합으로 이루어진 상기 케이스의 내부에서 도 4에서 도시된 바와 같이, 상기 축전셀(2)들이 상기 리브(7)를 통해 사이 간격을 가지면서 외측면이 상기 리브(7)에 확고히 밀착 고정된 상태로 배열되기 때문에, 외부의 충격에 의해 쉽게 유동하지 않음은 물론, 각각의 상기 축전셀(2)에서 발생하는 열이 상기 축전셀(2)들의 사이 간격을 경유하여 상기 개방공(3)을 통해 외부로 용이하게 방출되어 상쇄됨에 따라, 장기간 안정하게 사용할 수 있다.
그리고, 본 실시예에 의한 축전지 카트리지(1)에서, 상기한 케이스의 전면에는 전면돌기(8)와 전면요홈(9)이 각각 형성되며, 배면에는 타 축전지 카트리지(1)와 전후로 적층배열될 때 상기 전면돌기(8)와 전면요홈(9)이 각각 맞춤 결합하는 배면요홈(10)과 배면돌기(11)가 각각 구비된다.
따라서, 도 5에서 도시된 바와 같이, 다수의 축전지 카트리지(1)가 전후로 배열적층될 때, 상기 전면돌기(8)와 배면요홈(10)이 맞춤 결합하며, 상기 전면요홈(9)과 상기 배면돌기(11)가 맞춤 결합함에 따라, 외부에서 충격이 인가되더라도 쉽게 유동하지 않아 안정적이다.
상기에서, 축전지 카트리지(1)가 전후로 배열될 때, 상기 버스바(4)의 전극 커넥터가 직렬로 연결되는 거리가 작게 배열하거나 병렬로 연결하는 거리가 작게 배열할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의한 축전지 카트리지(1)에서, 상기한 케이스의 상부면에는 상부돌기(12)가 형성되고, 하부면에는 타 축전지 카트리지(1)가 상하로 적층배열될 경우 상기 상부돌기(12)와 맞춤 결합하는 하부요홈(13)이 형성된다.
따라서, 도 6에서 도시된 바와 같이, 다수의 축전지 카트리지(1)가 상하로 배열적층될 때, 상기 상부돌기(12)와 하부요홈(13)이 맞춤 결합함에 따라, 외부에서 충격이 인가되더라도 쉽게 유동하지 않아 안정적으로 배열된 상태를 유지할 수 있다.
상기에서, 축전지 카트리지(1)가 상하로 배열될 때, 상기 버스바(4)의 전극 커넥터가 직렬로 연결되는 거리가 작게 배열하거나 병렬로 연결하는 거리가 작게 배열할 수 있다.
그리고, 상기에서, 상기 케이스의 내부에는 온도를 측정하도록 된 온도감지센서(14)가 구비되는 것이 바람직하며, 상기 온도감지센서(14)는 미 도시된 제어장치와 전기적으로 연결되어 케이스의 내부온도를 실시간으로 검출하여 이상상태(고온)를 검출하여 안전사고를 예방할 수 있다.
또한, 상기와 같이 이루어진 본 실시예에 의한 축전지 카트리지(1)에서, 상기한 케이스의 내부에 수용된 축전셀(2)들은 전기적으로 직렬상태로 상기 버스바(4)와 연결될 수 있으며, 도 7에서 도시된 바와 같이 전기적으로 2직렬과 복수의 병렬 상태로 상기 버스바(4)와 연결할 수 있는 것으로, 사용자의 선택에 따라 선택하여 적용하면 된다.
도 8은 본 발명에 따른 다른 실시예에 의한 축전지 카트리지를 보인 도면으로, 본 실시예에 의한 축전지 카트리지(1)는, 상기 케이스의 내부에 상기 축전셀(2)들이 다층 구조로 다수 개가 직병렬로 적층배열된다.
즉, 상기 리브(7)와 버스바(4)가 다층구조의 직병열 형태로 마련되어 다량의 축전셀(2)을 수용하여 고출력을 얻을 수 있는 구조를 가진다.
상술한 바와 같이, 본 실시예의 축전지 카트리지는, 내부에 내장된 다수의 축전셀들을 안정되게 고정함은 물론, 각각의 축전셀에서 발생하는 열을 효과적으로 방출하고 사용자의 편의에 맞추어 그 용량을 조절할 수 있어, 저출력 및 고출력을 모두 적용함에 따라 사용효율을 증대된다.
이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 축전지 카트리지 2 : 축전셀
3 : 개방공 4 : 버스바
5 : 상부케이스 6 : 하부케이스
7 : 리브 8 : 전면돌기
9 : 전면요홈 10 : 배면요홈
11 : 배면돌기 12 : 상부돌기
13 : 하부요홈 14 : 온도감지센서

Claims (6)

  1. 복수의 축전셀과, 내부에 상기 축전셀이 수용되는 공간을 가지며 외부와 연통되는 개방공이 구비된 케이스와, 상기 케이스의 내부에 마련되며 상기 축전셀들을 전기적으로 연결함과 아울러 상기 케이스의 외부로 인출된 전극 커넥터를 가지는 버스바를 포함하여 이루어지는 축전지 카트리지에 있어서;
    상기한 케이스는,
    상하로 조립되는 전면케이스 및 배면케이스로 이루어지고, 내부에는 상기 축전셀들의 간격을 이격시키는 리브들이 형성되고,
    상기 리브는,
    상기 축전셀의 외주면이 맞춤결합하는 형상의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 축전지 카트리지.
  2. 제 1항에 있어서;
    상기한 케이스의 전면에는 전면돌기와 전면요홈이 각각 형성되며, 배면에는 타 축전지 카트리지와 전후로 적층배열될 때 상기 전면돌기와 전면요홈이 각각 맞춤 결합하는 배면요홈과 배면돌기가 각각 구비된 것을 특징으로 하는 축전지 카트리지.
  3. 제 1항에 있어서;
    상기한 케이스의 상부면에는 상부돌기가 형성되고, 하부면에는 타 축전지 카트리지가 상하로 적층배열될 경우 상기 상부돌기와 맞춤 결합하는 하부요홈이 형성된 것을 특징으로 하는 축전지 카트리지.
  4. 제 1항에 있어서;
    상기한 케이스의 내부에는 온도를 측정하도록 된 온도감지센서가 구비된 것을 특징으로 하는 축전지 카트리지.
  5. 제 1항에 있어서;
    상기한 케이스의 내부에 수용된 축전셀들은 전기적으로 직렬상태로 상기 버스바와 연결되는 것을 특징으로 하는 축전지 카트리지.
  6. 제 1항에 있어서;
    상기한 케이스의 내부에 수용된 축전셀들은 전기적으로 2직렬과 복수의 병렬 상태로 상기 버스바와 연결되는 것을 특징으로 하는 축전지 카트리지.
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