KR20170058312A - Resonating lithium battery device with damping function - Google Patents

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Abstract

According to the present invention, the resonating lithium battery device with a damping function comprises two or more similar cell stacks, which are connected in series or in parallel. Each of the cell stacks comprises a lithium ion battery and a lithium ion polymer battery, which are electrically connected in parallel. The lithium ion battery contributes to discharging and is electrically a current-type battery. The lithium ion polymer battery contributes to charging and is electrically a voltage-type battery. The lithium ion battery has a capacity, which is equal or close to the capacity of the lithium ion polymer battery. Automatic voltage balancing occurs in between the lithium ion battery and the lithium ion polymer battery, thereby providing a damping effect as a result of resonance transition, allowing the lithium battery device to more rapidly perform charging and discharging without causing an increase in temperature, and extending the life span.

Description

댐핑 기능을 가지는 공진 리튬 배터리 장치{RESONATING LITHIUM BATTERY DEVICE WITH DAMPING FUNCTION}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a resonant lithium battery device having a damping function,

본 발명은, 리튬 배터리 장치에 관한 것으로서, 적어도 하나의 리튬-이온 배터리와 적어도 하나의 리튬-이온 폴리머 배터리가 전기적으로 병렬로 연결되어 있고, 그 속에서 상기 리튬 배터리 장치는, 전류/전압 공진 트랜지션(transition; 천이)을 가지며, 이로써, 상기 리튬 배터리 장치의 보다 신속한 충전 및 방전을 가능하게 하는 댐핑 기능을 가지는 리튬 배터리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium battery device, in which at least one lithium-ion battery and at least one lithium-ion polymer battery are electrically connected in parallel, wherein the lithium battery device comprises a current / voltage resonance transition to a lithium battery device having a damping function to enable faster charging and discharging of the lithium battery device.

리튬-이온 배터리는, 다양한 종류의 소비성 전자 제품에 매우 널리 사용되는 타입의 배터리이다. 예컨대, 다양한 종류의 포터블 전자 제품용의 대부분의 리챠저블 배터리들은, 리튬-이온 배터리이다. 리튬-이온 배터리는, 높은 에너지 밀도, 작은 부피 및 높은 출력 파워를 가지고, 메모리 효과를 나타내지 않고, 미사용시에 낮은 셀프-방전 레이트를 가진다는 장점을 가진다. 리튬-이온 배터리는 또한, 넓은 동작 온도를 가져서, 20℃와 60℃ 사이에서 정상적으로 작동할 수 있다.Lithium-ion batteries are a type of battery that is very widely used in a wide variety of consumer electronic products. For example, most rechargeable batteries for various types of portable electronic products are lithium-ion batteries. Lithium-ion batteries have the advantage of having a high energy density, small volume and high output power, exhibiting no memory effect, and having a low self-discharge rate when not in use. The lithium-ion battery also has a wide operating temperature and can operate normally between 20 ° C and 60 ° C.

하지만, 리튬-이온 배터리는, 완전 충전되는데 상대적으로 긴 시간을 요하는데, 이는, 그 용량 저항, 즉, 커패시터에 걸리는 전압의 변화에 대응되는 정전기 때문이다. 게다가, 리튬-이온 배터리의 수명은, 환경 온도와 동작 온도에 밀접한 관계를 가진다. 리튬-이온 배터리의 용량은, 배터리가 자주 동작하거나 고온에 보관되면 점차 감소하는 경향이 있다. 게다가, 리튬-이온 배터리는, 과충전 또는 과방전 되어서는 안 된다. 따라서, 리튬-이온 배터리에는, 과충전, 과방전, 과부하 및 과열을 방지하기 위한 보호 회로가 제공되어야 한다.However, a lithium-ion battery requires a relatively long time to be fully charged, because of its capacitance resistance, i.e., the static charge corresponding to the change in voltage across the capacitor. In addition, the lifetime of the lithium-ion battery is closely related to the environmental temperature and the operating temperature. The capacity of a lithium-ion battery tends to decrease gradually as the battery operates frequently or is stored at high temperatures. In addition, lithium-ion batteries should not overcharge or over-discharge. Therefore, the lithium-ion battery should be provided with a protection circuit for preventing overcharging, overdischarging, overloading, and overheating.

리튬-이온 폴리머 배터리는, 다양한 형상으로 제조될 수 있다. 이러한 특성으로 인해, 리튬-이온 폴리머 배터리는, 가볍고, 얇고, 컴팩트한 제품 디자인을 추구하는 셀 폰 제조 산업에서는 매우 중요하게 되었다. 또한, 리튬-이온 폴리머 배터리는, 에어소프트 건과 리모트-컨트롤 모델 제품들에서 자주 이용된다.Lithium-ion polymer batteries can be manufactured in a variety of shapes. Because of these properties, lithium-ion polymer batteries have become very important in the cell phone manufacturing industry, which pursues lightweight, thin, compact product designs. In addition, lithium-ion polymer batteries are frequently used in airsoft guns and remote-control model products.

리튬-이온 폴리머 배터리가 부하로 방전될 때, 그 배터리 셀(cell)은, 3.0 볼트보다 낮으면 안 된다. 리튬-이온 폴리머 배터리의 배터리 셀이 3.0 볼트보다 낮을 때에 방전 프로세스가 즉시 중지되지 않으면, 리튬-이온 폴리머 배터리는 더 이상 완전 충전되지 못하게 되고, 파워 공급을 위해 사용될 때에 증가된 내부 저항을 가지게 될 수 있다. 현재로서는, 과충전과 과방전을 방지하기 위해 칩(chip)이 사용되고 있다. 게다가, 리튬-이온 폴리머 배터리는, 모든 개별 배터리 셀들이 밸런스된 충전을 하도록 제어할 수 있는 특정 충전기로 재충전되어야 한다. 상기 특정 충전기는, 리튬-이온 폴리머 배터리가 그 상승된 온도로 인해 폭발하거나 소손되는 것을 방지할 수 있다.When the lithium-ion polymer battery is discharged to the load, the battery cell should not be lower than 3.0 volts. If the discharge process is not stopped immediately when the battery cell of the lithium-ion polymer battery is lower than 3.0 volts, the lithium-ion polymer battery will no longer be fully charged and may have an increased internal resistance when used for power supply have. At present, a chip is used to prevent overcharge and overdischarge. In addition, the lithium-ion polymer battery must be recharged with a specific charger that can control all individual battery cells to have a balanced charge. The particular charger can prevent the lithium-ion polymer battery from exploding or burning due to its elevated temperature.

대만 실용신안등록 제M484854호Taiwan Utility Model Registration No. M484854

본 발명의 주된 목적은, 댐핑 기능을 가지는 공진 리튬 배터리 장치를 제공하는 것으로서, 이는, 적어도 2개의 전기적으로 병렬로 연결된 리튬-이온 배터리와 리튬-이온 폴리머 배터리를 가지는 것을 특징으로 하고, 이로써 두 타입의 배터리들 사이의 공진의 결과로서 댐핑 효과가 발생하여, 리튬 배터리 장치의 보다 신속한 충전 및 방전을 가능하게 한다.The main object of the present invention is to provide a resonant lithium battery device having a damping function, which is characterized by having at least two electrically-parallel-connected lithium-ion batteries and a lithium-ion polymer battery, A damping effect is generated as a result of resonance between the batteries of the lithium battery device, thereby enabling faster charging and discharging of the lithium battery device.

본 발명의 다른 목적은, 댐핑 기능을 가지는 공진 리튬 배터리 장치를 제공하는 것으로서, 이는, 리튬 배터리 장치를 형성하는 두 전기적으로 병렬로 연결된 리튬-이온 배터리와 리튬-이온 폴리머 배터리 사이에서 공진이 일어나는 것을 특징으로 하고, 이로써 리튬 배터리 장치는 충전 및 방전 프로세스 동안에 온도 상승을 하지 않아서, 수명이 연장될 수 있다.It is another object of the present invention to provide a resonant lithium battery device having a damping function which allows resonance to occur between two electrically parallel-connected lithium-ion batteries forming a lithium battery device and a lithium- Whereby the lithium battery device does not rise in temperature during the charging and discharging process, and the lifetime can be prolonged.

본 발명의 또 다른 목적은, 댐핑 기능을 가지는 공진 리튬 배터리 장치를 제공하는 것으로서, 여기서, 리튬 배터리 장치를 형성하는 적어도 2개의 전기적으로 병렬로 연결된 리튬-이온 배터리와 리튬-이온 폴리머 배터리 사이에서 자동 전압 밸런싱이 발생하고, 이로써 상기 리튬 배터리 장치를 사용하는 전기 용품은, 어떠한 배터리 관리 시스템 (BMS; battery management system)도 사용할 필요가 없다.It is still another object of the present invention to provide a resonant lithium battery device having a damping function, in which at least two electrically-parallel-connected lithium-ion batteries forming a lithium battery device are electrically connected between a lithium- Voltage balancing occurs so that the electrical appliance using the lithium battery device does not need to use any battery management system (BMS).

상기 목적 및 기타 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예에 따라 제공되는 댐핑 기능을 가지는 공진 리튬 배터리 장치는, 직렬 또는 병렬로 연결된 적어도 2개의 유사한 셀 스택(cell stack)들을 포함한다. 상기 리튬-이온 배터리는, 상기 리튬-이온 폴리머 배터리의 용량과 동일하거나 근접하는 용량을 가진다. 상기 리튬-이온 배터리와 상기 리튬-이온 폴리머 배터리 사이에서 자동 전압 밸런싱이 발생하므로, 상기 리튬 배터리 장치는, 상기 두 타입의 배터리 사이의 공진의 결과로서 댐핑 효과를 가진다.To achieve the above objects and other objects, a resonant lithium battery device having a damping function according to an embodiment of the present invention includes at least two similar cell stacks connected in series or in parallel. The lithium-ion battery has a capacity equal to or close to that of the lithium-ion polymer battery. Since automatic voltage balancing occurs between the lithium-ion battery and the lithium-ion polymer battery, the lithium battery device has a damping effect as a result of resonance between the two types of batteries.

본 발명에 의하면, 상기 리튬-이온 배터리는, 상기 리튬-이온 폴리머 배터리의 용량의 대략 90 내지 110% 의 용량을 가진다.According to the present invention, the lithium-ion battery has a capacity of approximately 90 to 110% of the capacity of the lithium-ion polymer battery.

상기 리튬-이온 배터리와 상기 리튬-이온 폴리머 배터리 사이에서 자동 전압 밸런싱이 발생하므로, 상기 리튬 배터리 장치는, 상기 두 타입의 배터리 사이의 공진의 결과로서 댐핑 효과를 가진다.Since automatic voltage balancing occurs between the lithium-ion battery and the lithium-ion polymer battery, the lithium battery device has a damping effect as a result of resonance between the two types of batteries.

상기 목적 및 기타 목적들을 달성하기 위해 본 발명에서 채택된 구조와 기술적 수단은, 아래의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명 및 첨부도면을 참조함으로써 원활히 알 수 있게 될 것이다. 여기서,
도 1은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 댐핑 기능을 가지는 공진 리튬 배터리 장치의 구조를 나타내는 개략도이다;
도 2는, 도 1의 공진 리튬 배터리 장치를 형성하는 복수의 셀 스택들 중 하나의 구조도이다; 그리고
도 3은, 도 1의 공진 리튬 배터리 장치가 댐핑 충전 장치로 충전되고 있는 것을 나타내는 블럭도이다.The structure and the technical means employed in the present invention to achieve the above objects and other objects will be readily understood by reference to the following detailed description of the preferred embodiments and the accompanying drawings. here,
1 is a schematic view showing a structure of a resonant lithium battery device having a damping function according to a preferred embodiment of the present invention;
2 is a structural view of one of a plurality of cell stacks forming the resonant lithium battery device of Fig. 1; Fig. And
Fig. 3 is a block diagram showing that the resonant lithium battery device of Fig. 1 is filled with a damping charging device. Fig.

도 1을 참조한다. 도 1에는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 댐핑 기능을 가지는 공진 리튬 배터리 장치의 구조를 도시되어 있다. 간결성과 명확성을 위해, 본 발명은 리튬 배터리 장치라고도 부르고, 여기서 대개 참조부호 10으로 표기된다. 도시된 바와 같이, 바람직한 실시예 내의 리튬 배터리 장치(10)는, 직렬 또는 병렬로 연결되어 있는 적어도 2개의 유사한 셀 스택(11)들로 형성되어 있다. 도 2를 참조한다. 각 셀 스택(11)들은, 전기적으로 병렬로 연결되어 있는 리튬-이온 배터리(12) 및 리튬-이온 폴리머 배터리(13)를 포함한다.Please refer to Fig. FIG. 1 shows a structure of a resonant lithium battery device having a damping function according to a preferred embodiment of the present invention. For simplicity and clarity, the present invention is also referred to as a lithium battery device, generally denoted by reference numeral 10. As shown, the lithium battery device 10 in the preferred embodiment is formed of at least two similar cell stacks 11 connected in series or in parallel. See FIG. Each cell stack 11 includes a lithium-ion battery 12 and a lithium-ion polymer battery 13 that are electrically connected in parallel.

리튬-이온 배터리(12)는, 전기적으로 전류-타입 배터리이고, 이는, 방전하는데 기여한다. 반면, 리튬-이온 폴리머 배터리(13)는, 전기적으로 전압-타입 배터리이고, 이는, 충전하는데 기여한다. 리튬-이온 배터리(12)는, 리튬-이온 폴리머 배터리(13)의 용량에 동일 또는 근접하는 용량을 가진다. 리튬-이온 배터리(12)와 리튬-이온 폴리머 배터리(13)는 전기적으로 병렬로 연결되어 있기 때문에, 이들은 ㅊ충전되었을 때에 동일 전압을 가져야 한다. 따라서, 리튬-이온 배터리(12)와 리튬-이온 폴리머 배터리(13) 사이의 전압 밸런스이 자동적으로 달성되고, 이로써 전류/전압 공진 트랜지션이 형성되며, 이것이 댐핑 효과이다.The lithium-ion battery 12 is an electrically current-type battery, which contributes to the discharge. On the other hand, the lithium-ion polymer battery 13 is an electrically voltage-type battery, which contributes to charging. The lithium-ion battery 12 has a capacity equal to or close to that of the lithium-ion polymer battery 13. Since the lithium-ion battery 12 and the lithium-ion polymer battery 13 are electrically connected in parallel, they must have the same voltage when they are charged. Therefore, the voltage balance between the lithium-ion battery 12 and the lithium-ion polymer battery 13 is automatically achieved, thereby forming a current / voltage resonance transition, which is a damping effect.

바람직하게는, 리튬-이온 배터리(12)는, 리튬-이온 폴리머 배터리(13)의 용량과 동일한 용량을 가진다. 하지만, 실제 구현에 있어서, 리튬-이온 배터리(12)가 리튬-이온 폴리머 배터리(13)의 용량과 정확히 동일한 용량을 가지는 것은 쉬운 것이 아니다. 실용적 작동에서는, 리튬-이온 배터리(12)의 용량이 리튬-이온 폴리머 배터리(13)의 용량의 90~110% 일 때, 리튬-이온 배터리(12)와 리튬-이온 폴리머 배터리(13) 사이에서 자동 전압 밸런스의 공진 효과가 자동적으로 발생하는데 충분하다는 것을 알게 되었다.Preferably, the lithium-ion battery 12 has the same capacity as the capacity of the lithium-ion polymer battery 13. However, in actual implementation, it is not easy for the lithium-ion battery 12 to have exactly the same capacity as the lithium-ion polymer battery 13. In practical operation, it is desirable that the capacity between the lithium-ion battery 12 and the lithium-ion polymer battery 13 be between 90 and 110% of the capacity of the lithium- It has been found that the resonance effect of the automatic voltage balance is sufficient for automatic generation.

리튬-이온 배터리(12)와 리튬-이온 폴리머 배터리(13)는, 그들 에너지 레벨에 있어서 상이하다. 리튬-이온 배터리(12)는, 전기 에너지를 전기 전류의 형태로 저장하기에 적합하고, 반면에 리튬-이온 폴리머 배터리(13)는, 전기 에너지를 전압의 형태로 저장하기에 적합하다.The lithium-ion battery 12 and the lithium-ion polymer battery 13 differ in their energy levels. The lithium-ion battery 12 is suitable for storing electrical energy in the form of electric current, while the lithium-ion polymer battery 13 is suitable for storing electrical energy in the form of voltage.

리튬-이온 배터리(12)와 리튬-이온 폴리머 배터리(13) 사이에는 완전히 밸런스된 전압이 달성되어야 하므로, 셀 스택(11)의 충전 및 방전 프로세스 동안에 리튬-이온 배터리(12)와 리튬-이온 폴리머 배터리(13) 사이의 일시적 전압 불균형, 즉 어느 정도 큰 전압차가 발생될 수 있다. 이때, 보다 높은 순시(instantaneous) 전압을 가지는 리튬-이온 폴리머 배터리(13)는, 저장되었던 전기 에너지를, 리튬-이온 폴리머 배터리(13)에 비해 낮은 전압을 가지는 리튬-이온 배터리(12)에 자동적으로 전송하거나, 또는 반대로, 보다 높은 순시 전압을 가지는 리튬-이온 배터리(12)는, 저장되었던 전기 에너지를, 리튬-이온 배터리(12)에 비해 낮은 전압을 가지는 리튬-이온 폴리머 배터리(13)에 자동적으로 전송한다. 이로써, 리튬-이온 배터리(12)의 전압과 리튬-이온 폴리머 배터리(13)의 전압은, 점차 동일해져서 완전히 밸런스된다. 이 자동 내부적 셀프-공진 조건이 댐핑 효과이다. 셀 스택(11)이 충전 및 방전 프로세스에 있지 않을 때에도, 셀 스택(11)의 내부적 셀프-공진의 결과로서의 댐핑 효과는 여전히 존재하여, 리튬-이온 배터리(12)와 리튬-이온 폴리머 배터리(13)의 전압을 동일하게 하여 밸런스되게 한다.Ion battery 12 and the lithium-ion polymer 12 during the charging and discharging process of the cell stack 11 since a fully balanced voltage must be achieved between the lithium-ion battery 12 and the lithium- The temporary voltage imbalance between the batteries 13, that is, the voltage difference to some extent, can be generated. At this time, the lithium-ion polymer battery 13 having a higher instantaneous voltage can automatically store the stored electric energy into the lithium-ion battery 12 having a lower voltage than the lithium-ion polymer battery 13 The lithium-ion battery 12 having a higher instantaneous voltage can transfer the stored electrical energy to the lithium-ion polymer battery 13 having a lower voltage than the lithium-ion battery 12 Automatically. As a result, the voltage of the lithium-ion battery 12 and the voltage of the lithium-ion polymer battery 13 gradually become equal to each other and are completely balanced. This automatic internal self-resonant condition is a damping effect. Even when the cell stack 11 is not in the charging and discharging process, the damping effect as a result of the internal self-resonance of the cell stack 11 still exists, and the lithium ion battery 12 and the lithium ion polymer battery 13 ) Are equalized and balanced.

본 발명에 따른 리튬 배터리 장치(10)는, 대만 실용신안등록 제M484854호에 개시된 바와 같은, 댐핑 기능을 가지는 충전 장치로 충전되어야 한다. 도 3을 참조한다. 충전 장치(20)는, 파워 출력 유닛(21), 컨트롤 회로(22), 댐핑 인덕터(23), 및 고주파 발진 스위치(24)를 포함한다. 파워 출력 유닛(21)은, 전기 에너지 생성 장치(30)에 연결될 수 있고, 전기 에너지 생성 장치(30)에 의한 전기 에너지 출력의 전압을 증가 또는 감소시키는데 사용되어, 전압-조절된 전력을 출력한다. 리튬 배터리 장치(10)는, 댐핑 인덕터(23)의 포지티브 터미널과 고주파 발진 스위치(24)의 네가티브 터미널에 연결되어 있다. 전기 에너지 생성 장치(30)는, 재생가능한(renewable) 에너지 생성기 또는 그리드(grid) 전원일 수 있다. 충전 장치(20)의 고주파 발진 스위치(24)가 구동될 때, 댐핑 인덕터(23)는, 높은 주파수로 교대로 전기 에너지를 저장 및 방출하게 된다. 고주파 발진 스위치(24)가 ON일 때, 댐핑 인덕터(23)는 전기 에너지를 저장하게 된다. 반면, 고주파 발진 스위치(24)가 OFF일 때, 댐핑 인덕터(23)는 저장되었던 전기 에너지를 방출하여 리튬 배터리 장치(10)를 충전하게 된다. 따라서, 충전 장치(20)로부터 방출된 전기 에너지는, 주파수 응답을 가지는 전기 에너지이다. 그리고 리튬 배터리 장치(10)는, 부하(40)에 방전되어 부하가 작동되도록 할 수 있다.The lithium battery device 10 according to the present invention should be charged with a charging device having a damping function as disclosed in Taiwan Utility Model Registration No. M484854. See FIG. The charging device 20 includes a power output unit 21, a control circuit 22, a damping inductor 23, and a high frequency oscillation switch 24. The power output unit 21 can be connected to the electric energy generating device 30 and used to increase or decrease the voltage of the electric energy output by the electric energy generating device 30 to output the voltage- . The lithium battery device 10 is connected to the positive terminal of the damping inductor 23 and the negative terminal of the high-frequency oscillation switch 24. The electric energy generating device 30 may be a renewable energy generator or a grid power source. When the high-frequency oscillation switch 24 of the charging device 20 is driven, the damping inductor 23 alternately stores and discharges electric energy at a high frequency. When the high-frequency oscillation switch 24 is ON, the damping inductor 23 stores electric energy. On the other hand, when the high-frequency oscillation switch 24 is OFF, the damping inductor 23 discharges the stored electric energy to charge the lithium battery device 10. Accordingly, the electric energy emitted from the charging device 20 is electric energy having a frequency response. And the lithium battery device 10 can be discharged to the load 40 so that the load is activated.

댐핑 충전 장치(20)가 셀 스택(11)들을 충전할 때, 전기 에너지는 리튬-이온 폴리머 배터리(13)에 충전된다. 그리고 리튬-이온 폴리머 배터리(13)의 전압은 순시적으로 증가하여, 리튬-이온 배터리(12)의 전압보다 높아진다. 이때, 리튬-이온 폴리머 배터리(13)는, 리튬-이온 배터리(12)에 전기 에너지를 자동적으로 출력해서, 공진 효과가 발생하며, 이는 결국, 리튬-이온 배터리(12)와 리튬-이온 폴리머 배터리(13)가 동일 전압을 가지도록 한다. 충전 장치(20)에 의한 전기 에너지 출력은, 주파수 응답을 가지는 전기 에너지이므로, 공진 효과는 리튬 배터리 장치(10) 내에서 어떤 주파수에서 발생한다.When the damping charging device 20 charges the cell stacks 11, the electric energy is charged into the lithium-ion polymer battery 13. [ And the voltage of the lithium-ion polymer battery 13 instantaneously increases, and becomes higher than the voltage of the lithium-ion battery 12. [ At this time, the lithium-ion polymer battery 13 automatically outputs the electric energy to the lithium-ion battery 12, and a resonance effect is generated. This eventually causes the lithium-ion battery 12 and the lithium- (13) have the same voltage. Since the electric energy output by the charging device 20 is an electric energy having a frequency response, the resonance effect occurs at a certain frequency in the lithium battery device 10. [

리튬 배터리 장치(10)가 부하를 작동시키기 위해 부하(40)에 방전될 때, 파워 서플라이처럼 리튬-이온 배터리(12) 내의 전기 에너지가 출력된다. 이때, 리튬-이온 배터리(12)의 전압은 순시적으로 강하된다. 즉, 리튬-이온 폴리머 배터리(13)의 전압은, 순시적으로 리튬-이온 배터리(12)의 전압보다 높아진다. 이 조건은, 리튬-이온 폴리머 배터리(13)가 리튬-이온 배터리(12)에 전기 에너지를 자동적으로 출력하도록 하여, 공진 효과가 발생하도록 하며, 이는 결국, 두 타입의 배터리(12, 13)이 동일 전압을 가지도록 한다.When the lithium battery device 10 is discharged to the load 40 to operate the load, the electric energy in the lithium-ion battery 12 is output as a power supply. At this time, the voltage of the lithium-ion battery 12 drops instantaneously. That is, the voltage of the lithium-ion polymer battery 13 becomes higher than the voltage of the lithium-ion battery 12 momentarily. This condition causes the lithium-ion polymer battery 13 to automatically output electrical energy to the lithium-ion battery 12, causing the resonance effect to occur, which results in two types of batteries 12, 13 So that they have the same voltage.

리튬-이온 배터리(12)와 리튬-이온 폴리머 배터리(13)는, 순시 고주파 공진을 통해 그들 사이에 전압 밸런스를 얻고, 이것이 댐핑 효과이다. 리튬 배터리 장치(10) 내의 모든 셀 스택(11)은, 그 온도 상승을 초래하지 않고 충전 및 방전 프로세스 동안에 셀프-공진을 생성하므로, 리튬 배터리 장치(10)는 자연히 연장된 수명을 가질 수 있다. 리튬-이온 배터리(12)와 리튬-이온 폴리머 배터리(13)의 전압은 자동으로 동일해지고 완전히 밸런스되므로, 더 이상 배터리 관리 시스템 (BMS)을 이용할 필요가 없다. 그 결과, 본 발명의 리튬 배터리 장치를 이용하는 전기 용품은, BMS 회로 보드를 요하지 않아서, 저감된 비용으로 제조될 수 있고, 전반적으로 저감된 무게를 가진다.The lithium-ion battery 12 and the lithium-ion polymer battery 13 obtain a voltage balance therebetween through instantaneous high-frequency resonance, which is a damping effect. All the cell stacks 11 in the lithium battery device 10 generate self-resonance during the charging and discharging process without causing the temperature rise thereof, so that the lithium battery device 10 may naturally have an extended service life. Since the voltages of the lithium-ion battery 12 and the lithium-ion polymer battery 13 are automatically equalized and fully balanced, there is no need to use the battery management system (BMS) anymore. As a result, an electric appliance using the lithium battery device of the present invention does not require a BMS circuit board, and can be manufactured at a reduced cost, and has an overall reduced weight.

리튬 배터리 장치(10)의 모든 셀 스택(11)은, 셀프-공진으로 유도된 댐핑 특성을 가지므로, 리튬 배터리 장치(10) 내에 더 많은 셀 스택(11)들이 포함되면, 리튬 배터리 장치(10) 내에 더 많은 충전 및 방전 경로가 제공될 수 있고, 이로써 보다 신속한 충전 및 방전이 가능해진다.All cell stacks 11 of the lithium battery device 10 have damping characteristics induced by self-resonance so that if more cell stacks 11 are included in the lithium battery device 10, More charging and discharging paths can be provided within the battery, thereby enabling faster charging and discharging.

요약하면, 리튬-이온 배터리(12)와 리튬-이온 폴리머 배터리(13) 사이의 공진의 결과로서 발생되는 댐핑 효과로 인해, 본 발명에 따라 제공되는 리튬 배터리 장치(10)는, 다음 특징을 가진다:In summary, due to the damping effect generated as a result of the resonance between the lithium-ion battery 12 and the lithium-ion polymer battery 13, the lithium battery device 10 provided in accordance with the present invention has the following characteristics :

(1) 충전 및 방전 프로세스 동안, 리튬-이온 배터리(12)와 리튬-이온 폴리머 배터리(13) 사이의 공진의 결과로서의 댐핑 효과는, 충전 프로세스 및 방전 프로세스를 매끄럽게 하여, 리튬 배터리 장치(10)의 신속한 충전 및 신속한 방전을 가능하게 한다.(1) During the charging and discharging process, the damping effect as a result of resonance between the lithium-ion battery 12 and the lithium-ion polymer battery 13 smoothes the charging and discharging processes, Thereby enabling rapid charging and rapid discharging of the battery.

(2) 리튬-이온 배터리(12)와 리튬-이온 폴리머 배터리(13) 사이의 자동 전압 밸런싱으로 인해, 어떤 배터리 관리 시스템 (BMS)도 사용할 필요가 없다.(2) Because of the automatic voltage balancing between the lithium-ion battery 12 and the lithium-ion polymer battery 13, there is no need to use any battery management system (BMS).

(3) 리튬-이온 배터리(12)와 리튬-이온 폴리머 배터리(13)는, 이들 사이의 공진으로 인해, 낮은 내부 저항을 가지고, 따라서, 리튬 배터리 장치(10)는, 충전 및 방전 프로세스 동안에 온도 상승을 가지지 않아서, 높은 동작 안정성을 가진다.(3) The lithium-ion battery 12 and the lithium-ion polymer battery 13 have a low internal resistance due to the resonance therebetween, and therefore, the lithium battery device 10 has a low temperature And has high operation stability.

(4) 증가된 에너지-저장 전압 및 증가된 방전 전류를 실현시키기 위해서뿐 아니라, 리튬 배터리 장치(10)의 더 신속한 충전 및 방전 속도를 실현하기 위해 증가된 충전 및 방전 경로를 제공하기 위해, 리튬 배터리 장치(10) 내의 직렬로 또는 병렬로 연결된 셀 스택(11)들의 수는, 증가될 수 있다.(4) to provide an increased charge and discharge path to realize a faster charge and discharge rate of the lithium battery device 10, as well as to realize an increased energy-storage voltage and increased discharge current, The number of cell stacks 11 connected in series or in parallel in the battery device 10 can be increased.

본 발명은, 그 바람직한 실시예를 가지고 설명되었지만, 본 발명의 범위와 정신을 벗어나지 않고 이 설명된 실시예에 대한 많은 변경과 개량이 수행될 수 있음을 이해할 수 있고, 본 발명은 오직 첨부된 청구범위에 의해서 제한될 뿐이다.While the invention has been described with a preferred embodiment thereof, it will be understood by those skilled in the art that many changes and modifications can be made to the described embodiments without departing from the scope and spirit of the invention, It is only limited by scope.

본 발명은, 댐핑 기능을 가지는 공진 리튬 배터리 장치의 산업에 이용될 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the industry of a resonant lithium battery device having a damping function.

10: 리튬 배터리 장치
11: 셀 스택
12: 리튬-이온 배터리
13: 리튬-이온 폴리머 배터리
20: 충전 장치
21: 파워 출력 유닛
22: 컨트롤 회로
23: 댐핑 인덕터
24: 고주파 발진 스위치
30: 전기 에너지 생성 장치10: Lithium battery unit
11: Cell stack
12: Lithium-ion battery
13: Lithium-ion polymer battery
20: Charging device
21: Power output unit
22: Control circuit
23: Damping inductor
24: High frequency oscillation switch
30: Electric energy generating device

Claims (2)

댐핑 기능을 가지는 공진 리튬 배터리 장치로서,
직렬 또는 병렬로 연결된 적어도 2개의 유사한 셀 스택들을 포함하여 이루어지고;
상기 셀 스택들의 각각은, 리튬-이온 배터리 및 리튬-이온 폴리머 배터리를 포함하며;
상기 리튬-이온 배터리는, 방전에 기여하는 전기적으로 전류-타입 배터리이고, 상기 리튬-이온 폴리머 배터리는, 충전에 기여하는 전기적으로 전압-타입 배터리이며;
상기 리튬-이온 배터리와 상기 리튬-이온 폴리머 배터리는, 전기적으로 병렬로 연결되어 있고;
상기 리튬-이온 배터리는, 상기 리튬-이온 폴리머 배터리의 용량의 90 내지 110% 의 용량을 가지며;
상기 리튬-이온 배터리와 상기 리튬-이온 폴리머 배터리 사이에서 자동 전압 밸런싱이 발생하여, 전류/전압 공진 트랜지션의 결과로서 댐핑 효과를 제공하는,
댐핑 기능을 가지는 공진 리튬 배터리 장치.A resonant lithium battery device having a damping function,
At least two similar cell stacks connected in series or in parallel;
Each of the cell stacks comprising a lithium-ion battery and a lithium-ion polymer battery;
The lithium-ion battery is an electrically current-type battery that contributes to the discharge, and the lithium-ion polymer battery is an electrically voltage-type battery contributing to charging;
Wherein the lithium-ion battery and the lithium-ion polymer battery are electrically connected in parallel;
The lithium-ion battery has a capacity of 90 to 110% of the capacity of the lithium-ion polymer battery;
Wherein an automatic voltage balancing occurs between the lithium-ion battery and the lithium-ion polymer battery to provide a damping effect as a result of the current / voltage resonant transition,
A resonant lithium battery device having a damping function. 댐핑 기능을 가지는 공진 리튬 배터리 장치로서,
리튬-이온 배터리 및 리튬-이온 폴리머 배터리를 포함하여 이루어지고;
상기 리튬-이온 배터리는, 방전에 기여하는 전기적으로 전류-타입 배터리이고, 상기 리튬-이온 폴리머 배터리는, 충전에 기여하는 전기적으로 전압-타입 배터리이며;
상기 리튬-이온 배터리와 상기 리튬-이온 폴리머 배터리는, 전기적으로 병렬로 연결되어 있고;
상기 리튬-이온 배터리는, 상기 리튬-이온 폴리머 배터리의 용량의 90 내지 110% 의 용량을 가지며;
상기 리튬-이온 배터리와 상기 리튬-이온 폴리머 배터리 사이에서 자동 전압 밸런싱이 발생하여, 전류/전압 공진 트랜지션의 결과로서 댐핑 효과를 제공하는,
댐핑 기능을 가지는 공진 리튬 배터리 장치.A resonant lithium battery device having a damping function,
A lithium-ion battery, and a lithium-ion polymer battery;
The lithium-ion battery is an electrically current-type battery that contributes to the discharge, and the lithium-ion polymer battery is an electrically voltage-type battery contributing to charging;
Wherein the lithium-ion battery and the lithium-ion polymer battery are electrically connected in parallel;
The lithium-ion battery has a capacity of 90 to 110% of the capacity of the lithium-ion polymer battery;
Wherein an automatic voltage balancing occurs between the lithium-ion battery and the lithium-ion polymer battery to provide a damping effect as a result of the current / voltage resonant transition,
A resonant lithium battery device having a damping function.
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