KR20170138248A - 배터리 팩 조립체 및 이를 포함하는 차량 - Google Patents

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Abstract

실시예는 제1 연결부를 각각 포함하는 복수 개의 배터리 셀; 모든 상기 제1 연결부와 동시에 연결 가능하게 배치되는 제2 연결부와, 상기 제2 연결부와 떨어져 배치되어 모든 상기 제1 연결부와 동시에 연결 가능하게 배치되는 제3 연결부를 포함하는 연결부;및 상기 제2 연결부 및 상기 제3 연결부 중 어느 하나를 선택적으로 상기 제1 연결부에 연결하도록 상기 연결부를 시프트 하는 구동부를 포함하는 배터리 팩 조립체를 제공하여, 충전 시간을 획기적으로 줄이는 유리한 효과를 제공한다.

Description

배터리 팩 조립체 및 이를 포함하는 차량{Assembly battery pack and vehicle having the same}
실시예는 배터리 팩 조립체 및 이를 포함하는 차량에 관한 것이다.
자동차 용 배터리 팩은 복수 개의 배터리 셀이 연결되어 이루어진다. 각각의 배터리 셀은 케이블로 연결된다. 배터리 셀을 연결하는 케이블에는 외부 충전 케이블과 연결되는 단자가 구비된다. 이러한 단자에 충전 케이블이 연결되어 배터리 팩의 충전이 진행된다.
그러나 이러한 배터리 팩 충전 구성은 충전 시간이 매우 긴 문제점이 있다.
이에, 실시예는 충전 시간을 줄일 수 있는 배터리 팩 조립체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
실시예가 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 실시예는, 제1 연결부를 각각 포함하는 복수 개의 배터리 셀과, 모든 상기 제1 연결부와 동시에 연결 가능하게 배치되는 제2 연결부와, 상기 제2 연결부와 떨어져 배치되어 모든 상기 제1 연결부와 동시에 연결 가능하게 배치되는 제3 연결부를 포함하는 연결부 및 상기 제2 연결부 및 상기 제3 연결부 중 어느 하나를 선택적으로 상기 제1 연결부에 연결하도록 상기 연결부를 시프트 하는 구동부를 포함하는 배터리 팩 조립체를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제3 연결부는 외부 충전 모듈과 연결될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 연결부는 복수 개의 연결단자를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제3 연결부는 상기 제1 연결부의 복수 개의 제1 연결단자 중 어느 하나에 연결될 수 있다.
바람직하게는, 복수 개의 배터리 셀은 각각 간격을 두고 제1 방향으로 정렬될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 연결부의 복수 개의 제1 연결단자는 상기 제1 방향으로 정렬될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2 연결부의 복수 개의 제2 연결단자는 상기 제1 방향으로 정렬될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제3 연결부의 복수 개의 제3 연결단자는 상기 제1 방향으로 정렬될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2 연결부와 상기 제3 연결부는 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 떨어져 복열로 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 구동부는 상기 제2 방향으로 상기 연결부를 시프트 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 구동부와 연결되어, 미 충전 시, 상기 제2 연결부가 상기 제1 연결부와 연결되도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는 충전 시, 상기 제3 연결부가 상기 제1 연결부와 연결되도록 상기 구동부를 제어할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제3 연결부와 상기 외부 충전 모듈은 무선으로 연결될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 연결부는 해당 배터리 셀의 잔량 정보를 송신하는 잔량정보송신부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제3 연결부에 연결되며, 상기 제1 연결부와 상기 제3 연결부의 연결 시, 상기 잔량정보송신부를 통해 해당 셀의 잔량 정보를 수신하여 교체 주기를 판단하는 교체주기판단부를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 실시예는, 배터리 팩 조립체를 포함하는 차량으로서, 상기 배터리 팩 조립체는. 제1 연결부를 각각 포함하는 복수 개의 배터리 셀과, 모든 상기 제1 연결부와 동시에 연결 가능하게 배치되는 제2 연결부와 상기 제2 연결부와 떨어져 배치되어 모든 상기 제1 연결부와 동시에 연결 가능하게 배치되는 제3 연결부를 포함하는 연결부 및 상기 제2 연결부 및 상기 제3 연결부 중 어느 하나를 선택적으로 상기 제1 연결부에 연결하도록 상기 연결부를 시프트 하는 구동부를 포함하는 차량을 제공할 수 있다.
실시예에 따르면, 미 충전 시에는 배터리 셀들을 연결하고, 충전 시에는 배터리 셀들 각각에 외부 충전 모듈이 연결되도록 구성하여, 충전 시간을 획기적으로 줄이는 유리한 효과를 제공한다.
실시예에 따르면, 배터리 셀 별로 잔량을 확인하고 각각 충전하도록 구성하여 배터리 팩 조립체의 효과적인 관리가 가능한 이점이 있다.
도 1은 실시예에 따른 배터리 팩 조립체를 정면에서 바로 본 도면,
도 2는 도 1에서 도시한 배터리 팩 조립체를 위에서 내려다 본 도면,
도 3은 잔량정보송신부를 도시한 도면,
도 4는 충전 시, 제3 연결부가 제1 연결부에 연결된 상태를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
도 1은 실시예에 따른 배터리 팩 조립체를 정면에서 바로 본 도면이고, 도 2는 도 1에서 도시한 배터리 팩 조립체를 위에서 내려다 본 도면이다.
도 1을 참조하면, 배터리 팩 조립체는 배터리 셀(100)과, 연결부(200)와, 구동부(300)와, 제어부(400)와, 교체주기판단부(500)를 포함할 수 있다.
배터리 셀(100)은 복수 개가 마련되며, 전기적으로 상호 연결된다. 배터리 셀(100)은 리튬 이온 배터리로 형성될 수 있다. 복수 개의 배터리 셀(100)은 제1 방향으로 정렬되도록 배치될 수 있다. 복수 개의 배터리 셀(100)은 일정한 간격을 두고 떨어져 배치될 수 있다.
각각의 배터리 셀(100)은 제1 연결부(110)를 포함할 수 있다. 제1 연결부(110)는 인접하는 배터리 셀(100)과 전기적 연결을 위한 터미널일 수 있다. 또한 제1 연결부(110)는 외부 충전 모듈(1)과 전기적 연결을 위한 터미널일 수 있다. 복수 개의 배터리 셀(100)에 각각 포함된 제1 연결부(110)는 제1 방향(x축 방향)으로 정렬되도록 배치될 수 있다.
한편, 제1 연결부(110)는 복수 개의 제1 연결단자(111,112)를 포함할 수 있다. 제1 방향으로 기준으로 해당 배터리 셀(100)의 양 측에 다른 배터리 셀(100)가 위치하는 경우, 배터리 셀(100)의 어느 한 측에는 제1 연결단자(111)가 배치되고, 배터리 셀(100)의 어느 한 측에는 또 다른 제1 연결단자(112)가 배치될 수 있다. 각각의 제1 연결단자(111,112)는 인접한 배터리 셀(100)에 포함된 제1 연결단자(111,112)를 마주보도록 배치될 수 있다.
도 3은 잔량정보송신부를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 제1 연결부(110)는 잔량정보송신부(113)는 해당 배터리 셀(100)의 잔량 잔량 정보를 외부로 송신하는 역할을 한다. 배터리 셀(100) 별로 잔량 정보를 확인할 경우, 해당 배터리 셀(100)의 교체 주기 및 충전량을 판단할 수 있는 이점이 있다.
연결부(200)는 제2 연결부(210)와 제3 연결부(220)와 몸체부(230)를 포함할 수 있다. 몸체부(230)에 제2 연결부(210)와 제3 연결부(220)가 설치될 수 있다. 제2 연결부(210)와 제3 연결부(220)는 몸체부(230) 상에서 상호 떨어져 배치될 수 있다. 구체적으로, 제2 연결부(210)와 제3 연결부(220)는 복열로 배치될 수 있다.
제2 연결부(210)는 복수 개의 배터리 셀(100)을 상호 전기적으로 연결시키는 역할을 한다. 제2 연결부(210)는 각각의 배터리 셀(100)들을 직렬 또는 병렬로 연결할 수 있다. 제2 연결부(210)는 복수 개의 제2 연결단자(211,212,213)를 포함할 수 있다. 제2 연결단자(211,212,213)들은 제1 방향으로 정렬될 수 있다. 그리고 제2 연결단자(211,212,213)들은 일정한 간격을 두고 떨어져 배치될 수 있다. 제2 연결단자(211,212,213)들의 간격은 배터리 셀(100)들의 간격으로 고려하여 설정된다.
모든 제2 연결단자(211,212,213)들은 인접하는 배터리 셀(100) 사이에 위치한다. 그리고 제2 연결단자(211,212,213)들은 인접하는 배터리 셀(100)의 제1 연결부(110)를 연결한다.
제3 연결부(220)는 복수 개의 배터리 셀(100)을 개별적으로 외부 충전 모듈(1)과 연결시키는 역할을 한다. 제3 연결부(220)는 복수 개의 제3 연결단자(221,222,223,224)를 포함할 수 있다. 제3 연결단자(221,222,223,224)들은 제1 방향으로 정렬될 수 있다. 그리고 제3 연결단자(221,222,223,224)들은 일정한 간격을 두고 떨어져 배치될 수 있다. 제3 연결단자(221,222,223,224)들의 간격은 각각의 배터리 셀(100)에 포함된 제1 연결부(110)의 위치를 고려하여 설정된다.
어느 배터리 셀(100)의 제1 연결부(110)에 복수 개의 제1 연결단자(111,112)가 배치된 경우, 제3 연결단자(221,222,223,224)는 이 중 어느 하나의 제1 연결단자(111,112)에만 연결될 수 있다.
구동부(300)는 몸체부(230)와 연결되어 제2 연결부(210)와 제3 연결부(220)가 시프트 되도록 몸체부(230)를 이동시킨다. 구동부(300)는 공압, 유압 및 전동 중 어느 하나의 구동 방식으로 몸체부(230)를 제1 방향과 수직인 제2 방향(z축 방향)으로 이동시킬 수 있다.
제어부(400)는 구동부(300)와 연결되어 구동부(300)의 동작을 제어한다. 제어부(400)는 제2 연결부(210)가 제1 연결부(110)에 연결되도록 몸체부(230)의 스트로크를 설정할 수 있다. 또한. 제어부(400)는 제3 연결부(220)가 제3 연결부(220)에 연결되도록 몸체부(230)의 스트로크를 설정할 수 있다.
제어부(400)는 주행 상태와 같이 미 충전 상태에서는 제2 연결부(210)가 제1 연결부(110)에 연결되도록 구동부(300)를 제어하여 몸체부(230)의 위치를 설정할 수 있다. 제2 연결부(210)가 제1 연결부(110)에 연결되면, 모든 배터리 셀(100)들이 상호 연결되어 차량에 전기를 공급한다.
또한, 제어부(400)는 충전 상태에서는 제3 연결부(210)가 제1 연결부(110)에 연결되도록 구동부(300)를 제어하여 몸체부(230)의 위치를 설정할 수 있다. 제3 연결부(220)가 제1 연결부(110)에 연결되면, 배터리 셀(100) 마다 개별적으로 충전이 진행될 수 있다.
즉, 제어부(400)는 차량의 충전 시와 미 충전 시를 구분하여 제2 연결부(210) 및 제3 연결부(220) 중 어느 하나를 제1 연결부(110)에 선택적으로 연결시킬 수 있다.
교체주기판단부(500)는 제1 연결부(110)의 잔량정보송신부(500)와 연결되어, 충전 시. 해당 배터리 셀(100)의 잔량 정보를 수신한다. 교체주기판단부(500)는 해당 배터리 셀(100)의 잔량 정보를 수신하여 해당 배터리 셀(100)의 충전량과 교체 주기를 판단할 수 있다. 해당 배터리 셀(100)의 교체 주기는 다른 배터리 셀(100)의 잔량, 충전 시기에 대응한 잔량 등을 고려하여 판단할 수 있다.
도 4는 충전 시, 제3 연결부가 제1 연결부에 연결된 상태를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 충전 시에는 제3 연결부(220)에 외부 충전 모듈(1)이 연결된 상태에서, 구동부(300)가 작동한다. 구동부(300)가 작동하면, 제3 연결부(220)가 제1 연결부(110)에 연결되도록 몸체부(2300가 제2 방향(z축 방향)으로 시프트된다. 각각의 배터리 셀(100)에서 제3 연결부(220)와 제1 연결부(110)가 연결되어 충전이 개별적으로 진행될 수 있다. 이때. 교체주기판단부(500)는 해당 배터리 셀(100)의 잔량 정보를 이용하여 해당 배터리 셀(100)의 충전량을 설정할 수 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 배터리 팩 조립체 및 이를 포함하는 차량에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 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 할 것이다.
100: 배터리 셀
110: 제1 연결부
111,112: 제1 연결단자
113: 잔량정보송신부
200: 여결부
210: 제2 연결부
211,212,213: 제2 연결단자
220: 제3 연결부
221,222,223,224: 제3 연결단자
230: 몸체부
300: 구동부
400: 제어부
500: 교체주기판단부

Claims (16)

  1. 제1 연결부를 각각 포함하는 복수 개의 배터리 셀;
    모든 상기 제1 연결부와 동시에 연결 가능하게 배치되는 제2 연결부와, 상기 제2 연결부와 떨어져 배치되어 모든 상기 제1 연결부와 동시에 연결 가능하게 배치되는 제3 연결부를 포함하는 연결부;및
    상기 제2 연결부 및 상기 제3 연결부 중 어느 하나를 선택적으로 상기 제1 연결부에 연결하도록 상기 연결부를 시프트 하는 구동부
    를 포함하는 배터리 팩 조립체.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 연결부는 외부 충전 모듈과 연결되는 배터리 팩 조립체.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 연결부는 복수 개의 연결단자를 포함하는 배터리 팩 조립체.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제3 연결부는 상기 제1 연결부의 복수 개의 제1 연결단자 중 어느 하나에 연결되는 배터리 팩 조립체.
  5. 제2 항에 있어서,
    복수 개의 배터리 셀은 각각 간격을 두고 제1 방향으로 정렬되는 배터리 팩 조립체.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 연결부의 복수 개의 제1 연결단자는 상기 제1 방향으로 정렬되는 배터리 팩 조립체.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제2 연결부의 복수 개의 제2 연결단자는 상기 제1 방향으로 정렬되는 배터리 팩 조립체.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제3 연결부의 복수 개의 제3 연결단자는 상기 제1 방향으로 정렬되는 배터리 팩 조립체.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 연결부와 상기 제3 연결부는 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 떨어져 복열로 배치되는 배터리 팩 조립체.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 제2 방향으로 상기 연결부를 시프트 하는 배터리 팩 조립체.
  11. 제2 항에 있어서,
    상기 구동부와 연결되어, 미 충전 시, 상기 제2 연결부가 상기 제1 연결부와 연결되도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 배터리 팩 조립체.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제어부는 충전 시, 상기 제3 연결부가 상기 제1 연결부와 연결되도록 상기 구동부를 제어하는 배터리 팩 조립체.
  13. 제2 항에 있어서,
    상기 제3 연결부와 상기 외부 충전 모듈은 무선으로 연결되는 배터리 팩 조립체.
  14. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 연결부는 해당 배터리 셀의 잔량 정보를 송신하는 잔량정보송신부를 포함하는 배터리 팩 조립체.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제3 연결부에 연결되며, 상기 제1 연결부와 상기 제3 연결부의 연결 시, 상기 잔량정보송신부를 통해 해당 셀의 잔량 정보를 수신하여 교체 주기를 판단하는 교체주기판단부를 더 포함하는 배터리 팩 조립체.
  16. 배터리 팩 조립체를 포함하는 차량으로서,
    상기 배터리 팩 조립체는.
    제1 연결부를 각각 포함하는 복수 개의 배터리 셀과,
    모든 상기 제1 연결부와 동시에 연결 가능하게 배치되는 제2 연결부와 상기 제2 연결부와 떨어져 배치되어 모든 상기 제1 연결부와 동시에 연결 가능하게 배치되는 제3 연결부를 포함하는 연결부 및
    상기 제2 연결부 및 상기 제3 연결부 중 어느 하나를 선택적으로 상기 제1 연결부에 연결하도록 상기 연결부를 시프트 하는 구동부를 포함하는 차량.
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