KR20180073838A - 공기-아연 전지 모듈 - Google Patents

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류병훈
공재경
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주식회사 이엠따블유에너지
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Abstract

공기-아연 전지 모듈이 개시된다. 본 발명의 일 구현 예는, 내부에 수용공간이 형성되는 케이스; 상기 케이스의 내부 수용공간에 설치되되, 복수 개의 공기-아연 전지 셀들이 연결 및 적층되어 형성된 전지 유닛이 연결되어 형성되는 전지 유닛군; 상기 케이스의 내부 수용 공간에 설치되어 공기 유동을 유도하는 팬(fan); 및 상기 전지 유닛군 및 상기 팬(fan)과 전기적으로 연결되는 제1 스위칭 커넥터 및 상기 제1 스위칭 커넥터와 접속 가능하도록 형성되는 제2 스위칭 커넥터를 포함하는 스위칭 커넥터;를 포함하되, 상기 제1 및 제2 스위칭 커넥터의 접속에 의해 상기 팬(fan)이 구동되며, 상기 전지 유닛군은 상기 제1 스위칭 커넥터에 직접 연결된, 공기-아연 전지 모듈을 제공한다.

Description

공기-아연 전지 모듈{ZINC-AIR CELL MODULE}
본 발명은 가정용, 산업용, 군용 등 다양한 용도의 전기제품에 적용 가능한 공기-아연 전지 모듈에 관한 것이다.
전기기기에 전력을 공급하는 수단으로서 전지(battery)가 널리 사용되고 있다. 예컨대, 전지로서 망간 건전지, 알칼리 망간 건전지, 공기-아연(zinc-air) 전지 등의 1차 전지와, 니켈 카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈 수소(Ni-H) 전지, 리튬 이온 전지 등의 2차 전지가 사용된 바 있다.
이들 중 공기-아연 전지는 1.4V의 상대적으로 높은 전압을 제공하며, 에너지 밀도가 높고 방전 용량이 큰 장점이 있다. 또한, 전지의 방전이 완료될 때까지 거의 일정한 방전 특성을 나타내어, 중금속의 함유로 사용이 억제되고 있는 수은 전지를 대체할 수 있는 건전지로 생각되고 있다.
공기-아연 전지는 통상적으로 가정용, 산업용, 군용 등 다양한 용도의 전기제품에 적용 가능하도록 하기 위하여 최소 전지 단위인 공기-아연 전지 셀을 복수 개 포함하여 필요로 하는 전압 및 전류 스펙을 만족하는 공기-아연 전지 모듈 형태로 제품화되고 있으며, 이와 같은 공기-아연 전지 모듈에는 복수의 공기-아연 전지 셀을 포함하고 있기 때문에 전지 모듈 내의 모든 공기-아연 전지 셀에 공기를 고르게 공급하기 위해 팬(fan) 장치가 필수적으로 포함된다. 또한, 전지 모듈 제품을 소형화하고 제품의 수명을 최대한 길게 하기 위해서는 이러한 팬(fan)에 전력을 공급하기 위한 전기배선, 전원, 및 스위칭 구조도 중요한 부분에 해당한다.
도 1은 종래기술에 따른 공기-아연 전지 모듈의 전기배선 연결 구조를 도식화한 것이다.
도 1을 참조하면, 종래 공기-아연 전지 모듈의 전기배선 연결 구조는 제1 전지 유닛군(11, 12)과 제2 전지 유닛군(31, 32)이 서로 병렬로 연결되어 있으며, 상기 전지 유닛군들의 (+)극 쪽 말단은 스위칭 커넥터(40)에 형성되어 있는 2개의 (+)극 단자 중 하나와 전기배선으로 연결되고, 상기 전지 유닛군들의 (-)극 쪽 말단은 스위칭 커넥터(40)에 형성되어 있는 1개의 (-)극 단자와 전기배선으로 연결된다. 또한, 팬(20)에 형성되어 있는 (+)극 단자는 스위칭 커넥터(40)에 형성되어 있는 2개의 (+)극 단자 중 나머지와 전기배선으로 연결되고, 팬(20)에 형성되어 있는 (-)극 단자는 상기 스위칭 커넥터(40)의 (-)극 단자와 연결되는 전기 배선으로부터 곁가지 형태로 연결되어 있다.
도 1에 도시된 종래 공기-아연 전지 모듈의 경우, 제1 전지 유닛군(11, 12)과 제2 전지 유닛군(31, 32)은 서로 전기배선이 병렬로 연결되어 폐회로(closed circuit)를 형성함으로써, 전지 셀 간의 전압편차가 발생하는 경우, 실제로 사용하지 않더라도 전지 셀 간의 상호작용에 의해 미세한 자연방전이 발생하는 문제점이 있었다.
대한민국등록특허 제10-0953003호
본 발명은 직렬 연결된 복수 개의 전지 유닛들, 즉, 전지 유닛군을 스위칭 커넥터에 직접 연결하여 개회로(open circuit)를 형성함으로써, 전지 셀 간의 전압편차가 발생하더라도 전지 셀 간의 상호작용이 없어 사용하기 전까지는 자연방전이 발생하지 않는 공기-아연 전지 모듈을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 팬(fan)의 구동 및 정지를 위해 기존의 전지 모듈 제품과 같이 별도의 스위치 장치를 구비할 필요가 없어 제품의 소형화가 가능하고, 이에 따라 전기배선 단순화 및 제조단가 절감이 가능한 공기-아연 전지 모듈을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 구현 예는, 내부에 수용공간이 형성되는 케이스; 상기 케이스의 내부 수용공간에 설치되되, 복수 개의 공기-아연 전지 셀들이 연결 및 적층되어 형성된 전지 유닛이 연결되어 형성되는 전지 유닛군; 상기 케이스의 내부 수용 공간에 설치되어 공기 유동을 유도하는 팬(fan); 및 상기 전지 유닛군 및 상기 팬(fan)과 전기적으로 연결되는 제1 스위칭 커넥터 및 상기 제1 스위칭 커넥터와 접속 가능하도록 형성되는 제2 스위칭 커넥터를 포함하는 스위칭 커넥터;를 포함하되, 상기 제1 및 제2 스위칭 커넥터의 접속에 의해 상기 팬(fan)이 구동되며, 상기 전지 유닛군은 상기 제1 스위칭 커넥터에 직접 연결된, 공기-아연 전지 모듈을 제공한다.
상기 전지 유닛군은 n개(n≥1)로 구성되되, 상기 전지 유닛군이 n개(n＞1)로 구성되는 경우, 상기 전지 유닛군 각각은 서로 연결되지 않은 상태에서 상기 제1 스위칭 커넥터에 직접 연결된 것일 수 있다.
상기 제1 스위칭 커넥터에는 n+1개의 (+)극 단자 및 n+1개의 (-)극 단자가 형성되며, 상기 제1 스위칭 커넥터의 서로 다른 (+)극 단자는 상기 전지 유닛군 각각의 (+)극 및 상기 상기 팬(fan)의 (+)극 단자와 연결되고, 상기 제1 스위칭 커넥터의 서로 다른 (-)극 단자는 상기 전지 유닛군 각각의 (-)극 및 상기 상기 팬(fan)의 (-)극 단자와 연결된 것일 수 있다.
상기 제2 스위칭 커넥터에는 상기 제1 스위칭 커넥터의 단자들과 접속되도록 n+1개의 (+)극 단자 및 n+1개의 (-)극 단자가 형성되며, 상기 제2 스위칭 커넥터의 n+1개의 (+)극 단자는 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제2 스위칭 커넥터의 n+1개의 (-)극 단자는 서로 전기적으로 연결된 것일 수 있다.
상기 전지 유닛은 복수 개의 공기-아연 전지 셀들이 직렬로 연결 및 적층되어 형성된 것이고, 상기 전지 유닛이 인접하는 전지 유닛과 일 열로 배치되어 직렬로 연결된 전지 유닛군을 형성할 수 있다.
상기 제2 스위칭 커넥터는 상기 제1 스위칭 커넥터와 접속 시, 전기적으로 연결된 인버터로 상기 전지 유닛군의 전력을 공급하되, 상기 제2 스위칭 커넥터의 (+)극 단자 중 적어도 하나는 상기 인버터의 (+)극과 연결되며, 상기 제2 스위칭 커넥터의 (-)극 단자 중 적어도 하나는 상기 인버터의 (-)극과 연결될 수 있다.
본 발명은 직렬 연결된 복수 개의 전지 유닛들, 즉, 전지 유닛군을 스위칭 커넥터에 직접 연결하여 개회로(open circuit)를 형성함으로써, 전지 셀 간의 전압편차가 발생하더라도 전지 셀 간의 상호작용이 없어 사용하기 전까지는 자연방전이 발생하지 않는 공기-아연 전지 모듈을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 팬(fan)의 구동 및 정지를 위해 기존의 전지 모듈 제품과 같이 별도의 스위치 장치를 구비할 필요가 없어 제품의 소형화가 가능하고, 이에 따라 전기배선 단순화 및 제조단가 절감이 가능한 공기-아연 전지 모듈을 제공할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 공기-아연 전지 모듈의 전기배선 연결 구조를 도식화한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 공기-아연 전지 모듈의 일 실시예를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 전지 유닛의 일 실시예를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 공기-아연 전지 셀의 일 실시예를 나타낸 것이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하에서는 본 발명에 대해 상세히 설명하되, 필요한 경우 도면을 참조하여 설명하도록 하며, 하기 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 지나지 않으며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.
본 발명은 직렬 연결된 복수 개의 전지 유닛들, 즉, 전지 유닛군을 스위칭 커넥터에 직접 연결하여 개회로(open circuit)를 형성함으로써, 전지 셀 간의 전압편차가 발생하더라도 전지 셀 간의 상호작용이 없어 사용하기 전까지는 자연방전이 발생하지 않는 공기-아연 전지 모듈을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 팬(fan)의 구동 및 정지를 위해 기존의 전지 모듈 제품과 같이 별도의 스위치 장치를 구비할 필요가 없어 제품의 소형화가 가능하고, 이에 따라 전기배선 단순화 및 제조단가 절감이 가능한 공기-아연 전지 모듈을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 구현 예는, 내부에 수용공간이 형성되는 케이스; 상기 케이스의 내부 수용공간에 설치되되, 복수 개의 공기-아연 전지 셀들이 연결 및 적층되어 형성된 전지 유닛이 연결되어 형성되는 전지 유닛군; 상기 케이스의 내부 수용 공간에 설치되어 공기 유동을 유도하는 팬(fan); 및 상기 전지 유닛군 및 상기 팬(fan)과 전기적으로 연결되는 제1 스위칭 커넥터 및 상기 제1 스위칭 커넥터와 접속 가능하도록 형성되는 제2 스위칭 커넥터를 포함하는 스위칭 커넥터;를 포함하되, 상기 제1 및 제2 스위칭 커넥터의 접속에 의해 상기 팬(fan)이 구동되며, 상기 전지 유닛군은 상기 제1 스위칭 커넥터에 직접 연결된, 공기-아연 전지 모듈을 제공한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 공기-아연 전지 모듈에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 공기-아연 전지 모듈의 일 실시예를 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 공기-아연 전지 모듈(100)은 케이스(미도시)와, 전지 유닛군(120)과, 팬(fan)(130), 그리고 스위칭 커넥터(140)를 포함할 수 있다.
먼저, 본 발명에서 케이스는 도면에는 도시되지 아니하였으나, 내부에 수용공간이 형성되어 후술되는 전지 유닛군(120)과, 팬(fan)(130) 등을 수용할 수 있도록 하는 구성이다.
이 때, 케이스는 예컨대 육면체 형상으로 형성될 수 있으며, 케이스의 일면에는 외기(外氣)가 유입되기 위한 공기 통공이 하나 이상 형성될 수 있다.
본 발명에서 전지 유닛군(120)은 전술한 케이스의 내부 수용공간에 설치되는 구성으로서, 본 발명에 따른 공기-아연 전지 모듈(100)에는 전지 유닛군(120)이 하나 또는 둘 이상 포함될 수 있다.
이 때, 하나 또는 둘 이상 포함되는 전지 유닛군(120)은 후술되는 제1 스위칭 커넥터(141)에 직접 연결되는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 전술한 전지 유닛군(120)이 둘 이상 포함되는 경우에는 각각의 전지 유닛군(120)이 서로 간의 연결없이 독립적인 상태에서 제1 스위칭 커넥터(141)에 직접 연결되도록 구성된다. 이와 같은 연결 구조는 직렬 연결된 복수 개의 전지 유닛들(125’, 125”), 즉, 전지 유닛군(120)을 스위칭 커넥터에 직접 연결함으로써, 전체적인 회로의 형태를 개회로(open circuit)가 되도록 한 것으로서, 각각의 전지 유닛들(125’, 125”)을 구성하는 전지 셀 간에 전압 편차가 발생하더라도 전지 셀 간의 상호작용이 없어, 사용하기 전까지는 자연 방전이 발생하지 않도록 할 수 있는 이점이 있다.
본 발명에서 전지 유닛군(120)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 둘 이상의 전지 유닛(125’, 125”)이 연결되어 형성될 수 있다.
구체적으로, 전지 유닛군(120)은 둘 이상의 전지 유닛(125’, 125”)이 직렬로 연결되어 집합체를 이룬 것으로서, 이를 통해 본 발명의 전지 유닛군(120)은 각각의 전지 유닛(125’, 125”)의 전압이 더해져서, 포함된 전지 유닛(125’, 125”)의 개수 만큼 높은 전압을 확보할 수 있게 된다.
이 때, 전지 유닛(125’, 125”)은 둘 이상의 공기-아연 전지 셀들이 직렬로 연결 및 적층되어 이루어질 수 있다.
구체적으로, 전지 유닛(125’, 125”)은 둘 이상의 공기-아연 전지 셀들이 전기적으로 직렬로 연결되고, 각각의 공기-아연 전지 셀들이 적층된 형태의 구조를 가질 수 있다. 이를 통해 본 발명의 전지 유닛(125’, 125”)은 각각의 공기-아연 전지 셀들의 전압이 더해져, 포함된 공기-아연 전지 셀들의 개수 만큼 높은 전압을 확보할 수 있게 되며, 가정용, 산업용, 군용 등 다양한 용도의 전기제품에 적용 가능하도록 전압을 높이는데 유리하다.
도 3은 본 발명에 따른 전지 유닛의 일 실시예를 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전지 유닛(125)은 직렬로 연결된 5개의 공기-아연 전지 셀(125a)들이 적층된 구조로 이루어질 수 있다.
이 경우, 각각의 공기-아연 전지 셀(125a)의 전압이 더해져서, 포함된 공기-아연 전지 셀(125a)의 개수 만큼의 높은 전압을 확보할 수 있게 된다. 예컨대, 각각의 공기-아연 전지 셀(125a)의 전압이 1.3 ~ 1.4V 인 경우, 전지 유닛(125)의 전압은 6V 이상을 확보할 수 있다.
도 3에는 단위 전지 유닛(125)을 구성하는 공기-아연 전지 셀(125a)이 5개인 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 공기-아연 전지 모듈이 사용되는 용도에 따라 단위 전지 유닛(125) 당 공기-아연 전지 셀(125a)의 개수를 변경 가능하다.
한편, 공기-아연 전지 셀은 공기-아연 전지 모듈을 이루는 최소 단위로서, 공기-아연 전지 셀의 내부 구조는 통상적으로 알려진 바와 같이 공기 확산층, 촉매활성층 등이 포함된 공기양극 전극부와, 아연(Zn) 및 전해질이 혼합된 아연 겔 등이 포함된 음극 전극부, 그리고 전술한 공기양극 전극부와 음극 전극부의 단락을 방지하기 위해 공기양극 전극부와 음극 전극부 사이에 위치되는 세퍼레이터(separator)를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에서 공기-아연 전지 셀의 형태는 어떠한 형태라도 무방하나, 공간 효율을 고려할 때, 판형의 공기-아연 전지 셀을 사용하여 적층 구조로 전지 유닛을 형성하는 것이 보다 바람직하다.
도 4는 본 발명에 따른 공기-아연 전지 셀의 일 실시예를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 공기-아연 전지 셀(125a)은 판형의 형태를 가질 수 있으며, 공기-아연 전지 셀(125a)의 공기양극 전극부 쪽 면에는 외부와 공기가 통할 수 있도록 복수의 공기 구멍(125e)이 형성될 수 있다.
또한, 공기-아연 전지 셀(125a)의 공기양극 전극부 쪽 면에는 돌기 형태의 스페이서(125c)가 형성됨으로써, 공기-아연 전지 셀(125a)이 적층되어, 도 3에 도시된 바와 같이, 전지 유닛(125)을 형성하는 경우 적층된 각각의 공기-아연 전지 셀(125a) 사이에 공기가 원활하게 통할 수 있는 공간을 형성하게 된다. 이러한 공간은 전지 유닛(125)을 구성하는 각각의 공기-아연 전지 셀(125a)에 공기가 원활하게 공급될 수 있도록 할 뿐만 아니라, 공기-아연 전지 모듈의 케이스 내부의 공기 유동 또한 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 본 발명에서 팬(fan)(130)은 전술한 케이스의 내부 수용공간에 설치되는 구성으로서, 외부의 공기 흐름을 공기-아연 전지 모듈(100) 내로 유도하여 공기-아연 전지 모듈(100) 내의 복수의 공기-아연 전지 셀들로 이루어진 전지 유닛(125’, 125”)에 공기를 고르게 공급하는 역할을 한다.
본 발명에서는 팬(fan)(130)이 공기-아연 전지 모듈(100)의 케이스 내부에 위치됨으로써, 팬(fan)(130)이 외부 노출된 경우와 비교할 때 송풍 날개 오염으로 인한 송풍량 저하 및 이에 따른 전지 모듈 성능 하락의 문제를 방지할 수 있으며, 팬(fan)(130)의 소음 야기 문제도 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에서는 공기-아연 전지 모듈(100) 내에 포함되는 전지 유닛(125’, 125”) 및 전지 유닛군(120)의 개수와 배치 형태에 따라 공기-아연 전지 모듈(100) 내의 모든 전지 유닛(125’, 125”)에 최대한 고르게 공기 흐름을 유도하여 공기를 공급할 수 있도록 하기 위하여, 팬(fan)(130)의 배치 위치나 방향 등을 설계 변경 가능하다.
예컨대, 전지 유닛(125’)이 공기-아연 전지 모듈(100) 내에서 인접하는 전지 유닛(125”)과 일 열로 배치되어 직렬로 연결된 하나의 전지 유닛군(120)을 형성하는 경우에는 전지 모듈 내의 모든 전지 유닛(125’, 125”)에 최대한 고르게 공기 흐름을 유도하여 공기를 공급할 수 있도록 하기 위하여 팬(fan)(130)이 모든 또는 일부 전지 유닛(125’, 125”) 사이에 구비될 수 있다. 또한, 팬(fan)(130)의 방향은 날개의 회전 축 방향과 전지 유닛(125’, 125”)의 일 열 배치방향이 동일한 방향일 수 있다.
본 발명에서 팬(fan)(130)은 동력원으로 전기 에너지를 사용하기 때문에, 전기 배선이 연결될 수 있도록 (+)극 단자 및 (-)극 단자를 포함한다.
한편, 본 발명에서 스위칭 커넥터(140)는 공기-아연 전지 모듈(100)의 케이스 일면의 일 영역에 형성되는 제1 스위칭 커넥터(141) 및 상기 제1 스위칭 커넥터(141)와 접속 가능하도록 형성되는 제2 스위칭 커넥터(142)를 포함한다.
이 때, 제1 스위칭 커넥터(141)는 공기-아연 전지 모듈(100)의 케이스 내부에 위치되는 전지 유닛군(120) 및 팬(fan)(130)과 전기적으로 연결된다.
보다 구체적으로, 전술한 바와 같이 전지 유닛군(120)이 제1 스위칭 커넥터(141)에 직접 연결되므로, 상기 제1 스위칭 커넥터(141)에는 전지 유닛군(120)의 개수에 대응하는 개수만큼의 (+)극 단자와 (-)극 단자가 각각 구비되고, 이와 더불어 팬(fan)(130)의 양극 단자가 연결되는 (+)극 단자와 (-)극 단자가 더 구비된다.
상기와 같은 연결 구조는 직렬 연결된 복수 개의 전지 유닛들(125’, 125”), 즉, 전지 유닛군(120)을 스위칭 커넥터에 직접 연결함으로써, 전체적인 회로의 형태를 개회로(open circuit)가 되도록 한 것으로서, 각각의 전지 유닛들(125’, 125”)을 구성하는 전지 셀 간에 전압 편차가 발생하더라도 전지 셀 간의 상호작용이 없어, 사용하기 전까지는 자연 방전이 발생하지 않도록 할 수 있는 이점이 있다.
예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기-아연 전지 모듈(100)에서 전지 유닛군(120)이 2개 포함되는 경우, 제1 스위칭 커넥터(141)에는 3개의 (+)극 단자 및 3개의 (-)극 단자가 형성된다.
즉, 제1 스위칭 커넥터(141)의 서로 다른 (+)극 단자는 2개의 전지 유닛군(120) 각각의 (+)극과 전기 배선으로 연결되고, 제1 스위칭 커넥터(141)의 나머지 하나의 (+)극 단자는 팬(fan)에 형성되어 있는 (+)극 단자와 전기 배선으로 연결된다.
또한, 제1 스위칭 커넥터(141)의 서로 다른 (-)극 단자는 2개의 전지 유닛군(120) 각각의 (-)극과 전기 배선으로 연결되고, 제1 스위칭 커넥터(141)의 나머지 하나의 (-)극 단자는 팬(fan)에 형성되어 있는 (-)극 단자와 전기 배선으로 연결된다.
이에 따라, 하나 또는 둘 이상의 전지 유닛군(120)에서 발생되는 전기 중 일부가 팬(fan)(130)의 구동 에너지로 사용되기 때문에 팬(fan)(130)을 구동시키기 위해 별도의 무거운 배터리 장치가 필요하지 않으므로 기존 제품에 비해 제품의 구조 단순화 및 경량화가 가능한 이점이 있다.
본 발명에서 제1 스위칭 커넥터(141)는 인버터(미도시)와 전기적으로 연결되어 있는 제2 스위칭 커넥터(142)와 접속 및 분리가 가능하며, 제2 스위칭 커넥터(142)에는 제1 스위칭 커넥터(141)의 단자와 대응하도록 상기 제1 스위칭 커넥터(141)의 단자의 개수와 동일한 개수의 (+)극 단자 및 (-)극 단자가 구비된다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 공기-아연 전지 모듈(100)에서 제1 스위칭 커넥터(141)에 3개의 (+)극 단자 및 3개의 (-)극 단자가 형성되는 경우, 제2 스위칭 커넥터(142)에도 3개의 (+)극 단자 및 3개의 (-)극 단자가 형성된다.
또한, 제2 스위칭 커넥터(142)의 (+)극 단자들은 서로 전기 배선으로 연결되고, 제2 스위칭 커넥터(142)의 (-)극 단자들은 서로 전기 배선으로 연결되도록 한다.
상기와 같은 구조적인 특징으로 인해 제1 스위칭 커넥터(141)에 제2 스위칭 커넥터(142)를 접속하게 되면 본 발명의 공기-아연 전지 모듈(100)에 통전이 일어나 팬(fan)(130)이 구동되며, 제2 스위칭 커넥터(142)를 분리하게 되면 본 발명의 공기-아연 전지 모듈(100)에 통전이 정지되어 팬(fan)(130)의 구동이 멈추게 된다.
즉, 본 발명에 따른 공기-아연 전지 모듈(100)은 팬(fan)(130)의 구동 및 정지를 위해 별도의 스위칭 장치를 구비할 필요가 없으며, 이에 따라 전지 모듈 내 공간 효율이 개선되어 제품의 소형화가 가능하고, 전기 배선 단순화 및 제조단가 절감이 가능하다. 또한 팬(fan)(130)의 구동 제어가 스위칭 커넥터의 접속 및 분리만으로 이루어지므로, 실수로 팬(fan)(130)의 구동을 오프(off)하지 않아 불필요하게 방전시켜 전지 모듈의 수명을 단축시키게 되는 염려도 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.
100: 공기-아연 전지 모듈
120: 전지 유닛군
125, 125’, 125”: 전지 유닛
125a: 공기-아연 전지 셀
125b: (-)극 단자
125c: 스페이서
125d: (+)극 단자
125e: 공기 구멍
130: 팬(fan)
140: 스위칭 커넥터
141: 제1 스위칭 커넥터
142: 제2 스위칭 커넥터

Claims (6)

  1. 내부에 수용공간이 형성되는 케이스;
    상기 케이스의 내부 수용공간에 설치되되, 복수 개의 공기-아연 전지 셀들이 연결 및 적층되어 형성된 전지 유닛이 연결되어 형성되는 전지 유닛군;
    상기 케이스의 내부 수용 공간에 설치되어 공기 유동을 유도하는 팬(fan); 및
    상기 전지 유닛군 및 상기 팬(fan)과 전기적으로 연결되는 제1 스위칭 커넥터 및 상기 제1 스위칭 커넥터와 접속 가능하도록 형성되는 제2 스위칭 커넥터를 포함하는 스위칭 커넥터;
    를 포함하되,
    상기 제1 및 제2 스위칭 커넥터의 접속에 의해 상기 팬(fan)이 구동되며,
    상기 전지 유닛군은 상기 제1 스위칭 커넥터에 직접 연결된, 공기-아연 전지 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전지 유닛군은 n개(n≥1)로 구성되되,
    상기 전지 유닛군이 n개(n＞1)로 구성되는 경우, 상기 전지 유닛군 각각은 서로 연결되지 않은 상태에서 상기 제1 스위칭 커넥터에 직접 연결된 것인, 공기-아연 전지 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 커넥터에는 n+1개의 (+)극 단자 및 n+1개의 (-)극 단자가 형성되며,
    상기 제1 스위칭 커넥터의 서로 다른 (+)극 단자는 상기 전지 유닛군 각각의 (+)극 및 상기 상기 팬(fan)의 (+)극 단자와 연결되고,
    상기 제1 스위칭 커넥터의 서로 다른 (-)극 단자는 상기 전지 유닛군 각각의 (-)극 및 상기 상기 팬(fan)의 (-)극 단자와 연결된 것인, 공기-아연 전지 모듈.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 스위칭 커넥터에는 상기 제1 스위칭 커넥터의 단자들과 접속되도록 n+1개의 (+)극 단자 및 n+1개의 (-)극 단자가 형성되며,
    상기 제2 스위칭 커넥터의 n+1개의 (+)극 단자는 서로 전기적으로 연결되고,
    상기 제2 스위칭 커넥터의 n+1개의 (-)극 단자는 서로 전기적으로 연결된 것인, 공기-아연 전지 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전지 유닛은 복수 개의 공기-아연 전지 셀들이 직렬로 연결 및 적층되어 형성된 것이고,
    상기 전지 유닛이 인접하는 전지 유닛과 일 열로 배치되어 직렬로 연결된 전지 유닛군을 형성하는, 공기-아연 전지 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 스위칭 커넥터는 상기 제1 스위칭 커넥터와 접속 시, 전기적으로 연결된 인버터로 상기 전지 유닛군의 전력을 공급하되,
    상기 제2 스위칭 커넥터의 (+)극 단자 중 적어도 하나는 상기 인버터의 (+)극과 연결되며,
    상기 제2 스위칭 커넥터의 (-)극 단자 중 적어도 하나는 상기 인버터의 (-)극과 연결되는, 공기-아연 전지 모듈.
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