KR20200061012A - 저온 환경을 위한 항공기용 리튬이온 배터리의 히터장치 - Google Patents

저온 환경을 위한 항공기용 리튬이온 배터리의 히터장치 Download PDF

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Abstract

제안기술은 저온 환경을 위한 항공기용 리튬이온 배터리의 히터장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 -50℃ 이하의 저온 환경에서 운용되는 배터리의 히터장치에 관한 발명이다.

Description

저온 환경을 위한 항공기용 리튬이온 배터리의 히터장치{Lithium-Ion battery heater equipment for an low temperature}
제안기술은 저온 환경을 위한 항공기용 리튬이온 배터리의 히터장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 -50℃ 이하의 저온 환경에서 운용되는 배터리의 히터장치에 관한 발명이다.
일반적으로, 현재 개발되어 있는 리튬이온 배터리는 배터리 히터를 내장하고 있으며, 배터리의 내부 온도를 체크하여 저온 환경 시 배터리 히터를 동작시킴으로써 배터리가 정상적으로 전원을 출력할 수 있도록 개발되어 왔다.
그러나 기존의 내장형 히터만으로는 일반적인 저온 환경을 벗어난 일정 온도 이하의 저온 환경에서 배터리가 정상적으로 운용되는 온도조건을 구성할 수가 없는 문제가 있었다.
한국공개특허 KR10-2011-0062276
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로서, 일정 온도 이하의 저온 환경에서도 리튬이온 배터리가 정상적으로 동작하여 안정적으로 전원을 출력할 수 있도록 하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 저온 환경을 위한 항공기용 리튬이온 배터리의 히터장치에 있어서,
전원커넥터;
전원커넥터로부터 전원을 공급받는 온도센서;
온도센서의 신호에 따라 전류를 전달하는 히터케이블;
배터리를 감싸며, 히터케이블로부터 전달되는 전류에 따라 발열되는 실리콘히터;를 포함하며,
배터리는 실리콘히터의 발열에 의해 가열되는 것을 특징으로 한다.
실리콘히터는 상면이 개방되며, 내부에 배터리가 안착되는 사각 챔버 형상인 것을 특징으로 한다.
실리콘히터의 양측면 및 후면 각각은 서로 다른 히터로 구성되는 것을 특징으로 한다.
온도센서는,
실리콘히터의 일측면 외측에 구비되는 제1온도센서;,
실리콘히터의 후면 외측에 구비되는 제2온도센서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
제1온도센서에서 기준 온도 이하의 온도값 감지 시 실리콘히터의 일측면이 가열되는 것을 특징으로 한다.
제2온도센서에서 기준 온도 이하의 온도값 감지 시 실리콘히터의 타측면 및 후면이 가열되는 것을 특징으로 한다.
제1온도센서에 설정된 기준 온도와 제2온도센서에 설정된 기준 온도는 서로 다른 것을 특징으로 한다.
실리콘히터의 전면 중앙부에는 전면의 하단으로부터 상단에 이르기까지 개방된 사각단면의 개구부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
실리콘히터의 외측면 테두리에는 딱딱한 재질의 마운트가 배치되는 것을 특징으로 한다.
개구부의 양측 테두리에 위치하는 마운트는 전방을 향하여 일정 길이 돌출되는 돌출마운트인 것을 특징으로 한다.
돌출마운트의 상단은, 개구부 일측의 돌출마운트와 개구부 타측의 돌출마운트를 차례로 관통하는 상단볼트에 의해 서로 연결되어 고정되는 것을 특징으로 한다.
돌출마운트의 하단은, 개구부 일측의 돌출마운트와 개구부 타측의 돌출마운트를 차례로 관통하는 하단볼트에 의해 서로 연결되어 고정되는 것을 특징으로 한다.
상단볼트와 하단볼트는 서로 평행인 것을 특징으로 한다.
개구부는 배터리와 외부 구성품을 연결시키는 복수 개의 케이블에 의해 관통되는 것을 특징으로 한다.
전원커넥터는 실리콘히터의 전면 외측에 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 일정 온도 이하의 저온 환경에서도 리튬이온 배터리가 정상적으로 동작하여 비상 시에도 안정적으로 전원을 출력할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 히터장치의 전체 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 히터장치의 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 히터장치의 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 히터장치의 상면도.
도 5는 본 발명에 따른 히터장치의 운용방법 구성도.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위한 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은 저온 환경을 위한 항공기용 리튬이온 배터리의 히터장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 -50℃ 이하의 저온 환경에서 운용되는 배터리의 히터장치에 관한 발명이다.
도 1에는 본 발명에 따른 히터장치의 전체 개념도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 따른 히터장치의 정면도가 도시되어 있으며, 도 3에는 본 발명에 따른 히터장치의 측면도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명에 따른 히터장치의 상면도가 도시되어 있다.
본 발명의 히터장치는 외부로부터 항상 전원을 공급받는 전원커넥터(2)와, 상기 전원커넥터(2)로부터 전원을 공급받는 온도센서(4, 6)와, 상기 온도센서(4, 6)의 신호에 따라 전류를 전달하는 히터케이블(8)과, 배터리를 감싸며 상기 히터케이블(8)로부터 전달되는 전류에 따라 발열되는 실리콘히터(10)를 포함하여 구성된다.
상기 실리콘히터(10)는 실리콘 재질의 내부에 히터가 내장되어 형성되는 것으로, 상면이 개방되며 내부에 배터리가 안착되는 사각 챔버 형상으로 형성된다.
상기와 같은 형상의 상기 실리콘히터(10)는 양측면 및 후면 각각이 서로 다른 히터로 구성된다. 상기 실리콘히터(10)의 전면 측은 실리콘 재질만으로 형성되는 것으로, 내부에 히터가 내장되지 않는다.
상기 온도센서(4, 6)는 상기 실리콘히터(10)의 일측면 외측에 구비되는 제1온도센서(4)와, 상기 실리콘히터(10)의 후면 외측에 구비되는 제2온도센서(6)를 포함한다.
상기 제1온도센서(4)에서 기 설정된 기준 온도 이하의 온도값 감지 시 상기 실리콘히터(10)의 일측면이 가열되고, 상기 제2온도센서(6)에서 기 설정된 기준 온도 이하의 온도값 감지 시 상기 실리콘히터(10)의 타측면 및 후면이 가열된다.
상기 제1온도센서(4)에 설정된 기준 온도와 상기 제2온도센서(6)에 설정된 기준 온도는 서로 다르게 설정되는 것으로, 제작자의 판단에 따라 적절한 온도로 설정될 수 있다.
상기 실리콘히터(10)는 실리콘 재질로 형성되기 때문에 상기 실리콘히터(10) 만으로 히터장치를 구성할 경우 형태가 잡히지 않고 흐물거리게 된다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 상기 실리콘히터(10)의 외측면 테두리에는 딱딱한 재질의 마운트(14)가 배치된다. 상기 마운트(14)는 상기 실리콘히터(10)의 형태를 잡아주는 프레임의 역할을 하는 것으로, 일체형으로 형성되어 상기 마운트(14) 내부에 상기 실리콘히터(10)가 안착되는 형상으로 형성된다.
상기 실리콘히터(10)의 전면 중앙부에는 상기 전면의 하단으로부터 상단에 이르기까지 개방된 사각단면의 개구부(12)가 형성된다. 상기 개구부(12)는 상기 실리콘히터(10) 내부의 배터리와 외부 구성품을 연결시키는 복수 개의 케이블에 의해 관통된다.
상기 개구부(12)의 양측 테두리에는 전방을 향하여 일정 길이 돌출되는 돌출마운트(16)가 적용된다.
상기 돌출마운트(16)는 상기 실리콘히터(10)의 하면과 수직인 것으로, 상기 돌출마운트(16)의 상단은 상기 개구부(12) 일측의 상기 돌출마운트(16)의 상단과 상기 개구부(12) 타측의 상기 돌출마운트(16)의 상단을 차례로 관통하는 상단볼트(18)에 의해 서로 연결되어 고정되며, 상기 돌출마운트(16)의 하단은 상기 개구부(12) 일측의 상기 돌출마운트(16)의 하단과 상기 개구부(12) 타측의 상기 돌출마운트(16)의 하단을 차례로 관통하는 하단볼트(20)에 의해 서로 연결되어 고정된다.
상기 상단볼트(18)와 상기 하단볼트(20)는 서로 평행하게 배치된다.
상기 상단볼트(18) 및 상기 하단볼트(20)는 상기 개구부(12) 양측의 상단과 하단을 고정하여 상기 개구부(12)로 인해 상기 전면의 형상이 흐물거리는 것을 막기 위한 구성이다.
상기 개구부(12)는 사각형상의 홀(hole)로도 형성될 수 있다. 상기 개구부(12)가 홀의 형태로 형성되었을 경우 상기 돌출마운트(16), 상기 상단볼트(18) 및 상기 하단볼트(20)는 제거되며, 상기 홀의 테두리에 상기 마운트(14)를 설치하여 상기 실리콘히터(10) 전면의 형태를 잡아주게 된다.
도 5에는 본 발명에 따른 히터장치의 운용방법 구성도가 도시되어 있다.
상기 전원커넥터(2)는 상기 실리콘히터(10)의 전면 외측에 위치하게 된다. 상기 히터케이블(8)은 상기 전원커넥터(2)에 연결되어 상기 실리콘히터(10)의 일측면, 후면 및 타측면을 차례로 감싸게 된다. 이때, 상기 히터케이블(8)은 상기 실리콘히터(10)의 일측면, 후면, 타측면과 각각 연결된다.
상기 온도센서(4, 6)가 기준 온도 이하의 온도 값을 감지하게 되면, 상기 전원커넥터(2)는 해당되는 상기 실리콘히터(10)의 면과 연결된 상기 히터케이블(8)에 전류를 공급하여 상기 실리콘히터(10)를 가열시키게 된다.
상기 실리콘히터(10) 내측의 상기 배터리는 상기와 같이 가열되는 상기 실리콘히터(10)의 발열에 의해 가열되어 일정 온도 이하의 저온 환경에서도 정상적으로 동작하여 안정적으로 전원을 출력할 수 있게 된다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
2 : 전원커넥터
4 : 제1온도센서
6 : 제2온도센서
8 : 히터케이블
10 : 실리콘히터
12 : 개구부
14 : 마운트
16 : 돌출마운트
18 : 상단볼트
20 : 하단볼트

Claims (15)

  1. 전원커넥터;
    상기 전원커넥터로부터 전원을 공급받는 온도센서;
    상기 온도센서의 신호에 따라 전류를 전달하는 히터케이블;
    배터리를 감싸며, 상기 히터케이블로부터 전달되는 전류에 따라 발열되는 실리콘히터;를 포함하며,
    상기 배터리는 상기 실리콘히터의 발열에 의해 가열되는 것
    을 특징으로 하는 저온 환경을 위한 항공기용 리튬이온 배터리의 히터장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘히터는 상면이 개방되며, 내부에 상기 배터리가 안착되는 사각 챔버 형상인 것을 특징으로 하는 저온 환경을 위한 항공기용 리튬이온 배터리의 히터장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 실리콘히터의 양측면 및 후면 각각은 서로 다른 히터로 구성되는 것을 특징으로 하는 저온 환경을 위한 항공기용 리튬이온 배터리의 히터장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 온도센서는,
    상기 실리콘히터의 일측면 외측에 구비되는 제1온도센서;,
    상기 실리콘히터의 후면 외측에 구비되는 제2온도센서;를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 저온 환경을 위한 항공기용 리튬이온 배터리의 히터장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1온도센서에서 기준 온도 이하의 온도값 감지 시 상기 실리콘히터의 일측면이 가열되는 것을 특징으로 하는 저온 환경을 위한 항공기용 리튬이온 배터리의 히터장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2온도센서에서 기준 온도 이하의 온도값 감지 시 상기 실리콘히터의 타측면 및 후면이 가열되는 것을 특징으로 하는 저온 환경을 위한 항공기용 리튬이온 배터리의 히터장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제1온도센서에 설정된 기준 온도와 상기 제2온도센서에 설정된 기준 온도는 서로 다른 것을 특징으로 하는 저온 환경을 위한 항공기용 리튬이온 배터리의 히터장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 실리콘히터의 전면 중앙부에는 상기 전면의 하단으로부터 상단에 이르기까지 개방된 사각단면의 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 저온 환경을 위한 항공기용 리튬이온 배터리의 히터장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 실리콘히터의 외측면 테두리에는 딱딱한 재질의 마운트가 배치되는 것을 특징으로 하는 저온 환경을 위한 항공기용 리튬이온 배터리의 히터장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 개구부의 양측 테두리에 위치하는 상기 마운트는 전방을 향하여 일정 길이 돌출되는 돌출마운트인 것을 특징으로 하는 저온 환경을 위한 항공기용 리튬이온 배터리의 히터장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 돌출마운트의 상단은, 상기 개구부 일측의 상기 돌출마운트와 상기 개구부 타측의 상기 돌출마운트를 차례로 관통하는 상단볼트에 의해 서로 연결되어 고정되는 것을 특징으로 하는 저온 환경을 위한 항공기용 리튬이온 배터리의 히터장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 돌출마운트의 하단은, 상기 개구부 일측의 상기 돌출마운트와 상기 개구부 타측의 상기 돌출마운트를 차례로 관통하는 하단볼트에 의해 서로 연결되어 고정되는 것을 특징으로 하는 저온 환경을 위한 항공기용 리튬이온 배터리의 히터장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 상단볼트와 상기 하단볼트는 서로 평행인 것을 특징으로 하는 저온 환경을 위한 항공기용 리튬이온 배터리의 히터장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 개구부는 상기 배터리와 외부 구성품을 연결시키는 복수 개의 케이블에 의해 관통되는 것을 특징으로 하는 저온 환경을 위한 항공기용 리튬이온 배터리의 히터장치.
  15. 제2항에 있어서,
    상기 전원커넥터는 상기 실리콘히터의 전면 외측에 위치하는 것을 특징으로 하는 저온 환경을 위한 항공기용 리튬이온 배터리의 히터장치.
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KR100570726B1 (ko) * 2005-07-22 2006-04-12 주식회사 린포스 온도보상한 내환경성이 우수한 초저온 슈퍼전지팩
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