KR20230139403A - 착탈식 배터리 충전 단자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 착탈식 배터리 충전 단자에 관한 것으로, 착탈식 배터리의 장착 방향에 상관없이 착탈식 배터리의 충전 및 전원 인가가 가능하도록 구현함으로써 사용자 편의성을 향상할 수 있도록 한 것이다.

Description

착탈식 배터리 충전 단자{Charging terminal for detached battery}
본 발명은 착탈식 배터리에 관련한 것으로, 특히 착탈식 배터리 충전 단자에 관한 것이다.
최근, 전기 스쿠터 등과 같이 착탈식 배터리를 장착하는 전동 기기들의 점차 늘어나고 있다. 이러한 착탈식 배터리들은 사각바 형태로 구현되어, 배터리 관리 시스템이 탑재된 충전 기기에 형성된 다수의 사각 형상의 장착홈들에 다수개 장착되어 멀티 충전되고, 충전이 완료되면 충전 기기로부터 탈거되어 전동 기기에 형성된 적어도 하나의 사각 형상의 장착홈에 장착됨으로써 전동 기기를 전기적으로 구동한다.
그런데, 충전 기기에 형성된 다수의 사각 형상의 장착홈들 또는 전동 기기에 형성된 적어도 하나의 사각 형상의 장착홈에 장착되는 사각바 형태의 착탈식 배터리의 장착 방향이 올바르지 못할 경우, 착탈식 배터리의 충전이 이루어지지 않거나 착탈식 배터리에 충전된 전원이 전동 기기에 인가되지 않는 문제가 발생한다. 따라서, 본 발명자는 착탈식 배터리의 장착 방향에 상관없이 착탈식 배터리의 충전 및 전원 인가가 가능한 기술에 대한 연구를 하였다.
대한민국 등록실용신안 제20-0256189호(2001.12.13 공고)
본 발명은 착탈식 배터리의 장착 방향에 상관없이 착탈식 배터리의 충전 및 전원 인가가 가능한 착탈식 배터리 충전 단자를 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 착탈식 배터리 충전 단자가 배터리팩 일단에 결합되는 단자 본체와; 단자 본체 중앙 부위에서 일체로 돌출 형성되어 충전 기기 또는 전동 기기에 접속되는 사각 접속구와; 사각 접속구의 중심에 배치되는 하나의 물리적인 음극 단자와; 음극 단자를 중심으로 좌우 대칭을 이루도록 음극 단자의 좌우 양측으로 사각 접속구에 배치되는 한쌍의 물리적인 양극 단자들을 포함한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 착탈식 배터리 충전 단자가 하나의 물리적인 음극 단자와 한쌍의 물리적인 양극 단자들이 배치되는 사각 접속구의 상측 및 하측에 배치되는 배터리 관리 시스템과 통신하기 위한 다수의 물리적인 통신 단자들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 착탈식 배터리 충전 단자가 충전 기기 또는 전동 기기에 장착되는 방향에 따라 다수의 물리적인 통신 단자들에 논리적인 포트들을 스위칭하여 연결하도록 구현될 수 있다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 사각 접속구가 정사각형 형태로 구현될 수 있다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 착탈식 배터리 충전 단자가 단자 본체 양측에 충전 기기 또는 전동 기기 장착을 가이드하는 한쌍의 장착 가이드홈을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 착탈식 배터리의 장착 방향에 상관없이 착탈식 배터리의 충전 및 전원 인가가 가능하므로, 사용자 편의성을 향상할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 착탈식 배터리 충전 단자의 일 실시예의 구성을 도시한 평면도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 착탈식 배터리 충전 단자의 또 다른 실시예의 구성을 도시한 사시도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 착탈식 배터리 충전 단자가 장착되는 충전 기기의 일 예를 도시한 평면도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 착탈식 배터리 충전 단자가 접속되는 충전 기기의 단자 접속부의 일 예를 도시한 평면도이다.
도 5 는 본 발명에 따른 착탈식 배터리 충전 단자의 접속 방향에 따른 음극 단자 및 양극 단자의 단자 접속 형태를 예시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다. 특정 실시예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있으나, 이는 본 발명의 다양한 실시예들을 특정한 형태로 한정하려는 것은 아니다.
본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 착탈식 배터리 충전 단자의 일 실시예의 구성을 도시한 평면도, 도 2 는 본 발명에 따른 착탈식 배터리 충전 단자의 또 다른 실시예의 구성을 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2 에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 착탈식 배터리 충전 단자(100)는 단자 본체(110)와, 사각 접속구(120)와, 하나의 물리적인 음극 단자(130)와, 한쌍의 물리적인 양극 단자(140)들을 포함한다.
단자 본체(110)는 배터리팩(200) 일단에 결합된다. 예컨대, 단자 본체(110)가 사각바 형태의 배터리팩(200)의 하우징에 나사 결합될 수 있다. 배터리팩(200)의 하우징 내부에는 전기적으로 병렬 또는 직렬로 연결되는 다수의 충전용 배터리 모듈들이 내장될 수 있다.
이 때, 배터리팩(200)은 정사각바 또는 직사각바 형태로 구현될 수 있고, 이에 대응하여 단자 본체(110) 역시 도 1 에 도시한 바와 같이 정사각 형상 또는 도 2 에 도시한 바와 같이 직사각 형상으로 구현되어 단자 본체(110)가 배터리팩(200) 일단에 결합될 수 있다.
사각 접속구(120)는 단자 본체(110) 중앙 부위에서 일체로 돌출 형성되어 충전 기기(300) 또는 전동 기기(도면 도시 생략)에 접속된다. 이 때, 사각 접속구(120)는 도 1 에 도시한 바와 같이 정사각형 또는 도 2 에 도시한 바와 같이 직사각형 형태로 구현될 수 있고, 모서리 부분이 라운드될 수 있다.
예컨대, 충전 기기에 형성된 다수의 사각 형상의 장착홈들 또는 전동 기기에 형성된 적어도 하나의 사각 형상의 장착홈 내부에는 단자 접속부가 형성되고, 이 단자 접속부에 사각 접속구(120)가 접속되도록 구현될 수 있다.
도 3 은 본 발명에 따른 착탈식 배터리 충전 단자가 장착되는 충전 기기의 일 예를 도시한 평면도, 도 4 는 본 발명에 따른 착탈식 배터리 충전 단자가 접속되는 충전 기기의 단자 접속부의 일 예를 도시한 평면도이다.
도 3 을 참조해 보면, 충전 기기(300)에 다수의 사각 형상의 장착홈(310)들이 형성되어 있음을 볼 수 있으며, 사각 형상의 장착홈(310)들에 사각바 형상의 배터리팩(200)들이 각각 삽입되어 장착된 상태에서 멀티 충전이 이루어질 수 있다.
이 때, 도 4 에 도시한 바와 같은 단자 접속부(320)가 사각 형상의 장착홈(310) 단부에 장착되어, 배터리팩(200) 일단에 결합되는 착탈식 배터리 충전 단자(100)의 단자 본체(110) 중앙 부위에서 돌출 형성되는 사각 접속구(120)가 단자 접속부(320)에 접속되도록 구현될 수 있다.
하나의 물리적인 음극 단자(130)는 사각 접속구(120)의 중심에 배치된다. 이 때, 물리적인 음극 단자(130)는 배터리팩(200) 내부에 내장되는 다수의 충전용 배터리 모듈들의 (-) 단자로 동작한다.
한쌍의 물리적인 양극 단자(140)들은 음극 단자(130)를 중심으로 좌우 대칭을 이루도록 음극 단자(130)의 좌우 양측으로 사각 접속구(120)에 배치된다. 이 때, 한쌍의 물리적인 양극 단자(140)는 배터리팩(200) 내부에 내장되는 다수의 충전용 배터리 모듈들의 (+) 단자로 동작한다.
도 5 는 본 발명에 따른 착탈식 배터리 충전 단자의 접속 방향에 따른 음극 단자 및 양극 단자의 단자 접속 형태를 예시한 도면이다. 도 5 (a)는 착탈식 배터리의 장착 방향이 올바른 경우의 음극 단자 및 양극 단자의 단자 접속 형태, 도 5 (b)는 착탈식 배터리의 장착 방향이 올바르지 않고 180도 회전된 경우의 음극 단자 및 양극 단자의 단자 접속 형태를 도시한 것이다.
도 5 (a)를 참조해 보면, 착탈식 배터리의 장착 방향이 올바른 경우, 사각 접속구(120) 중앙의 음극 단자(130)가 단자 접속부(320) 중앙의 음극 커넥터(321)에 전기적으로 접속되고, 사각 접속구(120)의 음극 단자(130)의 좌측의 양극 단자(140)가 단자 접속부(320)의 음극 커넥터(321) 좌측의 양극 커넥터(322)에 전기적으로 접속되어 충전 전원이 인가됨을 볼 수 있다.
한편, 도 5 (b)를 참조해 보면, 착탈식 배터리의 장착 방향이 올바르지 않고 180도 회전된 경우, 사각 접속구(120) 중앙의 음극 단자(130)가 단자 접속부(320) 중앙의 음극 커넥터(321)에 전기적으로 접속되고, 사각 접속구(120)의 음극 단자(130)의 우측의 양극 단자(140)가 음극 단자(130)를 중심으로 180도 회전하여 단자 접속부(320)의 음극 커넥터(321) 좌측의 양극 커넥터(322)에 전기적으로 접속되어 충전 전원이 인가됨을 볼 수 있다.
이와 같이 구현함에 의해 본 발명은 착탈식 배터리가 올바르지 않은 방향으로 장착되더라도 충전 기기 또는 전동 기기와 전기적으로 안정되게 접속됨으로써, 착탈식 배터리의 장착 방향에 상관없이 착탈식 배터리의 충전 및 전원 인가가 가능하므로, 사용자 편의성을 향상할 수 있다.
한편, 본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 착탈식 배터리 충전 단자(100)가 다수의 물리적인 통신 단자(150)들을 더 포함할 수 있다. 다수의 물리적인 통신 단자(150)들은 충전 기기(300)의 배터리 관리 시스템(도면 도시 생략)과 통신하기 위한 단자들로, 하나의 물리적인 음극 단자(130)와 한쌍의 물리적인 양극 단자(140)들이 배치되는 사각 접속구(120)의 상측 및 하측에 배치된다.
이 때, 착탈식 배터리 충전 단자(100)가 충전 기기(300) 또는 전동 기기에 장착되는 방향에 따라 다수의 물리적인 통신 단자(150)들에 논리적인 포트들을 스위칭하여 연결하도록 구현될 수 있다.
도 5 (a) 및 (b)에서 단자 접속부(320)의 1번 단자는 배터리팩(200) 내부의 충전회로(도면 도시 생략) 구동을 위한 Vcc 전원 포트, 2번 내지 5번 단자는 각각 배터리 관리 시스템과 교환되는 4bit 데이터를 구성하는 1-4번째 데이터 포트, 6번 단자는 접지(Ground) 포트로 할당되었다고 가정하자.
도 5 (a)에 도시한 바와 같이 착탈식 배터리의 장착 방향이 올바른 경우, 물리적인 통신 단자(150)들 중 1번 단자는 Vcc 전원 포트, 2번 내지 5번 단자는 각각 4bit 데이터를 구성하는 1-4번째 데이터 포트, 6번 단자는 접지(Ground) 포트로 논리적으로 할당되어야 물리적인 통신 단자(150)들이 올바르게 동작한다.
그런데, 도 5 (b)에 도시한 바와 같이 착탈식 배터리의 장착 방향이 올바르지 않은 경우에는 물리적인 통신 단자(150)들 중 1번 단자는 접지(Ground) 포트, 2번 내지 5번 단자는 차례로 4bit 데이터를 구성하는 4,3,2,1번째 데이터 포트, 6번 단자는 Vcc 전원 포트로 논리적으로 할당(논리적인 포트들이 스위칭)되어야 물리적인 통신 단자(150)들이 올바르게 동작한다.
이 때, 착탈식 배터리 충전 단자(100)가 충전 기기(300) 또는 전동 기기에 장착되는 방향이 올바른지 아닌지 여부 검출은 물리적인 통신 단자(150)들 중 1번 단자와 2번 단자간에 인가되는 전압을 검출하여 검출된 전압이 Vcc에 근사한 경우에는 장착 방향이 올바르고, 검출된 전압이 0V에 근사한 경우에는 장착 방향이 올바르지 않다고 판단하도록 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
한편, 다수의 물리적인 통신 단자들에 논리적인 포트들을 스위칭하여 연결하는 동작을 착탈식 배터리 충전 단자(100) 측에 구현하지 않고, 충전 기기(300) 또는 전동 기기 측에 구현할 수도 있다.
이와 같이 구현함에 의해 본 발명은 충전 기기 또는 전동 기기에 장착되는 방향에 따라 다수의 물리적인 통신 단자들에 논리적인 포트들을 스위칭하여 연결하도록 구현함으로써 착탈식 배터리가 올바르지 않은 방향으로 장착되더라도 물리적인 통신 단자들이 정상적으로 동작 가능하다.
한편, 본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 사각 접속구(120)가 직사각형 또는 정사각형 형태로 구현될 수 있다. 단자 본체(110) 및 사각 접속구(120)가 직사각형 형태로 구현되어 직사각바 형태의 배터리팩(200) 일단에 단자 본체(110)가 결합되는 경우에는 별도의 구성없이 배터리팩(200) 장착 방향을 회전하지 않은 0도 방향, 180도 회전한 방향 2방향으로 제한할 수 있다.
한편, 단자 본체(110) 및 사각 접속구(120)가 정사각형 형태로 구현되어 정사각바 형태의 배터리팩(200) 일단에 단자 본체(110)가 결합되는 경우에는 단자 본체(110) 양측에 충전 기기(300) 또는 전동 기기 장착을 가이드하는 한쌍의 장착 가이드홈(111)을 구비해야만 배터리팩(200) 장착 방향을 회전하지 않은 0도 방향, 180도 회전한 방향 2방향으로 제한할 수 있다.
단자 본체(110) 양측에 형성되는 한쌍의 장착 가이드홈(111)에 충전 기기(300) 또는 전동 기기의 단자 접속부(320) 양측에 형성되는 장착 가이드 돌기(도면 도시 생략)가 삽입되는 경우에만 배터리팩(200) 장착됨으로써 배터리팩(200) 장착 방향이 회전하지 않은 0도 방향, 180도 회전한 방향 2방향으로 제한된다.
이와 같이 배터리팩(200) 장착 방향을 회전하지 않은 0도 방향, 180도 회전한 방향 2방향으로 제한한 상태에서 본 발명은 착탈식 배터리의 장착 방향에 상관없이 착탈식 배터리의 충전 및 전원 인가가 가능하므로, 사용자 편의성을 향상할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 착탈식 배터리의 장착 방향에 상관없이 착탈식 배터리의 충전 및 전원 인가가 가능함으로써 사용자 편의성을 향상할 수 있으므로, 상기에서 제시한 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.
본 명세서 및 도면에 개시된 다양한 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 다양한 실시예들의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
따라서, 본 발명의 다양한 실시예들의 범위는 여기에서 설명된 실시예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예들의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예들의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 착탈식 배터리 관련 기술분야 및 이의 응용 기술분야에서 산업상으로 이용 가능하다.
100 : 착탈식 배터리 충전 단자
110 : 단자 본체
111 : 장착 가이드홈
120 : 사각 접속구
130 : 음극 단자
140 : 양극 단자
150 : 통신 단자
200 : 배터리팩
300 : 충전 기기
310 : 장착홈
320 : 단자 접속부
321 : 음극 커넥터
322 : 양극 커넥터

Claims (5)

  1. 배터리팩 일단에 결합되는 단자 본체와;
    단자 본체 중앙 부위에서 일체로 돌출 형성되어 충전 기기 또는 전동 기기에 접속되는 사각 접속구와;
    사각 접속구의 중심에 배치되는 하나의 물리적인 음극 단자와;
    음극 단자를 중심으로 좌우 대칭을 이루도록 음극 단자의 좌우 양측으로 사각 접속구에 배치되는 한쌍의 물리적인 양극 단자들을;
    포함하는 착탈식 배터리 충전 단자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    착탈식 배터리 충전 단자가:
    하나의 물리적인 음극 단자와 한쌍의 물리적인 양극 단자들이 배치되는 사각 접속구의 상측 및 하측에 배치되는 배터리 관리 시스템과 통신하기 위한 다수의 물리적인 통신 단자들을;
    더 포함하는 착탈식 배터리 충전 단자.
  3. 제 2 항에 있어서,
    착탈식 배터리 충전 단자가:
    충전 기기 또는 전동 기기에 장착되는 방향에 따라 다수의 물리적인 통신 단자들에 논리적인 포트들을 스위칭하여 연결하는 착탈식 배터리 충전 단자.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    사각 접속구가:
    정사각형인 착탈식 배터리 충전 단자.
  5. 제 4 항에 있어서,
    착탈식 배터리 충전 단자가:
    단자 본체 양측에 충전 기기 또는 전동 기기 장착을 가이드하는 한쌍의 장착 가이드홈을;
    더 포함하는 착탈식 배터리 충전 단자.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR200256189Y1 (ko) 2001-08-22 2001-12-13 최철희 스쿠터용 배터리의 충전장치

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