WO2023121018A1 - 전지 팩 관리 시스템 - Google Patents

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WO2023121018A1
WO2023121018A1 PCT/KR2022/018652 KR2022018652W WO2023121018A1 WO 2023121018 A1 WO2023121018 A1 WO 2023121018A1 KR 2022018652 W KR2022018652 W KR 2022018652W WO 2023121018 A1 WO2023121018 A1 WO 2023121018A1
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WO
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battery pack
hinge
management system
housing
wire
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Application number
PCT/KR2022/018652
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Inventor
공승진
엄태기
이정훈
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/80—Exchanging energy storage elements, e.g. removable batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/267—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders having means for adapting to batteries or cells of different types or different sizes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Definitions

  • the present invention relates to a battery pack management system, and more particularly, to a battery pack management system capable of charging battery packs of various sizes.
  • secondary battery batteries capable of charging and discharging are a way to solve air pollution such as existing gasoline vehicles using fossil fuels, electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (P-HEV), etc., the need for development of secondary batteries is increasing.
  • BSS battery swapping system
  • An object to be solved by the present invention is to provide a battery pack management system capable of charging battery packs of different sizes.
  • a battery pack management system includes a housing in which a battery pack is accommodated; a hinge portion formed on the housing; and a charging connection part connected to the hinge part by a wire, and when the battery pack is inserted through the inlet of the housing, the hinge part moves the charging connection part if the battery pack has a predetermined size or more.
  • the hinge part may be formed adjacent to an upper portion of the housing.
  • the hinge part may be formed on an upper inner surface of the housing.
  • the hinge part when the size of the battery pack is greater than the size of the space between the lower part of the housing and the hinge part, the hinge part may move the charging connection part.
  • the hinge part may pull the wire, and the charging connection part connected to the wire may be lifted so that the charging connection part and the charging terminal part of the battery pack correspond to each other.
  • the hinge part may include a hinge rotation part that contacts the battery pack when the battery pack is inserted, and a hinge fixing part that is connected to the hinge rotation part and determines a maximum rotation radius of the hinge rotation part.
  • the hinge part may further include a wire pulling plate connected to the wire and rotating together with the hinge rotating part, and a rail part on which one end of the wire pulling plate moves.
  • the wire pulling plate may include a sliding part moving along the rail part.
  • Moving the charging connection part by the hinge part may be moving the wire pulling plate along the rail part and raising the charging connection part.
  • the rail part may be formed in a direction opposite to the charging connection part, and the wire pulling plate may move along the rail part in the opposite direction to the charging connection part, the wire may move, and the position of the charging connection part may be deformed by the wire. there is.
  • the rail part of the battery pack management system may be formed to be adjacent to an upper portion of the housing, and the rail part may be fixed on the housing by a fixing part.
  • the battery pack management system may include a battery replacement system.
  • the battery pack management system can charge battery packs of different sizes and provide fully charged battery packs of various sizes to users, thereby maximizing space efficiency and user convenience.
  • FIG. 1 is a view showing a state in which a first battery pack is accommodated in a battery pack management system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing a cross section cut along the line AA′ of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a view showing the hinge part of FIG. 1 .
  • FIG. 4 is a view showing a state in which a second battery pack is accommodated in a battery pack management system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a cross section cut along the line BB′ of FIG. 4 .
  • FIG. 6 is a view showing the hinge part of FIG. 5 .
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a battery pack management system according to another embodiment of the present invention.
  • a part such as a layer, film, region, plate, etc.
  • another part is in the middle.
  • a part is said to be “directly on” another part, it means that there is no other part in between.
  • a reference part means to be located above or below the reference part, and to necessarily be located “above” or "on” in the opposite direction of gravity does not mean no.
  • planar image it means when the target part is viewed from above, and when it is referred to as “cross-sectional image”, it means when a cross section of the target part cut vertically is viewed from the side.
  • a battery pack management system is configured to charge a plurality of battery cells (eg, lithium ion secondary battery cells) included in a battery pack and supply the battery pack to consumers.
  • the battery pack management system separates the exhausted battery pack from the electric vehicle and provides a battery pack including pre-charged battery cells. It can be composed of a replacement system (Battery Swapping System or Battery Swapping Station, BSS).
  • BSS Battery Swapping Station
  • the battery pack management system of the present invention is not limited to a battery replacement system.
  • FIG. 1 is a view showing a state in which a first battery pack is accommodated in a battery pack management system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing a cross section cut along the line AA′ of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a view showing the hinge part of FIG. 1 .
  • the battery pack management system 1 includes a housing 20 in which a battery pack 10 is accommodated, and a hinge portion 30 formed in the housing 20 and a charging connector 50 connected by the hinge portion 30 and the wire 40 .
  • the battery pack 10 may be formed to include a plurality of battery cells.
  • the battery pack 10 may include a charging terminal unit 15 connected to the charging connection unit 50 of the battery pack management system 1 .
  • FIGS. 1 to 3 show a first operating state in which the first battery pack 11 is accommodated in the battery pack management system 1 .
  • the hinge part 30 does not rotate in the battery pack management system 1 viewed from the direction in which the inlet part 21 of the housing 20 is formed.
  • the charging connection part 50 since the size of the first battery pack 11 is smaller than the size of the space between the lower part of the housing 20 and the hinge part 30, the charging connection part 50 by the hinge part 30 The charging terminal 15 of the first battery pack 11 and the charging connector 50 may be matched without movement.
  • FIG. 4 is a view showing a state in which a second battery pack is accommodated in a battery pack management system according to an embodiment of the present invention.
  • 5 is a view showing a cross section cut along the line BB′ of FIG. 4 .
  • FIG. 6 is a view showing the hinge part of FIG. 5 .
  • FIGS. 4 to 6 show a second operating state in which the second battery pack 12 is accommodated in the battery pack management system 1 .
  • the hinge portion 30 is rotated so that the size of the hinge portion 30 is small.
  • the hinge part Through the movement of the charging connection unit 50 by (30), the charging terminal unit 15 of the second battery pack 110 and the charging connection unit 50 may be matched.
  • the hinge part (30) may be to move the charging connection (50).
  • the predetermined size may mean the size of the space between the lower part of the housing 20 and the hinge part 30, and the battery pack 10 larger than the predetermined size, for example, the second battery pack 12
  • the charging connector 50 may be moved by the hinge unit 30.
  • the hinge part 30 included in the battery pack management system 1 may be formed adjacent to an upper portion of the housing 20 .
  • the hinge portion 30 may be formed on an upper inner surface of the housing 20 to be adjacent to the inlet portion 21 of the housing 20 into which the battery pack 10 is inserted. Therefore, when the battery pack 10 is inserted, the battery pack 10 and the hinge part 30 can come into contact with each other inside the housing 20, and the hinge part 30 can be moved according to the contact. .
  • the hinge portion 30 is connected to the hinge rotating portion 31 that contacts the battery pack 10 when the battery pack 10 is inserted, and the hinge rotating portion 31, and the rotation radius of the hinge rotating portion 31 It may include a hinge fixing part 33 that determines the maximum value.
  • the hinge part 30 is connected to the wire 40, the wire pulling plate 35 that rotates together with the hinge rotation part 31, and the rail part 37 at which one end of the wire pulling plate 35 moves can include more.
  • a sliding part 35s may be formed at one end of the wire pulling plate 35, and the wire pulling plate 35 may move as the sliding part 35s moves along the rail part 37. Accordingly, the sliding portion 35s may be formed to include a wheel member, but is not limited thereto.
  • the hinge part 30 pulls the wire 40, and the charging connector 50 connected to the wire 40 is lifted up. can lose Accordingly, the charging connection part 50 can be lifted to correspond to the position of the charging terminal part 15 of the second battery pack 12 where the charging terminal part 15 is located above the first battery pack 11.
  • the charging connector 50 and the charging terminal unit 15 of the second battery pack 12 may be arranged to correspond to each other.
  • the hinge rotation unit 31 of the hinge unit 30 may rotate upward of the housing 20 through insertion of the second battery pack 12 .
  • the maximum value of the rotation radius of the hinge rotation unit 31 may be determined by the hinge fixing unit 33 . Accordingly, the hinge rotation unit 31 may rotate to a radius at which one surface of the hinge rotation unit 31 comes into contact with the hinge fixing unit 33 . Therefore, since the rotation radius of the hinge rotation unit 31 is adjusted by the hinge fixing unit 33, it is possible to prevent the hinge rotation unit 31 from rotating more than necessary.
  • the hinge rotation unit 31 may be connected to the wire pulling plate 35 .
  • one end of the wire pulling plate 35 can move along the rail part 37 . That is, the wire pulling plate 35 rotates together with the rotation of the hinge rotating part 31, so that one end of the wire pulling plate 35 can move along the rail part 37.
  • one end of the wire pulling plate 35 moves along the rail part 37 and can pull the wire 40 .
  • a sliding portion 35s may be formed at one end of the wire pulling plate 35, the sliding portion 35s of the wire pulling plate 35 may move along the rail portion 37, and the wire 40 ) can be pulled.
  • the wire 40 may be formed along the outer surface of the housing 20 . At this time, the wire 40 may be formed on the upper and side parts of the housing 20 .
  • a pulley 45 may be formed on the outer surface of the housing 20, and the wire 40 may be extended to the top and side of the housing 20 through the pulley 45 to be connected to the charging connector 50.
  • the rail part 37 may be formed in the opposite direction to the charging connection part 50 . Therefore, the wire pulling plate 35 moves in the opposite direction to the charging connection part 50 along the rail part 37 and can pull the wire 40, and the wire 40 so that the charging connection part 50 is lifted upward. ) can move.
  • the opposite direction means that the moving direction of the wire pulling plate 35 moving along the rail part 37 is the opposite direction to the direction in which the charging connection part 50 is formed, and the rail part 37 also the charging connection part 50 ) may be formed in the direction opposite to the direction in which it is formed. Therefore, the charging connector 50 is connected to the wire 40, and the position of the charging connector 50 may be deformed by the wire 40.
  • the battery pack management system 3 may further include a fixing unit 39 .
  • the rail part 37 may be formed to be adjacent to the upper part of the housing 20, and when formed to be spaced apart from the upper part of the housing 20, it may be fixed on the housing 20 by the fixing part 39. there is.
  • the fixing part 39 may be formed below the rail part 37 to fix the rail part 37 on the housing 20 .
  • the fixing part 39 may be formed singly or in plurality to fix the rail part 37 , and referring to FIG. 7 , a plurality of fixing parts 39 may be formed at the lower end of the rail part 37 .
  • the plurality of fixing parts 39 fix the rail part 37 on the housing 20 so that the sliding part 35s of the wire pulling plate 35 can stably move along the rail part 37. there is.
  • the hinge part 30 moves according to the size of the battery pack 10 inserted into the housing 20 and the wire 40 moves so that the charging connection part ( 50 is raised, it is possible to smoothly charge the battery packs 10 having different sizes in which the charging terminal units 15 are formed at different positions. Accordingly, since battery packs of different sizes can be charged and fully charged battery packs of various sizes can be provided to users, space efficiency and user convenience can be maximized.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩 관리 시스템은, 전지 팩이 수용되는 하우징; 상기 하우징에 형성되는 힌지부; 및 상기 힌지부와 와이어에 의해 연결되는 충전 연결부를 포함하고, 상기 하우징의 입구부를 통해 상기 전지 팩이 삽입될 때, 상기 전지 팩이 일정 크기 이상이면, 상기 힌지부가 상기 충전 연결부를 이동시킨다.

Description

전지 팩 관리 시스템
관련 출원(들)과의 상호 인용
본 출원은 2021년 12월 24일자 한국 특허 출원 제10-2021-0187420호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 전지 팩 관리 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 다양한크기의 전지 팩을 충전할 수 있는 전지 팩 관리 시스템에 관한 것이다.
현대 사회에서는 휴대폰, 노트북, 캠코더, 디지털 카메라 등의 휴대형 기기의 사용이 일상화되면서, 상기와 같은 모바일 기기와 관련된 분야의 기술에 대한 개발이 활발해지고 있다. 또한, 충방전이 가능한 이차 전지 배터리는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량 등의 대기 오염 등을 해결하기 위한 방안으로, 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기 자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기 자동차(P-HEV) 등의 동력원으로 이용되고 있는 바, 이차 전지에 대한 개발의 필요성이 높아지고 있다.
한편, 중대형 디바이스인 자동차 등에 이용되는 이차 전지의 필요성은 날로 증가하고 있으나, 대용량 배터리의 긴 충전 시간은 보급화에 걸림돌이 되고 있다. 이에 따라, 최근에는 사용자가 배터리를 직접 충전하지 않고, 충전소 등을 방문하여 미리 충전된 배터리를 교체하는 방식인 전지 교체 시스템(Battery Swapping System, BSS)에 대한 시장의 관심이 높아지고 있다.
이러한 전지 교체 시스템은 사용자의 요청에 따라 완충된 전지를 제공하기 위해 전지 교체 시스템 상에서 전지를 미리 충전한다. 그러나, 통상적인 전지 교체 시스템의 충전 슬롯에는 한 가지 크기의 전지만 충전 가능하므로, 다양한 사이즈의 전지 수요에 대응하기 위해서는 전지 교체 시스템에 각기 다른 크기의 슬롯을 여러 개 마련해야 한다. 이 경우, 사이즈에 따른 사용자의 수요가 각기 다른 경우에는 각 슬롯 간의 사용량이 달라 효율성이 극대화되지 못하는 문제가 있다.
따라서, 전지 교체 시스템이 정착되기 위해서는 크기가 상이한 전지를 충전할 수 있는 전지 교체 시스템의 마련 필요성이 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 크기가 상이한 전지 팩을 충전할 수 있는 전지 팩 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩 관리 시스템은, 전지 팩이 수용되는 하우징; 상기 하우징에 형성되는 힌지부; 및 상기 힌지부와 와이어에 의해 연결되는 충전 연결부를 포함하고, 상기 하우징의 입구부를 통해 상기 전지 팩이 삽입될 때, 상기 전지 팩이 일정 크기 이상이면, 상기 힌지부가 상기 충전 연결부를 이동시킨다.
상기 힌지부는 상기 하우징의 상부와 인접하게 형성될 수 있다.
상기 힌지부는 상기 하우징의 상부 내측면에 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 전지 팩 관리 시스템은, 상기 전지 팩의 크기가 상기 하우징의 하부와 상기 힌지부 사이의 공간 크기보다 크면 상기 힌지부가 상기 충전 연결부를 이동시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 전지 팩 관리 시스템은, 상기 힌지부는 상기 와이어를 당기고, 상기 와이어에 연결된 충전 연결부가 들어올려져 상기 충전 연결부와 상기 전지 팩의 충전 단자부가 서로 대응하도록 배치될 수 있다.
상기 힌지부는, 상기 전지 팩이 삽입될 때 상기 전지 팩과 접촉하는 힌지 회전부, 및 상기 힌지 회전부와 연결되며, 상기 힌지 회전부의 회전 반경의 최대값을 결정하는 힌지 고정부를 포함할 수 있다.
상기 힌지부는, 상기 와이어와 연결되고, 상기 힌지 회전부와 함께 회전하는 와이어 당김 플레이트, 및 상기 와이어 당김 플레이트의 일 단부가 이동하는 레일부를 더 포함할 수 있다.
상기 와이어 당김 플레이트는, 상기 레일부를 따라 이동하는 슬라이딩부를 포함할 수 있다.
상기 힌지부가 상기 충전 연결부를 이동시키는 것은, 상기 와이어 당김 플레이트가 상기 레일부를 따라 이동하며 상기 충전 연결부를 상승시키는 것일 수 있다.
상기 레일부는 상기 충전 연결부와 반대 방향에 형성되고, 상기 레일부를 따라 상기 충전 연결부와 반대 방향으로 상기 와이어 당김 플레이트가 이동하며 상기 와이어가 이동하고, 상기 와이어에 의해 상기 충전 연결부의 위치가 변형될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 팩 관리 시스템의 상기 레일부는 상기 하우징의 상부와 인접하도록 형성되고, 상기 레일부는 고정부에 의해 상기 하우징 상에 고정될 수 있다.
본 실시예에 따른 전지 팩 관리 시스템은 전지 교체 시스템을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전지 팩 관리 시스템은, 크기가 상이한 전지 팩을 모두 충전할 수 있고, 사용자에게 다양한 크기의 완충 전지 팩을 제공할 수 있으므로 공간의 효율성 및 사용자 편의성이 극대화될 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩 관리 시스템에 제1 전지 팩이 수용된 모습을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 A-A’ 절단선을 따라 자른 단면을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 힌지부를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩 관리 시스템에 제2 전지 팩이 수용된 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 B-B’ 절단선을 따라 자른 단면을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 힌지부를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 팩 관리 시스템을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
본 출원에서 사용되는 제1, 제2 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩 관리 시스템에 관하여 설명한다.
실시예에 따른 전지 팩 관리 시스템은 전지 팩에 포함된 복수의 전지 셀(예: 리튬이온 이차 전지 셀)을 충전하여 소비자에게 공급할 수 있도록 구성된다. 가령, 전지 팩 관리 시스템은 전기 자동차를 사용하는 사용자가 전지 팩을 교체할 필요가 있는 경우, 전기 자동차에서 소모된 전지 팩을 분리하고 미리 충전된 전지 셀을 포함한 전지 팩을 제공할 수 있는 이른바 전지 교체 시스템(Battery Swapping System 또는 Battery Swapping Station, BSS)으로 구성될 수 있다. 물론, 본 발명의 전지 팩 관리 시스템이 전지 교체 시스템으로 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩 관리 시스템에 제1 전지 팩이 수용된 모습을 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1의 A-A’ 절단선을 따라 자른 단면을 나타낸 도면이다. 도 3은 도 1의 힌지부를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩 관리 시스템(1)은 전지 팩(10)이 수용되는 하우징(20), 하우징(20)에 형성되는 힌지부(30) 및 힌지부(30)와 와이어(40)에 의해 연결되는 충전 연결부(50)를 포함한다.
전지 팩(10)은 복수의 전지 셀을 포함하도록 형성될 수 있다. 전지 팩(10)은 전지 팩 관리 시스템(1)의 충전 연결부(50)와 연결되는 충전 단자부(15)를 포함할 수 있다.
이때, 도 1 내지 도 3에서는 전지 팩 관리 시스템(1) 내에 제1 전지 팩(11)이 수용되는 제1 작동 상태를 도시한 것이다. 도 1을 참고하면, 하우징(20)의 입구부(21)가 형성되는 방향에서 바라본 전지 팩 관리 시스템(1)은, 힌지부(30)가 회전하지 않음을 확인할 수 있다. 상기 제1 작동 상태에서는 제1 전지 팩(11)의 크기가, 하우징(20)의 하부와 힌지부(30) 사이의 공간 크기보다 작으므로, 힌지부(30)에 의한 충전 연결부(50)의 이동 없이도 제1 전지 팩(11)의 충전 단자부(15)와 충전 연결부(50)의 일치가 가능할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩 관리 시스템에 제2 전지 팩이 수용된 모습을 나타낸 도면이다. 도 5는 도 4의 B-B’ 절단선을 따라 자른 단면을 나타낸 도면이다. 도 6은 도 5의 힌지부를 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 6에서는 전지 팩 관리 시스템(1) 내에 제2 전지 팩(12)이 수용되는 제2 작동 상태를 도시한 것이다. 도 4를 참고하면, 하우징(20)의 입구부(21)가 형성되는 방향에서 바라본 전지 팩 관리 시스템(1)은, 힌지부(30)가 회전하여 힌지부(30)의 크기가 작게 도시된 것을 확인할 수 있다. 특히, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 제2 작동 상태에서는 제2 전지 팩(12)의 크기가, 하우징(20)의 하부와 힌지부(30) 사이의 공간 크기보다 크므로, 힌지부(30)에 의한 충전 연결부(50)의 이동을 통해 제2 전지 팩(110)의 충전 단자부(15)와 충전 연결부(50)의 일치가 가능할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 전지 팩 관리 시스템(1)은 하우징(20)의 입구부(21)를 통해 전지 팩(10)이 삽입될 때, 전지 팩(10)이 일정 크기 이상이면, 힌지부(30)가 충전 연결부(50)를 이동시키는 것일 수 있다. 또한, 상기 일정 크기라는 것은 하우징(20)의 하부와 힌지부(30) 사이의 공간 크기를 의미하는 것일 수 있으며, 상기 일정 크기보다 큰 전지 팩(10), 일 예로 제2 전지 팩(12)이 전지 팩 관리 시스템(1)으로 삽입될 경우, 힌지부(30)에 의해 충전 연결부(50)가 이동되는 것일 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 전지 팩 관리 시스템(1)에 포함되는 힌지부(30)는 하우징(20)의 상부와 인접하게 형성될 수 있다. 일 예로, 힌지부(30)는 전지 팩(10)이 삽입되는 하우징(20)의 입구부(21)와 인접하도록 하우징(20)의 상부 내측면에 형성될 수 있다. 따라서, 전지 팩(10)의 삽입에 의해 하우징(20)의 내부에서 전지 팩(10)과 힌지부(30)가 접촉할 수 있어, 상기 접촉에 따라 힌지부(30)의 이동이 가능할 수 있다.
이때, 힌지부(30)는 전지 팩(10)이 삽입될 때 전지 팩(10)과 접촉하는 힌지 회전부(31), 및 힌지 회전부(31)와 연결되며, 힌지 회전부(31)의 회전 반경의 최대값을 결정하는 힌지 고정부(33)를 포함할 수 있다.
더불어, 힌지부(30)는 와이어(40)와 연결되고, 힌지 회전부(31)와 함께 회전하는 와이어 당김 플레이트(35), 및 와이어 당김 플레이트(35) 일 단부가 이동하는 레일부(37)를 더 포함할 수 있다.
이때, 와이어 당김 플레이트(35)의 상기 일 단부에는 슬라이딩부(35s)가 형성될 수 있으며, 슬라이딩부(35s)가 레일부(37)를 따라 이동함으로써 와이어 당김 플레이트(35)가 이동할 수 있다. 따라서, 슬라이딩부(35s)는 휠 부재를 포함하도록 형성될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
이하에서는, 제2 전지 팩(12)이 하우징(20)으로 삽입되는 전지 팩 관리 시스템(1)의 제2 작동 상태에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 5를 참조하면, 제2 전지 팩(12)이 하우징(20)으로 삽입되는 경우, 힌지부(30)는 와이어(40)를 당기고, 와이어(40)에 연결된 충전 연결부(50)가 들어올려질 수 있다. 따라서, 제1 전지 팩(11) 보다 충전 단자부(15)가 상측에 위치하는 제2 전지 팩(12)의 충전 단자부(15)의 위치와 대응되도록 충전 연결부(50)가 들어올려질 수 있다. 그 결과, 충전 연결부(50)와 제2 전지 팩(12)의 충전 단자부(15)가 서로 대응하도록 배치될 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 제2 작동 상태에서, 힌지부(30)의 힌지 회전부(31)는 제2 전지 팩(12)의 삽입을 통해 하우징(20)의 상부 방향으로 회전할 수 있다. 이때, 힌지 회전부(31)의 회전 반경의 최대값은 힌지 고정부(33)에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 힌지 회전부(31)는 힌지 회전부(31)의 일면이 힌지 고정부(33)와 접촉하게 되는 반경까지 회전할 수 있다. 따라서, 힌지 고정부(33)에 의해 힌지 회전부(31)의 회전 반경이 조절되어, 힌지 회전부(31)가 필요 이상으로 회전되는 것을 방지할 수 있다.
이때, 힌지 회전부(31)는 와이어 당김 플레이트(35)와 연결될 수 있다. 또한, 와이어 당김 플레이트(35)의 일 단부는 레일부(37)를 따라 이동할 수 있다. 즉, 와이어 당김 플레이트(35)는 힌지 회전부(31)의 회전에 의해 함께 회전하여, 와이어 당김 플레이트(35)의 일 단부가 레일부(37)를 따라 이동할 수 있다. 또한, 와이어 당김 플레이트(35)의 일 단부가 레일부(37)를 따라 이동하며, 와이어(40)를 당길 수 있다. 이때, 와이어 당김 플레이트(35)의 일 단부에는 슬라이딩부(35s)가 형성될 수 있으므로, 와이어 당김 플레이트(35)의 슬라이딩부(35s)가 레일부(37)를 따라 이동할 수 있고, 와이어(40)를 당길 수 있다.
와이어(40)는 하우징(20)의 외면을 따라 형성될 수 있다. 이때, 와이어(40)는 하우징(20)의 상부 및 측면부에 형성될 수 있다. 하우징(20)의 외면에는 도르래(45)가 형성될 수 있으며, 도르래(45)를 통해 와이어(40)가 하우징(20)의 상부 및 측면으로 연장되어 충전 연결부(50)와 연결될 수 있다.
그러므로, 와이어 당김 플레이트(35)에 의해 와이어(40)가 당겨지는 경우, 도르래(45)를 통해 와이어(40)의 이동이 원활하게 되어, 와이어(40)와 연결된 충전 연결부(50)가 상측으로 이동하기 원활할 수 있다.
레일부(37)는 충전 연결부(50)와 반대 방향에 형성될 수 있다. 따라서, 레일부(37)를 따라 충전 연결부(50)와 반대 방향으로 와이어 당김 플레이트(35)가 이동하며 와이어(40)를 당길 수 있고, 충전 연결부(50)가 상측으로 들어올려지도록 와이어(40)가 이동할 수 있다. 이때, 반대 방향이라는 것은 레일부(37)를 따라 이동하는 와이어 당김 플레이트(35)의 이동 방향이 충전 연결부(50)가 형성된 방향과 반대 방향이라는 의미로서, 레일부(37) 또한 충전 연결부(50)가 형성되는 방향과 반대 방향으로 형성될 수 있다. 따라서, 충전 연결부(50)는 와이어(40)와 연결되는 바, 와이어(40)에 의해 충전 연결부(50)의 위치가 변형되는 것일 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 팩 관리 시스템을 나타낸 도면이다. 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 전지 팩 관리 시스템(3)은 고정부(39)를 더 포함할 수 있다. 레일부(37)는 하우징(20)의 상부와 인접하도록 형성될 수 있는 바, 하우징(20)의 상부와 이격되도록 형성되는 경우, 고정부(39)에 의해 하우징(20) 상에 고정될 수 있다.
이때, 고정부(39)는 하우징(20) 상에 레일부(37)를 고정하기 위해, 레일부(37)의 하부에 형성될 수 있다. 또한, 고정부(39)는 레일부(37)를 고정하기 위해 단수개 또는 복수개 형성될 수 있으며, 도 7을 참조하면, 레일부(37)의 하단에 복수개 형성될 수 있다. 복수개 형성된 고정부(39)는 레일부(37)를 하우징(20) 상에 고정시킴으로써, 와이어 당김 플레이트(35)의 슬라이딩부(35s)가 안정적으로 레일부(37)를 따라 이동할 수 있도록 할 수 있다.
본 실시예에 따른 전지 팩 관리 시스템(1, 3)은, 하우징(20)에 삽입되는 전지 팩(10)의 크기에 따라 힌지부(30)가 이동하고 와이어(40)의 이동하여 충전 연결부(50)가 상승함으로써, 서로 다른 위치에 충전 단자부(15)가 형성되는 상이한 크기를 갖는 전지 팩(10)에 대한 원활한 충전을 가능하게 할 수 있다. 따라서, 크기가 상이한 전지 팩을 모두 충전할 수 있고, 사용자에게 다양한 크기의 완충 전지 팩을 제공할 수 있으므로 공간의 효율성 및 사용자 편의성이 극대화되는 효과를 달성할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
[부호의 설명]
1: 전지 팩 관리 시스템
10: 전지 팩
11: 제1 전지 팩
12: 제2 전지 팩
20: 하우징
21: 입구부
30: 힌지부
31: 힌지 회전부
33: 힌지 고정부
35: 와이어 당김 플레이트
37: 레일부
39: 고정부
40: 와이어
50: 충전 연결부

Claims (12)

  1. 전지 팩이 수용되는 하우징;
    상기 하우징에 형성되는 힌지부; 및
    상기 힌지부와 와이어에 의해 연결되는 충전 연결부를 포함하고,
    상기 하우징의 입구부를 통해 상기 전지 팩이 삽입될 때, 상기 전지 팩이 일정 크기 이상이면, 상기 힌지부가 상기 충전 연결부를 이동시키는 전지 팩 관리 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 힌지부는 상기 하우징의 상부와 인접하게 형성되는 전지 팩 관리 시스템.
  3. 제2항에서,
    상기 힌지부는 상기 하우징의 상부 내측면에 형성되는 전지 팩 관리 시스템.
  4. 제1항에서,
    상기 전지 팩의 크기가 상기 하우징의 하부와 상기 힌지부 사이의 공간 크기보다 크면 상기 힌지부가 상기 충전 연결부를 이동시키는 전지 팩 관리 시스템.
  5. 제1항에서,
    상기 힌지부는 상기 와이어를 당기고, 상기 와이어에 연결된 충전 연결부가 들어올려져 상기 충전 연결부와 상기 전지 팩의 충전 단자부가 서로 대응하도록 배치되는 전지 팩 관리 시스템.
  6. 제1항에서,
    상기 힌지부는,
    상기 전지 팩이 삽입될 때 상기 전지 팩과 접촉하는 힌지 회전부, 및
    상기 힌지 회전부와 연결되며, 상기 힌지 회전부의 회전 반경의 최대값을 결정하는 힌지 고정부를 포함하는 전지 팩 관리 시스템.
  7. 제6항에서,
    상기 힌지부는,
    상기 와이어와 연결되고, 상기 힌지 회전부와 함께 회전하는 와이어 당김 플레이트, 및
    상기 와이어 당김 플레이트의 일 단부가 이동하는 레일부를 더 포함하는 전지 팩 관리 시스템.
  8. 제7항에서,
    상기 와이어 당김 플레이트는,
    상기 레일부를 따라 이동하는 슬라이딩부를 포함하는 전지 팩 관리 시스템.
  9. 제7항에서,
    상기 힌지부가 상기 충전 연결부를 이동시키는 것은,
    상기 와이어 당김 플레이트가 상기 레일부를 따라 이동하며 상기 충전 연결부를 상승시키는 것인 전지 팩 관리 시스템.
  10. 제7항에서,
    상기 레일부는 상기 충전 연결부와 반대 방향에 형성되고,
    상기 레일부를 따라 상기 충전 연결부와 반대 방향으로 상기 와이어 당김 플레이트가 이동하며 상기 와이어가 이동하고,
    상기 와이어에 의해 상기 충전 연결부의 위치가 변형되는 전지 팩 관리 시스템.
  11. 제7항에서,
    상기 레일부는 상기 하우징의 상부와 인접하도록 형성되고,
    상기 레일부는 고정부에 의해 상기 하우징 상에 고정되는 전지 팩 관리 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 전지 팩 관리 시스템은 전지 교체 시스템을 포함하는 전지 팩 관리 시스템.
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