KR20160008111A - Second battery converter - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배터리 컨버터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 DC 전력 계통에 연결된 다수의 배터리를 충전 및 사용이 가능하도록 제어하는 배터리 컨버터에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery converter, and more particularly, to a battery converter for controlling a plurality of batteries connected to a DC power system to be charged and used.
리튬 이온 전지, 즉 충전용 배터리는 방송용 카메라와 같이 단위 배터리의 기본 전위보다 높은 전위가 필요한 경우, 다수의 단위 배터리를 직렬 연결하여 사용하는 것이 통상적이다.When a lithium ion battery, that is, a rechargeable battery, is required to have a potential higher than the basic potential of a unit battery such as a camera for broadcasting, a plurality of unit batteries are typically connected in series.
그러나 통상적인 제조 방법을 통해 제조된 배터리는 동일한 양극, 음극 및 전해질 물질을 이용하여 동일한 구조로 제조되었다 하더라도 직렬 연결된 배터리 각각의 충전 또는 방전(및 자가방전) 특성에 차이가 존재한다.However, even if the batteries manufactured through the conventional manufacturing method have the same structure using the same anode, cathode, and electrolyte materials, there is a difference in charging or discharging (and self-discharging) characteristics of each of the series-connected batteries.
따라서, 직렬 연결된 배터리의 사용시 단위 배터리의 전위차가 존재해 직렬 연결된 배터리는 다른 배터리의 전위에 관계없이 하나의 배터리가 완전히 방전되었을 경우에도 전체전압(직렬 연결된 배터리의 전체 전압)이 0이 되어 재충전이 필요하게 된다.Therefore, when using a cascaded battery, there is a potential difference of a unit battery, and a cascaded battery has a full voltage (the total voltage of the cascaded battery) becomes zero even when one battery is completely discharged regardless of the potential of the other battery. .
재충전 시에도 각각의 배터리의 전위가 서로 다름으로 인해 일정 전압에 먼저 도달한 배터리의 과충전 문제와 셀안에 구비된 각각의 배터리가 과충전을 일으킴에도 일정 전압에 도달하지 못한 배터리가 존재하는 충전 효율의 문제가 발생한다.Even when the battery is recharged, the overcharging problem of the battery which first reaches a predetermined voltage due to the different potential of each battery, and the problem of the charging efficiency in which the battery that does not reach a certain voltage occurs, Lt; / RTI >
또한, 충방전 횟수가 많아지게 되면 배터리를 구성하는 물질의 저하가 발생하여 배터리의 특성이 달라지고 이러한 노화 현상은 개별 전지 간의 편차를 더욱 심화시키는 역할을 하게 된다.In addition, when the number of charging / discharging increases, the material constituting the battery is lowered and the characteristics of the battery are changed. Such aging phenomenon plays a role of further increasing the variation among the individual batteries.
따라서 이러한 문제점들을 해결하기 위해, 다양한 장치가 활발히 제안되고 있는 실정이다.Therefore, various devices have been actively proposed to solve these problems.
대한민국 특허 공개 2003-0096978는 복수개의 단위셀, 충전수단, 방전 수단 및 직렬 병렬 전환 스위치를 포함하여 구성되며, 복수개의 단위셀을 각각 균등하게 방전시킨 후, 방전된 단위셀을 직렬 병렬 전환 스위치를 이용하여 직렬로 연결해 충전을 수행하는 시스템에 관한 것이다. Korean Unexamined Patent Application Publication No. 2003-0096978 discloses a plasma display panel comprising a plurality of unit cells, a charging means, a discharging means, and a serial-parallel switching switch. After uniformly discharging a plurality of unit cells, The present invention relates to a system for performing charging by connecting in series.
그러나, 이런 종래의 장치들은 직렬 연결된 배터리 각각에 전하 균일화 장치가 구비되어 개별 배터리의 충전 또는 방전을 수행하여, 전하 균일 장치의 복잡성 및 부피가 증가하여 생산성을 저하시키고 제조원가를 상승시키는 요인이 되어 왔으며, 제어를 위한 스위치 모듈이 구성되어 소자들이 높은 전압 스트레스를 견뎌 내야 하는 문제점이 있다.
However, in such conventional devices, each of the serially connected batteries is provided with a charge equalizing device to perform charging or discharging of individual batteries, thereby increasing the complexity and volume of the charge uniforming device, thereby lowering the productivity and raising the manufacturing cost , There is a problem that a switch module for controlling is configured so that the devices must withstand high voltage stress.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 복수개의 배터리가 셀을 구획하여 설치된 배터리를 통해 승압과 갑압 되도록 내부를 구성함으로써 간단한 스위칭 신호만으로 각각의 배터리들의 충방전을 제어하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived in view of the above problems, and it is an object of the present invention to control charging and discharging of each battery with only a simple switching signal by constituting an internal structure such that a plurality of batteries compose a cell .
또한, 본 발명의 다른 목적은 효율적인 유지관리가 용이한 배터리 컨버터를 제공하는데 목적이 있다.
It is another object of the present invention to provide a battery converter that is easy to maintain and maintain.
이와 같은 목적을 효과적으로 달성하기 위하여 본 발명은, 상하부에 배터리가 탈부착이 되며, 전기에너지를 저장 및 방전하는 멀티 배터리부; 상기 멀티 배터리부와 접속되어 전원 공급 경로를 제어하는 가변레일부; 상기 가변레일부와 설치되어 충전을 제어하는 복수개의 충전 스위치부; 그리고 상기 멀티 배터리부에 충전된 에너지를 설정된 전압에 따라 출력시키는 복수개의 컨버터부;를 포함할 수 있다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a battery pack comprising: a multi-battery unit for detachably attaching and detaching a battery at upper and lower portions thereof, A variable rail part connected to the multi-battery part and controlling a power supply path; A plurality of charging switch units installed with the variable rail to control charging; And a plurality of converter units for outputting the energy charged in the multi-battery unit according to the set voltage.
상기 멀티 배터리부의 일면에는 복수개로 구획된 소용량 배터리 셀영역이 구비되고, 다른 일면에는 대용량 배터리 셀이 구비될 수 있다.A plurality of small capacity battery cell areas may be provided on one surface of the multi battery part and a large capacity battery cell may be provided on the other surface of the multi battery part.
상기 멀티 배터리부는 승압과 감압을 제어하는 변경 전압부와 연결될 수 있다.The multi-battery unit may be connected to a change-over voltage unit for controlling the step-up and step-down.
상기 멀티 배터리부에 삽입되는 복수개의 배터리가 각각 섹터별로 병렬 연결되며, 각 섹터가 서로 직렬 연결되어 상기 컨버터에 의해 승압 될 수 있다.The plurality of batteries inserted in the multi-battery unit are connected in parallel to each other by a sector, and the respective sectors are connected to each other in series to be boosted by the converter.
상기 멀티 배터리부 외부에는 전압량을 체크하도록 디스플레이부와 연결될 수 있다.And may be connected to the display unit to check the amount of voltage outside the multi-battery unit.
상기 충전 스위치부는 전압감압부와 연결될 수 있다.
The charging switch unit may be connected to the voltage reducing unit.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 컨버터는 직렬 또는 병렬로 연결된 배터리들의 접속상태에 따라 출력전압을 여러 단계로 조정할 수 있도록 함으로써 사용기기의 출력범위를 확대할 수 있다.The battery converter according to the embodiment of the present invention can adjust the output voltage in various stages according to the connection state of the series or parallel connected batteries, thereby enlarging the output range of the used equipment.
또한, 복수개의 배터리 충전을 획일화함으로써 각각의 배터리가 과충전과 배터리의 충전 효율을 해결함으로써 효율적으로 유지관리할 수 있다.
In addition, by uniformizing the charging of a plurality of batteries, it is possible to effectively maintain each battery by overcharging and solving the charging efficiency of the battery.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 컨버터를 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 컨버터를 보인 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 컨버터를 보인 회로도.1 is a perspective view of a battery converter according to an embodiment of the present invention;
2 is an exploded perspective view illustrating a battery converter according to an embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram showing a battery converter according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, the preferred embodiments of the present invention will be described below, but it is needless to say that the technical idea of the present invention is not limited thereto and can be variously modified by those skilled in the art.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 컨버터를 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 컨버터를 보인 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 컨버터를 보인 회로도이다.FIG. 1 is a perspective view showing a battery converter according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view showing a battery converter according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a circuit diagram showing a battery converter according to an embodiment of the present invention, to be.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 컨버터(10)는 멀티 배터리부(11)와 멀티 배터리부(11)와 접속되는 가변레일부(12), 가변레일부(12)에 설치되어 충전을 제어하는 충전스위치(13), 설정된 전압에 따라 전압을 출력시키는 컨버터(14)를 포함한다.1 and 2, a
멀티 배터리부(11)는 상하부가 탈부착 되도록 착탈홈을 가지며, 복수개의 배터리들이 장착되도록 구획되어 있다.The
멀티 배너리부(11)의 상부에는 복수개의 소용량 배터리가 장착되기 위한 공간이 구비되고, 하부에는 대용량 배터리가 장착되도록 공간이 구비된다.A space for mounting a plurality of small-capacity batteries is provided in an upper portion of the
상부에 장착된 복수개의 배터리는 각각의 섹터별로 병렬 연결되며, 각 섹터별로 병렬 연결된 복수개의 섹터를 직렬 연결하여 출력전압을 승압하게 된다.The plurality of batteries mounted on the upper part are connected in parallel for each sector, and a plurality of sectors connected in parallel for each sector are connected in series to boost the output voltage.
또한, 멀티 배터리부(11)에는 출력전압과 배터리의 잔여량을 체크하도록 디스플레이부(111)가 설치될 수 있다.Also, the
이는 발명의 구성에 대한 편의상 구획되어 있는 것이며, 상하부에 부착되는 배터리가 복수개, 단수개임은 통상의 발명자가 응용하여 사용할 수 있다.This is divided for convenience in the construction of the invention, and a plurality of batteries are attached to the upper and lower parts, and a single battery can be used by a common inventor.
멀티 배터리부(11)는 복수개의 배터리를 지칭하며, 설치되는 배터리들은 각각의 고유의 전압을 가지고 있다.The
이때, 설치되는 배터리들의 전압은 1.2 ~ 15V로 각각의 최소전압과 최대 전압을 가지고 있다.At this time, the voltage of the installed batteries is 1.2 ~ 15V and each has the minimum voltage and the maximum voltage.
다만 본 발명의 상세한 설명에 기재되는 전압의 수치들은 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 실시 형태에 따라서는 다른 값이 적용될 수 있다.However, the numerical values of the voltage described in the detailed description of the present invention are intended to aid understanding of the invention, and other values may be applied depending on the embodiment.
가변레일부(12)는 배터리에 에너지를 저장하는 소자로 DC 전력 계통에 연결되어 멀티 배터리부(11)에 구비된 배터리를 충전할 수 있다.The
가변레일부(12)는 전도성이 좋은 구리를 사용할 수 있다.The
또한, 가변레일부(12)와 접속된 복수개의 배터리는 전체 전위가 동일하게 적용되어 충전 전력을 제공할 수 있다.Further, the plurality of batteries connected to the
가변레일부(12)는 멀티 배터리부(11)에 설치된 복수개의 배터리와 상하부에 부착된 각 배터리들이 모두 접속 되도록 설치된다.The
이때, 가변레일부(12)를 통해 제공되는 전류는 충전 스위치부(13)에 의해 전류의 이동 경로를 제공하게 되고, 충전 스위치부(13)를 통해 복수개의 배터리를 충전할 수 있게 한다.At this time, the current provided through the
충전 스위치부(13)는 멀티 배터리부(11)로 충전 전류로 공급하게 된다.The
또한, 충전스위치부(13)에 공급되는 전류는 멀티 배터리부(11)에 전체 전위를 이용하도록 함으로써, 균일화된 전압을 공급하게 되는 것이다.In addition, the current supplied to the
이때, 충전스위치부(13)는 가변전압부(14)와 연결된 복수개의 배터리를 통해 컨버터부(14)로 전력을 제공하게 되는데, 가변레일부(12)와의 접속을 통해 온오프시키기 위한 스위치형 제어를 할 수 있다.The
예를 들어, 가변레일부(12)와 접지된 충전 스위치부(13)는 승압과 충전을 위한 제어이며, 가변레일부(12)와 접지되지 않은 충전 스위치부(13)는 복수개의 배터리를 개별적으로 사용하기 위한 제어이다.For example, the
컨버터부(14)는 인가된 스위칭 신호에 따라 멀티 배터리부(11)에 저장된 에너지를 출력시키게 된다.The
이때, 컨버터부(14)는 배터리와 직렬 연결되어 각각의 배터리 별로 출력되는 전압을 이용하여 사용할 수 있다.At this time, the
또한, 컨버터부(14)에는 전압 감압부(141)가 설치된다.In addition, the
컨버터부(14)와 배터리에 설치되는 전압 감압부(141)는 다이오드가 브릿지 형상으로 배선되고, 다이오드에 의해 전압의 출력이 조절된다. The
또한, 복수개의 배터리에서 교류 전압이 인가되면 출력전압을 정류시킬 수 있다.In addition, when an AC voltage is applied from a plurality of batteries, the output voltage can be rectified.
따라서, 전압 감압부(141)에 배선된 다이오드는, 각각의 배터리 전압을 컨버터부(14)로 순차적으로 출력시키므로, 이에 의해 나타나는 출력 전압을 조절하여 컨버터부(14)에서 전압을 사용할 수 있도록 하는 것이다.Therefore, the diodes wired to the voltage reducing unit 141 sequentially output the respective battery voltages to the
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 컨버터에 대한 작용을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the battery converter according to the embodiment of the present invention will be described.
도 3을 참조하여 설명하면 멀티 배터리부의 상부에는 복수개의 공간이 구획되어 소용량 배터리가 결합되도록 구성되고, 하부에는 대용량배터리가 결합되도록 배터리를 배치시킨다.Referring to FIG. 3, a plurality of spaces are defined in the upper portion of the multi-battery unit, and a small-capacity battery is coupled to the multi-cell unit.
이때, 복수개의 배터리는 충전스위치와 (+)극, (-)극으로 접촉되게 된다.At this time, a plurality of batteries are brought into contact with the (+) and (-) terminals of the charging switch.
이렇게 배터리가 충전스위치부(13)와 접촉되어 접촉면을 이루면 가변레일부(12)가 접촉면을 통해 접촉되어 충전이 가능한 상태로 유지된다.When the battery is brought into contact with the
또한, 충전이 완료되면 멀티 배터리부(11)에 설치된 디스플레이부(111)를 통해 각각의 배터리 충전상태를 확인하게 된다.When the charging is completed, each battery charging state is confirmed through the
이때, 배터리의 내부 잔여율에 따라 충전이 완료된 배터리 섹터별로 충전스위치부가 오프되면서 충전시간의 소요를 줄일 수 있게 된다.At this time, the charging switch unit is turned off for each battery sector that has been charged according to the internal residual rate of the battery, thereby reducing the charging time.
섹터별로 충전이 완료된 배터리는 각각에 배터리별로 구비된 전압 감압부(141)에 의해 컨버터부(14)로 정상전압을 출력시키게 된다.The batteries, which are charged on a sector-by-sector basis, output a steady voltage to the
이는 컨버터부(14)에 결합되는 사용기기가 사용 용량에 맞는 전압이 조절되어 출력됨으로써 복합적인 기기를 컨버터부(14)와 결합되어 다양한 전압을 광범위하게 사용할 수 있게 된다.This is because the voltage of the used equipment connected to the
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 컨버터는 직렬 또는 병렬로 연결된 배터리들의 접속상태에 따라 출력전압을 여러 단계로 조정할 수 있도록 함으로써 사용기기의 출력범위를 확대할 수 있게 된다.Therefore, the battery converter according to the embodiment of the present invention can adjust the output voltage in various stages according to the connection state of the serially or parallelly connected batteries, thereby enlarging the output range of the used device.
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.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
10 : 배터리 컨버터
11 : 멀티 배터리부
12 : 가변 레일부
13 : 충전스위치부
14 : 컨버터부
141 : 가변전압부10: Battery Converter
11: Multi battery section
12: Variable rail part
13: Charging switch section
14:
141: variable voltage section
Claims (6)
상기 멀티 배터리부와 접속되어 전원 공급경로를 제어하는 가변레일부;
상기 가변레일부와 설치되어 충전을 제어하는 복수개의 충전 스위치부; 그리고,
상기 멀티 배터리부에 충전된 에너지를 설정된 전압에 따라 출력시키는 복수개의 컨버터부;를 포함하는 배터리 컨버터.
A multi-battery unit for detachably attaching and detaching a battery to the upper and lower portions, and storing and discharging electric energy;
A variable rail part connected to the multi-battery part and controlling a power supply path;
A plurality of charging switch units installed with the variable rail to control charging; And,
And a plurality of converter units for outputting the energy charged in the multi-battery unit according to a set voltage.
상기 멀티 배터리부의 일면에는 복수개로 구획된 소용량 배터리 셀영역이 구비되고, 다른 일면에는 대용량 배터리 셀이 구비된 배터리 컨버터.
The method according to claim 1,
A plurality of small capacity battery cell areas are provided on one surface of the multi battery part, and a large capacity battery cell is provided on the other surface of the multi battery part.
상기 멀티 배터리부는 승압과 감압을 제어하는 변경 전압부와 연결된 배터리 컨버터.
The method according to claim 1,
Wherein the multi-battery unit is connected to a change-over voltage unit for controlling the step-up and step-down.
상기 멀티 배터리부에 삽입되는 복수개의 배터리가 각각 섹터별로 병렬 연결되며, 각 섹터가 서로 직렬 연결되어 상기 컨버터에 의해 승압되는 배터리 컨버터.
The method according to claim 1,
Wherein a plurality of batteries inserted in the multi-battery unit are connected in parallel for each sector, and the respective sectors are connected in series to each other to be boosted by the converter.
상기 멀티 배터리부 외부에는 전압량을 체크하도록 디스플레이부와 연결된 배터리 컨버터.
The method according to claim 1,
And a battery unit connected to the display unit to check the amount of voltage outside the multi-battery unit.
상기 충전 스위치부는 전압감압부와 연결된 배터리 컨버터.
The method according to claim 1,
Wherein the charging switch unit is connected to the voltage reducing unit.
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2015
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20150630 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20160302 Patent event code: PE09021S01D |
|
| PC1202 | Submission of document of withdrawal before decision of registration |
Comment text: [Withdrawal of Procedure relating to Patent, etc.] Withdrawal (Abandonment) Patent event code: PC12021R01D Patent event date: 20160602 |
|
| WITB | Written withdrawal of application |