KR102607356B1 - 배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치 - Google Patents

배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치 Download PDF

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김영욱
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Abstract

본 발명은 복수의 배터리 모듈을 방전기에 연결하여 일괄 방전 작업을 수행 및 제어할 수 있도록 하는 배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치는, 복수의 배터리 모듈 및 방전기가 연결되는 연결 지그를 포함하고, 연결 지그는 각각 배터리 모듈이 연결되는 복수의 배터리 연결 유닛과 방전기와 연결되는 지그 +단자 및 지그 -단자를 포함한다. 복수의 배터리 연결 유닛에 연결된 복수의 배터리 모듈과 지그 +단자 및 지그 -단자에 연결된 방전기가 전기적으로 연결되어 복수의 배터리 모듈이 일괄 방전된다.

Description

배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치 {CONNECTION APPARATUS OF BATTERY MODULE AND DISCHARGER}
본 발명은 배터리 모듈 및 방전기 사이를 연결하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 배터리 모듈을 방전기에 연결하여 일괄 방전 작업을 수행 및 제어할 수 있도록 하는 배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치에 관한 것이다.
일반적으로 전기 자동차(electric vehicle)는 환경 오염 및 에너지 고갈과 같은 문제를 해결할 수 있는 가장 가능성 높은 대안이라는 점에서, 연구가 활발하게 진행되고 있다. 전기 자동차는 순수 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 전기 버스, 전기 자전거, 골프 카트 등을 포함할 수 있다.
전기 자동차는 자동차의 구동 에너지를 기존의 자동차와 같이 화석 연료의 연소가 아닌 전기 에너지로부터 얻으며, 엔진이 아닌 전기 모터로 주행한다. 전기 자동차에는 주행을 위한 전기를 공급하는 복수의 배터리 모듈이 구비된다. 전기 자동차는 동력원으로 사용되는 모터에 많은 전력을 공급하기 위해서 고출력 대용량 배터리 팩을 사용한다.
전기 자동차에 사용되는 배터리 팩은 중대형 기기에서 요구하는 출력 및 용량을 제공하기 위해서, 다수의 셀들이 직렬, 병렬 또는 직렬과 병렬이 혼합된 방식으로 연결될 수 있다. 전기 자동차의 구동 전원으로 사용되는 배터리 팩은 직렬 연결된 복수의 배터리 모듈을 포함할 수 있다.
전기 자동차 외에 친환경 발전기, 에너지 저장 장치(ESS), 무선 가전, 드론, 로봇, 개인 모빌리티(2륜, 3륜), 의료기기 등 배터리 모듈의 사용처는 기하급수적으로 증가하고 있다.
이러한 배터리 모듈은 사용 후 폐기하거나 보관을 위해 반드시 사전에 방전 작업을 수행해야 한다. 배터리 모듈을 완전 방전하지 않은 채 보관이나 폐기할 경우, 배터리 모듈에 남아있는 잔류 전기에 의해 쇼트가 발생하여 강력한 스파크와 함께 큰 폭발이 일어날 위험이 있다.
배터리 모듈을 방전하는 방전기가 보급되지 않은 폐차장이나 배터리 재활용 업체에서는 배터리 모듈을 염수에 담가 전기 분해하여 방전하는 방식을 사용하였다. 이렇게 염수에 담가 방전하는 경우, 염수의 제작 및/또는 관리가 불편하고 방전 시 커다란 수조, 호이스트, 지게차 등이 필요하여 작업성이 좋지 않다. 또한, 방전 중 유해 가스와 폐수가 발생하며, 배터리 모듈이 염수에 의해 부식되어 방전 후 배터리 모듈의 재활용 가치가 떨어지게 된다. 또한, 염수 방전 중 배터리의 전압 등을 계측할 수 없어 방전 종료 시점을 알 수 없기 때문에 작업자들은 확실한 방전을 위해 폐기할 배터리 모듈을 최소 8시간 이상 염수에 담그는 등 방전 작업에 필요 이상의 장시간이 소요된다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 배터리 모듈에 남아 있는 전력을 회수하는 방전기가 개발되어 사용되고 있다. 그러나, 이러한 방전기에는 하나의 커넥터만이 장착되어 한 번에 하나의 배터리 모듈만을 연결하여 방전 작업을 할 수 있는 한계가 있다.
따라서, 복수의 배터리 모듈을 방전시키려면 커넥터의 연결을 바꾸어 가면서 한 번에 하나의 배터리 모듈을 연결하여 방전 작업을 반복적으로 수행해야 하는 불편함이 있다.
대한민국 등록특허 제1610527호 대한민국 등록특허 제1974144호
상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명의 목적은 복수의 배터리 모듈을 한꺼번에 방전기와 연결하여 복수의 배터리 모듈을 일괄로 방전시킬 수 있는 배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 방전기에 동시에 연결되는 복수의 배터리 모듈의 개수를 가변할 수 있도록 하는 배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 방전기에 동시에 연결되는 복수의 배터리 모듈들의 연결 상태를 감지하여 역방향 연결로 인한 안전사고를 방지할 수 있도록 하는 배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 작업자가 복수의 배터리 모듈들의 방전 진행 상태를 인지할 수 있도록 하여 방전 작업에 불필요하게 소요되는 시간이 절감될 수 있는 배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시예에 따른 배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치는, 복수의 배터리 모듈 및 방전기가 연결되는 연결 지그를 포함하고, 연결 지그는 각각 배터리 모듈이 연결되는 복수의 배터리 연결 유닛과 방전기와 연결되는 지그 +단자 및 지그 -단자를 포함한다. 복수의 배터리 연결 유닛에 연결된 복수의 배터리 모듈과 지그 +단자 및 지그 -단자에 연결된 방전기가 전기적으로 연결되어 복수의 배터리 모듈이 일괄 방전된다.
바람직하게는 배터리 연결 유닛은, 배터리 모듈과 연결하기 위한 앤더슨 커넥터, 앤더슨 커넥터에 연결된 배터리 모듈의 전압을 측정하는 전압계 및 전압계에서 측정된 배터리 모듈의 측정 전압을 표시하는 전압 표시창을 포함한다.
보다 바람직하게는 배터리 연결 유닛은, 연결된 배터리 모듈의 정방향 연결 상태를 표시하는 정방향 표시등, 연결된 배터리 모듈의 역방향 연결 상태를 표시하는 역방향 표시등 및 측정 전압의 극성에 따라 정방향 표시등 또는 역방향 표시등을 구동하는 LED 구동부를 더 포함한다.
보다 바람직하게는 연결 지그의 외측에 장착된 알람부를 더 포함하고, LED 구동부는 측정 전압의 극성에 따라 역방향 연결 신호를 출력한다. 연결 지그는 복수의 배터리 연결 유닛의 LED 구동부로부터 역방향 연결 신호를 수신하여 복수의 배터리 모듈 중 적어도 하나가 역방향으로 연결된 경우 알람 신호를 출력하는 알람 신호 출력부 및 알람 신호 출력부로부터 알람 신호가 입력되면 알람부를 구동하는 알람 제어부를 더 포함한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 배터리 모듈 및 방전기
의 연결 장치는, 복수의 배터리 모듈 및 방전기가 연결되는 하부 연결 지그 및 하부 연결 지그의 상층에 위치하며 복수의 배터리 모듈 및 방전기가 연결되는 상부 연결 지그를 포함한다. 하부 연결 지그는 각각 배터리 모듈이 연결되는 복수의 배터리 연결 유닛, 방전기와 연결되는 지그 +단자 및 하부 연결 지그의 인접 상층에 위치한 연결 지그와 연결되는 지그 -단자를 포함한다. 상부 연결 지그는 각각 배터리 모듈이 연결되는 복수의 배터리 연결 유닛, 방전기와 연결되는 지그 -단자 및 상부 연결 지그의 인접 하층에 위치한 연결 지그와 연결되는 지그 +단자를 포함한다. 상부 연결 지그 및 하부 연결 지그에 연결된 복수의 배터리 모듈과 하부 연결 지그의 지그 +단자 및 상부 연결 지그의 지그 -단자에 연결된 방전기가 전기적으로 연결되어 복수의 배터리 모듈이 일괄 방전된다.
바람직하게는, 복수의 배터리 모듈이 연결되고 하부 연결 지그와 상부 연결 지그의 중간층에 위치하는 적어도 하나 이상의 미들 연결 지그를 포함하고, 미들 연결 지그는 각각 배터리 모듈이 연결되는 복수의 배터리 연결 유닛, 미들 연결 지그의 인접 하층에 위치한 연결 지그와 연결되는 지그 +단자, 미들 연결 지그의 인접 상층에 위치한 연결 지그와 연결되는 지그 -단자를 포함한다. 상부 연결 지그, 하나 이상의 미들 연결 지그 및 하부 연결 지그에 각각 연결된 복수의 배터리 모듈과 하부 연결 지그의 지그 +단자 및 상부 연결 지그의 지그 -단자에 연결된 방전기가 전기적으로 연결되어 복수의 배터리 모듈이 일괄 방전된다.
보다 바람직하게는, 배터리 연결 유닛은 배터리 모듈과 연결하기 위한 앤더슨 커넥터, 앤더슨 커넥터에 연결된 배터리 모듈의 전압을 측정하는 전압계 및 전압계에서 측정된 배터리 모듈의 측정 전압을 표시하는 전압 표시창을 포함한다.
보다 바람직하게는, 배터리 연결 유닛은 연결된 배터리 모듈의 정방향 연결 상태를 표시하는 정방향 표시등, 연결된 배터리 모듈의 역방향 연결 상태를 표시하는 역방향 표시등 및 측정 전압의 극성에 따라 정방향 표시등 또는 역방향 표시등을 구동하는 LED 구동부를 더 포함한다.
보다 바람직하게는, 복수의 연결 지그 중 하나의 외측에 장착된 알람부를 더 포함하고, LED 구동부는 측정 전압의 극성에 따라 역방향 연결 신호를 출력하고, 각각의 연결 지그는 복수의 배터리 연결 유닛의 LED 구동부로부터 역방향 연결 신호를 수신하여 복수의 배터리 연결 유닛 중 적어도 하나가 역방향으로 연결된 경우 알람 신호를 출력하는 알람 신호 출력부를 더 포함한다. 복수의 연결 지그 중 하나는, 복수의 연결 지그로부터 알람 신호를 수신하여 알람부를 구동하는 알람 제어부를 더 포함한다.
본 발명에 따르면 복수의 배터리 모듈을 한꺼번에 방전기와 연결하여 복수의 배터리 모듈을 일괄로 방전시킬 수 있어, 복수의 배터리 모듈에 대한 방전 작업에 소요되는 시간과 노력을 절감할 수 있다.
본 발명에 따르면 방전기에 동시에 연결되는 복수의 배터리 모듈의 개수를 가변할 수 있어, 작업자가 상황에 따라 필요한 개수만큼의 배터리 모듈을 연결하여 방전 작업을 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면 방전기에 연결된 복수의 배터리 모듈들 중 역방향으로 연결된 배터리 모듈을 사전에 검출할 수 있어, 역방향 연결로 인한 안전사고를 사전에 차단할 수 있어 안전한 방전 작업을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 복수의 배터리 모듈들의 방전 진행 상태를 표시하여 작업자로 하여금 방전 완료 시점을 인지할 수 있도록 하여, 방전 작업에 불필요하게 소요되는 시간이 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치를 도시한 외형도로서, (a)는 정면도이고, (b)는 후면도이고, (c)는 하나의 배터리 연결 유닛의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치를 도시한 구성 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치를 도시한 외형도로서, (a)는 정면도이고, (b)는 후면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치를 도시한 구성 블록도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제3실시예에 따른 배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치를 도시한 외형도로서, 도 5a는 정면도이고, 도 5b는 후면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한, 도면을 참고하여 설명하면서, 같은 명칭으로 나타낸 구성일지라도 도면에 따라 도면 번호가 달라질 수 있고, 도면 번호는 설명의 편의를 위해 기재된 것에 불과하고 해당 도면 번호에 의해 각 구성의 개념, 특징, 기능 또는 효과가 제한 해석되는 것은 아니다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 제 1, 제 2 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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 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 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에 있어서 '부(部)' 또는 '모듈'이란, 하드웨어 또는 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함하며, 하나의 유닛이 둘 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 둘 이상의 유닛이 하나의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치에 대해 상세하게 설명한다.
본 발명의 연결 장치는 적어도 하나 이상의 배터리 모듈을 방전기에 연결하는 기능을 한다. 본 발명의 연결 장치를 통해 정방향으로 연결된 하나 이상의 배터리 모듈들은 전기적으로 직렬 연결되어, 본 발명의 연결 장치를 통해 연결된 방전기를 통해 일괄 방전될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치를 도시한 외형도로서, (a)는 정면도이고, (b)는 후면도이고, (c)는 하나의 배터리 연결 유닛의 정면도이다.
본 발명의 연결 장치는 1단의 연결 지그(100)로 구성될 수 있고, 연결 지그(100)는 복수의 배터리 연결 유닛(111, 112, 113, 114, 115)으로 구성될 수 있고, 각 배터리 연결 유닛(111, 112, 113, 114, 115)에는 각각 하나의 배터리 모듈(미도시)이 연결될 수 있다. 도면에서 연결 지그(100)는 5개의 배터리 연결 유닛을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
복수의 배터리 연결 유닛(111, 112, 113, 114, 115)에 각각 연결된 복수의 배터리 모듈들은 복수의 배터리 연결 유닛(111, 112, 113, 114, 115)에 의해 직렬로 연결될 수 있다. 아울러, 연결 지그(100)에는 방전기(미도시)가 연결될 수 있으며, 연결 지그(100)를 통해 복수의 배터리 모듈과 방전기가 전기적으로 연결되어, 복수의 배터리 모듈에 잔존하는 전력이 방전기를 통해 방전될 수 있다.
연결 지그(100)의 전면부(110)에는 배터리 모듈에 관련된 구성요소가 배치될 수 있으며, 연결 지그(100)의 전면부(110)에 배치된 각 배터리 연결 유닛별 구성요소는 도 1의 (c)에 도시되어 있다. 연결 지그(100)의 후면부(120)에는 방전기에 관련된 구성요소가 배치될 수 있다.
연결 지그(100)의 전면부(110)에는 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 각 배터리 연결 유닛(111, 112, 113, 114, 115)에 배터리 모듈을 연결하기 위한 수단, 각 배터리 연결 유닛에 연결된 배터리 모듈의 연결 상태를 표시하는 수단 및 배터리 모듈의 방전 진행 상태를 표시하는 수단을 포함할 수 있다. 아울러, 연결 지그(100)에는 배터리 연결 유닛에 연결된 배터리 모듈들 중 적어도 하나가 역방향으로 연결된 경우, 이를 감지하여 작업자에게 경고하는 알람부(101)를 포함할 수 있다. 알람부(101)는 경고등 점등 및 부저음 발생 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
연결 지그(100)의 후면부(120)에는 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 방전기와 연결하기 위한 지그 +단자(121) 및 지그 -단자(122)가 배치된다. 지그 +단자(121)에는 방전기의 +단자가 연결되고, 지그 -단자(122)에는 방전기의 -단자가 연결될 수 있다. 또한, 연결 지그(100)의 후면부(120)에는 연결 지그(100)에 전원을 공급하기 위한 전원 입력단자(123)와, 복수의 배터리 연결 유닛에 연결된 복수의 배터리 모듈들 중 역방향으로 연결된 배터리 모듈이 있을 때 알람부(101)로 알람 신호를 출력하기 위한 알람 신호 출력부(124)가 배치된다.
연결 지그(100)에는 알람 제어부(102)가 내장되며, 알람 신호 출력부(124)와 알람 제어부(102)가 연결될 수 있다. 이렇게 알람 신호 출력부(124)와 알람 제어부(102)가 연결된 경우, 복수의 배터리 모듈들 중 역방향으로 연결된 배터리 모듈이 있으면 알람 신호 출력부(124)가 알람 신호를 알람 제어부(102)에 전송하고, 알람 제어부(102)는 알람부(101)를 구동하여 작업자에게 경고할 수 있다.
연결 지그의 전면부에 배치된 각 배터리 연결 유닛은 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이 배터리 모듈과 연결하기 위한 앤더슨 커넥터(131)와, 앤더슨 커넥터(131)에 연결된 배터리 모듈의 현재 측정 전압이 표시되는 전압 표시창(132)과, 앤더슨 커넥터(131)에 연결된 배터리 모듈이 정방향으로 연결되면 점등되는 정방향 표시등(133) 및 앤더슨 커넥터(131)로 연결된 배터리 모듈이 역방향으로 연결되면 점등되는 역방향 표시등(134)이 포함될 수 있다. 앤더슨 커넥터(131)에는 하네스(미도시)를 이용하여 배터리 모듈이 연결될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치(200)를 도시한 구성 블록도이다.
연결 장치(200)는 각각 배터리 모듈(210, 260, 270, 280, 290)이 연결되며 각각 연결된 배터리 모듈(210, 260, 270, 280, 290)의 전압 및 연결 방향을 감지하여 표시하는 복수의 배터리 연결 유닛(220, 266, 276, 286, 296)과, 방전기(203)와 연결하기 위한 지그 +단자(201) 및 지그 -단자(202)를 포함한다. 복수의 배터리 연결 유닛(220, 266, 276, 286, 296)에 각각 연결된 복수의 배터리 모듈(210, 260, 270, 280, 290) 및 방전기(203)는 전기적으로 직렬로 연결된다. 여기서, 지그 +단자(201)과 지그 -단자(202)는 각각 도 1의 (b)에 도시된 지그 +단자(121)와 지그 -단자(122)일 수 있다.
각각의 배터리 연결 유닛(220, 266, 276, 286, 296)과 배터리 모듈(210, 260, 270, 280, 290)은 앤더슨 커넥터로 하네스를 통해 연결될 수 있다. 각각의 배터리 연결 유닛과 배터리 모듈을 연결하는 앤더슨 커넥터는 도 1의 (c)에 도시된 앤더슨 커넥터(131)일 수 있다.
각각의 배터리 연결 유닛(220, 266, 276, 286, 296)에 연결된 배터리 모듈(210, 260, 270, 280, 290)들은 직렬로 연결되어 방전기(203)와 연결되므로, 모두 정방향으로 연결되어야 한다. 여기서, 정방향 연결이라 함은 임의의 배터리 모듈의 +단자와 인접 배터리 모듈의 -단자가 연결되고 임의 배터리 모듈의 -단자와 인접 배터리 모듈의 +단자가 연결되는 상태를 의미할 수 있다. 반면 역방향 연결이라 함은 임의의 배터리 모듈의 +단자와 인접 배터리 모듈의 +단자가 연결되고 임의의 배터리 모듈의 -단자와 인접 배터리 모듈의 -단자가 연결되는 상태를 의미할 수 있다. 임의의 배터리 모듈이 역방향으로 연결된 상태에서 방전기(203)가 구동되면 원활한 방전이 이루어지지 않을 뿐만 아니라 배터리 모듈이나 방전기에 고장을 발생시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 각 배터리 연결 유닛은 연결된 배터리 모듈의 연결 방향이 정방향인지 혹은 역방향인지를 감지하고 표시하는 기능을 포함한다. 각 배터리 연결 유닛(220, 266, 276, 286, 296)은 모두 동일한 구성으로 구성되는 바, 제1배터리 연결 유닛(220)을 기반으로 설명하기로 한다.
제1배터리 연결 유닛(220)은 제1배터리 모듈(210)의 전압을 측정하는 전압계(221)와, 전압계(221)에서 측정된 제1배터리 모듈(210)의 측정 전압을 표시하는 전압 표시창(223)과, 제1배터리 모듈(210)이 정방향 연결되어 있음을 표시하는 정방향 표시등(224)과, 제1배터리 모듈(210)이 역방향 연결되어 있음을 표시하는 역방향 표시등(225)과, 전압계(221)에서 측정된 제1배터리 모듈(210)의 측정 전압이 +전압이면 정방향 표시등(224)를 점등하고 전압계(221)에서 측정된 제1배터리 모듈(210)의 측정 전압이 -전압이면 역방향 표시등(225)를 점등하는 LED 구동부(222)를 포함한다.
여기서, 전압 표시창(223)은 도 1의 (c)에 도시된 전압 표시창(132)일 수 있다. 정방향 표시등(224)은 도 1의 (c)에 도시된 정방향 표시등(133)일 수 있고, 역방향 표시등(225)는 도 1의 (c)에 도시된 역방향 표시등(134)일 수 있다.
제1배터리 연결 유닛(220)에 제1배터리 모듈(210)이 정방향으로 연결되면 전압계(221)에서 측정된 제1배터리 모듈(210)의 측정 전압이 +전압이다. 한편, 제1배터리 연결 유닛(220)에 제1배터리 모듈(210)이 역방향으로 연결되면 전압계(221)에서 측정된 제1배터리 모듈(210)의 측정 전압은 -전압이다. 전압 표시창(223)은 전압계(221)에서 측정된 측정 전압을 표시한다. 즉, 전압 표시창(223)에 표시된 측정 전압이 +전압이면 정방향 연결로 인지할 수 있고, 전압 표시창(223)에 표시된 측정 전압이 -전압이면 역방향 연결로 인지할 수 있다.
아울러, LED 구동부(222)는 전압계(221)에서 측정된 측정 전압을 입력받아, 측정 전압이 +전압이면(즉, 정방향 연결이면) 정방향 표시등(224)을 점등시키고, 측정 전압이 -전압이면(즉, 역방향 연결이면) 역방향 표시등(225)을 점등시킨다. 정방향 표시등(224)는 녹색등일 수 있고, 역방향 표시등(225)는 적색등일 수 있다.
본 발명의 연결 장치를 사용하는 작업자는 전압 표시창(223)에 표시된 측정 전압값 및 역방향 표시등(225)의 점등 상태를 기반으로 제1배터리 연결 유닛(220)에 연결된 제1배터리 모듈(210)의 연결 상태를 인지할 수 있다.
다만, 제1배터리 모듈이 역방향으로 연결된 상태에서 작업자가 무신경하여 전압 표시창(223) 및 역방향 표시등(225)을 확인하지 않은 채 방전기를 구동시키면 제1배터리 모듈 및 방전기에 전기적 충격이 가해질 수 있다.
이를 방지하기 위해, 제1배터리 모듈 내지 제5배터리 모듈 중 적어도 하나가 역방향 연결시 알람 기능을 구동할 수 있다.
LED 구동부(222)는 전압계(221)의 측정 전압이 -전압이면(즉, 역방향 연결이면), 역방향 연결 신호를 출력한다. 연결 장치(200)는 제1배터리 연결 유닛(220) 내지 제5배터리 연결 유닛(296) 중 적어도 하나로부터 역방향 연결 신호가 수신되면 알람 신호를 출력하는 알람 신호 출력부(230)와, 알람 신호를 기반으로 알람부(232)를 구동하는 알람 제어부(231)를 포함한다. 알람부(232)는 경고등 점등 및 부저음 발생 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 알람 신호 출력부(230)는 도 1의 (b)에 도시된 알람 신호 출력부(124)일 수 있고, 알람 제어부(231)는 도 1의 (b)에 도시된 알람 제어부(102)일 수 있으며, 알람부(232)는 도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 알람부(101)일 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치를 도시한 외형도로서, (a)는 정면도이고, (b)는 후면도이다.
본 발명의 연결 장치는 2단의 연결 지그(310, 320)로 구성될 수 있다. 각 연결 지그(310, 320)는 각각 배터리 모듈이 연결되는 복수의 배터리 연결 유닛을 포함할 수 있다. 각 배터리 연결 유닛은 도 1 및 도 2에 도시된 배터리 연결 유닛과 동일하게 구성될 수 있다.
상단 연결 지그(320)는 도 1의 연결 지그(100)와 동일하게 구성될 수 있다. 하단 연결 지그(310)는 도 1의 연결 지그(100) 중 알람 제어부(102)를 제외하고 나머지 구성요소는 동일하게 구성될 수 있다.
하단 연결 지그(310)를 구성하는 5개의 배터리 연결 유닛에 각각 하나씩의 배터리 모듈이 연결될 수 있으며, 상단 연결 지그(320)를 구성하는 5개의 배터리 연결 유닛에 각각 하나씩의 배터리 모듈이 연결될 수 있다.
하단 연결 지그(310)의 지그 +단자(311)에는 방전기의 +단자가 연결되고, 하단 연결 지그(310)의 지그 -단자(312)는 상단 연결 지그(320)의 지그 +단자와 연결되며, 상단 연결 지그(320)의 지그 -단자에는 방전기의 -단자가 연결된다. 이렇게 하단 연결 지그(310)와 상단 연결 지그(320)가 전기적으로 연결되면, 상단 연결 지그(310) 및 하단 연결 지그(320)에 연결된 10개의 배터리 모듈들이 모두 직렬로 연결될 수 있다. 여기에, 하단 연결 지그(310)의 지그 +단자와 상단 연결 지그(320)의 지그 -단자에 방전기를 연결하면, 방전기와 10개의 배터리 모듈들이 전기적으로 연결되어 10개의 배터리 모듈들에 대해 동시에 방전이 수행될 수 있다.
상단 연결 지그(320) 상부에는 상단 연결 지그(310)와 하단 연결 지그(320)에 연결된 복수의 배터리 모듈들 중 역방향으로 연결된 배터리 모듈이 있으면 작업자에게 경고하는 알람부(330)를 더 포함한다. 상단 연결 지그(320)는 알람부(330)를 제어하는 알람 제어부(324)를 더 포함한다. 알람 제어부(324)는 하단 연결 지그(310)의 알람 신호 출력부(313) 및 상단 연결 지그(320)의 알람 신호 출력부(323)와 연결되어, 하단 연결 지그(310)의 알람 신호 출력부(313) 및 상단 연결 지그(320)의 알람 신호 출력부(323) 중 적어도 하나로부터 알람 신호가 수신되면 알람부(330)를 구동하여 작업자에게 역방향 연결을 경고한다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치를 도시한 구성 블록도이다.
본 발명의 연결 장치는 하단 연결 지그(410)와 상단 연결 지그(420)로 구성될 수 있다. 하단 연결 지그(410)는 각각 배터리 모듈이 연결되며 각각 연결된 배터리 모듈의 전압 및 연결 방향을 감지하여 표시하는 복수의 배터리 연결 유닛과, 방전기(430)와 연결하기 위한 지그 +단자(411) 및 상단 연결 지그(420)와 연결하기 위한 지그 -단자(412)를 포함할 수 있다. 상단 연결 지그(420)는 각각 배터리 모듈이 연결되어 각각 연결된 배터리 모듈의 전압 및 연결 방향을 감지하여 표시하는 복수의 배터리 연결 유닛과, 방전기(430)와 연결하기 위한 지그 -단자(421) 및 하단 연결 지그(410)와 연결하기 위한 지그 +단자(422)를 포함한다.
하단 연결 지그(410)의 지그 -단자(412)와 상단 연결 지그(420)의 지그 +단자(422)는 전기적으로 연결되며, 이로써 하단 연결 지그(410) 및 상단 연결 지그(420)의 각 배터리 연결 유닛에 연결된 복수의 배터리 모듈들이 모두 직렬로 연결될 수 있다. 아울러, 하단 연결 지그(410)의 지그 +단자(411)와 상단 연결 지그(420)의 지그 -단자(421) 사이에 방전기(430)가 전기적으로 연결되며, 이로써 배터리 모듈들과 방전기(430)가 전기적으로 연결되어, 방전기(430)를 통해 복수의 배터리 모듈들이 일괄 방전될 수 있다.
하단 연결 지그(410) 및 상단 연결 지그(420)를 구성하는 각 배터리 연결 유닛은 도 2의 제1배터리 연결 유닛(220)과 동일하게 구성될 수 있다. 즉, 각 배터리 연결 유닛은 배터리 모듈의 전압을 측정하는 전압계와, 전압계에서 측정된 배터리 모듈의 측정 전압을 표시하는 전압 표시창과, 배터리 모듈이 정방향 연결되어 있음을 표시하는 정방향 표시등과, 배터리 모듈이 역방향 연결되어 있음을 표시하는 역방향 표시등과, 전압계에서 측정된 배터리 모듈의 측정 전압이 +전압이면 정방향 표시등을 점등하고 전압계에서 측정된 배터리 모듈의 측정 전압이 -전압이면 역방향 표시등을 점등하는 LED 구동부를 포함할 수 있다. LED 구동부는 전압계의 측정 전압이 -전압이면(즉, 역방향 연결이면), 역방향 연결 신호를 출력할 수 있다.
하단 연결 지그(410)는 각 배터리 연결 유닛의 LED 구동부 중 적어도 하나로부터 역방향 연결 신호가 수신되면 상단 연결 지그(420)의 알람 제어부(424)로 알람 신호를 출력하는 알람 신호 출력부(413)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상단 연결 지그(420)는 각 배터리 연결 유닛의 LED 구동부 중 적어도 하나로부터 역방향 연결 신호가 수신되면 알람 제어부(424)로 알람 신호를 출력하는 알람 신호 출력부(423)와, 하단 연결 지그의 알람 신호 출력부(413) 및 상단 연결 지그의 알람 신호 출력부(423) 중 적어도 하나로부터 알람 신호가 수신되면 알람부(440)를 구동하는 알람 제어부(424)를 포함할 수 있다.
여기서, 알람 신호 출력부(413, 423)는 도 3에 도시된 알람 신호 출력부(313, 323)일 수 있고, 알람 제어부(424)는 도 3에 도시된 알람 제어부(324)일 수 있으며, 알람부(440)는 도 3에 도시된 알람부(330)일 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제3실시예에 따른 배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치를 도시한 외형도로서, 도 5a는 정면도이고, 도 5b는 후면도이다.
연결 장치는 5단의 연결 지그(510, 520, 530, 540, 550)로 구성될 수 있다. 각 연결 지그(510, 520, 530, 540, 550)는 각각 배터리 모듈이 연결되는 복수의 배터리 연결 유닛을 포함할 수 있다. 각 배터리 연결 유닛은 도 1 및 도 2에 도시된 배터리 연결 유닛과 동일하게 구성될 수 있다.
5단의 연결 지그는 하단 연결 지그(510), 3개의 미들 연결 지그(520, 530, 540), 상단 연결 지그(550)로 명명할 수 있다.
상단 연결 지그(550)는 도 1의 연결 지그(100)와 동일하게 구성될 수 있다. 하단 연결 지그(510) 및 미들 연결 지그(520, 530, 540)는 도 1의 연결 지그(100) 중 알람 제어부(102)를 제외하고 나머지 구성요소는 동일하게 구성될 수 있다.
하단 연결 지그(510)를 구성하는 5개의 배터리 연결 유닛에 각각 하나씩의 배터리 모듈이 연결될 수 있고, 각 미들 연결 지그(520, 530, 540)를 구성하는 각각 5개의 배터리 연결 유닛에 각각 하나씩의 배터리 모듈이 연결될 수 있으며, 상단 연결 지그(550)를 구성하는 5개의 배터리 연결 유닛에 각각 하나씩의 배터리 모듈이 연결될 수 있다.
하단 연결 지그(510)의 지그 +단자(511)에는 방전기의 +단자가 연결되고, 하단 연결 지그(510)의 지그 -단자(512)는 그 상층 미들 연결 지그(520)의 지그 +단자(521)가 연결된다. 미들 연결 지그(520)의 지그 -단자(522)는 그 상층 미들 연결 지그(530)의 지그 +단자(531)가 연결된다. 미들 연결 지그(530)의 지그 -단자(532)는 그 상층 미들 연결 지그(540)의 지그 +단자(541)가 연결된다. 미들 연결 지그(540)의 지그 -단자(542)는 상단 연결 지그(550)의 지그 +단자(551)와 연결되고, 상단 연결 지그(550)의 지그 -단자는 방전기의 -단자와 연결된다.
이렇게 하단 연결 지그(510), 복수의 미들 연결 지그(520, 530, 540) 및 상단 연결 지그(550)에 각각 연결된 복수의 배터리 모듈들이 모두 전기적으로 연결되며, 방전기와 연결될 수 있으며, 방전기를 통해 복수의 배터리 모듈들에 대해 일괄 방전이 수행될 수 있다.
상단 연결 지그(550) 상부에는 하단 연결 지그(510), 복수의 미들 연결 지그(520, 530, 540) 및 상단 연결 지그(550)에 연결된 복수의 배터리 모듈들 중 역방향으로 연결된 배터리 모듈이 있으면 작업자에게 경고하는 알람부(560)를 더 포함될 수 있다.
하단 연결 지그(510), 복수의 미들 연결 지그(520, 530, 540) 및 상단 연결 지그(550)는 각각 복수의 배터리 모듈들 중 역방향으로 연결된 배터리 모듈이 있으면 알람 신호를 출력하는 알람 신호 출력부(513, 523, 533, 543, 553)를 포함할 수 있다. 또한, 상단 연결 지그(550)는 각 연결 지그의 알람 신호 출력부(513, 523, 533, 543, 553)와 연결되어, 알람 신호 출력부로부터 알람 신호가 수신되면 알람부(560)를 제어하는 알람 제어부(554)를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서는 미들 연결 지그가 3개인 경우를 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며 미들 연결 지그의 개수는 작업자의 설계에 따라 증가하거나 감소할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100; 연결 지그 111, 112, 113, 114, 115; 배터리 연결 유닛
101; 알람부 102; 알람 제어부
121; 지그 +단자 122; 지그 -단자
123; 전원 입력단자 124; 알람 신호 출력부
131; 앤더슨 커넥터 132; 전압 표시창
133; 정방향 표시등 134; 역방향 표시등

Claims (9)

  1. 복수의 배터리 모듈 및 방전기가 연결되는 연결 지그와, 상기 연결 지그의 외측에 장착된 알람부를 포함하고,
    상기 연결 지그는 각각 배터리 모듈이 연결되는 복수의 배터리 연결 유닛과, 상기 방전기와 연결되는 지그 +단자 및 지그 -단자를 포함하고,
    상기 배터리 연결 유닛은 배터리 모듈과 연결하기 위한 앤더슨 커넥터와, 상기 앤더슨 커넥터에 연결된 배터리 모듈의 전압을 측정하는 전압계와, 상기 전압계에서 측정된 배터리 모듈의 측정 전압의 극성에 따라 역방향 연결 신호를 출력하는 LED 구동부를 포함하고,
    상기 연결 지그는 상기 복수의 배터리 연결 유닛의 LED 구동부로부터 역방향 연결 신호를 수신하여 상기 복수의 배터리 모듈 중 적어도 하나가 역방향으로 연결된 경우 알람 신호를 출력하는 알람 신호 출력부와, 상기 알람 신호 출력부로부터 알람 신호가 입력되면 상기 알람부를 구동하는 알람 제어부를 포함하고,
    상기 복수의 배터리 연결 유닛에 연결된 복수의 배터리 모듈과 상기 지그 +단자 및 상기 지그 -단자에 연결된 상기 방전기가 전기적으로 연결되어 상기 복수의 배터리 모듈이 일괄 방전되는,
    배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 연결 유닛은, 상기 전압계에서 측정된 배터리 모듈의 측정 전압을 표시하는 전압 표시창을 더 포함하는,
    배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배터리 연결 유닛은,
    상기 연결된 배터리 모듈의 정방향 연결 상태를 표시하는 정방향 표시등, 및
    상기 연결된 배터리 모듈의 역방향 연결 상태를 표시하는 역방향 표시등을 더 포함하고,
    상기 LED 구동부는 상기 측정 전압의 극성에 따라 상기 정방향 표시등 또는 역방향 표시등을 구동하는,
    배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치.
  4. 삭제
  5. 복수의 배터리 모듈 및 방전기가 연결되는 하부 연결 지그; 및 상기 하부 연결 지그의 상층에 위치하며 복수의 배터리 모듈 및 상기 방전기가 연결되는 상부 연결 지그를 포함하고,
    상기 하부 연결 지그는 각각 배터리 모듈이 연결되는 복수의 배터리 연결 유닛과, 상기 방전기와 연결되는 지그 +단자, 및 상기 하부 연결 지그의 인접 상층에 위치한 연결 지그와 연결되는 지그 -단자를 포함하고,
    상기 상부 연결 지그는 각각 배터리 모듈이 연결되는 복수의 배터리 연결 유닛과, 상기 방전기와 연결되는 지그 -단자, 및 상기 상부 연결 지그의 인접 하층에 위치한 연결 지그와 연결되는 지그 +단자를 포함하고,
    상기 상부 연결 지그 및 상기 하부 연결 지그에 각각 연결된 복수의 배터리 모듈과 상기 하부 연결 지그의 지그 +단자 및 상기 상부 연결 지그의 지그 -단자에 연결된 상기 방전기가 전기적으로 연결되어 상기 복수의 배터리 모듈이 일괄 방전되는,
    배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    복수의 배터리 모듈이 연결되고, 상기 하부 연결 지그와 상부 연결 지그의 중간층에 위치하는 적어도 하나 이상의 미들 연결 지그를 포함하고,
    상기 미들 연결 지그는 각각 배터리 모듈이 연결되는 복수의 배터리 연결 유닛과, 상기 미들 연결 지그의 인접 하층에 위치한 연결 지그와 연결되는 지그 +단자, 및 상기 미들 연결 지그의 인접 상층에 위치한 연결 지그와 연결되는 지그 -단자를 포함하며,
    상기 상부 연결 지그, 상기 하나 이상의 미들 연결 지그 및 상기 하부 연결 지그에 각각 연결된 복수의 배터리 모듈과 상기 하부 연결 지그의 지그 +단자 및 상기 상부 연결 지그의 지그 -단자에 연결된 상기 방전기가 전기적으로 연결되어 상기 복수의 배터리 모듈이 일괄 방전되는,
    배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 배터리 연결 유닛은, 배터리 모듈과 연결하기 위한 앤더슨 커넥터,
    상기 앤더슨 커넥터에 연결된 배터리 모듈의 전압을 측정하는 전압계, 및
    상기 전압계에서 측정된 배터리 모듈의 측정 전압을 표시하는 전압 표시창을 포함하는,
    배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 배터리 연결 유닛은,
    상기 연결된 배터리 모듈의 정방향 연결 상태를 표시하는 정방향 표시등,
    상기 연결된 배터리 모듈의 역방향 연결 상태를 표시하는 역방향 표시등, 및
    상기 측정 전압의 극성에 따라 상기 정방향 표시등 또는 역방향 표시등을 구동하는 LED 구동부를 더 포함하는,
    배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 연결 지그 중 하나의 외측에 장착된 알람부를 더 포함하고,
    상기 LED 구동부는 상기 측정 전압의 극성에 따라 역방향 연결 신호를 출력하고,
    상기 각각의 연결 지그는 복수의 배터리 연결 유닛의 LED 구동부로부터 역방향 연결 신호를 수신하여 복수의 배터리 연결 유닛 중 적어도 하나가 역방향으로 연결된 경우 알람 신호를 출력하는 알람 신호 출력부를 더 포함하고,
    상기 복수의 연결 지그 중 하나는, 상기 복수의 연결 지그로부터 알람 신호를 수신하여 상기 알람부를 구동하는 알람 제어부를 더 포함하는,
    배터리 모듈 및 방전기의 연결 장치.

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