特許 7623080 電池パック管理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-20

(45)【発行日】2025-01-28

(54)【発明の名称】電池パック管理システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20250121BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 301B

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2023566897

(86)(22)【出願日】2022-11-23

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2024-06-03

(86)【国際出願番号】 KR2022018652

(87)【国際公開番号】W WO2023121018

(87)【国際公開日】2023-06-29

【審査請求日】2023-10-30

(31)【優先権主張番号】10-2021-0187420

(32)【優先日】2021-12-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】521065355

【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100229448

【弁理士】

【氏名又は名称】中槇 利明

(72)【発明者】

【氏名】スンジン・コン

(72)【発明者】

【氏名】テキ・ウム

(72)【発明者】

【氏名】ジュン・フン・イ

【審査官】高野 誠治

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１４６３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０７１９８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１９３３２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／１８５９９２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１５／１２７７９０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００ － ７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４ － ７／３６

Ｈ０１Ｍ ５０／２０ －５０／２９８

Ｈ０５Ｋ ５／００ － ５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池パックが収容されるハウジングと、 前記ハウジングに形成されるヒンジ部と、 ワイヤによって前記ヒンジ部と連結される充電連結部とを含み、 前記ハウジングの入口部を介して前記電池パックが前記ハウジングの内部に挿入される時、前記電池パックの大きさが、前記ハウジングの下部と前記ヒンジ部との間の空間の大きさよりも大きければ、前記電池パックの前記挿入が、前記ハウジングの上部方向への前記ヒンジ部の回転による前記ワイヤの移動を介して前記充電連結部を移動させる、 電池パック管理システム。

【請求項2】

前記ヒンジ部は、前記電池パックが前記ハウジングの前記内部に挿入される時、前記電池パックが前記ハウジングの内部で前記ヒンジ部と接触可能であるように、前記ハウジングの前記入口部に隣接して前記ハウジングの上部に形成される、請求項１に記載の電池パック管理システム。

【請求項3】

前記ヒンジ部は、前記ハウジングの上部内側面に形成される、請求項２に記載の電池パック管理システム。

【請求項4】

前記電池パックが前記ハウジングの前記内部に挿入される時、前記ヒンジ部の前記回転は、前記ワイヤを引き、前記ワイヤに連結された充電連結部が持ち上げられて、前記充電連結部と前記電池パックの充電端子部とが互いに対応するように配置される、請求項１に記載の電池パック管理システム。

【請求項5】

前記ヒンジ部は、 前記ハウジングの上部内側面に設けられるヒンジ固定部と、 前記ヒンジ固定部に対して回転可能に設けられ、前記電池パックが挿入される時、前記電池パックと接触する、ヒンジ回転部と、を含み、 前記ヒンジ固定部は、前記ヒンジ回転部の回転半径の最大値を決定する、 請求項１から４のいずれか一項に記載の電池パック管理システム。

【請求項6】

前記ヒンジ部は、 前記ワイヤに連結される一端部と、前記ヒンジ回転部と共に回転するように前記ヒンジ回転部に連結可能な他端部とを含む、ワイヤ引きプレートと、 前記ワイヤ引きプレートが前記ヒンジ回転部と共に回転する時、前記ワイヤ引きプレートの前記一端部が移動するレール部と、をさらに含む、 請求項５に記載の電池パック管理システム。

【請求項7】

前記ワイヤ引きプレートの前記一端部は、 前記レール部に沿って移動するスライディング部を含む、 請求項６に記載の電池パック管理システム。

【請求項8】

前記ヒンジ部が前記充電連結部を移動させることは、 前記ワイヤ引きプレートの前記一端部を前記レール部に沿って前記充電連結部から離れる方向に移動させ、前記充電連結部から離れる方向のへ前記ワイヤ引きプレートの前記一端部の移動は、前記ワイヤ引きプレートの前記一端部に連結される前記ワイヤを介して前記充電連結部を上昇させることである、 請求項６に記載の電池パック管理システム。

【請求項9】

前記レール部は、前記充電連結部とは反対側で前記ハウジングの上部外面又は上方に形成され、 前記レール部に沿って前記充電連結部から離れる方向への前記ワイヤ引きプレートの前記一端部の移動は、前記ワイヤ引きプレートの前記一端部に連結される前記ワイヤを移動させ、 前記ワイヤの前記移動は、前記電池パックの充電端子部に対する前記充電連結部の位置を変更する、 請求項６に記載の電池パック管理システム。

【請求項10】

前記レール部は、前記充電連結部とは反対側で前記ハウジングの上部に隣接するように前記ハウジングの上部外面又は上方に形成され、 前記レール部は、固定部によって前記ハウジング上に固定される、 請求項６に記載の電池パック管理システム。

【請求項11】

前記ハウジングは、大きさの異なる電池パックを収容可能である、請求項１に記載の電池パック管理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願との相互参照
本出願は、２０２１年１２月２４日付の韓国特許出願第１０－２０２１－０１８７４２０号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願に開示されたすべての内容は本明細書の一部として含まれる。

【0002】

本発明は、電池パック管理システムに関し、より具体的には、多様な大きさの電池パックを充電できる電池パック管理システムに関する。

【背景技術】

【0003】

現代社会では、携帯電話、ノートパソコン、ビデオカメラ、デジタルカメラなどの携帯型機器の使用が日常化されるにつれ、このようなモバイル機器に関連する分野の技術開発が活発になっている。また、充放電可能な二次電池バッテリは、化石燃料を使用する既存のガソリン車両などの大気汚染などの問題を解決するための方策で、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（Ｐ－ＨＥＶ）などの動力源として用いられていることから、二次電池に対する開発の必要性が高まっている。

【0004】

一方、中大型デバイスの自動車などに用いられる二次電池の必要性は日毎に増加しているが、大容量バッテリの長い充電時間は普及化を妨げている。これによって、最近は使用者がバッテリを直接充電せず、充電スタンドなどを訪問して予め充電されたバッテリを交換する方式である電池交換システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｓｗａｐｐｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ、ＢＳＳ）に対する市場の関心が高まっている。

【0005】

このような電池交換システムは、使用者の要請に応じて満充電された電池を提供するために、電池交換システム上で電池を予め充電する。しかし、通常の電池交換システムの充電スロットにはワンサイズの電池のみ充電可能なため、多様なサイズの電池需要に対応するためには、電池交換システムにそれぞれ異なる大きさのスロットを数個設けなければならない。この場合、サイズによる使用者の需要がそれぞれ異なる場合には、各スロット間の使用量が異なって効率性が最大化できない問題がある。

【0006】

したがって、電池交換システムが定着するためには、大きさが異なる電池を充電できる電池交換システムを設ける必要性がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の解決しようとする課題は、大きさが異なる電池パックを充電できる電池パック管理システムを提供することである。

【0008】

本発明が解決しようとする課題が上述した課題に制限されるわけではなく、言及されていない課題は本明細書および添付した図面から本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一実施例による電池パック管理システムは、電池パックが収容されるハウジングと、前記ハウジングに形成されるヒンジ部と、ワイヤによって前記ヒンジ部と連結される充電連結部とを含み、前記ハウジングの入口部を介して前記電池パックが挿入される時、前記電池パックが一定の大きさ以上であれば、前記ヒンジ部が前記充電連結部を移動させる。

【0010】

前記ヒンジ部は、前記ハウジングの上部に隣接して形成される。

【0011】

前記ヒンジ部は、前記ハウジングの上部内側面に形成される。

【0012】

本実施例による電池パック管理システムは、前記電池パックの大きさが前記ハウジングの下部と前記ヒンジ部との間の空間の大きさより大きければ、前記ヒンジ部が前記充電連結部を移動させることができる。

【0013】

本実施例による電池パック管理システムは、前記ヒンジ部は、前記ワイヤを引き、前記ワイヤに連結された充電連結部が持ち上げられて、前記充電連結部と前記電池パックの充電端子部とが互いに対応するように配置される。

【0014】

前記ヒンジ部は、前記電池パックが挿入される時、前記電池パックと接触するヒンジ回転部と、前記ヒンジ回転部に連結され、前記ヒンジ回転部の回転半径の最大値を決定するヒンジ固定部とを含むことができる。

【0015】

前記ヒンジ部は、前記ワイヤに連結され、前記ヒンジ回転部と共に回転するワイヤ引きプレートと、前記ワイヤ引きプレートの一端部が移動するレール部とをさらに含むことができる。

【0016】

前記ワイヤ引きプレートは、前記レール部に沿って移動するスライディング部を含むことができる。

【0017】

前記ヒンジ部が前記充電連結部を移動させることは、前記ワイヤ引きプレートが前記レール部に沿って移動し、前記充電連結部を上昇させることであってもよい。

【0018】

前記レール部は、前記充電連結部の反対側に形成され、前記レール部に沿って前記充電連結部から離れる方向に前記ワイヤ引きプレートが移動することにより前記ワイヤが移動し、前記ワイヤによって前記充電連結部の位置が変形可能である。

【0019】

本発明の他の実施例による電池パック管理システムの前記レール部は、前記ハウジングの上部に隣接するように形成され、前記レール部は、固定部によって前記ハウジング上に固定される。

【0020】

本実施例による電池パック管理システムは、電池交換システムを含むことができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明の実施例による電池パック管理システムは、大きさが異なる電池パックをすべて充電することができ、使用者に多様な大きさの満充電電池パックを提供可能なため、空間の効率性および使用者の便宜性が最大化できる。

【0022】

本発明の効果が上述した効果に制限されるわけではなく、言及されていない効果は本明細書および添付した図面から本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の一実施例による電池パック管理システムに第１電池パックが収容された様子を示す図である。

【図2】図１のＡ－Ａ’切断線に沿った断面を示す図である。

【図3】図１のヒンジ部を示す図である。

【図4】本発明の一実施例による電池パック管理システムに第２電池パックが収容された様子を示す図である。

【図5】図４のＢ－Ｂ’切断線に沿った断面を示す図である。

【図6】図５のヒンジ部を示す図である。

【図7】本発明の他の実施例による電池パック管理システムを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように本発明の実施例について詳細に説明する。しかし、本発明は種々の異なる形態で実現可能であり、ここで説明する実施例に限定されない。

【0025】

本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の参照符号を付す。

【0026】

また、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは説明の便宜のために任意に示したので、本発明が必ずしも図示のものに限定されない。図面において、様々な層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。そして、図面において、説明の便宜のために、一部の層および領域の厚さを誇張して示した。

【0027】

また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとする時、これは、他の部分の「直上に」ある場合のみならず、その中間に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「直上に」あるとする時は、中間に他の部分がないことを意味する。さらに、基準となる部分の「上に」あるというのは、基準となる部分の上または下に位置することであり、必ずしも重力の反対方向に向かって「上に」位置することを意味するものではない。

【0028】

また、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。

【0029】

さらに、明細書全体において、「平面上」とする時、これは対象部分を上から見た時を意味し、「断面上」とする時、これは対象部分を垂直に切断した断面を横から見た時を意味する。

【0030】

本出願で使われる「第１」、「第２」との用語は多様な構成要素を説明するのに使われるが、構成要素は当該用語によって限定されてはならない。当該用語は１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ使われる。

【0031】

以下、本発明の一実施例による電池パック管理システムに関して説明する。

【0032】

実施例による電池パック管理システムは、電池パックに含まれている複数の電池セル（例：リチウムイオン二次電池セル）を充電して消費者に供給できるように構成される。仮に、電気自動車を用いる使用者が電池パックを交換する必要がある場合、電池パック管理システムは、電気自動車から消耗した電池パックを分離し、予め充電された電池セルを含む電池パックを提供できる、いわゆる電池交換システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｓｗａｐｐｉｎｇ ＳｙｓｔｅｍまたはＢａｔｔｅｒｙ Ｓｗａｐｐｉｎｇ Ｓｔａｔｉｏｎ、ＢＳＳ）で構成される。もちろん、本発明の電池パック管理システムが電池交換システムに限定されるものではない。

【0033】

図１は、本発明の一実施例による電池パック管理システムに第１電池パックが収容された様子を示す図である。図２は、図１のＡ－Ａ’切断線に沿った断面を示す図である。図３は、図１のヒンジ部を示す図である。

【0034】

図１～図３を参照すれば、本発明の一実施例による電池パック管理システム１は、電池パック１０が収容されるハウジング２０と、ハウジング２０に形成されるヒンジ部３０と、ヒンジ部３０とワイヤ４０によって連結される充電連結部５０とを含む。

【0035】

電池パック１０は、複数の電池セルを含むように形成される。電池パック１０は、電池パック管理システム１の充電連結部５０に連結される充電端子部１５を含むことができる。

【0036】

この時、図１～図３には、電池パック管理システム１内に第１電池パック１１が収容される第１作動状態を示す図である。図１を参照すれば、ハウジング２０の入口部２１が形成される方向から眺めた電池パック管理システム１は、ヒンジ部３０が回転しないことを確認することができる。前記第１作動状態では、第１電池パック１１の大きさが、ハウジング２０の下部とヒンジ部３０との間の空間の大きさより小さいので、ヒンジ部３０による充電連結部５０の移動がなくても第１電池パック１１の充電端子部１５と充電連結部５０との一致が可能になる。

【0037】

図４は、本発明の一実施例による電池パック管理システムに第２電池パックが収容された様子を示す図である。図５は、図４のＢ－Ｂ’切断線に沿った断面を示す図である。図６は、図５のヒンジ部を示す図である。

【0038】

図４～図６には、電池パック管理システム１内に第２電池パック１２が収容される第２作動状態を示す図である。図４を参照すれば、ハウジング２０の入口部２１が形成される方向から眺めた電池パック管理システム１は、ヒンジ部３０が回転してヒンジ部３０の大きさが小さく示されていることを確認することができる。特に、図４～図６を参照すれば、前記第２作動状態では、第２電池パック１２の大きさが、ハウジング２０の下部とヒンジ部３０との間の空間の大きさより大きいので、ヒンジ部３０による充電連結部５０の移動により第２電池パック１１０の充電端子部１５と充電連結部５０との一致が可能になる。

【0039】

したがって、本実施例による電池パック管理システム１は、ハウジング２０の入口部２１を介して電池パック１０が挿入される時、電池パック１０が一定の大きさ以上であれば、ヒンジ部３０が充電連結部５０を移動させるものであってもよい。また、前記一定の大きさというのは、ハウジング２０の下部とヒンジ部３０との間の空間の大きさを意味するものであってもよいし、前記一定の大きさより大きい電池パック１０、一例として、第２電池パック１２が電池パック管理システム１に挿入される場合、ヒンジ部３０によって充電連結部５０が移動するものであってもよい。

【0040】

一方、本実施例による電池パック管理システム１に含まれるヒンジ部３０は、ハウジング２０の上部に隣接して形成される。一例として、ヒンジ部３０は、電池パック１０が挿入されるハウジング２０の入口部２１に隣接するようにハウジング２０の上部内側面に形成される。したがって、電池パック１０の挿入によってハウジング２０の内部で電池パック１０とヒンジ部３０とが接触可能で、前記接触によりヒンジ部３０の移動が可能になる。

【0041】

この時、ヒンジ部３０は、電池パック１０が挿入される時、電池パック１０と接触するヒンジ回転部３１と、ヒンジ回転部３１に連結され、ヒンジ回転部３１の回転半径の最大値を決定するヒンジ固定部３３とを含むことができる。

【0042】

これとともに、ヒンジ部３０は、ワイヤ４０に連結され、ヒンジ回転部３１と共に回転するワイヤ引きプレート３５と、ワイヤ引きプレート３５の一端部が移動するレール部３７とをさらに含むことができる。

【0043】

この時、ワイヤ引きプレート３５の前記一端部にはスライディング部３５ｓが形成され、スライディング部３５ｓがレール部３７に沿って移動することによってワイヤ引きプレート３５が移動することができる。したがって、スライディング部３５ｓは、ホイール部材を含むように形成されるが、これに制限されるわけではない。

【0044】

以下、第２電池パック１２がハウジング２０に挿入される電池パック管理システム１の第２作動状態についてより詳しく説明する。

【0045】

図５を参照すれば、第２電池パック１２がハウジング２０に挿入される場合、ヒンジ部３０は、ワイヤ４０を引き、ワイヤ４０に連結された充電連結部５０が持ち上げられる。したがって、第１電池パック１１より充電端子部１５が上側に位置する第２電池パック１２の充電端子部１５の位置に対応するように充電連結部５０が持ち上げられる。その結果、充電連結部５０と第２電池パック１２の充電端子部１５とが互いに対応するように配置される。

【0046】

図６を参照すれば、前記第２作動状態で、ヒンジ部３０のヒンジ回転部３１は、第２電池パック１２の挿入によりハウジング２０の上部方向に回転することができる。この時、ヒンジ回転部３１の回転半径の最大値は、ヒンジ固定部３３によって決定可能である。したがって、ヒンジ回転部３１は、ヒンジ回転部３１の一面がヒンジ固定部３３と接触する半径まで回転することができる。したがって、ヒンジ固定部３３によってヒンジ回転部３１の回転半径が調節されて、ヒンジ回転部３１が必要以上に回転するのを防止することができる。

【0047】

この時、ヒンジ回転部３１は、ワイヤ引きプレート３５に連結可能である。また、ワイヤ引きプレート３５の一端部は、レール部３７に沿って移動することができる。つまり、ワイヤ引きプレート３５は、ヒンジ回転部３１の回転によって共に回転して、ワイヤ引きプレート３５の一端部がレール部３７に沿って移動することができる。さらに、ワイヤ引きプレート３５の一端部がレール部３７に沿って移動し、ワイヤ４０を引くことができる。この時、ワイヤ引きプレート３５の一端部にはスライディング部３５ｓが形成可能なため、ワイヤ引きプレート３５のスライディング部３５ｓがレール部３７に沿って移動することができ、ワイヤ４０を引くことができる。

【0048】

ワイヤ４０は、ハウジング２０の外面に沿って形成される。この時、ワイヤ４０は、ハウジング２０の上部および側面部に形成される。ハウジング２０の外面には滑車４５が形成され、滑車４５を介してワイヤ４０がハウジング２０の上部および側面に延びて充電連結部５０に連結される。

【0049】

そのため、ワイヤ引きプレート３５によってワイヤ４０が引かれる場合、滑車４５を介してワイヤ４０の移動が円滑になるので、ワイヤ４０に連結された充電連結部５０が上側に移動することが円滑になる。

【0050】

レール部３７は、充電連結部５０の反対側に形成される。したがって、レール部３７に沿って充電連結部５０から離れる方向にワイヤ引きプレート３５が移動し、ワイヤ４０を引くことができ、充電連結部５０が上側に持ち上げられるようにワイヤ４０が移動することができる。この時、充電連結部５０から離れる方向というのは、レール部３７に沿って移動するワイヤ引きプレート３５の移動方向が充電連結部５０に向かう方向と反対方向であるとの意味であり、レール部３７は、充電連結部５０の反対側に形成される。したがって、充電連結部５０は、ワイヤ４０に連結されることから、ワイヤ４０によって充電連結部５０の位置が変形されるものである。

【0051】

図７は、本発明の他の実施例による電池パック管理システムを示す図である。図７を参照すれば、本実施例による電池パック管理システム３は、固定部３９をさらに含むことができる。レール部３７は、ハウジング２０の上部に隣接するように形成されるが、ハウジング２０の上部と離隔するように形成される場合、固定部３９によってハウジング２０上に固定される。

【0052】

この時、固定部３９は、ハウジング２０上にレール部３７を固定するために、レール部３７の下部に形成される。また、固定部３９は、レール部３７を固定するために単数個または、複数個形成され、図７を参照すれば、レール部３７の下端に複数個形成される。複数個形成された固定部３９は、レール部３７をハウジング２０上に固定させることによって、ワイヤ引きプレート３５のスライディング部３５ｓが安定的にレール部３７に沿って移動できるようにする。

【0053】

本実施例による電池パック管理システム１、３は、ハウジング２０に挿入される電池パック１０の大きさによりヒンジ部３０が移動し、ワイヤ４０が移動して充電連結部５０が上昇することによって、互いに異なる位置に充電端子部１５が形成された異なる大きさを有する電池パック１０に対する円滑な充電を可能にする。したがって、大きさが異なる電池パックをすべて充電することができ、使用者に多様な大きさの満充電電池パックを提供可能なため、空間の効率性および使用者の便宜性が最大化される効果を達成することができる。

【0054】

以上、本発明の好ましい実施例について図示および説明したが、本発明は上述した特定の実施例に限定されず、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって多様な変形実施が可能であることはもちろんであり、このような変形実施は本発明の技術的思想や展望から個別的に理解されてはならない。

【符号の説明】

【0055】

１：電池パック管理システム
１０：電池パック
１１：第１電池パック
１２：第２電池パック
２０：ハウジング
２１：入口部
３０：ヒンジ部
３１：ヒンジ回転部
３３：ヒンジ固定部
３５：ワイヤ引きプレート
３７：レール部
３９：固定部
４０：ワイヤ
５０：充電連結部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】