(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱パッドを含むバッテリー部;
前記バッテリー部と連結された導線；及び
前記導線を包む電流誘導部を含み、
前記電流誘導部は、前記発熱パッドと電気的に連結され、
前記バッテリー部の充・放電時に前記導線に流れる電流によって発生する前記導線周囲の磁気力により、前記電流誘導部に発生する誘導電流が前記発熱パッドへ供給されることを特徴とするバッテリー温度調節システム。
【請求項２】
前記バッテリー部から電気エネルギーを受けて駆動されるモーター部;を更に含み、
前記導線は、前記モーター部と前記バッテリー部との間を連結することを特徴とする請求項1に記載のバッテリー温度調節システム。
【請求項３】
前記バッテリー部は、複数のセル及び複数の発熱パッドを含むものである請求項1に記載のバッテリー温度調節システム。
【請求項４】
前記セルは、リチウム二次電池である請求項3に記載のバッテリー温度調節システム。
【請求項５】
前記バッテリー部は、電気車(Electric
Vehicle、EV)、ハイブリッド電気車(Hybrid Electric Vehicle、HEV)、及びプラグインハイブリッド電気車(Plug-in Hybrid Electric Vehicle、PHEV)を含む電気車；電気トラック；電気商用車；または電力貯蔵用システムのうち、いずれか一つ以上の中大型デバイスの電源として使用されることを特徴とする請求項1に記載のバッテリー温度調節システム。
【請求項６】
前記発熱パッドは、熱線を含むことを特徴とする請求項1に記載のバッテリー温度調節システム。
【請求項７】
前記電流誘導部は、ソレノイドコイルからなるものである請求項1に記載のバッテリー温度調節システム。
【請求項８】
前記ソレノイドコイルは、導電率が5.80×106
mhos/m 以上の金属または金属合金からなるものである請求項7に記載のバッテリー温度調節システム。
【請求項９】
前記バッテリー部の温度を制御するための制御部をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のバッテリー温度調節システム。
【請求項１０】
前記制御部は、ソリッド・ステート・リレー(Solid
State Relay)スイッチ部であることを特徴とする請求項9に記載のバッテリー温度調節システム。
【請求項１１】
前記バッテリー部自体の電源を使用して、前記バッテリー部を昇温させる装置をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のバッテリー温度調節システム。
【請求項１２】
別途の電源を使用して前記バッテリー部を昇温させる装置をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のバッテリー温度調節システム。
【請求項１３】
(a) バッテリー部の充・放電時にバッテリー部と連結された導線に流れる電流により前記導線周囲に磁気力を形成する段階;
(b)前記(a)の段階において形成された磁気力を介して前記導線を包む電流誘導部内の誘導電流を発生させる段階；及び
(c)前記バッテリー部に含まれている発熱パッドに前記(b)の段階において発生された誘導電流を供給する段階を含むことを特長とするバッテリー温度調節システムの駆動方法。
【請求項１４】
前記(a)段階において、前記導線は前記バッテリー部とモーター部との間を連結することを特徴とする請求項13に記載のバッテリー温度調節システムの駆動方法。
【請求項１５】
前記バッテリー部の温度が基準温度以上に上昇する場合、前記(c)の段階において供給された誘導電流を遮断する段階をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載のバッテリー温度調節システムの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、2011年7月14日に韓国特許庁に提出された特許出願第10-2011-0069847号の優先権を請求し、本明細書で参照として組み込まれる。
本発明は、バッテリー温度調節システム及びその駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的にハイブリッド及び電気自動車などに使用されているバッテリーは、温度が低くなるほど内部抵抗が急激に増加し、その容量が減少して出力が低下し、特に0℃以下の低温では室温に比べて半分以上、その容量が減少する問題がある。
【０００３】
このような問題を改善するために、従来はバッテリー自体の電源を使用してバッテリーを昇温させる方法を使用した。これは、自動車の走行以外のエネルギー消耗を発生させ、全体的にバッテリーの出力を低下させる結果をもたらす。即ち、バッテリーを昇温させるときに必要なエネルギーをバッテリー自体で調達するため、自動車の走行に必要なエネルギーをさらに消耗する結果を有する。
したがって、別途の電源供給がなくてもバッテリーの出力を低下させずにバッテリーを昇温させる方法に対する研究が必要な実情である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、発熱パッドを含むバッテリー部；前記バッテリー部と連結された導線；及び前記導線を包む電流誘導部を含み、前記電流誘導部は前記発熱パッドと電気的に連結されたことを特徴とするバッテリー温度調節システム及びその駆動方法を提供することとする。
しかし、本発明が解決しようとする技術的課題は以上において言及した課題に制限されず、言及されていない他の課題は、下記の記載から当業者に明確に理解され得る。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、発熱パッドを含むバッテリー部；前記バッテリー部と連結された導線；及び前記導線を包む電流誘導部を含み、前記電流誘導部は、前記発熱パッドと電気的に連結されたことを特徴とするバッテリー温度調節システムを提供する。
【０００６】
より具体的には、本発明はモーター部；発熱パッドを含むバッテリー部；前記モーター部と前記バッテリー部との間を連結する導線；及び前記導線を包む電流誘導部を含み、前記電流誘導部は、前記発熱パッドと電気的に連結されたことを特徴とするバッテリー温度調節システムを提供する。
【０００７】
さらに、本発明は(a)発熱パッドを含むバッテリー部と連結された導線に電流を発生させて前記バッテリー部を充・放電させつつ、前記導線周囲に磁気力を形成する段階；(b)前記(a)段階において形成された磁気力を介して前記導線を包む電流誘導部内の誘導電流を発生させる段階；及び(c)前記発熱パッドに前記(b)段階において発生した誘導電流を供給する段階を含むバッテリー温度調節システムの駆動方法を提供する。
【０００８】
より具体的には、本発明は、(a)モーター部と発熱パッドを含むバッテリー部との間を連結する導線に電流を発生させてバッテリー部を充・放電させつつ、導線周囲に磁気力を形成する段階；(b)前記(a)段階において形成された磁気力を介して前記導線を包む電流誘導部内の誘導電流を発生させる段階；及び(c)前記発熱パッドに前記(b)段階において発生した誘導電流を供給する段階を含むバッテリー温度調節システムの駆動方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によるバッテリー温度調節システムは、バッテリー部と連結された導線(具体的には、モーター部とバッテリー部との間を連結する導線)を包む電流誘導部を適用して誘導電流を発生させ、発熱パッドに誘導電流を供給し、バッテリー部の温度を上げることによって、外部電源がなくても、低温領域において必要なバッテリー出力が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例に係るバッテリー温度調節システムの概略図を示したものである。
【図２】本発明の一実施例に係る発熱パッドを含むバッテリー部の概略図を示したものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
従来のバッテリー部と連結された導線を包む電流誘導部を適用して誘導電流を発生させ、これを利用したバッテリー温度調節システムが適用された例はなかった。これにより、本発明者はバッテリー温度調節システムに対して研究していたところ、外部電源がなくてもバッテリーの温度を上げることによって、低温領域においても希望するバッテリー出力が得られることを確認し、本発明を完成した。
【００１２】
以下、本発明を詳しく説明する。 
【００１３】
本発明は、発熱パッドを含むバッテリー部；前記バッテリー部と連結された導線；及び前記導線を包む電流誘導部を含み、前記電流誘導部は前記発熱パッドと電気的に連結されたことを特徴とするバッテリー温度調節システムを提供する。
【００１４】
具体的には、本発明はモーター部；発熱パッドを含むバッテリー部；前記モーター部と前記バッテリー部との間を連結する導線；及び前記導線を包む電流誘導部を含み、前記電流誘導部は前記発熱パッドと電気的に連結されたことを特徴とするバッテリー温度調節システムを提供する。
【００１５】
以下、図を参考しつつ、本発明による実施例を詳細に説明する。
【００１６】
本発明は様々な修正及び変形を許容しながらも、その特定実施例が図として例示され、下記において詳しく説明される。しかし、本発明を開示された特別な形態に限定しようとする意図ではなく、むしろ本発明は請求項によって定義された本発明の思想と合致する全ての修正、均等及び代用を含む。
【００１７】
図1は本発明の一実施例に係るバッテリー温度調節システムの概略図を示したものであり、図2は本発明の一実施例に係る発熱パッドを含むバッテリー部の概略図を示したものである。
【００１８】
図1に示したように、本発明の一実施例に係るバッテリー温度調節システムは、モーター部100、発熱パッド210を含むバッテリー部200、及び前記モーター部100と前記バッテリー部200のセル220との間を連結する導線300、及び前記導線300を包む電流誘導部400を含んでなるものであり、前記電流誘導部400は、前記発熱パッド210と電気的に連結されてなる。
【００１９】
図2に示したように、前記バッテリー部200は複数のセル220及び複数の発熱パッド210を含むことができるものであって、複数のセル220が電気的に連結され、各セル220の間に位置する発熱パッド210を含むことがさらに好ましいが、これに限定されない。前記発熱パッド210は、熱線211を含むことができる。
【００２０】
前記モーター部100は、バッテリー部200から電気エネルギーを受けて力学的エネルギーに変える役割をするものであって、ACモーターまたはDCモーターであり得る。例えば、パワーツール(Power
Tool);電気車(Electric Vehicle、EV)、ハイブリッド電気車(Hybrid Electric Vehicle、HEV)、及びプラグインハイブリッド電気車(Plug-in
Hybrid Electric Vehicle、PHEV)を含む電気車;電気トラック;電気商用車；または電力貯蔵用システムなどの駆動のための装置であり得る。
【００２１】
前記バッテリー部200は、モーター部100を駆動させるためのエネルギーを供給する役割をするものであって、複数個のセル220が電気的に連結され、各セル220の間に位置する発熱パッド210を含むことにより、一定の温度を維持することができる。この際、前記セル220は、充・放電が可能な二次電池であることが好ましく、リチウム二次電池であることがさらに好ましいが、これに限定されない。
【００２２】
具体的には、発熱パッド210は電流誘導部400と電気的に連結されたものであって、電流誘導部400と接合された導線と連結されて、電流誘導部400から誘導電流を供給されることを特徴とする。発熱パッド210は上部に第1の発熱パッドが形成され、下部に第2の発熱パッドが形成され、その間に熱線211が内蔵され、第1の発熱パッドと第2の発熱パッドとの間に熱線211と導線の接合部と導線孔が形成されて導線と連結されるように形成され得る。特に、熱線211は発熱パッド210に内蔵されたものであって、電流誘導部400から発生された誘導電流が供給され、セル220を昇温させる役割をする。熱線の種類は特に限定されず、一般熱線、シリコン熱線、カーボン熱線、特殊カーボン熱線、無磁系熱線等を使用することができる。
【００２３】
前記バッテリー部はパワーツール(Power Tool);電気車(Electric
Vehicle、EV)、ハイブリッド電気車(Hybrid Electric Vehicle、HEV)、及びプラグインハイブリッド電気車(Plug-in Hybrid Electric Vehicle、PHEV)を含む電気車；電気トラック;電気商用車；または電力貯蔵用システムのうち、いずれか一つ以上の中大型デバイスの電源として多様に利用することができる。
【００２４】
前記電流誘導部400は発熱パッド210と電気的に連結されたものであって、発熱パッド210に誘導電流を供給するため、モーター部100とバッテリー部200との間を連結する導線300を包むように形成することができ、一実施例としては導線300をきめ細かく均一に円筒状に長く巻いたソレノイド(solenoid)コイルで構成しても良い。
【００２５】
一般的に電流が流れる導線周囲には磁場が形成されるが、導線を螺旋状に、きめ細かく均一に円筒状に長く巻いて電流を流すと、円筒の外部においては磁場がほぼ0であり、内部においては比較的均一な大きさの磁場が形成される。したがって、前記ソレノイドコイルは電気エネルギーを磁気エネルギーに変えるのでエネルギー変換装置と言うことができ、電流の強さを調節して磁場の強さを調節することができる電磁石になり得るが、この際に発生される誘導電流はソレノイドコイルを形成する物質及び形態に応じて誘導容量が決定され、その値は下記の通りである。
L=μ0n2lA
L=誘導容量
μ0=真空の透磁率
n=単位長さあたりの導線の巻き数
l=ソレノイドコイルの長さ
A=ソレノイドコイルの断面積
【００２６】
この際、ソレノイドコイルは電気伝導性に優れた金属または金属合金からなるが、導電率が5.80×106 mhos/m 以上の金属または金属合金からなることが好ましいが、これに限定されない。このようにソレノイドコイルは、導電率が5.80×106
mhos/m 以上の金属または金属合金であればいずれも使用できるが、本発明の一具体例においては銅からなるソレノイドコイルを使用した。銅は導電率が5.80×107
mhos/m であって電気伝導性に特に優れている。
【００２７】
さらに、本発明のバッテリー温度調節システムは前記バッテリー部200の温度を制御するための制御部500をさらに含むことができる。
【００２８】
前記制御部500はバッテリー部200のセル220表面の温度をリアルタイムで感知し、基準温度以上になると誘導電流の流れを遮断することにより、バッテリー部200のセル220の温度を適正温度に維持させる役割をする。具体的に、前記制御部500はスイッチ部であっても良く、より具体的に、前記制御部500はソリッド・ステート・リレー(Solid
State Relay)スイッチ部であっても良い。スイッチ部としてソリッド・ステート・リレーを使用することにより、スイッチングの寿命を延ばすことができ、より信頼性のあるスイッチングができる。この際、バッテリー部200の基準温度は20℃ないし30℃の範囲内であることが好ましく、常温(25℃)であることがさらに好ましいが、これに限定されない。バッテリー部200の温度が基準温度以上に上昇するとバッテリーが退化し、むしろ否定的な影響を及ぼすことになるので、バッテリー部200の温度をリアルタイムに感知し、誘導電流の流れを遮断することになる。
【００２９】
さらに、本発明のバッテリー温度調節システムは、従来の通常的な温度調節装置と共に付加的に使用することができる。
【００３０】
一つの具体例として、本発明のバッテリー温度調節システムは、バッテリー部自体の電源を使用してバッテリー部を昇温させる装置及び別途の電源を使用してバッテリー部を昇温させる装置のうち、少なくとも一つをさらに含むことができる。
【００３１】
本発明の別の側面によれば、(a)発熱パッドを含むバッテリー部と連結された導線に電流を発生させて前記バッテリー部を充・放電させつつ、前記導線周囲に磁気力を形成する段階；(b)前記(a)の段階において形成された磁気力を介して前記導線を包む電流誘導部内の誘導電流を発生させる段階；及び(c)前記発熱パッドに前記(b)の段階において発生した誘導電流を供給する段階を含むバッテリー温度調節システムの駆動方法が提供される。
【００３２】
具体的には、本発明は、(a)モーター部100と発熱パッド210を含むバッテリー部200との間を連結する導線300に電流を発生させてバッテリー部200を充・放電させつつ、導線300周囲に磁気力を形成する段階；(b)前記形成され磁気力を介して前記導線300を包む電流誘導部400内の誘導電流を発生させる段階；及び(c)前記発熱パッド210に、前記(b)の段階において発生した誘導電流を供給する段階を含むバッテリー温度調節システムの駆動方法を提供する。
【００３３】
さらに、本発明のバッテリー温度調節システムの駆動方法は、前記バッテリー部200の温度が基準温度以上に上昇する場合、前記(c)段階において供給された誘導電流を遮断する段階をさらに含むことができる。
【００３４】
本発明のバッテリー温度調節システムの駆動方法においては、バッテリー部の充・放電過程を介してモーター部100とバッテリー部200との間を連結する導線300に電流を発生させ、これはアンペアの右ねじの法則に従って導線300周囲に磁気力を形成することになる。形成された磁気力を介して導線300を包む電流誘導部400内において誘導電流を発生させる。発生した誘導電流は、バッテリー部200の発熱パッド210に供給され、バッテリー部200を加熱して温度を上げることになる。この際、バッテリー部200の温度をリアルタイムで感知し、基準温度以上に上昇する場合、供給された誘導電流を遮断してバッテリー部200の温度を調節することができる。
【００３５】
この際、バッテリー部200の基準温度は20℃ないし30℃の範囲内であることが好ましく、常温(25℃)であることがさらに好ましいが、これに限定されない。バッテリー部200の温度が基準温度以上に上昇するとバッテリーが退化し、むしろ否定的な影響を及ぼすことになるので、バッテリー部200の温度をリアルタイムに感知し、誘導電流の流れを遮断することになる。
【００３６】
前記したように、本発明に係るバッテリー温度調節システムは、バッテリー部と連結された導線、例えばモーター部100とバッテリー部200との間を連結する導線300を包む電流誘導部400を適用して誘導電流を発生させ、発熱パッド210に誘導電流を供給し、バッテリー部200の温度を上げることによって、外部電源がなくても0℃以下の低温領域において従来のバッテリー自体の電源を使用してバッテリーを昇温させる方法に比べ、最大20％のバッテリー出力向上効果が得られる。
【００３７】
前述した本発明の説明は例示のためのものであり、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であれば、本発明の技術的思想や必須的特徴を変更せず、他の具体的な形態に容易に変形が可能であることが理解できよう。したがって、上記において記述した実施例は全ての面から例示的なものであり、限定的ではない。
【符号の説明】
【００３８】
100：モーター部
200：バッテリー部
300：導線
400：電流誘導部
500：制御部
210：発熱パッド
211：熱線
220：セル
【図１】
0005750517.tif 000002
【図２】
0005750517.tif 000003