KR20230040607A - Battery module with fire prevention function and battery module fire prevention method - Google Patents

Battery module with fire prevention function and battery module fire prevention method Download PDF

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KR20230040607A
KR20230040607A KR1020210123962A KR20210123962A KR20230040607A KR 20230040607 A KR20230040607 A KR 20230040607A KR 1020210123962 A KR1020210123962 A KR 1020210123962A KR 20210123962 A KR20210123962 A KR 20210123962A KR 20230040607 A KR20230040607 A KR 20230040607A
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Abstract

A battery module with a fire prevention function according to the present invention may include: a cell temperature monitor for detecting an individual temperature increase of each cell constituting the battery module; a voltmeter for measuring the voltage of the battery module; an ammeter for measuring the current of the battery module; and a short-circuit determining part that compares a real-time pattern to which the voltage measured by the voltmeter and/or the current measured by the ammeter is applied and a normal pattern recorded in a history DB, and determines whether a cell is short-circuited according to whether the temperature of each cell constituting the battery module rises.

Description

화재 예방 기능을 구비한 배터리 모듈 및 배터리 모듈 화재 예방 방법{BATTERY MODULE WITH FIRE PREVENTION FUNCTION AND BATTERY MODULE FIRE PREVENTION METHOD}Battery module having fire prevention function and method for preventing battery module fire {BATTERY MODULE WITH FIRE PREVENTION FUNCTION AND BATTERY MODULE FIRE PREVENTION METHOD}

본 발명은 배터리 모듈을 구성하는 단위 셀에 단락이 발생하는 경우 이를 적시에 판정하여 배터리 화재로의 진행을 방지할 수 있는 배터리 모듈 화재 예방 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module fire prevention method capable of preventing a battery fire by timely determining when a short circuit occurs in a unit cell constituting a battery module.

현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 배터리 등이 있는데, 이중에서 리튬 배터리는 니켈 계열의 배터리에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높다. 이와 같이, 리튬이온 배터리는 현재 상용화되어 있는 이차전지 중에서 가장 성능이 우수하다. 다른 이차 전지들과 비교하여 상대적으로 무게가 가볍고, 에너지 밀도가 높기 때문에, 휴대용 제품에서부터 대형 에너지 저장 시스템, 전기 자동차에 이르기까지 다양한 분야에 널리 이용되고 있다. Currently, commercially available batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, nickel zinc batteries, and lithium batteries. Among them, lithium batteries have almost no memory effect compared to nickel-based batteries, so they are free to charge and discharge, and have a very high self-discharge rate. low and high energy density. As described above, the lithium ion battery has the best performance among commercially available secondary batteries. Compared to other secondary batteries, they are relatively light in weight and high in energy density, so they are widely used in various fields ranging from portable products to large energy storage systems and electric vehicles.

일반적으로 리튬이온배터리는 초기에는 한동안 안정적이다. 하지만 사용빈도가 늘어날수록 수명이 줄어들고, 전해질이 산화-환원 반응에 의해 분해되고, 이것이 SEI(Solid Electrolyte Interface)층을 형성하여, 내부 저항이 증가하는 효과를 가져오게 되면서, 사용할 수 있는 배터리 용량이 줄어들게 된다. SEI층은 전해질이 계속해서 분해되지 않도록 하는 보호막 역할을 하지만, 반면 엔트로피 측면에서 보았을 때, 가역용량의 감소를 가져오는 직접적인 원인이 된다.In general, lithium-ion batteries are initially stable for a while. However, as the frequency of use increases, the life span decreases, and the electrolyte is decomposed by an oxidation-reduction reaction, which forms a SEI (Solid Electrolyte Interface) layer, resulting in an increase in internal resistance, resulting in a decrease in usable battery capacity. will decrease The SEI layer serves as a protective film to prevent continued decomposition of the electrolyte, but on the other hand, from the point of view of entropy, it is a direct cause of a decrease in reversible capacity.

수명이 줄어든 상태에서 충방전을 반복하게 되면, 상황에 따라 과충전, 과방전, 과전류 등의 문제가 발생할 수 있다. 전기자동차나 분산전력 발전소의 ESS에서 리튬이온배터리의 수명상태를 고려하지 않고 충전을 하다가, 과열 및 발화로 인한 화재사고도 빈번하게 발생하고 있다.If charging and discharging are repeated in a state where the lifespan is reduced, problems such as overcharging, overdischarging, and overcurrent may occur depending on circumstances. In ESSs of electric vehicles or distributed power plants, while charging without considering the lifespan of lithium-ion batteries, fire accidents due to overheating and ignition frequently occur.

상술한 리튬이온 배터리의 “배터리 화재” 문제는 최근 가장 핫한 이슈이다. 배터리는 전기차의 경우든 ESS의 경우든 3.7볼트 정도의 단일셀을 100~200여개를 직렬 연결하여 400~700 볼트 정도의 전압변동을 그 충/방전 전력으로 사용하고 있다. 따라서, 배터리 1개가 short 되어 전압 1개(약 3볼트정도)가 사라져도 그 전압변동은 사용중 전압변동(약 300 볼트)에 혼합(mixing)되어 인지되지 못한채 계속 시스템이 운영되어 대형화재로 발전하게 된다. The “battery fire” problem of the above-mentioned lithium ion battery is the hottest issue in recent years. In the case of an electric vehicle or an ESS, 100 to 200 single cells of about 3.7 volts are connected in series, and voltage fluctuations of about 400 to 700 volts are used as charging/discharging power. Therefore, even if one battery is shorted and one voltage (about 3 volts) disappears, the voltage fluctuation is mixed with the voltage fluctuation (about 300 volts) during use, and the system continues to operate without being recognized, resulting in a large-scale fire. .

도 1은 배터리 셀, 모듈, 팩의 상호 구성 관계를 설명하는 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating mutual configuration relationships among battery cells, modules, and packs.

도시한 셀은 최소구성단위이며, 모듈은 5개 정도의 묶음이며, 전압 온도 감시 장치 등과 결합한 어셈블리(Assembly)이다. 리튬셀 1개는 3.7~3.8볼트 정도이고, 팩전압은 400~700볼트 정도로 구성될 수 있으며, 이때, 모듈은 16~20 볼트 정도가 될 수 있다.The illustrated cell is the minimum structural unit, and the module is a bundle of about 5 pieces, and is an assembly coupled with a voltage temperature monitoring device and the like. One lithium cell may be about 3.7 to 3.8 volts, the pack voltage may be about 400 to 700 volts, and at this time, the module may be about 16 to 20 volts.

리튬셀 1개가 단락되어 전압이 안 나와도 팩 전체 전압의 1% 정도에 해당되며 SOC(State of Charge) 변동으로 표시될 수 있다. 그런데, 이러한 변동이 셀단락(short)에 의한 것인지 부하전류(IR Drop)에 의한 것인지 판단 못하고 운전하다가, 배터리 화재로 진행되는 현상이 발생되고 있다.Even if one lithium cell is short-circuited and no voltage comes out, it corresponds to about 1% of the total voltage of the pack and can be displayed as a change in SOC (State of Charge). However, there is a phenomenon in which a battery fire occurs while driving without determining whether such a fluctuation is due to a cell short or a load current (IR drop).

배터리 화재로 배터리 시스템 전체가 전소되는 것을 막기 위해선 최초 발생하는 배터리 1개의 short 상태를 가장 빠른 시기에 발견하는 것이 무엇 보다도 중요한 기술이다. In order to prevent the entire battery system from being burned down due to a battery fire, it is the most important technology to detect the first short-circuit condition of one battery at the earliest time.

현재에는 이러한 상태를 계측제어하는 기술이 제공되고 있지 않아 ESS 및 전기차 화재가 계속 발생할 위험을 안고 운영 중이다.Currently, the technology to measure and control these conditions is not provided, so ESS and electric vehicles are operating with the risk of continuing fire.

대한민국 공개공보 10-2020-0111017호Republic of Korea Publication No. 10-2020-0111017

본 발명은 초기에 발생하는 배터리 셀의 쇼트(short) 상태를 빠른 시기에 발견하여 화재를 예방할 수 있는 배터리 모듈의 화재 예방 방법 및 이를 수행할 수 있는 배터리 모듈을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a method for preventing a fire in a battery module capable of preventing a fire by quickly detecting a short state of a battery cell that occurs at an early stage, and a battery module capable of performing the same.

본 발명의 일 측면에 따른 화재 예방 기능을 구비한 배터리 모듈은, 배터리 모듈을 구성하는 각 셀들의 개별적 온도 상승을 감지하는 셀용 온도 감시기; 상기 배터리 모듈의 전압을 측정하는 전압계; 상기 배터리 모듈의 전류를 측정하는 전류계; 및 상기 전압계에서 측정된 전압 및/또는 상기 전류계에서 측정된 전류를 적용한 실시간 패턴과, 이력 DB에 기록된 정상 패턴을 비교하고, 상기 배터리 모듈을 구성하는 각 셀의 온도 상승 여부에 따라, 셀 단락 여부를 판정하는 단락 판정부를 포함할 수 있다.A battery module having a fire prevention function according to an aspect of the present invention includes a cell temperature monitor for detecting an individual temperature rise of each cell constituting the battery module; a voltmeter for measuring the voltage of the battery module; an ammeter for measuring current of the battery module; and comparing a real-time pattern to which the voltage measured by the voltmeter and/or the current measured by the ammeter is applied and a normal pattern recorded in the history DB, and depending on whether or not the temperature of each cell constituting the battery module rises, a cell short circuit It may include a short-circuit determination unit for determining whether or not.

여기서, 상기 배터리 모듈에 연결되어 전력을 소비하는 부하의 전기적 특성을 측정하는 부하 계측기를 더 포함할 수 있다.Here, it may further include a load meter connected to the battery module to measure electrical characteristics of a load consuming power.

여기서, 상기 단락 판정부는, 머신 러닝 모델을 이용하여 상기 이력 DB에 기록된 정상 패턴과 상기 실시간 패턴을 비교하여 판정할 수 있다.Here, the short-circuit determination unit may determine by comparing the normal pattern recorded in the history DB with the real-time pattern using a machine learning model.

여기서, 상기 단락 판정부는, 상기 실시간 패턴과 비교 대상 후보가 되는 정상 패턴들을 외부의 EMS로부터 전송받아 저장할 수 있다.Here, the short-circuit determining unit may receive and store the real-time pattern and normal patterns that are comparison target candidates from an external EMS.

여기서, 상기 셀용 온도 감시기는, 상기 배터리 모듈을 구성하는 모든 셀들 중 어느 한 셀만의 온도 변화를 감지할 수 있도록, 상기 배터리 모듈의 2개 이상의 개소에 설치된 온도 센서들을 포함할 수 있다.Here, the cell temperature monitor may include temperature sensors installed at two or more locations of the battery module to detect a temperature change of only one cell among all cells constituting the battery module.

본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 모듈 화재 예방 방법은, 배터리 모듈이 유부하 상태인지 무부하 상태인지 확인하는 부하 여부 확인 단계; 무부하인 경우, 전류의 변동없이 모듈의 전압이 변동되고 셀 온도가 상승하면, 셀 단락으로 판정하는 단계; 유부하인 경우, 모듈의 전압의 변동이 소정의 기준치를 넘는지 확인하는 단계; 상기 전압의 변동이 기준치를 넘으면, 모듈의 전압 및/또는 전류를 적용한 패턴과, 이력 DB에 기록된 정상 패턴을 비교하는 단계; 상기 정상 패턴과의 비교 결과 정상 운전 범위를 벗어났다고 판정하면, 셀 온도를 확인하는 단계; 및 확인한 상기 셀 온도가 상승하면 셀 단락으로 판정하는 단계를 포함할 수 있다.A battery module fire prevention method according to another aspect of the present invention includes a load check step of checking whether a battery module is in a loaded or unloaded state; In the case of no load, if the voltage of the module fluctuates and the cell temperature rises without the fluctuation of the current, determining that the cell is short-circuited; In the case of a loaded load, checking whether the voltage fluctuation of the module exceeds a predetermined reference value; comparing a pattern to which the voltage and/or current of the module is applied and a normal pattern recorded in a history DB when the voltage fluctuation exceeds a reference value; checking a cell temperature when it is determined that the normal operation range is out of the normal operation range as a result of comparison with the normal pattern; and determining that the cell is short-circuited when the checked cell temperature rises.

여기서, 상기 셀 단락으로 판정하는 단계에서는, 상기 배터리 모듈의 운전을 차단시키거나 차단을 요청할 수 있다.Here, in the step of determining that the cell is short-circuited, the operation of the battery module may be blocked or cut-off may be requested.

여기서, 상기 배터리 모듈의 전압 및/또는 전류를 적용한 패턴과, 이력 DB에 기록된 정상 패턴을 비교하는 단계에서는, 상기 전압의 변동이 발생되기 이전의 패턴을 이력 DB에 기록된 후보 정상 패턴들과 비교하여, 다수개의 패턴들 중 가장 유사한 것으로 비교 대상 정상 패턴을 선정할 수 있다.Here, in the step of comparing the pattern to which the voltage and/or current of the battery module is applied and the normal pattern recorded in the history DB, the pattern before the voltage fluctuation occurs is compared with candidate normal patterns recorded in the history DB. By comparison, a normal pattern to be compared may be selected as the most similar among a plurality of patterns.

여기서, 상기 배터리 모듈의 전압 및/또는 전류를 적용한 패턴과, 이력 DB에 기록된 정상 패턴을 비교하는 단계에서는, 선정된 상기 비교 대상 정상 패턴과 현재 패턴을 상기 전압의 변동이 발생된 이후에 대하여 비교하되, 양 패턴의 차이가 소정 기준치를 넘으면, 정상운전 범위를 벗어났다고 판정할 수 있다.Here, in the step of comparing the pattern to which the voltage and/or current of the battery module is applied and the normal pattern recorded in the history DB, the selected normal pattern to be compared and the current pattern are compared after the voltage change occurs. While comparing, if the difference between the two patterns exceeds a predetermined reference value, it may be determined that the normal operating range is out of range.

본 발명의 다른 측면에 따른 유부하 상태 배터리 모듈 화재 예방 방법은, 배터리 모듈의 전압의 변동이 소정의 기준치를 넘는지 확인하는 단계; 상기 전압의 변동이 기준치를 넘으면, 모듈의 전압 및/또는 전류를 적용한 패턴과, 이력 DB에 기록된 정상 패턴을 비교하는 단계; 상기 정상 패턴과의 비교 결과 정상 운전 범위를 벗어났다고 판정하면, 셀 온도를 확인하는 단계; 및 확인한 상기 셀 온도가 상승하면 셀 단락으로 판정하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, a method for preventing a battery module fire in a loaded state includes: checking whether a change in voltage of a battery module exceeds a predetermined reference value; comparing a pattern to which the voltage and/or current of the module is applied and a normal pattern recorded in a history DB when the voltage fluctuation exceeds a reference value; checking a cell temperature when it is determined that the normal operation range is out of the normal operation range as a result of comparison with the normal pattern; and determining that the cell is short-circuited when the checked cell temperature rises.

여기서, 상기 배터리 모듈의 전압 및/또는 전류를 적용한 패턴과, 이력 DB에 기록된 정상 패턴을 비교하는 단계에서는, 상기 전압의 변동이 발생되기 이전의 패턴을 이력 DB에 기록된 후보 정상 패턴들과 비교하여, 다수개의 패턴들 중 가장 유사한 것으로 비교 대상 정상 패턴을 선정할 수 있다.Here, in the step of comparing the pattern to which the voltage and/or current of the battery module is applied and the normal pattern recorded in the history DB, the pattern before the voltage fluctuation occurs is compared with candidate normal patterns recorded in the history DB. By comparison, a normal pattern to be compared may be selected as the most similar among a plurality of patterns.

여기서, 상기 배터리 모듈의 전압 및/또는 전류를 적용한 패턴과, 이력 DB에 기록된 정상 패턴을 비교하는 단계에서는, 선정된 상기 비교 대상 정상 패턴과 현재 패턴을 상기 전압의 변동이 발생된 이후에 대하여 비교하되, 양 패턴의 차이가 소정 기준치를 넘으면, 정상운전 범위를 벗어났다고 판정할 수 있다.Here, in the step of comparing the pattern to which the voltage and/or current of the battery module is applied and the normal pattern recorded in the history DB, the selected normal pattern to be compared and the current pattern are compared after the voltage change occurs. While comparing, if the difference between the two patterns exceeds a predetermined reference value, it may be determined that the normal operating range is out of range.

본 발명의 다른 측면에 따른 무부하 상태 배터리 모듈 화재 예방 방법은, 배터리 모듈의 전압의 변동이 소정의 기준치를 넘는지 확인하는 단계; 상기 전압의 변동이 기준치를 넘으면, 전류의 변동 여부를 확인하는 단계; 전류의 변동이 없으면, 셀 온도를 확인하는 단계; 및 확인한 상기 셀 온도가 상승하면 셀 단락으로 판정하는 단계를 포함할 수 있다.A method for preventing a battery module fire in a no-load state according to another aspect of the present invention includes checking whether a voltage variation of a battery module exceeds a predetermined reference value; If the voltage fluctuation exceeds a reference value, checking whether the current fluctuates; If there is no change in current, checking the cell temperature; and determining that the cell is short-circuited when the checked cell temperature rises.

여기서, 상기 셀 단락으로 판정하는 단계에서는, 상기 배터리 모듈의 운전을 차단시키거나 차단을 요청할 수 있다.Here, in the step of determining that the cell is short-circuited, the operation of the battery module may be blocked or cut-off may be requested.

상술한 구성의 본 발명의 사상에 따른 배터리 모듈의 화재 예방 방법 및/또는 배터리 모듈을 실시하면, 초기에 발생하는 배터리 셀의 쇼트(short) 상태를 빠른 시기에 발견하여 화재를 예방할 수 있는 이점이 있다.If the fire prevention method and / or battery module of the battery module according to the spirit of the present invention having the above configuration is implemented, the short state of the battery cell that occurs at an early stage is discovered at an early stage to prevent fire. there is.

본 발명의 사상에 따른 배터리 모듈의 화재 예방 방법 및/또는 배터리 모듈은, 배터리 시스템 화재 예방에 의해, ESS나 전기차의 화재를 방지할 수 있는 이점이 있다.A method for preventing fire of a battery module and/or a battery module according to the spirit of the present invention has an advantage of preventing a fire in an ESS or an electric vehicle by preventing a battery system fire.

도 1은 배터리 셀, 모듈, 팩의 상호 구성 관계를 설명하는 개념도.
도 2는 본 발명의 사상에 따른 화재 예방 기능을 구비한 배터리 모듈의 일 실시예를 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 사상에 따른 무부하 상태의 배터리 건전성을 판정하는 무부하 상태 배터리 모듈 화재 예방 방법을 도시한 흐름도.
도 4는 다수의 배터리 셀들로 이루어진 배터리 모듈에서 어느 한 셀에 단락이 발생되는 경우를 나타낸 개념도.
도 5는 본 발명의 사상에 따른 유부하 상태의 배터리 건전성을 판정하는 유부하 상태 배터리 모듈 화재 예방 방법을 도시한 흐름도.
도 6은 이력 DB에 대한 실시간 패턴 비교로 정상 운전 범위를 판정하는 기준을 나타낸 그래프.
도 7은 무부하 상태와 유부하 상태 모두에 대하여 수행되는 본 발명의 사상에 따른 화재 예방 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도
1 is a conceptual diagram illustrating mutual configuration relationships among battery cells, modules, and packs;
Figure 2 is a block diagram showing an embodiment of a battery module having a fire prevention function according to the spirit of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method for preventing a battery module fire in a no-load state for determining the soundness of a battery in a no-load state according to the spirit of the present invention.
4 is a conceptual diagram illustrating a case in which a short circuit occurs in any one cell in a battery module composed of a plurality of battery cells.
5 is a flow chart illustrating a fire prevention method for a battery module in a loaded state for determining health of a battery in a loaded state in accordance with the teachings of the present invention.
6 is a graph showing criteria for determining a normal driving range through real-time pattern comparison with respect to a history DB;
Figure 7 is a flow chart showing an embodiment of a fire prevention method according to the spirit of the present invention performed for both no-load conditions and loaded conditions

본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 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. In describing the present invention, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components may not be limited by the terms. Terms are only for the purpose of distinguishing one element from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.When a component is referred to as being connected or connected to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it may be understood that another component may exist in the middle. .

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다. In this specification, the terms include or include are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features or numbers, It can be understood that the presence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

또한, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.In addition, shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer description.

본 발명의 사상을 적용할 수 있는 배터리 시스템은, 전기차의 경우든 ESS의 경우든 3.7볼트 정도의 단일셀을 100~200여개를 직렬 연결하여 400~700 볼트 정도의 전압변동을 그 충/방전 전력으로 사용하고 있다. 따라서, 배터리 1개가 short 되어 전압 1개(약 3볼트정도)가 사라져도 그 전압변동은 사용중 전압변동(약 300 볼트)에 혼합(mixing)되어 인지되지 못한채 계속 시스템이 운영되어 대형화재로 발전하게 된다. 배터리 화재로 배터리 시스템 전체가 전소되는 것을 막기 위해선 최초 발생하는 배터리 1개의 short 상태를 가장 빠른 시기에 발견하는 것이 무엇 보다도 중요한 기술인데, 본 발명에서는 이를 방지할 수 있는 기술을 제공한다. A battery system to which the concept of the present invention can be applied is a case of an electric vehicle or an ESS, in which about 100 to 200 single cells of about 3.7 volt are connected in series, and a voltage change of about 400 to 700 volts is applied to the charge/discharge power is using Therefore, even if one battery is shorted and one voltage (about 3 volts) disappears, the voltage fluctuation is mixed with the voltage fluctuation (about 300 volts) during use, and the system continues to operate without being recognized, resulting in a large-scale fire. . In order to prevent the entire battery system from being burned down due to a battery fire, it is the most important technology to discover the short state of one battery that occurs first at the earliest time, and the present invention provides a technology that can prevent this.

즉, 본 발명은 도 1의 구성 관계에서, 배터리 모듈에 대하여 온도계, 전류계, 전압계, 부하 계측기, 충방전 이력 DB 인공지능 비교 판정기를 탑재하고, 이를 통해 배터리 모델을 구성하는 단위 셀 건전성을 판단하는 알고리즘을 제시한다.That is, in the configuration relationship of FIG. 1, the present invention mounts a thermometer, an ammeter, a voltmeter, a load meter, and a charge/discharge history DB artificial intelligence comparison determiner for the battery module, through which the unit cell health constituting the battery model is determined. present an algorithm.

도 2는 본 발명의 사상에 따른 화재 예방 기능을 구비한 배터리 모듈의 일 실시예를 도시한 블록도이다. 도시한 화재 예방 기능을 구비한 배터리 모듈은, 온도계, 전류계, 전압계, 전기부하계측기, 충방전이력 DB 인공지능 비교 판정기를 탑재하고 있다.2 is a block diagram showing an embodiment of a battery module having a fire prevention function according to the spirit of the present invention. The battery module with the illustrated fire prevention function is equipped with a thermometer, an ammeter, a voltmeter, an electric load measuring instrument, and a charge/discharge history DB artificial intelligence comparison judge.

도시한 배터리 모듈(100)은, 배터리 모듈(100)을 구성하는 각 셀들의 개별적 온도 상승을 감지하는 셀용 온도 감시기(120); 상기 배터리 모듈(100)의 전압을 측정하는 전압계(140); 상기 배터리 모듈(100)의 전류를 측정하는 전류계(160); 및 상기 전압계(140)에서 측정된 전압 및/또는 상기 전류계(160)에서 측정된 전류를 적용한 실시간 패턴과, 이력 DB에 기록된 정상 패턴을 비교하고, 상기 배터리 모듈(100)을 구성하는 각 셀의 온도 상승 여부에 따라, 셀 단락 여부를 판정하는 단락 판정기(170)를 포함한다.The illustrated battery module 100 includes a cell temperature monitor 120 for detecting an individual temperature rise of each cell constituting the battery module 100; a voltmeter 140 for measuring the voltage of the battery module 100; an ammeter 160 for measuring current of the battery module 100; And a real-time pattern to which the voltage measured by the voltmeter 140 and/or the current measured by the ammeter 160 is applied is compared with a normal pattern recorded in the history DB, and each cell constituting the battery module 100 is compared. A short-circuit determiner 170 for determining whether a cell is short-circuited according to whether the temperature rises or not is included.

도시한 배터리 모듈(100)은, 상기 배터리 모듈(100)에 연결되어 전력을 소비하는 부하(400)의 전기적 특성을 측정하는 부하 계측기(180)를 더 포함한다. 다른 구현에서는 상기 전류계(160)와 전압계(140)의 측정된 값들로부터 부하 여부를 추정하고, 별도의 부하 계측기는 구비하지 않을 수 있다.The illustrated battery module 100 further includes a load meter 180 that is connected to the battery module 100 and measures electrical characteristics of a load 400 consuming power. In another implementation, whether or not a load is estimated from the measured values of the ammeter 160 and the voltmeter 140, and a separate load meter may not be provided.

상술한 바와 같이 서로 비교를 수행하게 되는 패턴은, 구현에 따라, 전압 측정값들이 이루는 패턴이거나, 전류 측정값들이 이루는 패턴이거나, 충전/방전 전력량이 이루는 패턴일 수 있다. 이때, 전력량은 전압 측정값 및 전류 측정값으로부터 산출될 수 있음은 물론이다.As described above, the pattern to be compared with each other may be a pattern formed by voltage measurement values, a pattern formed by current measurement values, or a pattern formed by charging/discharging power amounts, depending on implementation. At this time, of course, the amount of power can be calculated from the voltage measurement value and the current measurement value.

구현에 따라, 상기 단락 판정기(170)는, 인공 지능, 예컨대, 머신 러닝 모델을 이용하여 상기 이력 DB에 기록된 정상 패턴과 상기 실시간 패턴을 비교하여 판정할 수 있다.Depending on implementation, the short-circuit determiner 170 may compare the normal pattern recorded in the history DB with the real-time pattern using artificial intelligence, for example, a machine learning model, and determine the result.

구현에 따라, 상기 단락 판정기(170)는, 상기 실시간 패턴과 비교 대상 후보가 되는 정상 패턴들을 외부의 EMS로부터 전송받아 내부의 충방전 이력 DB 등에 저장할 수 있다. Depending on the implementation, the short-circuit determiner 170 may receive the real-time pattern and normal patterns as comparison target candidates from an external EMS and store them in an internal charge/discharge history DB or the like.

이 경우, 상기 충방전 이력 DB에 저장된 다수개의 후보 정상 패턴들 중에서 비교 대상 정상 패턴을 선정함에 있어서, 특정 시점까지의 현재 감시 중인 실시간 패턴을 상기 충방전 이력 DB에 저장된 후보 정상 패턴들과 비교하여, 가장 유사한 것으로 비교 대상 정상 패턴을 선정한다. 여기서, 상기 특정 시점은 배터리 셀 진단을 수행하기로 결정한 시점이 될 수 있으며, 예컨대, 상기 전압계에서 측정된 전압값이 소정 기준치를 넘을 때, 배터리 셀 진단 수행을 결정한다면, 상기 특정 시점은 상기 전압계에서 측정된 전압값이 소정 기준치를 넘은 시점이 될 수 있다. In this case, in selecting a normal pattern to be compared from among a plurality of candidate normal patterns stored in the charge/discharge history DB, a real-time pattern currently being monitored up to a specific point in time is compared with candidate normal patterns stored in the charge/discharge history DB. , the normal pattern to be compared is selected as the most similar. Here, the specific point in time may be a point in time at which it is determined to perform battery cell diagnosis. For example, if the battery cell diagnosis is determined when a voltage value measured by the voltmeter exceeds a predetermined reference value, the specific point in time is determined by the voltmeter. A voltage value measured at may be a time point exceeding a predetermined reference value.

다음, 상기 단락 판정기(170)는, 선정된 비교 대상 정상 패턴과 현재 패턴을 상기 전압의 변동이 발생된 상기 특정 시점 이후에 대하여 비교하되, 양 패턴의 차이가 소정의 패턴 유사도 기준치를 넘으면, 정상운전 범위를 벗어났다고 판정할 수 있다.Next, the short-circuit determiner 170 compares the selected normal pattern to be compared with the current pattern after the specific time point at which the voltage fluctuation occurred, and if the difference between the two patterns exceeds a predetermined pattern similarity reference value, It can be judged that it is out of the normal operating range.

상기 셀용 온도 감시기(120)는, 상기 배터리 모듈(100)을 구성하는 모든 단위 셀들 중 어느 한 셀만의 온도 변화를 감지할 수 있도록, 상기 배터리 모듈(100)의 2개 이상의 개소에 설치된 온도 센서들을 포함할 수 있다.The cell temperature monitor 120 includes temperature sensors installed at two or more locations of the battery module 100 so as to detect a temperature change of only one cell among all unit cells constituting the battery module 100. can include

상기 전압계(140) 및 상기 전류계(160)는 상기 배터리 모듈(100) 전체의 전압 및 전류를 측정하도록 모듈에 대하여 하나씩 구비하는 것이 경제적이지만, 구현에 따라서는 다수개 구비할 수도 있다.It is economical to have one voltmeter 140 and one ampere meter 160 for each module to measure the voltage and current of the entire battery module 100, but depending on the implementation, a plurality of them may be provided.

특히 상기 전압계의 경우는, 배터리 셀의 노후화 확인 및 노후 셀 바이패싱/대체를 수행하는 기능을 구비한 배터리 모듈 또는 배터리 팩에 대하여, 각 셀마다 구비할 수도 있다. In particular, in the case of the voltmeter, a battery module or battery pack having a function of checking aging of a battery cell and bypassing/replacing an old cell may be provided for each cell.

다음, 상기 단락 판정기(170)가 수행하는 구체적인 본 발명의 사상에 따른 셀 단락 판정 과정들을 포함한 상기 단락 판정기(170)의 동작에 대해서 구체적으로 예시하겠다.Next, the operation of the short circuit determiner 170, including cell short determination processes performed by the short circuit determiner 170 according to the spirit of the present invention, will be described in detail.

먼저, 무부하 상태에서 상기 단락 판정기(170)의 배터리 건전성 판정 알고리즘을 구분하여 살펴본다.First, the battery health determination algorithm of the short circuit determiner 170 in a no-load state will be separately reviewed.

도 3은 본 발명의 사상에 따른 무부하 상태의 배터리 건전성을 판정하는 무부하 상태 배터리 모듈 화재 예방 방법을 도시한 흐름도이다.3 is a flow chart illustrating a fire prevention method for a battery module in a no-load state for determining the soundness of a battery in a no-load state according to the spirit of the present invention.

도시한 무부하 상태 배터리 모듈 화재 예방 방법은, 배터리 모듈의 전압의 변동이 소정의 기준치를 넘는지 확인하는 단계(S142, S144); 상기 전압의 변동이 기준치를 넘으면, 전류의 변동 여부를 확인하는 단계(S146); 전류의 변동이 없으면, 셀 온도를 확인하는 단계(S170); 및 확인한 상기 셀 온도가 상승하면 셀 단락으로 판정하는 단계(S180)를 포함할 수 있다. 도시한 상기 셀 단락으로 판정하는 단계(S180)에서는, 상기 배터리 모듈의 운전을 차단시키거나 차단을 요청한다. The illustrated method for preventing a battery module fire in a no-load state includes the steps of checking whether the voltage fluctuation of the battery module exceeds a predetermined reference value (S142, S144); If the voltage fluctuation exceeds the reference value, checking whether the current fluctuates (S146); If there is no change in current, checking the cell temperature (S170); and determining that the cell is short-circuited when the checked cell temperature rises (S180). In the step of determining that the cell is short-circuited (S180), the operation of the battery module is blocked or cut-off is requested.

모듈단위(3~5개 배터리 셀)로 구성된 배터리 모듈에서의 불량셀(단위벨, unit cell, 3.7볼트) 발생은 1~3볼트 정도의 전압강하를 야기 하지만, 이러한 미소 전압 변동값은 시스템 전체 200~400볼트 전압 변동값에 포함되어 발견되지 못하는 경우가 흔하고, 불량셀이 발생해도 전체 배터리 시스템이 이를 인지하지 못하고 그대로 운영하다가 시스템의 화재나 폭발로 이어지는 원인이 된다. 이를 극복하기 위해선 셀 및 모듈단위의 감시시스템이 필요하다. Occurrence of a defective cell (unit cell, 3.7 volt) in a battery module composed of module units (3 to 5 battery cells) causes a voltage drop of about 1 to 3 volts, but this minute voltage fluctuation value is the whole system It is common that it is included in the 200-400 volt voltage fluctuation value and is not found, and even if a defective cell occurs, the entire battery system does not recognize it and operates as it is, leading to a fire or explosion of the system. In order to overcome this, a monitoring system in units of cells and modules is required.

도 3의 흐름도에 따른 배터리 모듈 화재 예방 방법은, 도 2와 같은 셀, 모듈 단위로 전압계, 전류계, 온도계, 부하량 계측기 및 인공지능비교기에서 인공지능으로 과거의 hisotry 충/방전 정상운전 이력 곡선 DB와 현재의 충/방전 계측 데이타로 이루어진 실시간 패턴을 서로 비교하는 방식으로 수행될 수 있다.The battery module fire prevention method according to the flowchart of FIG. 3 is a voltmeter, ammeter, thermometer, load gauge and artificial intelligence comparator in units of cells and modules as shown in FIG. It can be performed by comparing real-time patterns composed of current charge/discharge measurement data with each other.

즉, 인공지능으로서 머신 러닝 모델을 적용하여, 과거의 충방전이력 곡선과 현재의 충방전 상태 계측 곡선을 서로 비교하여, 화재 발생의 위험성을 적시에 판정할 수 있다.That is, by applying a machine learning model as artificial intelligence, the risk of fire can be determined in a timely manner by comparing the past charging and discharging history curve and the current charging and discharging state measurement curve.

또한, 충/방전 없이 정지상태(무부하상태)에서도 화재가 발생할 수 있는 바, 이러한 정지상태(무부하상태)에서도 화재개시 시점을 예측할 수 있는 비교적 연산량이 적은 알고리즘으로서 도 3의 흐름도를 제시한다.In addition, since a fire can occur even in a stationary state (no load state) without charge/discharge, the flowchart in FIG. 3 is presented as an algorithm with a relatively small amount of computation that can predict the time of fire start even in such a stationary state (no load state).

도 4는 다수의 배터리 셀들로 이루어진 배터리 모듈에서 어느 한 셀에 단락이 발생되는 경우를 나타낸 개념도이다.4 is a conceptual diagram illustrating a case in which a short circuit occurs in any one cell in a battery module composed of a plurality of battery cells.

도 3과 도 4를 참조하면, 배터리 모듈의 무부하 전압(open circuit potential) 상태에서 측정을 수행한 결과(S142) 전압계의 총전압 값의 변동이 감지된다는 것(S144)은 배터리 모듈 내부에서 불량셀에 의한 단락(short) 현상이 발생한 경우이다. 그리고, 단락시 셀 온도가 올라간다. 이 경우 전압변동은 발생하지만, 전류는 무부하 상태이므로 감지될 수 없다. 즉, 도 3의 흐름도에 따라 전압변동이 발생하는데도(S144) 전류가 흐르지 않는다면(S146), 그리고, 셀 온도가 올라간다면(S170), 명백하게 배터리 셀들(cells) 중의 하나 또는 그 이상이 단락된 것으로 판정하며, 고장파급 차단장치, 배터리 화재확산 방지장치(산소차단장치) 등을 동작시키어 배터리 전체 시스템 화재를 막을 수 있다(S180).Referring to FIGS. 3 and 4, as a result of the measurement in the state of no-load voltage (open circuit potential) of the battery module (S142), the change in the total voltage value of the voltmeter is detected (S144), indicating that a defective cell is inside the battery module. This is the case where a short-circuit occurs due to Also, the cell temperature rises during a short circuit. In this case, a voltage fluctuation occurs, but the current cannot be sensed because it is in a no-load state. That is, if a voltage change occurs according to the flowchart of FIG. 3 (S144), but current does not flow (S146), and if the cell temperature rises (S170), obviously one or more of the battery cells are short-circuited. It is possible to prevent a fire in the entire system of the battery by operating a failure spread blocking device, a battery fire diffusion prevention device (oxygen blocking device), and the like (S180).

다음, 유부하 상태에서 상기 단락 판정기(170)의 배터리 건전성 판정 알고리즘을 구분하여 살펴본다.Next, the battery health determination algorithm of the short-circuit determiner 170 in a loaded load state will be separately reviewed.

도 5는 본 발명의 사상에 따른 유부하 상태의 배터리 건전성을 판정하는 유부하 상태 배터리 모듈 화재 예방 방법을 도시한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a fire prevention method for a battery module in a loaded load state for determining health of a battery in a loaded state according to the spirit of the present invention.

도시한 유부하 상태 배터리 모듈 화재 예방 방법은, 배터리 모듈의 전압의 변동이 소정의 기준치를 넘는지 확인하는 단계(S162, S164); 상기 전압의 변동이 기준치를 넘으면, 상기 배터리 모듈의 전압 및/또는 전류를 적용한 패턴(예: 전력량 패턴)과, 이력 DB에 기록된 정상 패턴을 비교하는 단계(166); 상기 정상 패턴과의 비교 결과 정상 운전 범위를 벗어났다고 판정하면, 셀 온도를 확인하는 단계(S170); 및 확인한 상기 셀 온도가 상승하면 셀 단락으로 판정하는 단계(S180)를 포함할 수 있다. 도시한 상기 셀 단락으로 판정하는 단계(S180)에서는, 상기 배터리 모듈의 운전을 차단시키거나 차단을 요청한다. The illustrated method for preventing a battery module fire in a loaded state includes the steps of checking whether the voltage fluctuation of the battery module exceeds a predetermined reference value (S162, S164); If the voltage fluctuation exceeds a reference value, comparing a pattern to which the voltage and/or current of the battery module is applied (eg, a power amount pattern) with a normal pattern recorded in a history DB (166); If it is determined that the normal operation range is out of the normal operation range as a result of comparison with the normal pattern, checking the cell temperature (S170); and determining that the cell is short-circuited when the checked cell temperature rises (S180). In the step of determining that the cell is short-circuited (S180), the operation of the battery module is blocked or cut-off is requested.

예컨대, 상기 S166 단계에서는, 상기 S164 단계의 전압의 변동이 발생되기 이전의 패턴을 이력 DB에 기록된 후보 정상 패턴들과 비교하여, 다수개의 패턴들 중 가장 유사한 것으로 비교 대상 정상 패턴을 선정한다. 다음, 선정된 비교 대상 정상 패턴과 현재 패턴을 상기 S164 단계의 전압의 변동이 발생된 이후에 대하여 비교하되, 양 패턴의 차이가 소정 기준치를 넘으면, 정상운전 범위를 벗어났다고 판정할 수 있다.For example, in step S166, the pattern prior to the voltage change in step S164 is compared with candidate normal patterns recorded in the history DB, and a normal pattern to be compared is selected as the most similar pattern among a plurality of patterns. Next, the selected normal pattern to be compared and the current pattern are compared after the voltage change in step S164 occurs, but if the difference between the two patterns exceeds a predetermined reference value, it can be determined that the normal operation range is out of range.

도 6은 이력 DB에 대한 실시간 패턴 비교로 정상 운전 범위를 판정하는 기준을 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing criteria for determining a normal driving range through real-time pattern comparison with respect to a history DB.

유부하상태(즉, 충방전상태)를 가정하면, 도 2와 5, 6에서 정상적인 충/방전 곡선과 전압, 전류, 총부하량, 온도 계측 및 측정 결과를 서로 비교하면 배터리 비정상상태(short)를 판단할 수 있다. 이를 위해선 EMS(Energy Management System)와 AI(Artificial Intelligence) 모델, 충방전 이력곡선 DATABASE를 이용할 수 있다. Assuming a loaded load state (i.e., charge/discharge state), comparing the normal charge/discharge curve and the voltage, current, total load, and temperature measurement and measurement results in FIGS. 2, 5, and 6, the battery short can judge To this end, EMS (Energy Management System), AI (Artificial Intelligence) model, and charge/discharge history curve database can be used.

도 6에 도시한 바와 같은 방식으로, 계측된 온도, 전류량, 부하량, 전압변동량, 시스템 충/방전 이력곡선 data base를 AI로 비교함으로써 비정상상태를 판단할 수 있고, 그 판단 결과에 따라 화재방지시스템을 EMS가 구동할 수 있다.In the manner shown in FIG. 6, the abnormal state can be determined by comparing the measured temperature, current amount, load amount, voltage variation amount, and system charge/discharge history curve data base with AI, and the fire prevention system according to the judgment result. EMS can drive.

이와 같이, 본 발명의 사상에 따른 배터리 모듈 화재 예방 방법을 무부하 상태와 유부하 상태로 구분하여 살펴보았는데, 실제 필드, 특히, ESS나 전기 자동차에 사용되는 배터리는 무부하 상태와 유부하 상태 모두에 대비하여 화재 예방 방법을 수행하는 것이 바람직하다.In this way, the battery module fire prevention method according to the spirit of the present invention was examined by dividing it into no-load conditions and loaded conditions. In actual fields, in particular, batteries used in ESS or electric vehicles are prepared for both no-load conditions and loaded conditions. Therefore, it is desirable to carry out fire prevention methods.

도 7은 무부하 상태와 유부하 상태 모두에 대비하여 수행되는 본 발명의 사상에 따른 화재 예방 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating an embodiment of a fire prevention method according to the spirit of the present invention performed in preparation for both no-load conditions and loaded conditions.

도시한 배터리 모듈 화재 예방 방법은, 부하 여부 확인 단계(S110); 무부하인 경우, 전류의 변동없이 모듈의 전압이 변동되고 셀 온도가 상승하면, 셀 단락으로 판정하는 단계(S142 ~ S146); 유부하인 경우, 모듈의 전압의 변동이 소정의 기준치를 넘는지 확인하는 단계(S162, S164); 상기 전압의 변동이 기준치를 넘으면, 모듈의 전압 및/또는 전류를 적용한 패턴과, 이력 DB에 기록된 정상 패턴을 비교하는 단계(S166); 상기 정상 패턴과의 비교 결과 정상 운전 범위를 벗어났다고 판정하면, 셀 온도를 확인하는 단계(S170); 및 확인한 상기 셀 온도가 상승하면 셀 단락으로 판정하는 단계(S180)를 포함할 수 있다.The illustrated battery module fire prevention method includes a load check step (S110); In the case of no load, if the voltage of the module fluctuates and the cell temperature rises without a fluctuation of current, determining that the cell is short-circuited (S142 to S146); In the case of a load, checking whether the voltage fluctuation of the module exceeds a predetermined reference value (S162, S164); If the voltage fluctuation exceeds the reference value, comparing the pattern to which the voltage and/or current of the module is applied and the normal pattern recorded in the history DB (S166); If it is determined that the normal operation range is out of the normal operation range as a result of comparison with the normal pattern, checking the cell temperature (S170); and determining that the cell is short-circuited when the checked cell temperature rises (S180).

도시한 배터리 모듈 화재 예방 방법의 셀 단락으로 판정하는 단계(S180)는, 셀 단락으로 판정되면, 상기 배터리 모듈의 운전을 차단시키거나, EMS에 차단을 요청할 수 있다.In the step of determining a cell short circuit of the illustrated battery module fire prevention method (S180), if it is determined that the cell short circuit occurs, the operation of the battery module may be blocked or the EMS may be requested to block the battery module.

도 7의 유부하인 경우의 S142 단계 내지 S146 단계는 도 5의 흐름도와 유사하다. Steps S142 to S146 in the case of a loaded load in FIG. 7 are similar to the flow chart in FIG. 5 .

무부하인 경우, 셀 단락으로 판정하는 단계(S142 ~ S146)는, 도 3의 흐름도와 같이, 배터리 모듈의 전압의 변동이 소정의 기준치를 넘는지 확인하는 단계(S142, S144); 상기 전압의 변동이 기준치를 넘으면, 전류의 변동 여부를 확인하는 단계(S146); 및 전류의 변동이 없으면, 셀 온도를 확인하는 단계(S170)를 포함함을 알 수 있다.In the case of no load, the step of determining a cell short circuit (S142 to S146) is, as shown in the flowchart of FIG. 3, checking whether the voltage fluctuation of the battery module exceeds a predetermined reference value (S142, S144); If the voltage fluctuation exceeds the reference value, checking whether the current fluctuates (S146); And if there is no change in current, it can be seen that it includes a step of checking the cell temperature (S170).

도 7과 도 3 또는 도 5의 상호간에 있어서, 동일한 부호는 동일한 단계들로서, 중복되는 설명은 생략한다.Between FIG. 7 and FIG. 3 or FIG. 5, the same reference numerals denote the same steps, and duplicate descriptions are omitted.

이하, 도 2, 도 4, 도 6 및 도 7을 참조하여, 구체적인 동작 예시 및 원리에 대하여 그 목적에서부터 알고리즘의 개시 및 종료와 수반 효과 등을 흐름에 따라 다시 한번 전체적으로 상술하겠다.Hereinafter, with reference to FIGS. 2, 4, 6, and 7, specific operation examples and principles will be described as a whole from the purpose to the start and end of the algorithm and accompanying effects along the flow.

리튬배터리는 여러개(100~200여개)의 배터리 셀(cell)을 직렬연결해서 수백 볼트의 전압을 만들어서 전기차나 에너지 저장장치 등에서 널리 사용하고 있다. 전압 및 온도 감시는 전체 배터리 시스템을 통해 대체적으로 진행하며, 셀단위로 전압, 온도 등을 감시하진 못하고 있다. 그것은 셀을 3~5개로 묶은 모듈 단위로 상용화 제품이 출시되고 있다. Lithium batteries are widely used in electric vehicles and energy storage devices by connecting several (100 to 200) battery cells in series to create a voltage of several hundred volts. Voltage and temperature monitoring generally proceeds through the entire battery system, and voltage and temperature monitoring on a cell-by-cell basis is not possible. Commercial products are being released in units of modules in which 3 to 5 cells are bundled.

그런데, 이들 배터리 셀 중에서, 한 개의 배터리 셀(cell)에서 단락(short)이 발생하고, 열이 발생하며, 이 열로 인하여 고장파급이 확대되어 인접셀(Cell)로 화재가 번지고 결국에는 폭발사고로 이어져 왔다. 첫 번재 단락이 개시된 직후 이를 조기에 발견할 수 있었다면, 인접한 다른 셀들로 고장파급 및 화재 폭발을 막을 수 있고, 대부분의 배터리를 회수하여 다시 이용할 수 있다. 즉, 화재원인 제공의 배터리모듈의 전체 전압 전류를 감시하여 차단장치(전기적 차단, 산소공급의 차단, 열확산 차단 등)를 동작시킨다는 것이다.However, among these battery cells, a short circuit occurs in one battery cell, heat is generated, and due to this heat, the ripple effect of the failure is expanded, and the fire spreads to the adjacent cell, eventually resulting in an explosion accident. has continued If it can be detected early immediately after the first short circuit starts, it is possible to prevent the spread of failure and fire explosion to other adjacent cells, and most of the battery can be recovered and used again. That is, the entire voltage and current of the battery module providing the cause of the fire is monitored to operate the cutoff device (electrical cutoff, cutoff of oxygen supply, cutoff of thermal diffusion, etc.).

3~5개의 셀로 구성된 모듈에서의 불량셀 발생은 1~4볼트 정도의 전압강하를 야기하지만, 이러한 미소 전압변동값은 시스템 전체 400~600볼트 전압 변동값에 포함되어 발견되지 못하는 경우가 흔하고, 불량셀이 발생해도 전체 배터리 시스템이 이를 인지하지 못하고 그대로 운영되다가 시스템의 화재나 폭발로 이어지는 원인이 된다. 이를 조기에 극복할 수 있는 감시시스템이 절실한 것이다.Occurrence of a defective cell in a module composed of 3 to 5 cells causes a voltage drop of about 1 to 4 volts, but this minute voltage fluctuation value is included in the overall system voltage fluctuation value of 400 to 600 volts and is often not found. Even if a defective cell occurs, the entire battery system does not recognize it and operates as it is, leading to a fire or explosion of the system. A surveillance system that can overcome this early is desperately needed.

도 2 및 도 4에서 배터리 모듈(100)에서 무부하 전압(open circuit potential) 상태에서 전압변동이 감지된다는 것은 배터리 모듈(100) 내부에서 불량셀에 의한 단락(short) 현상이 발생하고 온도가 올라간 경우이다. 이 경우 전압변동은 발생하지만 전류는 무부하 상태이므로 감지될 수 없다. 즉, 도 2에서 전압변동이 발생하는데 전류가 흐르지 않는 경우 이는 명백한 배터리 셀중의 하나가 단락된 것으로 판정하고 고장파급 차단장치, 배터리 화재확산방지장치(산소차단장치) 등을 동작시키어 배터리 화재를 방지할 수 있다.In FIGS. 2 and 4 , the fact that the voltage fluctuation is detected in the no-load voltage (open circuit potential) state in the battery module 100 means that when a short occurs due to a defective cell inside the battery module 100 and the temperature rises. am. In this case, a voltage fluctuation occurs, but the current cannot be sensed because it is in a no-load state. That is, in FIG. 2, when voltage fluctuation occurs but current does not flow, it is determined that one of the obvious battery cells is short-circuited, and a fault impact blocking device, a battery fire diffusion prevention device (oxygen blocking device), etc. are operated to prevent battery fire. can do.

배터리 화재의 원인은 배터리 셀내부 분리막 파손에 의한 단락으로 밝혀지고 있다. 배터리에는 양극과 음극이 반드시 존재하며 이들 양극과 음극을 분리하는 분리막이 반드시 존재한다. 분리막이 파손되는 이유는 덴드라이트(dendrite)라고 불리우는 고드름 형태의 리튬 옥사이드 때문이다. 건전지가 과방전 상태에 놓이면, 리튬이온이 옥사이드(LiXO2 등) 화합물 형태로 석출하는데 이것이 덴드라이트 형태로 성장하면서 분리막을 뚫고 양극과 음극을 연결하는 “short” 단락 현상을 연출하며 셀온도가 상승한다.The cause of the battery fire is revealed to be a short circuit caused by damage to the separator inside the battery cell. A positive electrode and a negative electrode always exist in a battery, and there is always a separator separating the positive electrode and negative electrode. The reason why the separator is damaged is due to lithium oxide in the form of icicles called dendrite. When a battery is in an overdischarged state, lithium ions precipitate in the form of oxide (Li X O 2 , etc.) compounds, which grow in the form of dendrites and create a “short” short circuit phenomenon that connects the positive and negative electrodes through the separator, increasing the cell temperature rises

그러므로, 배터리 수명은 배터리 사용 충방전 사이클 뿐만 아니라 방전의 깊이(DOD, Depth of discharge) 도 중요한 요소로 보고 있다. 이말은, 과방전을 자주하면, 덴드라이트 형성이 많아진다는 의미이고 배터리 수명단축을 촉진한다는 의미이다.Therefore, not only the charge/discharge cycles of the battery use but also the depth of discharge (DOD) are regarded as an important factor in battery life. This means that if overdischarge occurs frequently, dendrite formation increases and shortens battery life.

하지만, 이러한 dendrite의 성장은 atomic scale 이므로 단락(short)이 되어도 단락(short)된 단면적은 매우 미세한 nano-meter 수준이다. 조기에 발견하면 화재예방이 가능하다는 의미이다. 폭발로 이어지기 전에 열이 발생하며, 열이 발생하기 전에 연기가 발생한다. 200~300개의 셀이 직렬연결되므로, 이들 중 한 개가 쇼트가 시작되면 조기에 이를 검출하여 퇴출시키는 작업이 필요하다. However, since the growth of such dendrite is on an atomic scale, even if it is shorted, the shorted cross-sectional area is at the nano-meter level. Early detection means that fire prevention is possible. Heat is produced before it leads to an explosion, and smoke is produced before heat is produced. Since 200 to 300 cells are connected in series, when one of them starts shorting, it is necessary to detect and withdraw it early.

본 발명의 설명에 있어서 Lithium cell voltage는 계산 편의상 약, 2 volt로 가정하였으나, 실제 리튬전지는 3.7~3.9 정도의 전압(voltage)을 갖고 있다.In the description of the present invention, the lithium cell voltage is assumed to be about 2 volt for calculation convenience, but the actual lithium battery has a voltage of about 3.7 to 3.9.

1개 셀(cell)에서 쇼트(short)가 발생하면, 도 2 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 쇼트 셀(cell)에서는 단락 전류가 흐른다. 하지만 전체 건전지의 밖에는 무부하 상태이므로 전류계에서 전류는 감지되지 않는다. 즉, “배터리 모듈의 전압변동 및 온도변화가 감지되었음”에도 불구하고 부하전류가 흐르지 않았음을 EMS(Energy management system)가 감지하면 즉각 각종 화재 방호 장치(300)를 동작시키어 화재 및 폭발사고를 방지할 수 있다.When a short occurs in one cell, a short-circuit current flows in the short cell, as shown in FIGS. 2 and 4 . However, since the outside of the entire battery is in a no-load state, the current is not detected by the ammeter. That is, when the EMS (Energy management system) detects that the load current does not flow despite “the voltage fluctuation and temperature change of the battery module are detected”, various fire protection devices 300 are immediately operated to prevent fire and explosion accidents. It can be prevented.

즉, 정상적인 배터리의 방전(전압강하) 과정에서는 부하단에 전류를 흘려보내면서, IR Drop이 발생하는 것이다. 이 경우 전류계에서 부하단에 흐르는 전류가 감지된다. 하지만 배터리 내부의 short(내부단락)인 경우에는 상황이 다르다. 이 경우에는 전압변동만 감지되고 부하전류는 감지되지 않는다. That is, during normal battery discharge (voltage drop) process, IR drop occurs while current flows to the load end. In this case, the current flowing through the load terminal is sensed by the ammeter. However, in the case of a short inside the battery (internal short circuit), the situation is different. In this case, only the voltage change is sensed and the load current is not sensed.

본 발명의 사상에 따른 화재방지 알고리즘은 이러한 현상을 이용한 것이다. 도 2와 7에서 볼 수 있듯이, 전압강하는 감지되고 온도변화도 감지되나, 부하전류는 감지되지 않는 경우, 본 발명의 사상에 따른 배터리 모듈은, 배터리 내부단락으로 판단하고 EMS(Energy Management System)가 차단장치를 동작시키도록 이를 통보한다.The fire prevention algorithm according to the spirit of the present invention uses this phenomenon. As can be seen in FIGS. 2 and 7, when the voltage drop is detected and the temperature change is also detected, but the load current is not detected, the battery module according to the spirit of the present invention determines that the battery has an internal short circuit and EMS (Energy Management System) notifies this to activate the blocking device.

도 2와 도 4에서 4볼트와 6볼트 사이(즉, 세 번째 전지셀(cell), 중앙에 위치한 건전지(cell))에서 쇼트가 발생한 것을 보여주고 있다. 여기서 건전지란, 충/방전이 모두 되는 이차전지를 의미한다. 셀(cell)이라고 표시하기도 한다. short는 단락을 의미하며 앞서 설명한 바와 같이 양극과 음극이 붙어 버리는 경우를 의미한다. 도 2에서, 6볼트에서 4볼트의 전위차에 의해 쇼트선(short line)에는 potential difference에 의한 전류가 흐르지만, 무부하 상태이므로 외부 전류계에 전류는 감지되지 않는다. 충분한 시간이 경과하면, 도 2의 하단부위 회로와 같이 총전압은 10볼트에서 8볼트로 떨어진다. 이와 같은 전압변동을 계측제어시스템을 통해 EMS 등에서 감지하고(S144), 이 때, 전류계에 전류가 흘렀는지 아니면, “0, Zero” 값을 갖었는지를 And Gate 조건으로 판정하며(S146), 온도변화도 역시 감지하였다면(S170), 화재방지를 위한 차단장치(전기적 차단, 화재방지 차단, 소화약재 살포, 산소진입 차단 등)를 동작시킨다(S180).2 and 4 show that a short occurs between 4 volts and 6 volts (ie, a third battery cell, a battery cell located in the center). Here, the battery means a secondary battery capable of both charging and discharging. Also referred to as a cell. Short means a short circuit, and as described above, it means the case where the anode and cathode are attached. In FIG. 2, a current due to a potential difference flows in a short line due to a potential difference of 6 volts to 4 volts, but current is not sensed by an external ammeter because it is in a no-load state. After a sufficient time has elapsed, the total voltage drops from 10 volts to 8 volts as shown in the lower part circuit of FIG. 2 . This voltage fluctuation is detected by the EMS, etc. through the measurement and control system (S144), and at this time, whether current flows in the ammeter or whether it has a “0, Zero” value is determined as an And Gate condition (S146), and the temperature If the change is also detected (S170), a blocking device for fire prevention (electrical blocking, fire prevention blocking, fire extinguishing agent spraying, oxygen entry blocking, etc.) is operated (S180).

유부하상태(즉, 충방전상태)를 가정하면, 도 2와 도 6에서 과거의 정상적인 충/방전 이력 곡선 데이터베이스 history와 현재의 전압, 전류, 총부하량 계측 결과를 서로 비교하면(S166) 배터리의 정상운전범위 여부를 판단할 수 있다. 이를 위해선 EMS(Energy Management System)와 AI(Artificial Intelligence), 충방전 이력 곡선(data-base)가 필요하며 시스템에 이러한 과거의 운전 데이타베이스(data base, DB)가 입력이 되어 있어야 하며, 이들 DB와 현재의 운전곡선을 AI가 상호 비교함으로써 비정상상태를 판단할 수 있다.Assuming a loaded load state (i.e., charge/discharge state), comparing the current voltage, current, and total load measurement results with the past normal charge/discharge history curve database history in FIGS. 2 and 6 (S166) Whether or not it is within the normal operating range can be judged. To do this, EMS (Energy Management System), AI (Artificial Intelligence), charge and discharge history curve (data-base) are required, and these past operation databases (data base, DB) must be entered into the system, and these DB An abnormal state can be determined by comparing the current driving curve with the AI.

한편, 상기 운전 데이타베이스는 이력 DB로서 도 2의 단락 판정부(170)에 내장된 형태를 가질 수 있으며, 기 누적된 측정값들로부터 얻어진 다양한 경우의 다수개의 후보 정상 패턴(예: 충방전 패턴)들을 저장할 수 있다.On the other hand, the operation database may have a form embedded in the short circuit determination unit 170 of FIG. 2 as a history DB, and may have a plurality of candidate normal patterns (eg, charge and discharge patterns) in various cases obtained from previously accumulated measurement values. ) can be stored.

도 6에서 SOC는 State of Charge를 의미하며, OCV는 Open Circuit Potential, 혹은 Open Ciruict Voltage를 의미하며 개방 단자 전압을 의미한다. 또한, 유부하 상태 즉 +부하란 방전상태를 -부하란 충전상태를 의미한다. In FIG. 6 , SOC means State of Charge, and OCV means Open Circuit Potential, or Open Ciruict Voltage, which means open terminal voltage. In addition, a loaded state, that is, a +load means a discharged state, and a -load means a charged state.

도 6을 좀 더 설명하면, 유부하상태(즉, 충방전상태)에서, 과거의 데이터베이스 히스토리 데이타베이스 충/방전 곡선과 현재의 전압, 전류, 총부하량 계측 결과 곡선을 연속적으로 인공지능 비교기인 단락 판정부(170)에서 인공지능모델로 서로 비교하여, 배터리가 정상운전 범위에 있는지 여부를 판단할 수 있다(S166). 이를 위해선 인공지능비교기와 AI(Artificial Intelligence), 충방전 이력곡선(data-base)가 필요하며 시스템에 입력이 되어 있어야 하며 이를 비교함으로써 정상운전범위 여부를 판단할 수 있다. 6, in a loaded load state (ie, charge/discharge state), the past database history database charge/discharge curve and the current voltage, current, and total load measurement result curve are successively short circuits, which are artificial intelligence comparators. In the determination unit 170, the artificial intelligence model can be compared with each other to determine whether the battery is in a normal operating range (S166). To this end, an artificial intelligence comparator, AI (Artificial Intelligence), and a charge/discharge history curve (data-base) are required and must be input to the system, and by comparing them, it can be determined whether or not the normal operating range is present.

예컨대, 정상적인 배터리 스텍에서의 부하에 따른 충/방전 이력곡선은 비정상적인 배터리 스텍 발생에서의 충/방전 이력곡선과 차이를 보이며 이를 인공지능비교기에서 발견하고(S166), 추가적으로 온도 상승 여부를 점검하여(S170), 온도 상승이 있으면 셀 단락으로 최종 판단하여, 화재방지를 위한 차단장치(전기적 차단, 화재방지 차단, 소화약재 살포, 산소진입 차단 등)를 동작시키거나, 동작을 요청할 수 있다(S180).For example, the charge / discharge history curve according to the load in the normal battery stack shows a difference from the charge / discharge history curve in the occurrence of the abnormal battery stack, and the artificial intelligence comparator finds it (S166), and additionally checks whether the temperature rises ( S170), if there is a temperature rise, it is finally judged as a cell short circuit, and a blocking device for fire prevention (electrical blocking, fire prevention blocking, fire extinguishing agent spraying, oxygen entry blocking, etc.) can be operated or requested to operate (S180) .

본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains should understand that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting, since the present invention can be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics thereof. only do The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. .

100 : 배터리 모듈 120 : 셀용 온도 감시기
140 : 전압계 160 : 전류계
170 : 단락 판정기 180 : 부하 계측기
200 : EMS 300 : 차단장치
400 : 부하
100: battery module 120: temperature monitor for cells
140: voltmeter 160: ammeter
170: short circuit determiner 180: load meter
200: EMS 300: blocking device
400: load

Claims (14)

배터리 모듈을 구성하는 각 셀들의 개별적 온도 상승을 감지하는 셀용 온도 감시기;
상기 배터리 모듈의 전압을 측정하는 전압계;
상기 배터리 모듈의 전류를 측정하는 전류계; 및
상기 전압계에서 측정된 전압 및/또는 상기 전류계에서 측정된 전류를 적용한 실시간 패턴과, 이력 DB에 기록된 정상 패턴을 비교하고, 상기 배터리 모듈을 구성하는 각 셀의 온도 상승 여부에 따라, 셀 단락 여부를 판정하는 단락 판정부
를 포함하는 화재 예방 기능을 구비한 배터리 모듈.
A cell temperature monitor for detecting an individual temperature rise of each cell constituting the battery module;
a voltmeter for measuring the voltage of the battery module;
an ammeter for measuring current of the battery module; and
A real-time pattern to which the voltage measured by the voltmeter and/or the current measured by the ammeter is applied is compared with the normal pattern recorded in the history DB, and whether or not the cell is short-circuited according to whether or not the temperature of each cell constituting the battery module rises. Short-circuit judgment unit for determining
A battery module having a fire prevention function comprising a.
제1항에 있어서,
상기 배터리 모듈에 연결되어 전력을 소비하는 부하의 전기적 특성을 측정하는 부하 계측기
를 더 포함하는 화재 예방 기능을 구비한 배터리 모듈.
According to claim 1,
A load meter for measuring electrical characteristics of a load connected to the battery module and consuming power
A battery module having a fire prevention function further comprising a.
제1항에 있어서,
상기 단락 판정부는,
머신 러닝 모델을 이용하여 상기 이력 DB에 기록된 정상 패턴과 상기 실시간 패턴을 비교하여 판정하는 화재 예방 기능을 구비한 배터리 모듈.
According to claim 1,
The paragraph determination unit,
A battery module having a fire prevention function for determining by comparing a normal pattern recorded in the history DB with the real-time pattern using a machine learning model.
제1항에 있어서,
상기 단락 판정부는,
상기 실시간 패턴과 비교 대상 후보가 되는 정상 패턴들을 외부의 EMS로부터 전송받아 저장하는 화재 예방 기능을 구비한 배터리 모듈.
According to claim 1,
The paragraph determination unit,
A battery module having a fire prevention function for receiving and storing the real-time patterns and normal patterns as comparison target candidates from an external EMS.
제1항에 있어서,
상기 셀용 온도 감시기는,
상기 배터리 모듈을 구성하는 모든 셀들 중 어느 한 셀만의 온도 변화를 감지할 수 있도록, 상기 배터리 모듈의 2개 이상의 개소에 설치된 온도 센서들을 포함하는 화재 예방 기능을 구비한 배터리 모듈.
According to claim 1,
The temperature monitor for the cell,
A battery module having a fire prevention function including temperature sensors installed at two or more locations of the battery module to detect a temperature change of only one cell among all cells constituting the battery module.
배터리 모듈이 유부하 상태인지 무부하 상태인지 확인하는 부하 여부 확인 단계;
무부하인 경우, 전류의 변동없이 모듈의 전압이 변동되고 셀 온도가 상승하면, 셀 단락으로 판정하는 단계;
유부하인 경우, 모듈의 전압의 변동이 소정의 기준치를 넘는지 확인하는 단계;
상기 전압의 변동이 기준치를 넘으면, 모듈의 전압 및/또는 전류를 적용한 패턴과, 이력 DB에 기록된 정상 패턴을 비교하는 단계;
상기 정상 패턴과의 비교 결과 정상 운전 범위를 벗어났다고 판정하면, 셀 온도를 확인하는 단계; 및
확인한 상기 셀 온도가 상승하면 셀 단락으로 판정하는 단계
를 포함하는 배터리 모듈 화재 예방 방법.
A load check step of checking whether the battery module is in a loaded or unloaded state;
In the case of no load, if the voltage of the module fluctuates and the cell temperature rises without the fluctuation of the current, determining that the cell is short-circuited;
In the case of a loaded load, checking whether the voltage fluctuation of the module exceeds a predetermined reference value;
comparing a pattern to which the voltage and/or current of the module is applied and a normal pattern recorded in a history DB when the voltage fluctuation exceeds a reference value;
checking a cell temperature when it is determined that the normal operation range is out of the normal operation range as a result of comparison with the normal pattern; and
Determining that the cell is short-circuited when the checked cell temperature rises
Battery module fire prevention method comprising a.
제6항에 있어서,
상기 셀 단락으로 판정하는 단계에서는,
상기 배터리 모듈의 운전을 차단시키거나 차단을 요청하는 배터리 모듈 화재 예방 방법.
According to claim 6,
In the step of determining that the cell is short-circuited,
A battery module fire prevention method for blocking or requesting blocking of operation of the battery module.
제6항에 있어서,
상기 배터리 모듈의 전압 및/또는 전류를 적용한 패턴과, 이력 DB에 기록된 정상 패턴을 비교하는 단계에서는,
상기 전압의 변동이 발생되기 이전의 패턴을 이력 DB에 기록된 후보 정상 패턴들과 비교하여, 다수개의 패턴들 중 가장 유사한 것으로 비교 대상 정상 패턴을 선정하는 배터리 모듈 화재 예방 방법.
According to claim 6,
In the step of comparing the pattern to which the voltage and / or current of the battery module is applied and the normal pattern recorded in the history DB,
A battery module fire prevention method of comparing a pattern before the voltage change occurs with candidate normal patterns recorded in the history DB, and selecting a normal pattern to be compared as the most similar among a plurality of patterns.
제8항에 있어서,
상기 배터리 모듈의 전압 및/또는 전류를 적용한 패턴과, 이력 DB에 기록된 정상 패턴을 비교하는 단계에서는,
선정된 상기 비교 대상 정상 패턴과 현재 패턴을 상기 전압의 변동이 발생된 이후에 대하여 비교하되, 양 패턴의 차이가 소정 기준치를 넘으면, 정상운전 범위를 벗어났다고 판정하는 배터리 모듈 화재 예방 방법.
According to claim 8,
In the step of comparing the pattern to which the voltage and / or current of the battery module is applied and the normal pattern recorded in the history DB,
The battery module fire prevention method of comparing the selected comparison target normal pattern and the current pattern after the voltage fluctuation occurs, and determining that the normal operation range is out of the normal operation range when the difference between the two patterns exceeds a predetermined reference value.
배터리 모듈의 전압의 변동이 소정의 기준치를 넘는지 확인하는 단계;
상기 전압의 변동이 기준치를 넘으면, 모듈의 전압 및/또는 전류를 적용한 패턴과, 이력 DB에 기록된 정상 패턴을 비교하는 단계;
상기 정상 패턴과의 비교 결과 정상 운전 범위를 벗어났다고 판정하면, 셀 온도를 확인하는 단계; 및
확인한 상기 셀 온도가 상승하면 셀 단락으로 판정하는 단계
를 포함하는 유부하 상태 배터리 모듈 화재 예방 방법.
Checking whether the variation of the voltage of the battery module exceeds a predetermined reference value;
comparing a pattern to which the voltage and/or current of the module is applied and a normal pattern recorded in a history DB when the voltage fluctuation exceeds a reference value;
checking a cell temperature when it is determined that the normal operation range is out of the normal operation range as a result of comparison with the normal pattern; and
Determining that the cell is short-circuited when the checked cell temperature rises
A method for preventing a battery module fire in a loaded state comprising a.
제10항에 있어서,
상기 배터리 모듈의 전압 및/또는 전류를 적용한 패턴과, 이력 DB에 기록된 정상 패턴을 비교하는 단계에서는,
상기 전압의 변동이 발생되기 이전의 패턴을 이력 DB에 기록된 후보 정상 패턴들과 비교하여, 다수개의 패턴들 중 가장 유사한 것으로 비교 대상 정상 패턴을 선정하는 유부하 상태 배터리 모듈 화재 예방 방법.
According to claim 10,
In the step of comparing the pattern to which the voltage and / or current of the battery module is applied and the normal pattern recorded in the history DB,
A method for preventing a battery module fire under load state in which a pattern before the voltage fluctuation occurs is compared with candidate normal patterns recorded in the history DB, and a normal pattern to be compared is selected as the most similar among a plurality of patterns.
제11항에 있어서,
상기 배터리 모듈의 전압 및/또는 전류를 적용한 패턴과, 이력 DB에 기록된 정상 패턴을 비교하는 단계에서는,
선정된 상기 비교 대상 정상 패턴과 현재 패턴을 상기 전압의 변동이 발생된 이후에 대하여 비교하되, 양 패턴의 차이가 소정 기준치를 넘으면, 정상운전 범위를 벗어났다고 판정하는 유부하 상태 배터리 모듈 화재 예방 방법.
According to claim 11,
In the step of comparing the pattern to which the voltage and / or current of the battery module is applied and the normal pattern recorded in the history DB,
Comparing the selected normal pattern to be compared with the current pattern after the voltage fluctuation occurs, and determining that the normal operation range is out of the normal operation range when the difference between the two patterns exceeds a predetermined reference value. Fire prevention method.
배터리 모듈의 전압의 변동이 소정의 기준치를 넘는지 확인하는 단계;
상기 전압의 변동이 기준치를 넘으면, 전류의 변동 여부를 확인하는 단계;
전류의 변동이 없으면, 셀 온도를 확인하는 단계; 및
확인한 상기 셀 온도가 상승하면 셀 단락으로 판정하는 단계
를 포함하는 무부하 상태 배터리 모듈 화재 예방 방법.
Checking whether the variation of the voltage of the battery module exceeds a predetermined reference value;
If the voltage fluctuation exceeds a reference value, checking whether the current fluctuates;
If there is no change in current, checking the cell temperature; and
Determining that the cell is short-circuited when the checked cell temperature rises
A no-load state battery module fire prevention method comprising a.
제13항에 있어서,
상기 셀 단락으로 판정하는 단계에서는,
상기 배터리 모듈의 운전을 차단시키거나 차단을 요청하는 무부하 상태 배터리 모듈 화재 예방 방법.








According to claim 13,
In the step of determining that the cell is short-circuited,
A method for preventing a battery module fire in an unloaded state by blocking operation of the battery module or requesting blocking.








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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20200111017A (en) 2019-03-18 2020-09-28 주식회사 엘지화학 Apparatus for managing battery

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