JP2022549099A - バッテリーモジュールのスウェリング感知装置及び方法 - Google Patents

バッテリーモジュールのスウェリング感知装置及び方法 Download PDF

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Abstract

本発明によるバッテリーモジュールのスウェリング感知装置は、バッテリーモジュールハウジングの内側面と周縁が接触するスウェリング感知パネルと、前記バッテリーモジュールハウジングの内側面から突出し、前記スウェリング感知パネルの周縁に隣接した第１位置から前記内側面と所定角度を成しながら第２位置まで延びた傾斜面を有する傾斜部と、前記第２位置に対応する傾斜面の端部に最隣接したバッテリーモジュールハウジングの内側面に設けられた接触感知センサ部と、前記スウェリング感知パネルの周縁が前記接触感知センサ部に接触したとき、前記接触感知センサ部からスウェリング感知信号を受信してアラーム部を通じて警告メッセージを出力するように構成される制御部と、を含む。

Description

本発明は、バッテリーモジュールのスウェリング（ｓｗｅｌｌｉｎｇ）感知装置及び方法に関し、より詳しくは、バッテリーモジュールを構成するバッテリーセルのスウェリングを容易に感知することができる装置及び方法に関する。
本出願は、２０１９年１１月２０日付け出願の韓国特許出願第１０－２０１９－０１４９８４１号及び２０２０年１１月１０日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２０－０１４９６６５号に基づく優先権を主張し、当該出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。
リチウムイオンバッテリーセルには、使用条件及び環境に応じて、内部にガスが発生して膨張するスウェリング現象が生じる。ガスは、主に、バッテリーセルに注入された電解液の副反応を通じて発生すると知られている。
スウェリング現象が生じたバッテリーセルは充放電性能が低下する。また、バッテリーセルの内圧が臨界値を超えれば、バッテリーセルを構成するケースが破れ、有毒ガスが外部に放出（ベンティング）される。
一例として、リチウムイオンバッテリーセルのケースは柔軟性のあるパウチフィルムからなる。パウチフィルムは剛性が低いため、スウェリング現象によってバッテリーセルの内圧が限界以上に上昇すれば、接合力の弱いシーリング部位が破裂しながらガスが外部に漏出される。
リチウムイオンバッテリーセルは、携帯電話、ラップトップパソコン、スマートフォン、スマートパッドなどのモバイルデバイスだけでなく、電気で駆動する電気駆動自動車（ＥＶ、ＨＥＶ、ＰＨＥＶ）や大容量電力貯蔵装置（ＥＳＳ）などの分野にまでその用途が急速に拡散している。
特に、電気駆動自動車に搭載されるバッテリーモジュールは、高いエネルギー容量を確保するため、直列及び／または並列で接続された複数のバッテリーセルを含む。
バッテリーモジュールを構成する一部のバッテリーセルにスウェリング現象が起きると、全体バッテリーモジュールの性能が低下する。また、電気駆動自動車の運行中に、膨張したバッテリーセルがベンティングを起こせば、有毒ガスが外部に噴出されるだけでなく、最悪の場合、ベンティングを起こしたバッテリーセルの充放電が中断されて電気駆動自動車が急に停止し得る。また、複数のバッテリーセルでベンティングが起きる場合、有毒ガスが発火してバッテリーモジュールの爆発事故につながるおそれがある。
したがって、バッテリーモジュールが搭載された装置では、バッテリーモジュールに含まれたバッテリーセルのスウェリングを容易に感知できる技術が求められる。
本発明は、上記のような従来技術の背景下で創案されたものであり、バッテリーモジュールに含まれたバッテリーセルの限界以上のスウェリングを容易に感知することができる装置及び方法を提供することを目的とする。
上記の技術的課題を達成するため、本発明によるバッテリーモジュールのスウェリング感知装置は、バッテリーモジュールが載置される空間を定義するバッテリーモジュールハウジングと、前記バッテリーモジュールの一面に取り付けられ、前記バッテリーモジュールハウジングの内側面と周縁が接触するスウェリング感知パネルと、前記バッテリーモジュールハウジングの内側面から突出し、前記スウェリング感知パネルの周縁に隣接した第１位置から前記内側面と所定角度を成しながら第２位置まで延びた傾斜面を有する傾斜部と、前記第２位置に対応する傾斜面の端部に最隣接したバッテリーモジュールハウジングの内側面に設けられた接触感知センサ部と、視覚的または聴覚的に警告メッセージを出力するアラーム部と、前記接触感知センサ部及び前記アラーム部と動作可能に結合された制御部と、を含み、前記接触感知センサ部は、前記スウェリング感知パネルが前記傾斜面に沿って移動して前記第２位置から離脱し、前記スウェリング感知パネルの周縁が前記接触感知センサ部に接触したとき、スウェリング感知信号を出力するように構成され、前記制御部は、前記スウェリング感知信号を受信すれば、前記アラーム部を通じて警告メッセージを出力するように構成される。
望ましくは、前記傾斜部が、前記スウェリング感知パネルの周縁に沿って複数の地点から突出し得る。
一実施形態によれば、前記傾斜部の断面は直角三角形状であり得る。
望ましくは、スウェリング感知パネルが弾性のあるプラスチックからなり得る。
一実施形態によれば、前記接触感知センサ部は圧電センサであり得る。
他の実施形態によれば、前記接触感知センサ部はボタンスイッチであり得る。この場合、前記ボタンスイッチの一端はＤＣ電源に接続され、他端は前記制御部に接続され得る。
本発明による技術的課題は、上述したバッテリーモジュールのスウェリング感知装置を含むバッテリー管理システムまたは電気駆動装置によっても達成され得る。
上記の技術的課題を達成するため、本発明によるバッテリーモジュールのスウェリング感知方法は、（ａ）バッテリーモジュールが載置される空間を定義するバッテリーモジュールハウジングと、前記バッテリーモジュールの一面に取り付けられ、前記バッテリーモジュールハウジングの内側面と周縁が接触するスウェリング感知パネルと、前記バッテリーモジュールハウジングの内側面から突出し、前記スウェリング感知パネルの周縁に隣接した第１位置から前記内側面と所定角度を成しながら第２位置まで延びた傾斜面を有する傾斜部と、前記第２位置に対応する傾斜面の端部に最隣接したバッテリーモジュールハウジングの内側面に設けられた接触感知センサ部と、視覚的または聴覚的に警告メッセージを出力するアラーム部と、前記接触感知センサ部及び前記アラーム部と動作可能に結合された制御部とを提供する段階と、（ｂ）前記スウェリング感知パネルが前記傾斜面に沿って移動した後、前記第２位置から離脱して前記接触感知センサ部に接触すると、前記接触感知センサ部がスウェリング感知信号を出力する段階と、（ｃ）前記制御部が、前記スウェリング感知信号を受信した後、前記アラーム部を通じて警告メッセージを出力する段階と、を含む。
本発明によれば、バッテリーモジュールに含まれたバッテリーセルでスウェリング現象が発生したことを容易に検出することができる。特に、バッテリーモジュールの内部構造を変更することなく、バッテリーセルの過度なスウェリング現象を検出できるため、バッテリーモジュールの安定性を向上させることができる。特に、本発明は、バッテリーモジュールが電気駆動自動車に搭載されたとき、有用に活用することができる。
本明細書に添付される次の図面は、本発明の一実施形態を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするものであるため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールのスウェリング感知装置の構成を示したブロック図である。 図１のＡ部分及びＢ部分の構造を説明するための図１のＩ－Ｉ'線に沿った部分断面図である。 スウェリング現象が発生したバッテリーセルがないバッテリーモジュールの断面図である。 スウェリング現象が発生したバッテリーセルが含まれたバッテリーモジュールの断面図である。 スウェリング感知パネルが傾斜部の傾斜面に沿って移動する様子を示した図である。 スウェリング感知パネルが傾斜部の傾斜面から完全に離脱した様子を示した図である。 スウェリング感知パネルがバッテリーモジュールの一部を構成する場合のバッテリーモジュールの断面図である。 本発明の実施例によるバッテリーモジュールのスウェリング感知装置を含むバッテリー管理システムのブロック図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールのスウェリング感知装置を含む電気駆動装置のブロック図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールのスウェリング感知方法を示したフロー図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の実施形態を説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施形態及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
後述する実施形態において、バッテリーセルとはリチウムイオンバッテリーセルを称する。ここで、リチウムイオンバッテリーセルは、充電及び放電中にリチウムイオンが作動イオンとして作用し、正極及び負極で電気化学的反応を引き起こす電池を総称する。
一方、リチウムイオンバッテリーセルに使われた電解質や分離膜の種類、電池の包装に使われた包装材の種類、リチウムイオンバッテリーセルの内部または外部の構造などによって電池の名称が変わっても、リチウムイオンが作動イオンとして使われる電池であれば、すべてリチウムイオンバッテリーセルの範疇に含まれると解釈しなければならない。
本発明は、リチウムイオンバッテリーセルの外の他の二次電池にも適用可能である。したがって、作動イオンがリチウムイオンではなくても本発明の技術的思想が適用可能な二次電池であれば、その種類に関係なく本発明の範疇に含まれると解釈しなければならない。
また、バッテリーセルは、一つの単位セルまたは並列で接続された複数の単位セルであり得る。
図１は、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールのスウェリング感知装置の構成を示したブロック図である。
図１を参照すると、本発明の一実施形態によるスウェリング感知装置１０は、バッテリーモジュール１１が載置される空間を定義するバッテリーモジュールハウジング１２を含む。
バッテリーモジュール１１は、内部に複数のバッテリーセル１３を備える。複数のバッテリーセル１３は、一定方向に積層され得る。図示されていないが、バッテリーセル１３同士の間にはカートリッジフレーム、冷却フィンなどが介在され得る。
複数のバッテリーセル１３は、互いに直列及び／または並列で接続され得る。複数のバッテリーセル１３を電気的に接続するときに使用するコネクタ部品、例えばバスバーなどの連結関係は、本発明の技術的思想と関連性がないため具体的な説明は省略する。
それぞれのバッテリーセル１３は、パウチ包装材によって電極組立体と電解質が包装された構造を有するが、本発明がこれに限定されることはない。バッテリーセル１３は、それぞれ、外部に露出した一対の電極を含み、隣接するバッテリーセル１３の電極は直列及び／または並列で接続され得る。
バッテリーモジュールハウジング１２は、略箱状であり、その内部に正方形の空間を定義する。バッテリーモジュール１１は正方形空間の内部に収納され得る。バッテリーモジュールハウジング１２の断面面積は、バッテリーモジュール１１の断面面積と同一であるかまたは大きい。
バッテリーモジュールハウジング１２は、前後左右の壁体及び上下部の壁体を含み得る。前後左右の壁体と下部の壁体とは一体的に形成されて下部ケース１２ａを構成し、上部壁体は上部ケース１２ｂを構成し得る。このとき、上部ケース１２ｂはカバーの役割を果たし得る。
下部ケース１２ａ及び上部ケース１２ｂの材質は金属やプラスチックからなり得、ボルト、接着剤、溶接などの公知の方法によって互いに接合され得る。
下部ケース１２ａは上部が開放されているため、バッテリーモジュール１１は、下部ケース１２ａの開口を通って下部ケース１２ａの底面に載置される。また、上部ケース１２ｂを下部ケース１２ａに結合させれば、バッテリーモジュール１１がバッテリーモジュールハウジング１２に収納される。
本発明によるスウェリング感知装置１０は、バッテリーモジュール１１の一面に取り付けられ、バッテリーモジュールハウジング１２の内側面と周縁が接触するスウェリング感知パネル１４を含む。
望ましくは、スウェリング感知パネル１４は、弾性力のあるプラスチックからなり得る。スウェリング感知パネル１４の厚さは３ｍｍ～５ｍｍであることが望ましい。
望ましくは、スウェリング感知パネル１４の面積は、バッテリーモジュールハウジング１２の内部空間の断面と実質的に同一である。ここで、断面とは、地面に垂直な方向での断面を意味する。
図２は、図１のＡ部分及びＢ部分の構造を説明するための図１のＩ－Ｉ'線に沿った部分断面図である。
図２を参照すると、本発明によるスウェリング感知装置１０は、バッテリーモジュールハウジング１２の内側面から突出し、スウェリング感知パネル１４の周縁に隣接した第１位置Ｃ１から前記内側面と所定角度を成しながら第２位置Ｃ２まで延びた傾斜面Ｓを有する傾斜部１５を含む。
望ましくは、傾斜部１５は、スウェリング感知パネル１４の周縁に沿って複数の地点（図１のＡ及びＢを参照）から突出し得る。
図面には、傾斜部１５がバッテリーモジュールハウジング１２の上部ケース１２ｂの下面の二つの地点（図１のＡ）から突出し、下部ケース１２ａの底面の内側の二つの地点（図１のＢ）から突出していることが示されているが、本発明がこれに限定されることはない。
望ましくは、傾斜部１５の断面は直角三角形状であり、傾斜部１５の傾斜面Ｓは直角三角形の直角の内角に対向する。
望ましくは、傾斜部１５の長さは感知すべきスウェリングの程度に応じて予め調節され得る。傾斜部１５の長さとスウェリング感知の敏感度とは互いに反比例する。すなわち、スウェリング感知の敏感度が高いほど、傾斜部１５は短くなる。
本発明の一実施形態によるスウェリング感知装置１０は、傾斜部１５の第２位置Ｃ２に対応する傾斜面Ｓの端部に最隣接したバッテリーモジュールハウジング１２の内側面に設けられた接触感知センサ部１６を含む。
望ましくは、接触感知センサ部１６は、圧電センサであり得る。圧電センサは、特定の物体が接触して圧力を加えた場合、圧力の大きさに相応する電圧信号を出力するセンサである。圧電センサは当業界に周知されているため、詳しい説明は省略する。
代案的に、接触感知センサ部１６は、ボタンスイッチであり得る。ボタンスイッチとは、ボタンのプッシュ／プル動作によってスイッチの接点が機械的に接触又は非接触するスイッチを意味する。
ボタンスイッチは、ボタンを弾性的に付勢させるバネ、及び弾性的に付勢されたボタンのプッシュ／プル動作によって電気的連結が選択的に制御される二つの接点を含む。
ボタンスイッチは当業界に周知された公知の電気部品であるため、詳しい説明は省略する。
望ましくは、ボタンスイッチの一方の接点はＤＣ電源に接続され、他方の接点は導線を通じて制御部１８に接続される。したがって、ボタンスイッチが押されると、二つの接点が接続されながらＤＣ電源の電圧が制御部１８側に印加される。
図１を参照すると、本発明によるスウェリング感知装置１０は、視覚的または聴覚的に警告メッセージを出力するアラーム部１７を含み得る。
アラーム部１７は、ディスプレイまたはスピーカであり得る。ディスプレイは警告メッセージをテキストまたはグラフィックの形態で出力し、スピーカは警告メッセージを音声または警告音の形態で出力する。ディスプレイは、液晶ディスプレイ、有機発光ダイオードディスプレイなどであり得るが、本発明がこれらに限定されることはない。
本発明によるスウェリング感知装置１０は、接触感知センサ部１６及びアラーム部１７と動作可能に結合された制御部１８を含む。
接触感知センサ部１６は、スウェリング感知パネル１４が傾斜部１５の傾斜面Ｓに沿って移動した後、第２位置Ｃ２から離脱して、スウェリング感知パネル１４の周縁が接触感知センサ部１６に接触したとき、スウェリング感知信号を出力することができる。
スウェリング感知パネル１４は、バッテリーモジュール１１に含まれた複数のバッテリーセル１３のうち一部または全部でスウェリング現象が発生し、バッテリーモジュール１１の外側壁（特に、左右側壁）が膨れ上がった場合、バッテリーモジュール１１が加える圧力によって傾斜部１５の傾斜面Ｓに沿って移動することができる。
図３はスウェリング現象が発生したバッテリーセルがないバッテリーモジュールの断面図であり、図４はスウェリング現象が発生したバッテリーセルが含まれたバッテリーモジュールの断面図である。
図３及び図４に示されたように、バッテリーモジュール１１を構成する一部のバッテリーセルでスウェリング現象が発生すれば、膨れ上がったバッテリーセルが他のセルを左側及び右側に加圧する。また、加圧力はバッテリーモジュール１１のケースを構成する最外側のエンドプレートＥＰにまで到達する。エンドプレートＥＰは薄い金属またはプラスチックプレートからなるため、圧力が加えられると曲面状に変形される。その結果、バッテリーモジュール１１がスウェリング感知パネル１４を傾斜部１５に向かって押し、押されたスウェリング感知パネル１４は傾斜面Ｓに沿って移動するようになる。
図５は、スウェリング感知パネル１４が傾斜部１５の傾斜面Ｓに沿って移動する様子を示した図である。また、図６は、スウェリング感知パネル１４が傾斜部１５の傾斜面Ｓから完全に離脱した様子を示した図である。
図示されたように、スウェリング感知パネル１４はそれ自体が弾性力を有するため、傾斜部１５の傾斜面Ｓに沿って移動するとき、その形状が緩い曲面を成して変形される。
また、バッテリーモジュール１１が加える圧力が臨界値を超過すれば、スウェリング感知パネル１４は傾斜面Ｓの第２位置Ｃ２まで移動した後、急に傾斜部１５の傾斜面から離脱しながら、接触感知センサ部１６に強く接触するようになる。また、スウェリング感知パネル１４が傾斜面Ｓから離脱すれば、弾性付勢の状態が解除されるため、スウェリング感知パネル１４の周縁部分が接触感知センサ部１６に短時間強い圧力を印加する。
したがって、接触感知センサ部１６が圧電センサである場合、スウェリング感知パネル１４の周縁が傾斜部１５の傾斜面Ｓから離脱しながら圧電センサに圧力を印加すれば、圧電センサは圧力に相応する電圧信号を制御部１８側に出力する。
また、接触感知センサ部１６がボタンスイッチである場合、スウェリング感知パネル１４の周縁が傾斜部１５の傾斜面Ｓから離脱しながらボタンスイッチに圧力を加えてボタンを押せば、ボタンスイッチの接点同士が接続されながらボタンスイッチに連結されたＤＣ電源の電圧が制御部１８側に印加される。
これにより、制御部１８は、バッテリーモジュール１１に含まれたバッテリーセルのスウェリングによってバッテリーモジュール１１の形状が変形され、スウェリング感知パネル１４が傾斜部１５の傾斜面Ｓに沿って移動した後、スウェリング現象が臨界値を超過して傾斜面Ｓから離脱したことを感知することができる。
望ましくは、制御部１８は、複数の接触感知センサ部１６から少なくとも一つのスウェリング感知信号を受信すれば、スウェリング感知パネル１４が傾斜部１５の傾斜面Ｓから離脱したと判断し得る。
望ましくは、制御部１８は、接触感知センサ部１６からスウェリング感知信号を受信すれば、アラーム部１７を通じて警告メッセージを出力し得る。
一例として、制御部１８は、ディスプレイを通じて警告メッセージを視覚的に出力する。他の例として、制御部１８は、スピーカを通じて警告メッセージまたは警告音を聴覚的に出力する。
警告メッセージは、バッテリーモジュール１１内のバッテリーセルに過度なスウェリングが生じたことを、バッテリーモジュール１１が搭載された装置のユーザまたは運転者に通知する。
ユーザまたは運転者は、アラーム部１７を通じて警告メッセージが視覚的または聴覚的に出力されると、バッテリーモジュール１１の動作を中断させた後バッテリーモジュール１１の状態を点検し、必要であれば、バッテリーモジュール１１を交換することが望ましい。
他の実施形態によれば、アラーム部１７は、バッテリーモジュール１１が搭載された負荷装置に備えられ得る。例えば、バッテリーモジュール１１が電気駆動自動車に搭載される場合、アラーム部１７は電気駆動自動車のダッシュボードに備えられた統合車両情報表示器であり得る。
この場合、制御部１８は、通信インターフェースを通じて電気駆動自動車の制御システムに警告メッセージを伝送し得る。また、制御システムは、統合車両情報表示器を通じて警告メッセージを視覚的または聴覚的に出力することで、運転者にバッテリーモジュール１１の点検を要求し得る。
通信インターフェースとしては、相異なる二つの通信媒体が通信可能に支援する公知の通信インターフェースであれば制限なく使用し得る。通信インターフェースは有線通信または無線通信を支援し得る。望ましくは、通信インターフェースはＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信またはデイジーチェーン（ｄａｉｓｙ ｃｈａｉｎ）通信を支援するものであり得る。
上記のように、アラーム部１７は負荷装置にも備えられ得るため、本発明は、制御部１８が負荷装置に備えられた制御システムを通じてアラーム部１７に警告メッセージを出力する実施形態も含むことを理解しなければならない。
一方、本発明において、スウェリング感知パネル１４は、バッテリーモジュール１１のエンドプレートを代替してバッテリーモジュール１１の部品として使用され得る。
図７は、スウェリング感知パネル１４'がバッテリーモジュール１１'の一部を構成する例を示したバッテリーモジュール１１'の断面図である。
図７を参照すると、バッテリーモジュール１１'は複数のカートリッジ２０を含み得る。それぞれのカートリッジ２０は、その内部に含まれた少なくとも一つのバッテリーセル１３を囲む。カートリッジ２０は、熱伝導性のあるプラスチック材質または金属材質からなり得る。カートリッジ２０の一側にはバッテリーセル１３の電極（図示せず）が露出し、露出した電極同士が溶接によって電気的に接続され得る。
スウェリング感知パネル１４'は、最外側のバッテリーセルを囲む最外側カートリッジ２０に結合され得る。一例として、最外側カートリッジ２０は図面において最右側に位置する。
望ましくは、スウェリング感知パネル１４'は、最外側カートリッジ２０と対向する表面にスナップフィット突起３１を備え、最外側カートリッジ２０の表面にはスナップフィット溝３２が備えられ得る。この場合、スウェリング感知パネル１４'は、バッテリーモジュール１１'のエンドプレートとして最外側カートリッジ２０にスナップフィット結合され得る。スナップフィット結合によって、エンドプレートとしてバッテリーモジュール１１'に結合されたスウェリング感知パネル１４'は、傾斜部１５の傾斜面Ｓに沿って移動した後、傾斜面Ｓの第２位置Ｃ２から離脱するとき、最外側カートリッジ２０から容易に分離され得る。
バッテリーモジュール１１'が図７に示された構造を有する場合、バッテリーモジュール１１'の高さはバッテリーモジュールハウジング１２の内部空間の高さに対応することが望ましい。すなわち、スウェリング感知パネル１４'の上端と下端との間の高さは、バッテリーモジュールハウジング１２の上側壁の内面と下側壁の内面と間の距離と実質的に同一であり得る。
図７の図示と異なり、スナップフィット溝３２はバッテリーモジュール１１'の壁体端部に備えられ得る。この場合、スウェリング感知パネル１４'はバッテリーモジュール１１'の壁体とスナップフィット結合され得る。そのため、スナップフィット突起３１の位置は、バッテリーモジュール１１'の壁体端部に形成されたスナップフィット溝３２の位置に対応するように調整され得る。
本発明において、制御部１８は、制御ロジックを実行するため、当業界に知られたプロセッサ、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、他のチップセット、論理回路、レジスタ、通信モデム、データ処理装置などを選択的に含み得る。また、制御ロジックがソフトウェアとして具現されるとき、制御ユニット１８はプログラムモジュールの集合として具現され得る。このとき、プログラムモジュールはメモリに保存されてプロセッサによって実行され得る。メモリは、プロセッサの内部または外部に備えられ得、周知の多様なコンピュータ部品を通じてプロセッサと接続され得る。
また、制御部１８の多様な制御ロジックは少なくとも一つ以上が組み合わせられ、組み合わせられた制御ロジックはコンピュータ可読のコード体系で作成されてコンピュータ可読の記録媒体に書き込まれ得る。記録媒体は、コンピュータに含まれたプロセッサによってアクセス可能なものであれば、その種類に特に制限がない。一例として、記録媒体は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスタ、ＣＤ－ＲＯＭ、磁気テープ、ハードディスク、フロッピーディスク及び光データ記録装置を含む群から選択された少なくとも一つ以上を含む。また、コード体系は、ネットワークで接続されたコンピュータに分散して保存されて実行され得る。また、組み合わせられた制御ロジックを具現するための機能的なプログラム、コード及びコードセグメントは、本発明が属する技術分野のプログラマによって容易に推論可能である。
本発明によるスウェリング感知装置１０は、図８に示されたように、バッテリー管理システム１００に含まれ得る。バッテリー管理システム１００は、バッテリーの充放電に係わる全般的な動作を制御するものであって、当業界でバッテリー管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ：ＢＭＳ）と呼ばれるコンピューティングシステムである。
また、本発明によるスウェリング感知装置１０は、図９に示されたように、電気駆動装置２００に搭載され得る。
電気駆動装置２００は、電気駆動自動車、電気自転車、電気バイク、電気列車、電気船、電気飛行機などのように電気によって移動可能な電気動力装置、または、電気ドリル、電気グラインダなどのようにモータが含まれたパワーツールであり得る。
図１０は、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュールのスウェリング感知方法のフロー図である。
図１０を参照すると、まず、段階Ｓ１０において、バッテリーモジュール１１が載置される空間を定義するバッテリーモジュールハウジング１２と、バッテリーモジュール１１の一面に取り付けられ、バッテリーモジュールハウジング１２の内側面と周縁が接触するスウェリング感知パネル１４と、バッテリーモジュールハウジング１２の内側面から突出し、スウェリング感知パネル１４の周縁に隣接した第１位置Ｃ１から内側面と所定角度を成しながら第２位置Ｃ２まで延びた傾斜面Ｓを有する傾斜部１５と、第２位置Ｃ２に対応する傾斜面Ｓの端部に最隣接したバッテリーモジュールハウジング１２の内側面に設けられた接触感知センサ部１６と、視覚的または聴覚的に警告メッセージを出力するアラーム部１７と、接触感知センサ部１６及びアラーム部１７と動作可能に結合された制御部１８と、を提供する。
段階Ｓ２０において、接触感知センサ部１６は、スウェリング感知パネル１４が傾斜部１５の傾斜面に沿って移動した後、傾斜面Ｓの第２位置Ｃ２から離脱して接触感知センサ部１６に接触すると、スウェリング感知信号を出力する。
段階Ｓ２０においては、複数の接触感知センサ部１６が、それぞれスウェリング感知信号を出力し得る。
段階Ｓ３０において、制御部１８は、複数の接触感知センサ部１６から少なくとも一つ以上のスウェリング感知信号を受信すれば、アラーム部１７を通じて警告メッセージを出力する。
望ましくは、アラーム部１７はディスプレイまたはスピーカである。したがって、制御部１８は、段階Ｓ３０において、ディスプレイを通じて視覚的に警告メッセージを出力するか又はスピーカを通じて聴覚的に警告メッセージを出力し得る。
本発明によれば、バッテリーモジュールに含まれたバッテリーセルでスウェリング現象が発生したことを容易に検出することができる。特に、バッテリーモジュールの内部構造を変更することなく、バッテリーセルの過度なスウェリング現象を検出できるため、バッテリーモジュールの安定性を向上させることができる。特に、本発明は、バッテリーモジュールが電気駆動自動車に搭載されたとき、有用に活用することができる。
本発明の多様な実施形態の説明において、「部」と称される構成要素は物理的に区分される要素ではなく、機能的に区分される要素として理解されねばならない。したがって、それぞれの構成要素は他の構成要素と選択的に統合されるか、または、それぞれの構成要素が制御ロジックの効率的な実行のためにサブ構成要素に分割され得る。しかし、構成要素が統合または分割されても機能の同一性が認定されれば、統合または分割された構成要素も本発明の範囲内であると解釈されることは当業者にとって自明である。
以上のように、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。

Claims (15)

  1. バッテリーモジュールが載置される空間を定義するバッテリーモジュールハウジングと、
    前記バッテリーモジュールの一面に取り付けられ、前記バッテリーモジュールハウジングの内側面と周縁が接触するスウェリング感知パネルと、
    前記バッテリーモジュールハウジングの内側面から突出し、前記スウェリング感知パネルの周縁に隣接した第１位置から前記内側面と所定角度を成しながら第２位置まで延びた傾斜面を有する傾斜部と、
    前記第２位置に対応する傾斜面の端部に隣接したバッテリーモジュールハウジングの内側面に設けられた接触感知センサ部と、
    警告メッセージを出力するアラーム部と、
    前記接触感知センサ部及び前記アラーム部と動作可能に結合された制御部と、を含み、
    前記接触感知センサ部は、前記スウェリング感知パネルの周縁が前記接触感知センサ部に接触したとき、スウェリング感知信号を出力するように構成され、
    前記制御部は、前記スウェリング感知信号を受信すれば、前記アラーム部を通じて警告メッセージを出力するように構成された、バッテリーモジュールのスウェリング感知装置。
  2. 前記傾斜部が、前記スウェリング感知パネルの周縁に沿って複数の地点から突出している、請求項１に記載のバッテリーモジュールのスウェリング感知装置。
  3. 前記傾斜部の断面が直角三角形状である、請求項１に記載のバッテリーモジュールのスウェリング感知装置。
  4. 前記スウェリング感知パネルが弾性のあるプラスチックからなる、請求項１に記載のバッテリーモジュールのスウェリング感知装置。
  5. 前記接触感知センサ部が圧電センサである、請求項１に記載のバッテリーモジュールのスウェリング感知装置。
  6. 前記接触感知センサ部がボタンスイッチである、請求項１に記載のバッテリーモジュールのスウェリング感知装置。
  7. 前記ボタンスイッチの一端はＤＣ電源に接続され、他端は前記制御部に接続される、請求項６に記載のバッテリーモジュールのスウェリング感知装置。
  8. 請求項１から７のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールのスウェリング感知装置を含むバッテリー管理システム。
  9. 請求項１から７のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールのスウェリング感知装置を含む電気駆動装置。
  10. （ａ）バッテリーモジュールが載置される空間を定義するバッテリーモジュールハウジングと、前記バッテリーモジュールの一面に取り付けられ、前記バッテリーモジュールハウジングの内側面と周縁が接触するスウェリング感知パネルと、前記バッテリーモジュールハウジングの内側面から突出し、前記スウェリング感知パネルの周縁に隣接した第１位置から前記内側面と所定角度を成しながら第２位置まで延びた傾斜面を有する傾斜部と、前記第２位置に対応する傾斜面の端部に隣接したバッテリーモジュールハウジングの内側面に設けられた接触感知センサ部と、警告メッセージを出力するアラーム部と、前記接触感知センサ部及び前記アラーム部と動作可能に結合された制御部とを提供する段階と、
    （ｂ）前記スウェリング感知パネルが前記接触感知センサ部に接触すると、前記接触感知センサ部がスウェリング感知信号を出力する段階と、
    （ｃ）前記制御部が、前記スウェリング感知信号を受信した後、前記アラーム部を通じて警告メッセージを出力する段階と、を含む、バッテリーモジュールのスウェリング感知方法。
  11. 前記スウェリング感知パネルが弾性のあるプラスチックからなる、請求項１０に記載のバッテリーモジュールのスウェリング感知方法。
  12. 前記接触感知センサ部が圧電センサである、請求項１０に記載のバッテリーモジュールのスウェリング感知方法。
  13. 前記接触感知センサ部がボタンスイッチである、請求項１０に記載のバッテリーモジュールのスウェリング感知方法。
  14. 前記ボタンスイッチの一端はＤＣ電源に接続され、他端は制御部に接続される、請求項１３に記載のバッテリーモジュールのスウェリング感知方法。
  15. 前記傾斜部が前記スウェリング感知パネルの周縁に沿って複数の位置に提供される、請求項１０から１４のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールのスウェリング感知方法。
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