JP2023504405A - 電池セル圧力測定装置 - Google Patents

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Abstract

本発明の一実施例による電池セル圧力測定装置は、電池セルと、前記電池セルの面圧を測定する圧力センサと、前記電池セルと前記圧力センサとの間で前記電池セルおよび前記圧力センサと接触するように配置される第１プレートとを含む。

Description

［関連出願との相互参照］
本出願は、２０２０年９月２日付の韓国特許出願第１０－２０２０－０１１１５８８号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献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。
本発明は、電池セル圧力測定装置に関し、より具体的には、電池セルのスウェリング現象の発生時、電池セルの圧力を測定できる電池セル圧力測定装置に関する。
二次電池は、モバイル機器および電気自動車などの多様な製品群においてエネルギー源として大きな関心を集めている。このような二次電池は、化石燃料を使用する既存の製品の使用を代替できる有力なエネルギー資源であって、エネルギーの使用による副産物が発生せず、環境にやさしいエネルギー源として脚光を浴びている。
最近、二次電池のエネルギー貯蔵源としての活用をはじめとして大容量二次電池構造に対する必要性が高まるにつれ、多数の二次電池が直列／並列に連結された電池モジュールを集合させたマルチモジュール構造の電池パックに対する需要が増加している。
一方、複数の電池セルを直列／並列に連結して電池パックを構成する場合、少なくとも１つの電池セルからなる電池モジュールを構成し、このような少なくとも１つの電池モジュールを用いてその他の構成要素を追加して電池パックを構成する方法が一般的である。このような電池パックは、主に、電気自動車のエネルギー源として使用できる。
このような電池モジュールの設計時、一定の圧力で電池セルを圧着して開発しており、電池セルが充放電を繰り返しながら電池セルがスウェリングされるが、電池セルがスウェリングされることにより、囲んでいるモジュールフレームおよび電池パックケースを押し出す程度にスウェリングされる恐れがある。
したがって、電池セルの圧力を測定できれば、電池モジュールや電池パックの外観が変形される前に測定された圧力により措置を取ることが可能で、電池モジュールおよび電池パックの安定性を確保することができる。この時、圧力センサを用いて電池セルのスウェリング圧力を測定できるが、従来の圧力センサとして多く用いられるＦＳＲ（Ｆｏｒｃｅ－Ｓｅｎｓｉｎｇ Ｒｅｓｉｓｔｏｒ）センサの場合、大きさが小さくて、電池セルの表面全体で発生するスウェリング圧力をすべて測定しきれない問題がある。
また、ＦＳＲセンサの大きさを電池セルの表面のサイズに合わせて大きくする場合、ＦＳＲセンサ内において上板と下板との間で上板と下板を支持するスペーサが上板と下板をそれ以上支持できず、電池セルのスウェリング圧力を正確に測定できない問題がある。
本発明の解決しようとする課題は、電池セルのスウェリング圧力を精密に測定できる電池セル圧力測定装置を提供することである。
本発明の課題は以上に言及した課題に制限されず、言及されていないさらに他の課題は下記の記載から当業者に明確に理解されるであろう。
上記の課題を実現するための、本発明の一実施例による電池セル圧力測定装置は、電池セルと、前記電池セルの面圧を測定する圧力センサと、前記電池セルと前記圧力センサとの間で前記電池セルおよび前記圧力センサと接触するように配置される第１プレートとを含む。
前記圧力センサを基準として前記電池セルの反対方向で前記圧力センサと接触するように形成された第２プレートをさらに含むことができる。
前記圧力センサは、複数の圧力測定部を含み、前記第２プレートには、前記複数の圧力測定部それぞれに対応する位置に形成された複数のホールを含むことができる。
前記電池セルを基準として前記圧力センサの反対方向で前記電池セルと接触するように形成された第３プレートをさらに含むことができる。
前記第１、第２、第３プレートは、固定部材を介して互いに結合される。
前記第１、第２、第３プレートは、前記圧力センサおよび前記電池セルよりも広く形成され、前記固定部材は、前記圧力センサおよび前記電池セルの外側で前記第１、第２、第３プレートと結合することができる。
前記第１、第２、第３プレートは、前記圧力センサおよび前記電池セルをカバーする大きさに形成される。
前記第１、第２、第３プレートの少なくとも１つは、０．５ｍｍの厚さに形成される。
前記第１、第２、第３プレートは、アルミニウムを含むことができる。
前記圧力センサは、複数の圧力測定部と、前記複数の圧力測定部を互いに連結する連結部と、前記連結部と連結され、前記圧力測定部により測定された圧力値を合算して出力する出力部とを含むことができる。
前記出力部は、前記圧力測定部の各列または各行ごとにそれぞれ測定された圧力値を別途に出力することができる。
本発明の一実施例による電池セル圧力測定装置は、電池セルおよび圧力センサと接触するように配置される第１プレートを介して、電解液の不均衡を最小化させると同時に、スウェリング圧力を精密に測定できる。
本発明の効果は以上に言及した効果に制限されず、言及されていないさらに他の効果は特許請求の範囲の記載から当業者に明確に理解されるであろう。
電池セルが含まれている電池モジュールの分解斜視図である。 図１の電池セルを示す図である。 本発明の一実施例による圧力センサが、図２のセル本体の表面に形成された様子を示す図である。 図３による圧力測定時、セルの表面にセンサ跡が生じた様子を示す図である。 本発明の一実施例による電池セル圧力測定装置の様子を示す図である。 本発明の一実施例による第２プレートに形成された複数のホールを示す図である。
以下に説明される実施例は発明の理解のために例として示したものであって、本発明はここで説明される実施例と異なって多様に変形されて実施できることが理解されなければならない。ただし、本発明を説明するにあたり、かかる公知の機能あるいは構成要素に関する具体的な説明が本発明の要旨を不必要にあいまいにしうると判断された場合、その詳細な説明および具体的な図示を省略する。また、添付した図面は、発明の理解のために、実際の縮尺通りに示されたものでなく、一部の構成要素の大きさが誇張されて示される。
本出願で使用される第１、第２用語は多様な構成要素を説明するのに使用できるが、構成要素は用語によって限定されてはならない。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用される。
また、本出願で使用される用語は単に特定の実施例を説明するために使用されたもので、権利範囲を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上、明らかに異なって意味しない限り、複数の表現を含む。本出願において、「含む」、「なる」または「構成される」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらの組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、１つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらの組み合わせたものの存在または付加の可能性を予め排除しないことが理解されなければならない。
以下、図１～図３を参照して、本発明の一実施例による電池セルおよび電池セルに付着した圧力センサについて説明する。
図１は、電池セルが含まれている電池モジュールの分解斜視図である。図２は、図１の電池セルを示す図である。図３は、本発明の一実施例による圧力センサが、図２のセル本体の表面に形成された様子を示す図である。
図１～図３を参照すれば、本発明の一実施例による電池セル圧力測定装置は、電池モジュールの内部に積層された電池セル１００の圧力を測定する圧力センサ２００を含む。圧力センサ２００は、複数の圧力測定部２１０と、複数の圧力測定部２１０を互いに連結する連結部２２０と、連結部２２０と連結され、圧力測定部２１０により測定された圧力値を出力する出力部２３０とを含む。複数の圧力測定部２１０は、電池セル１００の表面に配列されて電池セル１００の圧力を測定する。
電池セル１００は二次電池であって、パウチ型二次電池から構成される。このような電池セル１００は複数構成され、複数の電池セルは、相互電気的に連結できるように相互積層されて電池セル積層体１０１を形成することができる。
モジュールフレーム５００は、電池セル積層体１０１およびバスバーフレームアセンブリ３００を収容して、電池モジュールを構成する電装品を外部から保護することができる。
バスバーフレームアセンブリ３００は、電池セル積層体１０１の前後面をカバーするバスバーフレーム３１０と、電池セル積層体１０１の上面部において２つのバスバーフレーム３１０を連結する上部プレート３２０とを含むことができる。バスバーフレーム３１０は、バスバーフレーム３１０に装着されたバスバーを介して電池セル１００に形成された電極リードとバスバーとを電気的に連結させることができる。上部プレート３２０の下側には連結部（図示せず）が形成されて、電池セル積層体１０１の両端に形成されたバスバーフレーム３１０を電気的に連結することができる。バスバーフレームアセンブリ３００は、電池セル積層体１０１の前後面および上面部と結合することができる。
エンドプレート４００は、電池セル積層体１０１の前後面をカバーするように形成される。エンドプレート４００は、モジュールフレーム５００の角部分と溶接により結合することができる。
電池モジュールの内部に形成された電池セル１００は、充放電を繰り返しながら体積が膨張するスウェリング（Ｓｗｅｌｌｉｎｇ）現象が発生するが、電池セルのスウェリングによって電池モジュールおよび電池モジュールが装着された電池パックに変形が発生しうることから、スウェリング圧力を測定し、測定された圧力値に基づいて電池モジュールおよび電池パックが変形される前に事前措置を取ることができる。
本実施例によれば、複数の圧力測定部２１０が電池セル１００の表面に長方形格子に配列され、圧力測定部２１０は、連結部２２０によって互いに連結されることによって、電池セルの表面の広い範囲をすべてカバーすることができる。また、連結部２２０は、１つの出力部２３０と連結されることによって、複数の圧力測定部２１０により測定された圧力値は、１つに形成された出力部２３０を介して圧力値が１つの出力値に合算されて出るようにすることで、スウェリング圧力をより容易に把握できる。
また、出力部２３０は、圧力測定部２１０の各列または各行ごとにそれぞれ測定された値を別途に出力することができる。これによって、電池セル１００の表面の位置ごとに異なって形成される圧力値をそれぞれ別途に測定できる。
電池セル１００は、図２を参照すれば、セル本体１１０と、セルテラス１２０と、電極リード１３０とを含み、複数の圧力測定部２１０は、セル本体１１０の本体面に配列される。
複数の圧力測定部２１０は、それぞれ電流入力部２１１および電流出力部２１２を含み、連結部２２０は、電流入力部２１１を連結する電流入力部連結部２２１および電流出力部２１２を連結する電流出力部連結部２２２を含むことができる。この時、出力部２３０は、電流入力部連結部２２１および電流出力部連結部２２２と連結されて、複数の圧力測定部から測定された圧力値を出力することができる。
複数の圧力測定部２１０は、パターンを有する円形形状に形成される。より詳しくは、図３を参照すれば、電流入力部連結部２２１および電流出力部連結部２２２が円形形状の圧力測定部２１０の外郭を形成し、電流入力部連結部２２１と電流出力部連結部２２２から延長形成されたセンシング部が円形内部のパターンを形成することができる。
以下、図４～図６を参照して、本発明の一実施例による電池セル圧力測定装置について説明する。
図４は、図３による圧力測定時、セルの表面にセンサ跡が生じた様子を示す図である。図５は、本発明の一実施例による電池セル圧力測定装置の様子を示す図である。図６は、本発明の一実施例による第２プレートに形成された複数のホールを示す図である。
図４～図６を参照すれば、本実施例による電池セル圧力測定装置は、電池セル１００と、電池セル１００の面圧を測定する圧力センサ２００と、電池セル１００と圧力センサ２００との間で電池セル１００および圧力センサ２００と接触するように配置される第１プレート６００とを含む。
圧力センサ２００だけで電池セル１００の面圧を測定する時には、図４に示されているように、セル本体１１０の表面に圧力測定部２１０の形状によるセンサ跡Ｍが生じうる。圧力測定部２１０は、上端部分が下方に押されながら微細電流の変化で抵抗値の変化が起こりながら圧力が測定される構造であって、圧力測定部２１０がセル本体１１０の表面を加圧することによって圧力が測定可能であり、これによって加圧されたセル本体１１０の表面にセンサ跡Ｍが発生しうる。この時発生したセンサ跡Ｍによって電池セル１００内部の電解液が不均衡に拡散して電池セル１００の性能低下がもたらされる。
そこで、本実施例によれば、電池セル１００と圧力センサ２００との間に第１プレート６００を配置して、電池セル１００のセル本体１１０の表面にセンサ跡Ｍが生じないようにすることで、圧力センサ２００による電池セル１００内部の電解液の不均衡を最小化できる。また、第１プレート６００によってセル本体１１０の面単位の圧力測定が行われるようにすることで、センシングの精度が向上できる。
本実施例によれば、圧力センサ２００を基準として電池セル１００の反対方向で圧力センサ２００と接触するように形成された第２プレート７００をさらに含むことができる。第２プレート７００が圧力センサ２００の上面に重ね合わされることによって、圧力センサ２００の上下側に第１、第２プレート６００、７００が配置される。これによって、圧力センサ２００の一側が他側よりも加圧されるとしても、第１、第２プレート６００、７００が圧力センサ２００の全体面を前後に均等に固定させているので、圧力センサ２００によりセル本体１１０の面圧が均等に測定可能である。
図６を参照すれば、第２プレート７００には、複数の圧力測定部２１０それぞれに対応する位置に形成された複数のホール７００ａを含むことができる。円形パターンに形成された圧力測定部２１０の内部に空気が満たされ、圧力センサ２００の上下側に第１、第２プレート６００、７００が配置されて、圧力測定部２１０の内部に冷たい空気が抜け出られない状態で第１、第２プレート６００、７００の間に溜まって、正確な圧力測定が行われないことがある。そこで、本実施例によれば、複数の圧力測定部２１０それぞれに対応する位置に複数のホール７００ａが形成されて、圧力測定部２１０の内部に発生する空気を外部に排出させて、電池セル１００の面圧をより正確に測定できる。
本実施例によれば、電池セル１００を基準として圧力センサ２００の反対方向で電池セル１００と接触するように形成された第３プレート８００をさらに含むことができる。第３プレート８００は、電池セル１００の一面に装着された圧力センサ２００の反対側に配置されて、圧力センサ２００による圧力測定時、電池セル１００を固定させてより正確な圧力測定が行われるようにする。
図５を参照すれば、圧力センサ２００が電池セル１００の圧力を精密に測定するために、第１、第２、第３プレート６００、７００、８００は、固定部材９００を介いて互いに結合される。第１、第２、第３プレート６００、７００、８００は、圧力センサ２００および電池セル１００をカバーする大きさに形成される。この時、第１、第２、第３プレート６００、７００、８００は、圧力センサ２００および電池セル１００よりも広く形成される。この時、固定部材９００は、圧力センサ２００および電池セル１００の外側で第１、第２、第３プレート６００、７００、８００と結合することができる。
本実施例によれば、第１、第２、第３プレート６００、７００、８００の少なくとも１つは、０．５ｍｍの厚さに形成される。また、第１、第２、第３プレート６００、７００、８００は、アルミニウムを含むことができる。プレートは、軽いながらも圧力の伝達が良く行われる素材からなって、電池セルの圧力測定の精度を向上させることができる。
本実施例による電池セルの圧力測定方法は、電池セル１００がスウェリングされながら圧力センサ２００に圧力を加える段階と、圧力センサ２００のセンシング情報をＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）に伝達する段階と、ＢＭＳ内のＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）から前記センシング情報を使用者またはＥＣＵ｛Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ｝に伝達する段階とを含むことができる。より詳しくは、車両用電池セルでは、ＭＣＵでセンシングされた情報を自動車のＥＣＵに伝達し、ＥＳＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ）用電池セルでは、ＭＣＵでセンシングされた情報を使用者に伝達することができる。
圧力センサ２００から測定されたスウェリング情報を使用者に伝達することによって、電池モジュールおよび電池パックの変形前に使用者が製品に対する事前措置を取ることができる。
本実施例によれば、センシング情報をＢＭＳに伝達する段階で、圧力センサ２００の抵抗値が十万ｏｈｍ以下の場合、警告信号が伝達される。また、圧力センサ２００の抵抗値が一万ｏｈｍ以下の場合、危険信号が伝達される。抵抗値が減少するほど、圧力センサ２００に圧力が強く作用していることを意味する。また、圧力センサ２００の抵抗値が減少するほど、スウェリングに応じた信号の種類が異なるので、使用者がスウェリングの程度に応じた危険水準を信号の種類によって事前に即刻認識できる効果がある。
抵抗値による圧力センサの信号伝達をより正確に行うために、電池セル１００がスウェリングされながら圧力センサ２００に圧力を加える段階の前、圧力センサ２００の抵抗値を無限大に設定する段階をさらに含むことができる。抵抗値が無限大の場合、圧力が及ばないことを意味し、抵抗値が減少するほど、圧力センサ２００に圧力が次第に強く作用することを意味する。
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な思想や展望から個別的に理解されてはならない。
１００：電池セル
１０１：電池セル積層体
１１０：セル本体
１２０：セルテラス
１３０：電極リード
２００：圧力センサ
２１０：圧力測定部
２１１：電流入力部
２１２：電流出力部
２２０：連結部
２２１：電流入力部連結部
２２２：電流出力部連結部
２３０：出力部
３００：バスバーフレームアセンブリ
３１０：バスバーフレーム
３２０：上部プレート
４００：エンドプレート
５００：モジュールフレーム
６００：第１プレート
７００：第２プレート
７００ａ：複数のホール
８００：第３プレート
９００：固定部材
Ｍ：センサ跡

Claims (11)

  1. 電池セルと、
    前記電池セルの面圧を測定する圧力センサと、
    前記電池セルと前記圧力センサとの間で前記電池セルおよび前記圧力センサと接触するように配置される第１プレートとを含む電池セル圧力測定装置。
  2. 前記圧力センサを基準として前記電池セルの反対方向で前記圧力センサと接触するように形成された第２プレートをさらに含む、請求項１に記載の電池セル圧力測定装置。
  3. 前記圧力センサは、複数の圧力測定部を含み、
    前記第２プレートは、前記複数の圧力測定部それぞれに対応する位置に形成された複数のホールを含む、請求項２に記載の電池セル圧力測定装置。
  4. 前記電池セルを基準として前記圧力センサの反対方向で前記電池セルと接触するように形成された第３プレートをさらに含む、請求項２または３に記載の電池セル圧力測定装置。
  5. 前記第１、第２、第３プレートは、固定部材を介して互いに結合される、請求項４に記載の電池セル圧力測定装置。
  6. 前記第１、第２、第３プレートは、前記圧力センサおよび前記電池セルよりも広く形成され、
    前記固定部材は、前記圧力センサおよび前記電池セルの外側で前記第１、第２、第３プレートと結合する、請求項５に記載の電池セル圧力測定装置。
  7. 前記第１、第２、第３プレートは、前記圧力センサおよび前記電池セルをカバーする大きさに形成された、請求項４から６のいずれか一項に記載の電池セル圧力測定装置。
  8. 前記第１、第２、第３プレートの少なくとも１つは、０．５ｍｍの厚さに形成される、請求項４から７のいずれか一項に記載の電池セル圧力測定装置。
  9. 前記第１、第２、第３プレートは、アルミニウムを含む、請求項４から８のいずれか一項に記載の電池セル圧力測定装置。
  10. 前記圧力センサは、
    複数の圧力測定部と、
    前記複数の圧力測定部を互いに連結する連結部と、
    前記連結部と連結され、前記複数の圧力測定部により測定された圧力値を合算して出力する出力部とを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の電池セル圧力測定装置。
  11. 前記出力部は、前記複数の圧力測定部の各列または各行ごとにそれぞれ測定された圧力値を別途に出力する、請求項１０に記載の電池セル圧力測定装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102022202617A1 (de) * 2022-03-16 2023-09-21 Benecke-Kaliko Aktiengesellschaft Kapazitiver Drucksensor
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JP5444762B2 (ja) 2008-07-02 2014-03-19 トヨタ自動車株式会社 圧力測定装置及び厚み測定装置
KR101230954B1 (ko) * 2010-04-08 2013-02-07 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 센싱부재를 포함하는 전지모듈
KR101577387B1 (ko) * 2013-05-06 2015-12-16 주식회사 엘지화학 이차전지, 이를 포함하는 이차전지 모듈 및 이차전지 팩
KR102476001B1 (ko) * 2015-10-08 2022-12-09 에스케이온 주식회사 배터리 셀 압력 측정 장치
KR102470883B1 (ko) * 2016-03-31 2022-11-25 에스케이온 주식회사 이차전지모듈 및 이의 열화도 측정방법
KR102575712B1 (ko) * 2017-11-07 2023-09-07 현대자동차주식회사 연료전지 스택
KR102578450B1 (ko) * 2018-01-26 2023-09-14 에스케이온 주식회사 압력센서를 갖는 2차 전지의 배터리 모듈
KR102298105B1 (ko) * 2019-01-08 2021-09-03 주식회사 엘지에너지솔루션 스웰링 게이지를 구비한 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩

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