JP6209011B2 - バッテリの過充電防止装置 - Google Patents

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Description

本発明は、バッテリの過充電防止装置に係り、より詳しくは、モータ駆動車両用の高電圧バッテリの非正常作動や長時間の過充電を防止するバッテリの過充電防止装置に関する。
ハイブリッド車、電気自動車、燃料電池車等のモータ駆動車両は、過充電時に高電圧バッテリのスウェリングが発生する部位に物理的なスイッチを適用して、バッテリがそれ以上充電されず、他の回路素子との連結が遮断されるようにする安全装置に多くの技術開発がなされている。
しかし、このような多様な従来技術の場合、スウェリング時に回路を破断する構造であるため安全性が保証されず誤作動のおそれがある。
また、別のスウェリングセンサあるいは圧力センサを取付け、制御的にスイッチングを行う場合、センサー費用が増大し安定性が問題になることがある。
韓国特許 KR20−2011−0004897U 特開平09−074610号公報
本発明は、モータ駆動車両用の高電圧バッテリの非正常動作や長時間の過充電を防止するバッテリの過充電防止装置の提供を目的とする。
前記目的を達成するための本発明によるバッテリの過充電防止装置は、バッテリと連結された安全ヒューズ、及び前記バッテリ及び前記安全ヒューズと並列に連結され、前記バッテリがスウェリングする側に隣接して設置された短絡スイッチから構成されたセーフティ回路を含み、前記短絡スイッチは平常時はオープン状態であり、前記バッテリのスウェリングによる加圧時に短絡して前記バッテリ及び前記安全ヒューズと閉回路を構成することを特徴とする。
前記安全ヒューズは、直列連結されたバッテリパックの間に介在し、前記セーフティ回路は前記バッテリの両端で並列連結されることを特徴とする。
前記バッテリの最外郭側面には設置空間が形成され、前記短絡スイッチは設置空間で前記バッテリの最外郭側面に隣接して設けられることを特徴とする。
パワーリレー(PRA)は、前記バッテリの両端で並列連結されることを特徴とする。
また、本発明は、バッテリと連結された安全ヒューズ及びパワーリレー(PRA)と、前記バッテリ及び前記安全ヒューズと並列に連結され、前記バッテリがスウェリングする側に隣接して設置された短絡スイッチから構成されたセーフティ回路と、前記短絡スイッチよりも前記バッテリにより隣接して設けられた 2 次 スイッチと、前記2次スイッチの短絡を検知して前記パワーリレーのオフスイッチをオフさせる制御部と、を含むことを特徴とする。
前記2次スイッチは、前記短絡スイッチよりも前記バッテリにより近接して設けられることにより、前記バッテリのスウェリング時に前記バッテリに加圧されて前記2次スイッチがまず短絡し、その後、持続的なスウェリング時に前記短絡スイッチが短絡することを特徴とする。
前記パワーリレーの前記オフスイッチは、前記パワーリレーの接地ライン上に設けられたことを特徴とする。
前記バッテリの最外郭側面には設置空間が形成され、前記2次スイッチは設置空間の中央部に設けられ、前記短絡スイッチは設置空間の側端部に設けられて、前記バッテリのスウェリング時に前記2次スイッチが前記短絡スイッチよりも先に短絡することを特徴とする。
前記安全ヒューズは直列連結された前記バッテリパックの間に介在し、前記セーフティ回路は前記バッテリの両端で並列連結されたことを特徴とする。
前記パワーリレー(PRA)は、前記バッテリの両端で並列連結されたことを特徴とする。
本発明のバッテリの過充電防止装置によれば、セルモジュールが膨らんでくることを利用して、ホール部分にスウェリング診断スイッチングを装着することにより、スウェリングの程度に応じて順にPRA OFFスイッチングと電源短絡スイッチによるFUSING断線をさせることにより、過充電の安全性を確保することができる。
また、バッテリセルの容量が増大するほど、電極破断の技術は適用が設計的に難しくなるところ、本発明の場合、最小限の空間で安全機能を付与することができる。
本発明の一実施例によるバッテリの過充電防止装置の構成図である。 本発明の他の実施例によるバッテリの過充電防止装置の構成図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施例によるバッテリの過充電防止装置について説明する。
図1は、本発明の一実施例によるバッテリの過充電防止装置の構成図であって、本発明によるバッテリの過充電防止装置は、バッテリ100と連結された安全ヒューズ400、及び、バッテリ100及び安全ヒューズ400と並列に連結され、バッテリ100がスウェリングする側に隣接して設置された短絡スイッチ300から構成されたセーフティ回路Lを含み、短絡スイッチ300は平常時はオープン状態であり、バッテリ100のスウェリングによる加圧時に短絡してバッテリ100及び安全ヒューズ400と閉回路を構成する。
バッテリ100は、充電のためにパワーリレー(PRA)200と連結され、別のセーフティ回路Lが並列に連結される。そして、そのセーフティ回路Lには短絡スイッチ300が設けられ、バッテリ100のスウェリング時に短絡スイッチ300が短絡して閉回路を構成することにより、安全ヒューズ400が切れ、これによってバッテリ100を断線させて過充電から保護する。
このために、安全ヒューズ400は直列連結されたバッテリパックの間に介在し、セーフティ回路Lはバッテリ100の両端で並列連結される。そして、短絡スイッチ300は、バッテリ100がスウェリングする側に隣接して設置されることにより、スウェリングによって物理的にスイッチが連結される。
一方、バッテリ100の最外郭側面には設置空間30が形成され、短絡スイッチ300は、設置空間30でバッテリ100の最外郭側面に隣接して設けられる。したがって、このような構造によってバッテリ100の容量を大きくしても一側の少ない空間で物理的なスウェリングを感知する。
すなわち、本発明の場合、過充電時に高電圧バッテリのスウェリングが発生する部位にホールを反映して、前記位置にスウェリング診断スイッチ、つまりPRAリレーOFFスイッチング及び電源短絡スイッチング機能を順に感知作動することができるスイッチングを装着して二重に安全性を確保する方案である。
具体的な作動メカニズムは、スウェリングが発生すると、PRAリレーOffスイッチングが動作し、バッテリの過充電を防ぐことができるが、車両状態に非正常のPRAリレー融着問題があると、過充電は継続して起き、スウェリング膨張力がさらに増加し、二次的に電源短絡スイッチが作動してS/Plugヒューズが断線される2重の過充電防止、安全確保の方案になるのである。
一方、パワーリレー(PRA)200は、バッテリ100の両端で並列連結される。
図2は、本発明の他の実施例によるバッテリの過充電防止装置の構成図であって、本発明による他のバッテリの過充電防止装置は、バッテリ100と連結された安全ヒューズ400及びパワーリレー(PRA)200、バッテリ100及び安全ヒューズ400と並列に連結され、バッテリ100がスウェリングする側に隣接して設置された短絡スイッチ300から構成されたセーフティ回路L、短絡スイッチ300よりバッテリにより隣接して設けられた2次スイッチ700、2次スイッチ700の短絡を検知してパワーリレー200のオフスイッチをオフさせる制御部500を含む。
そして、2次スイッチ700は短絡スイッチ300よりもバッテリにより近く設けられることにより、バッテリ100のスウェリング時にバッテリに加圧されて2次スイッチ700がまず短絡し、その後、持続的なスウェリング時に短絡スイッチ300が短絡する。
一方、パワーリレー200のオフスイッチ600は、パワーリレー200の接地ライン上に設けられる。
バッテリ100の最外郭側面には設置空間30が形成され、2次スイッチ700は設置空間30の中央部に設けられ、短絡スイッチ300は設置空間30の側端部に設けられて、バッテリ100のスウェリング時に2次スイッチ700が短絡スイッチ300よりも先に短絡する。
また、安全ヒューズ400は直列連結されたバッテリパックの間に介在し、セーフティ回路Lはバッテリ100の両端で並列連結される。
一方、パワーリレー(PRA)200は、バッテリ100の両端で並列連結される。
すなわち、バッテリ100の最外郭側面には設置空間30が形成される。その設置空間30には、中央部に2次スイッチ700が設けられ、側端部に短絡スイッチ300が設けられる。これにより、バッテリ100のスウェリング時に設置空間30に進入するバッテリSは、まず2次スイッチ700を短絡させ、追ってスウェリングの増加時に短絡スイッチ300を短絡させる。
したがって、まず、スウェリング時に2次スイッチ700の短絡によって制御部500に短絡信号が受付けられ、パワーリレー200のオフスイッチ600が開放されることによりパワーリレー200自体がオフになり、電流が流れないようになってバッテリ100の過充電が防止されるようにする。
一方、二重の安全装置の具現により、バッテリ100が継続して過充電されてスウェリング時には短絡スイッチ300も短絡し、それによってバッテリ100はパワーリレー200ではない短絡スイッチ300を通って連結された閉回路に電流が流れるようになり、これによって安全ヒューズ400が切れ、バッテリ100を連結するセーフティ回路Lが開放されて、それ以上の充電が物理的に不可能になる。
このような過程は、図1に示しているが、短絡スイッチ300の短絡時にバッテリ100は、安全ヒューズ400と短絡スイッチ300を連結するセーフティ回路Lを構成し、安全ヒューズ400の短絡時にバッテリ100はそれ以上の充電が不可能になる。
上記構造からなるバッテリの過充電防止装置によれば、セルモジュールが膨らんでくることを利用して、ホール部位にスウェリング診断スイッチングを装着することにより、スウェリングの程度に応じて順次にPRA OFFスイッチングと電源短絡スイッチによるFUSING断線をさせ、過充電の安全性を確保することができる。
バッテリセルの容量が増大するほど、電極破断の技術は適用が設計的に難しくなるところ、本発明の場合、最小限の空間で安全機能を付与できる長所がある。
以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
100:バッテリ
200:パワーリレー
300:短絡スイッチ
400:安全ヒューズ
700:2次スイッチ

Claims (6)

  1. バッテリと連結された安全ヒューズ及びパワーリレー(PRA)と、
    前記バッテリ及び前記安全ヒューズと並列に連結され、前記バッテリがスウェリングする側に隣接して設置された短絡スイッチから構成されたセーフティ回路と、
    前記短絡スイッチよりも前記バッテリにより隣接して設けられた2次スイッチと、
    前記2次スイッチの短絡を検知して前記パワーリレーのオフスイッチをオフさせる制御部と、
    を含むことを特徴とするバッテリの過充電防止装置。
  2. 前記2次スイッチは、前記短絡スイッチよりも前記バッテリにより近接して設けられることにより、前記バッテリのスウェリング時に前記バッテリに加圧されて前記2次スイッチがまず短絡し、その後、持続的なスウェリング時に前記短絡スイッチが短絡することを特徴とする請求項に記載のバッテリの過充電防止装置。
  3. 前記パワーリレーの前記オフスイッチは、前記パワーリレーの接地ライン上に設けられたことを特徴とする請求項に記載のバッテリの過充電防止装置。
  4. 前記バッテリの最外郭側面には設置空間が形成され、前記2次スイッチは設置空間の中央部に設けられ、前記短絡スイッチは設置空間の側端部に設けられて、前記バッテリのスウェリング時に前記2次スイッチが前記短絡スイッチよりも先に短絡することを特徴とする請求項に記載のバッテリの過充電防止装置。
  5. 前記安全ヒューズは直列連結された前記バッテリパックの間に介在し、前記セーフティ回路は前記バッテリの両端で並列連結されたことを特徴とする請求項に記載のバッテリの過充電防止装置。
  6. 前記パワーリレー(PRA)は、前記バッテリの両端で並列連結されたことを特徴とする請求項に記載のバッテリの過充電防止装置。
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