JP7062180B2 - バッテリー管理装置及び方法 - Google Patents

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Description

本発明バッテリー管理装置及び方法に関し、より詳しくは、バッテリーが曲げられた程度を測定した結果に基づいてバッテリーを管理することができるバッテリー管理装置及び方法に関する。
本出願は、２０１９年１月１８日出願の韓国特許出願第１０－２０１９－０００７１２０号に基づく優先権を主張し、該当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。
製品群に応じた適用性が高く、且つ、高いエネルギー密度などの電気的特性を有する二次電池は、携帯用機器のみならず、電気的駆動源によって駆動する電気自動車（ＥＶ、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）またはハイブリッド自動車（ＨＥＶ、Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などに普遍的に応用されている。このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少できるという一次的な長所だけでなく、エネルギー使用に伴う副産物が全く生じないという点で、環境にやさしく、エネルギー効率性の向上のための新しいエネルギー源として注目を集めている。
前記バッテリーパックは、高出力を得るために複数の単位セル（ｃｅｌｌ）を含む複数のセルアセンブリーを直列に接続した構造を有している。そして、前記単位セルは、正極集電体、負極集電体、セパレーター、活物質及び電解液などを含み、構成要素間の電気化学的な反応によって反復的な充放電が可能である。
一方、近来、エネルギー貯蔵源としての活用を含め、大容量構造に対する必要性が高くなるにつれ、複数の二次電池が直列及び／または並列に接続した複数のバッテリーモジュールが集合したマルチモジュール構造のバッテリーパックに対する需要が増加しつつある。
一方、バッテリーパックは、多様な使用環境で使われるにつれ、多様な外部衝撃に露出し得る。バッテリーパックは、外部衝撃を受けると、特定の方向へ曲げられるなどの変形が発生していまい、内部が損傷する問題点がある。そこで、従来には、バッテリーパックに加えられた外部衝撃を感知する多様な方法の一つとして、スプリングのような弾性体による衝撃感知方法を用いて衝撃を感知している。
しかし、上述したように大容量構造に対する需要が増加するにつれ、バッテリーパックの重さが次第に増加する状況で、スプリングのような弾性体のみで衝撃を感知する方法は限界がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、バッテリーが曲げられた程度（バッテリー曲げ度）を測定し、測定されたバッテリー曲げ度に応じてバッテリー保護動作を行うことができるバッテリー管理装置及び方法を提供することを目的とする。
本発明の一面によるバッテリー管理装置は、バッテリーのバッテリー電圧を測定するように構成された電圧測定部と、前記バッテリーの少なくとも一側に備えられ、前記バッテリーのバッテリー曲げ度を測定するように構成された曲げ度測定部と、前記電圧測定部から前記バッテリー電圧を受信し、前記曲げ度測定部からバッテリー曲げ度を受信し、前記バッテリー電圧が、過放電電圧区間、許容電圧区間及び過充電電圧区間のどの電圧区間に含まれるかに応じて基準曲げ度を設定し、前記バッテリー曲げ度と基準曲げ度との大小を比較して、曲げ度の比較結果に基づいて前記バッテリーに対して保護動作を行うように構成されたプロセッサと、を含み得る。
前記プロセッサは、前記バッテリー電圧が前記過放電電圧区間に含まれると、前記基準曲げ度を第１参照曲げ度に設定し、前記バッテリー電圧が前記許容電圧区間に含まれると、前記基準曲げ度を第２参照曲げ度に設定し、前記バッテリー電圧が前記過充電電圧区間に含まれると、前記基準曲げ度を第３参照曲げ度に設定するように構成され得る。
前記第３参照曲げ度は、前記第１参照曲げ度及び前記第２参照曲げ度未満に設定され得る。
前記プロセッサは、前記基準曲げ度を設定した後、前記バッテリー電圧が変更されると、変更されたバッテリー電圧に対応して前記基準曲げ度を変更するように構成され得る。
前記プロセッサは、前記バッテリー電圧が変更されて前記バッテリー電圧が属する電圧区間が変更された場合、前記設定された基準曲げ度を変更された電圧区間に対応する参照曲げ度に変更するように構成され得る。
前記プロセッサは、前記バッテリー電圧が属する電圧区間に対応するように基準時間を設定し、前記バッテリー曲げ度が前記基準曲げ度を超過する時点から経過した超過時間と前記基準時間との長短を比較し、時間比較結果に基づいて前記バッテリーに対して保護動作を行うように構成され得る。
前記プロセッサは、前記バッテリー電圧が前記過放電電圧区間に含まれると、前記基準時間を第１参照時間に設定し、前記バッテリー電圧が前記許容電圧区間に含まれると、前記基準時間を第２参照時間に設定し、前記バッテリー電圧が前記過充電電圧区間に含まれると、前記基準時間を第３参照時間に設定するように構成され得る。
前記第３参照時間は、前記第１参照時間及び前記第２参照時間未満に設定され得る。
前記プロセッサは、前記基準時間を設定した後、前記バッテリー電圧が変更されると、変更されたバッテリー電圧に対応するように前記基準時間を変更するように構成され得る。
前記プロセッサは、前記バッテリー電圧が変更されて前記バッテリー電圧が属する電圧区間が変更された場合、前記設定された基準時間を変更された電圧区間に対応する参照時間に変更するように構成され得る。
前記プロセッサは、前記基準曲げ度及び前記基準時間を設定した後、前記バッテリー電圧が変更されると、変更されたバッテリー電圧に対応するように前記基準曲げ度及び前記基準時間を変更するように構成され得る。
前記バッテリーは、複数のバッテリーセルが備えられたバッテリーモジュールで構成され得る。
前記電圧測定部は、前記バッテリーモジュール及び前記複数のバッテリーセルの各々の電圧を測定するように構成され得る。
前記曲げ度測定部は、前記バッテリーモジュール及び前記複数のバッテリーセルの各々に備えられ、前記バッテリーモジュール及び前記複数のバッテリーセルの各々の曲げ度を測定するように構成され得る。
前記プロセッサは、前記バッテリーモジュールに対する曲げ度比較結果及び時間比較結果に基づいて前記バッテリーモジュールの欠陥有無を判断し、前記バッテリーモジュールに欠陥があると判断された場合、前記複数のバッテリーセルの各々に対する曲げ度比較結果及び時間比較結果に基づいて前記複数のバッテリーセルのうち異常セルを検出するように構成され得る。
本発明の他面によるバッテリーパックは、本発明の一面によるバッテリー管理装置を含み得る。
本発明のさらに他面によるバッテリー管理方法は、バッテリーのバッテリー電圧を測定する電圧測定段階と、前記バッテリーのバッテリー曲げ度を測定する曲げ度測定段階と、前記バッテリー電圧が過放電電圧区間、許容電圧区間及び過充電電圧区間のどの電圧区間に含まれるかに応じて基準曲げ度を設定する基準曲げ度設定段階と、前記バッテリー曲げ度と基準曲げ度との大小を比較し、曲げ度比較結果に基づいて前記バッテリーに対して保護動作を行う保護動作遂行段階と、を含み得る。
本発明の一面によれば、バッテリーに外部衝撃が加えられるか、またはスウェリング現象が発生した場合、バッテリーに対する保護動作を行うことでバッテリーによって発生し得る事故を防止することができる。
また、本発明の一面によれば、バッテリーの電圧によって基準曲げ度及び／または基準時間を変更することで、バッテリーの現在状態に対応するようにバッテリーの保護動作が行われるという長所がある。
なお、本発明の効果は前述の効果に制限されず、言及し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とって明確に理解されるであろう。
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい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管理装置を概略的に示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置を含むバッテリーパックの例示的構成を示す図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーの例示的な構成を示す図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置を含む他のバッテリーパックの例示的な構成を示す図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置とバッテリーの他の例示的な構成を示す図である。 図５のバッテリーの斜視図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置とバッテリーのさらに他の例示的な構成を示す図である。 本発明の他の実施形態によるバッテリー管理方法を概略的に示す図である。 本発明のさらに他の実施形態によるバッテリー管理方法を概略的に示す図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の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。
図１は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１０を概略的に示す図である。図２は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１０を含むバッテリーパック１００の例示的な構成を示す図である。
図２を参照すれば、バッテリーパック１００は、一つ以上のバッテリー１１０及びバッテリー管理装置１０を含み得る。
ここで、バッテリー１１０は、バッテリーセルまたはバッテリーモジュールであり得る。
即ち、バッテリー１１０は、負極端子及び正極端子を備え、物理的に分離可能な一つの独立したセルであり得る。一例で、パウチ型リチウムポリマーセル及び／または円筒状セルをバッテリー１１０として看做し得る。また、バッテリー１１０は、一つ以上のバッテリーセルが直列及び／または並列に接続したバッテリーモジュールであり得る。但し、以下では説明の便宜のために、バッテリー１１０がバッテリーセルであるものとして説明する。
図１及び図２を参照すれば、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１０は、電圧測定部１１、曲げ度測定部１２及びプロセッサ１３を含み得る。
電圧測定部１１は、バッテリー１１０のバッテリー電圧を測定するように構成され得る。このために、電圧測定部１１は電圧センサーを備え得る。
電圧測定部１１は、バッテリー１１０のバッテリー電圧を周期的に測定し、測定されたバッテリー電圧を示す測定信号をプロセッサ１３に出力し得る。
例えば、図２の実施形態において、電圧測定部１１は、複数のセンシングラインを介してバッテリー１１０の両端に接続し得る。そして、電圧測定部１１は、複数のセンシングラインで測定されるバッテリー１１０の両端電圧に基づき、前記バッテリー電圧を測定し得る。
曲げ度測定部１２は、前記バッテリー１１０の少なくとも一側に備えられ、バッテリー１１０のバッテリー曲げ度を測定するように構成され得る。このために、曲げ度測定部１２は、曲げられる程度によって出力される抵抗値が変わるフレキシブルセンサーを備え得る。
ここで、バッテリー曲げ度とは、バッテリー１１０が曲げられた程度を意味し得る。例えば、バッテリー１１０に外力が加えられてバッテリー１１０が曲げられ得る。また、スウェリング（Ｓｗｅｌｌｉｎｇ）現象によってバッテリー１１０が膨張し、バッテリー１１０が曲げられ得る。したがって、曲げ度測定部１２は、バッテリー１１０の一面に付着され、バッテリー１１０が曲げられた程度に関わるバッテリー曲げ度を測定し、測定したバッテリー曲げ度を出力し得る。
図３は、本発明の一実施形態によるバッテリー１１０の例示的な構成を示す図である。具体的に、図３は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１０の曲げ度測定部１２がバッテリー１１０に付着される形態を例示的に示す図である。
例えば、図３を参照すれば、バッテリー１１０がパウチ型バッテリーセルである場合、曲げ度測定部１２は、バッテリー１１０の外面に付着され得る。そして、曲げ度測定部１２は、外部衝撃及び／またはスウェリング現象によってバッテリー１１０が曲げられた程度を測定し得る。
曲げ度測定部１２は、バッテリー１１０のバッテリー曲げ度を周期的に測定し、測定されたバッテリー曲げ度を示す測定信号をプロセッサ１３に出力し得る。
例えば、曲げ度測定部１２は、「０」～「１００」の間の自然数を曲げ度として出力し得る。バッテリー１１０の外形に変化がない場合、バッテリー曲げ度は「０」として測定され得る。バッテリー１１０の外形に変化が発生した場合、測定されたバッテリー曲げ度は「０」よりも大きくなる。
プロセッサ１３は、電圧測定部１１及び曲げ度測定部１２と動作可能に結合し得る。そして、プロセッサ１３は、電圧測定部１１から前記バッテリー電圧を受信し得る。また、プロセッサ１３は、前記曲げ度測定部１２からバッテリー曲げ度を受信し得る。
例えば、図２の実施形態において、電圧測定部１１及び曲げ度測定部１２は、プロセッサ１３と電気的に接続し得る。そして、電圧測定部１１から出力されたバッテリー電圧は、プロセッサ１３に入力され得る。また、曲げ度測定部１２から出力されたバッテリー曲げ度は、プロセッサ１３に入力され得る。
プロセッサ１３は、前記バッテリー電圧が過放電電圧区間、許容電圧区間及び過充電電圧区間のどの電圧区間に含まれるかに応じて基準曲げ度を設定するように構成され得る。
即ち、プロセッサ１３は、バッテリー１１０のバッテリー電圧が属する電圧区間に応じて、バッテリー１１０に対する基準曲げ度を設定できる。
具体的に、プロセッサ１３は、電圧測定部１１から受信したバッテリー電圧が、過放電電圧区間、許容電圧区間及び過充電電圧区間のいずれかの電圧区間に含まれるかを確認し得る。そして、プロセッサ１３は、バッテリー電圧が含まれた電圧区間に応じて基準曲げ度を設定し得る。
ここで、過放電電圧区間、許容電圧区間及び過充電電圧区間は、バッテリー１１０の電圧仕様によって予め設定された電圧区間であり得る。
過放電電圧区間は、許容電圧区間未満の電圧区間であり得る。そして、過放電電圧区間は、低電圧によってバッテリー１１０の劣化が加速される電圧区間を意味し得る。例えば、バッテリー１１０が、通常の４．５Ｖ仕様のバッテリーセルであるとすれば、過放電電圧区間は０Ｖ以上２Ｖ未満の区間であり得る。
また、許容電圧区間は、バッテリー１１０の充放電が許容される電圧区間であり得る。即ち、許容電圧区間は、バッテリー１１０の状態が正常状態であると判断される電圧区間であり得る。したがって、バッテリー１１０のバッテリー電圧が許容電圧区間に含まれると、バッテリー１１０の劣化が加速しないように正常状態を維持しながら使用できる。例えば、バッテリー１１０が通常の４．５Ｖ仕様のバッテリーセルであるとすれば、許容電圧区間は２Ｖ以上４Ｖ未満の区間であり得る。
過充電電圧区間は、許容電圧区間を超過した電圧区間であり得る。そして、過充電電圧区間は、高電圧によってバッテリー１１０の劣化が加速される電圧区間を意味し得る。例えば、バッテリー１１０が通常の４．５Ｖ仕様のバッテリーセルであるとすれば、過充電電圧区間は４Ｖ以上６Ｖ未満の区間であり得る。
また、過放電電圧区間、許容電圧区間及び過充電電圧区間の各々には、対応する曲げ度が相違に予め設定され得る。
過放電電圧区間に対応する曲げ度は、第１参照曲げ度として設定され得る。許容電圧区間に対応する曲げ度は、第２参照曲げ度に設定され得る。過充電電圧区間に対応する曲げ度は、第３参照曲げ度として設定され得る。
例えば、プロセッサ１３は、バッテリー電圧が過放電電圧区間に含まれると、基準曲げ度を第１参照曲げ度として設定し得る。また、プロセッサ１３は、バッテリー電圧が許容電圧区間に含まれると、基準曲げ度を第２参照曲げ度として設定し得る。また、プロセッサ１３は、バッテリー電圧が過充電電圧区間に含まれると、基準曲げ度を第３参照曲げ度として設定し得る。
プロセッサ１３は、前記バッテリー曲げ度と前記基準曲げ度との大小を比較するように構成され得る。
具体的に、基準曲げ度は、バッテリー１１０のバッテリー電圧が含まれる電圧区間に対応する参照曲げ度として設定され得る。即ち、プロセッサ１３は、バッテリー１１０のバッテリー電圧に基づいて設定された基準曲げ度と、曲げ度測定部１２によって測定されたバッテリー曲げ度との大きさを比較し得る。
そして、プロセッサ１３は、曲げ度比較結果に基づいて前記バッテリーに対して保護動作を行うように構成され得る。
具体的に、プロセッサ１３は、バッテリー曲げ度が基準曲げ度よりも大きいと、プロセッサ１３は、バッテリー１１０に欠陥があると判断し得る。したがって、プロセッサ１３は、欠陥のあるバッテリー１１０の使用を中断させるために前記保護動作を行い得る。また、バッテリー１１０の欠陥がテスト段階で検出された場合、プロセッサ１３は、欠陥のあるバッテリー１１０が容易に分類されるように前記保護動作を行い得る。
例えば、図２の実施形態において、バッテリー１１０に欠陥があり、バッテリー曲げ度が基準曲げ度よりも大きいと仮定する。プロセッサ１３は、メインリレー１２０の動作状態をターンオフ状態に制御することで、バッテリー１１０の充電及び放電を遮断し得る。
ここで、メインリレー１２０は、動作状態によってバッテリー１１０の充電電流及び放電電流が流れる大電流経路を通電または遮断し得る。図２の実施形態において、バッテリーパック１００の正極端子Ｐ＋、バッテリー１１０及びバッテリーパック１００の負極端子Ｐ－が接続した経路が大電流経路であり得る。メインリレー１２０は、前記大電流経路に配置され得る。
即ち、プロセッサ１３が行う保護動作とは、バッテリー１１０が使われないようにバッテリー１１０に対する大電流経路を遮断する動作であり得る。
プロセッサ１３が行うバッテリー１１０に対する保護動作の他の実施形態は、図４を参照して説明する。
図４は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１０を含む他のバッテリーパック１００の例示的な構成を示す図である。
図４の実施形態において、バッテリーパック１００は、ヒューズ１３０をさらに含み得る。
望ましくは、ヒューズ１３０は電流経路に配置され得る。ここで、ヒューズ１３０は、高電流が流れるか、または過熱されると破断される通常のヒューズ素子であり得る。
例えば、図４の実施形態において、バッテリー１１０に欠陥があり、バッテリー曲げ度が基準曲げ度よりも大きいと仮定する。プロセッサ１３は、保護動作を行うために、図２の実施形態のように、メインリレー１２０の動作状態をターンオフ状態に制御し得る。また、プロセッサ１３は、保護動作を行うために、ヒューズ１３０を破断し得る。このために、プロセッサ１３は、ヒューズ１３０に高圧信号を出力するか、またはヒューズ１３０を直接破断できるヒューズ破断ユニット（図示せず）を動作させ得る。
本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１０は、バッテリー１１０の多様な状態（バッテリー電圧とバッテリー曲げ度）を考慮してバッテリー１１０の欠陥有無を判断するため、バッテリー１１０の欠陥有無がより正確に判断される。
また、バッテリー管理装置１０は、バッテリー１１０に欠陥があると判断されると、保護動作を行うことで、欠陥のあるバッテリー１１０が使われることを予め防止することができる。したがって、欠陥のあるバッテリー１１０の使用によって発生し得る事故を予防することができる。
望ましくは、前記第３参照曲げ度は、前記第１参照曲げ度と前記第２参照曲げ度未満に予め設定され得る。
ここで、第３参照曲げ度は、過充電電圧区間に対応するように設定された参照曲げ度である。そして、このような参照曲げ度とバッテリー曲げ度との大小比較によって、前記バッテリー１１０に対する保護動作の遂行有無が決定され得る。
例えば、第１参照曲げ度が６０、第２参照曲げ度が５０、第３参照曲げ度が３０に設定されたと仮定する。そして、曲げ度測定部１２によって測定されたバッテリー曲げ度が４０であると仮定する。
この場合、バッテリー電圧が過放電電圧区間または許容電圧区間に含まれると、基準曲げ度がバッテリー曲げ度よりも大きいため、プロセッサ１３はバッテリー１１０に対する保護動作を行わない。
逆に、バッテリー電圧が過充電電圧区間に含まれると、基準曲げ度は第３参照曲げ度に設定され得る。即ち、基準曲げ度がバッテリー曲げ度よりも小さい。したがって、プロセッサ１３は、バッテリー１１０に対する保護動作を行い得る。
通常、バッテリー１１０の電圧が、許容電圧区間または過放電電圧区間に含まれる場合よりも過充電電圧区間に含まれるとき、バッテリー１１０の内部エネルギーがさらに高い。即ち、バッテリー電圧が過充電電圧区間に含まれる場合、バッテリー１１０は、外部衝撃に弱くなり得る。したがって、バッテリー電圧が過充電区間に含まれる場合、バッテリー１１０に相対的に小さい外部衝撃が加えられても、バッテリー１１０の発火または爆発などの事故が発生する可能性が高い。
したがって、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１０は、バッテリー１１０の電圧が含まれる電圧区間によって相異なる参照曲げ度を設定することで、バッテリー１１０の電圧が高いほどバッテリー曲げ度によるバッテリー１１０の欠陥をより敏感に検出することができる。
より望ましくは、第１参照曲げ度、第２参照曲げ度及び第３参照曲げ度の順に曲げ度が低くなるように設定され得る。
例えば、バッテリー電圧が最も高い過充電電圧区間では、第３参照曲げ度を最も低く設定し、バッテリー１１０に相対的に小さい衝撃が加えられても保護動作が行われ得る。
また、バッテリー電圧が過放電電圧区間に含まれる場合には、バッテリー１１０の内部エネルギーが相対的に低いため、第１参照曲げ度を最も高く設定してバッテリー１１０の状態に応じて保護動作が柔軟に行われ得る。
即ち、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１０は、バッテリー１１０のバッテリー電圧とバッテリー曲げ度とを共に考慮して保護動作を行うため、バッテリー１１０の状態に適応的かつ柔軟に保護動作を行うことができる。
前記プロセッサ１３は、前記基準曲げ度を設定した後、前記バッテリー電圧が変更されると、変更されたバッテリー電圧に対応して前記基準曲げ度を変更するように構成され得る。
電圧測定部１１は、周期的にバッテリー１１０のバッテリー電圧を測定し、プロセッサ１３に測定したバッテリー電圧を出力し得る。したがって、プロセッサ１３は、以前に受信した以前のバッテリー電圧に基づいて基準曲げ度を設定した後、新しく受信した新規のバッテリー電圧が以前のバッテリー電圧と相違すると、新規のバッテリー電圧に基づいて基準曲げ度を変更し得る。
具体的に、前記プロセッサ１３は、前記バッテリー電圧が変更され、前記バッテリー電圧が属する電圧区間が変更された場合、前記設定された基準曲げ度を、変更された電圧区間に対応する参照曲げ度に変更するように構成され得る。
例えば、前述した実施形態のように、過放電電圧区間は０Ｖ以上２Ｖ未満の区間であり、許容電圧区間は２Ｖ以上４Ｖ未満の区間であり、過充電電圧区間は４Ｖ以上の区間であると仮定する。
第１時点でバッテリー電圧が３Ｖであれば、プロセッサ１３は基準曲げ度を第２参照曲げ度に設定し得る。その後、第２時点でバッテリー電圧が４Ｖに変更された場合、プロセッサ１３は第２参照曲げ度に設定されている基準曲げ度を第３参照曲げ度に変更し得る。このような場合、第２時点における基準曲げ度は、第１時点における基準曲げ度より小さくなるため、バッテリー曲げ度によっては保護動作が行われ得る。
即ち、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１０は、バッテリー電圧の変化に対応するように基準曲げ度を変更することで、バッテリー１１０状態に対応する適切な保護動作を行うことができるという長所がある。
前記プロセッサ１３は、前記バッテリー電圧が属する電圧区間に対応して基準時間を設定するように構成され得る。
具体的に、プロセッサ１３は、バッテリー電圧が過放電電圧区間、許容電圧区間及び過充電電圧区間のどの電圧区間に含まれるかに応じて基準時間を設定し得る。
望ましくは、過放電電圧区間に対応する参照時間は、第１参照時間として設定され得る。許容電圧区間に対応する参照時間は、第２参照時間として設定され得る。過充電電圧区間に対応する参照時間は、第３参照時間として設定され得る。
例えば、第１参照時間は５０ｍｓに設定され、第２参照時間は４０ｍｓに設定され、第３参照時間は３０ｍｓに設定され得る。
即ち、プロセッサ１３は、前記バッテリー電圧が前記過放電電圧区間に含まれると、前記基準時間を第１参照時間に設定し、前記バッテリー電圧が前記許容電圧区間に含まれると、前記基準時間を第２参照時間に設定し、前記バッテリー電圧が前記過充電電圧区間に含まれると、前記基準時間を第３参照時間に設定するように構成され得る。
プロセッサ１３は、前記バッテリー曲げ度が前記基準曲げ度を超過する時点から経過した超過時間と前記基準時間との長短を比較するように構成され得る。
具体的に、プロセッサ１３は、バッテリー電圧が含まれる電圧区間に応じて基準曲げ度及び基準時間を設定し得る。そして、曲げ度測定部１２によって測定されるバッテリー曲げ度が設定された基準曲げ度を超過したときから前記超過時間を測定し得る。望ましくは、超過時間は、バッテリー曲げ度が基準曲げ度以下になるか、またはバッテリー１１０に対する保護動作が行われるまで測定され得る。
即ち、バッテリー１１０に対する保護動作が行われる前であり、超過時間が測定されるうちにバッテリー曲げ度が基準曲げ度以下になると、測定される超過時間はリセットされ得る。また、バッテリー１１０に対する保護動作が行われると、測定される超過時間はリセットされ得る。
プロセッサ１３は、時間の比較結果に基づいて前記バッテリー１１０に対して保護動作を行うように構成され得る。
具体的に、プロセッサ１３は、超過時間が基準時間を超過すれば、バッテリー１１０に対する保護動作を行い得る。
例えば、基準時間が５０ｍｓに設定され、第１時点で測定されたバッテリー曲げ度が基準曲げ度を超過したと仮定する。バッテリー曲げ度が基準曲げ度を超過したため、プロセッサ１３は、第１時点を起算点にして超過時間を測定し得る。もし、測定される超過時間が５０ｍｓを超過した場合、プロセッサ１３はバッテリー１１０に対する保護動作を行い得る。逆に、測定される超過時間が５０ｍｓ以下であり、バッテリー曲げ度が基準曲げ度以下に変更された場合、プロセッサ１３は、測定する超過時間をリセットし得る。
本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１０は、バッテリー曲げ度が維持される時間（前記超過時間）を考慮することで、持続的な外部衝撃またはスウェリング現象が発生したと判断されると、バッテリー１１０に対する保護動作を行い得る。
したがって、プロセッサ１３は、バッテリー１１０に対する瞬間的な衝撃が加えられてからバッテリー１１０の状態が正常状態に戻る状況では、バッテリー１１０及びバッテリーパック１００を長く使用できるように前記保護動作を行わない。
望ましくは、前記第３参照時間は、前記第１参照時間及び前記第２参照時間未満に設定されることができる．
即ち、参照曲げ度と同様に、参照時間も、バッテリー１１０のバッテリー電圧が含まれる電圧区間に応じて相違に設定され得る。
前述したように、バッテリー電圧が過充電電圧区間に含まれる場合、バッテリー１１０の内部エネルギーが相対的に高い状態であり得る。このような場合には、バッテリー１１０に外部衝撃が相対的に短い時間維持されても、バッテリー１１０が爆発するなどの事故が発生し得る。また、バッテリー１１０の内部エネルギーが高い状態であるため、爆発などの事故の程度が大きくなり得る。
したがって、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１０は、第３参照時間を第１参照時間及び第２参照時間よりも短く設定することで、バッテリー電圧を考慮してバッテリー１１０による事故の発生を防止することができるという長所がある。
前記プロセッサ１３は、前記基準時間を設定した後、前記バッテリー電圧が変更されると、変更されたバッテリー電圧に対応するように前記基準時間を変更するように構成され得る。
電圧測定部１１は、周期的にバッテリー１１０のバッテリー電圧を測定し、測定したバッテリー電圧をプロセッサ１３に出力し得る。したがって、プロセッサ１３は、以前に受信した以前のバッテリー電圧に基づいて基準時間を設定した後、新しく受信した新規のバッテリー電圧が以前のバッテリー電圧と相違すると、新規のバッテリー電圧に基づいて基準時間を変更し得る。
具体的に、前記プロセッサ１３は、前記バッテリー電圧が変更されて前記バッテリー電圧の属する電圧区間が変更された場合、変更された電圧区間に対応する参照時間に前記設定された基準時間を変更するように構成され得る。
例えば、前述した実施形態のように、過放電電圧区間は０Ｖ以上２Ｖ未満の区間であり、許容電圧区間は２Ｖ以上４Ｖ未満の区間であり、過充電電圧区間は４Ｖ以上の区間であると仮定する。
第１時点でバッテリー電圧が３Ｖであれば、プロセッサ１３は、基準時間を第２参照時間として設定し得る。以後、第２時点でバッテリー電圧が４Ｖに変更された場合、プロセッサ１３は、第２参照時間として設定されている基準時間を第３参照時間に変更し得る。
このような場合、第２時点における基準時間は、第１時点における基準時間よりも短くなるため、バッテリー曲げ度が基準曲げ度を超過したときから測定される前記超過時間によっては保護動作が行われ得る。
即ち、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１０は、バッテリー電圧の変化に対応するように基準時間を変更することで、バッテリー１１０の状態に対応する適切な保護動作を行うことができるという長所がある。
より望ましくは、前記プロセッサ１３は、前記基準曲げ度及び前記基準時間を設定した後、前記バッテリー電圧が変更されると、変更されたバッテリー電圧に対応して前記基準曲げ度及び前記基準時間を変更するように構成され得る。
即ち、基準曲げ度及び基準時間が設定された後、バッテリー電圧が他の電圧区間に含まれるように変更された場合、プロセッサ１３は、変更されたバッテリー電圧に含まれる電圧区間に設定された参照曲げ度及び参照時間に、前記基準曲げ度及び前記基準時間を各々変更し得る。
本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１０は、バッテリー１１０の状態変化（例えば、バッテリー電圧の変化）に対応するように基準曲げ度及び基準時間を変更し、バッテリー１１０に対する保護動作を行うことができるという長所がある。したがって、バッテリー管理装置１０は、バッテリー１１０の状態に対応する適切な保護動作を行うことで、バッテリー１１０による予期せぬ事故を防止することができるという長所がある。
以下では、バッテリー管理装置１０を含むバッテリーパック１００に関わる多様な実施形態について説明する。前述した内容と重複する内容は省略する。
図５は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１０及びバッテリー１１０の他の例示的構成を示す図である。具体的に、図５は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１０の曲げ度測定部１２がバッテリーモジュール１４０に付着される例示を示す図である。
図６は、図５のバッテリーの斜視図である。具体的に、図６は、前記バッテリーモジュール１４０の斜視図を示す。
ここで、前記バッテリー１１０は、複数のバッテリーセル１１０ａ～１１０ｅが備えられたバッテリーモジュール１４０で構成され得る。即ち、図５及び図６の実施形態において、複数のバッテリーセル１１０ａ～１１０ｅを含むバッテリーモジュール１４０がバッテリー１１０として看做され得る。
例えば、図５及び図６を参照すれば、バッテリーモジュール１４０には、第１バッテリーセル１１０ａ、第２バッテリーセル１１０ｂ、第３バッテリーセル１１０ｃ、第４バッテリーセル１１０ｄ及び第５バッテリーセル１１０ｅが含まれ得る。
電圧測定部１１は、バッテリーモジュール１４０のバッテリー電圧を測定し、曲げ度測定部１２はバッテリーモジュール１４０のバッテリー曲げ度を測定し得る。特に、図５及び図６を参照すれば、曲げ度測定部１２は、バッテリーモジュール１４０の一面に付着され、バッテリーモジュール１４０のバッテリー曲げ度を測定し得る。
そして、プロセッサ１３は、バッテリー電圧及びバッテリー曲げ度に基づいて、バッテリーモジュール１４０の保護動作を行い得る。
即ち、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１０は、バッテリーセルのみならず、バッテリーモジュール１４０に対しても電圧及び曲げ度に応じて保護動作を行うことができるという長所がある。
図７は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１０とバッテリーのさらに他の例示的な構成を示す図である。
図７の実施形態において、図５及び図６の実施形態と同様に、複数のバッテリーセル１１０ａ～１１０ｅを含むバッテリーモジュール１４０がバッテリー１１０として看做され得る。
前記電圧測定部１１は、前記バッテリーモジュール１４０及び前記複数のバッテリーセル１１０ａ～１１０ｅの各々の電圧を測定するように構成され得る。
例えば、図７の実施形態において、電圧測定部１１は、複数のバッテリーセル１１０ａ～１１０ｅの電極の各々に接続し得る。そして、電圧測定部１１は、バッテリーモジュール１４０及び複数のバッテリーセル１１０ａ～１１０ｅの各々の電圧を測定し得る。
前記曲げ度測定部１２は、前記バッテリーモジュール１４０及び前記複数のバッテリーセル１１０ａ～１１０ｅの各々に備えられ、前記バッテリーモジュール１４０及び前記複数のバッテリーセル１１０ａ～１１０ｅの各々の曲げ度を測定するように構成され得る。
望ましくは、曲げ度測定部１２は、バッテリーモジュール１４０及び複数のバッテリーセル１１０ａ～１１０ｅの各々に付着され得る。
例えば、曲げ度測定部１２は、バッテリーモジュール１４０に付着され得る。第１曲げ度測定部１２ａは、第１バッテリーセル１１０ａに付着され得る。第２曲げ度測定部１２ｂは、第２バッテリーセル１１０ｂに付着され得る。第３曲げ度測定部１２ｃは、第３バッテリーセル１１０ｃに付着され得る。第４曲げ度測定部１２ｄは、第４バッテリーセル１１０ｄに付着され得る。第５曲げ度測定部１２ｅは、第５バッテリーセル１１０ｅに付着され得る。
前記プロセッサ１３は、前記バッテリーモジュール１４０に対する曲げ度比較結果及び時間比較結果に基づいて前記バッテリーモジュール１４０に欠陥があるかを判断するように構成され得る。
即ち、プロセッサ１３は、複数のバッテリーセル１１０ａ～１１０ｅの各々に対するバッテリー曲げ度及び超過時間を、基準曲げ度及び基準時間と比較する前に、バッテリーモジュール１４０に対する欠陥検出を行い得る。
例えば、バッテリーモジュール１４０のバッテリー曲げ度が基準曲げ度以下であり、超過時間も基準時間以下である場合、プロセッサ１３は、バッテリーモジュール１４０に欠陥がないと判断し得る。この場合、プロセッサ１３は、複数のバッテリーセル１１０ａ～１１０ｅの各々に対する欠陥検出は省略し得る。
即ち、バッテリー管理装置１０は、バッテリーモジュール１４０の欠陥を先に検出した後、バッテリーモジュール１４０に欠陥が検出された場合に限って複数のバッテリーセル１１０ａ～１１０ｅの各々に対する欠陥を検出することで、バッテリー１１０の欠陥を検出する総所要時間を短縮することができるという長所がある。
具体的な例として、バッテリーモジュール１４０のバッテリー曲げ度が基準曲げ度を超過しており、超過時間も基準時間を超過した場合、プロセッサ１３は、バッテリーモジュール１４０に欠陥があると判断し得る。この場合、プロセッサ１３は、複数のバッテリーセル１１０ａ～１１０ｅの各々に対する欠陥検出を行い得る。即ち、プロセッサ１３は、欠陥の原因になる異常セルを検出するために、複数のバッテリーセル１１０ａ～１１０ｅの各々に対する欠陥検出を行い得る。
その後、複数のバッテリーセル１１０ａ～１１０ｅのうちバッテリー曲げ度が基準曲げ度を超過しており、超過時間が基準時間を超過したバッテリーセルが検出されると、プロセッサ１３は、バッテリー１１０に対する保護動作を行い得る。そして、プロセッサ１３は、検出されたバッテリーセルについての情報を提供することで、欠陥の原因になる異常セルについての情報を提供することができるという長所がある。
図８は、本発明の他の実施形態によるバッテリー管理方法を概略的に示した図である。ここで、バッテリー管理方法は、バッテリー管理装置１０の各構成によって行われ得る。
図８を参照すれば、本発明の他の実施形態によるバッテリー管理方法は、電圧測定段階Ｓ１００、曲げ度測定段階Ｓ２００、基準曲げ度設定段階Ｓ３００及び保護動作遂行段階Ｓ４００を含み得る。
電圧測定段階Ｓ１００は、バッテリー１１０のバッテリー電圧を測定する段階であって、電圧測定部１１によって行われ得る。
例えば、図４の実施形態において、電圧測定部１１は、バッテリー１１０の両端と接続した測定ラインを介してバッテリー１１０のバッテリー電圧を測定し得る。
曲げ度測定段階Ｓ２００は、前記バッテリー１１０のバッテリー曲げ度を測定する段階であって、曲げ度測定部１２によって行われ得る。
例えば、図３の実施形態において、曲げ度測定部１２は、バッテリー１１０の一面に付着され、バッテリー１１０のバッテリー曲げ度を測定し得る。
基準曲げ度設定段階Ｓ３００は、前記バッテリー電圧が、過放電電圧区間、許容電圧区間及び過充電電圧区間のうちどの電圧区間に含まれるかに応じて基準曲げ度を設定する段階であって、プロセッサ１３によって行われ得る。
先ず、プロセッサ１３は、電圧測定段階Ｓ１００で測定されたバッテリー電圧が、過放電電圧区間、許容電圧区間及び過充電電圧区間のどの電圧区間に含まれるかを判断し得る。
その後、プロセッサ１３は、バッテリー電圧が含まれる電圧区間に対応する参照曲げ度に基づいて基準曲げ度を設定し得る。例えば、バッテリー電圧が許容電圧区間に含まれると、プロセッサ１３は、許容電圧に対応する第２参照曲げ度に基づいて、基準曲げ度を設定し得る。即ち、プロセッサ１３は、第２参照曲げ度を前記基準曲げ度として設定し得る。
保護動作遂行段階Ｓ４００は、前記バッテリー曲げ度と基準曲げ度との大小を比較して、曲げ度比較結果に基づいて前記バッテリー１１０に対して保護動作を行う段階であって、プロセッサ１３によって行われ得る。
プロセッサ１３は、バッテリー曲げ度が基準曲げ度を超過すれば、バッテリー１１０に対する保護動作を行い得る。例えば、図４の実施形態において、プロセッサ１３は、前記保護動作として、前記ヒューズ１３０を破断するか、またはメインリレー１２０の動作状態をターンオフ状態に制御し得る。
図９は、本発明のさらに他の実施形態によるバッテリー管理方法を概略的に示した図である。ここで、バッテリー管理方法は、バッテリー管理装置１０の各構成によって行われ得る。また、以下では、図８の方法で追加または変更された段階のみについて説明する。
図９を参照すると、本発明のさらに他の実施形態によるバッテリー管理方法は、基準時間設定段階Ｓ５００及び保護動作遂行段階Ｓ６００をさらに含み得る。
基準時間設定段階Ｓ５００は、基準曲げ度設定段階Ｓ３００の後、前記バッテリー電圧が過放電電圧区間、許容電圧区間及び過充電電圧区間のいずれか電圧区間に含まれるかによって基準時間を設定する段階であって、プロセッサ１３によって行われ得る。
プロセッサ１３は、バッテリー電圧が含まれる電圧区間に対応する参照時間に基づいて基準時間を設定し得る。例えば、バッテリー電圧が許容電圧区間に含まれると、プロセッサ１３は、許容電圧に対応する第２参照時間に基づいて基準時間を設定し得る。即ち、プロセッサ１３は、第２参照時間を前記基準時間として設定し得る。
保護動作遂行段階Ｓ６００は、前記バッテリー曲げ度と基準曲げ度との大小を比較した曲げ度の比較結果及び前記超過時間と基準時間との長短を比較した時間比較結果に基づいて前記バッテリー１１０に対して保護動作を行う段階であって、プロセッサ１３によって行われ得る。
図９の保護動作遂行段階Ｓ６００は、図８の保護動作遂行段階Ｓ４００と一部が相違した段階であり得る。具体的に、図９の保護動作遂行段階Ｓ６００は、図８の保護動作遂行段階Ｓ４００に比べて時間比較結果をさらに考慮する点が相異なる。
例えば、プロセッサ１３は、バッテリー曲げ度が基準曲げ度を超過しており、バッテリー曲げ度が基準曲げ度を超過した超過時間が基準時間を超過した場合、バッテリー１１０に対する保護動作を行い得る。即ち、プロセッサ１３は、バッテリー曲げ度が基準曲げ度を超過した状態が基準時間よりも長く持続される場合、バッテリー１１０に対する保護動作を行い得る。
このようなバッテリー管理方法によれば、外部衝撃が加えられるか、またはスウェリング現象によってバッテリー１１０による事故の発生を予め防止することができる長所がある。
以上、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ず、本発明が属する技術分野における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。
１０ バッテリー管理装置
１１ 電圧測定部
１２ 曲げ度測定部
１３ プロセッサ
１００ バッテリーパック
１１０ バッテリー
１２０ メインリレー
１３０ ヒューズ
１４０ バッテリーモジュール

Claims (15)

  1. バッテリーのバッテリー電圧を測定するように構成された電圧測定部と、
    前記バッテリーの少なくとも一側に備えられ、前記バッテリーのバッテリー曲げ度を測定するように構成された曲げ度測定部と、
    前記電圧測定部から前記バッテリー電圧を受信し、前記曲げ度測定部からバッテリー曲げ度を受信し、前記バッテリー電圧が、過放電電圧区間、許容電圧区間及び過充電電圧区間のどの電圧区間に含まれるかに応じて基準曲げ度を設定し、前記バッテリー曲げ度と基準曲げ度との大小を比較して、曲げ度の比較結果に基づいて前記バッテリーに対して保護動作を行うように構成されたプロセッサと、を含むことを特徴とする、バッテリー管理装置。
  2. 前記プロセッサは、
    前記バッテリー電圧が前記過放電電圧区間に含まれると、前記基準曲げ度を第１参照曲げ度に設定し、前記バッテリー電圧が前記許容電圧区間に含まれると、前記基準曲げ度を第２参照曲げ度に設定し、前記バッテリー電圧が前記過充電電圧区間に含まれると、前記基準曲げ度を第３参照曲げ度に設定するように構成されたことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリー管理装置。
  3. 前記第３参照曲げ度は、
    前記第１参照曲げ度及び前記第２参照曲げ度未満に設定されたことを特徴とする、請求項２に記載のバッテリー管理装置。
  4. 前記プロセッサは、
    前記基準曲げ度を設定した後、前記バッテリー電圧が変更されると、変更されたバッテリー電圧に対応して前記基準曲げ度を変更するように構成されたことを特徴とする、請求項２または３に記載のバッテリー管理装置。
  5. 前記プロセッサは、
    前記バッテリー電圧が変更されて前記バッテリー電圧が属する電圧区間が変更された場合、前記設定された基準曲げ度を変更された電圧区間に対応する参照曲げ度に変更するように構成されたことを特徴とする、請求項４に記載のバッテリー管理装置。
  6. 前記プロセッサは、
    前記バッテリー電圧が属する電圧区間に対応するように基準時間を設定し、前記バッテリー曲げ度が前記基準曲げ度を超過する時点から経過した超過時間と前記基準時間との長短を比較し、時間比較結果に基づいて前記バッテリーに対して保護動作を行うように構成されたことを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置。
  7. 前記プロセッサは、
    前記バッテリー電圧が前記過放電電圧区間に含まれると、前記基準時間を第１参照時間に設定し、前記バッテリー電圧が前記許容電圧区間に含まれると、前記基準時間を第２参照時間に設定し、前記バッテリー電圧が前記過充電電圧区間に含まれると、前記基準時間を第３参照時間に設定するように構成されたことを特徴とする、請求項６に記載のバッテリー管理装置。
  8. 前記第３参照時間は、
    前記第１参照時間及び前記第２参照時間未満に設定されたことを特徴とする、請求項７に記載のバッテリー管理装置。
  9. 前記プロセッサは、
    前記基準時間を設定した後、前記バッテリー電圧が変更されると、変更されたバッテリー電圧に対応するように前記基準時間を変更するように構成されたことを特徴とする、請求項７または８に記載のバッテリー管理装置。
  10. 前記プロセッサは、
    前記バッテリー電圧が変更されて前記バッテリー電圧が属する電圧区間が変更された場合、前記設定された基準時間を変更された電圧区間に対応する参照時間に変更するように構成されたことを特徴とする、請求項９に記載のバッテリー管理装置。
  11. 前記プロセッサは、
    前記基準曲げ度及び前記基準時間を設定した後、前記バッテリー電圧が変更されると、変更されたバッテリー電圧に対応するように前記基準曲げ度及び前記基準時間を変更するように構成されたことを特徴とする、請求項６から請求項１０のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置。
  12. 前記バッテリーは、
    複数のバッテリーセルが備えられたバッテリーモジュールで構成されたことを特徴とする、請求項６から請求項１１のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置。
  13. 前記電圧測定部は、
    前記バッテリーモジュール及び前記複数のバッテリーセルの各々の電圧を測定するように構成され、
    前記曲げ度測定部は、
    前記バッテリーモジュール及び前記複数のバッテリーセルの各々に備えられ、前記バッテリーモジュール及び前記複数のバッテリーセルの各々の曲げ度を測定するように構成され、
    前記プロセッサは、
    前記バッテリーモジュールに対する曲げ度比較結果及び時間比較結果に基づいて前記バッテリーモジュールの欠陥有無を判断し、前記バッテリーモジュールに欠陥があると判断された場合、前記複数のバッテリーセルの各々に対する曲げ度比較結果及び時間比較結果に基づいて前記複数のバッテリーセルのうち異常セルを検出するように構成されたことを特徴とする、請求項１２に記載のバッテリー管理装置。
  14. 請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置を含む、バッテリーパック。
  15. バッテリーのバッテリー電圧を測定する電圧測定段階と、
    前記バッテリーのバッテリー曲げ度を測定する曲げ度測定段階と、
    前記バッテリー電圧が過放電電圧区間、許容電圧区間及び過充電電圧区間のどの電圧区間に含まれるかに応じて基準曲げ度を設定する基準曲げ度設定段階と、
    前記バッテリー曲げ度と基準曲げ度との大小を比較し、曲げ度比較結果に基づいて前記バッテリーに対して保護動作を行う保護動作遂行段階と、を含むことを特徴とする、バッテリー管理方法。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220129354A (ko) 2021-03-16 2022-09-23 주식회사 엘지에너지솔루션 퓨즈 박스 진동 감지 보호 회로
KR20230063025A (ko) 2021-11-01 2023-05-09 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 셀의 활성화 시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003197268A (ja) 2001-12-28 2003-07-11 Nec Tokin Tochigi Ltd 異常保護回路付電池パック
JP2018185944A (ja) 2017-04-25 2018-11-22 株式会社東芝 二次電池システム、充電方法、及び車両

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0119530D0 (en) * 2001-08-10 2001-10-03 Nec Technologies Uk Ltd Electrical cell protection
KR100572807B1 (ko) 2004-02-17 2006-04-24 가온미디어 주식회사 과전류 보호장치
KR20060003784A (ko) * 2004-07-07 2006-01-11 박근식 식품포장지 코팅용 새로운 은항균전분 제조
KR100579377B1 (ko) 2004-10-28 2006-05-12 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR100801852B1 (ko) * 2005-04-21 2008-02-11 주식회사 엘지화학 배터리 팩 보호 장치 및 방법
KR100899284B1 (ko) * 2006-03-13 2009-05-27 주식회사 엘지화학 간단한 구조의 안전수단을 구비한 전지모듈
KR100895203B1 (ko) * 2006-05-15 2009-05-06 주식회사 엘지화학 중대형 전지모듈
KR101293206B1 (ko) 2007-06-12 2013-08-05 주식회사 엘지화학 2차전지 카트리지 모듈의 부풀림 검출/보호 시스템 및 그방법, 이에 보호받는 2차전지 카트리지 모듈
KR100964175B1 (ko) 2008-05-19 2010-06-17 주식회사 에스피엠탈로스 배터리 폭발 방지센서 및 이를 이용한 배터리의충·방전회로 제어방법
JP5067302B2 (ja) 2008-07-29 2012-11-07 トヨタ自動車株式会社 充電深度計測機構及び計測方法、並びに該計測機構を備える二次電池
CN201402987Y (zh) * 2008-12-31 2010-02-10 广州西格美信电子科技有限公司 具有电池管理系统的电池组
KR101071538B1 (ko) * 2009-05-04 2011-10-10 주식회사 엘지화학 전압 센싱부재 및 이를 포함하는 전지모듈
WO2011072295A2 (en) 2009-12-11 2011-06-16 A123 Systems, Inc. System and method for estimating a state of a battery pack
KR101152662B1 (ko) * 2010-09-03 2012-06-15 (주)열린기술 이차전지 폭발방지장치
CN201860140U (zh) * 2010-11-02 2011-06-08 天津市池源科技有限公司 一种充电电池
JP2012146447A (ja) 2011-01-11 2012-08-02 Toyota Industries Corp 電池異常検出システム及び電池異常検出方法
JP5693302B2 (ja) 2011-03-09 2015-04-01 三菱重工業株式会社 電池システム
US8669956B2 (en) * 2011-12-30 2014-03-11 Lg Electronics Inc. Bending threshold and release for a flexible display device
EP2645527A1 (en) 2012-03-26 2013-10-02 Samsung SDI Co., Ltd. Battery pack
KR101937489B1 (ko) * 2012-08-31 2019-01-10 현대모비스 주식회사 펄스 전원을 이용한 차량용 이차전지 스웰링 감지방법 및 장치
US9252623B2 (en) * 2012-09-24 2016-02-02 Samsung Sdi Co., Ltd. Protection apparatus for secondary battery
TWI459003B (zh) * 2012-10-05 2014-11-01 Giga Byte Tech Co Ltd 用於測試電路板之測試系統及漏電流測試方法
CN103674727B (zh) * 2012-11-23 2016-08-03 杭州金色能源科技有限公司 一种检测电池弯曲强度的方法及其装置
JP5935744B2 (ja) 2013-04-02 2016-06-15 トヨタ自動車株式会社 検出装置及び検出方法
US10074996B2 (en) * 2014-08-29 2018-09-11 The Regents Of The University Of Michigan Bulk force in a battery pack and its application to state of charge estimation
JP2016076335A (ja) 2014-10-03 2016-05-12 トヨタ自動車株式会社 二次電池システム
KR20160057206A (ko) * 2014-11-13 2016-05-23 삼성에스디아이 주식회사 배터리 보호장치 및 이를 이용한 배터리 보호 방법
KR101839405B1 (ko) 2015-05-07 2018-03-16 주식회사 엘지화학 메모리 칩의 파손 여부를 감지하는 검출 소자를 포함하는 보호회로 및 이를 포함하는 이차전지 팩
US20160380317A1 (en) * 2015-06-24 2016-12-29 Amphenol Thermometrics, Inc. Method and system for monitoring battery cell health
JP6583034B2 (ja) 2016-02-15 2019-10-02 株式会社豊田自動織機 蓄電装置及び電池モジュールの制御方法
CN105955863A (zh) 2016-04-26 2016-09-21 浪潮电子信息产业股份有限公司 一种用于机箱内部pcb板的物理状态的监测方法及系统
KR102633756B1 (ko) * 2016-04-28 2024-02-05 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 및 배터리 팩의 충전 방법
WO2017222333A1 (ko) 2016-06-24 2017-12-28 태성전장주식회사 전류 차단 장치를 포함한 대전류용 피씨비 어셈블리
TWI613863B (zh) * 2016-11-30 2018-02-01 黃鎮江 具優化氣體流道之雙極板結構
KR102265844B1 (ko) * 2016-12-22 2021-06-17 주식회사 엘지화학 배터리 팩 충격 보호방법 및 장치
KR102066703B1 (ko) * 2017-01-24 2020-01-15 주식회사 엘지화학 배터리 관리 장치 및 방법
KR102192676B1 (ko) 2017-01-24 2020-12-17 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 변형 예측 장치
KR102660500B1 (ko) 2017-02-14 2024-04-24 현대모비스 주식회사 차량 사고 상태 판단 장치 및 그 방법
KR102321418B1 (ko) * 2017-03-10 2021-11-03 삼성전자 주식회사 압력 센서를 이용하여 배터리 부풂을 감지하는 방법 및 이를 사용하는 전자 장치
KR20190007120A (ko) 2017-07-11 2019-01-22 한온시스템 주식회사 씰 와셔
CN207398300U (zh) * 2017-10-25 2018-05-22 东莞新能德科技有限公司 电池模组和电子产品

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003197268A (ja) 2001-12-28 2003-07-11 Nec Tokin Tochigi Ltd 異常保護回路付電池パック
JP2018185944A (ja) 2017-04-25 2018-11-22 株式会社東芝 二次電池システム、充電方法、及び車両

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