KR0172226B1 - Cooling method for battery on charging or discharging - Google Patents

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Abstract

[목적] 2차 전지의 제조 공정 중, 충·방전 공정시에 전지의 온도 상승을 방지하기 위하여 상기 전지들을 냉각시킴에 있어, 그 냉각으로 인한 각 전지들의 온도 편차가 줄어들도록 한다.[Purpose] In cooling the batteries in order to prevent the temperature rise of the battery during the charging and discharging process of the secondary battery, the temperature variation of each battery due to the cooling is reduced.

[구성] 팬으로부터 발생된 냉각풍은 제1이송관을 따라 흐르다가 충·방전기가 보유한 음극 극판으로 장착된 제2이송관을 이송되어 분출관을 통해 각 전지 부위로 분출되어 이들 전지들을 냉각시키게 된다.[Composition] The cooling wind generated from the fan flows along the first transfer pipe, and then transfers the second transfer pipe mounted to the negative electrode plate held by the charger / discharger, and is blown to each battery part through the discharge pipe to cool these batteries. do.

Description

2차 전지의 충·방전 공정시 사용되는 전지 냉각방법 및 그 장치Battery cooling method and apparatus for use in charging / discharging process of secondary battery

제1도는 본 발명에 따라 2차 전지의 충·방전 공정시에 전지들을 냉각시키는 방법을 설명하기 위해 도시한 개략 사시도이고,1 is a schematic perspective view illustrating a method of cooling batteries in a charging and discharging process of a secondary battery according to the present invention.

제2도는 제1도 A-A선의 단면도이고,2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 1,

제3도는 종래 기술에 따라 2차 전지의 충·방전 공정시에 전지들을 냉각시키는 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.FIG. 3 is a view illustrating a method of cooling batteries in a charging / discharging process of a secondary battery according to the prior art.

[산업상의 이용분야][Industrial use]

본 발명은 2차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2차 전지의 제조공정 중, 충·방전 공정시에 전지의 온도 상승을 방지하기 위하여 행하고 있는 전지 냉각을 각 전지의 온도 차이가 없이 효율적으로 이루도록 한 2차 전지의 충·방전 공정시에 사용되는 전지 냉각방법 및 그 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, in order to prevent the temperature increase of the battery during the charging and discharging process during the manufacturing process of the secondary battery, battery cooling is efficiently performed without the temperature difference of each battery. The present invention relates to a battery cooling method and apparatus for use in the charging and discharging step of a secondary battery.

[종래의 기술][Prior art]

잘 알려진 바와 같이, 2차 전지는 사용후 재사용이 가능한 전지로서, 이에는 니켈-카드뮴전지, 니켈-수소전지, 축전지 등이 포함되어 있다.As is well known, secondary batteries are batteries that can be reused after use, including nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, storage batteries, and the like.

상기 2차 전지에 있어 니켈-수소전지는, 타 전지에 비해 무해한 특성을 지니고 있어 근래에 들어 그 사용이 급증되고 있는 실정이다.In the secondary battery, the nickel-hydrogen battery has harmless properties compared to other batteries, and the use thereof is rapidly increasing in recent years.

이러한 니켈-수소전지는, 통상 양극으로 금속 산화물을 사용하고 음극으로는 수소 저장합금을 사용하여, 충전시 전해액 속의 물이 분해되어 생긴 수소를 수소 저장합금이 흡수하고, 방전시에는 필요한 수소를 전해액내로 방출함으로써 충전과 방전을 반복하여 사용되게 된다.In the nickel-hydrogen battery, a metal oxide is generally used as a positive electrode and a hydrogen storage alloy is used as a negative electrode. The hydrogen storage alloy absorbs the hydrogen generated by the decomposition of water in the electrolyte during charging and the required hydrogen is discharged. By discharging into the battery, charging and discharging are repeated.

이와 같은 작용을 위하여, 상기 니켈-수소전지는 그 제조시에 하나의 전지로 조립된 후, 충·전 공정으로 이송되어 일정시간 동안, 충·방전되는 공정을 치르게 되는 바, 이때 상기 니켈-수소전지는 공정상 그 온도가 필요이상으로 상승하게 되므로 이에 종래에는 전지의 온도 상승을 방지하기 위하여 소정의 냉각수단을 통해 상기 전지를 냉각시키고 있다.To this end, the nickel-hydrogen battery is assembled into one battery at the time of its manufacture, and then transferred to a charging and discharging process to undergo a charging and discharging process for a predetermined time. Since the temperature of the battery increases more than necessary in the process, the battery is conventionally cooled by a predetermined cooling means in order to prevent the temperature of the battery from rising.

종래에 사용되었던 냉각방식은, 주로 팬을 이용한 전체 냉각방식으로서 이에 대한 참고 도면이 제3도에 도시되어 있다.The cooling method used in the related art is a total cooling method mainly using a fan, and reference drawings thereof are shown in FIG. 3.

도시된 바와 같이 종래의 2차 전지 즉, 상기 니켈-수소전지의 충·방전 공정에서는 충·방전기에 구비된 양, 음극 극판(1,3)에 다수의 전지(5)를 장착시켜 충·방전을 하게 된다.As shown in the figure, in the charging / discharging process of the conventional secondary battery, that is, the nickel-hydrogen battery, a plurality of batteries 5 are mounted on the positive and negative electrode plates 1 and 3 provided in the charging and discharging to charge and discharge the battery. Will be

그런데, 상기 전지(5)는 상기 공정시에 그 온도가 상승하게 됨에 따라, 이에 상기 극판(1,3)의 일측부에서는 상기 전지(5)의 온도 상승을 저하시키기 위하여 도시되지 않은 구동모터에 의해 팬(7)이 가동되어 냉각풍을 발생하게 된다.However, as the temperature of the battery 5 increases during the process, one side of the electrode plates 1 and 3 is connected to a driving motor (not shown) in order to reduce the temperature rise of the battery 5. As a result, the fan 7 is operated to generate cooling air.

따라서, 상기 전지(5)들은 상기 냉각풍이 에어 덕트(9)를 통해 상기 극판(1,3)으로 들어오게 됨에 따라 이들 냉각풍에 의해 냉각되어 그 온도가 상승되는 것을 방지할 수 있게 된다.Therefore, the batteries 5 can be prevented from being cooled by these cooling winds as the cooling winds enter the electrode plates 1 and 3 through the air ducts 9 and prevent the temperature from rising.

[발명이 해결하려고 하는 문제점][Problem trying to solve the invention]

이와 같이, 종래의 2차 전지 충·방전 공정에서는 하나의 팬을 이용하여 다수의 전지를 전체적을 냉각하는 방식으로 상기 전지를 냉각시키고 있다.As described above, in the conventional secondary battery charging / discharging process, the battery is cooled by cooling a plurality of batteries as a whole using one fan.

그런데, 상기한 냉각방식에서는 상기 전지를 각 개별 부위에서 냉각시키지 않고 일부위에서 한꺼번에 냉각시키게 되므로, 그 냉각 효과가 떨어져 냉각되는 전지들에 온도 편차가 나는 문제점이 발생하게 된다.However, in the above-described cooling method, since the battery is cooled at a time without being cooled at each individual site, a problem arises in that the cooling effect is poor and the temperature difference occurs in the cooled batteries.

이에, 종래의 2차 전지 충·방전 공정에서는 같은 조건으로 전지를 충·방전하여도 상기 전지들의 온도가 개별적으로 틀리게 되어 이들 전지들은 그 특성-수명, 용량을 양호하게 이룰 수 없게 된다.Therefore, in the conventional secondary battery charging and discharging process, even when the battery is charged and discharged under the same conditions, the temperatures of the batteries are individually different, so that these batteries cannot achieve good characteristics-life and capacity.

[문제점을 해결하기 위한 수단][Means to solve the problem]

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 그 목적은 2차 전지의 충·방전 공정시, 충·방전 받는 전지들의 온도 편차를 줄여 양호한 충·방전이 이루어질 수 있도록 함으로써, 전지의 특성을 향상시킬 수 있는 2차 전지의 충·방전 공정시 사용되는 냉각방법 및 그 장치를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and its object is to reduce the temperature variation of the batteries that are charged and discharged during the charging and discharging process of the secondary battery so that good charging and discharging can be achieved. The present invention provides a cooling method and apparatus for use in a charging / discharging process of a secondary battery capable of improving characteristics.

이에, 본 발명은 상기 목적을 실현하기 위하여, 2차 전지의 충·방전 공정시, 전지의 온도 상승을 방지하기 위하여 이들 전지를 냉각시키는 방법에 있어서, 팬 구동에 의해 발생된 냉각풍을 상기 전지가 다수로 장착되는 충·방전기의 양, 음극 극판으로 전달하여 상기 전지를 냉각시키되, 이 냉각풍이 상기 개개의 전지 장착부위로 전달될 수 있도록 하여 이루어지는 2차 전지의 충·방전 공정시 사용되는 전지 냉각방법을 제공한다.Therefore, in order to realize the above object, the present invention provides a cooling air generated by a fan drive in a method of cooling these batteries in order to prevent the temperature increase of the batteries during the charging and discharging step of the secondary battery. A battery used during the charging and discharging process of a secondary battery, wherein the number of charge / dischargers mounted in a large number is transferred to the negative electrode plate to cool the battery, and the cooling air can be delivered to the respective battery mounting portions. Provide a cooling method.

또한, 본 발명은 상기 목적을 실현하기 위하여, 구동모터에 의해 작동되는 팬과; 이 팬에서 발생된 냉각풍이 이송되는 제1이송관과; 충·방전기의 양, 음극 극판으로 장착되어 상기 이송관으로부터 이송된 냉각풍을 상기 양, 음극 극판에 장착된 각 전지 장착 부위로 분출하도록 하는 제2이송관이 포함되어 이루어지는 2차 전지의 충·방전 공정시 사용되는 전지 냉각장치를 제공한다.In addition, the present invention, in order to realize the above object, a fan operated by a drive motor; A first conveying pipe through which the cooling wind generated by the fan is conveyed; Charge and discharge of the secondary battery comprising a second transfer pipe is mounted to the positive and negative electrode plates to eject the cooling air conveyed from the transfer pipe to each battery mounting portion mounted on the positive and negative electrode plates. Provided is a battery cooling device used in a discharging process.

이때, 상기 제2이송관은 상기 양, 음극 극판의 내부로 설치되며, 또한 상기 음극 극판 측으로만 설치될 수 있다.In this case, the second transfer pipe may be installed inside the positive and negative electrode plates and may be installed only on the negative electrode plate side.

또한, 상기 제2이송관에서 냉각풍의 분출은, 상기 전지의 배치간격에 맞추어 상기 제2이송관의 상측으로 관통 형성된 분출관을 통해 이루어지게 된다.In addition, the blowing of the cooling air in the second conveying pipe is made through the ejection pipe penetrating through the upper side of the second conveying pipe in accordance with the arrangement interval of the battery.

[실시예]EXAMPLE

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명에 따라 2차 전지 충·방전 공정시에 전지를 냉각하는 방식을 설명하기 위해 도시한 개략 사시도로서, 도면 부호 10과 12는 통상의 충·방전기에 구비되어 있는 양, 음극 극판을 각기 가리키고 있다.1 is a schematic perspective view illustrating a method of cooling a battery during a secondary battery charging and discharging process according to the present invention, wherein reference numerals 10 and 12 denote positive and negative electrode plates provided in a typical charging and discharging battery. Are pointing at each.

상기 양, 음극 극판(10,12)에는 도시된 바와 같이 니켈-수소전지 등의 2차 전지(14)가 다수로 장착되어 충·방전 공정을 치르게 되는 바, 이에는 본 발명에 따라 구비되는 전지 냉각장치가 설치되게 된다.The positive and negative electrode plates 10 and 12 are mounted with a plurality of secondary batteries 14 such as nickel-hydrogen batteries as shown in the figure to undergo a charging / discharging process, which is provided according to the present invention. The cooling unit will be installed.

본 발명에 있어서도 역시, 냉각풍에 의한 냉각작용으로 상기 전지(14)를 냉각시키게 됨에 따라, 이에 상기 전지 냉각장치에는 우선 냉각풍을 발생시킬 수 있는 팬(20)이 포함되게 된다.Also in the present invention, as the battery 14 is cooled by the cooling action by the cooling wind, the battery cooling device includes a fan 20 capable of generating the cooling wind first.

상기 팬(20)은 미도시된 구동모터에 의해 구동되어 냉각풍을 발생시키게 되는데, 이 팬(20)에는 상기 음극 극판(12)의 측면으로 배치되는 제1이송관(22)이 연결되어 있어 상기 팬(20)에서 발생된 냉각풍은 이 제1이송관(22)을 따라 이송되게 된다.The fan 20 is driven by a driving motor (not shown) to generate cooling wind, and the fan 20 is connected to a first transfer pipe 22 disposed on the side of the negative electrode plate 12. The cooling wind generated by the fan 20 is transferred along the first transfer pipe 22.

한편, 도면을 기준으로 볼 때 상기 음극 극판(12)의 우측부으로 배치된 상기 제1이송관(22)에는, 상기 양, 음극 극판(12)에 장착된 전지(14)의 열간격에 따라 배치된 다수의 제2이송관(24)이 관통 연결되어 있다.On the other hand, as shown in the drawings, the first transfer pipe 22 disposed to the right side of the negative electrode plate 12 has the positive and negative intervals according to the thermal intervals of the batteries 14 mounted on the negative electrode plate 12. A plurality of second transfer pipes 24 are arranged to be connected through.

이때, 상기 제2이송관(24)은 상기 제1이송관(22)으로부터 냉각풍을 상기 양, 음극 극판(12)으로 이송시킬 수 있도록 이 양, 음극 극판(12)에 연결되는데, 본 실시예에서는 상기 음극 극판(12) 측만으로만 상기 제2이송관(24)이 연결될 수 있도록 하게 된다.At this time, the second transfer pipe 24 is connected to the positive and negative electrode plates 12 so that cooling air can be transferred from the first transfer pipe 22 to the positive and negative electrode plates 12. In the example, the second transfer pipe 24 may be connected only to the negative electrode plate 12.

물론, 상기 제2이송관(24)은 상기 음극 극판(12) 측만 아니라, 상기 양극 극판(10) 측으로도 같이 연결될 수 있다.Of course, the second transfer pipe 24 may be connected to the positive electrode plate 10 side as well as the negative electrode plate 12 side.

이울러, 본 실시예에서는 상기 제2이송관(24)이 상기 음극 극판(12)의 외부로 노출되지 않도록 상기 제2이송관(24)을 상기 음극 극판(12)의 내부로 장착하게 된다.In this embodiment, the second transfer tube 24 is mounted inside the negative electrode plate 12 so that the second transfer tube 24 is not exposed to the outside of the negative electrode plate 12.

이에, 상기 제2이송관(24)은 상기 제1이송관(22)에서 이송받은 냉각풍을 상기 각 전지(14) 측으로 분출하도록 하게 되는데, 이러한 냉각풍의 분출은 상기 각 전지(14) 배치 간격에 맞추어 상기 제2이송관(24)의 상측으로 관통형성된 다수의 분출관(26)에 의해 이루어지게 된다.Thus, the second conveying pipe 24 is to eject the cooling wind conveyed from the first conveying pipe 22 toward each of the batteries 14, the ejection of the cooling wind is the spacing of each battery 14 arrangement According to the plurality of ejection pipes (26) formed through the upper side of the second transfer pipe (24).

즉, 상기 분출관(26)은 그 선단이 상기 음극 극판(12)의 상면으로 노출될 수 있도록 하여 상기 제2이송관(24)으로부터 냉각풍을 상기 각 전지(14)로 분출하게 된다.That is, the blower pipe 26 allows the tip of the blower pipe 26 to be exposed to the upper surface of the negative electrode plate 12 to blow cooling air from the second transfer pipe 24 to the respective batteries 14.

이때, 상기 분출관(26)이 상기 음극 극판(12)의 상면으로 노출되는 부위는, 상기 전지(14)가 결착되는 결합핀(12a)을 근접하여 배치되는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the portion of the ejection pipe 26 exposed to the upper surface of the negative electrode plate 12 is disposed close to the coupling pin 12a to which the battery 14 is bound.

이처럼 본 실시예에서는 상기 분출관(26)을 통해 상기 제2이송관(24)으로부터 이송된 냉각풍을 상기 전지(14)로 분출하고 있지만, 이는 반드시 이로 한정되는 것은 아니다.As described above, although the cooling air transferred from the second conveying pipe 24 through the spouting pipe 26 is blown to the battery 14, this is not necessarily limited thereto.

즉, 상기 전지(14)로 상기 냉각풍의 분출은 상기 제2이송관(24)에 직접 냉각풍이 분출될 수 있는 홀을 관통 형성하고 이 홀이 상기 음극 극판(12)의 상면으로 노출될 수 있도록 상기 제2이송관(24)을 상기 음극 극판(12)에 배치함으로써 이룰 수도 있다.That is, the blowing of the cooling wind to the battery 14 forms a hole through which the cooling wind can be directly blown into the second transfer pipe 24 so that the hole can be exposed to the upper surface of the negative electrode plate 12. This may be achieved by arranging the second transfer pipe 24 on the negative electrode plate 12.

이에, 상기와 같이 형성되는 냉각장치를 가지고 본 발명은, 상기 전지(14)의 충·방전 공정시 이들 전지(14)를 다음과 같은 방법으로 냉각시키게 된다.Thus, the present invention has the cooling device formed as described above, and the present invention cools these batteries 14 in the following manner during the charging and discharging step of the batteries 14.

즉, 상기 전지(14)의 충·방전 공정시 상기 전지(14)가 이전의 충·방전 공정에서처럼 그 온도가 상승하게 되면, 상기 팬(20)이 작동되어 냉각풍을 발생시키게 된다.That is, when the temperature of the battery 14 rises during the charge / discharge process of the battery 14 as in the previous charge / discharge process, the fan 20 is operated to generate cooling wind.

그러면, 이 냉각풍은 상기 제1이송관(22)를 따라 이송되다가, 상기 제2이송관(24)들을 거쳐 상기 음극 극판(12) 내부로 흘러 들어가 상기 분출관(26)을 통해 상기 음극 극판(12)의 상면, 다시 말해 상기 각 전지(14)부위로 분출되게 된다.Then, the cooling wind is transported along the first conveying pipe 22, and flows into the negative electrode plate 12 through the second conveying pipe 24 and passes through the spout tube 26 to the negative electrode plate. The upper surface of (12), in other words, is ejected to each of the battery (14).

따라서, 상기 각 전지(14)는 그 온도가 상승된다 하더라도 상기와 같이 분출되는 냉각풍에 의해 냉각되어 그 온도 상승을 방지할 수 있게 된다.Therefore, even if the temperature rises, each battery 14 is cooled by the cooling wind blown as mentioned above, and the temperature rise can be prevented.

이처럼 본 발명에서는 2차 전지의 충·방전 공정시 이들 전지들을 종래의 전체방식에서 개별방식으로 냉각방법을 전환하여 상기 (14)들을 냉각시키게 된다.As described above, in the present invention, in the charging and discharging process of the secondary battery, the batteries are cooled by switching the cooling method from the conventional overall method to the individual method.

[발명의 효과][Effects of the Invention]

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명에 따른 2차 전지의 충·방전 공정시 사용되는 냉각방법 및 그 장치는, 충·방전기에 장착된 전지들을 각기 개별적으로 냉각시키는 효과를 지니게 되므로 이에 그 냉각 효과가 상승되어 냉각된 전지들의 온도 편차를 줄일 수 있게 된다.As described above, the cooling method and the apparatus used in the charging and discharging process of the secondary battery according to the present invention have the effect of individually cooling the batteries mounted in the charging and discharging, so that the cooling effect is It is possible to reduce the temperature variation of the elevated and cooled batteries.

따라서, 본 발명에 따라 충·방전 공정시에 냉각되는 2차 전지는, 충·방전 공정을 양호하게 이룰 수 있게 되어 이에 그 전지 특성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻게 된다.Therefore, according to the present invention, the secondary battery cooled during the charging and discharging step can achieve the charging and discharging step satisfactorily, thereby obtaining the effect of improving its battery characteristics.

Claims (5)

2차 전지의 충·방전 공정시, 전지의 온도 상승을 방지하기 위하여 이들 전지를 냉각시키는 방법에 있어서, 팬 구동에 의해 발생된 냉각풍을 상기 전지가 다수로 장착되는 충·방전기의 양, 음극 극판으로 전달하여 상기 전지를 냉각시키되, 이 냉각풍이 상기 개개의 전지 장착부위로 전달될 수 있도록 하여 이루어짐을 특징으로 하는 2차 전지의 충·방전 공정시 사용되는 전지 냉각방법.In the method of cooling these batteries in order to prevent the temperature rise of the batteries during the charging and discharging process of the secondary batteries, the amount of negative and negative charges and dischargers in which the batteries are mounted with a large number of cooling winds generated by fan driving. Cooling the battery by transferring to the pole plate, the cooling air used in the charging and discharging process of the secondary battery, characterized in that the cooling air is made to be delivered to the individual battery mounting portion. 구동모터에 의해 작동되는 팬과; 이 팬에서 발생된 냉각풍이 이송되는 제1이송관과; 충·방전기의 양, 음극 극판으로 장착되어 상기 이송관으로부터 이송된 냉각풍을 상기 양, 음극 극판에 장착된 각 전지 장착 부위로 분출하도록 하는 제2이송관이 포함되어 이루어짐을 특징으로 하는 2차 전지의 충·방전 공정시 사용되는 전지 냉각장치.A fan operated by a drive motor; A first conveying pipe through which the cooling wind generated by the fan is conveyed; And a second transfer pipe mounted to the positive and negative pole plates of the charger and discharger to eject the cooling wind transferred from the transfer pipe to each of the battery mounting portions mounted on the positive and negative pole plates. Battery cooling device used in the battery charging and discharging process. 제2항에 있어서, 상기 제2이송관은, 상기 양, 음극 극판의 내부로 설치됨을 특징으로 하는 2차 전지의 충·방전 공정시 사용되는 전지 냉각장치.The battery cooling apparatus of claim 2, wherein the second transfer pipe is provided inside the positive and negative electrode plates. 제2항 내지 제3항에 있어서, 상기 제2이송관은, 상기 음극 극판 측으로만 설치됨을 특징으로 하는 2차 전지의 충·방전 공정시 사용되는 전지 냉각장치.The battery cooling apparatus of claim 2 to 3, wherein the second transfer pipe is provided only at the negative electrode plate side. 제2항에 있어서, 상기 제2이송관에서 냉각풍의 분출은, 상기 전지의 배치간격에 맞추어 상기 제2이송관의 상측으로 관통 형성된 분출관을 통해 이루어짐을 특징으로 하는 2차 전지의 충·방전 공정시 사용되는 전지 냉각장치.The secondary battery charging and discharging of claim 2, wherein the cooling air is blown out of the second transfer pipe through a discharge pipe penetrating through the upper side of the second transfer pipe according to the arrangement interval of the battery. Battery cooler used in the process.
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