KR100739080B1

KR100739080B1 - 외부 충격에 대응하는 배터리 팩 안전장치 및 배터리 팩보호방법

Info

Publication number: KR100739080B1
Application number: KR1020060005762A
Authority: KR
Inventors: 전윤철; 김태용; 윤석열
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2006-01-19
Filing date: 2006-01-19
Publication date: 2007-07-12

Abstract

본 발명은 외부 충격에 대응하는 배터리 팩 안전장치 및 배터리 팩 보호방법이다. 본 발명은 가속도 센서를 통해 감지되는 전기 자동차의 가속도가 설정치 이상이 되면 배터리 모듈로 인가되는 전원을 차단하여 배터리 모듈의 동작을 중지시킴으로써, 차량 충돌 등의 외부 충격에 의해 배터리 내부의 화학적 반응이 발생하여 배터리가 폭발하는 것을 방지한다.

배터리, 차량충돌, 폭발, 가속도 센서, BMS

Description

외부 충격에 대응하는 배터리 팩 안전장치 및 배터리 팩 보호방법{Battery pack protection apparatus and method for external physical force}

도 1은 일반적인 전기 자동차에서의 배터리 팩 설치 구조도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 시스템을 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 외부 충격에 대응하는 배터리 팩 안전 장치의 블록 구성도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량 내에서 가속도 센서의 장착 상태도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 외부 충격에 대응하는 배터리 팩 안전 장치의 동작 순서도이다.

본 발명은 외부 충격에 대응하는 배터리(battery) 팩(pack) 안전장치에 관한 것으로, 특히, 차량 충돌시 발생하는 충격에 의해 전지 팩이 손상되는 것을 방지하는 외부 충격에 대응하는 배터리 팩 안전장치에 관한 것이다.

최근, 공해발생을 줄이기 위하여, 전기 자동차 또는 하이브리드(Hybrid) 자동차의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.

전기 자동차는 배터리(battery)에서 출력되는 전기에너지에 의해 동작하는 배터리 엔진을 이용하는 자동차이다. 이러한 전기 자동차는 충방전이 가능한 다수의 2차 전지(cell)가 하나의 팩(pack)으로 형성된 배터리를 주동력원으로 이용하기 때문에 배기가스가 전혀 없으며 소음이 아주 작은 장점이 있다. 그리고 하이브리드 자동차는 내연 엔진을 이용하는 자동차와 전기 자동차의 중간 단계의 자동차로서, 두 가지 이상의 동력원, 예컨대 내연 엔진 및 배터리 엔진을 사용하는 자동차이다.

이와 같이 전기 자동차 및 하이브리드 자동차(이하, "전기 자동차"라 총칭한다)는 배터리 엔진을 사용함에 따라 차체 내부에 배터리가 팩의 형태로 설치되어 있다.

일반적인 전기 자동차에서 배터리 팩은 도 1과 같이 설치되어 있다. 도 1은 일반적인 전기 자동차에서의 배터리 팩 설치 구조도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 팩은 차량의 바닥 패널과 상기 바닥 패널 위에 배치된 시트 사이에 배치되고, 상기 복수의 배터리 유닛 셀 또는 배터리 모듈은 상기 차량에 대하여 길이 방향으로 스택되어 있다.

그런데 배터리 팩은 차량간 충돌이나 외부 충격이 발생하는 경우 이때의 충격으로 파손되거나 고속 충돌시 발생하는 엄청난 충격에 의해 전지내 전해액의 연쇄 반응으로 인해 차량 폭발로 이어지는 경우가 있다.

그러므로 전기 자동차에 배터리 팩을 설치할 때 배터리 팩에 대한 안정성이 보장되도록 하는 배터리 안전 장치의 설계가 중요하다.

그러나, 종래에는 차량 충돌시 배터리 팩의 안전을 위해 강건한 프레임을 설계하여 적용하고 있는데, 이는 배터리 팩 무게를 증가시켜 팩 성능을 저하시키는 문제가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 차량 충돌시 발생하는 충격으로부터 배터리 팩을 안전하게 하는 외부 충격에 대응하는 전지 팩 안전장치를 제공하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 전기를 이용하는 자동차의 배터리를 외부 충격으로부터 보호하는 배터리 팩 안전장치는, 배터리 모듈; 상기 자동차의 속도 변화를 감지하는 가속도 센서; 상기 가속도 센서의 출력으로부터 상기 자동차의 현재 가속도를 산출하고 설정된 설정치와 비교하여 상기 현재 가속도가 설정치보다 큰 경우에 상기 배터리 모듈의 동작을 중지시키기 위한 동작 중지 신호를 출력하는 BMS; 및 상기 배터리 모듈의 전원 공급 라인 상에 설치되어 있고, 상기 BMS의 동작 중지 신호에 따라 스위치 오프하여 상기 배터리 모듈의 동작을 중지시키는 메인 스위치를 포함한다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 전기를 이용하는 자동차의 배터리를 외부 충격으로부터 보호하는 배터리 팩 안전장치는, 배터리 모듈; 상기 자동차의 속도 변화를 감지하는 가속도 센서; 상기 가속도 센서의 출력으 로부터 상기 자동차의 현재 가속도를 산출하고 설정된 설정치와 비교하여 상기 현재 가속도가 설정치보다 큰 경우에 상기 배터리 모듈의 동작을 중지시키기 위한 동작 중지 신호를 출력하는 ECU; 및 상기 배터리 모듈의 전원 공급 라인 상에 설치되어 있고, 상기 ECU의 동작 중지 신호에 따라 스위치 오프하여 상기 배터리 모듈의 동작을 중지시키는 메인 스위치를 포함한다.

상기 가속도 센서는 차량의 내부 또는 외부에 하나가 장착되거나, 상기 배터리 모듈에 부착된다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 특징에 따른 전기를 이용하는 자동차의 배터리를 외부 충격으로부터 보호하는 배터리 팩 보호방법은 a) 상기 자동차의 속도 변화를 감지하는 단계; b) 상기 자동차의 속도 변화를 이용하여 현재 자동차의 가속도를 산출하는 단계; c) 상기 산출한 가속도를 설정치와 비교하는 단계; 및 d) 상기 산출한 가속도가 설정치 이상이면 상기 배터리의 동작을 중지시키는 단계를 포함한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이 는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 “전기적으로 연결“되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 ”포함“한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 본 명세서에서 기재한 모듈(module)이란 용어는 특정한 기능이나 동작을 처리하는 하나의 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현할 수 있다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 외부 충격에 대응하는 전지 팩 안전장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

우선, 도 2를 참조로 하여 본 발명이 적용되는 전기 자동차 시스템의 일 예를 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 시스템을 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 자동차 시스템은, BMS(1), 배터리 모듈(2), 전류센서(3), 냉각팬(4), 퓨즈(5), 메인 스위치(6), ECU(engine controller unit, 7), 인버터(8) 및 모터 제너레이터(9)를 포함한다.

상기 배터리 모듈(2)은 복수의 전지(battery) 셀이 서로 직렬로 연결된 복수의 서브팩(2a ~ 2h), 줄력단자(2_OUT1), 출력단자(2_OUT2) 및 서브팩(2d)과 서브팩(2e) 사이에 마련되는 안전스위치(2_SW)를 포함한다. 여기서 서브팩(2a ~ 2h)은 예시적으로 8개로 표시되고 서브팩은 복수의 전지 셀을 하나의 그룹으로 표시한 것에 불과한 것이고, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 안전 스위치(2_SW)는 서브팩(2d) 과 서브팩(2e) 사이에 마련되는 스위치로서 배터리를 교체하거나 배터리에 대한 작업을 수행할 때 작업자의 안전을 위하여 수동적으로 온 오프할 수 있는 스위치이다.

본 실시예에서는 서브팩(2d)과 서브팩(2e) 사이에 안전 스위치(2_SW)가 마련되나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 출력단자(2_OUT1) 및 출력단자(2_OUT2)는 인버터(8)와 연결된다.

전류센서(3)는 배터리 모듈(2)의 출력전류 량을 측정하여 BMS(1)의 센싱부(10)로 출력한다. 구체적으로 전류센서(3)는 홀(Hall) 소자를 이용하여 전류를 측정하고 측정된 전류에 대응되는 아날로그 전류 신호로 출력하는 Hall CT(Hall current transformer)일 수 있다.

냉각팬(4)은 BMS(1)의 제어신호에 기초하여 배터리 모듈(2)의 충방전에 의해 발생할 수 있는 열을 냉각하여 온도 상승으로 인한 배터리의 열화 및 충방전 효율의 저하를 방지한다.

퓨즈(5)는 배터리 모듈(2)의 단선 또는 단락에 의해 과전류가 배터리에 전달되는 것을 방지한다. 즉 과전류가 발생하면 퓨즈(5)는 단선되어 과전류가 배터리(2)에 전달되는 것을 차단한다.

메인 스위치(6)는 배터리 모듈(2)의 전원공급라인 상에 설치되어 있으며, 배터리 모듈(2)에 과전압, 과전류, 고온, 외부 충격 등 이상 현상이 발생하면 BMS(1) 또는 자동차의 ECU(7)의 제어신호에 기초하여 배터리 모듈(2)을 온, 오프한다.

BMS(1)는 센싱부(10), MCU(Main control unit, 20), 내부전원 공급부(30), 셀밸런싱부(40), 저장부(50), 통신부(60), 보호회로부(70), 파워온 리셋부(80) 및 외부인터페이스(90)를 포함한다.

센싱부(10)는 배터리 전체 팩전류, 배터리 전체 팩전압, 각 전지 셀전압, 셀온도 및 주변온도를 측정하여 MCU(20)에 전달한다.

MCU(20)는 센싱부(10)로부터 전달받은 배터리 전체 팩전류, 배터리 전체 팩전압, 각 전지 셀전압, 셀온도 및 주변온도에 기초하여 배터리 모듈(2)의 충전상태(state of charging, 이하 SOC), 건강상태(state of health, 이하 SOH) 등을 추정하여 배터리의 상태를 알려주는 정보를 생성하고 자동차의 ECU(7)에 전달한다. 따라서 자동차의 ECU(7)는 MCU(20)로부터 전달된 SOC 및 SOH에 기초하여 배터리 모듈(2)의 충전 또는 방전을 수행한다.

내부전원 공급부(30)는 일반적으로 보조 배터리를 이용하여 BMS(1)에 전원을 공급하는 장치이다. 셀밸런싱부(40)는 각 셀의 충전상태의 균형을 맞춘다. 즉, 충전상태가 비교적 높은 셀은 방전시키고 충전상태가 비교적 낮은 셀은 충전시킬 수 있다.

저장부(50)는 BMS(1)의 전원이 오프될 때, 현재의 SOC, SOH 등의 데이터들을 저장한다. 여기서 저장부(50)는 전기적으로 쓰고 지울 수 있는 비휘발성 저장장치로서 EEPROM일 수 있다. 통신부(60)는 자동차의 ECU(7)와 통신을 수행한다.

보호회로부(70)는 펌웨어(firm ware)를 이용하여 외부의 충격, 과전류, 저전압 등으로부터 배터리 모듈(2)을 보호하기 위한 회로이다. 파워온 리셋부(80)는 BMS(1)의 전원이 켜지면 전체 시스템을 리셋한다. 외부 인터페이스(90)는 냉각팬 (4), 메인 스위치(6) 등 BMS의 보조장치들을 MCU(20)에 연결하기 위한 장치이다. 본 실시예에서는 냉각팬(4) 및 메인 스위치(6)만이 도시되었지만 이에 한정되는 것은 아니다.

ECU(7)는 차량의 액셀러레이터(accelerator), 브레이크(break), 차량 속도 등의 정보에 기초하여 토크 정도를 결정하고, 모터제너레이터(9)의 출력이 토크 정보에 맞도록 제어한다. 즉 ECU(7)는 인버터(8)의 스위칭을 제어하여 모터제너레이터(9)의 출력이 토크 정보에 맞도록 제어한다. 또한 ECU(7)는 BMS(1)의 통신부(60)를 통하여 MCU(20)로부터 전달되는 배터리 모듈(2)의 SOC를 전달받아 배터리 모듈(2)의 SOC가 목표값(예컨대 55%)이 되도록 제어한다.

예를 들면 MCU(20)로부터 전달된 SOC가 55% 이하이면 인버터(8)의 스위치를 제어하여 전력이 배터리(10) 방향으로 출력되도록 하여 배터리 모듈(2)을 충전시킨다. 이때 팩전류(I)는 '-' 값이 된다. 한편, SOC가 55% 이상이면 인버터(8)의 스위치를 제어하여 전력이 모터제너레이터(9) 방향으로 출력되도록 하여 배터리 모듈(2)을 방전시킨다. 이때 팩전류(I)는 '+'값이 된다.

인버터(8)는 ECU(7)의 제어신호에 기초하여 배터리 모듈(2)이 충전 또는 방전되도록 한다.

모터 제너레이터(9)는 배터리 모듈(2)의 전기에너지를 이용하여 ECU(7)로부터 전달되는 토크 정보에 기초하여 자동차를 구동한다.

결국 ECU(7)는 SOC에 기초하여 충방전 할 수 있는 파워만큼 충방전함으로써 배터리 모듈(2)이 과충전이나 과방전되는 것을 방지하여 배터리를 효율적으로 오랫 동안 사용할 수 있도록 한다. 그러나 배터리가 자동차에 장착된 후에는 배터리의 실제 SOC를 측정하기는 어려우므로, BMS(1)는 센싱부(10)에서 센싱한 팩전류, 팩전압 등을 이용하여 SOC를 정확하게 추정하여 ECU(7)에 전달하여야 한다.

상술한 구성을 가진 전기 자동차 시스템에서 본 발명의 실시예에 따른 외부 충격에 대응하는 배터리 팩 안전장치를 도 3 내지 도 5를 참조로 하여 상세히 설명하고자 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 외부 충격에 대응하는 배터리 팩 안전 장치의 블록 구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 외부 충격에 대응하는 배터리 팩 안전 장치는 BMS(1), 배터리 모듈(2), 메인 스위치(3)와, 가속도 센서(100)를 포함한다.

가속도 센서(100)는 BMS(1) 특히, BMS(1)의 MCU(20)에 연결된다. 가속도 센서(100)는 물체에 미치는 동적 힘을 감지하는 센서로서 물체의 운동상태 특히, 차량의 속도 변화를 순시적으로 감지하고 감지한 차량의 속도 변화정보(이하, '가속도 정보'라 한다)를 MCU(20)에 제공한다. 가속도 센서의 종류로는 일예로, 관성식(진자형, 진동형), 자이로식(진동형, 유체형) 등이 있으며, 본 발명의 실시예는 가속도 센서의 종류에 관계없이 하나 또는 하나 이상이 사용될 수 있다.

상기 가속도 센서(100)는 도 4의 a와 같이 전기 자동차의 본네트 내부에 설치되거나 b와 같이 배터리 모듈(2)에 부착되게 설치될 수 있다. 이때 설치되는 가속도 센서(100)는 하나인 것이 바람직하나, 보다 정확한 결과값을 위해 하나 이상 설치할 수 있다. 그리고 배터리 모듈(2)은 차량간 정면, 측면 또는 후면 충돌에 영 향을 받으므로, 가속도 센서(100)는 차량의 길이방향 또는/및 좌우 방향으로 설치한다.

일반적으로, 차량의 속도가 급격히 증가하거나 급격히 감소할 때의 가속도는 차량 전반에 동일하게 미친다. 그러므로 본 발명이 요구하는 가속도 센서(100)의 장착 위치는 차량 내부 또는 외부 어디에든 가능하다. 이렇듯 가속도 센서(100)가 장착시 공간의 제약이 없기 때문에 설치 및 다른 장치와의 연동이 자유로운 장점을 가진다.

그리고, 차량 사고는 크게 운전자가 의식하는 제1 경우와, 운전자가 의식하지 못하는 제2 경우가 있다. 제1 경우는 운전자가 정상 주행중일 경우에 해당하는데, 대부분의 운전자는 대인 또는 대물 사고 발생이 예상되면 즉시 브레이크 페달을 세게 밟아 차량을 정지시키려는 노력을 하며 이때 가속도 센서(100)에서 1차 가속도 감지를 한다. 이후 실제로 차량이 충돌하면 차량은 정지하게 되고 이때 가속도 센서(100)에서 2차 가속도 감지를 한다.

제2 경우는 차량 후면 충돌이나 운전자가 음주 또는 졸음 운전시 발생하는데, 차량 충돌시 가속도 센서(100)에서 가속도 감지를 하게 된다.

보통, 제1 경우에 있어서 1차 가속도 감지시 차량 속도의 대부분이 감속된다. 그러므로 본 발명은 차량 충돌에 의한 충격이 배터리 모듈(2)에 영향을 주기 전에 사고 발생을 예측할 수 있어 배터리 모듈(2)을 보다 안전하게 보호할 수 있게 하는 장점이 있다. 또한 제1 경우의 2차 가속도 감지시와 제2 경우도 본 발명의 실시예는 충격 센서 등의 사고 발생으로부터 배터리 모듈을 보호하는 종래 기술과 동 일한 효과를 가지게 된다.

한편, BMS(1)는 가속도 센서(100)와 배터리 모듈(2)에 연결되고, ECU(7)와 인버터(8)를 통해 모터 제너레이터(9)와 커플링된다. BMS(1) 특히, BMS(1)의 MCU(20)는 배터리 모듈(2)로부터 배터리 모듈의 충, 방전 전류, 전압, 온도 등의 배터리 상태 정보를 수신하면 수신한 배터리 상태 정보에 따라 배터리 모듈(2)의 전류 충방전 동작(예; 모터 제너레이터로의 방전, 모터 제너레이터로부터 충전)을 제어한다.

그리고 MCU(20)는 가속도 센서(100)로부터 가속도 정보를 수신하면 전기 자동차의 현재 가속도를 연산하여 산출하고 산출한 가속도를 설정된 설정치와 비교하며, 비교 결과에 따라 메인 스위치(6)의 온/오프 여부를 결정한다. 상기 설정치는 배터리 모듈(2)이 파손되거나 폭발하게 되는 외부 충격 정도를 가속도로 환산한 값이다.

배터리 모듈(2)은 BMS(1)와 연결되어 있고, 메인 스위치(6)와 인버터(8)를 통해 모터 제너레이터(9)와 커플링되어 있다. 배터리 모듈(2)은 메인 스위치(6)를 포함하는 전원공급라인을 통해 제공하는 전원을 통해 배터리의 충방전 동작을 수행한다.

메인 스위치(6)는 배터리 모듈(2)의 전원 공급 라인에 설치되어 있고, BMS(1) 특히, BMS(1)의 보호회로부(70)에 연결되어 있다. 이러한 메인 스위치(6)는 보호회로부(70)의 스위치 온/오프 제어 동작에 따라 온/오프되어, 배터리 모듈(2)의 온/오프를 제어한다.

이하, 도 5를 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 외부 충격에 대응하는 배터리 팩 안전 장치의 동작을 상세하게 설명하고자 한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 외부 충격에 대응하는 배터리 팩 안전 장치의 동작 순서도이다.

(정상 주행)

주행 중인 차량이 내리막 운행, 오르막 운행, 신호 정지, 출발, 커브길 주행, 추월 등의 정상 주행시에 가속도 센서(100)는 차량의 속도 변화를 감지하고 가속도 정보를 BMS(1)의 MCU(20)에 제공한다(S501).

그러면, MCU(20)는 가속도 센서(100)로부터 수신되는 가속도 정보를 연산하여 현재 차량의 가속도를 산출하고, 산출한 가속도를 설정치와 비교한다(S502). 여기서, 정상 주행시에 가속도 센서(100)의 출력 정보로부터 산출되는 가속도는 상기 MCU(20)에 설정된 설정치보다 작다.

따라서, 상기 비교(S502)에서, MCU(20)는 산출된 가속도가 설정치보다 작기 때문에 차량을 정상 주행상태라고 판단하고 현재 상태 유지 즉, 배터리 모듈(2)의 동작을 그대로 유지시킨다.

(운전자 인식시의 차량 사고)

반면에, 주행 중 차량이나 대인, 대물과의 충돌이 발생되는 경우 운전자는 급히 브레이크 페달을 밟는다. 그러면 가속도 센서(100)는 차량의 속도 변화를 감지하고 1차 가속도 정보를 MCU(20)에 제공한다(S501).

그러면 MCU(20)는 가속도 센서(100)로부터 수신되는 가속도 정보를 연산하여 현재 차량의 가속도를 산출하고, 산출한 가속도를 설정치와 비교한다(S502). 여기 서, 차량사고 발생시 가속도 센서(100)의 출력 정보로부터 산출되는 가속도는 상기 MCU(20)에 설정된 설정치보다 크다.

따라서, 상기 비교(S502)에서, MCU(20)는 산출된 가속도가 설정치보다 크기 때문에 차량을 사고 발생 상태라고 판단하고 배터리 모듈(2)의 동작을 중지시키기 위해 보호회로부(70)로 메인 스위치(6) 오프 신호를 출력한다(S503).

이에 보호회로부(70)는 MCU(20)의 제어에 따라 메인 스위치(6)를 오프시켜 배터리 모듈(2)의 동작을 중지(off)시킨다(S504).

이후, 차량이 실제로 타인의 차량 또는 대인이나 대물과 충돌하는 경우 가속도 센서(100)는 2차 가속도 정보를 MCU(20)에 제공하고, MCU(20)는 다시 한번 현재 가속도를 산출하고 산출한 가속도를 설정치와 비교하여 메인 스위치(6)를 오프시키는 배터리 모듈(2)을 오프시킨다.

(운전자 무의식시의 차량 사고)

한편, 주행중인 차량에 갑자기 충돌 사고가 발생하면 가속도 센서(100)는 가속도 정보를 MCU(20)에 제공하고(S501), MCU(20)는 현재 가속도를 산출하여 이를 설정치와 비교한다(S502). 그리고 현재 가속도가 설정치보다 크면 보호회로부(70)를 제어하여(S503), 메인 스위치(6)를 오프시켜 배터리 모듈(2)을 보호한다(S504).

한편, 전술한 본 발명의 실시예에서는 가속도 센서(100)의 출력을 BMS(1)에서 수신하여 메인 스위치(6)의 온/오프를 제어하도록 하여 배터리 모듈의 동작을 제어하는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예로서 메인 스위치(6)가 ECU(7)에 의해서도 온/오프되므로 가속도 센서(100)의 출력을 ECU(7)에서 수신하여 ECU(7)에서 메인 스위치(6)를 온/오프 제어하도록 할 수 있다.

가속도 센서(100)의 출력을 이용하여 ECU(7)에서 배터리 모듈(2)의 온/오프 제어하는 본 발명의 다른 실시예는 당업자라면 전술한 본 발명의 실시예를 통해 용이하게 구현할 수 있으므로 더 이상의 설명은 하지 않는다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

이상에서와 같이, 이 발명의 실시예에서, 차량 사고시 감지되는 가속도 센서에서의 속도 변화 정보를 이용하여 배터리의 동작을 중지시킴으로써, 외부 충격으로 인해 배터리가 폭발하는 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명은 차량 충돌로 인한 충격이 배터리 모듈에 전달되기 전에 운전자에 의한 차량 속도 급감을 가속도 센서로부터 감지하여 배터리의 동작을 중지시킴으로써, 보다 안전하게 배터리를 보호할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 하나의 가속도 센서를 차량에 부착하고 차량의 가속도를 수시로 체크하는 것으로 배터리를 보호할 수 있으므로, 장치의 제작이 용이하고 제작 비용에 부담이 없는 효과가 있다.

Claims

전기를 이용하는 자동차의 배터리를 외부 충격으로부터 보호하는 배터리 팩 안전장치에 있어서,

배터리 모듈;

상기 자동차의 속도 변화를 감지하는 가속도 센서;

상기 가속도 센서의 출력으로부터 산출되는 상기 자동차의 가속도가 설정된 제1 설정치와 제2 설정치보다 크면 상기 배터리 모듈의 동작을 중지시키기 위한 동작 중지 신호를 출력하는 BMS(Battery Management System); 및

상기 배터리 모듈의 전원 공급 라인 상에 설치되어 있고, 상기 BMS의 동작 중지 신호에 따라 스위치 오프하여 상기 배터리 모듈의 동작을 중지시키는 메인 스위치를 포함하되,

상기 제2 설정치는 충돌을 감지하기 위한 설정치이고, 상기 제1 설정치는 브레이크에 의한 감속을 감지하기 위한 설정치이며, 상기 제1 설정치는 상기 제2 설정치보다 작게 설정된 외부 충격에 대응하는 배터리 팩 안전장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 가속도 센서는 차량의 내부 또는 외부에 하나가 장착되는 외부 충격에 대응하는 배터리 팩 안전장치.
제1항에 있어서,

상기 가속도 센서는 상기 배터리 모듈에 부착되는 외부 충격에 대응하는 배터리 팩 안전장치.
제1항에 있어서,

상기 가속도 센서는 차량의 길이 방향 또는 좌우 방향으로 설치되는 외부 충격에 대응하는 배터리 팩 안전장치.
전기를 이용하는 자동차의 배터리를 외부 충격으로부터 보호하는 배터리 팩 보호방법에 있어서,

a) 상기 자동차의 속도 변화를 감지하여 상기 자동차의 가속도를 산출하는 단계;

b) 상기 산출한 가속도를 제2 설정치보다 작게 설정된 제1 설정치와 비교하는 단계;

c) 상기 산출한 가속도가 제1 설정치 이상이면 상기 배터리의 동작을 중지시키는 단계를 포함하되,

상기 제2 설정치는 충돌을 감지하기 위한 설정치이고, 상기 제1 설정치는 브레이크에 의한 감속을 감지하기 위한 설정치이며, 상기 제1 설정치는 상기 제2 설정치보다 작게 설정된 외부 충격에 대응하는 배터리 팩 보호방법.