KR100812742B1 - 2차 전지 - Google Patents

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KR100812742B1
KR100812742B1 KR1020070032885A KR20070032885A KR100812742B1 KR 100812742 B1 KR100812742 B1 KR 100812742B1 KR 1020070032885 A KR1020070032885 A KR 1020070032885A KR 20070032885 A KR20070032885 A KR 20070032885A KR 100812742 B1 KR100812742 B1 KR 100812742B1
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Abstract

서로 전기적으로 연결되는 복수의 전지 셀과; 복수의 전지 셀 각각의 온도를 감지하기 위한 복수의 FBG(Fiber Bragg Grating) 센서를 가지는 광섬유를 구비한 셀 온도 감지유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전지가 개시된다.
Figure R1020070032885
2차 전지, 광섬유, FBG, 온도센서, 전지 셀

Description

2차 전지{A secondary battery}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 2차 전지를 설명하기 위한 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 2차 전지를 나타내 보인 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 광섬유의 요부를 발췌하여 나타내 보인 도면.
도 4는 도 3에 도시된 광섬유의 FBG 센서의 특성을 설명하기 위한 도면.
도 5는 도 2에 도시된 2차 전지의 전지 셀 모듈을 나타내 보인 정면도.
도 6은 도 2에 도시된 2차 전지의 요부를 나타내 보인 평면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2차 전지를 개략적으로 나타내 보인 도면.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10, 10', 10", 20, 20', 20", 30..전지 셀 모듈
40..외장 케이스 50..제어부
100, 200, 300..전지 셀 110, 210, 310..셀 본체
120, 220, 320..양극탭 130, 230, 330..음극탭
400..셀 온도 감지유닛 410..광섬유
411..FBG 센서 420..수발광부
421..광원 422..수광부
430..신호 변환부
본 발명은 2차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전지셀의 온도 측정이 가능한 2차전지에 관한 것이다.
최근, 충 방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.
소형 모바일 기기들이 디바이스 1대당 하나 또는 서너 개의 전지 셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스들은 고전압, 고용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지 셀을 직렬 및 병렬 연결하여 하나의 중대형 전지 팩이 사용된다.
예를 들어, 3.7V, 20Ah의 리튬 전지 셀을 1,000개를 이용하여 적절히 직렬 및 병렬로 연결함으로써 370V, 200Ah의 전지 팩을 만들 수 있다. 이와 같이, 수십 내지 수 천 개의 전지 셀을 이용하여 전지 팩을 구성하고, 각 셀의 온도를 감지하기 위한 열전대(thermocouple)를 이용할 경우, 각 전지 셀 당 2개씩의 전선이 필요하다. 따라서, 1,000개의 전지 셀로 구성된 전지 팩의 경우, 2,000 가닥의 전선이 소용되고, 이러한 전선이 하나의 집중된 신호처리모듈(장치)에 모일 경우, 장치가 커지고 고장 요인이 많아지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 서로 연결된 복수의 전지 셀의 온도를 감지하기 위한 구조가 간단하게 개선된 2차 전지를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 2차 전지는, 서로 전기적으로 연결되는 복수의 전지 셀과; 상기 복수의 전지 셀 각각의 온도를 감지하기 위한 복수의 FBG(Fiber Bragg Grating) 센서를 가지는 광섬유를 구비한 셀 온도 감지유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 복수의 전지 셀 각각은, 셀 외장재의 내부에 양극판과 음극판 및 세퍼레이터를 포함하여 구성된 셀 본체와; 상기 양극판에 연결되며 상기 셀 외장재 외측으로 노출된 양극탭; 및 상기 음극판에 연결되며, 상기 셀 외장재 외측으로 돌출된 음극탭;을 포함하며, 상기 광섬유는, 상기 복수의 FBG 센서가 상기 전지 셀 각각의 상기 양극탭 및 음극탭 주변의 셀 본체 온도를 측정하는 위치에 설치되도록, 상기 복수의 전지셀 각각에 연결된 것이 바람직하다.
또한, 상기 복수의 전지셀은 서로 적층되게 설치되며, 상기 광섬유는, 상기 각 전지 셀의 양극탭과 음극탭 각각의 상부 또는 하부를 경유하면서, 그 양극탭 및 음극탭 각각에 고정되는 제1라인과; 상기 제1라인에서 상기 셀 본체 쪽으로 휘어져 서 그 셀 본체의 일면을 소정 넓이로 감싸고 되돌아 나와서 이웃한 전지 셀의 양극탭 및 음극탭으로 이어지는 제2라인;을 가지는 것이 좋다.
또한, 상기 광섬유는 상기 제1 및 제2라인이 일정 패턴으로 반복되어 권선되어 적층된 구조로서, 상기 제1라인과 제2라인은 서로 이웃한 전극 셀들 사이마다 하나 씩 개재되는 것이 좋다.
또한, 상기 제2라인은 적어도 3개의 지점에서 상기 셀 본체에 고정되는 것이 좋다.
또한, 상기 제1라인은 상기 음극탭과 양극탭이 돌출된 상기 셀 본체의 테두리에 대해 나란한 자세로 고정된 것이 좋다.
또한, 상기 제2라인 상에 상기 FBG 센서가 마련된 것이 좋다.
또한, 상기 제1 및 제2라인이 연결되어 권선된 평면형상은 4각 도형상인 것이 좋다.
또한, 상기 복수의 전지 셀은, 상하로 적층되어 직렬 연결된 복수의 전지 셀 모듈을 포함하며, 상기 복수의 전지 셀 모듈은 복수 개가 좌우로 병렬 연결된 것이 좋다.
또한, 상기 광섬유는, 상기 직렬 연결된 전지 셀 모듈의 전지 셀에 차례로 권선된 뒤, 이웃한 전지 셀 모듈로 병렬 연결되게 설치되는 것이 좋다.
또한, 상기 셀 온도 감지유닛은, 상기 광섬유로 광을 입력하고, 상기 광섬유로 입력된 뒤 상기 각 FBG 센서에서 되돌아오는 광을 수광하는 수발광부와; 상기 수발광부로부터 감지신호를 입력받아 전기신호로 변환하는 신호 변환부;를 더 포함 하는 것이 좋다.
또한, 상기 신호 변환부에서 전달된 전기 신호를 설정된 기준값과 비교하여 정상온도 여부를 판단하는 제어부;를 더 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 FBG 센서는 상기 광섬유가 상기 전지 셀 각각에 고정되는 지점에 마련되는 것이 좋다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 2차 전지를 자세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 2차 전지는, 복수의 전지셀(100, 200, 300)과; 상기 복수의 전지 셀(100, 200, 300) 각각의 온도를 감지하기 위한 온도 감지유닛(400)을 구비한다.
상기 전지 셀(100, 200, 300)은, 상하로 복수개가 적층되어 직렬로 연결된 복수의 전지 셀 모듈(10, 20, 30)이 병렬로 연결된 구성을 가진다.
상기 각각의 전지 셀(100, 200, 300)은, 셀 본체(110, 210, 310)와, 양극탭(120, 220, 320) 및 음극탭(130, 230, 330)을 가진다. 즉, 각각의 전지 셀(100, 200, 300)은 동일한 구조를 가진다.
그리고 상기 셀 본체(110, 210, 310)는 서로 동일한 구조를 가지며, 그 구체적인 구성의 일 예를 설명하자면 다음과 같다. 즉, 셀 본체(110, 210, 310)는 셀 외장재(파우치; 미도시)와, 전극 조립체(미도시)를 구비한다. 상기 전극 조립체는 서로 대향하는 양극판과 음극판, 그 양극판과 음극판 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함한다. 상기 양극판과 음극판 및 세퍼레이터는 복수개가 교번되게 적층된 구 성을 가질 수 있다. 상기 구성의 전극 조립체는 직사각형 또는 정사각형 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 전극 조립체는 상기 셀 외장재 내부에 수용되어 외부로부터 실링되게 설치된다.
한편, 상기 양극탭(120, 220, 320)은 상기와 같은 양극판들 각각의 단부에서 연장된 얇은 탭들을 서로 전기적으로 연결되게 용접 등의 방법에 의해 결합하여 마련된다. 그리고 이와 같이 얇은 탭들이 용접되어 형성된 하나의 양극탭(120, 220, 320)은 상기 셀 외장재의 외측으로 노출됨으로써, 결국 셀 본체(110, 210, 310)의 외부로 돌출된다.
상기 음극탭(130, 230, 330)은 전극 조립체의 음극판들 각각의 단부에서 소정 길이로 연장된 얇은 탭들을 용접 등의 방법에 의해 결합하여 마련된다. 그리고 이와 같이 얇은 탭들을 용접하여 형성된 하나의 음극탭(130, 230, 330)은 셀 외장재의 외측으로 노출되게 커버를 결합함으로써, 결국 셀 본체(110, 210, 310)의 외측으로 돌출된다. 여기서, 상기 양극탭(120, 220, 320) 및 음극탭(130, 230, 330)의 용접 방법으로서는 초음파, 스폿(spot), 레이저(laser) 방식이 있고, 또한 리베팅(riveting), 스티칭(stitching) 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.
상기 양극탭(120, 220, 320)과 음극탭(130, 230, 330)은 서로 이웃하여 나란하게 설치된다.
여기서, 상기 전극 조립체의 구성을 포함하여, 전극 셀의 구성은 파우치형과 육면체형상을 가질 수 있으며, 더 이상의 구체적인 도시나 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 각 셀 모듈(10, 20, 30)은 서로 병렬로 설치되며, 각각의 모듈(10, 20, 30)은 복수의 전지 셀(100, 200, 300)이 직렬 연결되어 적층된 구조로서, 고전압 고용량의 전지를 구현하기 위한 일 예이다. 이러한 전지 셀(100, 200, 300)은 구조나 숫자는 다양할 수 있다. 상기 구성의 전지 셀(100, 200, 300)은 외장 케이스(40)에 의해 최종적으로 포장되어 팩 형태의 전지가 될 수 있다. 상기 외장 케이스(40)는 서로 결합되어 밀봉되는 케이스 본체(41)와 커버(42)를 포함할 수 있다.
상기 셀 온도 감지유닛(400)은, 광섬유(410)와, 수발광부(420)와 신호 변환부(430)를 구비한다.
상기 광섬유(410)는 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 전시 셀(100, 200, 300) 각각의 온도를 감지할 수 있는 복수의 FBG(Fiber Bragg Grating) 센서(411)를 가진다. 상기 FBG 센서(411)는 광섬유 코어(412; core)의 표면 등에 특정한 형태의 패턴(격자; 411a)를 형성하여 마련될 수 있다. 이러한 FBG 센서(411)는 상기 각 전지 셀(100, 200, 300) 각각의 특정 부분의 온도를 개별적으로 감지할 수 있도록 전지 셀(100, 200, 300)의 정수 배의 수로 마련되는 것이 좋다. 상기와 같은 구성의 광섬유(400)는 일단에서 광 신호를 입력하면, 상기 각 FBG 센서(411)에서는 특정 파장의 광만을 선택적으로 반사하게 된다. 이 때, 각 FBG 센서(411)의 격자(411a) 간격에 의해 반사되는 광의 파장이 변화하는 특성을 갖기 때문에, 이러한 특성을 이용하여 외부 응력 또는 온도의 변화로 인하여 격자(411a) 간격이 변화할 때 반사광의 파장 변화를 관측하여 격자 간격의 변화 즉, 변형률을 측정할 수 있으며, 그 변형률에 대응되는 온도 및 온도변화를 측정할 수 있게 된다.
도 3 및 도 4의 경우를 살펴보면, 상기 FBG 센서(411)에서 특정 파장의 광을 반사하도록 격자(411a)를 형성할 경우, 도 4와 같이 대부분의 입력 광 중 대부분은 통과 광(L1)이고, 특정 파장에 해당되는 광은 반사광(L2)이 되어 되돌아간다. 상기 반사광(L2)은 FBG 센서(411) 주변의 온도 및 해당 FBG 센서(411)에 작용하는 응력에 따라 변화하므로, 해당 부분의 온도 및 응력을 측정할 수 있게 된다.
상기와 같은 구성을 가지는 광섬유(410)는 상기 복수의 FBG 센서(411)가 전지 셀(100, 200, 300)의 양극탭(120, 220, 320) 및 음극탭(130, 230, 330) 주변의 셀 본체(110, 210, 310)의 온도를 측정할 수 있도록 상기 전지 셀(100, 200, 300) 각각에 일정한 패턴으로 반복되게 설치된다.
구체적으로 도 2, 도 5 및 도 6을 참조해서 보면, 광섬유(410)는 각 전지 셀(100, 200, 300)의 양극탭(120, 220, 320) 및 음극탭(130, 230, 330) 각각의 상부 또는 하부를 경유하는 제1라인(410a)과, 제1라인(410a)에서 셀 본체(110, 210, 310) 쪽으로 휘어져서 셀 본체(110, 210, 310) 일면의 소정 영역을 돌아 나와서 이웃한(상부 또는 하부) 전지 셀의 양극탭 및 음극탭으로 이어지는 제2라인(410b)으로 구분된다.
여기서, 상기 제1라인(410a)은 셀 본체(110)에서 양극탭(120) 및 음극탭(130)의 돌출된 테두리(111)에 대해 나란하게 배치된다. 그리고 제1라인(410a)은 양극탭(120, 130) 각각에 접착제 또는 테이프와 같은 접착수단에 의해 지지되어 고정된다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 제1라인(401a)은 양극탭(120)과 음극탭(130)의 하 측에 차례로 고정되도록 연결된 뒤, 상기 테두리(111)를 벗어나기 전에 음극탭(130)에 인접한 부분에서 셀 본체(110)의 상부 면으로 올라타도록 연결된다. 그리고 제2라인(410b)은 셀 본체(110)로 올라탄 부분으로부터 셀 본체(110)의 상면에 대략 'U' 자형으로 소정 영역을 경유한 뒤 다시 상기 양극탭(120)에 인접한 테두리(111)에서 제1라인(410a)과 나란하도록 절곡되되, 이웃한(도 5에서는 상부에 적층된) 전지 셀의 양극탭과 음극탭에 각각 연결되어 지지되도록 설치된다. 이와 같은 방법으로, 광섬유(410)는 도 2, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 한 전지 셀 모듈(10)의 적층된 전지 셀(100)에 아래부터 상부로 차례로 동일한 패턴으로 설치된 뒤, 이웃한 전지 셀 모듈(20)에서는 상부의 전지 셀(200)부터 최하부의 전지 셀(200) 까지 상기 전지 셀(100)에서와 동일한 방법 및 패턴으로 권선되어 설치된다. 그리고 이어서 바로 옆의 전지 셀 모듈(30)의 전지 셀(300)은 최 하부부터 최상부의 전자 셀로 차례로 광섬유(410)가 권선되어 설치된다.
이때, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1라인(410a)은 A 및 B 지점에서 고정되고, 제2라인(410b)은 C, D 및 E 지점에서 접착제나 테이프 등과 같은 접착 수단을 이용하여 고정되는 것이 바람직하다. 그리고 상기 FBG 센서(411)는 C 지점 뿐만 아니라, A, B, D, E 지점 모두에 설치되는 것이 바람직하다. 그러면, C 지점에서는 셀 본체의 중앙으로부터 셀 본체 온도의 대표값을 측정할 수 있어서 유용하고, A와 B 지점은 양극탭(120) 및 음극탭(130)의 온도를 측정할 수 있다. A 및 B의 온도가 E 지점에서의 온도보다 상당히 높게 되면, 탭(120, 130)의 설계가 잘못 되었거나, 하나의 탭을 다른 탭과 연결하거나, 여러 개의 탭을 용접 혹은 볼트/너트로 연결할 때, 연결 작업이 잘못되어 탭 주변의 전류 회로에 전류가 흐르는데 충분한 단면적을 확보하지 않는 등의 이유로 탭이 과열되는 것으로 판단할 수 있게 된다. 따라서, A 및 B 지점은 온도 측정점으로서 매우 유용하고 중요한 지점이다.
또한, C와 E 지점의 온도를 측정하여 D 지점의 온도와 비교하여 큰 차이가 있을 경우, 파우치 혹은 육면체 전지 셀의 내부의 탭의 설계가 잘못되었거나, 이들을 서로 연결한 부분에 용접 등이 잘못된 점을 찾을 수 있기 때문에, C 및 E 지점의 온도 측정이 또한 유용하게 된다.
그리고, 상기와 같이 상기 FBG 센서(411)를 여러 지점에 설치하게 되면, 적층된 전지 셀들(100) 사이 및 탭들(120,130)에 센서가 개재됨으로써, 전지 셀(100)의 여러 지점의 온도를 실시간으로 감지하여 비교함으로써, 설계 불량, 조립 불량, 과충전 및 쇼트 등으로 인한 전지 셀(100, 200, 300)의 고장이나 파손을 사전에 예방할 수 있게 된다.
이와 같이, 상기 FBG 센서(411)는 광섬유(410)를 전지 셀(100)에 고정시키는 지점들(A, B, C, D, E) 모두에 마련될 수 있으며, 그 설치 수와 위치는 한정되지 않고 다양한 예가 가능하다.
상기 수발광부(420)는 광을 조사하여 광섬유(410)로 광을 입력하는 광원(421)과, 상기 복수의 FBG 센서(411)에서 반사되어 되돌아오는 반사광(L2)을 수광하는 수광부(422)를 구비한다. 상기 광원(421)은 레이저 다이오드를 포함할 수 있으며, 소정 파장의 광을 조사하도록 상기 광섬유(410)의 일단에 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 상기 수광부(422)는 수광렌즈 등을 포함할 수 있으며, 수 광된 반사광(L2)을 상기 신호 변환부(430)로 전달한다.
상기 신호 변환부(430)는 전달된 광신호를 온도 데이터에 대응되는 전기적 신호로 변환하여 제어부(50)로 전달한다.
상기 제어부(50)는 신호 변환부(430)로부터 전달된 온도 데이터(비교값)를 기 설정된 기준온도(기준값)와 비교하여 비교값이 기준값을 초과하여 위험한 상태인지 여부를 판단하고, 위험 상태로 판단되는 경우에는 그에 따라 설정된 후속 프로세스를 수행하게 된다. 예를 들어, 제어부(50)는 전지셀(100, 200, 300)로 인가되는 충전전압을 차단하도록 전원회로를 제어하든가, 또는 충전시스템에 경고신호를 발생하도록 제어하여 사용자가 알 수 있도록 하는 등의 기능을 할 수 있다.
여기서, 상기 FBG 센서(411)는 다수의 전지 셀(100, 200, 300) 각각에 모두 설치되어 있기 때문에, 복수의 전지 셀(100, 200, 300)에 해당되는 FBG 센서(411)에서 반사되어 오는 반사광들(L2)을 통해서 전지 셀(100, 200, 300) 각각의 온도를 보다 정확하게 감지할 수 있기 때문에, 온도 상승으로 인한 고장이나 폭발 위험성에 대해서 보다 신속하고 정확하게 대처할 수 있게 된다.
또한, 도 7을 참조하면, 전지 셀(100, 200)이 각각 직렬로 연결되어 적층된 전지 셀 모듈(10', 20')을 서로 이웃하게 병렬로 배치하고, 또한 또 다른 전지 셀 모듈(10", 20")도 서로 이웃하여 병렬로 배치할 수 있다. 그리고 상기 각 전지 셀 모듈(10', 20')과 다른 전지 셀 모듈(10", 20")이 서로 전극 탭들끼리 마주하도록 배치할 수도 있다. 이 경우에도, 광섬유(410)는 각각의 FBG 센서(411)가 전지 셀(100, 200)의 소정 위치에 일정하게 배치되도록 각 전지 셀 모듈(10', 20', 20", 10")에 차례로 적층된 구조로 권선되도록 설치될 수 있다.
이와 같이, 전지 셀의 연결구조나 적층구조는 다양하게 실시 가능하며, 그에 따라 복수의 전지 셀로 이루어진 전지팩 즉, 2차 전지의 사이즈나 형상은 다양하게 실시 가능하다.
그리고 전지 셀의 적층된 개수나 병렬 연결된 전지 셀 모듈(10, 20, 30)의 수에 관계없이, 일정한 패턴으로 광섬유(410)를 설치할 수 있게 되어, 전지 셀(100, 200, 300)의 온도를 정확하게 측정할 수 있다.
광섬유(410)는 설치 시, 전지 셀(100, 200, 300)의 양극 및 음극탭(120, 220, 320)(130, 230, 330)이 돌출된 테두리(111) 쪽으로만 광섬유가 연결되고, 전지 셀(100, 200, 300)의 다른 3개의 테두리로는 광섬유(410)가 돌출되지 않게 설치되어 있다. 따라서, 광섬유(410)의 설치 작업 중 또는 2차 전지의 사용 중에 광섬유(410)가 다른 물체와 접촉하여 손상될 확률을 낮출 수 있다. 그리고 도 7에 도시된 바와 같이, 전지 셀들(100, 200)이 배치된 경우에도, 광섬유(410)가 모듈들(10', 20', 10", 20")의 사이에 위치하므로, 전지 셀의 외측으로 벗어나는 것을 방지하여 손상을 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에서는, 하나의 광섬유를 이용하여 복수의 전지 셀(단전지;unit cell)의 온도를 측정하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하다. 즉, 복수의 광섬유를 이용하여 복수의 전지 셀의 온도를 측정할 수도 있다. 이 경우, 'Y' 자 형태로 광섬유를 연결하여 사용할 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 적층형 구조의 전지(캔, 폴리머)의 구조가 각 형의 구조로서 적층형만이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 권취형(wound type)뿐만 아니라 여러 가지 변형된 형태에도 동일하게 적용할 수 있음은 물론이다.
이상에서 설명한 본 발명의 2차 전지에 따르면, 전지 셀의 온도를 측정하는데 있어서 광섬유의 격자를 이용한 FBG 센서를 사용함으로서, 한 가닥의 광섬유를 이용하여 간단하게 2차 전지의 전지 셀들의 온도를 측정할 수 있다. 따라서, 2차 전지 제품의 소형화와, 경량화가 가능하며, 외부 전자기장의 영향도 받지 않기 때문에 정확한 온도 감지가 가능한 이점이 있다.
또한, 광섬유를 설치함에 있어서, 복수의 전지 셀의 양극탭 및 음극탭 각각을 경유하여 고정시키고, 셀 본체들 간에 광섬유가 일부분 경유하면서 고정 지지되도록 구성함으로써, 광섬유가 심하게 꺾여서 손상되지 않도록 하면서도 견고하게 설치함으로써, 전지 셀의 온도 측정위치를 일정하게 유지시킬 수 있게 된다.
또한, 하나의 광섬유를 가지고 직렬 연결되어 적층된 복수의 전시 셀들뿐만 아니라, 병렬로 나란히 또는 마주보도록 설치된 전지 셀들 까지도 연속적으로 경유하여 온도를 측정할 수 있게 된다.
또한, 온도 측정점과 광섬유 고정점을 일치시킴으로써, 전지 셀의 온도 측정위치가 변하는 것을 방지함으로써 신뢰할 수 있는 온도 측정값을 얻을 수 있다.
또한, 광섬유가 전지 셀의 여러 테두리로 돌출되거나 여러 테두리를 감싸도록 설치되지 않고, 전극 탭이 마련된 쪽으로만 설치되면서 전지 셀들의 셀 본체 사 이에 개재되도록 설치됨으로써, 광섬유의 설치 시 다른 물체와 접촉하여 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 특정한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지와 사상을 벗어남이 없이 당해 발명에 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 수정과 변형실시가 가능할 것이다.

Claims (13)

  1. 서로 전기적으로 연결되는 복수의 전지 셀과;
    상기 복수의 전지 셀 각각의 온도를 감지하기 위한 복수의 FBG(Fiber Bragg Grating) 센서를 가지는 광섬유를 구비한 셀 온도 감지유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 전지 셀 각각은,
    셀 외장재의 내부에 양극판과 음극판 및 세퍼레이터를 포함하여 구성된 셀 본체와;
    상기 양극판에 연결되며 상기 셀 외장재 외측으로 노출된 양극탭; 및
    상기 음극판에 연결되며, 상기 셀 외장재 외측으로 돌출된 음극탭;을 포함하며,
    상기 광섬유는, 상기 복수의 FBG 센서가 상기 전지 셀 각각의 상기 양극탭 및 음극탭 주변의 셀 본체 온도를 측정하는 위치에 설치되도록, 상기 복수의 전지셀 각각에 연결된 것을 특징으로 하는 2차 전지.
  3. 제2항에 있어서, 상기 복수의 전지셀은 서로 적층되게 설치되며,
    상기 광섬유는, 상기 각 전지 셀의 양극탭과 음극탭 각각의 상부 또는 하부를 경유하면서, 그 양극탭 및 음극탭 각각에 고정되는 제1라인과;
    상기 제1라인에서 상기 셀 본체 쪽으로 휘어져서 그 셀 본체의 일면을 소정 넓이로 감싸고 되돌아 나와서 이웃한 전지 셀의 양극탭 및 음극탭으로 이어지는 제2라인;을 가지는 것을 특징으로 하는 2차 전지.
  4. 제3항에 있어서, 상기 광섬유는 상기 제1 및 제2라인이 일정 패턴으로 반복되어 권선되어 적층된 구조로서, 상기 제1라인과 제2라인은 서로 이웃한 전극 셀들 사이마다 하나 씩 개재되는 것을 특징으로 하는 2차 전지.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제2라인은 적어도 3개의 지점에서 상기 셀 본체에 고정되는 것을 특징으로 하는 2차 전지.
  6. 제2항에 있어서, 상기 제1라인은 상기 음극탭과 양극탭이 돌출된 상기 셀 본체의 테두리에 대해 나란한 자세로 고정된 것을 특징으로 하는 2차 전지.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제2라인 상에 상기 FBG 센서가 마련된 것을 특징으로 하는 2차 전지.
  8. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2라인이 연결되어 권선된 평면형상은 4각 도형상인 것을 특징으로 하는 2차 전지.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 전지 셀은,
    상하로 적층되어 직렬 연결된 복수의 전지 셀 모듈을 포함하며,
    상기 복수의 전지 셀 모듈은 복수 개가 좌우로 병렬 연결된 것을 특징으로 하는 2차 전지.
  10. 제9항에 있어서, 상기 광섬유는,
    상기 직렬 연결된 전지 셀 모듈의 전지 셀에 차례로 권선된 뒤, 이웃한 전지 셀 모듈로 병렬 연결되게 설치되는 것을 특징으로 하는 2차 전지.
  11. 제9항에 있어서, 상기 셀 온도 감지유닛은,
    상기 광섬유로 광을 입력하고, 상기 광섬유로 입력된 뒤 상기 각 FBG 센서에서 되돌아오는 광을 수광하는 수발광부와;
    상기 수발광부로부터 감지신호를 입력받아 전기신호로 변환하는 신호 변환부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 신호 변환부에서 전달된 전기 신호를 설정된 기준값과 비교하여 정상온도 여부를 판단하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전지.
  13. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 FBG 센서는 상기 광섬유가 상기 전지 셀 각각에 고정되는 지점에 마련되는 것을 특징으로 하는 2차 전지.
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