KR100989969B1 - Apparatus for preventing explosion by high temperature of battery pack - Google Patents

Apparatus for preventing explosion by high temperature of battery pack Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치는, 배터리가 하나 이상 집합되어 구성된 배터리 팩의 부하 측 선로에 병렬 연결되는 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치에 있어서, 상기 배터리 팩의 외부 표면과 접촉되고 일단이 상기 부하 측 제1선로와 전기적으로 연결된 바이메탈; 및 상기 부하 측 제2선로와 일단이 연결되고 타단이 상기 바이메탈 타단의 변형 거리만큼 이격되어 설치된 방전저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a high temperature explosion prevention apparatus of a battery pack. The high temperature explosion prevention device of a battery pack according to the present invention is a high temperature explosion protection device of a battery pack in which at least one battery is connected and connected in parallel to a load side line of a battery pack configured to be in contact with an outer surface of the battery pack once A bimetal electrically connected to the load-side first line; And a discharge resistor having one end connected to the load-side second line and the other end spaced apart by a deformation distance of the other end of the bimetal.

본 발명에 따르면, 별도의 전원이 필요없는 하나의 장치로 복수의 배터리가 집합되어 구성된 배터리 팩의 온도를 감지하여 일정 온도 이상 시 배터리 팩의 충전전류를 방전시킴으로써 고온에 의한 배터리 팩의 폭발을 방지할 수 있다. 또한, 배터리 팩의 온도 감지 및 스위칭 수단으로 탄성 바이어스 구조의 바이메탈을 사용함으로써 높은 동작 신뢰성과 진동 상태에서도 안정된 작동 성능을 유지할 수 있다.According to the present invention, by detecting a temperature of a battery pack consisting of a plurality of batteries gathered into a single device that does not require a separate power supply to discharge the charge current of the battery pack at a certain temperature to prevent explosion of the battery pack due to high temperature can do. In addition, by using a bimetal with an elastic bias structure as the temperature sensing and switching means of the battery pack, it is possible to maintain stable operation performance even in high operating reliability and vibration state.

배터리 팩, 고온 폭발, 바이메탈, 탄성 바이어스, 방전저항 Battery Pack, High Temperature Explosion, Bimetal, Elastic Bias, Discharge Resistance

Description

배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치{Apparatus for preventing explosion by high temperature of battery pack}Apparatus for preventing explosion by high temperature of battery pack}

본 발명은 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리 팩의 온도를 감지하여 일정 온도 이상 시 배터리 팩의 충전전류를 방전시켜 배터리 팩이 고온에 의해 폭발하는 것을 방지할 수 있는 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치에 과한 것이다.The present invention relates to a high-temperature explosion-proof device of a battery pack, and more particularly, to detect the temperature of the battery pack to discharge the charging current of the battery pack when a certain temperature or more can prevent the battery pack from being exploded by high temperature Excessive battery pack high temperature explosion protection.

최근, 비디오 카메라, 휴대용 전화기, 휴대용 PC 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충 방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Recently, as the demand for portable electronic products such as video cameras, portable telephones, portable PCs, etc. is rapidly increased, and development of electric vehicles, energy storage batteries, robots, satellites, etc. is in earnest, high-performance secondary batteries capable of repeated charging and discharging are possible. Research on batteries is being actively conducted.

현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.Commercially available secondary batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydride batteries, nickel zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among them, lithium secondary batteries have almost no memory effect compared to nickel-based secondary batteries, and thus are free of charge and discharge. The self-discharge rate is very low and the energy density is high.

그런데 리튬 이차 전지는 일정 전압 이상으로 과충전될 경우 리튬 이차 전지 를 구성하는 양극 활물질과 전해액의 반응이 과도하게 진행되어 양극 활물질의 구조 붕괴, 전해액의 산화 반응 등이 수반되며, 음극 활물질에는 리튬이 석출되기도 한다. 이러한 상태가 지속되면 리튬 이차 전지가 발화하거나 폭발할 수도 있다. However, when the lithium secondary battery is overcharged to a predetermined voltage or more, the reaction between the positive electrode active material constituting the lithium secondary battery and the electrolyte proceeds excessively, resulting in structural collapse of the positive electrode active material, oxidation reaction of the electrolyte, and the like. Sometimes. If this condition persists, the lithium secondary battery may ignite or explode.

또한, 리튬 이차 전지는 일정 온도 이상의 고온에 노출될 경우 전극 활물질이 불안정한 상태로 활성화되고, 전해액과 급격히 반응하면서 리튬 이차 전지가 부풀게 되어 심한 경우에는 폭발 또는 발화하는 현상이 발생할 수 있다.In addition, when the lithium secondary battery is exposed to a high temperature of a predetermined temperature or more, the electrode active material is activated in an unstable state, and rapidly reacts with the electrolyte, causing the lithium secondary battery to swell and, in severe cases, may explode or ignite.

상술한 리튬 이차 전지의 고온 노출에 의한 폭발 또는 발화 가능성은 리튬 이차 전지의 충전 상태에 따라 달라질 수 있다. 리튬 이차 전지는 충전시에 리튬 이차 전지 내부의 에너지 밀도가 증가하고, 전극 활물질의 불안전성이 심화되기 때문에 충전 상태가 높을수록 폭발 또는 발화 가능성이 커진다.The possibility of explosion or ignition due to the high temperature exposure of the lithium secondary battery described above may vary depending on the state of charge of the lithium secondary battery. Since the lithium secondary battery increases the energy density inside the lithium secondary battery at the time of charging and deepens the instability of the electrode active material, the higher the state of charge, the greater the possibility of explosion or ignition.

이러한 문제를 해결하기 위해, 종래에는 리튬 이차 전지와 부하 측의 전기적 접속을 차단하는 방법이 주로 이용되어 왔다. 예를 들면, PTC(Positive Temperature Coefficiency resistor)와 같은 능동 소자를 리튬 이차 전지의 양극 측에 직렬로 연결하고, 상기 PTC의 내부 저항이 과충전에 의해 리튬 이차 전지 온도 상승에 대응되게 상승하며, 입력 전류를 차단하여 과충전을 방지한다. 또는, 제어회로와 FET 등의 스위칭 소자를 이용하여 전기적으로 접속을 차단하거나, 온도 퓨즈 또는 전류 퓨즈 등을 이용하여 물리적으로 접속을 차단하는 방법들이 사용되어 왔다. 그러나, 상술한 종래기술은 과충전이 되어 이차 전지의 온도가 상승할 경우에 이차 전지의 입력 전류를 차단할 뿐이므로, 이미 충전된 이차 전지가 고온에 노출되었을 경우에는 이차 전지를 보호할 수 없는 문제점이 있다.In order to solve this problem, conventionally, the method which interrupts the electrical connection of a lithium secondary battery and a load side has been mainly used. For example, an active element such as a positive temperature coefficiency resistor (PTC) is connected in series with the positive electrode side of the lithium secondary battery, and the internal resistance of the PTC rises corresponding to the rise of the lithium secondary battery temperature due to overcharging, and the input current To prevent overcharge. Alternatively, methods of electrically disconnecting using switching elements such as control circuits and FETs, or physically disconnecting connections using thermal fuses or current fuses, have been used. However, the above-mentioned conventional technology only blocks the input current of the secondary battery when the secondary battery is overcharged and the temperature of the secondary battery rises, so that the secondary battery cannot be protected when the secondary battery already charged is exposed to high temperature. have.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 고온에서 배터리 팩의 폭발을 방지할 수 있는 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, an object of the present invention to provide a high temperature explosion prevention device of a battery pack that can prevent the explosion of the battery pack at a high temperature.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치는, 배터리가 하나 이상 집합되어 구성된 배터리 팩의 부하 측 선로에 병렬 연결되는 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치에 있어서, 상기 배터리 팩의 외부 표면과 접촉되고 일단이 상기 부하 측 제1선로와 전기적으로 연결된 바이메탈; 및 상기 부하 측 제2선로와 일단이 연결되고 타단이 상기 바이메탈 타단의 변형 거리만큼 이격되어 설치된 방전저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a high temperature explosion prevention apparatus for a battery pack according to an aspect of the present invention includes a high temperature explosion prevention apparatus for a battery pack that is connected in parallel to a load side line of a battery pack including one or more batteries. A bimetal contacting the outer surface of the battery pack and having one end electrically connected to the first side of the load side; And a discharge resistor having one end connected to the load-side second line and the other end spaced apart by a deformation distance of the other end of the bimetal.

본 발명에 있어서, 상기 바이메탈과 상기 방전저항 사이의 연결 접점 부근에 설치된 아크 소호 수단을 더 포함한다.In the present invention, the method further includes arc extinguishing means provided near a connection contact between the bimetal and the discharge resistance.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치는, 배터리가 하나 이상 집합되어 구성된 배터리 팩의 부하 측 선로에 병렬 연결되는 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치에 있어서, 상기 배터리 팩의 외부 표면과 접촉되고 일단이 상기 부하 측 제1선로와 전기적으로 연결되며 탄성 바이어스 상태를 유지하는 구조를 갖는 바이메탈; 및 상기 부하 측 제2선로와 일단이 연결되고 타단이 상기 바이메탈의 중심부의 탄성 변형 거리만큼 이격되어 설치된 방전저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a high temperature explosion prevention apparatus for a battery pack according to another aspect of the present invention includes a high temperature explosion prevention apparatus for a battery pack connected in parallel to a load side line of a battery pack including one or more batteries. A bimetal having a structure in contact with an outer surface of the battery pack, one end of which is electrically connected to the first side of the load side, and a structure that maintains an elastic bias state; And a discharge resistor having one end connected to the load-side second line and the other end spaced apart by an elastic deformation distance of the central portion of the bimetal.

본 발명에 있어서, 상기 바이메탈은 일단과 타단이 고정되고 바이메탈의 중심부가 탄성 변형되는 탄성 바이어스 구조이다.In the present invention, the bimetal is an elastic bias structure in which one end and the other end are fixed and the central portion of the bimetal is elastically deformed.

본 발명에 따르면, 별도의 전원이 필요없는 하나의 장치로 복수의 배터리가 집합되어 구성된 배터리 팩의 온도를 감지하여 일정 온도 이상 시 배터리 팩의 충전전류를 방전시킴으로써 고온에 의한 배터리 팩의 폭발을 방지할 수 있다. 또한, 배터리 팩의 온도 감지 및 스위칭 수단으로 탄성 바이어스 구조의 바이메탈을 사용함으로써 높은 동작 신뢰성과 진동 상태에서도 안정된 작동 성능을 유지할 수 있다. According to the present invention, by detecting a temperature of a battery pack consisting of a plurality of batteries gathered into a single device that does not require a separate power supply to discharge the charge current of the battery pack at a certain temperature to prevent explosion of the battery pack due to high temperature can do. In addition, by using a bimetal with an elastic bias structure as the temperature sensing and switching means of the battery pack, it is possible to maintain stable operation performance even in high operating reliability and vibration state.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical spirit of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치의 구성을 도시한 회로 구성도이다.1 is a circuit diagram showing the configuration of a high-temperature explosion-proof device of a battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치(10)는 복수의 배터리가 집합되어 구성된 배터리 팩(VE)의 부하(L)측 제1 및 제2선로(1, 2) 사이에 병렬 연결된다. 고온 폭발 방지 장치(10)는 배터리 팩(VE)의 온도변화를 직접적으로 감지할 수 있도록 배터리 팩(VE)의 외부 표면에 접촉하여 설치되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 1, in the high temperature explosion prevention apparatus 10 of a battery pack according to the present invention, first and second lines 1 and 2 of a load L side of a battery pack V E configured by a plurality of batteries are assembled. ) Are connected in parallel. Explosion-proof high temperature device 10 is preferably installed in contact with the outer surface of the battery pack (V E) to directly detect the temperature change of the battery pack (V E).

상기 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치(10)는 배터리 팩(VE)의 온도를 감지하여 통상적인 온도 조건에서는 배터리 팩(VE)의 부하(L)측 제1 및 제2선로(1, 2)와의 연결이 차단되어 배터리 팩(VE)과 부하(L)측이 정상적으로 연결되도록 한다. 이때, 배터리 팩(VE)의 온도가 위험 레벨 이상으로 상승하게 되면, 차단되어 있던 배터리 팩(VE)의 부하(L)측 제1 및 제2선로(1, 2)와의 연결을 통전시켜 배터리 팩(VE)에서 출력되는 전류를 고온 폭발 방지 장치(10)측으로 바이패스하여 배터리 팩(VE)의 충전전류를 방전시킨다. 이 과정은 배터리 팩(VE)의 충전전류가 모두 소모될 때까지 지속되어 고온에 의한 배터리 팩(VE)의 폭발을 방지한다.Hot explosion-proof device 10. The battery pack (V E) at a temperature by sensing the usual temperature condition of the load (L) of the battery pack (V E) the side of the first and second lines of the battery pack (1, 2 ) Is disconnected so that the battery pack (V E ) and the load (L) side is properly connected. At this time, when the temperature of the battery pack V E rises above the dangerous level, the connection between the first and second lines 1 and 2 on the load L side of the battery pack V E that is blocked is energized. to by-pass the current output from the battery pack (V E) toward the explosion-proof high temperature device 10 discharges the charging current of the battery pack (V E). This process is continued until all the charging current of the battery pack (V E ) is exhausted to prevent explosion of the battery pack (V E ) by high temperature.

이하, 도 2 및 3을 참조하여 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치(10)의 구성과 동작을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the high temperature explosion prevention apparatus 10 of the battery pack will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치의 구성과 동작을 설명하기 위해 도시한 회로 구성도이다.FIG. 2 is a circuit diagram illustrating the configuration and operation of a high temperature explosion prevention apparatus of a battery pack according to a first embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치(10)는, 일단이 배터리 팩(VE)의 부하(L)측 제1선로(1)와 전기적으로 연결된 바이메탈(11)과, 상기 부하(L)측 제2선로(2)와 일단이 연결되고 타단이 상기 바이메탈(11)의 타단과 바이메탈(11)의 변형 거리만큼 이격되어 설치된 방전저항(Rd)을 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 바이메탈(11)과 방전저항(Rd) 사이의 연결 접점 부근에는 바이메탈(11)의 접점과 방전저항(Rd)의 접점이 연결되는 과정에서 발생될 수 있는 아크를 소호하는 아크 소호 수단(13)이 추가적으로 설치될 수 있다.Referring to FIG. 2, in the high temperature explosion prevention apparatus 10 of the battery pack according to the first embodiment of the present invention, one end thereof is electrically connected to the first line 1 of the load L side of the battery pack V E. One end of the connected bimetal 11 and the second line 2 of the load (L) side is connected, and the other end of the discharge resistance R d is provided by being spaced apart from the other end of the bimetal 11 by the deformation distance of the bimetal 11. It is configured to include). Here, the arc extinguishing for extinguishing the arc that can be generated in the course of the contact of the bimetal 11 and the discharge resistor (R d) contact with the discharge resistance (R d) of, the bimetal (11) near the connecting interface between the connection The means 13 may additionally be installed.

본 발명의 제1실시예에 따른 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치(10)의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the high temperature explosion prevention apparatus 10 of the battery pack according to the first embodiment of the present invention will be described below.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 바이메탈(11)은 통상적인 온도 조건에서는 바이메탈(11)이 변형되지 않아 바이메탈(11)의 접점과 방전저항(Rd)의 접점이 이격되어 배터리 팩(VE)의 부하(L)측 제1선로(1)에 연결된 바이메탈(11)과 배터리 팩(VE)의 부하(L)측 제2선로(2)에 연결된 방전저항(Rd)이 전기적으로 절연 상태를 유지하고, 배터리 팩(VE)에서 출력되는 전류는 부하(L)측으로 정상적으로 공급된다.A, the bimetal 11 as shown in Figure 2 is conventional temperature conditions, the bimetal 11 is not warped, the contact of the contact with the discharge resistance (R d) of the bimetal (11) are spaced apart from the battery pack (V E ) Is electrically insulated from the bimetal 11 connected to the first line 1 of the load L side and the discharge resistor R d connected to the second line 2 of the load L side of the battery pack V E. The state is maintained and the current output from the battery pack V E is normally supplied to the load L side.

상기 배터리 팩(VE)의 온도가 위험 레벨 이상으로 상승하게 되면, 상기 바이 메탈(11)이 변형되어 바이메탈(11)의 접점과 방전저항(Rd)의 접점이 접촉하게 되어 배터리 팩(VE)의 부하(L)측 제1선로(1)에 연결된 바이메탈(11)과 배터리 팩(VE)의 부하(L)측 제2선로(2)에 연결된 방전저항(Rd)이 전기적으로 연결된다. 배터리 팩(VE)의 부하(L)측 제1 및 제2선로(1, 2)가 방전저항(Rd)과 연결됨에 따라 부하(L)측보다 상대적으로 낮은 저항을 갖는 방전저항(Rd)측으로 전류가 바이패스되어 배터리 팩(VE)에 저장된 충전전류는 방전저항(Rd)에 의해 방전되게 된다. 이때, 바이메탈(11)과 방전저항(Rd)의 연결 상태는 방전저항(Rd)을 통해 발산되는 열에 의해 배터리 팩(VE)의 충전전류가 모두 소진될 때까지 지속되고, 배터리 팩(VE)의 충전전류가 모두 방전되어 폭발 가능성을 낮추게 된다. 이후, 배터리 팩(VE)과 방전저항(Rd)의 온도가 통상적인 수준으로 낮아지면 변형되었던 바이메탈(11)이 초기 상태로 재 변형되어 바이메탈(11)의 접점과 방전저항(Rd)의 접점이 해리되게 된다.When the temperature of the battery pack V E rises above a dangerous level, the bimetal 11 is deformed so that the contact of the bimetal 11 and the contact of the discharge resistor R d come into contact with each other. E ) the discharge resistance R d connected to the bimetal 11 connected to the first line 1 of the load L side and the second line 2 of the load L side of the battery pack V E electrically. Connected. As the first and second lines 1 and 2 on the load L side of the battery pack V E are connected to the discharge resistor R d , the discharge resistor R has a lower resistance than the load L side. The current is bypassed to the d ) side and the charging current stored in the battery pack V E is discharged by the discharge resistor R d . At this time, the connection state of the bimetal 11 and the discharge resistor R d is maintained until the charging current of the battery pack V E is exhausted by the heat dissipated through the discharge resistor R d , and the battery pack ( All of the charging current in V E ) is discharged to reduce the possibility of explosion. Then, when the temperature of the battery pack (V E ) and the discharge resistance (R d ) is lowered to the normal level, the deformed bimetal 11 is re-deformed to an initial state, so that the contact point of the bimetal 11 and the discharge resistance (R d ) The contact of is dissociated.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치의 구성과 동작을 설명하기 위해 도시한 회로 구성도이다.3 is a circuit diagram illustrating the configuration and operation of a high temperature explosion prevention apparatus of a battery pack according to a second embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치(10)는, 일단이 배터리 팩(VE)의 부하(L)측 제1선로(1)와 전기적으로 연결되며 탄성 바이어스 상태를 유지하는 구조를 갖는 바이메탈(12)과, 상기 부하(L)측 제2선로(2)와 일단이 연결되고 타단이 상기 바이메탈(12)의 중심부의 탄성 변형 거리 만큼 이격되어 설치된 방전저항(Rd)과, 상기 바이메탈(12)과 방전저항(Rd) 사이의 연결 접점 부근에 설치된 아크 소호 수단(13)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3, in the high temperature explosion prevention apparatus 10 of the battery pack according to the second embodiment of the present invention, one end thereof is electrically connected to the first line 1 of the load L side of the battery pack V E. A bimetal 12 having a structure that is connected and maintains an elastic bias state, one end of which is connected to the second line 2 of the load (L) side, and the other end is spaced apart by an elastic deformation distance of a central portion of the bimetal 12. is configured to include the installed discharge resistance (R d) and said bimetal (12) and a discharge resistance (R d), arc extinguishing means (13) positioned in the vicinity of the connection interface between.

본 발명의 제2실시예에 따른 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치(10)의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the high temperature explosion prevention apparatus 10 of the battery pack according to the second embodiment of the present invention will be described below.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 바이메탈(12)은 통상적인 온도 조건에서 바이메탈(12)이 탄성 변형되지 않아 바이메탈(12) 중심부의 접점과 방전저항(Rd)의 접점이 이격되어 배터리 팩(VE)의 부하(L)측 제1선로(1)에 연결된 바이메탈(12)과 배터리 팩(VE)의 부하(L)측 제2선로(2)에 연결된 방전저항(Rd)이 전기적으로 절연 상태를 유지하고, 배터리 팩(VE)에서 출력되는 전류는 부하(L)측으로 정상적으로 공급된다.As shown in FIG. 3, in the bimetal 12, the bimetal 12 is not elastically deformed at a normal temperature condition, so that the contact point of the center of the bimetal 12 and the contact point of the discharge resistor R d are separated from each other. V E) of the load (L) is in the side of the first track (1), the bimetal (12) and the load (L) side of the discharge resistor (R d) connected to the second line (2) of the battery pack (V E) is connected to the electrical The insulation state is maintained, and the current output from the battery pack V E is normally supplied to the load L side.

상기 배터리 팩(VE)의 온도가 위험 레벨 이상으로 상승하게 되면, 상기 바이메탈(12)이 탄성 변형되어 바이메탈(12) 중심부의 접점과 방전저항(Rd)의 접점이 접촉하게 되어 배터리 팩(VE)의 부하(L)측 제1선로(1)에 연결된 바이메탈(12)과 배터리 팩(VE)의 부하(L)측 제2선로(2)에 연결된 방전저항(Rd)이 전기적으로 연결된다. 배터리 팩(VE)의 부하(L)측 제1 및 제2선로(1, 2)가 방전저항(Rd)과 연결됨에 따라 부하(L)측보다 상대적으로 낮은 저항을 갖는 방전저항(Rd)측으로 전류가 바이패스되어 배터리 팩(VE)에 저장된 충전전류는 방전저항(Rd)에 의해 방전되게 된다. 이때, 바이메탈(12)과 방전저항(Rd)의 연결 상태는 방전저항(Rd)을 통해 발산되는 열에 의해 배터리 팩(VE)의 충전전류가 모두 소진될 때까지 지속되고, 배터리 팩(VE)의 충전전류가 모두 방전되어 폭발 가능성을 낮추게 된다. 이후, 배터리 팩(VE)과 방전저항(Rd)의 온도가 통상적인 수준으로 낮아지면 탄성 변형되었던 바이메탈(12)이 초기 상태로 재 변형되어 바이메탈(12)의 접점과 방전저항(Rd)의 접점이 해리되게 된다. 또한, 제2실시예에 따른 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치(10)의 바이메탈(12)은 일단과 타단이 고정되고 바이메탈(12)의 중심부가 탄성 변형되는 탄성 바이어스 구조이기 때문에 배터리 팩(VE)에 진동이 가해지더라도 안정적인 작동 성능을 유지할 수 있는 장점이 있다. When the temperature of the battery pack V E rises above a dangerous level, the bimetal 12 is elastically deformed so that the contact of the center of the bimetal 12 and the contact of the discharge resistor R d come into contact with each other. V E) of the load (L) is in the side of the first track (1), the bimetal (12) and the load (L) side of the discharge resistor (R d) connected to the second line (2) of the battery pack (V E) is connected to the electrical Is connected. As the first and second lines 1 and 2 on the load L side of the battery pack V E are connected to the discharge resistor R d , the discharge resistor R has a lower resistance than the load L side. The current is bypassed to the d ) side and the charging current stored in the battery pack V E is discharged by the discharge resistor R d . At this time, the connection state of the bimetal 12 and the discharge resistor R d is maintained until the charging current of the battery pack V E is exhausted by the heat dissipated through the discharge resistor R d , and the battery pack ( All of the charging current in V E ) is discharged to reduce the possibility of explosion. Subsequently, when the temperature of the battery pack V E and the discharge resistance R d is lowered to a normal level, the bimetal 12, which has been elastically deformed, is deformed to an initial state so that the contact point of the bimetal 12 and the discharge resistance R d are reduced. ) Will be dissociated. In addition, since the bimetal 12 of the high temperature explosion prevention apparatus 10 of the battery pack according to the second embodiment has an elastic bias structure in which one end and the other end are fixed and the center of the bimetal 12 is elastically deformed, the battery pack V E ) Has the advantage of maintaining stable operating performance even if vibration is applied.

한편, 상술된 제1 및 제2실시예에 따른 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치(10)에 설치된 아크 소호 수단(13)은, 상기 바이메탈(11, 12)의 접점과 방전저항(Rd)의 접점이 접촉될 때 바이메탈(11, 12)의 접점과 방전저항(Rd)의 접점 사이에 절연파괴로 인한 플라즈마 상태의 아크가 발생할 수 있는데 이때 발생되는 아크를 소호하는 수단이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 아크 소호 수단(13)은 바이메탈(11)의 접점과 방전저항(Rd)의 접점이 접촉될 때 발생하는 아크를 유도하여 소호하기 위한 복수개의 아크 슈트(Arc Chute)(14)가 설치될 수 있다. 하지만, 본 발명이 아크 소호 수단(13)에 의해 한정되지 않으므로, 본 발명이 속한 기술분야에서 공지된 아크를 소호할 수 있는 다양한 수단이 적용될 수 있을 것임은 자명하다.On the other hand, the arc extinguishing means 13 provided in the high-temperature explosion-proof apparatus 10 of the battery pack according to the first and second embodiments described above, the contact of the bimetal (11, 12) and the discharge resistance (R d ) When the contacts are in contact, the arc of the plasma state may be generated between the contacts of the bimetals 11 and 12 and the contact of the discharge resistor R d , which is a means for extinguishing the generated arc. As shown in FIG. 4, the arc extinguishing means 13 includes a plurality of arc chutes Arc for inducing and extinguishing an arc generated when the contact of the bimetal 11 and the contact of the discharge resistor R d are in contact. Chute 14 may be installed. However, since the present invention is not limited by the arc extinguishing means 13, it is obvious that various means capable of extinguishing the arc known in the art to which the present invention belongs may be applied.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and is intended by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.The following drawings, which are attached to this specification, illustrate exemplary embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the present invention serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention includes matters described in such drawings. It should not be construed as limited to.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치의 구성을 도시한 회로 구성도이다.1 is a circuit diagram showing the configuration of a high-temperature explosion-proof device of a battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치의 구성과 동작을 설명하기 위해 도시한 회로 구성도이다.FIG. 2 is a circuit diagram illustrating the configuration and operation of a high temperature explosion prevention apparatus of a battery pack according to a first embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치의 구성과 동작을 설명하기 위해 도시한 회로 구성도이다.3 is a circuit diagram illustrating the configuration and operation of a high temperature explosion prevention apparatus of a battery pack according to a second embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치에 적용된 아크 소호 수단의 구성을 도시한 구성도이다.4 is a block diagram showing the configuration of the arc extinguishing means applied to the high-temperature explosion-proof device of the battery pack according to a preferred embodiment of the present invention.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS OF THE DRAWINGS

10 : 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치10: high temperature explosion protection device of battery pack

1 : 부하측 제1선로 2 : 부하측 제2선로1: Load side 1st line 2: Load side 2nd line

11, 12 : 바이메탈 13 : 아크 소호 수단11, 12: bimetal 13: arc arc means

14 : 아크 슈트14: arc suit

Claims (5)

배터리가 하나 이상 집합되어 구성된 배터리 팩의 부하 측 선로에 병렬 연결되는 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치에 있어서,In the high-temperature explosion-proof device of the battery pack, wherein the battery pack is connected in parallel to the load side line of the battery pack composed of one or more batteries, 상기 배터리 팩의 외부 표면과 접촉되고 일단이 상기 부하 측 제1선로와 전기적으로 연결된 바이메탈;A bimetal in contact with an outer surface of the battery pack and one end of which is electrically connected to the first side of the load side; 상기 부하 측 제2선로와 일단이 연결되고 타단이 상기 바이메탈 타단의 변형 거리만큼 이격되어 설치된 방전저항; 및A discharge resistor having one end connected to the load-side second line and the other end spaced apart by a deformation distance of the other end of the bimetal; And 상기 바이메탈과 상기 방전저항 사이의 연결 접점 부근에 설치된 아크 소호 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치.And an arc extinguishing means installed near a connection contact between the bimetal and the discharge resistor. 삭제delete 배터리가 하나 이상 집합되어 구성된 배터리 팩의 부하 측 선로에 병렬 연결되는 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치에 있어서,In the high-temperature explosion-proof device of the battery pack, wherein the battery pack is connected in parallel to the load side line of the battery pack composed of one or more batteries, 상기 배터리 팩의 외부 표면과 접촉되고 일단이 상기 부하 측 제1선로와 전기적으로 연결되며 탄성 바이어스 상태를 유지하는 구조를 갖는 바이메탈;A bimetal having a structure in contact with an outer surface of the battery pack, one end of which is electrically connected to the first side of the load side, and a structure that maintains an elastic bias state; 상기 부하 측 제2선로와 일단이 연결되고 타단이 상기 바이메탈의 중심부의 탄성 변형 거리만큼 이격되어 설치된 방전저항; 및A discharge resistor having one end connected to the load-side second line and the other end spaced apart by an elastic deformation distance of a central portion of the bimetal; And 상기 바이메탈과 상기 방전저항 사이의 연결 접점 부근에 설치된 아크 소호 수단;을 포함하고,And arc arc extinguishing means disposed near a connection contact between the bimetal and the discharge resistor. 상기 바이메탈은 일단과 타단이 고정되어 바이메탈의 중심부가 탄성 변형되는 탄성 바이어스 구조인 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 고온 폭발 방지 장치.The bimetal is a high-temperature explosion-proof device of the battery pack, characterized in that the one end and the other end is fixed to the elastic bias structure elastically deformed the center of the bimetal. 삭제delete 삭제delete
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