KR101272107B1 - 배터리 과충전 방지용 안전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하우징의 내측에 전기적으로 분리되는 제1,2전극을 각각 설치하고, 상기 제1전극에는 양측의 제1,2전극을 서로 연결토록 하는 릴레이플레이트가 피봇 연결되고, 상기 릴레이플레이트에는 일단이 제1전극에 연결되는 스프링의 타단이 연결되어 제2전극의 내측에 접촉되는 릴레이플레이트에 압력이 작용토록 설치되며, 상기 릴레이플레이트가 하우징에 돌출토록 설치되는 메인버튼에 접촉토록 설치되는 구성으로 가혹 조건의 진동과 외부 충격관성에 의한 스위치의 동작이 방지토록 되는 배터리 과충전 방지용 안전장치에 관한 것이다.

Description

배터리 과충전 방지용 안전장치{A Safeguard Apparatus Preventing Overcharge for A Secondary Battery}

본 발명은 하우징의 내측에 전기적으로 분리되는 제1,2전극을 각각 설치하고, 상기 제1전극에는 양측의 제1,2전극을 서로 연결토록 하는 릴레이플레이트가 피봇 연결되고, 상기 릴레이플레이트에는 일단이 제1전극에 연결되는 스프링의 타단이 연결되어 제2전극의 내측에 접촉되는 릴레이플레이트에 압력이 작용토록 설치되며, 상기 릴레이플레이트가 하우징에 돌출토록 설치되는 메인버튼에 접촉토록 설치되는 구성으로 가혹 조건의 진동과 외부 충격관성에 의한 스위치의 동작이 방지토록 되는 배터리 과충전 방지용 안전장치에 관한 것이다.

일반적으로 리튬 이온 폴리머 전지에서, 과충전 상황이나 전지의 온도가 비정상적으로 일정 수준 이상 상승할 경우, 전지의 내부에서 가스가 발생하게 되고, 이렇게 발생한 가스로 인하여 셀이 팽윤되는 현상이 발생하는데 이 현상이 지속된다면, 전지 파우치의 봉지 부위가 열려 가스가 배출되거나 더 나아가 화재 또는 폭발을 유발하게 되는 위험한 상황이 발생할 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 다방면으로 여러 가지 연구가 꾸준히 이루어져 왔는데, 이러한 연구들은 크게 화학적으로 과충전을 방지하는 방법과 전기적으로 과충전을 방지하는 방법이 대두되었다.

이와같은 기술과 관련되어 종래의 과충전 방지장치의 기술이 도1과 같이 제시되고 있으며 그 구성은, 배터리 셀(21, 22)의 팽창력을 감지하기 위해 배터리 셀(21)의 측면에 스위치(160-1)를 설치하고, 상기 스위치(160-1)의 on/off 에 의해 충전 전원을 연결 또는 차단시키게 되는 구성으로 이루어진다.

그리고, 상기 스위치(160-1)는, 스위치판(44)이 하우징(48)의 외측에 돌출되는 노브(47)에 연결되면서 다른 일측에 스프링(46)이 탄성 접지되는 구성이고, 상기 스위치판(44)이 노브의 이동시 분리되는 전극(45)에 각각 접점토록 하는 것이다.

그러나, 상기와 같은 과충전 방지장치는, 스위치(160-1)의 돌출되는 버튼에 대응되는 공간을 구비하여야 하여 설계상의 제약이 따르게 되고, 탄성에 의해 복원이 가능하기 때문에 셀이 팽창 후 축소되면 재작동될 여지가 있다.

또한, 외부진동이나 외부 충격등에 의해 노브(47)가 움직이게 되어 전극 연결의 신뢰성이 저하되는 등의 문제점이 있는 것이다.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 컴팩트한 스위치 구조를 통하여 배터리 사이에 스위치의 설치에 따른 공간제약이 없도록 하고, 배터리의 과충전에 의해 손상을 방지할 수 있도록 하며, 가혹 조건의 진동과 외부 충격관성에 의한 스위치의 동작이 방지토록 되고, 협소한 공간내 최소의 작동거리 만으로도 전류나 전기적인 신호를 끊어줄 수 있도록 하며, 스위치의 작동 유,무 확인이 가능토록 되는 배터리 과충전 방지용 안전장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 상기 목적을 달성하기 위하여, 하우징의 내측에 전기적으로 분리되는 제1,2전극을 각각 설치하고, 상기 제1,2전극에는 양측의 전극을 서로 연결토록 하는 릴레이플레이트가 피봇 연결되고, 상기 릴레이플레이트에는 제1전극에 연결되는 스프링의 타단이 연결되어 제2전극에 접촉되는 릴레이플레이트에 압력이 작용토록 설치되며, 상기 릴레이플레이트가 하우징에 돌출토록 설치되는 메인버튼에 접촉되어 하강토록 설치되는 배터리 과충전 방지용 안전장치를 제공한다.

그리고, 본 발명의 릴레이플레이트의 일측에 절연재가 부착되거나 제2전극의 내측면 일측에 절연재가 부착되는 구성중에서 선택되는 배터리 과충전 방지용 안전장치를 제공한다.

더하여, 본 발명의 릴레이플레이트는 하우징에 연결되면서 색상이 표시되는 리셋버튼의 일측이 접촉되어 릴레이플레이트를 복원토록 설치되는 배터리 과충전 방지용 안전장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 제1전극은 상향하는 ㄷ자 형상으로 저면이 하우징에 고정되며, 일측면에 스프링의 일단이 연결될 때 내측에 장착공간을 갖는 릴레이플레이트가 타측면에 피봇연결되고,

상기 제2전극은 측면을 향하는 ㄷ자 형상으로 하우징의 내측에 고정될 때 스프링의 탄성에 의해 릴레이플레이트에 계속하는 상향 및 하향의 힘이 작용토록 설치되며,

상기 제1전극와 제2전극에 연결되는 케이블에 접속단자가 연결되는 배터리 과충전 방지용 안전장치를 제공한다.

그리고, 본 발명의 메인버튼은, 하우징에 형성되는 장착홈에 삽입되면서 릴레이플레이트에 접촉되는 돌기와 스프링의 일부를 수납하는 요부가 일체로 형성되는 배터리 과충전 방지용 안전장치를 제공한다.

더하여, 본 발명의 하우징은, 제1커버와 제2커버의 조립구조로 이루어지면서 일측면에 색상이 표시되는 리셋버튼의 일측이 이동하도록 슬롯이 구비되는 배터리 과충전 방지용 안전장치를 제공한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 컴팩트한 스위치 구조를 통하여 배터리 사이에 스위치의 설치에 따른 공간제약이 없고, 배터리의 과충전에 의해 손상을 방지하며, 가혹 조건의 진동과 외부 충격관성에 의한 스위치의 동작이 방지하고, 협소한 공간내 최소의 작동거리 만으로도 전류나 전기적인 신호를 끊어주게 며, 스위치의 작동 유,무 확인이 가능한 효과가 있는 것이다.

도1은 종래의 과충전 방지장치와 그 적용상태를 도시한 측면도이다.
도2는 본 발명에 따른 과충전 방지장치의 적용상태를 도시한 사시도이다.
도3 및 도4는 각각 본 발명에 과충전 방지장치를 도시한 정면 및 배면사시도이다.
도5는 본 발명에 따른 과충전 방지장치를 도시한 요부분해도이다.
도6 및 도7은 본 발명에 따른 과충전 방지장치의 스위치 동작상태를 도시한 요부확대도 및 정면도이다.
도8은 본 발명에 따른 과충전 방지장치의 동작상태도이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 따른 과충전 방지장치의 적용상태를 도시한 사시도이고, 도3 및 도4는 각각 본 발명에 과충전 방지장치를 도시한 정면 및 배면사시도이며, 도5는 본 발명에 따른 과충전 방지장치를 도시한 요부분해도이고, 도6 및 도7은 본 발명에 따른 과충전 방지장치의 스위치 동작상태를 도시한 요부확대도 및 정면도이며, 도8은 본 발명에 따른 과충전 방지장치의 동작상태도이다.

본 발명의 과충전 방지장치(100)는, 브라켓(200)에 조립되는 구성으로 비엠에이(미도시)에 접촉토록 설치된다.

그리고, 상기 과충전방지장치(100)는, 하우징(110)의 내측에 전기적으로 분리되는 복수의 제1,2전극(130)(150)을 각각 설치한다.

계속하여, 상기 제1전극(130)에는 양측의 제1,2전극을 서로 연결토록 하는 릴레이플레이트(120)가 피봇회전토록 연결된다.

이때, 상기 릴레이플레이트(120)에는 일단이 제1전극(130)에 연결되는 스프링(170)의 타단이 연결되어 제2전극(150)에 접촉되는 릴레이플레이트(120)에 탄성에 의한 압력이 작용토록 설치된다.

그리고, 상기 릴레이플레이트(120)는 하우징(110)에 돌출토록 설치되는 메인버튼(140)에 접촉되면서 메인버튼의 하향이 회전 이동토록 설치된다.

이때, 상기 릴레이플레이트(120)의 일측에 절연재(123)가 부착되거나 전극의 내측면 일측에 절연재(123)가 부착되는 구성중에서 선택된다.

더하여, 상기 릴레이플레이트(120)에는 하우징(110)에 슬롯(115)을 통하여 상,하향토록 연결되는 리셋버튼(160)의 일측에 접촉토록 설치된다.

이때, 상기 리셋버튼(160)은 슬롯(115)을 따라 이동되는 가이드(미도시)가 구비되면서 가이드의 상측 및 하측에 서로 다른 색상을 표시하여 리셋버튼(160)의 동작상태를 알수 있도록 한다.

또한, 상기 제1전극(130)은 상향하는 ㄷ자 형상으로 저면이 하우징(110)에 고정되며, 스프링(170)의 일단이 연결될 때 내측에 장착공간(125)을 갖는 릴레이플레이트(120)의 타측면에 피봇연결된다.

더하여, 상기 제2전극(150)은 측면을 향하는 ㄷ자 형상으로 하우징(110)의 내측에 고정될 때 스프링(170)의 탄성에 의해 릴레이플레이트(120)에 계속하는 상향 및 하향의 힘이 작용토록 설치된다.

상기 제1,2전극(130)(150)에 연결되는 케이블(231)에 접속단자(230)가 연결된다.

그리고, 상기 메인버튼(140)은, 하우징(110)에 형성되는 장착홈(113)에 삽입되면서 릴레이플레이트(120)에 접촉되는 돌기(141)와 스프링의 일부를 수납하는 요부(145)가 일체로 형성된다.

더하여, 상기 하우징(110)은, 제1커버(110a)와 제2커버(110b)의 조립구조로 이루어진다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 설명한다.

도2 내지 도8에서 도시한 바와같이 본 발명의 과충전 방지장치(100)는, 브라켓(200)에 조립되는 구성으로 비엠에이가 과충전에 의해 부풀어질 때 릴레이플레이트(120)를 동작시키는 메인버튼(140)을 누르게 되어 제어부(미도시)에 과충전 신호를 전달하게 된다.

이때, 상기 릴레이플레이트(120)에 의해 접점신호를 생성하게 되는 제1,2전극(130)(150)은 케이블(231)을 통하여 연결되는 접속단자(230)를 통하여 제어부에 용이하게 연결토록 된다.

그리고, 상기 과충전방지장치(100)는, 하우징(110)의 내측에 전기적으로 분리되는 복수의 제1,2전극(130)(150)을 각각 설치되는 구성으로 비엠에이의 일반적인 상태에서는 동작하지 않는 다.

계속하여, 상기 릴레이플레이트(120)가 상부를 향하여 개구되는 ㄷ자 형상인 제1전극(130)의 상측에 중심이 피봇회전토록 연결되어 회전시 일단이 측면을 향하여 개구되는 ㄷ자 형상의 제1전극(150) 내측에서 접점되는 구성으로 최소의 높이에 스위치의 구성이 가능토록 된다.

이때, 상기 릴레이플레이트(120)에는 일단이 제1전극(130)에 연결되는 스프링(170)의 타단이 연결되어 제2전극(150)의 내측면 상,하측에서 각각 접촉되는 릴레이플레이트(120)에 탄성에 의한 압력이 작용토록 설치된다.

즉, 상기 릴레이플레이트(120)에는 현 상태를 유지하려는 압력이 스프링에 의해 형성되어 진동등에 의해 릴레이플레이트가 회전되는 문제점을 해소토록 한다.

그리고, 상기 릴레이플레이트(120)는 하우징(110)에 돌출토록 설치되는 메인버튼(140)에 접촉되면서 메인버튼의 하향이 회전 이동토록 설치되는 구성으로 비엠에이의 팽창시 릴레이플레이트를 이동시켜 과충진 신호를 생성하게 된다.

이때, 상기 릴레이플레이트(120)의 일측에 절연재(123)가 부착되거나 전극의 내측면 일측에 절연재(123)가 부착되는 구성중에서 선택되어 비엠에이의 정상 상태에는 전원공급이 차단토록 된다.

더하여, 상기 릴레이플레이트(120)에는 하우징(110)에 슬롯(115)을 통하여 상,하향토록 연결되는 리셋버튼(160)의 가이드돌기(165)가 일측에 접촉토록 설치되어 과충전에 의해 하향되는 릴레이플레이트를 리셋버튼을 상향시키는 동작에 복원이 가능토록 되어 정상 상태의 유지시 재사용이 가능토록 된다.

이때, 상기 가이드돌기(165)의 상부 및 하부에는 서로 다른 색상으로 도색되어 리셋버튼(160)의 동작상태를 외부에 색상으로 표시토록 한다.

또한, 상기 제1전극(130)은 상향하는 ㄷ자 형상으로 저면이 하우징(110)에 고정되면서 스프링(170)의 일단이 연결될 때 내측에 장착공간(125)을 갖는 릴레이플레이트(120)의 타측면에 피봇연결되는 구성으로 릴레이플레이트의 동작에 따른 간섭이 방지토록 된다.

그리고, 상기 메인버튼(140)은, 하우징(110)에 형성되는 장착홈(113)에 삽입되면서 릴레이플레이트(120)에 접촉되는 돌기(141)와 스프링의 일부를 수납하는 요부(145)가 일체로 형성되는 구성으로 하향시 스프링의 간섭없이 릴레이플레이트를 용이하게 누르게 되는 것이다.

100...과충전 방지장치 110...하우징
120...릴레이플레이트 123...절연재
140...메인버튼 160...리셋버튼
170...스프링 200...브라켓
230...접속단자

Claims (6)

1. 하우징의 내측에 전기적으로 분리되는 복수의 제1,2전극을 각각 설치하고, 상기 제1전극에는 제1,2전극을 전기적으로 서로 연결토록 하는 릴레이플레이트가 피봇 연결되고, 상기 릴레이플레이트에는 일단이 제1전극에 연결되는 스프링의 타단이 연결되어 제1전극에 연결되는 릴레이플레이트의 타단이 제2전극의 내측면 상,하측에 각각 접촉될 때 압력이 작용토록 설치되며, 상기 릴레이플레이트는 하우징에 돌출토록 설치되는 메인버튼에 접촉되어 이동가능 토록 설치되는 배터리 과충전 방지용 안전장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 릴레이플레이트의 일측에 절연재가 부착되거나 제2전극의 내측면 일측에 절연재가 부착되는 구성중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 배터리 과충전 방지용 안전장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 릴레이플레이트에는 하우징에 연결되는 리셋버튼의 일측이 접촉토록 설치되며, 상기 리셋버튼의 일측이 서로 다른 색상으로 도색되는 것을 특징으로 하는 배터리 과충전 방지용 안전장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1전극은 상향하여 개구되는 ㄷ자 형상으로 저면이 하우징에 고정되며, 일측면에 스프링의 일단이 연결될 때 내측에 장착공간을 갖는 릴레이플레이트가 타측면에 피봇연결되고,
   상기 제2전극은 측면을 향하여 개구되는 ㄷ자 형상으로 하우징의 내측에 고정될 때 스프링의 탄성에 의해 릴레이플레이트에 계속하는 상향 및 하향의 힘이 작용토록 설치되며,
   상기 제1전극와 제2전극에 연결되는 케이블에 접속단자가 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 과충전 방지용 안전장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 메인버튼은, 하우징에 형성되는 장착홈에 삽입되면서 릴레이플레이트에 접촉되는 돌기와 스프링의 일부를 수납하는 요부가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 과충전 방지용 안전장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 하우징은, 제1커버와 제2커버의 조립구조로 이루어지면서 일측면에 리셋버튼이 이동하는 슬롯이 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 과충전 방지용 안전장치.

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