KR101891689B1 - 배터리 시스템들의 사용시 안전성을 높이기 위한 장치 - Google Patents

배터리 시스템들의 사용시 안전성을 높이기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 배터리 시스템(B)을 다른 하나의 시스템과 전기적으로 접촉시키기 위한 적어도 하나의 단자(T) 및 배터리 시스템(B)의 사용시 안전성을 높이기 위한 적어도 하나의 액추에이터(A)를 구비하는 배터리 시스템(B), 특히 리튬-이온-배터리 시스템에 기반을 두고 이루어지며, 이 경우 액추에이터(A)는 접촉 요소(KE)를 이용해 배터리 시스템(B)의 하우징(G)과 적어도 하나의 단자(T) 간에 전기 접점을 형성함으로써 배터리 시스템(B)을 방전시키기에 적합하며, 그리고 이 경우 액추에이터(A)는 전기 접촉을 위한 하나 이상의 단자(T) 내에 삽입되어 있다.

Description

배터리 시스템들의 사용시 안전성을 높이기 위한 장치{Apparatus for increasing safety during use of battery systems}
본 발명은 독립 특허 청구항들의 전제부에 기재된 배터리 시스템 및 이 배터리 시스템의 사용 방법에 관한 것이다.
선행 기술에는 배터리 시스템들의 사용시 안전성을 높이기 위한 장치가 공지되어 있다. 예를 들어, 독일 공개특허출원 DE 10 2011 002659 A1에는 리튬-이온-배터리 셀이 개시되어 있으며, 리튬-이온-배터리 셀에는 리튬-이온-배터리 셀을 방전시키기 위한 전기 단락 형성 수단이 제공되어 있다.
본 발명은 배터리 시스템을 다른 하나의 시스템과 전기적으로 접촉시키기 위한 적어도 하나의 단자 및 배터리 시스템의 사용시 안전성을 높이기 위한 적어도 하나의 액추에이터를 구비하는 배터리 시스템, 특히 리튬-이온-배터리 시스템에 기반을 두고 이루어지며, 이 경우 액추에이터는 접촉 요소를 이용해 배터리 시스템의 하우징과 적어도 하나의 단자 간에 전기 접점을 이루게 함으로써 배터리 시스템을 방전시키는데 적합하다.
본 발명은 독립 특허 청구항들의 특징부의 특징들을 갖는 배터리 시스템 및 이 시스템의 사용 방법에 관한 것이다.
본 발명의 요체(要諦)는 액추에이터가 전기 접촉을 위한 적어도 하나의 단자 내에 삽입되어 있다는 점이다.
액추에이터가 전기 접촉을 위한 적어도 하나의 단자 내에 삽입되어 있다는 사실은, 결함이 있는 배터리 시스템에 의해 야기될 수 있는 발생 가능한 영향력으로부터 배터리 시스템 및/또는 이 배터리 시스템의 주변에 있는 사람들 또는 물체들을 보호해준다는 본 발명에 따른 이점을 가져다준다. 전기 접촉을 위한 적어도 하나의 단자 내에 액추에이터를 삽입하는 것은 또한, 배터리 시스템이 자신에게 주어진 형태를 최대한 그대로 유지할 수 있다는 본 발명에 따른 이점을 가져다준다. 더 나아가, 액추에이터를 적어도 하나의 단자 내에 삽입하는 것은 공간을 줄이게 해준다.
본 발명의 배경은 배터리 시스템이 손상을 입은 경우에 이 배터리 시스템이 전기적으로 방전되게 함으로써 가급적 전압이 없는 그리고 이러한 무전압으로 인한 안전한 상태로 전환되어야만 한다는 것이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시 예들은 종속 청구항들의 대상이다.
본 발명의 다음으로 바람직한 일 실시 예에 의하면, 액추에이터는 고 임피던스(high impedance)로 설계되어 있고, 특히 적어도 1㏀ 내지 10㏀ 범위의 전기 저항을 지닌다.
액추에이터가 고 임피던스로 설계되어 있고, 특히 1㏀ 내지 10㏀ 범위의 전기 저항을 지닌다는 사실은 접촉 요소가 예를 들어 1000A 내지 20000A에 해당하는 높은 전류 세기에서 신뢰성 있게 작동될 수 있다는 본 발명에 따른 이점을 가져다준다. 그럼으로써, 예를 들어 높은 방전 전류의 스위칭이 가능하다; 예로 들 수 있는 높은 방전 전류는 1000A 내지 20000A이다.
본 발명의 다음으로 바람직한 일 실시 예에 의하면, 접촉 요소는 저 임피던스(low impedance)로 설계되어 있고, 특히 최대 50
Figure 112016065442024-pct00001
내지 150
Figure 112016065442024-pct00002
범위의 전기 저항을 지닌다.
접촉 요소가 저 임피던스로 설계되어 있고, 특히 최대 50
Figure 112016065442024-pct00003
내지 150
Figure 112016065442024-pct00004
범위의 전기 저항을 지닌다는 사실은, 접촉 요소가 예를 들어 1000A 내지 20000A에 해당하는 높은 전류 세기에서 신뢰성 있게 작동될 수 있다는 본 발명에 따른 이점을 가져다준다. 그럼으로써, 예를 들어 높은 방전 전류의 스위칭이 가능하다; 예로 들 수 있는 높은 방전 전류는 1000A 내지 20000A이다.
본 발명의 다음으로 바람직한 일 실시 예에 의하면, 액추에이터로서 코일이 사용된다.
코일을 액추에이터로서 사용하는 것은 전기 접점의 형성이 통제될 수 있고, 적은 비용으로, 특히 적은 통제 비용 또는 적은 제어 비용으로 전기 접점의 형성을 이룰 수 있다는 본 발명에 따른 이점을 가져다준다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시 예에 의하면, 액추에이터는 제어 유닛, 바람직하게 인쇄 회로 기판에 의해, 특히 회로 카드 또는 회로 기판에 의해 또는 인쇄 회로에 의해, 적어도 하나의 상태 변수 - 이때 상태 변수는 배터리 시스템의 불규칙한 그리고/또는 안전하지 못한 상태의 표시임 - 에 따라 제어되기에 적합하다.
액추에이터의 제어가 적어도 하나의 상태 변수 - 이 경우 상태 변수는 배터리 시스템의 불규칙한 그리고/또는 안전하지 못한 상태의 표시임 - 에 따라 제어 유닛에 의해 이루어진다는 바람직한 실시 예는, 필요에 따라, 다시 말해 배터리 시스템의 상태에 따라 실행될 수 있는 신뢰성 있는 제어의 본 발명에 따른 이점을 가져다준다. 배터리 시스템의 상태는 상태 변수를 참조하여 제어 유닛에 의해 결정될 수 있다.
본 발명의 다음으로 바람직한 일 실시 예에 의하면, 액추에이터는 접촉 요소를 작동시키기에 적합하며, 이 경우 접촉 요소는 배터리 시스템의 하우징과 적어도 하나의 단자 간에 전기 접점을 형성하기에 적합하고, 적어도 하나의 단자 내부에 설치된다.
본 발명의 다음으로 바람직한 일 실시 예에 의하면, 액추에이터는 접촉 요소를 작동시키기에 적합하며, 이 경우 접촉 요소는 배터리 시스템의 하우징과 적어도 하나의 단자 간에 전기 접점을 형성하기에 적합하고, 적어도 하나의 단자 외부에 설치된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시 예에 의하면, 액추에이터와 접촉 요소는 고정 축을 통해 서로 연결된다.
고정 축을 통한 액추에이터와 접촉 요소의 연결은, 액추에이터에 의한 접촉 요소의 통제된 조작을 가져다준다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시 예에 의하면, 접촉 요소는 적어도 2개의 위치를 취하기에 적합하며, 이 경우 이들 위치는, 접촉 요소가 배터리 시스템의 하우징과 적어도 하나의 단자를 서로 전기 전도성을 가지게 연결하지 않도록 배치되는 제1 위치, 및 접촉 요소가 배터리 시스템의 하우징과 적어도 하나의 단자를 서로 전기 전도성을 가지게 연결하는 제2 위치이며, 제1 위치에서는 접촉 요소가 탄성체에 의해, 특히 탄성판 또는 탄성 스파이럴에 의해 제2 위치의 방향으로 압축 응력을 받게 된다.
탄성체에 의해 접촉 요소가 압축 응력을 받게 됨으로써, 전기 접점의 형성이 적은 비용으로 그리고 그와 동시에 신뢰성 있게 보장될 수 있다. 앞서 기술한 실시 예는 또한, 사용 적합성과 관련하여 검사하기에도 용이하다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시 예에 의하면, 접촉 요소는 적어도 2개의 위치를 취하기에 적합하며, 이 경우 이들 위치는, 접촉 요소가 배터리 시스템의 하우징과 적어도 하나의 단자를 서로 전기 전도성을 가지게 연결하지 않도록 배치되어 있으며 그리고 접촉 요소가 핀 - 이 핀의 분리는 액추에이터에 의해 수행되는 것이 적합함 - 에 의해 고정적으로 위치 설정되어 있는 제1 위치, 및 접촉 요소가 배터리 시스템의 하우징과 적어도 하나의 단자를 서로 전기 전도성을 가지게 연결하는 제2 위치이다.
접촉 요소를 제1 위치에 고정하기 위해 핀을 사용하는 것은 배터리 시스템의 하우징과 적어도 하나의 단자 간에 원하지 않는 전기 접점이 형성되지 않게 해준다. 앞서 기술한 실시 예는 또한 사용 적합성과 관련하여 검사하기에도 용이하다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시 예에 의하면, 배터리 시스템의 상태 변수는 배터리 시스템의 충전 상태, 배터리 시스템의 2개의 극 사이에 인가되는 전압, 배터리 시스템의 라인에서 흐르는 전류, 배터리 시스템 내부 또는 외부의 압력 및/또는 배터리 시스템 내부 또는 외부의 온도이다.
배터리 시스템의 상태 변수가 배터리 시스템의 충전 상태, 배터리 시스템의 2개의 극 사이에 인가되는 전압, 배터리 시스템의 라인에서 흐르는 전류, 배터리 시스템 내부 또는 외부의 압력 및/또는 배터리 시스템 내부 또는 외부의 온도이다는 사실은, 제어 유닛 및 액추에이터의 사용 적합성 및 신뢰성을 증가시키는 결과를 초래하는데, 그 이유는 위에서 언급한 변수들이 배터리 시스템의 손상을 신뢰성 있게 그리고 충분히 나타낼 수 있기 때문이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시 예에 의하면, 배터리 시스템은 차량에, 특히 자동차 차량에 사용된다.
이하에서는, 또 다른 진보적인 특징들이 드러날 수 있지만 본 발명의 범위가 이와 같은 특징들에 한정되지 않는 실시 예들을 참조해서 본 발명이 설명될 것이다. 실시 예들이 첨부도면들에 도시되어 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 시스템들의 사용시 안전성을 높이기 위한 액추에이터를 구비하는 배터리 시스템을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 시스템들의 사용시 안전성을 높이기 위한 액추에이터를 구비하는 배터리 시스템을 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 배터리 시스템들의 사용시 안전성을 높이기 위한 액추에이터를 구비하는 배터리 시스템을 도시한 개략도이다.
도 1에는, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 시스템들의 사용시 안전성을 높이기 위한 적어도 하나의 액추에이터를 구비하는 배터리 시스템, 특히 리튬-이온-배터리 시스템이 개략적으로 도시되어 있다. B는 배터리 시스템을 나타낸다. G는 배터리 시스템(B)의 하우징을 나타내며, T는 배터리 시스템을 다른 하나의 시스템과 전기적으로 접촉하기에 적합한 적어도 하나의 단자를 나타낸다. I는 배터리 시스템(B)의 하우징(G)과 적어도 하나의 단자(T) 사이에 설치되어 있는 절연체를 나타낸다. 이 절연체(I)는, 배터리 시스템(B)의 하우징(G)과 적어도 하나의 단자(T) 간에 원하지 않는 전기 접점이 형성되지 않게 해준다.
PCB는 제어 유닛을 나타낸다. 제어 유닛(PCB)은, A로 표시된 액추에이터를 상태 변수에 따라 구동 제어하기에 적합하다. 상태 변수는, 배터리 시스템(B)의 충전 상태, 배터리 시스템(B)의 2개의 극 사이에 인가되는 전압, 배터리 시스템(B)의 라인에서 흐르는 전류, 배터리 시스템(B) 내부 또는 외부의 압력 및/또는 배터리 시스템(B) 내부 또는 외부의 온도일 수 있다. 제어 유닛(PCB)은 또한 도면에 도시되지 않은 배터리 관리 시스템과 연결될 수 있고, 배터리 시스템(B)이 사용되는 도면에 도시되지 않은 장치의 상태를 통지받을 수 있게 되어 있다. 예를 들어 배터리 시스템(B)이 차량에, 특히 자동차 차량에 사용된다면, 차량에 대한 정보, 예를 들어 차량의 발생 가능한 사고에 대한 정보가 도면에 도시되지 않은 배터리 관리 시스템으로부터 제어 유닛(PCB)으로 전달될 수 있다. 이와 같은 정보를 토대로 해서, 제어 유닛(PCB)이 액추에이터(A)를 구동 제어할 수 있고, 이로써 배터리 시스템을 방전시킬 수 있다.
액추에이터(A)로서는 특히 코일이 사용될 수 있다. 액추에이터(A)는 적어도 하나의 단자(T) 내에 배치되어 있다.
ST는, KE로 표시된 접촉 요소와 액추에이터(A)가 기계식으로 연결되게 하는 고정 축을 나타낸다. 고정 축(ST)은, 액추에이터(A)에 의한 접촉 요소(KE)의 조작 및 가이드를 통제하기 위해 이용된다.
KS는, 접촉 요소(KE)와 배터리 시스템(B)의 하우징(G)의 제1 섹션(A1) 간의 접점 간극(contact gap), 및 접촉 요소(KE)와 적어도 하나의 단자(T)의 제2 섹션(A2) 간의 접점 간극을 나타낸다.
액추에이터(A)가 제어 유닛(PCB)에 의해 구동 제어될 때 의존하는 상태 변수가 사전에 결정된 임계값에 도달하거나 임계값을 초과하는 경우에, 접촉 요소(KE)가 액추에이터(A)에 의해 조작되고, 고정 축(ST)을 통해 액추에이터(A)의 방향(R)으로 이동된다. 이때, 접촉 요소(KE)는 접점 간극(KS)을 공간적으로 압도하고, 하우징(G)과 적어도 하나의 단자(T)를 전기 전도성을 가지게 서로 연결한다. 하우징(G)과 적어도 하나의 단자(T)가 접촉 요소(KE)에 의해 전기 전도성을 가지게 서로 연결되어 있음으로써, 배터리 시스템(B)은 하우징(G)을 통해 방전될 수 있다.
DL은 실링 스트립(sealing strip)을 나타낸다. 실링 스트립(DL)은 접촉 요소(KE), 액추에이터(A) 및 제어 유닛(PCB)을 보호하기 위해 이용된다. 특히, 실링 스트립(DL)은, 제1 섹션(A1)과 제2 섹션(A2) 간에 원하지 않는 전기 전도성을 가지는 연결의 형성을 야기할 수 있는 전기 전도성 물질이 제1 섹션(A1) 및 제2 섹션(A2)의 영역 내로 침투하는 것을 최대한 방지한다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 시스템(B)은 차량에, 특히 자동차 차량에 사용될 수 있다.
도 2에는, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 시스템들의 사용시 안전성을 높이기 위한 적어도 하나의 액추에이터를 구비하는 배터리 시스템, 특히 리튬-이온-배터리 시스템이 개략적으로 도시되어 있다. 도 1에 개략적으로 도시된 제1 실시 예와 달리, 접촉 요소(KE)는 원뿔대의 형태로 점차 좁아지는 단부를 갖는 실린더의 형태로 구현되어 있다. 접촉 요소(KE)가 원뿔대의 형태로 점차 좁아지는 단부를 갖는 실린더의 형태로 구현되어 있다는 사실은, 접촉 요소가 완전한 실린더 형태로 구현된 경우보다 더 큰 접촉 요소 자체의 면적에 걸쳐서 이 접촉 요소(KE)가 제1 섹션(A1) 및 제2 섹션(A2)과 접촉할 수 있다는 본 발명에 따른 이점을 가져다준다. 이러한 접촉 면적이 크게 되면 접촉 요소(KE)를 통해 전달될 수 있는 전류가 많아지게 된다. 또한, 접촉 요소(KE)가 원뿔대의 형태로 점차 좁아지는 단부를 갖는 실린더의 형태로 구현되어 있다는 사실은, 접촉 요소(KE) 또는 제1 섹션(A1) 또는 제2 섹션(A2) 상에 있는, 불순물들과 같은 이물질들 및 잔해에 의한 접촉 요소(KE) 또는 제1 섹션(A1) 또는 제2 섹션(A2)의 표면 불균일성(superficial unevenness)이 접촉 요소(KE)의 더 큰 면적으로 인해 보상될 수 있다는 본 발명에 따른 이점도 가져다준다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 시스템(B)은 차량에, 특히 자동차 차량에 사용될 수 있다.
도 3에는, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 배터리 시스템들의 사용시 안전성을 높이기 위한 적어도 하나의 액추에이터를 구비하는 배터리 시스템, 특히 리튬-이온-배터리 시스템이 개략적으로 도시되어 있다. 도 1에 개략적으로 도시된 제1 실시 예와 달리, 접촉 요소(KE)는 도 2에서와 마찬가지로 원뿔대의 형태로 점차 좁아지는 단부를 갖는 실린더의 형태로 구현되어 있다. 더 나아가, 접촉 요소(KE)는 적어도 하나의 단자(T) 내에 배치되어 있다. 접촉 요소(KE)는 적어도 2개의 위치를 취할 수 있으며, 이 경우 제1 위치는 P1으로 나타나 있고, 제2 위치는 P2로 나타나 있다. 접촉 요소(KE)가 제1 위치(P1)에 있으면, 적어도 하나의 단자(T)와 하우징(G)은 접촉 요소(KE)를 통해 서로 전기 전도성을 가지게 연결되지 않는다. 이와 달리, 접촉 요소(KE)가 제2 위치(P2)에 있으면, 접촉 요소(KE)가 적어도 하나의 단자(T)와 하우징(G)을 서로 전기 전도성을 가지게 연결시켜 준다.
접촉 요소(KE)를 제1 위치(P1)로부터 제2 위치(P2)의 방향(R')으로 이동시키고 그리고/또는 접촉 요소(KE)를 제2 위치(P2)에 고정하기 위하여, 접촉 요소(KE)는 제1 위치(P1)에서 탄성체(EK)에 의해 제2 위치(P2)의 방향(R')으로 압축 응력을 받게 되거나 그 방향으로 보내진다.
접촉 요소(KE)가 제1 위치(P1)로부터 제2 위치(P2)의 방향(R')으로 원하지 않게 이동하는 것을 피하기 위해, 접촉 요소(KE)는 핀(S)에 의해 제1 위치(P1)에 고정된다. 액추에이터(A)가 제어 유닛(PCB)에 의해 구동 제어될 때 의존하는, 도 1에 대한 상세한 설명에 언급된 상태 변수가 사전에 결정된 임계값에 도달하거나 임계값을 초과하는 경우에는, 핀(S)이 액추에이터(A)에 의해 이동되고, 접촉 요소(KE)가 핀(S)으로부터 풀어진다. 접촉 요소(KE)가 핀(S)으로부터 풀어짐으로써, 탄성체(EK)는 팽창 이완되고, 접촉 요소(KE)는 제2 위치(P2)의 방향(R')으로 이동하게 된다.
또한, 본 실시 예에 따른 제어 유닛(PCB)은 적어도 하나의 단자(T) 내에 배치되어 있다.
본 발명의 제3 실시 예에 따른 배터리 시스템(B)은 차량에, 특히 자동차 차량에 사용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 배터리 시스템(B)을 다른 하나의 시스템과 전기적으로 접촉시키기 위한 적어도 하나의 단자(T) 및 배터리 시스템(B)의 사용시 안전성을 높이기 위한 적어도 하나의 액추에이터(A)를 구비하는 배터리 시스템(B)으로서, 상기 액추에이터(A)는 접촉 요소(KE)를 이용해 배터리 시스템(B)의 하우징(G)과 적어도 하나의 단자(T) 간에 전기 접점을 형성함으로써 배터리 시스템(B)을 방전시키도록 구성된, 배터리 시스템(B)에 있어서,
    상기 액추에이터(A)가 전기 접촉을 위한 적어도 하나의 단자(T) 내에 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는, 배터리 시스템(B).
  2. 제1항에 있어서, 상기 액추에이터(A)가 적어도 1㏀ 내지 10㏀ 범위의 전기 저항을 갖는 고 임피던스로 설계되어 있는 것을 특징으로 하는, 배터리 시스템(B).
  3. 제1항에 있어서, 상기 접촉 요소(KE)가 최대 50
    Figure 112018011130470-pct00005
    내지 150
    Figure 112018011130470-pct00006
    범위의 전기 저항을 갖는 저 임피던스로 설계되어 있는 것을 특징으로 하는, 배터리 시스템(B).
  4. 제1항에 있어서, 상기 액추에이터(A)가 코일인 것을 특징으로 하는, 배터리 시스템(B).
  5. 제1항에 있어서, 상기 액추에이터(A)가 제어 유닛(PCB)에 의해, 적어도 하나의 상태 변수 - 이때 상태 변수는 배터리 시스템의 불규칙한 그리고/또는 안전하지 못한 상태의 표시임 - 에 따라 제어되도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 배터리 시스템(B).
  6. 제1항에 있어서, 상기 액추에이터(A)가 접촉 요소(KE)를 이동시키도록 구성되며, 상기 접촉 요소(KE)는 배터리 시스템(B)의 하우징(G)과 적어도 하나의 단자(T) 간에 전기 접점을 형성하도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 단자(T) 내부에 제공되는 것을 특징으로 하는, 배터리 시스템(B).
  7. 제1항에 있어서, 상기 액추에이터(A)가 접촉 요소(KE)를 이동시키도록 구성되며, 상기 접촉 요소(KE)는 배터리 시스템(B)의 하우징(G)과 적어도 하나의 단자(T) 간에 전기 접점을 형성하도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 단자(T) 외부에 제공되는 것을 특징으로 하는, 배터리 시스템(B).
  8. 제6항에 있어서, 상기 액추에이터(A)와 상기 접촉 요소(KE)가 고정 축(ST)을 통해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는, 배터리 시스템(B).
  9. 제6항에 있어서, 상기 접촉 요소(KE)가 적어도 2개의 위치(P1, P2)를 취하도록 구성되며, 상기 위치(P1, P2)는, 접촉 요소(KE)가 배터리 시스템(B)의 하우징(G)과 적어도 하나의 단자(T)를 서로 전기 전도성을 가지게 연결하지 않도록 배치되어 있는 제1 위치(P1), 및 접촉 요소(KE)가 배터리 시스템의 하우징(G)과 적어도 하나의 단자(T)를 서로 전기 전도성을 가지게 연결하는 제2 위치(P2)이며, 상기 제1 위치(P1)에서는 접촉 요소(KE)가 탄성체(EK)에 의해 상기 제2 위치(P2)의 방향(R')으로 압축 응력을 받는 것을 특징으로 하는, 배터리 시스템(B).
  10. 제6항에 있어서, 상기 접촉 요소(KE)가 적어도 2개의 위치(P1, P2)를 취하도록 구성되며, 상기 위치(P1, P2)는, 상기 접촉 요소(KE)가 배터리 시스템(B)의 하우징(G)과 적어도 하나의 단자(T)를 서로 전기 전도성을 가지게 연결하지 않도록 배치되어 있고 상기 접촉 요소(KE)가 핀(S) - 이 핀의 분리는 액추에이터(A)에 의해 수행되도록 구성됨 - 에 의해 고정적으로 위치 설정되어 있는 제1 위치(P1), 및 상기 접촉 요소(KE)가 배터리 시스템의 하우징(G)과 적어도 하나의 단자(T)를 서로 전기 전도성을 가지게 연결하는 제2 위치(P2)인 것을 특징으로 하는, 배터리 시스템(B).
  11. 제5항에 있어서, 상기 배터리 시스템(B)의 상태 변수가 배터리 시스템(B)의 충전 상태, 배터리 시스템(B)의 2개의 극 사이에 인가되는 전압, 배터리 시스템(B)의 라인에서 흐르는 전류, 배터리 시스템(B) 내부 또는 외부의 압력 및/또는 배터리 시스템(B) 내부 또는 외부의 온도인 것을 특징으로 하는, 배터리 시스템(B).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 배터리 시스템(B)을 차량에 사용하는 방법.
  13. 배터리 시스템(B)을 다른 하나의 시스템과 전기적으로 접촉시키기 위한 적어도 하나의 단자(T) 및 배터리 시스템(B)의 사용시 안전성을 높이기 위한 적어도 하나의 액추에이터(A)를 구비하는 리튬-이온-배터리 시스템으로서, 상기 액추에이터(A)는 접촉 요소(KE)를 이용해 배터리 시스템(B)의 하우징(G)과 적어도 하나의 단자(T) 간에 전기 접점을 형성함으로써 배터리 시스템(B)을 방전시키도록 구성된, 리튬-이온-배터리 시스템에 있어서,
    상기 액추에이터(A)가 전기 접촉을 위한 적어도 하나의 단자(T) 내에 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는, 리튬-이온-배터리 시스템.
  14. 제5항에 있어서, 상기 제어 유닛(PCB)은 회로 카드, 회로 기판 및 인쇄 회로 중의 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리 시스템(B).
  15. 제9항에 있어서, 상기 탄성체(EK)는 탄성판 또는 탄성 스파이럴를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리 시스템(B).
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016209757A1 (de) * 2016-06-03 2017-12-21 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit im Umgang mit einem Batteriesystem
EP3404741B1 (en) * 2017-05-15 2019-12-04 Robert Bosch GmbH Battery system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009540488A (ja) 2006-06-07 2009-11-19 スリオ 電気部品のバイパス素子
JP2010257625A (ja) * 2009-04-22 2010-11-11 Mitsubishi Electric Corp バイパススイッチ
JP2013191355A (ja) * 2012-03-13 2013-09-26 Sanyo Electric Co Ltd 二次電池セル、電源装置及び電源装置を備える車両並びに蓄電装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5523178A (en) * 1992-12-14 1996-06-04 Nippondenso Co., Ltd. Chemical cell
JP3568817B2 (ja) * 1999-03-10 2004-09-22 矢崎総業株式会社 回路遮断装置
JP2001345123A (ja) * 2000-03-30 2001-12-14 Sanyo Electric Co Ltd 密閉型蓄電池
DE102011002659A1 (de) 2011-01-13 2012-07-19 Sb Limotive Company Ltd. Batteriezelle mit Mittel zur Ausbildung eines Kurzschlusses umfassend ein Kaltleiterelement
DE102012000099A1 (de) * 2012-01-04 2013-07-04 Li-Tec Battery Gmbh Sekundärzelle und Verfahren zum Betrieb einer solchen

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009540488A (ja) 2006-06-07 2009-11-19 スリオ 電気部品のバイパス素子
JP2010257625A (ja) * 2009-04-22 2010-11-11 Mitsubishi Electric Corp バイパススイッチ
JP2013191355A (ja) * 2012-03-13 2013-09-26 Sanyo Electric Co Ltd 二次電池セル、電源装置及び電源装置を備える車両並びに蓄電装置

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Publication number Publication date
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