KR102084624B1 - 무인기, 배터리 모듈 및 충방전 제어 방법 - Google Patents

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광저우 엑스에어크래프트 테크놀로지 씨오 엘티디
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Abstract

무인기, 배터리 모듈(100)및 충방전 제어 방법에 있어서, 배터리 모듈(100)은, 외부 셸 내에 설치된 배터리 본체, 외부 셸과 배터리 본체 사이에 열전도 될 수 있게 연결된 열전도 어셈블리(4), 배터리 본체를 가열하기 위한 제1 가열 부재(5), 열전도 어셈블리(4)를 가열하기 위한 제2 가열 부재(6), 배터리 본체의 온도를 탐지하고 탐지된 배터리 본체의 온도에 따라 온도 신호를 생성하기 위한 온도 센서, 온도 신호를 수신하고 및 온도 신호에 따라 제1 가열 부재(5)와 제2 가열 부재(6)를 제어하기 위한 제어 어셈블리(7)를 포함한다.

Description

무인기, 배터리 모듈 및 충방전 제어 방법
본 발명은 배터리 기술 분야에 관한 것으로, 특히 무인기, 배터리 모듈 및 충방전 제어 방법에 관한 것이다.
온도가 배터리에 대한 영향은 2개 측면에서 표현된다. 저온 환경하에서, 예를 들어 겨울철에, 배터리의 용량은 감소되며, 배터리에서의 온도가 지나치게 낮은 것은 배터리의 전기화학 반응에 불리하고, 화학 반응 속도가 비교적으로 느리며 에너지가 쉽게 사라져 사용 요구를 만족할 수 없고, 저온 환경하에서 배터리 충방전 성능 또한 정상 온도에 비하여 낮으며, 심지어 배터리 온도가 소정의 값보다 낮을 경우 배터리는 직접 충전될 수 없고, 저온 충전시 존재하는 안전 문제에 직면하며; 환경 온도가 상승할 경우, 배터리 용량은 증가하고, 배터리 내부의 화학 반응은 뚜렷이 격화되며, 반응 속도와 온도는 급수 관계를 나타내고, 온도가 높아지면 배터리의 내부 저항이 작아지게 되며, 배터리의 효율이 향상될 수 있다. 그리고, 비교적 높은 온도는 유해 반응을 가속하여, 전극을 쉽게 손상시키며 과충전을 쉽게 발생시키는 바, 특히 고온인 여름철에, 배터리의 열 발생 속도가 산열 속도보다 빠르게 대량의 열량이 배터리에 모이게 되어 온도가 상승하고, 만약 상기 열량이 효과적으로 분산될 수 없으면, 배터리의 용량, 수명, 사용 안정성 및 안전성에 대한 영향이 더욱 현저하다.
따라서, 온도는 배터리 성능에 대해 극히 중요한 영향을 미치며, 배터리 온도의 차이성이 배터리의 사용 수명, 안정성과 안전 성능을 결정한다. 관련 기술에서의 파워 배터리 모듈은, 고온 환경에서든지 저온 환경에서든지를 막론하고, 산열 장치가 모두 파워 배터리를 산열 할 때, 파워 배터리의 산열 구조가 복잡하고 산열 효율이 좋지 못하여, 배터리 모듈의 원가 상승을 발생시키고, 배터리 모듈의 수명, 사용 안정성 및 안전성을 보증하지 못한다.
본 발명은 적어도 일정한 정도에서 관련 기술의 기술적 과제중의 하나를 해결하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 본 발명은 배터리 모듈을 제공하고, 당해 배터리 모듈은 구조가 간단하고, 산열 효과가 좋고 배터리를 예열할 수 있으며, 성능이 안정적이고, 사용 수명이 길며, 안전 성능이 높다.
본 발명은 상술한 배터리 모듈의 충방전 제어 방법을 더 제공한다.
본 발명은 상술한 배터리 모듈을 구비한 무인기를 더 제공한다.
본 발명의 제1 측면의 실시예에 따른 배터리 모듈은 배터리 본체, 외부 셸, 열전도 어셈블리, 제1 가열 부재, 제2 가열 부재, 온도 센서 및 제어 어셈블리를 포함한다. 상기 배터리 본체는 상기 외부 셸 내에 설치되고; 상기 열전도 어셈블리는 상기 외부 셸과 상기 배터리 본체 사이에 열전도 될 수 있게 연결되며; 상기 제1 가열 부재는 상기 배터리 본체에 연결되고, 상기 제1 가열 부재는 상기 배터리 본체를 가열하기 위한 것이며; 상기 제2 가열 부재는 상기 열전도 어셈블리에 연결되고, 상기 제2 가열 부재는 상기 열전도 어셈블리를 가열하기 위한 것이며; 상기 온도 센서는 상기 배터리 본체의 온도를 탐지하기 위한 것, 및 탐지된 상기 배터리 본체의 온도에 따라 온도 신호를 생성하기 위한 것이며; 상기 제어 어셈블리는 각각 상기 제1 가열 부재, 상기 제2 가열 부재와 상기 온도 센서에 전기적으로 연결되고, 상기 제어 어셈블리는 상기 온도 신호를 수신하기 위한 것, 및 상기 온도 신호에 따라 상기 제1 가열 부재와 상기 제2 가열 부재를 제어하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈은, 설치한 제1 가열 부재가 배터리 본체를 가열하기 위한 것이며, 또한 설치한 열전도 어셈블리가 외부 셸과 배터리 본체 사이에 열전도 될 수 있게 연결되며, 제2 열전도 부재를 설치하여 열전도 어셈블리를 가열하도록 하기 위한 것이며, 동시에 설치한 온도 센서가 배터리 본체의 온도를 탐지하며, 이에 따라 배터리 모듈의 제어 어셈블리가 온도 센서에서 피드백한 온도 신호에 따라 제1 가열 부재와 제2 가열 부재를 가열하거나 또는 가열을 정지함으로써, 환경 온도가 비교적 낮을 경우 제1 가열 부재와 제2 가열 부재를 제어하여 가열 - 여기서 제1 가열 부재는 직접 배터리 본체를 가열할 수 있으며, 제2 가열 부재는 열전도 어셈블리를 통하여 열량을 배터리 본체에 전달할 수 있음 -을 진행함으로써, 저온 환경하에서 배터리 본체를 예열할 수 있어, 배터리 모듈이 충방전을 정상적으로 할 수 있는 것을 보증하고 배터리 모듈의 충방전 성능을 향상할 수 있으며; 환경 온도가 비교적 높을 경우 제1 가열 부재와 제2 가열 부재를 제어하여 가열을 정지하고, 열전도 어셈블리를 통하여 배터리 본체에서 생성한 열량을 외부 셸에 전달함으로써, 곧바로 빠르게 배터리 본체가 생성한 열량을 유효적으로 흩어지게 함으로써, 배터리 모듈의 사용 수명, 사용 안정성 및 안전성을 연장할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 열전도 어셈블리는 서로 열전도 될 수 있게 연결된 제1 열전도 부재와 제2 열전도 부재를 포함하고, 상기 배터리 본체는 측벽과 상기 측벽의 일단에 연결된 단벽을 포함하며, 상기 제1 열전도 부재는 상기 측벽에 열전도 될 수 있게 연결되고, 상기 제2 열전도 부재는 상기 단벽에 인접되며, 상기 제2 열전도 부재는 상기 외부 셸과 열전도 될 수 있게 연결된다.
바람직한 실시예에서, 상기 열전도 어셈블리는 히트파이프를 더 포함하고, 상기 히트파이프는 제1 단 및 구부러져 상기 제1 단에 연결된 제2 단을 포함하며, 상기 히트파이프의 제1 단은 상기 제1 열전도 부재와 서로 연결되고, 상기 히트파이프의 제2 단은 상기 제2 열전도 부재와 서로 연결된다.
바람직한 실시예에서, 상기 히트파이프는 다수개를 포함하고, 상기 다수의 히트파이프는 이격 설치되며, 각각의 상기 히트파이프의 제1 단은 상기 제1 열전도 부재의 길이 방향을 따라 연장되고, 각각의 상기 히트파이프의 제2 단은 상기 제2 열전도 부재의 길이 방향을 따라 연장된다.
바람직한 실시예에서, 상기 제1 가열 부재의 가열 출력은 상기 제2 가열 부재의 가열 출력보다 작다.
바람직한 실시예에서, 상기 열전도 어셈블리는 다수 그룹을 포함하고, 다수 그룹의 상기 열전도 어셈블리는 상기 배터리 본체의 둘레방향 또는 높이방향을 따라 이격 설치된다.
바람직한 실시예에서, 상기 제2 가열 부재는 가열판 또는 가열막, 또는 반도체 가열편이다.
바람직한 실시예에서, 상기 배터리 본체는 내부 셸과 다수의 배터리 셀을 포함하고, 상기 내부 셸은 상기 단벽과 상기 측벽을 포함하며, 상기 내부 셸 내에는 다수의 서로 이격된 수용 공간을 한정하고, 다수의 상기 배터리 셀은 각각 상기 다수 수용 공간 내에 설치된다.
본 발명의 제2 측면의 실시예에 따른 상술한 배터리 모듈의 충방전 제어 방법은, S01, 상기 제어 어셈블리가 상기 온도 센서로부터 송신되는 온도 신호를 수신하는 단계 - 여기서, 상기 온도 신호는 상기 온도 센서가 상기 배터리 본체의 온도에 따라 생성한 것임 -; S02, 상기 온도 신호에 대응되는 온도 Tx가 온도 T0를 초과하지 않을 경우, 상기 제어 어셈블리가 상기 제1 가열 부재를 제어하여 상기 배터리 본체를 가열하고, 상기 제어 어셈블리가 상기 제2 가열 부재를 제어하여 상기 열전도 어셈블리를 가열하는 단계 - 여기서 상기 온도는 온도 역치임 -를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 상술한 배터리 모듈의 충방전 제어 방법은, 배터리 모듈이 충방전을 하기 전에 온도 센서를 통하여 배터리 본체의 온도를 탐지하고, 탐지된 배터리 본체의 온도가 설정된 온도의 역치를 초과하지 않을 경우, 제어 어셈블리가 제1 가열 부재와 제2 가열 부재를 제어하여 가열을 진행함으로써, 저온 환경에서 배터리 본체를 예열할 수 있는 바, 당해 충방전 제어 방법은 간단하고, 신뢰할 수 있으며, 배터리 모듈이 정상적으로 충방전하는 것을 보증할 수 있고, 배터리 모듈의 충방전 성능을 향상할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 온도 Tx가 상기 온도 T0를 초과할 경우, 상기 제어 어셈블리가 상기 제1 가열 부재를 제어하여 상기 배터리 본체를 가열하지 않고, 상기 제어 어셈블리가 상기 제2 가열 부재를 제어하여 상기 열전도 어셈블리를 가열하지 않는다.
바람직한 실시예에서, 상기 온도 T0는 15℃ 내지 20℃이다.
본 발명의 제3 측면의 실시예에 따른 무인기는, 본 발명의 상술한 제1 측면의 실시예에 따른 배터리 모듈을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 무인기는, 설치한 상기 배터리 모듈(100)을 통하여, 무인기의 전체 성능을 향상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈의 종방향 단면도이고;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈의 횡방향 단면도이며;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈의 부분 구조도이고;
도 4는 도 3에서 A곳의 확대도이며;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈의 배터리 본체와 열전도 어셈블리의 조립도이고;
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈의 배터리 본체와 열전도 어셈블리의 다른 하나의 각도에서의 조립도이며;
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈의 배터리 본체의 구조도이다.
부호의 설명
배터리 모듈(100);
앞측판(11); 뒤측판(12); 좌측판(13); 우측판(14); 윗덮개(15); 제1 립(16); 제2 립(17); 고무 쿠션(18);
내부 셸(2); 제1 측판(21); 제2 측판(22); 제3 측판(23); 제4 측판(24); 세퍼레이터(25); 수용 공간(26);
배터리 셀(3);
열전도 어셈블리(4), 제1 열전도 부재(41); 제2 열전도 부재(42); 오목홈(421); 히트파이프(43);
제1 가열 부재(5); 제2 가열 부재(6);
제어 어셈블리(7).
이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 상기 실시예의 예시는 도면에 나타냈다. 이하 도면을 참고하여 설명한 실시예는 예시적인 것으로 그 목적은 본 발명을 해석하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것으로 이해해서는 안된다.
본 발명에 대한 설명에서, 용어 '중심', '종방향', '횡방향, '길이', '폭', '두께', '위', '아래', '앞', '뒤', '좌', '우', '수직', '수평', '상부', '밑', '내', '외', '둘레방향' 등으로 지시되는 방위 또는 위치 관계는 도면을 토대로 나타낸 방위 또는 위치 관계이며, 본 발명을 설명하고 설명을 단순화하기 위한 것일 뿐, 지시되는 장치 또는 소자가 반드시 특정 방위를 가지거나 또는 특정 방위로 구성되고 동작함을 지시 또는 암시하지 않음을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명에 대한 한정으로 이해해서는 안된다.
또한, 용어 '제1', '제2'는 단지 설명의 목적으로만 이용되며, 상대적인 중요성을 지시 또는 암시하거나, 또는 지시되는 구성요소의 수량을 암묵적으로 가리키는 것으로 이해해서는 안된다. 따라서 '제1', '제2'로 한정된 구성요소는 하나 또는 그 이상의 당해 구성요소를 명시 또는 암묵적으로 포함할 수 있다. 본 발명에 대한 설명에서 특별한 설명이 없는 한 '다수'의 의미는 적어도 2개, 예를 들어 2개 또는 3개 등을 가리킨다.
본 발명에서, 별도로 명확하게 규정하고 한정하지 않은 한, 용어 '장착', '서로 연결', '연결', '고정'은 넓은 의미에서 이해해야 한다. 예를 들어 별도로 명확하게 한정하지 않은 한, 고정 연결일 수 있고, 분리 가능한 연결일 수도 있으며 또는 일체로 연결된 것일 수도 있다. 또한, 기계적 연결일 수 있고, 전기적 연결 또는 서로 통신 가능한 것일 수도 있다. 또한, 직접적인 연결일 수 있고, 중간 매체를 통하여 간접적으로 연결된 것일 수도 있으며, 두 소자 내부의 연통 또는 두 소자의 상호 작용 관계일 수 있다. 본 분야의 일반 기술자는, 구체적인 상황에 따라 상기 용어가 본 발명에서 가지는 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
아래에 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈(100)을 설명한다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈(100)은 배터리 본체, 외부 셸, 열전도 어셈블리(4), 제1 가열 부재(5), 제2 가열 부재(6), 온도 센서와 제어 어셈블리(7)를 포함한다.
구체적으로 말하면, 상기 배터리 본체는 상기 외부 셸 내에 설치되고, 상기 열전도 어셈블리(4)는 상기 외부 셸과 상기 배터리 본체 사이에 열전도 될 수 있게 연결되며, 상기 열전도 어셈블리(4)는 열량을 전달할 수 있다. 예를 들어, 상기 열전도 어셈블리(4)는 상기 배터리 본체에서의 열량을 상기 외부 셸에 전달할 수 있고, 상기 열전도 어셈블리(4)도 열량을 상기 배터리 본체에 전달할 수 있다.
상기 제1 가열 부재(5)는 상기 배터리 본체를 가열하기 위한 것이고, 상기 제1 가열 부재(5)는 상기 배터리 본체에 설치될 수 있다. 상기 제1 가열 부재(5)가 작동할 경우, 상기 제1 가열 부재(5)는 직접 상기 배터리 본체를 가열할 수 있다.
상기 제2 가열 부재(6)는 상기 열전도 어셈블리(4)를 가열하기 위한 것이고, 상기 제2 가열 부재(6)는 상기 열전도 어셈블리(4)에 설치될 수 있다. 상기 제2 가열 부재(6)가 작동할 경우, 상기 제2 가열 부재(6)는 상기 열전도 어셈블리(4)를 가열한다. 상기 열전도 어셈블리(4)가 상기 외부 셸과 상기 배터리 본체 사이에 열전도 될 수 있게 연결되었기 때문에, 상기 열전도 어셈블리(4)는 열량을 상기 배터리 본체에 전달할 수 있다.
상기 온도 센서는 상기 배터리 본체의 온도를 탐지하기 위한 것, 및 탐지한 상기 배터리 본체의 온도에 따라 온도 신호를 생성하기 위한 것이고, 상기 온도 센서는 상기 배터리 본체에 설치될 수 있다.
상기 제어 어셈블리(7)는 각각 상기 제1 가열 부재(5), 상기 제2 가열 부재(6)와 상기 온도 센서에 전기적으로 연결되고, 상기 제어 어셈블리(7)는 상기 온도 신호를 수신하기 위한 것, 및 상기 온도 신호에 따라 상기 제1 가열 부재(5)와 상기 제2 가열 부재(6)를 제어하기 위한 것이다. 다시 말하자면, 상기 제어 어셈블리(7)는 상기 온도 센서에서 탐지된 상기 배터리 본체의 온도에 의해 생성된 온도 신호에 따라 상기 제1 가열 부재(5)와 상기 제2 가열 부재(6)를 가열하거나 또는 가열을 정지하는 것을 제어할 수 있다.
여기서, 상기 제1 가열 부재(5)의 가열 출력은 상기 제2 가열 부재(6)의 가열 출력보다 작을 수 있다. 이에 따라, 제어 어셈블리(7)가 제1 가열 부재(5)와 제2 가열 부재(6)의 가열을 제어할 경우, 제2 가열 부재(6)가 가열하는 열전도 어셈블리(4)의 온도가 제1 가열 부재(5)가 가열하는 배터리 본체의 온도보다 높은 것을 보증할 수 있음으로써, 열전도 어셈블리(4)가 열량을 배터리 본체에 전달하는 것을 보증할 수 있고, 열전도 어셈블리(4)의 온도가 배터리 본체보다 낮아 배터리 본체의 열량이 외부 셸에 전달되어 발산되는 것을 방지하며, 에너지원의 낭비를 피한다.
예를 들어, 온도가 비교적 높은 환경에서(예를 들어 여름철), 상기 배터리 모듈(100)이 작동하는 과정에서, 상기 배터리 본체는 대량의 열량이 생성되며, 상기 온도 센서가 탐지한 상기 배터리 본체의 온도는 비교적 높고, 상기 온도 센서는 상기 온도 신호를 상기 제어 어셈블리(7)에 전달하며, 상기 제어 어셈블리(7)는 상기 제1 가열 부재(5)와 상기 제2 가열 부재(6)를 제어하여 작동하지 않게 한다. 이때, 상기 열전도 어셈블리(4)는 상기 배터리 본체의 열량을 상기 외부 셸에 전달하여, 최종적으로 열량이 상기 외부 셸을 통하여 외부 환경에 흩어지며, 이에 따라 곧바로 유효하게 상기 배터리 본체가 생성한 열량을 외부 환경을 향하여 흩어지게 할 수 있음으로써, 배터리 모듈(100)의 사용 수명, 사용 안정성 및 안전성을 연장할 수 있다.
또 예를 들어, 온도가 비교적 낮은 환경에서(예를 들어 겨울철), 상기 배터리 본체의 온도는 비교적 낮은 바, 상기 배터리 본체의 화학 반응에 불리하고 심지어 직접 충방전을 못한다. 상기 온도 센서는 상기 배터리 본체의 온도가 비교적 낮음을 탐지하고, 상기 온도 센서는 상기 온도 신호를 상기 제어 어셈블리(7)에 전달하고, 상기 제어 어셈블리(7)는 상기 제1 가열 부재(5)와 상기 제2 가열 부재(6)의 작동을 제어한다. 여기서, 상기 제1 가열 부재(5)는 직접 상기 배터리 본체를 가열할 수 있음으로써, 상기 배터리 본체의 온도를 빠르게 향상할 수 있고, 동시에 상기 제2 가열 부재(6)는 상기 열전도 어셈블리(4)를 가열하며, 상기 열전도 어셈블리(4)는 열량을 상기 배터리 본체에 전달할 수 있다. 이에 따라 설치한 상기 제1 가열 부재(5)와 상기 제2 가열 부재(6)를 통하여, 상기 배터리 본체를 빠르고 균일하게 가열할 수 있다. 상기 배터리 본체의 온도가 설정된 온도 값에 도달한 경우, 상기 배터리 모듈(100)은 충방전 작동을 할 수 있고, 동시에 상기 제어 어셈블리(7)는 상기 제1 가열 부재(5)와 상기 제2 가열 부재(6)를 제어하여 가열을 정지할 수 있음으로써, 저온 환경하에서 배터리 본체에 대해 빠르게 예열할 수 있으며, 배터리 모듈(100)이 충방전을 정상적으로 할 수 있는 것을 보증하고 배터리 모듈(100)의 충방전 성능을 향상할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈(100)은, 설치한 제1 가열 부재(5)가 배터리 본체를 가열하기 위한 것이며, 또한 설치한 열전도 어셈블리(4)가 외부 셸과 배터리 본체 사이에 열전도 될 수 있게 연결되며, 제2 열전도 부재(42)를 설치하여 열전도 어셈블리(4)를 가열하도록 하기 위한 것이며, 동시에 설치한 온도 센서가 배터리 본체의 온도를 탐지하고, 이에 따라 배터리 모듈(100)의 제어 어셈블리(7)가 온도 센서에서 피드백한 온도 신호에 따라 제1 가열 부재(5)와 제2 가열 부재(6)를 제어하여 가열을 진행하거나 또는 가열을 정지함으로써, 환경 온도가 비교적 낮을 경우 제1 가열 부재(5)와 제2 가열 부재(6)를 제어하여 가열 - 여기서 제1 가열 부재(5)는 직접 배터리 본체를 가열할 수 있으며, 제2 가열 부재(6)는 열전도 어셈블리(4)를 통하여 열량을 배터리 본체에 전달할 수 있음 -을 진행함으로써, 저온 환경하에서 배터리 본체를 예열할 수 있어, 배터리 모듈(100)이 충방전을 정상적으로 할 수 있는 것을 보증하고 배터리 모듈(100)의 충방전 성능을 향상할 수 있으며; 환경 온도가 비교적 높을 경우 제1 가열 부재(5)와 제2 가열 부재(6)를 제어하여 가열을 정지하고, 열전도 어셈블리(4)를 통하여 배터리 본체에서 생성한 열량을 외부 셸에 전달함으로써, 곧바로 빠르게 배터리 본체가 생성한 열량을 유효적으로 흩어지게 함으로써, 배터리 모듈(100)의 사용 수명, 사용 안정성 및 안전성을 연장할 수 있다.
아래에 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈(100)을 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 상기 배터리 모듈(100)은 배터리 본체, 외부 셸, 열전도 어셈블리(4), 제1 가열 부재(5), 제2 가열 부재(6), 온도 센서와 제어 어셈블리(7)를 포함한다.
도 1과 도 2를 참조하면, 상기 외부 셸은 대체적으로 장방체를 나타내고, 상기 외부 셸은 앞뒤로 이격 설치된 앞측판(11)과 뒤측판(12), 좌우로 이격 설치된 좌측판(13)과 우측판(14) 및 상기 외부 셸의 위쪽을 밀봉하여 덮는 윗덮개(15)를 포함하고, 상기 좌측판(13)은 상기 앞측판(11)의 좌단과 상기 뒤측판(12)의 좌단을 연결하며, 상기 우측판(14)은 상기 앞측판(11)의 우단과 상기 뒤측판(12)의 우단을 연결하고, 상기 좌측판(13)의 아랫부분과 상기 우측판(14)의 아랫부분은 모두 안을 향하여 움푹 들어간다. 상기 외부 셸의 밑부분은 다수의 수평으로 설치된 제1 립(16, rib)이 서로 엇갈리는 것에 의해 구성되고, 다수의 서로 엇갈린 상기 제1 립(16)에는 또 다수의 수직으로 설치된 제2 립(17)이 설치되어 있어 상기 외부 셸의 밑부분의 강도를 강화한다. 상기 외부 셸의 8개 모서리에 각각 “L”형의 고무 쿠션(18)이 설치되어 있고, 상기 고무 쿠션(18)은 상기 외부 셸이 마모되거나 또는 떨어질 때 충격을 받는 것을 방지할 수 있다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 상기 배터리 본체는 내부 셸(2, inner shell)과 다수의 배터리 셀(3)을 포함하고, 상기 내부 셸(2)은 장방체를 나타내며, 상기 내부 셸(2)은 앞뒤로 이격 설치된 제1 측판(21)과 제2 측판(22), 좌우로 이격 설치된 제3 측판(23)과 제4 측판(24)을 포함하고, 상기 제3 측판(23)은 상기 제1 측판(21)의 좌단과 상기 제2 측판(22)의 좌단을 연결하며, 상기 제4 측판(24)은 상기 제1 측판(21)의 우단과 상기 제2 측판(22)의 우단을 연결하고, 상기 제1 측판(21)과 상기 제2 측판(22)은 상기 내부 셸(2)의 측벽을 구성하며, 상기 제3 측판(23)과 상기 제4 측판(24)은 상기 내부 셸(2)의 단벽을 구성한다. 상기 내부 셸(2)내에는 다수의 좌우 방향을 따라 이격 설치된 세퍼레이터(25, seperator)가 설치되어 있고, 각각의 상기 세퍼레이터(25)의 앞단과 후단은 각각 상기 제1 측판(21) 및 상기 제2 측판(22)과 서로 연결되며, 상기 내부 셸(2)은 다수의 상기 세퍼레이터(25)와 다수의 서로 이격된 수용 공간(26)을 공동으로 한정하고, 다수 상기 배터리 셀(3, battery cell)은 상기 다수의 수용 공간(26)내에 각각 설치된다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 상기 열전도 어셈블리(4)는 두 그룹을 포함하고, 두 그룹의 상기 열전도 어셈블리(4)는 상기 배터리 본체의 둘레방향을 따라 이격 설치되며, 각 그룹의 상기 열전도 어셈블리(4)는 서로 열전도 될 수 있게 연결된 제1 열전도 부재(41)와 제2 열전도 부재(42) 및 히트파이프(43, heat pipe)를 포함한다. 상기 제1 열전도 부재(41)는 상기 내부 셸(2)의 측벽에 열전도 될 수 있게 연결되고, 상기 제1 열전도 부재(41)는 평판 모양을 나타낸다. 상기 제2 열전도 부재(42)는 상기 단벽에 인접되고, 상기 제2 열전도 부재(42)는 상기 외부 셸과 열전도 될 수 있게 연결되며, 상기 제2 열전도 부재(42)는 평판 모양을 나타낸다.
계속하여 도 3 내지 도 6을 참조하면, 각 그룹의 상기 열전도 어셈블리(4)는 3개의 히트파이프(43)를 포함하고, 각각의 상기 히트파이프(43)는 제1 단 및 구부러져 상기 제1 단에 연결된 제2 단을 포함하며, 상기 히트파이프(43)의 제1 단은 상기 제1 열전도 부재(41)와 서로 연결되고, 상기 히트파이프(43)의 제2 단은 상기 제2 열전도 부재(42)와 서로 연결된다. 여기서, 상기 제2 열전도 부재(42)에는 오목홈(421)이 설치되어 있고, 상기 히트파이프(43)의 제2 단은 상기 오목홈(421)내에 매칭됨으로써, 상기 히트파이프(43)와 상기 제2 열전도 부재(42)의 열 교환 면적을 늘일 수 있다. 상기 3개의 히트파이프(43)는 위로부터 아래로의 방향을 따라 이격 설치되고, 각각의 상기 히트파이프(43)의 제1 단은 상기 제1 열전도 부재(41)의 길이 방향을 따라(“상기 제1 열전도 부재(41)의 길이 방향”은 상기 제1 열전도 부재(41)가 상기 내부 셸(2)의 둘레방향을 따라 연장하는 방향을 가리킨다) 연장되며, 각각의 상기 히트파이프(43)의 제2 단은 상기 제2 열전도 부재(42)의 길이 방향을 따라(“상기 제2 열전도 부재(42)의 길이 방향”은 상기 제2 열전도 부재(42)가 상기 내부 셸(2)의 둘레방향을 따라 연장하는 방향을 가리킨다) 연장된다.
도 1, 도 3 내지 도 6을 참조하면, 상기 제1 가열 부재(5)는 가열판 또는 가열막이고, 상기 제1 가열 부재(5)는 다수개를 포함한다. 상기 제2 가열 부재(6)는 가열판 또는 가열막이고, 상기 제2 가열 부재(6)는 2개를 포함한다.
아래에 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈(100)의 조립 과정을 설명한다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 다수의 상기 제1 가열 부재(5)를 각각 다수의 상기 세퍼레이터(25)의 좌측벽과 우측벽에 붙이고, 2개의 상기 제2 가열 부재(6)를 각각 2개의 상기 열전도 어셈블리(4)의 2개의 상기 제2 열전도 부재(42)에 붙인다.
도 3 내지 도 6을 참조하여, 두 그룹의 상기 열전도 어셈블리(4)를 조립한다. 각 그룹의 상기 열전도 어셈블리(4)에서의 3개의 상기 히트파이프(43)의 제1 단을 상기 제1 열전도 부재(41)와 서로 연결하고 상기 히트파이프(43)의 제2 단을 상기 제2 열전도 부재(42)의 오목홈(421)내에 매칭한다. 두 그룹의 상기 열전도 어셈블리(4)가 조립 완성된 후, 두 그룹의 상기 열전도 어셈블리(4)에서의 2개의 상기 제1 열전도 부재(41)의 최대 평면을 각각 상기 내부 셸(2)의 제1 측판(21)과 제2 측판(22)에 붙이고, 두 그룹의 상기 열전도 어셈블리(4)에서의 2개의 상기 제2 열전도 부재(42)를 각각 상기 내부 셸(2)의 제3 측판(23)과 제4 측판(24)에 인접되게 하고, 상기 제2 열전도 부재(42)의 상기 제2 가열 부재(6)를 붙인 측벽이 상기 내부 셸(2)을 향하도록 한다.
도 1과 도 2를 참조하여, 상기 조립된 상기 배터리 본체와 상기 열전도 어셈블리(4)를 상기 외부 셸 내에 놓아 둔다. 두 그룹의 상기 열전도 어셈블리(4)의 2개의 상기 제2 열전도 부재(42)는 각각 상기 외부 셸의 상기 좌측판(13)의 내벽과 상기 우측판(14)의 내벽에 붙는다. 다수의 상기 배터리 셀(3)을 상기 내부 셸(2)의 다수의 상기 수용 공간(26)내에 각각 설치한다.
도 1과 도 3을 참조하면, 상기 제어 어셈블리(7)를 상기 배터리 본체의 상방에 놓아 두고, 와이어 하니스(wire harness)를 통하여 상기 제어 어셈블리(7)를 각각 다수의 상기 제1 가열 부재(5), 2개의 상기 제2 가열 부재(6), 상기 온도 센서 및 다수의 상기 배터리 셀(3)과 전기적으로 연결한다. 마지막에, 상기 윗덮개(15)를 상기 외부 셸의 위쪽에 덮어 설치하여, 상기 배터리 모듈(100)의 조립이 완성된다.
본 발명의 유익한 효과：
1) 설치한 제1 가열 부재(5), 제2 가열 부재(6)와 열전도 어셈블리(4), 설치한 온도 센서와 제어 어셈블리(7)를 통하여, 배터리 모듈(100)이 저온 환경하에서 빠르게 예열된 후 충방전을 할 수 있어, 배터리 모듈(100)이 저온 환경하에서 충방전을 정상적으로 할 수 있고 배터리 모듈(100)의 충방전 성능을 향상할 수 있으며; 동시에 배터리 모듈(100)이 고온 환경에서, 열전도 어셈블리(4)를 통하여 배터리 본체에서 생성된 열량을 외부 셸에 전달함으로써, 곧바로 빠르게 배터리 본체가 생성한 열량을 유효적으로 흩어지게 함으로써, 배터리 모듈(100)의 사용 수명, 사용 안정성 및 안전성을 연장할 수 있다.
2) 열전도 어셈블리(4)에서의 제1 열전도 부재(41)와 제2 열전도 부재(42)를 모두 평판 모양으로 설치하여, 열전도 면적을 늘이고, 열전도 효과를 향상할 수 있다.
3) 설치한 히트파이프(43)가 제1 열전도 부재(41)와 제2 열전도 부재(42) 사이에 연결되는 것을 통하여, 히트파이프(43) 원리를 이용할 수 있고, 이를 통해 빠르게 열전도를 수행할 수 있으며, 순환 이용을 구현할 수 있다.
4) 제1 가열 부재(5)와 제2 가열 부재(6)를 가열막 또는 가열판으로 설치하는 것을 통하여, 가열 효율성과 가열 균일성을 향상할 수 있다.
5) 제1 가열 부재(5)의 가열 출력이 제2 가열 부재(6)의 가열 출력보다 작게하여, 배터리 본체를 가열할 경우, 열량이 제2 가열 부재(6)로부터 배터리 본체에 전달되는 것을 보증할 수 있고, 가열 효율을 보증하는 동시에 에너지원의 낭비를 피할 수 있다.
기타 실시예에서, 상기 열전도 어셈블리(4)는 다수 그룹을 포함하고, 다수 그룹의 상기 열전도 어셈블리(4)는 상기 배터리 본체의 높이방향을 따라 이격 설치된다.
기타 실시예에서, 각 그룹의 열전도 어셈블리(4)는 하나의 히트파이프(43)만을 포함할 수 있고, 히트파이프(43)는 평판관(Flat pipe) 모양으로 형성될 수 있다.
기타 실시예에서, 상기 제2 가열 부재(6)는 반도체 가열편(또는 반도체 냉동편)일 수 있고, 상기의 반도체 가열편은 2개의 상기 열전도 어셈블리(4)의 2개의 상기 제2 열전도 부재(42)와 외부 셸 사이에 붙여지고, 상기 반도체 가열편은 그를 통과하는 전류 방향을 변경하여 상기 반도체 가열편이 상기 배터리 본체를 향한 일 면이 온도를 올리는 면이 되도록 한다.
아래에 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈(100)의 충방전 제어 방법을 설명한다.
상기의 배터리 모듈(100)의 충방전 제어 방법은, 하기의 단계를 포함한다.
S01, 상기 제어 어셈블리(7)가 상기 온도 센서로부터 송신되는 온도 신호를 수신한다. 여기서, 상기 온도 신호는 상기 온도 센서가 상기 배터리 본체의 온도에 따라 생성한 것이다. 배터리 본체가 다수의 배터리 셀(3)을 포함할 경우, 상기 배터리 본체의 온도는 다수의 상기 배터리 셀(3)의 평균 온도이다.
S02, 상기 제어 어셈블리(7)는 수신된 온도 신호에 대응되는 온도 Tx를 판단한다. 여기서 상기 온도 Tx는 배터리 본체의 온도를 대표할 수 있으며, 상기 온도 Tx가 온도 T0를 초과하지 않을 경우, 상기 제어 어셈블리(7)가 상기 제1 가열 부재(5)를 제어하여 상기 배터리 본체를 가열하고, 상기 제어 어셈블리(7)가 상기 제2 가열 부재(6)를 제어하여 상기 열전도 어셈블리(4)를 가열한다. 여기서 상기 온도 T0는 온도 역치이고, 예를 들어, 15℃ 내지 20℃일 수 있다.
예를 들어, 온도 센서가 배터리 본체의 온도 Tx가 상기 온도 T0를 초과하지 않을 것을 검측할 경우, 이때 제어 어셈블리(7)는 제1 가열 부재(5)와 제2 가열 부재(6)를 제어하여 가열을 진행할 수 있음으로써, 빠르게 배터리 본체를 예열할 수 있고, 이로써 배터리 모듈(100)이 충방전하기 전에 적절한 온도를 구비하는 것을 보증할 수 있고, 배터리 모듈(100)의 충방전 성능을 보증할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 상술한 배터리 모듈(100)의 충방전 제어 방법은, 배터리 모듈(100)이 충방전을 하기 전에 온도 센서를 통하여 배터리 본체의 온도를 탐지하고, 탐지된 배터리 본체의 온도가 설정된 온도의 역치를 초과하지 않을 경우, 제어 어셈블리(7)가 제1 가열 부재(5)와 제2 가열 부재(6)를 제어하여 가열을 진행함으로써, 저온 환경에서 배터리 본체를 예열할 수 있는 바, 당해 충방전 제어 방법은 간단하고, 신뢰할 수 있으며, 배터리 모듈(100)이 정상적으로 충방전하는 것을 보증할 수 있고, 배터리 모듈(100)의 충방전 성능을 향상할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 온도 Tx가 상기 온도 T0를 초과할 경우, 상기 제어 어셈블리(7)가 상기 제1 가열 부재(5)를 제어하여 상기 배터리 본체를 가열하지 않고, 상기 제어 어셈블리(7)가 상기 제2 가열 부재(6)를 제어하여 상기 열전도 어셈블리(4)를 가열하지 않는다. 이에 따라, 배터리 본체의 과열을 방지할 수 있고, 또한 에너지원의 낭비를 방지할 수 있다.
예를 들어, 저온 환경하에서 배터리 본체를 예열하는 것이 필요하고, 배터리 본체의 온도가 상기 온도 T0로 가열될 경우, 이때 배터리 본체는 충방전을 할 수 있으며, 배터리 본체는 충방전 과정에서 열량을 생성한다. 배터리 본체의 온도가 상기 온도 T0보다 클 경우, 상기 제어 어셈블리(7)는 상기 제1 가열 부재(5)와 상기 제2 가열 부재(6)를 제어하여 가열을 정지함으로써, 배터리 본체의 온도가 적합한 범위내에 유지될 수 있도록 하며, 또한 에너지원의 낭비를 피할 수 있다.
또 예를 들어, 고온 환경에서, 배터리 본체의 온도가 상기 온도 T0보다 높은 경우, 이때 배터리 본체를 예열을 할 필요가 없고, 이때 제어 어셈블리(7)가 제1 가열 부재(5)와 제2 가열 부재(6)를 제어하여 가열을 진행하지 않음으로써, 배터리 본체의 과열을 방지할 수 있다.
본 발명의 제3 측면의 실시예에 따른 무인기는, 본 발명의 상술한 제1 측면의 실시예에 따른 배터리 모듈(100)을 포함하고, 상기 배터리 모듈(100)은 상기 무인기를 위해 파워를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 무인기는, 설치한 상술한 배터리 모듈(100)을 통하여, 무인기의 전체 성능을 향상할 수 있다.
본 명세서의 설명에서, 참고 용어 '일실시예', '일부 실시예', '예시적 실시예', '예시', '구체적인 예시', 또는 '일부 예시' 등 설명은 당해 실시예 또는 예시와 함께 설명된 구체적인 구성요소, 구조, 재료 또는 특징이 본 발명의 적어도 일 실시예 또는 예시에 포함됨을 의미한다. 본 명세서에서 상기 용어에 대한 예시적 표현은 동일한 실시예 또는 예시를 반드시 가리키는 것은 아니다. 또한, 설명된 구체적인 구성요소, 구성, 재료 또는 특징은 임의의 하나 또는 다수의 실시예 또는 예시에서 적절한 형태로 결합될 수 있다. 또한, 본 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서에서 설명된 다양한 실시예 또는 예시, 및 다양한 실시예 또는 예시의 구성요소를 결합 및 조합할 수 있다.
비록 위에서 본 발명의 실시예를 나타내고 설명하였으나, 상기 실시예는 예시적인 것임을 이해할 수 있으며, 본 발명에 대한 한정으로 이해해서는 안된다. 본 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위에서 상기 실시예를 변경, 수정, 교체 및 변형할 수 있다.

Claims (12)

  1. 배터리 모듈에 있어서,
    배터리 본체, 외부 셸, 열전도 어셈블리, 제1 가열 부재, 제2 가열 부재, 온도 센서 및 제어 어셈블리를 포함하고,
    상기 배터리 본체는 상기 외부 셸 내에 설치되고;
    상기 열전도 어셈블리는 상기 외부 셸과 상기 배터리 본체 사이에 열전도 될 수 있게 연결되며;
    상기 제1 가열 부재는 상기 배터리 본체에 연결되고, 상기 제1 가열 부재는 상기 배터리 본체를 가열하기 위한 것이며;
    상기 제2 가열 부재는 상기 열전도 어셈블리에 연결되고, 상기 제2 가열 부재는 상기 열전도 어셈블리를 가열하기 위한 것이며;
    상기 온도 센서는 상기 배터리 본체의 온도를 탐지하기 위한 것, 및 탐지된 상기 배터리 본체의 온도에 따라 온도 신호를 생성하기 위한 것이며;
    상기 제어 어셈블리는 각각 상기 제1 가열 부재, 상기 제2 가열 부재와 상기 온도 센서에 전기적으로 연결되고, 상기 제어 어셈블리는 상기 온도 신호를 수신하기 위한 것, 및 상기 온도 신호에 따라 상기 제1 가열 부재와 상기 제2 가열 부재를 가열하거나 또는 가열을 정지하도록 제어하기 위한 것
    을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 열전도 어셈블리는 서로 열전도 될 수 있게 연결된 제1 열전도 부재와 제2 열전도 부재를 포함하고, 상기 배터리 본체는 측벽과 상기 측벽의 일단에 연결된 단벽을 포함하며, 상기 제1 열전도 부재는 상기 측벽에 열전도 될 수 있게 연결되고, 상기 제2 열전도 부재는 상기 단벽에 인접되며, 상기 제2 열전도 부재는 상기 외부 셸과 열전도 될 수 있게 연결되는 것
    을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 열전도 어셈블리는 히트파이프를 더 포함하고, 상기 히트파이프는 제1 단 및 구부러져 상기 제1 단에 연결된 제2 단을 포함하며, 상기 히트파이프의 제1 단은 상기 제1 열전도 부재와 서로 연결되고, 상기 히트파이프의 제2 단은 상기 제2 열전도 부재와 서로 연결되는 것
    을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 히트파이프는 다수개를 포함하고, 상기 다수의 히트파이프는 이격 설치되며, 각각의 상기 히트파이프의 제1 단은 상기 제1 열전도 부재의 길이 방향을 따라 연장되고, 각각의 상기 히트파이프의 제2 단은 상기 제2 열전도 부재의 길이 방향을 따라 연장되는 것
    을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 가열 부재의 가열 출력은 상기 제2 가열 부재의 가열 출력보다 작은 것
    을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 열전도 어셈블리는 다수 그룹을 포함하고, 다수 그룹의 상기 열전도 어셈블리는 상기 배터리 본체의 둘레방향 또는 높이방향을 따라 이격 설치되는 것
    을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 가열 부재는 가열판, 또는 가열막, 또는 반도체 가열편인 것
    을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제2 항에 있어서,
    상기 배터리 본체는 내부 셸과 다수의 배터리 셀을 포함하고, 상기 내부 셸은 상기 단벽과 상기 측벽을 포함하며, 상기 내부 셸 내에는 다수의 서로 이격된 수용 공간을 한정하고, 다수의 상기 배터리 셀은 각각 상기 다수 수용 공간 내에 설치되는 것
    을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈의 충방전 제어 방법에 있어서,
    S01, 상기 제어 어셈블리가 상기 온도 센서로부터 송신되는 온도 신호를 수신하는 단계 - 여기서, 상기 온도 신호는 상기 온도 센서가 상기 배터리 본체의 온도에 따라 생성한 것임 -;
    S02, 상기 온도 신호에 대응되는 온도 Tx가 온도 T0를 초과하지 않을 경우, 상기 제어 어셈블리가 상기 제1 가열 부재를 제어하여 상기 배터리 본체를 가열하고, 상기 제어 어셈블리가 상기 제2 가열 부재를 제어하여 상기 열전도 어셈블리를 가열하는 단계 - 여기서 상기 온도는 온도 역치임 -, 를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 배터리 모듈의 충방전 제어 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 온도 Tx가 상기 온도 T0를 초과할 경우, 상기 제어 어셈블리가 상기 제1 가열 부재를 제어하여 상기 배터리 본체를 가열하지 않고, 상기 제어 어셈블리가 상기 제2 가열 부재를 제어하여 상기 열전도 어셈블리를 가열하지 않는 것
    을 특징으로 하는 배터리 모듈의 충방전 제어 방법.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 온도 T0는 15℃ 내지 20℃인 것
    을 특징으로 하는 배터리 모듈의 충방전 제어 방법.
  12. 무인기에 있어서,
    제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 것
    을 특징으로 하는 무인기.
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