KR102123057B1 - 배터리 모듈용 승온 시스템 및 상기 승온 시스템 제어 방법 - Google Patents

배터리 모듈용 승온 시스템 및 상기 승온 시스템 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102123057B1
KR102123057B1 KR1020130165798A KR20130165798A KR102123057B1 KR 102123057 B1 KR102123057 B1 KR 102123057B1 KR 1020130165798 A KR1020130165798 A KR 1020130165798A KR 20130165798 A KR20130165798 A KR 20130165798A KR 102123057 B1 KR102123057 B1 KR 102123057B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heater
battery module
temperature
heating
heating system
Prior art date
Application number
KR1020130165798A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150077007A (ko
Inventor
이지윤
임동훈
이윤녕
주승훈
Original Assignee
에스케이이노베이션 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스케이이노베이션 주식회사 filed Critical 에스케이이노베이션 주식회사
Priority to KR1020130165798A priority Critical patent/KR102123057B1/ko
Priority to CA2875533A priority patent/CA2875533A1/en
Priority to EP14200109.8A priority patent/EP2889949B1/en
Priority to US14/581,087 priority patent/US10790555B2/en
Publication of KR20150077007A publication Critical patent/KR20150077007A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102123057B1 publication Critical patent/KR102123057B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63—Control systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63—Control systems
    • H01M10/633—Control systems characterised by algorithms, flow charts, software details or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/657—Means for temperature control structurally associated with the cells by electric or electromagnetic means
    • H01M10/6571—Resistive heaters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/0288—Applications for non specified applications
    • H05B1/0294—Planar elements
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/26—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

본 발명은 히터 및 히터 커버로 구성된 히터 조립체를 포함한 배터리 모듈용 승온 시스템에 관한 것이고, 상기 승온 시스템은: 하나 이상의 배터리를 포함한 배터리 모듈; 상기 배터리 모듈에 고정 수단에 의해 부착된 2 개 이상의 히터 조립체; 상기 배터리 모듈 또는 상기 히터 조립체에 연결되어 상기 배터리 모듈의 온도를 감지하는 온도 센서; 및 미리 결정된 설정 온도를 입력받은 후, 상기 온도 센서로 상기 배터리 모듈의 온도를 감지함으로써, 상기 설정 온도와 상기 감지된 온도를 기반으로 하여, 상기 히터를 상기 배터리 모듈의 전압으로 온 또는 오프시키는 제어부;를 포함하며, 상기 설정 온도는 상기 배터리 모듈을 승온시키기 위한 승온 설정 온도이며, 본 발명은 상기 승온 시스템을 제어하는 방법에 관한 것이기도 하다.

Description

배터리 모듈용 승온 시스템 및 상기 승온 시스템 제어 방법{TEMPERATURE RISING SYSTEM FOR BATTERY MODULE AND METHOD FOR CONTROLLING THE SYSTEM}
본 발명은 일반적으로 승온 시스템에 관한 것으로, 배터리 모듈의 배터리를 승온시키는 배터리 모듈용 승온 시스템 및 상기 승온 시스템 제어 방법에 관한 것이다.
최근에는 충전이 불가능한 일차 전지 대신에, 충전 및 방전이 가능한 이차 전지에 대한 분야가 급속하게 발전되어 왔다. 이러한 이차 전지는 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 자전거, 무정전 전원 공급 장치 등의 에너지원으로 사용되며, 적용되는 외부 기기의 종류에 따라 단일 전지의 형태로 사용되기도 하고, 다수의 전지 또는 셀을 연결하여 하나의 단위로 묶은 전지 모듈의 형태로 사용되기도 한다.
상술된 바와 같이, 여러 외부 기기에 부착되어 사용되는 이차 전지 배터리 또는 배터리 모듈은 일반적으로 외부 환경에 노출됨에 따라서, 온도에 영향을 많이 받게 된다. 특히 상기와 같은 배터리가 특히 저온에 영향을 받을 시에는, 배터리의 성능이 저하되어, 상기 배터리로 가동되는 모든 장치의 성능 효율 역시 떨어지게 된다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 별도의 외부 전력 또는 충전 시스템 없이, 사용되는 이차 전지 배터리의 전압을 이용하여, 저온 시 이차 전지 배터리의 온도를 승온시킬 수 있는 배터리 모듈용 승온 시스템 및 상기 승온 시스템의 제어 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 의한, 히터 및 히터 커버로 구성된 히터 조립체를 포함한 배터리 모듈용 승온 시스템은:
하나 이상의 배터리를 포함한 배터리 모듈;
상기 배터리 모듈에 고정 수단에 의해 부착된 2 개 이상의 히터 조립체;
상기 배터리 모듈 또는 상기 히터 조립체에 연결되어 상기 배터리 모듈의 온도를 감지하는 온도 센서; 및
미리 결정된 설정 온도를 입력받은 후, 상기 온도 센서로 상기 배터리 모듈의 온도를 감지함으로써, 상기 설정 온도와 상기 감지된 온도를 기반으로 하여, 상기 히터를 상기 배터리 모듈의 전압으로 온 또는 오프시키는 제어부;를 포함하며,
상기 설정 온도는 상기 배터리 모듈을 승온시키기 위한 승온 설정 온도이다.
상기 2 개 이상의 히터 조립체는 상기 히터 조립체로부터 발생된 오작동을 사전에 차단하기 위해, 서로 직렬로 연결된다.
상기 제어부는 상기 승온 시스템의 동작이 이상이 있는 경우 온도 센서로 온도를 감지하여, 상기 승온 시스템의 동작을 차단한다.
상기 히터 커버와 상기 히터는 초음파 융착으로 서로 연결된다.
상기 히터는, 상기 히터의 열을 발생시키도록 알루미늄으로 패턴화된 알루미늄 패턴부와, 그리고 상기 열에 견디고 상기 알루미늄 패턴부 양쪽에 부착된 2 개의 내열성 PET 필름으로 구성된다.
상기 히터의 발열량 및 상기 히터의 소모 전력량은 상기 알루미늄 패턴부의 형상에 따라 변화된다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 의한, 히터 및 히터 커버로 구성된 히터 조립체를 포함한 배터리 모듈용 승온 시스템을 제어하는 방법은:
a) 하나 이상의 배터리를 포함한 배터리 모듈을 승온시키기 위한 승온 설정 온도를 입력받는 단계;
b) 상기 배터리 모듈의 온도를 감지하는 단계;
c) 상기 감지된 온도를 기반으로 하여, 상기 감지된 온도가 상기 승온 설정 온도보다 작다고 판별할 시에, 상기 배터리 모듈이 승온되도록, 상기 배터리 모듈의 전압으로 상기 히터를 온시키는 단계;
d) 상기 온된 히터로 승온되는 배터리 모듈의 온도를 감지하는 단계; 및
e) 상기 감지된 온도를 기반으로 하여, 상기 감지된 온도가 상기 승온 설정 온도 이상이라고 판별할 시에, 상기 배터리 모듈이 더 이상 승온되지 않도록, 상기 온된 히터를 상기 배터리 모듈의 전압으로 오프시키는 단계;를 포함한다.
상기 히터 커버와 상기 히터는 초음파 융착으로 서로 연결된다.
상기 히터는, 상기 히터의 열을 발생시키도록 알루미늄으로 패턴화된 알루미늄 패턴부와, 그리고 상기 열에 견디고 상기 알루미늄 패턴부 양쪽에 부착된 2 개의 내열성 PET 필름으로 구성된다.
상기 히터의 발열량 및 상기 히터의 소모 전력량은 상기 알루미늄 패턴부의 형상에 따라 변화된다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 배터리 모듈용 승온 시스템은 별도의 외부 전력 또는 충전 시스템의 도움 없이도, 자체 배터리의 전압을 이용하여 배터리의 온도를 상승시킬 수 있기 때문에, 이러한 배터리를 사용하는 장치의 제조 비용을 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 배터리가 저온되어 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
나아가, 본 발명의 배터리 모듈용 승온 시스템은 배터리의 온도를 원하는 온도로 설정하여 유지함으로써, 상기와 같은 배터리를 사용하는 각각의 외부 기기 마다 최대의 성능을 얻어낼 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈용 승온 시스템의 히터 조립체가 배터리 모듈에 결합되는 개략적인 사시도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈용 승온 시스템의 개략적인 블럭도이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈용 승온 시스템의 개략적인 사시도로서, 이때 상기 승온 시스템의 히터 조립체는 2 개 이상 구성되어 서로 직렬로 연결된 것을 도시하고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈용 승온 시스템에 부착된 온도 센서를 도시한 사시도이고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 히터의 정면도로서, 상기 히터가 알루미늄 패턴으로 이루어진 것을 도시하며, 그리고
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈용 승온 시스템의 제어 방법을 도시한 순서도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다.
본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.
배터리 모듈용 승온 시스템의 구성 및 그 기능
도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈용 승온 시스템은, 배터리 모듈(200)의 전압이 히터 조립체 전체에 인가되는 경우 하나의 히터 조립체라도 문제가 생겨 끊어질 시에, 히터 동작이 이루어지지 않도록, 서로 직렬로 연결되는 히터 조립체(130)를 2 개 이상 포함한다. 즉, 2 개의 히터 조립체(130)는 상기 히터 조립체로부터 발생된 오작동을 사전에 차단하기 위해, 서로 직렬로 연결된다. 여기서, 히터 조립체(130)는 히터 커버(110) 및 히터(120)로 구성된다. 히터 커버(110)가 일반적으로 열가소성 플라스틱으로 구성되기 때문에, 히터 커버(110)는 초음파 융착에 의해 히터(120)와 연결되는 것이 바람직하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 배터리 모듈용 승온 시스템은 2 개 이상의 히터 조립체(130)가 고정 수단, 예를 들면, 스크류, 나사, 접착제 등으로 연결되는 배터리 모듈(200)을 더 포함한다. 여기서 상기 배터리 모듈(200)은 하나 이상의 배터리를 포함한다. 나아가, 상기 배터리 모듈용 승온 시스템은, 배터리 모듈(200) 또는 히터 조립체(130)에 연결되어, 배터리 모듈(200)의 온도를 감지하는 온도 센서(140)를 더 포함한다. 상기 온도 센서가 부착 또는 위치하는 곳은 특별히 한정되지 않으나, 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(200)의 최종적인 온도를 감지하기 위해서, 최외곽에 있는 히터 조립체(130) 외부에 부착 또는 위치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 배터리 모듈용 승온 시스템은 제어부(300)를 더 포함하고, 이때 상기 제어부는 배터리 모듈(200)의 승온 설정 온도를 저장할 수 있는 메모리(미도시)를 구비하고, 도 2에 도시된 바와 같이, 온도 센서(140), 배터리 모듈(200), 히터(120)에 연결된다. 여기서, 승온 설정 온도는 사전에 입력되는 입력 값으로, 사용자가 목적으로 하는 특정 값, 예를 들면, 배터리가 최적 성능을 발휘할 수 있는 예상 온도, 측정 온도, 실험 온도의 값 등을 의미하지만, 이에 한정되지 않고, 사용자가 정의한 모든 값을 의미한다. 따라서, 상기 승온 설정 온도는 제어부의 메모리에 저장된 입력 값에 의존하게 된다. 본원에서는 승온 설정 온도가 제어부에 포함된 메모리에 저장되었다고 하였지만, 이에 한정되지 않고, 제어부 외부에 설치된 메모리에 저장될 수 있음은 물론이다.
상기 제어부(300)는 메모리로부터 승온 설정 온도를 입력받은 후, 온도 센서(140)로 상기 배터리 모듈(200)의 온도를 감지함으로써, 상기 승온 설정 온도와 상기 감지된 온도를 기반으로 하여, 상기 히터(120)를 상기 배터리 모듈(200)의 전압으로 온 또는 오프시킬 수 있다. 즉, 제어부(300)는 상기 승온 설정 온도와 상기 감지된 온도를 비교하여 배터리 모듈의 온도를 높일 필요성이 있을 시에 배터리 모듈의 전압을 이용하여 자동으로 히터의 온 및 오프 동작을 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부(300)는 배터리 모듈(200)을 승온시키기 위한 승온 설정 온도를 메모리부터 입력받은 후에, 배터리 모듈(200)의 온도를 온도 센서(140)로 연속적으로 감지함으로써, 상기 감지된 온도와 상기 승온 설정 온도를 비교한다. 그 후, 제어부(300)가 상기 감지된 온도가 상기 승온 설정 온도보다 작다고 판별할 시에, 제어부(300)는 상기 배터리 모듈(200)이 승온되도록, 배터리 모듈(200)의 전압으로 히터(120)의 온 동작을 실행할 수 있다. 그 후 제어부(300)는 점차적으로 승온되는 배터리 모듈의 온도를 연속적으로 감지하여, 상기 감지된 온도가 상기 승온 설정 온도 이상이라고 판별할 시에, 상기 배터리 모듈이 더 이상 승온되지 않도록, 배터리 모듈(200)의 전압으로 히터(120)의 오프 동작을 실행할 수 있다. 상술한 바와 같이, 제어부(300)는 배터리 모듈(200)의 전압을 이용하여 히터(120)의 모든 동작을 제어한다.
나아가, 상기 제어부(300)는 상기 승온 시스템의 동작이 이상이 있는 경우, 예를 들면, 배터리 모듈 또는 히터가 이상이 있어 발열량이 심한 경우, 온도 센서(140)로 온도를 감지하여, 상기 승온 시스템의 동작(배터리 모듈 또는 히터의 동작)을 차단하도록 구성된다.
다시, 도 2를 참조하여 보면, 상기 히터(120)는, 히터의 열을 발생시키도록 알루미늄으로 패턴화된 알루미늄 패턴부(124)와, 그리고 상기 열에 견디고 상기 알루미늄 패턴부 양쪽 또는 전후단에 부착된 2 개의 내열성 PET(폴리에스테르) 필름(122, 126)으로 구성된다. 히터(120)에 의해 유지될 수 있는 내열 온도는 100 내지 200 ℃, 바람직하게는 120 내지 150 ℃, 더 바람직하게는 130 ℃이다.
상술된 바와 같이, 히터(120) 내에 있는 알루미늄 패턴부(124)는 히터의 열을 발생시키기 때문에, 상기 알루미늄 패턴부의 형상에 따라 히터의 발열량 및 상기 히터의 소모 전력량이 변화될 수 있다. 즉, 알루미늄 패턴부의 형상, 예를 들면, 패턴의 폭, 길이, 두께 중 적어도 하나를 고려하여 설계할 시에, 원하는 히터의 발열량 및 히터의 소모 전력량을 얻을 수 있다. 이러한 알루미늄 패턴부의 형상은 예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같다.
상기와 같은 구성으로 인해, 본 발명의 배터리 모듈용 승온 시스템은 별도의 충전 시스템의 도움 없이도, 자체 배터리의 전압을 이용하여 배터리의 온도를 상승시킬 수 있기 때문에, 이러한 배터리를 사용하는 장치의 제조 비용을 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 배터리가 저온되어 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있음과 동시에, 배터리의 온도를 원하는 온도로 설정하여 유지함으로써, 상기와 같은 배터리를 사용하는 각각의 외부 기기 마다 최대의 성능을 얻어낼 수 있다.
배터리 모듈용 승온 시스템 제어 방법
도 6에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈용 승온 시스템의 제어부(300)는 단계 S600에서, 하나 이상의 배터리를 포함한 배터리 모듈(200)을 승온시키기 위한 승온 설정 온도를 메모리로부터 입력받는다. 그 후 단계 S610에서, 제어부(300)는 배터리 모듈(200)의 온도를 감지한다.
연속하여, 단계 S620에서, 상기 제어부(300)가 상기 감지된 온도를 기반으로 하여, 상기 감지된 온도가 상기 승온 설정 온도보다 작다고 판별할 시에, 상기 제어 방법은 단계 S630으로 진행하여, 상기 배터리 모듈(200)이 승온되도록, 상기 히터(120)를 배터리 모듈(200)의 전압으로 온시킨다. 만약 단계 S620에서, 상기 제어부(300)가 상기 감지된 온도가 상기 승온 설정 온도 이상이라고 판별할 시에, 상기 제어 방법은 단계 S610으로 다시 진행한다.
단계 S640에서, 상기 제어부(300)는 온된 히터(120)에 의해 승온되는 배터리 모듈(200)의 온도를 감지한다. 그 후, 단계 S650에서, 상기 제어부가 상기 감지된 온도를 기반으로 하여, 상기 감지된 온도가 상기 승온 설정 온도 이상이라고 판별할 시에, 상기 제어 방법은 단계 S660으로 진행하여, 상기 제어부(300)는 배터리 모듈(200)이 더 이상 승온되지 않도록, 상기 온된 히터(120)를 배터리 모듈(200)의 전압으로 오프시킨다. 한편, 단계 S650에서, 상기 제어부가 상기 감지된 온도가 상기 승온 설정 온도 미만이라고 판별할 시에, 상기 제어 방법은 단계 S640으로 다시 진행한다.
본 명세서에서 논의된 구성은 상술된 바와 같이, 구성에 가장 맞는 용어를 사용하였지만, 이에 한정되지 않고, 유사한 기능을 하는 구성이라면, 동일한 구성으로 보아야 할 것이다. 예를 들면, 본 실시예에서는 "히터" 또는 "배터리 모듈"이라 칭하였지만, 이는 발명의 설명을 위한 목적일 뿐, 본 발명이 이러한 용어에 해당하는 구성만을 의미하지 않는다. 오히려, 상기와 같은 용어는 예를 들면, "히터"에 대해서는 "가열기", "가열부", "가열 수단" 등, 그리고 "배터리 모듈"에 대해서는 "배터리부", "배터리 팩", "에너지 저장부 또는 장치", "전기 용량 장치" 등 다양한 용어로 확장 또는 변경될 수 있다.
본 명세서에서 논의된 방법은, 적용예에 따라서 다양한 수단을 이용하여 구현될 수도 있다. 예를 들어, 이러한 방법들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 임의의 조합의 형태로 구현될 수도 있다. 하드웨어를 수반하는 구현예에서, 제어회로 또는 제어부는 하나 이상의 주문형 집적 회로들(ASICs), 디지털 신호 프로세서들(DSPs), 필드 프로그램가능 게이트 어레이들(FPGAs), 프로세서들, 제어기들, 마이크로-제어기들, 마이크로프로세서들, 전자 장치들, 본 명세서에서 논의된 기능들을 실행하도록 설계된 다른 전자 유닛들 또는 이들의 조합으로 구현될 수도 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다. 예를 들면, 본 발명의 배터리 모듈용 승온 시스템은 이차 전지 배터리를 대상으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 승온을 필요로 하는 모든 배터리에도 적용될 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로, 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
110: 히터 커버
120: 히터
122, 126: PET 필름
124: AL 패턴부
130: 히터 조립체
140: 온도 센서
200: 배터리 모듈
300: 제어부

Claims (10)

  1. 히터 및 히터 커버로 구성된 히터 조립체를 포함한 배터리 모듈용 승온 시스템에 있어서,
    하나 이상의 배터리를 포함한 배터리 모듈;
    상기 배터리 모듈에 고정 수단에 의해 부착된 2 개 이상의 히터 조립체;
    상기 배터리 모듈 또는 상기 히터 조립체에 연결되어 상기 배터리 모듈의 온도를 감지하는 온도 센서; 및
    미리 결정된 설정 온도를 입력받은 후, 상기 온도 센서로 상기 배터리 모듈의 온도를 감지함으로써, 상기 설정 온도와 상기 감지된 온도를 기반으로 하여, 상기 히터를 상기 배터리 모듈의 전압으로 온 또는 오프시키는 제어부;를 포함하며,
    상기 2 개 이상의 히터 조립체는 전기적으로 연결 가능하게 적층되고(stacked), 상기 히터 조립체로부터 발생된 오작동을 사전에 차단하기 위해, 서로 직렬로 연결되고,
    상기 설정 온도는 상기 배터리 모듈을 승온시키기 위한 승온 설정 온도인 배터리 모듈용 승온 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 승온 시스템의 동작이 이상이 있는 경우 온도 센서로 온도를 감지하여, 상기 승온 시스템의 동작을 차단하는 배터리 모듈용 승온 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 히터 커버와 상기 히터는 초음파 융착으로 서로 연결되는 배터리 모듈용 승온 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 히터는, 상기 히터의 열을 발생시키도록 알루미늄으로 패턴화된 알루미늄 패턴부와, 그리고 상기 열에 견디고 상기 알루미늄 패턴부 양쪽에 부착된 2 개의 내열성 PET 필름으로 구성되는 배터리 모듈용 승온 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 히터의 발열량 및 상기 히터의 소모 전력량은 상기 알루미늄 패턴부의 형상에 따라 변화되는 배터리 모듈용 승온 시스템.
  7. 히터 및 히터 커버를 포함한 히터 조립체를 2 개 이상 포함한 배터리 모듈용 승온 시스템을 제어하는 방법에 있어서,
    a) 하나 이상의 배터리를 포함한 배터리 모듈을 승온시키기 위한 승온 설정 온도를 입력받는 단계;
    b) 상기 배터리 모듈의 온도를 감지하는 단계;
    c) 상기 감지된 온도를 기반으로 하여, 상기 감지된 온도가 상기 승온 설정 온도보다 작다고 판별할 시에, 상기 배터리 모듈이 승온되도록, 상기 배터리 모듈의 전압으로 상기 히터를 온시키는 단계;
    d) 상기 온된 히터로 승온되는 배터리 모듈의 온도를 감지하는 단계; 및
    e) 상기 감지된 온도를 기반으로 하여, 상기 감지된 온도가 상기 승온 설정 온도 이상이라고 판별할 시에, 상기 배터리 모듈이 더 이상 승온되지 않도록, 상기 온된 히터를 상기 배터리 모듈의 전압으로 오프시키는 단계;를 포함하며,
    상기 2 개 이상의 히터 조립체는 전기적으로 연결 가능하게 적층되고, 상기 히터 조립체로부터 발생된 오작동을 사전에 차단하기 위해, 서로 직렬로 연결되는 배터리 모듈용 승온 시스템 제어 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 히터 커버와 상기 히터는 초음파 융착으로 서로 연결되는 배터리 모듈용 승온 시스템 제어 방법.
  9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 히터는, 상기 히터의 열을 발생시키도록 알루미늄으로 패턴화된 알루미늄 패턴부와, 그리고 상기 열에 견디고 상기 알루미늄 패턴부 양쪽에 부착된 2 개의 내열성 PET 필름으로 구성되는 배터리 모듈용 승온 시스템 제어 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 히터의 발열량 및 상기 히터의 소모 전력량은 상기 알루미늄 패턴부의 형상에 따라 변화되는 배터리 모듈용 승온 시스템 제어 방법.
KR1020130165798A 2013-12-27 2013-12-27 배터리 모듈용 승온 시스템 및 상기 승온 시스템 제어 방법 KR102123057B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130165798A KR102123057B1 (ko) 2013-12-27 2013-12-27 배터리 모듈용 승온 시스템 및 상기 승온 시스템 제어 방법
CA2875533A CA2875533A1 (en) 2013-12-27 2014-12-23 Temperature-raising system for battery module and method for controlling the system
EP14200109.8A EP2889949B1 (en) 2013-12-27 2014-12-23 Temperature-raising system for battery module and method for controlling the system
US14/581,087 US10790555B2 (en) 2013-12-27 2014-12-23 Temperature-raising system for battery module and method for controlling the system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130165798A KR102123057B1 (ko) 2013-12-27 2013-12-27 배터리 모듈용 승온 시스템 및 상기 승온 시스템 제어 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150077007A KR20150077007A (ko) 2015-07-07
KR102123057B1 true KR102123057B1 (ko) 2020-06-15

Family

ID=52396359

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130165798A KR102123057B1 (ko) 2013-12-27 2013-12-27 배터리 모듈용 승온 시스템 및 상기 승온 시스템 제어 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10790555B2 (ko)
EP (1) EP2889949B1 (ko)
KR (1) KR102123057B1 (ko)
CA (1) CA2875533A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106450519B (zh) * 2016-10-24 2019-03-15 湖南金杯新能源发展有限公司 电池充电保护装置及方法
CN108110383A (zh) * 2018-01-15 2018-06-01 深圳市飞碟动力科技有限公司 低温电池组
CN112563623A (zh) * 2018-11-30 2021-03-26 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池加热系统
CN112421131B (zh) * 2019-08-23 2022-05-31 上海汽车集团股份有限公司 一种加热电池模组的方法及装置
CN212412133U (zh) * 2020-06-07 2021-01-26 厦门海辰新能源科技有限公司 一种加热片及电池模组
DE102022126574A1 (de) 2022-10-12 2024-04-18 Webasto SE Vorrichtung zur Messung einer Temperatur in einem Batteriepack

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080096072A1 (en) 2006-08-28 2008-04-24 Panasonic Ev Energy Co., Ltd. Battery pack structure with heater
KR101108191B1 (ko) * 2010-05-24 2012-02-06 에스비리모티브 주식회사 배터리 팩
CN202585679U (zh) * 2012-05-11 2012-12-05 万向电动汽车有限公司 适合电动汽车动力电池的加热装置
US8574740B2 (en) 2010-08-10 2013-11-05 GM Global Technology Operations LLC Molded frame with corrugated cooling fin for air-cooled battery

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5948298A (en) * 1996-04-26 1999-09-07 Ford Global Technologies, Inc. Battery heating system
JP4533604B2 (ja) 2003-07-23 2010-09-01 本田技研工業株式会社 燃料電池の低温起動方法
US7531270B2 (en) * 2006-10-13 2009-05-12 Enerdel, Inc. Battery pack with integral cooling and bussing devices
FR2912264B1 (fr) * 2007-02-06 2009-04-10 Batscap Sa Module de batterie de puissance, batterie, procede de charge du module, vehicule ayant la batterie
JP2008226712A (ja) 2007-03-14 2008-09-25 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム及びその制御方法
US8574738B2 (en) 2007-03-14 2013-11-05 Enerdel, Inc. Battery pack assembly with integrated heater
JP2011014436A (ja) 2009-07-03 2011-01-20 Panasonic Corp バッテリー加熱装置
JP2011034614A (ja) * 2009-07-30 2011-02-17 Elpida Memory Inc 半導体装置及びこれを備えるシステム
JP5462711B2 (ja) 2010-05-21 2014-04-02 古河電池株式会社 組電池モジュール
KR20110133127A (ko) * 2010-06-04 2011-12-12 주식회사 이랜텍 온도유지장치를 포함하는 배터리 팩 모듈
WO2012067432A2 (ko) * 2010-11-17 2012-05-24 (주)엘지하우시스 방열과 발열 기능을 가지는 전지 조립체
JP5736859B2 (ja) * 2011-03-11 2015-06-17 日産自動車株式会社 バッテリパックのヒーターモジュール結線構造
JP2012195187A (ja) * 2011-03-17 2012-10-11 Panasonic Corp 電源装置
KR101280004B1 (ko) 2011-11-18 2013-07-05 자동차부품연구원 충전시스템 연계형 배터리 온도관리 장치 및 그 방법
JP5978718B2 (ja) 2012-03-30 2016-08-24 三菱マテリアル株式会社 温度調節機能付き電池
CN104584320B (zh) * 2012-08-28 2017-04-12 株式会社村田制作所 不可逆电路元件

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080096072A1 (en) 2006-08-28 2008-04-24 Panasonic Ev Energy Co., Ltd. Battery pack structure with heater
KR101108191B1 (ko) * 2010-05-24 2012-02-06 에스비리모티브 주식회사 배터리 팩
US8574740B2 (en) 2010-08-10 2013-11-05 GM Global Technology Operations LLC Molded frame with corrugated cooling fin for air-cooled battery
CN202585679U (zh) * 2012-05-11 2012-12-05 万向电动汽车有限公司 适合电动汽车动力电池的加热装置

Also Published As

Publication number Publication date
US10790555B2 (en) 2020-09-29
EP2889949A1 (en) 2015-07-01
EP2889949B1 (en) 2017-10-11
KR20150077007A (ko) 2015-07-07
CA2875533A1 (en) 2015-06-27
US20150188199A1 (en) 2015-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102123057B1 (ko) 배터리 모듈용 승온 시스템 및 상기 승온 시스템 제어 방법
JP6195310B2 (ja) 電池制御システムおよび電池パック
KR101736201B1 (ko) 저온 배터리를 가열할 수 있는 전기자동차용 에너지저장장치 및 제어방법
GB2556163A (en) System and method for charging a battery pack
US8653795B2 (en) Charger circuit
TWI481889B (zh) 充電電池溫度偵測方法、電源管理裝置及電子系統
JP2011250628A (ja) 二次電池保護回路及びハイブリッド電源装置
US8859119B2 (en) Heating system for a battery module and method of heating the battery module
US9527396B2 (en) Abnormality detection device
WO2016039098A1 (ja) 温度検出装置
US10218039B2 (en) Method and apparatus for detecting state of safety plug
AU2020359424B2 (en) Dynamic battery voltage restriction for hazardous environments
JP2019021447A (ja) 電池昇温システム
US20100033131A1 (en) Portable device and control method thereof
US8974929B2 (en) Heating system for a battery module and method of heating the battery module
KR20160061721A (ko) 직렬 연결된 ptc 서미스터들을 포함하는 이상온도 센싱 어셈블리 및 이를 포함하는 전지팩
WO2017201735A1 (zh) 电池保护板、电池和移动终端
JP2019021446A (ja) 電池昇温システム
US20130004803A1 (en) Heating system for a battery module and method of heating the battery module
US9305452B2 (en) Battery over-charge and over-discharge protection system and battery protection method able to release a protection state
KR102347920B1 (ko) 배터리 관리 장치 및 방법
KR102065735B1 (ko) 배터리 팩 관리 장치 및 관리 방법
JP2015070737A (ja) 電池ユニット及びその制御方法並びに電池システム及びその制御方法
US8159195B2 (en) Overvoltage protection circuit for use in charger circuit system and charge circuit with overvoltage protection function
CN219758713U (zh) 温度控制电路及电源设备

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant