KR102179537B1 - Battery pack - Google Patents

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황지원
이상훈
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 적어도 하나 이상의 배터리 모듈; 상기 배터리 모듈을 수납하는 팩 케이스; 상기 배터리 모듈에 인접하여 설치되어 냉각수를 상기 팩 케이스 내부에 냉각수를 순환시키는 냉각수 라인; 상기 팩 케이스로부터 외측으로 연장되는 적어도 하나의 제1 배출 라인; 및 상기 팩 케이스 내부에 누수가 감지되는 경우 상기 제1 배출 라인을 개방시켜 누수된 냉각수를 배출시키는 제1 배출 밸브;를 포함한다.A battery pack according to an embodiment of the present invention includes at least one battery module; A pack case accommodating the battery module; A cooling water line installed adjacent to the battery module to circulate cooling water in the pack case; At least one first discharge line extending outward from the pack case; And a first discharge valve configured to discharge the leaked coolant by opening the first discharge line when water leakage is detected inside the pack case.

Description

배터리 팩{Battery pack}Battery pack {Battery pack}

본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 냉각 라인을 통한 누수 발생 시에도 안전성이 확보될 수 있도록 설계된 배터리 팩에 관한 것이다.The present invention relates to a battery pack, and more particularly, to a battery pack designed to ensure safety even when water leakage occurs through a cooling line.

차량용 하이 볼티지 배터리 팩(High voltage battery pack)의 경우 높은 출력을 나타냄에 따라 온도가 크게 상승할 수 있는데, 이러한 큰 폭의 온도 상승은 배터리 팩의 성능 및 안전도에 크게 영향을 미칠 수 있다.In the case of a high voltage battery pack for a vehicle, the temperature may increase significantly as it exhibits a high output, and such a large increase in temperature may greatly affect the performance and safety of the battery pack.

따라서, 이처럼 높은 출력을 내는 배터리 팩의 경우, 효율적인 온도 관리를 위해 냉각수를 이용하는 수냉식 시스템이 널리 이용되고 있다.Therefore, in the case of a battery pack having such a high output, a water cooling system using cooling water is widely used for efficient temperature management.

그러나, 이러한 수냉식 시스템이 적용된 배터리의 경우, 냉각수가 흐르는 라인 상에서 누수가 발생되면, 배터리 팩 내부의 전기적 절연이 파괴되어 발화/감전 등의 위험에 노출될 수 있다.However, in the case of a battery to which such a water-cooled system is applied, when leakage occurs on a line through which the coolant flows, electrical insulation inside the battery pack is destroyed, and the battery may be exposed to a risk of ignition/electric shock.

때문에, 이러한 냉각수의 누수발생에 대한 적절한 관리가 가능하도록 설계된 배터리 팩에 대한 개발이 요구되는 실정이다.Therefore, there is a need to develop a battery pack designed to enable proper management of the occurrence of such leakage of cooling water.

본 발명은 상술한 기술적 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 배터리 팩의 냉각을 위한 냉각수 라인이 설치된 배터리 팩에 있어서, 냉각수의 누수가 발생되는 경우에도 발화/감전 등의 위험이 발생되지 않도록 하는 것을 일 목적으로 한다.The present invention was invented in consideration of the above-described technical problem, and in the battery pack in which the cooling water line for cooling the battery pack is installed, it is to prevent the risk of ignition/electric shock from occurring even when the cooling water leaks. The purpose.

다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-described problems, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the invention described below.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 적어도 하나 이상의 배터리 모듈; 상기 배터리 모듈을 수납하는 팩 케이스; 상기 배터리 모듈에 인접하여 설치되어 냉각수를 상기 팩 케이스 내부에 냉각수를 순환시키는 냉각수 라인; 상기 팩 케이스로부터 외측으로 연장되는 적어도 하나의 제1 배출 라인; 및 상기 팩 케이스 내부에 누수가 감지되는 경우 상기 제1 배출 라인을 개방시켜 누수된 냉각수를 배출시키는 제1 배출 밸브;를 포함한다.A battery pack according to an embodiment of the present invention for solving the above-described technical problem includes at least one battery module; A pack case accommodating the battery module; A cooling water line installed adjacent to the battery module to circulate cooling water in the pack case; At least one first discharge line extending outward from the pack case; And a first discharge valve configured to discharge the leaked coolant by opening the first discharge line when water leakage is detected inside the pack case.

상기 배터리 팩은, 상기 냉각수 라인 중 냉각수가 유입되는 측에 설치되는 제1 유량계; 및 상기 냉각수 라인 중 냉각수가 유출되는 측에 설치되는 제2 유량계;를 더 포함할 수 있다.The battery pack may include: a first flow meter installed on a side of the cooling water line into which the cooling water is introduced; And a second flow meter installed on a side of the cooling water line from which the cooling water is discharged.

상기 배터리 팩은, 상기 제1 유량계의 측정값과 제2 유량계의 측정값의 차이가 기준값을 초과하는 경우 상기 제1 배출 밸브를 개방시키도록 하는 제어신호를 출력하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.The battery pack may further include a controller that outputs a control signal to open the first discharge valve when a difference between the measured value of the first flow meter and the measured value of the second flow meter exceeds a reference value.

상기 배터리 팩은, 상기 팩 케이스 내부에 설치되어 누수에 따른 수분을 감지하는 적어도 하나의 누수 센서를 더 포함할 수 있다.The battery pack may further include at least one leakage sensor installed inside the pack case to detect moisture due to leakage.

상기 컨트롤러는, 상기 제1 유량계 및 제2 유량계의 측정값의 차이가 기준값을 초과하거나, 상기 누수 센서에 의해 수분이 감지된 경우 상기 제1 배출 밸브를 개방시킬 수 있다.The controller may open the first discharge valve when a difference between the measured values of the first flow meter and the second flow meter exceeds a reference value or when moisture is detected by the leak sensor.

상기 배터리 팩은, 상기 냉각수 라인 중 냉각수가 유입되는 측과 냉각수가 유출되는 측에 각각 설치되는 비상 밸브를 더 포함하며, 상기 컨트롤러는, 상기 제1 배출 밸브를 개방시키는 제어신호를 출력하는 경우 상기 비상 밸브를 폐쇄시키는 제어신호도 함께 출력할 수 있다.The battery pack further includes emergency valves respectively installed on a side of the coolant line into which coolant is introduced and a side from which the coolant is discharged, and the controller outputs a control signal for opening the first discharge valve. A control signal for closing the emergency valve can also be output.

한편, 상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩은, 적어도 하나 이상의 배터리 모듈; 상기 배터리 모듈을 수납하는 팩 케이스; 상기 배터리 모듈에 인접하여 설치되어 냉각수를 상기 팩 케이스 내부에 냉각수를 순환시키는 냉각수 라인; 상기 냉각수 라인에 연결되되 상기 팩 케이스의 내측으로부터 외측으로 연장되는 적어도 하나의 제2 배출 라인; 및 상기 팩 케이스 내부에 누수가 감지되는 경우 상기 제2 배출 라인을 개방시켜 누수된 냉각수를 배출시키는 제2 배출 밸브;를 포함한다.On the other hand, a battery pack according to another embodiment of the present invention for solving the above-described technical problem, at least one battery module; A pack case accommodating the battery module; A cooling water line installed adjacent to the battery module to circulate cooling water in the pack case; At least one second discharge line connected to the cooling water line and extending from the inside to the outside of the pack case; And a second discharge valve configured to discharge the leaked coolant by opening the second discharge line when water leakage is detected inside the pack case.

이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 배터리 팩은, 상기 냉각수 라인 중 냉각수가 유입되는 측에 설치되는 제1 유량계; 및 상기 냉각수 라인 중 냉각수가 유출되는 측에 설치되는 제2 유량계;를 더 포함할 수 있다.The battery pack according to another embodiment of the present invention includes: a first flow meter installed on a side of the cooling water line into which the cooling water is introduced; And a second flow meter installed on a side of the cooling water line from which the cooling water is discharged.

이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 배터리 팩은, 상기 제1 유량계의 측정값과 제2 유량계의 측정값의 차이가 기준값을 초과하는 경우 상기 제2 배출 밸브를 개방시키도록 하는 제어신호를 출력하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.The battery pack according to another embodiment of the present invention outputs a control signal to open the second discharge valve when the difference between the measured value of the first flow meter and the measured value of the second flow meter exceeds a reference value. It may further include a controller.

이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 배터리 팩은, 상기 팩 케이스 내부에 설치되어 누수에 따른 수분을 감지하는 적어도 하나의 누수 센서를 더 포함할 수 있다.The battery pack according to another exemplary embodiment of the present invention may further include at least one leakage sensor installed inside the pack case to detect moisture due to leakage.

이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 배터리 팩에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 제1 유량계 및 제2 유량계의 측정값의 차이가 기준값을 초과하거나, 상기 누수 센서에 의해 수분이 감지되는 경우 상기 제2 배출 밸브를 개방시킬 수 있다.In the battery pack according to another embodiment of the present invention, the controller includes the first flowmeter and the second flowmeter when the difference between the measured values exceeds a reference value or when moisture is detected by the leak sensor. 2 The discharge valve can be opened.

이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 배터리 팩은, 상기 냉각수 라인 중 냉각수가 유입되는 측과 냉각수가 유출되는 측에 각각 설치되는 비상 밸브를 더 포함하며, 상기 컨트롤러는, 상기 제2 배출 밸브를 개방시키는 제어신호를 출력하는 경우 상기 비상 밸브를 폐쇄시키는 제어신호도 함께 출력할 수 있다.The battery pack according to another embodiment of the present invention further includes emergency valves respectively installed on a side of the coolant line into which the coolant is introduced and a side from which the coolant is discharged, and the controller includes the second discharge valve. When the control signal to open is outputted, a control signal to close the emergency valve may also be output.

본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리 팩의 냉각을 위해 설치된 냉각수 라인 상에서 누수가 발생하더라도, 일정 수준까지의 누수에 대해서는 배터리 팩의 내부가 물에 젖지 않도록 함으로써 발화/감전의 위험을 줄일 수 있다.According to an aspect of the present invention, even if leakage occurs on a cooling water line installed for cooling the battery pack, the inside of the battery pack is prevented from getting wet with water for leakage to a certain level, thereby reducing the risk of ignition/electric shock.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 배터리 팩의 냉각을 위해 설치된 냉각수 라인 상에서 누수가 발생하더라도, 일정 수준을 넘어서는 양으로 누수가 발생되는 경우에는 배터리 팩 내부를 통과하는 냉각수 라인으로부터 냉각수를 완전히 배출할 수 있도록 함으로써 수분으로 인한 발화/감전의 위험을 완전히 제거할 수 있다.According to another aspect of the present invention, even if leakage occurs on the cooling water line installed for cooling the battery pack, if leakage occurs in an amount exceeding a certain level, the cooling water can be completely discharged from the cooling water line passing through the battery pack. By doing so, the risk of fire/electric shock due to moisture can be completely eliminated.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 나타내는 도면이다.
도 2는, 도 1에 도시된 배터리 팩에 흡습 부재가 추가적으로 적용된 형태를 나타내는 도면이다.
도 3은, 도 2에 도시된 배터리 팩에 누수 센서가 추가적으로 적용된 형태를 나타내는 도면이다.
도 4는, 도 3에 도시된 배터리 팩에 비상 밸브가 추가적으로 적용된 형태를 나타내는 도면이다.
도 5는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 나타내는 도면이다.
도 6은, 도 5에 도시된 배터리 팩에 흡습 부재가 추가적으로 적용된 형태를 나타내는 도면이다.
도 7은, 도 6에 도시된 배터리 팩에 누수 센서가 추가적으로 적용된 형태를 나타내는 도면이다.
도 8은, 도 7에 도시된 배터리 팩에 비상 밸브가 추가적으로 적용된 형태를 나타내는 도면이다.
The following drawings attached to the present specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the present invention to be described later. It is limited to and should not be interpreted.
1 is a diagram showing a battery pack according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a form in which a moisture absorbing member is additionally applied to the battery pack shown in FIG. 1.
3 is a diagram illustrating a form in which a leak sensor is additionally applied to the battery pack illustrated in FIG. 2.
4 is a diagram illustrating a form in which an emergency valve is additionally applied to the battery pack shown in FIG. 3.
5 is a view showing a battery pack according to another embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a form in which a moisture absorbing member is additionally applied to the battery pack shown in FIG. 5.
7 is a diagram illustrating a form in which a leak sensor is additionally applied to the battery pack illustrated in FIG. 6.
8 is a diagram illustrating a form in which an emergency valve is additionally applied to the battery pack shown in FIG. 7.

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 아니 되며, 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 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred 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 being limited to their usual or dictionary meanings, and the inventors appropriately explain the concept of terms in order to explain their own invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only some of the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical spirit of the present invention, and thus various alternatives that can be substituted for them at the time of application It should be understood that there may be equivalents and variations.

먼저, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기로 한다.First, a battery pack according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 배터리 팩에 흡습 부재가 추가적으로 적용된 형태를 나타내는 도면이다. 또한, 도 3은 도 2에 도시된 배터리 팩에 누수 센서가 추가적으로 적용된 형태를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 배터리 팩에 비상 밸브가 추가적으로 적용된 형태를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a battery pack according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view showing a form in which a moisture absorption member is additionally applied to the battery pack shown in FIG. 1. In addition, FIG. 3 is a diagram illustrating a form in which a leak sensor is additionally applied to the battery pack illustrated in FIG. 2, and FIG. 4 is a diagram illustrating a form in which an emergency valve is additionally applied to the battery pack illustrated in FIG. 3.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(1)은 적어도 하나 이상의 배터리 모듈(12), 팩 케이스(13), 냉각수 라인(14), 제1 유량계(15), 제2 유량계(16), 제1 배출 라인(17), 제1 배출 밸브(18) 및 컨트롤러(19)를 포함하는 형태로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, a battery pack 1 according to an embodiment of the present invention includes at least one battery module 12, a pack case 13, a cooling water line 14, a first flow meter 15, and a second It may be configured to include a flow meter 16, a first discharge line 17, a first discharge valve 18 and a controller 19.

상기 배터리 모듈(12)은 적어도 하나 이상의 배터리 셀(11)을 포함하는 형태로 구현될 수 있다. 여기서, 이용되는 배터리 셀(11)은, 전지의 가장 기본이 되는 단위로서, 다양한 형태의 셀이 적용될 수 있으며, 일 예로 파우치 타입 배터리 셀이 적용될 수 있다.The battery module 12 may be implemented in a form including at least one battery cell 11. Here, the used battery cell 11 is the most basic unit of a battery, and various types of cells may be applied, and as an example, a pouch type battery cell may be applied.

상기 팩 케이스(13)는 하나 또는 둘 이상의 배터리 모듈(12)들을 내부에 수납하는 것으로서, 냉각수를 이용한 냉각 이 외에도 공기를 이용한 냉각을 추가적으로 활용하여 냉각의 효율을 높일 수 있도록 공기 유입을 위한 홀이나 슬릿 등을 구비하는 형태로 구현될 수 있다. 그러나, 본 발명에 적용되는 팩 케이스(13)는 이러한 형태로 한정되는 것은 아니며, 공기를 이용한 냉각의 활용이라는 측면 보다는 밀폐를 통한 수분 유입 방지가 더 중요한 분야에 적용되는 경우에는 외부의 공기나 수분이 침투하지 못하도록 밀폐된 구조를 가질 수도 있는 것이다.The pack case 13 accommodates one or more battery modules 12 inside, and in addition to cooling using cooling water, a hole or a hole for air inflow to increase the efficiency of cooling by additionally utilizing cooling using air It may be implemented in a form having a slit or the like. However, the pack case 13 applied to the present invention is not limited to this type, and when it is applied to a field where prevention of moisture inflow through sealing is more important than the aspect of using cooling using air, external air or moisture It may have a sealed structure to prevent this penetration.

상기 냉각수 라인(14)은 배터리 팩(1)의 사용에 따라 팩 케이스(13) 내부에 위치하는 각각의 배터리 모듈(12)들의 온도가 일정수준을 넘어 상승하는 현상을 방지하기 위해 설치되는 것으로서, 냉각 효율성 확보를 위해 배터리 모듈(12)에 인접하여 설치될 수 있다. 상기 냉각수 라인(14)은 팩 케이스(13)의 외측으로부터 내측으로 연장되어 배터리 모듈(12)에 인접한 영역을 지난 후 다시 팩 케이스(13)의 내측으로부터 외측으로 연장되는 형태를 갖는다. 상기 냉각수 라인(14) 중 냉각수가 유입되는 측과 냉각수가 유출되는 측은 각각 팩 케이스(13)의 외부에 설치된 냉각수 탱크(미도시)에 연결될 수 있다.The cooling water line 14 is installed to prevent the temperature of each of the battery modules 12 located inside the pack case 13 from rising beyond a certain level according to the use of the battery pack 1, It may be installed adjacent to the battery module 12 to secure cooling efficiency. The cooling water line 14 extends from the outside of the pack case 13 to the inside, passes through an area adjacent to the battery module 12, and then extends from the inside of the pack case 13 to the outside. A side of the coolant line 14 to which coolant flows in and a side to which coolant flows out may be connected to a coolant tank (not shown) installed outside the pack case 13, respectively.

상기 제1 유량계(15)는 냉각수 라인(14) 중 냉각수가 유입되는 측에 설치되어 팩 케이스(13) 내로 유입되는 냉각수의 양을 계측하고, 상기 제2 유량계(16)는 냉각수 라인(14) 중 냉각수가 유출되는 측에 설치되어 팩 케이스(14) 내부를 순환한 후 외부로 유출되는 냉각수의 양을 계측한다.The first flow meter 15 is installed on the side of the cooling water line 14 to which the cooling water is introduced to measure the amount of cooling water flowing into the pack case 13, and the second flow meter 16 is the cooling water line 14 It is installed on the side where the cooling water flows out, and after circulating the inside of the pack case 14, the amount of cooling water that flows out is measured.

상기 제1 유량계(15) 및 제2 유량계(16)를 통해 계측된 냉각수 유입량 및 유출량은, 냉각수의 누수 여부를 판단하기 위한 자료로서 활용되게 된다. 즉, 상기 제1 유량계(15)를 통해 측정된 냉각수 유입량보다 제2 유량계(16)를 통해 측정된 냉각수 유출량(16)이 더 적은 경우, 이는 팩 케이스(13) 내부에서 냉각수의 누수가 있다는 것을 의미하며, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(1)은, 이러한 냉각수의 누수량을 감지하여 그 누수량이 일정수준을 넘어서게 되는 경우, 비상상황으로 인식하여 그에 따른 적절한 조치를 취하도록 구성된 것이다.The cooling water inflow amount and outflow amount measured through the first flow meter 15 and the second flow meter 16 are used as data for determining whether the cooling water is leaking. That is, when the cooling water flow rate 16 measured through the second flow meter 16 is less than the cooling water flow rate measured through the first flow meter 15, this indicates that there is a leakage of the cooling water inside the pack case 13. Meaning, the battery pack 1 according to an embodiment of the present invention is configured to detect such a leak amount of coolant and, when the leak amount exceeds a certain level, recognize it as an emergency situation and take appropriate measures accordingly.

상기 제1 배출 라인(17)은, 앞서 설명한 바와 같이 누수가 발생된 경우에 있어서, 누수의 양이 배터리 팩(1)의 사용을 제한할 필요성이 있는 수준에 이르게 되었을 때 누수로 인해 팩 케이스(13) 내부에 고인 수분을 외부로 배출시키는 기능을 한다. 상기 제1 배출 밸브(18)는, 일반적인 상황에서는 닫힌 상태를 유지하다가 제1 배출 라인(17)을 통한 수분 배출의 필요성이 있는 경우 온(on) 상태, 즉 개방 상태로 전환됨으로써 팩 케이스(13) 내부의 수분이 외부로 배출될 수 있도록 한다. 한편, 상기 제1 배출 라인(17)의 배치 개수는 필요에 따라 하나 또는 그 이상일 수 있다.The first discharge line 17 is, as described above, in the case of leakage, when the amount of leakage reaches a level where it is necessary to limit the use of the battery pack 1, the pack case ( 13) It functions to discharge the moisture accumulated inside to the outside. The first discharge valve 18 is kept in a closed state in a general situation, but is switched to an on state, that is, an open state when there is a need to discharge moisture through the first discharge line 17. ) Allow the moisture inside to be discharged to the outside. Meanwhile, the number of arrangements of the first discharge lines 17 may be one or more as necessary.

상기 컨트롤러(19)는, 제1 유량계(15), 제2 유량계(16) 및 제1 배출 밸브(18)와 연결되며, 제1 유량계(15) 및 제2 유량계(16)로부터 유량에 관한 정보를 전달 받는다. 상기 컨트롤러(19)는, 전달 받은 유량에 관한 정보를 통해 계산된 냉각수의 유입/유출량의 차이, 즉 냉각수 누수량이 미리 설정된 기준값(이하, 제1 기준값이라 함)을 넘어서는 경우 제1 배출 밸브(18)를 개방하기 위한 제어신호를 출력한다. 여기서, 상기 제1 기준값은, 배터리 팩(1)의 용도, 사이즈, 팩 케이스(13) 내에서 순환되는 냉각수의 양 등을 고려하여 결정될 수 있다.The controller 19 is connected to the first flow meter 15, the second flow meter 16 and the first discharge valve 18, and information about the flow rate from the first flow meter 15 and the second flow meter 16 Receive. The controller 19 includes a first discharge valve 18 when the difference in the amount of inflow/outflow of cooling water calculated through information on the received flow rate, that is, the amount of cooling water leakage exceeds a preset reference value (hereinafter referred to as a first reference value). Outputs a control signal to open ). Here, the first reference value may be determined in consideration of the purpose and size of the battery pack 1, the amount of coolant circulated within the pack case 13, and the like.

다음으로, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(1)은, 앞서 설명한 구성요소들 이 외에, 흡습 부재(20)를 더 포함하는 형태로 구현될 수도 있다.Next, referring to FIG. 2, the battery pack 1 according to an embodiment of the present invention may be implemented in a form that further includes a moisture absorbing member 20 in addition to the above-described components.

상기 흡습 부재(20)는, 팩 케이스(13)의 내부에 설치되어 일정수준 이하의 냉각수 누수에 대해서는 배터리 팩(1)의 사용에 지장이 없도록 한다. 즉, 상기 흡습 부재(20)는, 냉각수 라인(14)으로부터 소량의 누수가 있는 경우 이를 흡수하여 팩 케이스(13) 내부가 수분에 의해 젖지 않도록 할 수 있다. The moisture absorbing member 20 is installed inside the pack case 13 so as not to interfere with the use of the battery pack 1 against leakage of cooling water below a certain level. That is, the moisture absorption member 20 may absorb a small amount of leakage from the cooling water line 14 so that the inside of the pack case 13 is not wetted by moisture.

이러한 흡습 부재(20)의 기능을 감안하면, 흡습 부재(20)는 일 예로 스펀지와 같이 수분의 흡수력이 좋은 재질로 이루어질 수 있으며, 팩 케이스(13) 내부에서 냉각수 라인(14)을 감싸도록 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 흡습 부재(20)는, 냉각수 누수가 발생된 경우에 있어서 배터리 모듈(12)이 물에 젖어 내부에 위치한 배터리 셀(11)에 수분이 침투하는 것을 방지하기 위해, 배터리 모듈(12) 역시 감싸는 형태로 설치될 수도 있다. 상기 흡습 부재(20)의 적용 면적과 적용 양 등은 배터리 팩(1)의 사용에 있어서 어느 정도 수준의 누수까지 안전한 범위로 볼 것인지에 따라 달리 결정될 수 있다.In consideration of the function of the moisture absorbing member 20, the moisture absorbing member 20 may be made of a material having good moisture absorption, such as a sponge, and is installed so as to surround the cooling water line 14 inside the pack case 13 It is desirable to be. In addition, the moisture absorption member 20 is, in order to prevent the battery module 12 from being wetted with water and moisture from penetrating into the battery cell 11 located therein when the cooling water leak occurs, the battery module 12 It can also be installed in a wrapping form. The applied area and amount of the moisture absorbing member 20 may be determined differently depending on how much water leakage is considered to be a safe range in use of the battery pack 1.

한편, 이와 같이 흡습 부재(20)를 설치하는 경우, 컨트롤러(19)는 제1 유량계(15)와 제2 유량계(16)에서 측정된 유량의 차이가 흡습 부재(20)의 흡습 가능 용량을 넘어서면 비로소 제1 배출 밸브(18)의 개방을 위한 제어신호를 출력하게 된다. 이는, 상기 흡습 부재(20)의 흡습 용량을 넘어서는 누수가 발생되면 팩 케이스(13) 내부에 수분이 차기 시작하게 되므로, 이로 인한 누전 발생을 방지하기 위함이다.On the other hand, in the case of installing the moisture absorbing member 20 in this way, the controller 19 has a difference in the flow rate measured by the first flow meter 15 and the second flow meter 16 exceeding the moisture absorbing capacity of the moisture absorbing member 20. In writing, a control signal for opening the first discharge valve 18 is output. This is to prevent the occurrence of a short circuit due to the occurrence of water leakage exceeding the moisture absorption capacity of the moisture absorption member 20, since moisture begins to fill the inside of the pack case 13.

이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(1)에 흡습 부재(20)를 적용하게 되면, 비교적 소량의 냉각수 누수나 냉각수 라인 내부와 외부 사이의 온도 차이로 인한 결로 현상에 다른 이슬 맺힘과 같은 경우에는 배터리 팩(1)의 가동을 중단하지 않아도 되는 장점이 있다.As described above, when the moisture absorbing member 20 is applied to the battery pack 1 according to an embodiment of the present invention, a relatively small amount of cooling water leaks or condensation caused by a temperature difference between the inside and outside of the cooling water line, In the same case, there is an advantage that it is not necessary to stop the operation of the battery pack 1.

다음으로, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(1)은, 도 1에 도시된 배터리 팩이 갖는 구성요소 또는 도 2에 도시된 배터리 팩이 갖는 구성요소에 더하여 누수 센서(21)를 더 포함하는 형태로 구현될 수도 있다.Next, referring to FIG. 3, the battery pack 1 according to an embodiment of the present invention leaks in addition to the components of the battery pack shown in FIG. 1 or the components of the battery pack shown in FIG. 2. It may be implemented in a form further including a sensor 21.

상기 누수 센서(21)는 팩 케이스(13) 내부에 설치되어 팩 케이스(13) 내부에 형성된 수분을 감지한다. 상기 누수 센서(21)는, 누수로 인해 팩 케이스(13) 내부에 형성된 수분을 감지하여 컨트롤러(19)에 수분 감지 신호를 보내고, 이에 따라 컨트롤러(19)는 제1 배출 밸브(18)를 개방하여 누수에 의해 발생된 수분을 팩 케이스(13) 외부로 배출하게 된다.The leak sensor 21 is installed inside the pack case 13 to detect moisture formed in the pack case 13. The leak sensor 21 detects moisture formed inside the pack case 13 due to the leak and sends a moisture detection signal to the controller 19, and accordingly, the controller 19 opens the first discharge valve 18 Thus, the moisture generated by the water leakage is discharged to the outside of the pack case 13.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(1)에 누수 센서(21)가 적용되는 경우, 제1 유량계(15) 및 제2 유량계(16)를 통해 계측된 유입/유출량의 차이가 기준값을 넘어서는 조건 또는 누수 센서(21)를 통해 수분이 감지되는 조건 중 어느 하나의 조건만이 만족되더라도 제1 배출 밸브(18)의 개방을 통한 수분 배출이 가능하게 되므로, 배터리 팩(1) 사용상의 안전성에 좀 더 만전을 기할 수 있다.That is, when the leak sensor 21 is applied to the battery pack 1 according to an embodiment of the present invention, the difference in the inflow/outflow measured through the first flow meter 15 and the second flow meter 16 is a reference value. Even if only one of the conditions exceeding the above or the conditions in which moisture is detected through the leak sensor 21 is satisfied, moisture can be discharged through the opening of the first discharge valve 18, so that the battery pack 1 You can make more thorough safety.

다음으로, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(1)은, 도 1에 도시된 배터리 팩이 갖는 구성요소 또는 도 2에 도시된 배터리 팩이 갖는 구성요소 또는 도 3에 도시된 배터리 팩이 갖는 구성요소에 더하여 비상 밸브(22)를 더 포함하는 형태로 구현될 수도 있다.Next, referring to FIG. 4, the battery pack 1 according to an embodiment of the present invention is a component of the battery pack shown in FIG. 1 or a component of the battery pack shown in FIG. 2 or FIG. 3. In addition to the components of the battery pack shown in FIG. 2, the emergency valve 22 may be further included.

상기 비상 밸브(22)는, 냉각수 라인(14) 중 냉각수가 유입되는 측과 냉각수가 유출되는 측에 각각 설치되는 것으로서, 일반적인 배터리 팩(1) 사용 상황에서는 개방 상태를 유지하다가 배출 밸브(18)의 개방조건이 만족되는 경우 컨트롤러(19)의 제어신호에 따라 폐쇄상태로 전환된다.The emergency valve 22 is installed on the side where the coolant flows in and the side where the coolant flows out of the coolant line 14, and maintains an open state in a general battery pack 1 use situation, and then the discharge valve 18 When the open condition of is satisfied, it is switched to the closed state according to the control signal of the controller 19.

이와 같이, 상기 비상 밸브(22)가 폐쇄상태로 전환되면, 더 이상 팩 케이스(13) 내부에는 냉각수의 순환이 이루어지지 않게 되며, 이 때 제1 배출 밸브(18)의 개방에 따른 수분 배출이 함께 이루어지게 되므로 효율적인 수분 배출이 가능하게 된다.In this way, when the emergency valve 22 is switched to the closed state, the coolant is no longer circulated inside the pack case 13, and at this time, water discharge due to the opening of the first discharge valve 18 Since it is done together, efficient moisture discharge is possible.

다음은, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(2)을 설명하기로 한다.Next, a battery pack 2 according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 7.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 나타내는 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 배터리 팩에 흡습 부재가 추가적으로 적용된 형태를 나타내는 도면이다. 또한, 도 7은 도 6에 도시된 배터리 팩에 누수 센서가 추가적으로 적용된 형태를 나타내는 도면이고, 도 8은 도 7에 도시된 배터리 팩에 비상 밸브가 추가적으로 적용된 형태를 나타내는 도면이다.5 is a diagram illustrating a battery pack according to another exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram illustrating a form in which a moisture absorbing member is additionally applied to the battery pack illustrated in FIG. 5. In addition, FIG. 7 is a diagram illustrating a form in which a leak sensor is additionally applied to the battery pack illustrated in FIG. 6, and FIG. 8 is a diagram illustrating a form in which an emergency valve is additionally applied to the battery pack illustrated in FIG. 7.

도 5 내지 8에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(2)은, 앞서 설명한 배터리 팩(1)과 비교하여 누수에 따라 발생된 수분의 배출을 위해 구비되는 배출 라인 및 배출 밸브의 설치 위치에 있어서 차이가 있을 뿐, 다른 구성요소들은 실질적으로 동일하다. 즉, 배출 라인 및 배출 밸브의 설치 위치 차이를 제외하면, 도 5에 도시된 배터리 팩(2)은 도 1에 도시된 배터리 팩(1)과 실질적으로 동일하고, 도 6에 도시된 배터리 팩(2)은 도 2에 도시된 배터리 팩(1)과 실질적으로 동일하다. 마찬가지로, 도 7에 도시된 배터리 팩(2)은 도 3에 도시된 배터리 팩(1)과 실질적으로 동일하며, 도 8에 도시된 배터리 팩(2)은 도 4에 도시된 배터리 팩(1)과 실질적으로 동일하다.The battery pack 2 according to another embodiment of the present invention illustrated in FIGS. 5 to 8 is a discharge line and a discharge valve provided for discharging moisture generated due to leakage compared to the battery pack 1 described above. There is only a difference in the installation location, the other components are substantially the same. That is, except for the difference in the installation position of the discharge line and the discharge valve, the battery pack 2 shown in FIG. 5 is substantially the same as the battery pack 1 shown in FIG. 1, and the battery pack shown in FIG. 2) is substantially the same as the battery pack 1 shown in FIG. 2. Similarly, the battery pack 2 shown in FIG. 7 is substantially the same as the battery pack 1 shown in FIG. 3, and the battery pack 2 shown in FIG. 8 is the battery pack 1 shown in FIG. 4. Is substantially the same as

따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(2)과 관련해서는, 앞선 실시예와 차이가 있는 부분, 즉 제2 배출 라인(23) 및 제2 배출 밸브(24)의 설치 위치 및 동작에 대해서만 설명하기로 하며, 그 밖에 앞선 실시예에서와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Therefore, with respect to the battery pack 2 according to another embodiment of the present invention, a portion different from the previous embodiment, that is, the installation position and operation of the second discharge line 23 and the second discharge valve 24 Only the description will be made, and other descriptions overlapping with those in the previous embodiment will be omitted.

본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(2)은, 앞선 실시예에 따른 배터리 팩(1)에 구비된 제1 배출 라인(17) 및 제1 배출 밸브(18) 대신 제2 배출 라인(23) 및 제2 배출 밸브(24)를 구비한다.The battery pack 2 according to another embodiment of the present invention is a second discharge line 23 instead of the first discharge line 17 and the first discharge valve 18 provided in the battery pack 1 according to the previous embodiment. ) And a second discharge valve 24.

상기 제2 배출 라인(23)은 냉각수 라인(14)에 연결되되 팩 케이스(13)의 내측으로부터 외측으로 연결되며, 제2 배출 밸브(24)는 팩 케이스(13) 내부에 누수가 발생되었음이 감지되는 경우 제2 배출 라인(23)을 개방시켜 누수에 의해 팩 케이스(13) 내부에 누수로 인한 추가적인 수분이 발생되는 것을 방지한다.The second discharge line 23 is connected to the cooling water line 14, but is connected from the inside to the outside of the pack case 13, and the second discharge valve 24 has leaked water inside the pack case 13. When detected, the second discharge line 23 is opened to prevent additional moisture from being generated inside the pack case 13 due to the leakage.

여기서, 누수의 발생 감지는, 앞선 실시예에서 설명한 바와 같이, 냉각수의 유입/유출량의 차이를 측정함으로써 이루어질 수 있으며, 또한 이러한 냉각수의 유입/유출량의 차이를 측정함과 함께 팩 케이스(13) 내부에 발생된 수분을 직접 감지하는 방식을 함께 적용함으로써 이루어질 수도 있다.Here, the occurrence of leakage can be detected by measuring the difference in the amount of inflow/outflow of the cooling water, as described in the previous embodiment, and the inside of the pack case 13 while measuring the difference in the amount of inflow/outflow of the cooling water. It can also be achieved by applying a method of directly sensing the moisture generated in the.

한편, 이와 같이, 냉각수 라인(13)으로부터 냉각수를 배출시키는 방식을 통해 배터리 팩(2) 사용상의 안전성을 확보하고자 하는 경우에는, 도 7에 도시된 바와 같이 흡습 부재(20)를 적용하여 팩 케이스(13) 내부에 발생된 수분을 제거해 주는 것이 유리하며, 또한 도 8에 도시된 바와 같이 비상 밸브(22)를 함께 적용하여 냉각수 배출이 이루어질 때 냉각수의 완전히 중단시킬 수 있도록 하는 것이 더욱 유리하다.On the other hand, in the case of securing the safety in use of the battery pack 2 by discharging the cooling water from the cooling water line 13 as described above, as shown in FIG. 7, a moisture absorbing member 20 is applied to the pack case. (13) It is advantageous to remove the moisture generated inside, and it is more advantageous to apply the emergency valve 22 together as shown in FIG. 8 so that the cooling water can be completely stopped when the cooling water is discharged.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 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.In the above, although the present invention has been described by a limited embodiment and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the following will be described by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It goes without saying that various modifications and variations are possible within the equal scope of the claims.

1, 2: 배터리 팩
11: 배터리 셀 12: 배터리 모듈
13: 팩 케이스 14: 냉각수 라인
15: 제1 유량계 16: 제2 유량계
17: 제1 배출 라인 18: 제1 배출 밸브
19: 컨트롤러 20: 흡습 부재
21: 누수 센서 22: 비상 밸브
23: 제2 배출 라인 24: 제2 배출 밸브
1, 2: battery pack
11: battery cell 12: battery module
13: Pack Case 14: Coolant Line
15: first flow meter 16: second flow meter
17: first discharge line 18: first discharge valve
19: controller 20: moisture absorption member
21: leak sensor 22: emergency valve
23: second discharge line 24: second discharge valve

Claims (12)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 적어도 하나 이상의 배터리 모듈;
상기 배터리 모듈을 수납하는 팩 케이스;
상기 배터리 모듈에 인접하여 설치되어 상기 팩 케이스 내부에 냉각수를 순환시키는 냉각수 라인;
상기 냉각수 라인에 연결되되 상기 팩 케이스의 내측으로부터 외측으로 연장되는 적어도 하나의 제2 배출 라인;
상기 팩 케이스 내부에 누수가 감지되는 경우 상기 제2 배출 라인을 개방시켜 상기 냉각수 라인으로부터 냉각수를 배출시키는 제2 배출 밸브;
상기 냉각수 라인 중 냉각수가 유입되는 측에 설치되는 제1 유량계;
상기 냉각수 라인 중 냉각수가 유출되는 측에 설치되는 제2 유량계;
상기 팩 케이스 내부에서 상기 냉각수 라인 및 배터리 모듈을 전체적으로 감싸도록 설치되며 스펀지로 이루어지는 흡습 부재;
상기 냉각수 라인 중 냉각수가 유입되는 측과 냉각수가 유출되는 측에 각각 설치되는 비상 밸브;
상기 팩 케이스의 내부에 설치되어 누수에 따른 수분을 감지하는 적어도 하나의 누수 센서; 및
상기 제1 유량계의 측정값과 제2 유량계의 측정값의 차이가 기준값을 초과하는 조건 및 상기 누수 센서에 의해 수분이 감지되는 조건 중 적어도 어느 하나의 조건을 만족하는 경우, 상기 비상 밸브를 폐쇄시키는 제어신호를 출력하여 상기 팩 케이스 내부에 더 이상 냉각수의 순환이 이루어지지 않게 하고, 이와 함께 상기 제2 배출 밸브를 개방시키도록 하는 제어신호를 출력하여 상기 냉각수 라인으로부터 냉각수를 배출시킴으로써 상기 팩 케이스 내부에 누수로 인한 추가적인 수분이 발생되지 않도록 하는 컨트롤러;
를 포함하는 배터리 팩.
At least one battery module;
A pack case accommodating the battery module;
A cooling water line installed adjacent to the battery module to circulate cooling water in the pack case;
At least one second discharge line connected to the cooling water line and extending from the inside to the outside of the pack case;
A second discharge valve for discharging cooling water from the cooling water line by opening the second discharge line when water leakage is detected in the pack case;
A first flow meter installed on a side of the cooling water line into which the cooling water is introduced;
A second flow meter installed on a side of the cooling water line from which the cooling water flows;
A moisture absorbing member installed in the pack case so as to completely surround the cooling water line and the battery module and formed of a sponge;
Emergency valves respectively installed on a side of the cooling water line into which the cooling water flows and a side where the cooling water flows;
At least one leak sensor installed inside the pack case to detect moisture due to leaks; And
When at least one of a condition in which the difference between the measured value of the first flow meter and the measured value of the second flow meter exceeds a reference value and a condition in which moisture is detected by the leak sensor is satisfied, the emergency valve is closed. The inside of the pack case by outputting a control signal so that the cooling water is no longer circulating inside the pack case, and outputting a control signal to open the second discharge valve and discharging the cooling water from the cooling water line. A controller that prevents the generation of additional moisture due to water leakage;
Battery pack comprising a.
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