KR102307881B1 - Device and method for environmental control of battery pack using phase change materials - Google Patents

Device and method for environmental control of battery pack using phase change materials Download PDF

Info

Publication number
KR102307881B1
KR102307881B1 KR1020190171669A KR20190171669A KR102307881B1 KR 102307881 B1 KR102307881 B1 KR 102307881B1 KR 1020190171669 A KR1020190171669 A KR 1020190171669A KR 20190171669 A KR20190171669 A KR 20190171669A KR 102307881 B1 KR102307881 B1 KR 102307881B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
battery pack
battery
module
voltage
Prior art date
Application number
KR1020190171669A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20210079658A (en
Inventor
임대영
임진섭
길우람
박원석
Original Assignee
한국생산기술연구원
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 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020190171669A priority Critical patent/KR102307881B1/en
Publication of KR20210079658A publication Critical patent/KR20210079658A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102307881B1 publication Critical patent/KR102307881B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/367—Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
    • G01R31/3648—Constructional arrangements comprising digital calculation means, e.g. for performing an algorithm
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3842—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • 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
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • 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
    • H01M10/63—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
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6569—Fluids undergoing a liquid-gas phase change or transition, e.g. evaporation or condensation
    • 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
    • H01M10/659—Means for temperature control structurally associated with the cells by heat storage or buffering, e.g. heat capacity or liquid-solid phase changes or transition
    • 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
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • 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)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시 예는 상변화물질의 온도 제어에 의한 배터리팩 환경제어 성능을 계측하기 위하여, 배터리팩의 충방전 상태, 전압과 전류, 정상 여부 등에 대해 종합적으로 측정하는 기술을 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 PCM을 이용한 배터리팩 환경제어를 위한 구조와 장치는, 상변화물질에 의해 온도제어되는 파우치형 배터리모듈에 구비된 복수 개의 배터리셀 각각에 대한 온도, 상기 배터리모듈의 온도, 복수 개의 상기 배터리모듈로 형성된 배터리팩의 온도 및 상기 배터리팩 외부의 온도인 외기 온도 각각을 측정하는 온도센서부; 상기 배터리팩의 전압을 측정하는 전압센서부; 상기 배터리팩의 전류를 측정하는 전류센서부; 상기 온도센서부로부터 신호를 전달 받아 상기 배터리셀, 상기 배터리모듈 및 상기 배터리팩 각각의 온도를 분석하고, 상기 전압센서부와 상기 전류센서부로부터 신호를 전달 받아 상기 배터리팩의 전압과 전류를 분석하여, 상기 배터리팩의 충전 상태와 정상 여부를 판단하는 분석모듈; 및 상기 분석모듈로부터 전달 받은 정보를 표시하는 모니터링모듈;을 포함한다.An embodiment of the present invention provides a technology for comprehensively measuring the charging/discharging state, voltage and current, normal status, etc. of the battery pack in order to measure the battery pack environmental control performance by controlling the temperature of the phase change material. The structure and apparatus for environmental control of a battery pack using a PCM according to an embodiment of the present invention includes a temperature for each of a plurality of battery cells provided in a pouch-type battery module that is temperature-controlled by a phase change material, and a temperature of the battery module. , a temperature sensor unit for measuring each of the temperature of the battery pack formed of the plurality of battery modules and the temperature outside the battery pack; a voltage sensor unit for measuring the voltage of the battery pack; a current sensor unit for measuring the current of the battery pack; A signal is received from the temperature sensor unit to analyze the respective temperatures of the battery cell, the battery module, and the battery pack, and the voltage and current of the battery pack are analyzed by receiving signals from the voltage sensor unit and the current sensor unit. an analysis module for determining whether the battery pack is in a normal state or not; and a monitoring module displaying the information received from the analysis module.

Description

PCM을 이용한 배터리팩 환경제어 장치 및 방법 {DEVICE AND METHOD FOR ENVIRONMENTAL CONTROL OF BATTERY PACK USING PHASE CHANGE MATERIALS}Battery pack environmental control device and method using PCM {DEVICE AND METHOD FOR ENVIRONMENTAL CONTROL OF BATTERY PACK USING PHASE CHANGE MATERIALS}

본 발명은 PCM을 이용한 배터리팩 환경제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 상변화물질의 온도 제어에 의한 배터리팩 환경제어 성능을 계측하기 위하여, 배터리팩의 충방전 상태, 전압과 전류, 정상 여부 등에 대해 종합적으로 측정하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a battery pack environmental control apparatus and method using PCM, and more particularly, to measure battery pack environmental control performance by temperature control of a phase change material, charge/discharge state, voltage and current of the battery pack It is related to the technology to comprehensively measure whether it is normal or not.

전기 차량 등에 적용되는 배터리 팩은 고출력을 얻기 위해 복수의 단위 셀(cell)을 포함하는 다수의 셀 어셈블리를 직렬로 연결한 구조를 가지고 있다. 그리고, 단위 셀은 양극 및 음극 집전체, 세퍼레이터, 활물질, 전해액 등을 포함하여 구성 요소들 간의 전기 화학적 반응에 의하여 반복적인 충방전이 가능하다. 한편, 근래 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 다수의 이차전지가 직렬 또는 병렬로 연결된 다수의 배터리 모듈을 집합시킨 멀티 모듈 구조의 배터리 팩에 대한 수요가 증가하고 있다.A battery pack applied to an electric vehicle has a structure in which a plurality of cell assemblies including a plurality of unit cells are connected in series to obtain high output. In addition, the unit cell can be repeatedly charged and discharged by an electrochemical reaction between components, including positive and negative current collectors, separators, active materials, electrolytes, and the like. Meanwhile, as the need for a large-capacity structure including use as an energy storage source increases in recent years, the demand for a battery pack having a multi-module structure in which a plurality of battery modules in which a plurality of secondary batteries are connected in series or parallel is aggregated is increasing.

배터리 모듈에 적용되는 이차 전지는 다양한 형태로 제조가 가능한데, 대표적인 형상으로는 파우치형이나 원통형, 각형을 들 수 있으며, 파우치형의 경우 그 형상이 비교적 자유롭고 무게가 가벼워서 최근 들어 슬림과 경량화되는 용도로 많이 사용되고 있다. 파우치형 이차 전지의 경우 케이스는 후막의 금속재로 성형한 원형이나 각형과는 달리 박막의 금속 필름과 그 양면에 절연성 필름이 부착되어 자유롭게 구부림이 가능한 구조로 되어 있으며, 내부에는 상기 전극군이 수용가능한 공간부가 형성되어 있다.The secondary battery applied to the battery module can be manufactured in various forms, and typical shapes include a pouch type, a cylindrical shape, and a prismatic shape. It is used a lot. In the case of a pouch-type secondary battery, the case has a structure that can be bent freely by attaching a thin metal film and an insulating film on both sides of the case, unlike a round or square shape molded with a thick metal material, and the electrode group can be accommodated inside. A space is formed.

최근에는 종래의 공조식 또는 수랭식 방식의 냉각 기술이 적용되는 경우 대신, 상변화물질(Phase Change Materials, PCM)을 이용하여 파우치형 배터리팩에 대한 온도 제어를 수행하는 기술에 대한 연구 개발이 활발히 추진되고 있으나, 상변화물질의 온도 제어에 의한 배터리팩 환경제어 성능 등을 수치화하는 기술 등은 미흡한 실정이다.Recently, instead of the case where the conventional air-conditioning or water-cooled cooling technology is applied, research and development on a technology for performing temperature control on a pouch-type battery pack using phase change materials (PCM) is actively promoted. However, the technology for quantifying the battery pack environmental control performance by temperature control of the phase change material is insufficient.

대한민국 공개특허 제10-2018-0008215호(발명의 명칭: 배터리 셀의 온도 제어 시스템 및 방법)에서는, 배터리 셀의 온도를 측정하는 온도 측정부; 상기 측정된 온도값에 기반하여 상기 배터리 셀의 온도를 제어하는 온도 제어부; 및 사용자 단말에 상기 측정된 온도값을 제공하며, 상기 온도값에 대한 응답으로서 상기 사용자 단말로부터 피드백 데이터를 수신하는 통신부;를 포함하며, 상기 피드백 데이터가 수신되는 경우, 상기 온도 제어부는 상기 피드백 데이터에 대응하여 상기 배터리 셀의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는, 배터리 셀의 온도 제어 시스템이 개시되어 있다.In Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2018-0008215 (Title of the Invention: System and Method for Temperature Control of Battery Cells), a temperature measuring unit for measuring the temperature of a battery cell; a temperature controller for controlling a temperature of the battery cell based on the measured temperature value; and a communication unit that provides the measured temperature value to the user terminal and receives feedback data from the user terminal as a response to the temperature value, wherein when the feedback data is received, the temperature control unit is configured to control the feedback data A temperature control system for a battery cell is disclosed, characterized in that the temperature of the battery cell is controlled in response.

대한민국 공개특허 제10-2018-0008215호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2018-0008215

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 상변화물질의 온도 제어에 의한 배터리팩 환경제어 성능을 계측하기 위하여, 배터리팩의 충방전 상태, 전압과 전류, 정상 여부 등에 대해 종합적으로 측정하는 것이다.An object of the present invention to solve the above problems is to comprehensively measure the charging/discharging state, voltage and current, normal status, etc. of the battery pack in order to measure the battery pack environmental control performance by controlling the temperature of the phase change material. will do

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. There will be.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 상변화물질에 의해 온도제어되는 파우치형 배터리모듈에 구비된 복수 개의 배터리셀 각각에 대한 온도, 상기 배터리모듈의 온도, 복수 개의 상기 배터리모듈로 형성된 배터리팩의 온도 및 상기 배터리팩 외부의 온도인 외기 온도 각각을 측정하는 온도센서부; 상기 배터리팩의 전압을 측정하는 전압센서부; 상기 배터리팩의 전류를 측정하는 전류센서부; 상기 온도센서부로부터 신호를 전달 받아 상기 배터리셀, 상기 배터리모듈 및 상기 배터리팩 각각의 온도를 분석하고, 상기 전압센서부와 상기 전류센서부로부터 신호를 전달 받아 상기 배터리팩의 전압과 전류를 분석하여, 상기 배터리팩의 충전 상태와 정상 여부를 판단하는 분석모듈; 및 상기 분석모듈로부터 전달 받은 정보를 표시하는 모니터링모듈;을 포함한다. The configuration of the present invention for achieving the above object is a temperature for each of a plurality of battery cells provided in a pouch-type battery module temperature-controlled by a phase change material, a temperature of the battery module, and a plurality of the battery modules. a temperature sensor unit for measuring the temperature of the formed battery pack and the external air temperature that is the temperature outside the battery pack; a voltage sensor unit for measuring the voltage of the battery pack; a current sensor unit for measuring the current of the battery pack; A signal is received from the temperature sensor unit to analyze the respective temperatures of the battery cell, the battery module, and the battery pack, and the voltage and current of the battery pack are analyzed by receiving signals from the voltage sensor unit and the current sensor unit. an analysis module for determining whether the battery pack is in a normal state or not; and a monitoring module displaying the information received from the analysis module.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 분석모듈은, 상기 배터리팩의 전압과 전류를 이용하여 상기 배터리팩의 충전 상태를 연산하고, 상기 온도센서부로부터 전달 받은 온도 정보와 상기 배터리팩의 충전 상태를 이용하여 상기 배터리팩의 정상 여부를 분석할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the analysis module calculates the state of charge of the battery pack by using the voltage and current of the battery pack, and calculates the temperature information received from the temperature sensor unit and the state of charge of the battery pack. It can be used to analyze whether the battery pack is normal.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 분석모듈은, 상기 외기 온도에 따른 상기 복수 개의 배터리셀 각각의 온도 변화가 소정의 온도 범위 내에 형성되는지 여부를 판단할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the analysis module may determine whether a temperature change of each of the plurality of battery cells according to the outside air temperature is formed within a predetermined temperature range.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 온도센서부는, 상기 복수 개의 배터리셀 각각에 매칭되도록 분배 설치되어 복수 개의 배터리셀 각각에 대한 온도를 측정하는 복수 개의 셀온도센서, 상기 배터리모듈 각각에 대한 온도를 측정하는 모듈온도센서, 상기 배터리팩에 대한 온도를 측정하는 팩온도센서, 및 상기 외기 온도를 측정하는 외기온도센서,를 구비할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the temperature sensor unit is distributed to match each of the plurality of battery cells, a plurality of cell temperature sensors for measuring the temperature of each of the plurality of battery cells, the temperature for each of the battery modules It may include a module temperature sensor for measuring, a pack temperature sensor for measuring the temperature of the battery pack, and an outdoor temperature sensor for measuring the outside temperature.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 셀온도센서는, 박막의 형상으로써, 상변화물질을 포함하는 온도제어부와 상기 배터리셀 사이에 형성될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the cell temperature sensor, in the shape of a thin film, may be formed between a temperature controller including a phase change material and the battery cell.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 온도제어부는, 내부 공간을 구비하는 하우징, 및 상기 하우징의 내부 공간에 충진되는 상변화물질,을 구비할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the temperature control unit may include a housing having an inner space, and a phase change material filled in the inner space of the housing.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 모니터링모듈은, 상기 복수 개의 배터리셀 각각의 온도 및 상기 배터리팩의 충전 상태와 정상 여부를 표시할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the monitoring module may display the temperature of each of the plurality of battery cells, the charging state of the battery pack, and whether the battery pack is normal.

상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 복수 개의 배터리셀의 온도에 대한 균일 제어 여부와 배터리팩의 온도 등을 분석하여 배터리팩의 정상 여부를 판단하고, 배터리팩의 충방전 상태, 전압과 전류 및 충전 상태(SOC) 등을 종합적으로 계측하여 배터리팩의 성능 측정이 용이하도록 하는 것이다.The effect of the present invention according to the above configuration is to determine whether the battery pack is normal by analyzing whether the temperature of the plurality of battery cells is uniformly controlled and the temperature of the battery pack, and the charge/discharge state, voltage and It is to make it easy to measure the performance of the battery pack by comprehensively measuring the current and state of charge (SOC).

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, but it should be understood to include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리모듈에 대한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구조와 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모니터링모듈의 화면 구성에 대한 모식도이다.1 is a schematic diagram of a battery module according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a structure and an apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram of a screen configuration of a monitoring module according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in several different forms, and thus is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to be “connected (connected, contacted, coupled)” with another part, it is not only “directly connected” but also “indirectly connected” with another member interposed therebetween. "Including cases where In addition, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further provided without excluding other components unless otherwise stated.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리모듈(110)에 대한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구조와 장치의 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모니터링모듈(400)의 화면 구성에 대한 모식도이다. 도 1은 설명과 이해의 편의를 위해 간략하게 표현되어 있으며, 파우치형 배터리모듈(110)은 종래기술에 의한 것으로써 상세한 설명은 생략하기로 한다.1 is a schematic diagram of a battery module 110 according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of a structure and a device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention It is a schematic diagram for the screen configuration of the monitoring module 400 according to the 1 is a simplified representation for the convenience of explanation and understanding, and the pouch-type battery module 110 is based on the prior art and a detailed description thereof will be omitted.

도 1에서 보는 바와 같이, 상변화물질(Phase Change Material, PCM)에 의해 온도제어되는 파우치(Pouch)형 배터리모듈(110)은, 복수 개의 배터리셀(111)을 구비하고 있으며, 복수 개의 배터리셀(111)에 인접하여 상변화물질을 포함하는 온도제어부(500)가 형성될 수 있다. 여기서, 온도제어부(500)는, 내부 공간을 구비하는 하우징, 및 하우징의 내부 공간에 충진되는 상변화물질,을 구비할 수 있다. 그리고, 온도제어부(500)는 배터리모듈(110)의 내부 또는 외부에 형성될 수 있다. 온도제어부(500)는 배터리셀(111)로부터 소정의 간격으로 이격되어 있으며, 온도제어부(500)의 상변화물질은 배터리셀(111)의 온도가 과열되는 경우 배터리셀(111)의 열을 흡수하거나, 또는, 배터리셀(111)의 온도가 과냉되는 경우 배터리셀(111)에 열을 제공함으로써, 배터리셀(111)의 온도가 소정의 범위 내에 형성되게 할 수 있다.As shown in FIG. 1 , a pouch-type battery module 110 temperature-controlled by a phase change material (PCM) includes a plurality of battery cells 111 and a plurality of battery cells. A temperature control unit 500 including a phase change material may be formed adjacent to 111 . Here, the temperature control unit 500 may include a housing having an inner space, and a phase change material filled in the inner space of the housing. In addition, the temperature control unit 500 may be formed inside or outside the battery module 110 . The temperature control unit 500 is spaced apart from the battery cell 111 at a predetermined interval, and the phase change material of the temperature control unit 500 absorbs heat from the battery cell 111 when the temperature of the battery cell 111 is overheated. Alternatively, by providing heat to the battery cell 111 when the temperature of the battery cell 111 is overcooled, the temperature of the battery cell 111 may be formed within a predetermined range.

일반적인 차량에서는 공조장치를 이용하여 배터리팩(100)에 대한 온도 조절을 수행하는 반면에, 본 발명의 배터리팩(100)은 공조장치가 별도로 구비되지 않은 작업 차량 등에 이용될 수 있으며, 이와 같은 경우, 배터리팩(100)의 급격한 열 변화를 방지하기 위하여 상변화물질을 이용한 온도제어를 수행할 수 있다.On the other hand, in a typical vehicle, the temperature control of the battery pack 100 is performed using an air conditioner, the battery pack 100 of the present invention may be used in a work vehicle that is not separately provided with an air conditioner, etc. In such a case , it is possible to perform temperature control using a phase change material to prevent rapid thermal change of the battery pack 100 .

이하, 본 발명의 구조와 장치에 대해 설명하기로 한다. 도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 구조와 장치는, 상변화물질에 의해 온도제어되는 파우치형 배터리모듈(110)에 구비된 복수 개의 배터리셀(111) 각각에 대한 온도, 배터리모듈(110)의 온도, 복수 개의 배터리모듈(110)로 형성된 배터리팩(100)의 온도 및 배터리팩(100) 외부의 온도인 외기 온도 각각을 측정하는 온도센서부(210); 배터리팩(100)의 전압을 측정하는 전압센서부(220); 배터리팩(100)의 전류를 측정하는 전류센서부(230); 온도센서부(210)로부터 신호를 전달 받아 배터리셀(111), 배터리모듈(110) 및 배터리팩(100) 각각의 온도를 분석하고, 전압센서부(220)와 전류센서부(230)로부터 신호를 전달 받아 배터리팩(100)의 전압과 전류를 분석하여, 배터리팩(100)의 충전 상태와 정상 여부를 판단하는 분석모듈(300); 및 분석모듈(300)로부터 전달 받은 정보를 표시하는 모니터링모듈(400);을 포함한다. 여기서, 온도센서부(210), 전압센서부(220) 및 전류센서부(230)는 센서모듈(200)에 포함될 수 있다.Hereinafter, the structure and apparatus of the present invention will be described. As shown in Figures 1 to 3, the structure and device of the present invention, the temperature for each of the plurality of battery cells 111 provided in the pouch-type battery module 110 controlled by the phase change material temperature, the battery module a temperature sensor unit 210 for measuring the temperature of 110, the temperature of the battery pack 100 formed of the plurality of battery modules 110, and the external temperature that is the temperature outside the battery pack 100; a voltage sensor unit 220 for measuring the voltage of the battery pack 100; a current sensor unit 230 for measuring the current of the battery pack 100; Receives a signal from the temperature sensor unit 210 to analyze the respective temperatures of the battery cell 111 , the battery module 110 and the battery pack 100 , and signals from the voltage sensor unit 220 and the current sensor unit 230 . an analysis module 300 for receiving and analyzing the voltage and current of the battery pack 100 to determine the state of charge and whether the battery pack 100 is normal; and a monitoring module 400 for displaying information received from the analysis module 300 . Here, the temperature sensor unit 210 , the voltage sensor unit 220 , and the current sensor unit 230 may be included in the sensor module 200 .

본 발명의 구조와 장치를 형성하기 위하여, 온도센서부(210)는, 복수 개의 배터리셀(111) 각각에 매칭되도록 분배 설치되어 복수 개의 배터리셀(111) 각각에 대한 온도를 측정하는 복수 개의 셀온도센서(211), 배터리모듈(110) 각각에 대한 온도를 측정하는 모듈온도센서(212), 배터리팩(100)에 대한 온도를 측정하는 팩온도센서(213), 및 외기 온도를 측정하는 외기온도센서(미도시),를 구비할 수 있다. 그리고, 셀온도센서(211)는, 박막의 형상으로써, 상변화물질을 포함하는 온도제어부(500)와 배터리셀(111) 사이에 형성될 수 있다.In order to form the structure and apparatus of the present invention, the temperature sensor unit 210 is distributed and installed so as to match each of the plurality of battery cells 111 and measures the temperature of each of the plurality of battery cells 111 . The temperature sensor 211, the module temperature sensor 212 for measuring the temperature of each of the battery modules 110, the pack temperature sensor 213 for measuring the temperature with respect to the battery pack 100, and the outside temperature for measuring the outside temperature A degree sensor (not shown), may be provided. In addition, the cell temperature sensor 211 has a thin film shape and may be formed between the temperature control unit 500 including the phase change material and the battery cell 111 .

구체적으로, 배터리셀(111)과 이격되어 상변화물질을 포함하는 온도제어부(500)가 형성되고, 박막 형상의 셀온도센서(211)가 배터리셀(111)과 온도제어부(500) 사이에 형성될 수 있으며, 여기서, 온도제어부(500)는 배터리모듈(110)의 케이스 내측면 또는 외측면에 결합되어 배터리셀(111)의 온도 변화에 따라 배터리셀(111)과 열 교환을 수행할 수 있다. 상기와 같은 구성에 의해, 각각의 배터리셀(111)의 온도 변화를 실시간으로 측정할 수 있으며, 셀온도센서(211)가 배터리셀(111)과 온도제어부(500) 사이에 형성되어, 측정에 대한 지연 없이 셀온도센서(211)가 배터리셀(111)의 온도를 측정할 수 있다. 그리고, 모듈온도센서(212)는 배터리모듈(110)의 케이스 내측면에 형성되고, 팩온도센서(213)는 배터리팩(100)의 케이스 내측면에 형성되어, 모듈온도센서(212)에 의해 배터리모듈(110)의 온도가 측정되고, 팩온도센서(213)에 의해 배터리팩(100)의 온도가 측정될 수 있다.Specifically, the temperature control unit 500 including the phase change material is formed spaced apart from the battery cell 111 , and the cell temperature sensor 211 in the form of a thin film is formed between the battery cell 111 and the temperature control unit 500 . Here, the temperature control unit 500 may be coupled to the inner or outer surface of the case of the battery module 110 to perform heat exchange with the battery cell 111 according to the temperature change of the battery cell 111 . . With the above configuration, the temperature change of each battery cell 111 can be measured in real time, and the cell temperature sensor 211 is formed between the battery cell 111 and the temperature control unit 500 to measure The cell temperature sensor 211 may measure the temperature of the battery cell 111 without any delay. And, the module temperature sensor 212 is formed on the inner surface of the case of the battery module 110, the pack temperature sensor 213 is formed on the inner surface of the case of the battery pack 100, by the module temperature sensor 212 The temperature of the battery module 110 may be measured, and the temperature of the battery pack 100 may be measured by the pack temperature sensor 213 .

분석모듈(300)은, 배터리팩(100)의 전압과 전류를 이용하여 배터리팩(100)의 충전 상태(State of Charge, SOC)를 연산하고, 온도센서부(210)로부터 전달 받은 온도 정보와 배터리팩(100)의 충전 상태를 이용하여 배터리팩(100)의 정상 여부를 분석할 수 있다. 여기서, 분석모듈(300)은, 외기 온도에 따른 복수 개의 배터리셀(111) 각각의 온도 변화가 소정의 온도 범위 내에 형성되는지 여부를 판단할 수 있다. 분석모듈(300)은, 전압센서부(220)로부터 측정된 전압 값을 이용하여 배터리팩(100)의 전압을 수치화하여 도출하고 배터리팩(100)의 전압 값을 이용하여 배터리팩(100)의 충전 상태를 분석하는 전압분석부(320), 및 전류센서부(230)로부터 측정된 전류 값을 이용하여 배터리팩(100)의 전류를 수치화하여 도출하고 배터리팩(100)의 전류 값을 이용하여 배터리팩(100)의 충전 상태를 분석하는 전류분석부(330)를 포함할 수 있다. 그리고, 분석모듈(300)은 셀온도센서(211), 모듈온도센서(212) 및 팩온도센서(213) 각각으로부터 측정된 온도 값을 수치화하여 도출하고 온도 정보를 생성하고, 이와 같은 온도 정보를 이용하여 배터리팩(100)의 정상 여부를 분석할 수 있다.The analysis module 300 calculates the state of charge (SOC) of the battery pack 100 by using the voltage and current of the battery pack 100 , and the temperature information received from the temperature sensor unit 210 and Whether the battery pack 100 is normal may be analyzed using the state of charge of the battery pack 100 . Here, the analysis module 300 may determine whether the temperature change of each of the plurality of battery cells 111 according to the outside temperature is formed within a predetermined temperature range. The analysis module 300 digitizes and derives the voltage of the battery pack 100 using the voltage value measured from the voltage sensor unit 220 , and uses the voltage value of the battery pack 100 to control the battery pack 100 . Using the current value measured from the voltage analysis unit 320 and the current sensor unit 230 to analyze the state of charge, the current of the battery pack 100 is digitized and derived, and the current value of the battery pack 100 is used. It may include a current analyzer 330 for analyzing the state of charge of the battery pack 100 . And, the analysis module 300 digitizes and derives temperature values measured from each of the cell temperature sensor 211, the module temperature sensor 212, and the pack temperature sensor 213, and generates temperature information, and provides such temperature information. It can be used to analyze whether the battery pack 100 is normal.

전압분석부(320)에는 배터리팩(100)의 충전 상태와 전압 값의 상관 관계에 대한 전압-SOC 데이터가 사전이 저장될 수 있고, 전압분석부(320)는 전압센서부(220)로부터 측정된 전압 값을 전달 받으면, 측정된 전압 값을 전압-SOC 데이터에 적용하여 배터리팩(100)의 충전 상태를 도출할 수 있다. 그리고, 전류분석부(330)에도 배터리팩(100)의 충전 상태와 전류 값의 상관 관계에 대한 전류-SOC 데이터가 사전이 저장될 수 있고, 전류분석부(330)는 전류센서부(230)로부터 측정된 전류 값을 전달 받으면, 측정된 전류 값을 전류-SOC 데이터에 적용하여 배터리팩(100)의 충전 상태를 도출할 수 있다.Voltage-SOC data for the correlation between the state of charge of the battery pack 100 and the voltage value may be stored in the voltage analysis unit 320 in advance, and the voltage analysis unit 320 is measured from the voltage sensor unit 220 . Upon receiving the measured voltage value, the state of charge of the battery pack 100 may be derived by applying the measured voltage value to the voltage-SOC data. In addition, the current-SOC data for the correlation between the charging state of the battery pack 100 and the current value may be stored in advance in the current analyzing unit 330 , and the current analyzing unit 330 is the current sensor unit 230 . Upon receiving the measured current value from , the state of charge of the battery pack 100 may be derived by applying the measured current value to the current-SOC data.

상기와 같이 배터리팩(100)의 충전 상태는 전압분석부(320)와 전류분석부(330)에 의해 도출될 수 있는데, 모니터링모듈(400)에 배터리팩(100)의 충전 상태를 표시하는 경우, 전압분석부(320)에 의해 도출된 충전 상태 값과 전류분석부(330)에 의해 도출된 충전 상태 값의 평균 값을 배터리팩(100)의 충전 상태 값으로 표시할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 전압분석부(320)에 의한 배터리팩(100)의 충전 상태 값과 전류분석부(330)에 의한 배터리팩(100)의 충전 상태 값을 비교하여, 더 크거나 작은 값을 모니터링모듈(400)의 표시 값으로 선택할 수도 있다. 그리고, 이와 같은 배터리팩(100)의 충전 상태 값은 모니터링모듈(400)로 전달될 수 있다.As described above, the state of charge of the battery pack 100 may be derived by the voltage analyzer 320 and the current analyzer 330 , when the monitoring module 400 displays the state of charge of the battery pack 100 . , an average value of the state of charge value derived by the voltage analyzer 320 and the state of charge value derived by the current analyzer 330 may be displayed as the state of charge value of the battery pack 100 . However, the present invention is not limited thereto, and by comparing the state of charge value of the battery pack 100 by the voltage analyzer 320 with the state of charge value of the battery pack 100 by the current analyzer 330, A small value may be selected as the display value of the monitoring module 400 . In addition, such a value of the state of charge of the battery pack 100 may be transmitted to the monitoring module 400 .

온도분석부(310)에는, 복수 개의 배터리셀(111) 각각에 대한 온도의 허용 범위인 배터리셀 온도범위, 배터리모듈(110)의 온도에 대한 허용 범위인 배터리모듈 온도범위, 및 배터리팩(100)의 온도에 대한 허용 범위인 배터리팩 온도범위에 대한 데이터인 온도 범위 데이터가 사전에 저장될 수 있으며, 온도분석부(310)는 각각의 온도센서로부터 전달 받은 각각의 온도 값을 온도 범위 데이터에 적용하여, 배터리팩(100)의 정상 여부를 판단할 수 있다. 그리고, 온도센서부(210)는 각각의 온도에 대한 정보를 모니터링모듈(400)로 전달할 수 있고, 또한, 배터리팩(100)의 정상 여부에 대한 정보도 모니터링모듈(400)로 전달할 수 있다.In the temperature analysis unit 310 , the battery cell temperature range that is the allowable range of temperatures for each of the plurality of battery cells 111 , the battery module temperature range that is the allowable range for the temperature of the battery module 110 , and the battery pack 100 ), temperature range data that is data about the battery pack temperature range, which is the allowable range for the temperature of , may be stored in advance, and the temperature analysis unit 310 applies each temperature value received from each temperature sensor to the temperature range data. By application, it is possible to determine whether the battery pack 100 is normal. In addition, the temperature sensor unit 210 may transmit information on each temperature to the monitoring module 400 , and may also transmit information on whether the battery pack 100 is normal to the monitoring module 400 .

그리고, 계절의 변화 등에 따른 외기 온도의 변화에 따라 배터리셀(111)의 온도 변화, 배터리모듈(110)의 온도 변화 및 배터리팩(100)의 온도 변화 각각은 상이하게 형성될 수 있으므로, 상기와 같은 배터리셀 온도범위, 배터리모듈 온도범위 및 배터리팩 온도범위는 외기 온도에 따라 허용 온도 범위가 상이하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 온도분석부(310)는, 먼저 외기온도센서로부터 외기 온도에 대한 정보를 전달 받고, 외기온도센서에 의해 측정된 외기 온도 값에 대응되는 배터리셀 온도범위, 배터리모듈 온도범위 및 배터리팩 온도범위를 선택할 수 있다. 즉, 상기된 온도 범위 데이터에는, 각각의 외기 온도 값에 대응되는 배터리셀 온도범위, 배터리모듈 온도범위 및 배터리팩 온도범위 각각에 대한 데이터가 포함될 수 있다. 외기 온도 값에 따라 선택된 배터리셀 온도범위, 배터리모듈 온도범위 및 배터리팩 온도범위를 이용하여 배터리팩의 정상 여부를 판단할 수 있다. 이하, 배터리팩(100)의 정상 여부 판단 과정에 대해 상세히 설명하기로 한다.In addition, since the temperature change of the battery cell 111 , the temperature change of the battery module 110 , and the temperature change of the battery pack 100 may be formed differently according to the change of the outdoor temperature according to the change of season, etc., the above and In the same battery cell temperature range, battery module temperature range, and battery pack temperature range, the allowable temperature range may be formed differently depending on the outside temperature. Accordingly, the temperature analysis unit 310 first receives information on the outdoor temperature from the outdoor temperature sensor, and the battery cell temperature range, the battery module temperature range, and the battery pack corresponding to the outdoor temperature value measured by the outdoor temperature sensor. The temperature range can be selected. That is, the above-described temperature range data may include data for each of the battery cell temperature range, the battery module temperature range, and the battery pack temperature range corresponding to each outdoor temperature value. Whether the battery pack is normal may be determined using the battery cell temperature range, the battery module temperature range, and the battery pack temperature range selected according to the outdoor temperature value. Hereinafter, a process of determining whether the battery pack 100 is normal will be described in detail.

온도센서부(210)는, 복수 개의 셀온도센서(211) 각각으로부터 복수 개의 배터리셀(111) 각각의 온도를 전달 받고, 복수 개의 배터리셀(111) 각각의 온도 중 미리 설정된 수에 해당하는 배터리셀(111)의 온도가 외기 온도에 따라 선택된 배터리셀 온도범위를 벗어나는 경우 배터리팩(100)을 비정상으로 판단할 수 있고, 그 반대의 경우에는 배터리팩(100)을 정상으로 판단할 수 있다. 구체적인 일 실시 예로써, 미리 설정된 수가 3인 경우, 복수 개의 배터리셀(111) 중 3개 이상의 배터리셀(111)의 온도 각각이 배터리셀 온도범위를 벗어나는 경우, 온도센서부(210)는 배터리팩(100)이 비정상이라고 판단할 수 있다. 그리고, 복수 개의 배터리셀(111) 중 2개 이하(0개 포함)인 배터리셀(111)의 온도 각각이 배터리셀 온도범위를 벗어나는 경우, 온도센서부(210)는 배터리팩(100)이 정상이라고 판단할 수 있다.The temperature sensor unit 210 receives the temperature of each of the plurality of battery cells 111 from each of the plurality of cell temperature sensors 211 , and a battery corresponding to a preset number among the temperatures of each of the plurality of battery cells 111 . When the temperature of the cell 111 is out of the battery cell temperature range selected according to the outside temperature, the battery pack 100 may be determined to be abnormal, and vice versa, the battery pack 100 may be determined to be normal. As a specific embodiment, when the preset number is 3, when the temperatures of three or more battery cells 111 out of the plurality of battery cells 111 are out of the battery cell temperature range, the temperature sensor unit 210 is the battery pack (100) can be determined to be abnormal. And, when the temperature of each of the battery cells 111 of two or less (including 0) out of the plurality of battery cells 111 is out of the battery cell temperature range, the temperature sensor unit 210 determines that the battery pack 100 is normal. can be judged as

이에 따라, 상기와 같이 상변화물질을 포함하는 온도제어부(500)가 배터리팩(100)에 적용되는 경우, 실질적으로 복수 개의 배터리셀(111)에 대해 균일한 온도 제어가 수행되고 있는지를 판단할 수 있고, 동시에, 배터리모듈(110)에 이상이 발생되었는지 여부를 판단할 수 있다.Accordingly, when the temperature control unit 500 including the phase change material is applied to the battery pack 100 as described above, it can be determined whether uniform temperature control is substantially performed on the plurality of battery cells 111 . At the same time, it may be determined whether an abnormality has occurred in the battery module 110 .

온도센서부(210)는, 모듈온도센서(212)로부터 배터리모듈(110)의 온도를 전달 받고, 배터리모듈(110)의 온도가 외기 온도에 따라 선택된 배터리모듈 온도범위를 벗어나는 경우 배터리팩(100)을 비정상으로 판단할 수 있고, 그 반대의 경우에는 배터리팩(100)을 정상으로 판단할 수 있다. 또한, 온도센서부(210)는, 팩온도센서(213)로부터 배터리팩(100)의 온도를 전달 받고, 배터리팩(100)의 온도가 외기 온도에 따라 선택된 배어리팩 온도범위를 벗어나는 경우 배터리팩(100)을 비정상으로 판단할 수 있고, 그 반대의 경우에는 배터리팩(100)을 정상으로 판단할 수 있다.The temperature sensor unit 210 receives the temperature of the battery module 110 from the module temperature sensor 212, and when the temperature of the battery module 110 is out of the battery module temperature range selected according to the outside temperature, the battery pack 100 ) may be determined to be abnormal, and vice versa, the battery pack 100 may be determined to be normal. In addition, the temperature sensor unit 210 receives the temperature of the battery pack 100 from the pack temperature sensor 213, and when the temperature of the battery pack 100 is outside the temperature range of the barrier pack selected according to the outside temperature, the battery The pack 100 may be determined to be abnormal, and vice versa, the battery pack 100 may be determined to be normal.

상기와 같이, 온도분석부(310)는 배터리셀(111)의 온도, 배터리모듈(110)의 온도 및 배터리팩(100)의 온도 각각에 대한 사항을 분석하여, 복합적으로 분석을 수행하므로, 배터리팩(100)에서 이상 현상이 발생 시, 배터리팩(100)의 비정상 여부 판단 정확도를 현저히 향상시킬 수 있다.As described above, the temperature analysis unit 310 analyzes the temperature of the battery cell 111 , the temperature of the battery module 110 , and the temperature of the battery pack 100 , and performs a complex analysis, so that the battery When an abnormal phenomenon occurs in the pack 100 , the accuracy of determining whether the battery pack 100 is abnormal can be significantly improved.

모니터링모듈(400)은, 복수 개의 배터리셀(111) 각각의 온도 및 배터리팩(100)의 충전 상태와 정상 여부를 표시할 수 있다. 도 3에서 보는 바와 같이, 모니터링모듈(400)의 화면에는 배터리팩(100) 전압, 배터리팩(100) 전류 및 배터리팩(100) 충전 상태인 배터리팩(100) SOC 각각이 창의 형상 내 수치로 표시될 수 있다. 또한, 모니터링모듈(400)의 화면에는 배터리팩(100)의 정상 여부에 대한 상태 창(420)이 표시될 수 있고, 이와 같은 상태 창(420)에는 배터리팩(100)의 정상 또는 비정상 상태에 대해 표시될 수 있다. 동시에 상태 창(420)에는, 배터리팩(100)의 충방전 상태에 대한 사항이 표시될 수 있다. 그리고, 모니터링모듈(400)의 화면의 배터리셀 정보 창(410)에는 복수 개의 배터리셀(111) 각각의 온도가 표시될 수 있으며, 배터리셀 온도범위를 벗어나는 배터리셀(111)은 소정의 구별 색상으로 표시될 수 있다. 이와 같이 모니터링모듈(400)에서의 표시를 위해, 모니터링모듈(400)은, 분석모듈(300)로부터 배터리팩(100) 전압, 배터리팩(100) 전류 및 배터리팩(100) SOC 각각에 대한 정보, 복수 개의 배터리셀(111) 각각의 온도에 대한 정보 및, 배터리팩(100)의 정상 여부에 대한 정보를 전달 받을 수 있으며, 각각에 대한 정보를 배터리팩 정보 창(430)에 표시할 수 있다.The monitoring module 400 may display the temperature of each of the plurality of battery cells 111 and the state of charge and whether the battery pack 100 is normal. 3, on the screen of the monitoring module 400, each of the battery pack 100 voltage, the battery pack 100 current, and the battery pack 100 SOC in the charging state of the battery pack 100 is displayed as a numerical value within the shape of the window. can be displayed. In addition, on the screen of the monitoring module 400, a status window 420 for whether the battery pack 100 is normal may be displayed. can be displayed for At the same time, in the status window 420 , information regarding the charging/discharging state of the battery pack 100 may be displayed. In addition, the temperature of each of the plurality of battery cells 111 may be displayed on the battery cell information window 410 of the screen of the monitoring module 400 , and the battery cells 111 outside the battery cell temperature range have a predetermined distinguishing color. can be displayed as As such, for display in the monitoring module 400 , the monitoring module 400 provides information on each of the battery pack 100 voltage, the battery pack 100 current, and the battery pack 100 SOC from the analysis module 300 . , information on the temperature of each of the plurality of battery cells 111 and information on whether the battery pack 100 is normal can be received, and information about each can be displayed on the battery pack information window 430 . .

상기와 같이, 복수 개의 배터리셀(111) 각각의 온도가 균일하게 제어되는지 여부, 배터리팩(100)에 이상이 발생했는지 여부(정상 여부) 등을 판단 확인할 수 있어, 배터리팩(100)의 성능을 사전에 측정함으로써, 배터리팩(100)에 대한 별도의 공조 장치가 없는 작업 차량에 배터리팩(100)이 설치된 경우에 대한 배터리팩(100)의 충방전 효율, 이상 상태 발생 여부 등를 사전 테스트하여 배터리팩(100)의 신뢰성을 평가할 수 있다.As described above, it is possible to determine whether the temperature of each of the plurality of battery cells 111 is uniformly controlled, whether an abnormality has occurred in the battery pack 100 (normal or not), etc. By measuring in advance, the charging/discharging efficiency of the battery pack 100 when the battery pack 100 is installed in a work vehicle without a separate air conditioning device for the battery pack 100, whether an abnormal state occurs, etc. is tested in advance. Reliability of the battery pack 100 may be evaluated.

이하, 본 발명의 구조와 장치를 이용한 알고리즘에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, an algorithm using the structure and apparatus of the present invention will be described.

먼저, 상변화물질에 의해 온도제어되는 파우치형 배터리모듈(110)에 구비된 복수 개의 배터리셀(111) 각각에 대한 온도, 배터리모듈(110)의 온도, 복수 개의 배터리모듈(110)로 형성된 배터리팩(100)의 온도 및 배터리팩(100) 외부의 온도인 외기 온도 각각을 측정하고, 배터리팩(100)의 전압과 전류를 측정하는 측정 단계가 수행될 수 있다. First, the temperature of each of the plurality of battery cells 111 provided in the pouch-type battery module 110 controlled by the phase change material, the temperature of the battery module 110, the battery formed of the plurality of battery modules 110 A measurement step of measuring the temperature of the pack 100 and the external temperature, which is the temperature outside the battery pack 100 , respectively, and measuring the voltage and current of the battery pack 100 may be performed.

구체적으로, 본 발명의 알고리즘이 시작한 다음, 전압센서부(220)가 배터리팩(100)의 전압을 측정하고, 전류센서부(230)가 배터리팩(100)의 전류를 측정한 후, 셀온도센서(211), 모듈온도센서(212), 팩온도센서(213) 및 외기온도센서를 이용하여 배터리셀(111)의 온도, 배터리모듈(110)의 온도, 배터리팩(100)의 온도 및 외기의 온도를 측정할 수 있다.Specifically, after the algorithm of the present invention starts, the voltage sensor unit 220 measures the voltage of the battery pack 100 , and the current sensor unit 230 measures the current of the battery pack 100 , and then the cell temperature The temperature of the battery cell 111, the temperature of the battery module 110, the temperature of the battery pack 100, and the outside air using the sensor 211, the module temperature sensor 212, the pack temperature sensor 213 and the outside air temperature sensor. temperature can be measured.

다음으로, 배터리셀(111), 배터리모듈(110) 및 배터리팩(100) 각각의 온도를 분석하고, 배터리팩(100)의 전압과 전류를 측정함으로써, 배터리팩(100)의 충전 상태와 정상 여부를 판단하는 분석 단계가 수행될 수 있다. 분석 단계에서, 배터리팩(100)의 전압과 전류를 이용하여 배터리팩(100)의 충전 상태를 연산하고, 온도센서부(210)로부터 전달 받은 온도 정보와 배터리팩(100)의 충전 상태를 이용하여 배터리팩(100)의 정상 여부를 분석할 수 있다.Next, by analyzing the temperature of each of the battery cell 111 , the battery module 110 , and the battery pack 100 , and measuring the voltage and current of the battery pack 100 , the state of charge of the battery pack 100 and the normal An analysis step to determine whether or not may be performed. In the analysis step, the charging state of the battery pack 100 is calculated using the voltage and current of the battery pack 100 , and the temperature information received from the temperature sensor unit 210 and the charging state of the battery pack 100 are used. Thus, it is possible to analyze whether the battery pack 100 is normal.

구체적으로, 전압센서부(220)로부터 분석모듈(300)로 배터리팩(100)의 전압에 대한 데이터가 전송되고, 분석모듈(300)의 전압분석부(320)가 배터리팩(100)의 전압에 대한 데이터를 수신 및 저장할 수 있다. 또한, 전류센서부(230)로부터 분석모듈(300)로 배터리팩(100)의 전류에 대한 데이터가 전송되고, 분석모듈(300)의 전류분석부(330)가 배터리팩(100)의 전류에 대한 데이터를 수신 및 저장할 수 있다. 그리고, 각각의 온도센서로부터 분석모듈(300)로 각각의 온도센서에 의해 측정된 온도에 대한 데이터가 전송되고, 분석모듈(300)의 온도분석부(310)가 각각의 온도에 대한 데이터를 수신 및 저장할 수 있다. 전압분석부(320)는 배터리팩(100)의 전압 값을 이용하여 배터리팩(100) SOC(배터리팩(100)의 충전 상태)를 도출할 수 있고, 전류분석부(330)는 배터리팩(100)의 전류 값을 이용하여 배터리팩(100) SOC(배터리팩(100)의 충전 상태)를 도출할 수 있다. Specifically, data on the voltage of the battery pack 100 is transmitted from the voltage sensor unit 220 to the analysis module 300 , and the voltage analysis unit 320 of the analysis module 300 receives the voltage of the battery pack 100 . Receive and store data for In addition, data on the current of the battery pack 100 is transmitted from the current sensor unit 230 to the analysis module 300 , and the current analysis unit 330 of the analysis module 300 receives the current of the battery pack 100 . data can be received and stored. Then, data on the temperature measured by each temperature sensor is transmitted from each temperature sensor to the analysis module 300 , and the temperature analysis unit 310 of the analysis module 300 receives data on each temperature. and can be stored. The voltage analyzer 320 may derive the battery pack 100 SOC (the state of charge of the battery pack 100) using the voltage value of the battery pack 100, and the current analyzer 330 may derive the battery pack 100 SOC (state of charge of the battery pack 100). 100) may be used to derive the battery pack 100 SOC (the state of charge of the battery pack 100).

여기서, 분석 단계는, 배터리팩(100)의 전압과 전류에 대한 데이터를 수신하는 데이터수신 단계, 배터리팩(100)의 전압이 방전 전압 이상인지 여부를 판단하고, 배터리팩(100)의 전류가 방전 전류 이상인지 여부를 판단하는 방전판단 단계, 및 배터리팩(100)의 충전 상태를 연산하는 SOC연산 단계,를 포함할 수 있다. 방전판단 단계에서, 배터리팩(100)의 전압이 방전 전압 미만인 경우 또는 배터리팩(100)의 전류가 방전 전류 미만인 경우, 배터리팩(100)의 상태가 방전 상태로 판단될 수 있다. 그리고, 이를 위해, 분석모듈(300)은, 배터리팩(100)의 전압이 방전 전압 이상인지 여부를 판단하고, 배터리팩(100)의 전류가 방전 전류 이상인지 여부를 판단할 수 있고, 배터리팩(100)의 전압이 방전 전압 미만인 경우 또는 배터리팩(100)의 전류가 방전 전류 미만인 경우, 배터리팩(100)의 상태가 방전 상태로 판단할 수 있다.Here, the analysis step is a data receiving step of receiving data on the voltage and current of the battery pack 100 , it is determined whether the voltage of the battery pack 100 is equal to or greater than the discharge voltage, and the current of the battery pack 100 is It may include a discharge determination step of determining whether the discharge current is greater than or not, and an SOC calculation step of calculating the state of charge of the battery pack 100 . In the discharging determination step, when the voltage of the battery pack 100 is less than the discharging voltage or when the current of the battery pack 100 is less than the discharging current, the state of the battery pack 100 may be determined to be the discharged state. And, for this, the analysis module 300 may determine whether the voltage of the battery pack 100 is equal to or greater than the discharge voltage, and may determine whether the current of the battery pack 100 is equal to or greater than the discharge current, and the battery pack When the voltage of 100 is less than the discharge voltage or when the current of the battery pack 100 is less than the discharge current, the state of the battery pack 100 may be determined to be the discharge state.

구체적으로, 전압분석부(320)는, 전달 받은 배터리팩(100) 전압 값이 사전에 전압분석부(320)에 저장된 방전 전압 값 이상으로 형성되는지를 판단하고, 전달 받은 배터리팩(100) 전압 값이 방전 전압 값 이상인 경우 배터리팩(100)이 충전 상태라고 분석하고, 전달받은 배터리팩(100) 전압 값이 방전 전압 값 미만인 경우 배터리팩(100)이 방전 상태라는 신호 값을 생성한 후, 이와 같은 방전 상태의 신호 값을 생성할 수 있다.Specifically, the voltage analysis unit 320 determines whether the received battery pack 100 voltage value is formed to be greater than or equal to the discharge voltage value stored in the voltage analysis unit 320 in advance, and the received battery pack 100 voltage When the value is equal to or greater than the discharge voltage value, the battery pack 100 is analyzed to be in a charged state, and when the received battery pack 100 voltage value is less than the discharge voltage value, the battery pack 100 generates a signal value indicating the discharged state, A signal value of such a discharge state may be generated.

그리고, 전류분석부(330)는, 전달 받은 배터리팩(100) 전류 값이 사전에 전류분석부(330)에 저장된 방전 전류 값 이상으로 형성되는지를 판단하고, 전달 받은 배터리팩(100) 전류 값이 방전 전류 값 이상인 경우 배터리팩(100)이 충전 상태라고 분석하고, 전달받은 배터리팩(100) 전류 값이 방전 전류 값 미만인 경우 배터리팩(100)이 방전 상태라는 신호 값을 생성한 후, 이와 같은 방전 상태의 신호 값을 생성할 수 있다. 여기서, 전압분석부(320)를 통한 방전판단과 전류분석부(330)를 통한 방전판단이 상이한 경우, 방전 상태의 신호 값이 우선할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 충전 상태의 신호 값이 우선될 수도 있으며, 이는 사용자의 설정에 따라 다르게 형성될 수 있다.Then, the current analyzer 330 determines whether the received current value of the battery pack 100 is formed to be greater than or equal to the discharge current value stored in the current analyzer 330 in advance, and the received battery pack 100 current value If it is greater than or equal to this discharge current value, the battery pack 100 is analyzed to be in a charged state, and if the received battery pack 100 current value is less than the discharge current value, the battery pack 100 generates a signal value indicating a discharged state, and then A signal value of the same discharge state can be generated. Here, when the discharge determination through the voltage analysis unit 320 and the discharge determination through the current analysis unit 330 are different, the signal value of the discharge state may have priority. However, the present invention is not limited thereto, and a signal value of a charging state may be prioritized, which may be formed differently according to a user's setting.

실시간으로 수신된 배터리팩(100)의 전압 값과 전류 값 각각을 이용하여 배터리팩(100) SOC를 도출할 수 있다. 여기서, 상기된 바와 같이, 전압분석부(320)에는 전압-SOC 데이터와 전류-SOC 데이터가 사전에 저장될 수 있고, 이와 같은 전압-SOC 데이터와 전류-SOC 데이터 각각의 테이블과 그래프를 이용하여 배터리팩(100)의 충전 상태를 도출할 수 있다. 그리고, 전압분석부(320)에 의해 도출된 충전 상태 값과 전류분석부(330)에 의해 도출된 충전 상태 값의 평균 값, 또는, 전압분석부(320)에 의한 배터리팩(100)의 충전 상태 값과 전류분석부(330)에 의한 배터리팩(100)의 충전 상태 값을 비교하여 더 크거나 작은 값을 모니터링모듈(400)로 전달할 수 있다. 이를 위해, 분석모듈(300)에는 전압분석부(320)와 전류분석부(330)에서 선택된 값들을 처리하는 분석처리부가 구비될 수 있고, 분석처리부에서 전압분석부(320)에 의한 배터리팩(100)의 충전 상태 값 또는 전류분석부(330)에 의한 배터리팩(100)의 충전 상태 값 중 어느 하나가 선택될 수 있다. 평균 값 또는 더 크거나 작은 값은 사전에 사용자가 설정된 값이 모니터링모듈(400)로 전달될 수 있다. 또한, 모니터링모듈(400)이 전압분석부(320)와 전류분석부(330)로부터 배터리팩(100)의 전압 값과 전류 값을 전달받아 표시할 수 있으며, 상기된 바와 같이 판단된 배터리팩(100)의 충전 또는 방전 상태를 표시할 수 있다.The battery pack 100 SOC may be derived using each of the voltage value and the current value of the battery pack 100 received in real time. Here, as described above, the voltage-SOC data and the current-SOC data may be stored in the voltage analysis unit 320 in advance, and the voltage-SOC data and the current-SOC data may be stored in tables and graphs using the respective tables and graphs. The state of charge of the battery pack 100 may be derived. Then, the average value of the state of charge value derived by the voltage analyzer 320 and the state of charge value derived by the current analyzer 330 , or the charging of the battery pack 100 by the voltage analyzer 320 . A larger or smaller value may be transmitted to the monitoring module 400 by comparing the state value and the charging state value of the battery pack 100 by the current analyzer 330 . To this end, the analysis module 300 may be provided with an analysis processing unit that processes the values selected by the voltage analysis unit 320 and the current analysis unit 330, and the battery pack ( Any one of the state of charge value of 100 ) or the value of the state of charge of the battery pack 100 by the current analyzer 330 may be selected. As for the average value or a larger or smaller value, a value set by the user in advance may be transmitted to the monitoring module 400 . In addition, the monitoring module 400 may receive and display the voltage value and current value of the battery pack 100 from the voltage analysis unit 320 and the current analysis unit 330, and the determined battery pack ( 100) of the charging or discharging state can be displayed.

분석 단계에서, 외기 온도에 따른 복수 개의 배터리셀(111) 각각의 온도 변화가 소정의 온도 범위 내에 형성되는지 여부를 판단할 수 있다. 상기된 바와 같이, 분석모듈(300)의 온도분석부(310)가 각각의 온도에 대한 데이터를 수신 및 저장할 수 있고, 각각의 온도에 대한 데이터를 이용하여 배터리팩(100)의 정상 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 온도센서부(210)는, 복수 개의 셀온도센서(211) 각각으로부터 복수 개의 배터리셀(111) 각각의 온도를 전달 받고, 복수 개의 배터리셀(111) 각각의 온도 중 미리 설정된 수에 해당하는 배터리셀(111)의 온도가 외기 온도에 따라 선택된 배터리셀 온도범위를 벗어나는 경우 배터리팩(100)을 비정상으로 판단할 수 있고, 그 반대의 경우에는 배터리팩(100)을 정상으로 판단할 수 있다. 구체적인 일 실시 예로써, 미리 설정된 수가 3인 경우, 복수 개의 배터리셀(111) 중 3개 이상의 배터리셀(111)의 온도 각각이 배터리셀 온도범위를 벗어나는 경우, 온도센서부(210)는 배터리팩(100)이 비정상이라고 판단할 수 있다. 그리고, 복수 개의 배터리셀(111) 중 2개 이하(0개 포함)인 배터리셀(111)의 온도 각각이 배터리셀 온도범위를 벗어나는 경우, 온도센서부(210)는 배터리팩(100)이 정상이라고 판단할 수 있다. 그리고, 온도센서부(210)는, 모듈온도센서(212)로부터 배터리모듈(110)의 온도를 전달 받고, 배터리모듈(110)의 온도가 외기 온도에 따라 선택된 배터리모듈 온도범위를 벗어나는 경우 배터리팩(100)을 비정상으로 판단할 수 있고, 그 반대의 경우에는 배터리팩(100)을 정상으로 판단할 수 있다. 또한, 온도센서부(210)는, 팩온도센서(213) 로부터 배터리팩(100)의 온도를 전달 받고, 배터리팩(100)의 온도가 외기 온도에 따라 선택된 배터리팩 온도범위를 벗어나는 경우 배터리팩(100)을 비정상으로 판단할 수 있고, 그 반대의 경우에는 배터리팩(100)을 정상으로 판단할 수 있다.In the analysis step, it may be determined whether the temperature change of each of the plurality of battery cells 111 according to the outside temperature is formed within a predetermined temperature range. As described above, the temperature analysis unit 310 of the analysis module 300 may receive and store data for each temperature, and determine whether the battery pack 100 is normal using the data for each temperature. can do. Specifically, the temperature sensor unit 210 receives the temperature of each of the plurality of battery cells 111 from each of the plurality of cell temperature sensors 211, and receives the temperature of each of the plurality of battery cells 111 at a preset number. When the temperature of the corresponding battery cell 111 is out of the battery cell temperature range selected according to the outside temperature, the battery pack 100 may be determined to be abnormal, and in the opposite case, the battery pack 100 may be determined to be normal. can As a specific embodiment, when the preset number is 3, when the temperatures of three or more battery cells 111 out of the plurality of battery cells 111 are out of the battery cell temperature range, the temperature sensor unit 210 is the battery pack (100) can be determined to be abnormal. And, when the temperature of each of the battery cells 111 of two or less (including 0) out of the plurality of battery cells 111 is out of the battery cell temperature range, the temperature sensor unit 210 determines that the battery pack 100 is normal. can be judged as In addition, the temperature sensor unit 210 receives the temperature of the battery module 110 from the module temperature sensor 212, and when the temperature of the battery module 110 is out of the battery module temperature range selected according to the outside temperature, the battery pack (100) may be determined to be abnormal, and vice versa, the battery pack 100 may be determined to be normal. In addition, the temperature sensor unit 210 receives the temperature of the battery pack 100 from the pack temperature sensor 213, and when the temperature of the battery pack 100 is out of the battery pack temperature range selected according to the outside temperature, the battery pack (100) may be determined to be abnormal, and vice versa, the battery pack 100 may be determined to be normal.

그 후, 분석 단계에서 분석된 정보를 표시하는 모니터링 단계가 수행될 수 있다. 모니터링 단계에서, 복수 개의 배터리셀(111) 각각의 온도 및 배터리팩(100)의 충전 상태와 정상 여부가 표시될 수 있다. 상기된 바와 같이, 모니터링모듈(400)이 전압분석부(320)와 전류분석부(330)로부터 배터리팩(100)의 전압 값과 전류 값을 전달받아 표시할 수 있고, 분석처리부로부터 배터리팩(100) SOC를 전달받아 표시할 수 있으며, 상기에서 판단된 배터리팩(100)의 충전 또는 방전 상태를 표시할 수 있다. 그리고, 모니터링모듈(400)이 복수 개의 배터리셀(111) 각각의 온도 및 배터리팩(100)의 충전 상태와 정상 여부를 표시할 수 있다.Thereafter, a monitoring step of displaying the information analyzed in the analysis step may be performed. In the monitoring step, the temperature of each of the plurality of battery cells 111 and the state of charge of the battery pack 100 and whether the battery pack 100 is normal may be displayed. As described above, the monitoring module 400 may receive and display the voltage value and current value of the battery pack 100 from the voltage analysis unit 320 and the current analysis unit 330, and the battery pack ( 100) The SOC may be received and displayed, and the charging or discharging state of the battery pack 100 determined above may be displayed. In addition, the monitoring module 400 may display the temperature of each of the plurality of battery cells 111 and the state of charge of the battery pack 100 and whether the battery pack 100 is normal.

모니터링 단계의 수행 이후에, 상변화물질의 양을 조절한 후 측정 단계, 분석 단계 및 모니터링 단계를 반복 수행하는 추가수행 단계가 수행될 수 있다. 구체적으로, 모니터링 단계에서 배터리팩(100) 사용 시 배터리팩(100)의 정상 여부가 정상으로 판단되고, 복수 개의 배터리셀(111) 각각의 온도도 균일하게 제어되는 경우에는, 본 발명의 알고리즘을 종료시킬 수 있다. 그러나, 모니터링 단계에서 배터리팩(100) 사용 시 배터리팩(100)의 정상 여부에서 비정상으로 판단되고, 복수 개의 배터리셀(111) 각각의 온도가 균일하게 제어되지 않는 경우에는, 온도제어부(500)의 기능이 용이하지 않은 것으로 판단하고, 온도제어부(500)의 상변화물질의 양을 조절한 후 본 발명의 알고리즘을 다시 수행하여, 적합한 상변화물질의 양을 획득할 수 있다.After performing the monitoring step, an additional performing step of repeatedly performing the measuring step, the analyzing step, and the monitoring step after adjusting the amount of the phase change material may be performed. Specifically, when it is determined that the battery pack 100 is normal when the battery pack 100 is used in the monitoring step, and the temperature of each of the plurality of battery cells 111 is also uniformly controlled, the algorithm of the present invention can be terminated However, when it is determined that the battery pack 100 is normal when the battery pack 100 is used in the monitoring step, and the temperature of each of the plurality of battery cells 111 is not uniformly controlled, the temperature control unit 500 . It is determined that the function is not easy, and after adjusting the amount of the phase change material of the temperature control unit 500 , the algorithm of the present invention is performed again to obtain a suitable amount of the phase change material.

상기된 각각의 단계에서 나머지 상세한 사항은 상기된 본 발명의 구조와 장치에 기재된 사항과 동일할 수 있다.The remaining details in each of the above steps may be the same as those described in the structure and apparatus of the present invention described above.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. The above description of the present invention is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.

100 : 배터리팩 110 : 배터리모듈
111 : 배터리셀 200 : 센서모듈
210 : 온도센서부 211 : 셀온도센서
212 : 모듈온도센서 213 : 팩온도센서
220 : 전압센서부 230 : 전류센서부
300 : 분석모듈 310 : 온도분석부
320 : 전압분석부 330 : 전류분석부
400 : 모니터링모듈 410 : 배터리셀 정보 창
420 : 상태 창 430 : 배터리팩 정보 창
500 : 온도제어부 100: battery pack 110: battery module
111: battery cell 200: sensor module
210: temperature sensor unit 211: cell temperature sensor
212: module temperature sensor 213: pack temperature sensor
220: voltage sensor unit 230: current sensor unit
300: analysis module 310: temperature analysis unit
320: voltage analysis unit 330: current analysis unit
400: monitoring module 410: battery cell information window
420: status window 430: battery pack information window
500: temperature control unit

Claims (10)

상변화물질에 의해 온도제어되는 파우치형 배터리모듈에 구비된 복수 개의 배터리셀 각각에 대한 온도, 상기 배터리모듈의 온도, 복수 개의 상기 배터리모듈로 형성된 배터리팩의 온도 및 상기 배터리팩 외부의 온도인 외기 온도 각각을 측정하기 위하여, 상기 복수 개의 배터리셀 각각에 매칭되도록 분배 설치되어 상기 복수 개의 배터리셀 각각에 대한 온도를 측정하는 복수 개의 셀온도센서, 상기 배터리모듈 각각에 대한 온도를 측정하는 모듈온도센서, 상기 배터리팩에 대한 온도를 측정하는 팩온도센서, 및 상기 외기 온도를 측정하는 외기온도센서,를 구비하는 온도센서부;
상기 배터리팩의 전압을 측정하는 전압센서부;
상기 배터리팩의 전류를 측정하는 전류센서부;
상기 온도센서부로부터 신호를 전달 받아 상기 배터리셀, 상기 배터리모듈 및 상기 배터리팩 각각의 온도를 분석하고, 상기 전압센서부와 상기 전류센서부로부터 신호를 전달 받아 상기 배터리팩의 전압과 전류를 분석하여, 상기 배터리팩의 충전 상태와 정상 여부를 판단하는 분석모듈; 및
상기 분석모듈로부터 전달 받은 정보를 표시하는 모니터링모듈;을 포함하고,
상기 셀온도센서는, 박막의 형상으로써, 상변화물질을 포함하는 온도제어부와 상기 배터리셀 사이에 형성되며,
상기 온도센서부는, 상기 외기온도센서로부터 전달받은 외기 온도 값에 대응되는 상기 배터리셀의 온도 허용 범위인 배터리셀 온도범위를 선택하고, 복수 개의 배터리셀 각각의 온도 중 미리 설정된 수에 해당하는 배터리셀의 온도가 상기 배터리셀 온도범위를 벗어나는 경우 상기 배터리팩을 비정상으로 판단하며, 미리 설정된 수에 해당하는 배터리셀의 온도가 상기 배터리셀 온도범위 내인 경우 상기 배터리팩을 정상으로 판단하고,
상기 온도센서부에서 상기 배터리팩이 비정상으로 판단되는 경우, 상기 온도제어부의 상변화물질의 양을 조절한 후, 상기 온도센서부와 상기 분석모듈 및 상기 모니터링모듈의 작동을 다시 수행하여, 상기 배터리팩이 정상으로 판단되도록 하는 상변화물질의 양에 대한 값을 획득하는 것을 특징으로 하는 PCM을 이용한 배터리팩 환경제어 장치.
The temperature of each of the plurality of battery cells provided in the pouch-type battery module temperature-controlled by the phase change material, the temperature of the battery module, the temperature of the battery pack formed of the plurality of battery modules, and the temperature outside the battery pack In order to measure each temperature, a plurality of cell temperature sensors distributed and installed to match each of the plurality of battery cells to measure a temperature for each of the plurality of battery cells, a module temperature sensor for measuring a temperature for each of the battery modules , a temperature sensor unit having a pack temperature sensor for measuring a temperature of the battery pack, and an outdoor temperature sensor for measuring the outside air temperature;
a voltage sensor unit for measuring the voltage of the battery pack;
a current sensor unit for measuring the current of the battery pack;
A signal is received from the temperature sensor unit to analyze the respective temperatures of the battery cell, the battery module, and the battery pack, and the voltage and current of the battery pack are analyzed by receiving signals from the voltage sensor unit and the current sensor unit. an analysis module for determining whether the battery pack is in a normal state or not; and
Including; a monitoring module for displaying the information received from the analysis module;
The cell temperature sensor, in the shape of a thin film, is formed between a temperature control unit including a phase change material and the battery cell,
The temperature sensor unit selects a battery cell temperature range that is an allowable temperature range of the battery cells corresponding to the outdoor temperature value received from the outdoor temperature sensor, and a battery cell corresponding to a preset number among the temperatures of each of the plurality of battery cells. When the temperature of is out of the battery cell temperature range, the battery pack is determined to be abnormal, and when the temperature of the battery cells corresponding to a preset number is within the battery cell temperature range, the battery pack is determined to be normal,
When the temperature sensor unit determines that the battery pack is abnormal, after adjusting the amount of the phase change material of the temperature control unit, the operation of the temperature sensor unit, the analysis module, and the monitoring module is performed again, so that the battery A battery pack environment control device using PCM, characterized in that it acquires a value for the amount of the phase change material that allows the pack to be determined as normal.
 청구항 1에 있어서,
상기 분석모듈은, 상기 배터리팩의 전압과 전류를 이용하여 상기 배터리팩의 충전 상태를 연산하고, 상기 온도센서부로부터 전달 받은 온도 정보와 상기 배터리팩의 충전 상태를 이용하여 상기 배터리팩의 정상 여부를 분석하는 것을 특징으로 하는 PCM을 이용한 배터리팩 환경제어 장치.
The method according to claim 1,
The analysis module calculates the state of charge of the battery pack by using the voltage and current of the battery pack, and whether the battery pack is normal using the temperature information received from the temperature sensor unit and the state of charge of the battery pack Battery pack environment control device using PCM, characterized in that the analysis.
 청구항 2에 있어서,
상기 분석모듈은, 상기 외기 온도에 따른 상기 복수 개의 배터리셀 각각의 온도 변화가 소정의 온도 범위 내에 형성되는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 PCM을 이용한 배터리팩 환경제어 장치.
3. The method according to claim 2,
The analysis module, the battery pack environment control device using a PCM, characterized in that for determining whether the temperature change of each of the plurality of battery cells according to the outside temperature is formed within a predetermined temperature range.
 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 온도제어부는,
내부 공간을 구비하는 하우징, 및
상기 하우징의 내부 공간에 충진되는 상변화물질,을 구비하는 것을 특징으로 하는 PCM을 이용한 배터리팩 환경제어 장치.
The method according to claim 1,
The temperature control unit,
a housing having an interior space, and
A battery pack environment control device using a PCM, characterized in that it comprises a phase change material filled in the inner space of the housing.
 청구항 1에 있어서,
상기 모니터링모듈은, 상기 복수 개의 배터리셀 각각의 온도 및 상기 배터리팩의 충전 상태와 정상 여부를 표시하는 것을 특징으로 하는 PCM을 이용한 배터리팩 환경제어 장치.
The method according to claim 1,
The monitoring module, the battery pack environment control device using a PCM, characterized in that the display of the temperature of each of the plurality of battery cells and the state of charge of the battery pack and whether it is normal.
 청구항 1의 PCM을 이용한 배터리팩 환경제어 장치를 사용한 PCM을 이용한 배터리팩 환경제어 방법에 있어서,
상변화물질에 의해 온도제어되는 파우치형 배터리모듈에 구비된 복수 개의 배터리셀 각각에 대한 온도, 상기 배터리모듈의 온도, 복수 개의 상기 배터리모듈로 형성된 배터리팩의 온도 및 상기 배터리팩 외부의 온도인 외기 온도 각각을 측정하고, 상기 배터리팩의 전압과 전류를 측정하는 측정 단계;
상기 배터리셀, 상기 배터리모듈 및 상기 배터리팩 각각의 온도를 분석하고, 상기 배터리팩의 전압과 전류를 측정함으로써, 상기 배터리팩의 충전 상태와 정상 여부를 판단하는 분석 단계; 및
상기 분석 단계에서 분석된 정보를 표시하는 모니터링 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCM을 이용한 배터리팩 환경제어 방법.
In the battery pack environment control method using the PCM using the battery pack environment control device using the PCM of claim 1,
The temperature of each of the plurality of battery cells provided in the pouch-type battery module temperature-controlled by the phase change material, the temperature of the battery module, the temperature of the battery pack formed of the plurality of battery modules, and the temperature outside the battery pack measuring each temperature and measuring the voltage and current of the battery pack;
an analysis step of analyzing the temperature of each of the battery cells, the battery module, and the battery pack, and measuring the voltage and current of the battery pack to determine whether the battery pack is in a normal state of charge or not; and
A battery pack environment control method using a PCM, comprising: a monitoring step of displaying the information analyzed in the analysis step.
 청구항 8에 있어서,
상기 분석 단계에서, 상기 배터리팩의 전압과 전류를 이용하여 상기 배터리팩의 충전 상태를 연산하고, 상기 온도센서부로부터 전달 받은 온도 정보와 상기 배터리팩의 충전 상태를 이용하여 상기 배터리팩의 정상 여부를 분석하는 것을 특징으로 하는 PCM을 이용한 배터리팩 환경제어 방법.
9. The method of claim 8,
In the analysis step, the state of charge of the battery pack is calculated using the voltage and current of the battery pack, and whether the battery pack is normal using the temperature information received from the temperature sensor unit and the state of charge of the battery pack. Battery pack environment control method using PCM, characterized in that analyzing the.
 청구항 9에 있어서,
상기 분석 단계에서, 상기 외기 온도에 따른 상기 복수 개의 배터리셀 각각의 온도 변화가 소정의 온도 범위 내에 형성되는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 PCM을 이용한 배터리팩 환경제어 방법.10. The method of claim 9,
In the analysis step, the battery pack environment control method using PCM, characterized in that it is determined whether the temperature change of each of the plurality of battery cells according to the outside temperature is formed within a predetermined temperature range.
KR1020190171669A 2019-12-20 2019-12-20 Device and method for environmental control of battery pack using phase change materials KR102307881B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190171669A KR102307881B1 (en) 2019-12-20 2019-12-20 Device and method for environmental control of battery pack using phase change materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190171669A KR102307881B1 (en) 2019-12-20 2019-12-20 Device and method for environmental control of battery pack using phase change materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210079658A KR20210079658A (en) 2021-06-30
KR102307881B1 true KR102307881B1 (en) 2021-10-05

Family

ID=76602554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190171669A KR102307881B1 (en) 2019-12-20 2019-12-20 Device and method for environmental control of battery pack using phase change materials

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102307881B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010033961A1 (en) * 2000-02-15 2001-10-25 Gudmundsson Bjorn Gudmund Method and device relating to battery temperature regulation

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100905392B1 (en) * 2006-04-03 2009-06-30 주식회사 엘지화학 Battery Pack Comprising Combined Temperature-controlling System
KR20130040575A (en) * 2011-10-14 2013-04-24 삼성에스디아이 주식회사 Apparatus and method for detecting failure of battery
KR20180008215A (en) 2016-07-15 2018-01-24 주식회사 엘지화학 Battery cell temperature control system and method
KR20180057046A (en) * 2016-11-21 2018-05-30 삼성전자주식회사 Method and apparatus for controlling battery temperature
KR102577275B1 (en) * 2017-12-22 2023-09-12 삼성전자주식회사 Module for real time thermal behavior analysis of secondary cell battery and method of operating the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010033961A1 (en) * 2000-02-15 2001-10-25 Gudmundsson Bjorn Gudmund Method and device relating to battery temperature regulation

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210079658A (en) 2021-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9770997B2 (en) Detection of imbalance across multiple battery cells measured by the same voltage sensor
EP3958006B1 (en) Battery diagnosis apparatus and method
JP2012074328A (en) Secondary battery system detecting heat generation distribution
KR20170124884A (en) Temperature control apparatus and method for energy storage system
CN111216593A (en) New energy vehicle, power supply control method and storage medium
CN116885319B (en) Temperature control method and system for lithium ion battery
EP3961233A1 (en) Battery cell diagnosis device and method
US20220373609A1 (en) State Value for Rechargeable Batteries
US10656195B2 (en) System and method for differentiating shorting in a battery
US10794962B2 (en) Systems and methods for battery micro-short estimation
JP2023543747A (en) Battery diagnostic device and method
EP4024066A1 (en) Device for diagnosing battery, and method therefor
CN102830358A (en) Thermoelectric parameter testing device of battery
JP7389217B2 (en) Battery condition prediction device and battery condition prediction method
KR102307881B1 (en) Device and method for environmental control of battery pack using phase change materials
WO2019058666A1 (en) Secondary battery deterioration detection system
KR102307865B1 (en) Control and measurement algorithm of battery pack with phase change materials, and apparatus that controls and measures battery packs by applying phase change materials
EP4231026A1 (en) Battery management device and method
Doosthosseini et al. On the structure of the optimal input for maximizing lithium-ion battery thermal parameter identifiability
Li et al. Overdischarge Detection and Prevention With Temperature Monitoring of Li-Ion Batteries and Linear Regression-Based Machine Learning
CN202583429U (en) Testing device for thermoelectric parameter of battery
Jeewandara et al. Parametrization and core temperature estimation of lithium-ion batteries for thermal management
Lin et al. Thermal Uniformity of Pouch-Type Lithium Ion Batteries with NCM Cathode Materials under Different Operating Conditions
Nazari et al. Low-Temperature Energy Efficiency of Lithium-Ion Batteries
CN116520153B (en) Early warning protection method and system for thermal runaway of lithium battery

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant