KR102380920B1 - Apparatus of Battery Over-temperature Protection - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배터리 과온도 폭발방지 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 스마트모빌리티의 구동 제어 전력을 공급하는 리튬-이온 배터리에 온도센서부를 통해 상기 리튬-이온 배터리의 온도를 검출하고, 상기 온도센서부에서 약 70도 이상의 과온도가 검출될 시 온도센서 동작 검출저항에 전압을 인가하고, 상기 온도센서 동작 검출저항에 전압이 인가되면, 상기 리튬-이온 배터리의 에너지를 방전시키는 방전저항 및 방전 스위치로 구성된 배터리 방전회로의 상기 방전 스위치가 턴온(Turn-on)되고, 동시에 상기 리튬-이온 배터리의 에너지가 상기 방전저항에서 소모되어 상기 스마트모빌리티가 정지하는 것을 특징으로 하는 배터리 과온도 폭발방지 장치를 제안한다.The present invention relates to a battery overtemperature explosion prevention device, and more specifically, detects the temperature of the lithium-ion battery through a temperature sensor unit to a lithium-ion battery that supplies driving control power of smart mobility, and in the temperature sensor unit When an over temperature of about 70 degrees or more is detected, a voltage is applied to the temperature sensor operation detection resistance, and when a voltage is applied to the temperature sensor operation detection resistance, the lithium-ion battery consists of a discharge resistor and a discharge switch that discharges energy The discharging switch of the battery discharging circuit is turned on, and at the same time, the energy of the lithium-ion battery is consumed in the discharging resistor to stop the smart mobility. .
Description
본 발명은 스마트모빌리티를 위한 배터리 과온도 폭발방지 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전동킥보드, 세그웨이, 호버보드, 전동휠 및 전기자전거 등의 소형 전기시스템을 이용하여 이동하는 장치인 스마트모빌리티에서 배터리의 안정성을 높이는 것이다 특히 배터리의 과온도가 발생하는 경우 이를 미리 방지하는 배터리 폭발방지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a battery overtemperature explosion prevention device for smart mobility, and more particularly, to a battery in smart mobility, a device that moves using a small electric system such as an electric kickboard, a Segway, a hoverboard, an electric wheel, and an electric bicycle. In particular, it relates to a battery explosion prevention device that prevents the occurrence of overtemperature in the battery in advance.
최근에 전동킥보드, 세그웨이, 호버보드, 전동휠 및 전기자전거 등의 소형 전기시스템을 이용하여 이동하는 장치인 스마트모빌리티에서 화재 및 폭발사고가 문제가 되고 있다. 한국을 기준으로 스마트모빌리티의 화재 및 폭발사고는 2015년 - 14건, 2016년 - 84건, 2017년 - 197건, 2018년 - 233건, 2019년 - 250건 이상으로 급증하고 있다. 최근에 발생한 구체적인 사례로는 최근에는 광주 광산구 송정동 아파트 전동킥보드 폭발: 2명 사망, 4명 부상(2019년 9월), 서울 이문동 다가구주택 전동킥보드 폭발 1명 사명, 1명 부상 (2019년 5월), 서울 송파구 한국체대 기숙사 전동킥보드 폭발 7명 부상(2018년 7월 11일)의 사고의 발생으로 인명 및 재산피해가 문제가 되고 있는 현실이다. 현재 국내에서 판매되는 대부분의 스마트모빌리티의 경우 크게 다음의 3가지 문제점으로 인하여 화재 및 폭발사고에 매우 취약하다.Recently, fire and explosion accidents have become a problem in smart mobility, a device that moves using small electric systems such as electric kickboards, Segways, hoverboards, electric wheels, and electric bicycles. Based on Korea, the number of fire and explosion accidents of smart mobility in 2015 - 14, 2016 - 84, 2017 - 197, 2018 - 233, 2019 - more than 250. Specific examples that have recently occurred include the recent explosion of an electric kickboard in an apartment building in Songjeong-dong, Gwangsan-gu, Gwangju: 2 killed, 4 injured (September 2019), 1 person killed and 1 injured (May 2019) ), an accident in which 7 people were injured (July 11, 2018) by the explosion of an electric kickboard in the dormitory of the Korea National University of Sports in Songpa-gu, Seoul. Most of the smart mobility currently sold in Korea are very vulnerable to fire and explosion accidents due to the following three problems.
첫째, 현재 판매하는 대부분의 스마트모빌리티는 중국산으로서 배터리 폭발 및 화재를 위한 보호회로가 없음First, most of the smart mobility currently sold are made in China and do not have a protection circuit for battery explosion and fire.
둘째, 배터리 정격전압 및 충전기 정격전압이 일치하지 않는 경우가 있어서 배터리의 과충전으로 인한 과온도가 발생하여 폭발 및 화재가 발생하는 경우가 있음Second, there are cases where the rated voltage of the battery and the rated voltage of the charger do not match.
셋째, 리튬-이온 배터리가 정품이 아닌 짝퉁을 사용함으로 인하여 배터리의 성능이 정품 배터리와 비교하여 크게 미치지 못하는 경우가 있음Third, there are cases where the performance of the lithium-ion battery is not significantly lower than that of the genuine battery due to the use of a fake rather than a genuine battery.
관련된 선행문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0097344호, 공개일 2018. 08. 31. (이하 [특허문헌1] 이라함)에서는 커넥터 연결을 이용한 배터리관리시스템(BMS) 배터리 진단 조건 변경 방법 및 시스템에 관한 것이다. 상기 [특허문헌1]에서는 커넥터 연결 감지부, 진단 정보 요청부, 진단 정보 수신부, 제1,2 진단 정보 저장부, 변경 여부 감지부 및 진단 동작 수행부로 구성된 배터리관리시스템을 제안하였다.As a related prior document, in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2018-0097344, published on August 31, 2018 (hereinafter referred to as [Patent Document 1]), the battery management system (BMS) battery diagnosis condition change using connector connection It relates to methods and systems. In [Patent Document 1], a battery management system composed of a connector connection detection unit, a diagnostic information requesting unit, a diagnostic information receiving unit, first and second diagnostic information storage units, a change detection unit, and a diagnostic operation performing unit is proposed.
대한민국 공개특허공보 제10-2019-0051477호, 공개일 2019. 05. 15. (이하 [특허문헌2] 이라함)에서는 BMS(배터리관리시스템) 웨이크업(Wake-up) 장치, 이를 이용한 BMS 및 배터리팩에 관한 것이다. 상기 [특허문헌2]에서는 외부 전원 신호가 공급되면, 소스 전원의 통과 여부에 따라 펄스 신호를 생성하는 펄스 생성 모듈, 상기 펄스 신호를 기초로 BMS(배터리관리시스템)을 구동하는 작동 전원을 출력하는 전원 출력 모듈을 제안하였다.In the Republic of Korea Patent Publication No. 10-2019-0051477, published on May 15, 2019 (hereinafter referred to as [Patent Document 2]), a BMS (battery management system) wake-up device, a BMS using the same, and It's about the battery pack. In the [Patent Document 2], when an external power signal is supplied, a pulse generating module that generates a pulse signal depending on whether the source power passes or not, based on the pulse signal, outputs operating power to drive a BMS (battery management system) A power output module is proposed.
대한민국 공개특허공보 제10-2016-0067600호, 공개일 2016. 06. 14. (이하 [특허문헌3] 이라함)에서는 배터리 셀 과충전 보호 장치 및 방법에 관한 것이다. 상기 [특허문헌3]에서는 셀밸런싱부, 과충전보호부 및 보호제어부를 제안하였다.Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2016-0067600, published on June 14, 2016 (hereinafter referred to as [Patent Document 3]) relates to a battery cell overcharge protection device and method. In [Patent Document 3], a cell balancing unit, an overcharge protection unit, and a protection control unit have been proposed.
그러나 상기 [특허문헌1] 내지 [특허문헌3]에서의 배터리의 안정적인 제어를 위한 많은 연구에도 불구하고, 전동킥보드, 세그웨이, 호버보드, 전동휠 및 전기자전거 등의 스마트모빌리티에 최적화된 동시에, 문제 발생시 BLDC 모터를 정지할 수 있고, 동시에 리튬-이온 배터리의 저장된 에너지를 반정시키는 배터리 폭발방지에는 최적화되지 못하였다.However, despite many studies for the stable control of the battery in [Patent Document 1] to [Patent Document 3], it is optimized for smart mobility such as electric kickboards, Segways, hoverboards, electric wheels and electric bicycles, and at the same time, problems It is not optimized for battery explosion prevention, which can stop the BLDC motor in case of occurrence and at the same time counteract the stored energy of the lithium-ion battery.
상기한 종래의 기술에는, 스마트모빌리티를 위한 리튬-이온 배터리의 과충전으로 인하여 과온도가 발생하거나, BLDC 모터(10)의 역기전력으로 인하여 과충전으로 인한 과온도의 발생됨으로 인하여 배터리가 폭발하는 문제점이 있다. 그 이유는 첫째, 현재 판매하는 대부분의 스마트모빌리티는 중국산으로서 배터리 폭발 및 화재를 위한 보호회로가 없으며, 둘째, 배터리 정격전압 및 충전기 정격전압이 일치하지 않는 경우가 있어서 배터리의 과충전으로 인하여 폭발 및 화재가 발생하는 경우가 있으며, 셋째, 리튬-이온 배터리가 정품이 아닌 짝퉁을 사용함으로 인하여 배터리의 성능이 정품 배터리와 비교하여 크게 미치지 못하는 경우가 있다. 따라서 본 발명에서는 리튬-이온 배터리에서 70도 이상의 과온도가 발생하며, 화재 및 폭발이 발생하는 온도 이전에 이를 미리 감지하고, 상기 BLDC 모터(10)를 정지시키고, 상기 리튬-이온 배터리의 에너지를 방전시키는 스마트모빌리티를 위한 배터리 과온도 폭발방지 장치를 제공하는데 목적이 있다.In the above-mentioned prior art, there is a problem in that the battery explodes due to the occurrence of overtemperature due to overcharging of the lithium-ion battery for smart mobility or the occurrence of overtemperature due to overcharging due to the back electromotive force of the
상술한 목적을 달성하기 위하여 스마트모빌리티 구동을 위한 BLDC 모터(10), 상기 BLDC 모터(10)의 속도제어를 위한 인버터(30), 상기 인버터(30)의 제어신호를 공급하는 인버터 제어부(70), 상기 인버터 제어부(70)의 제어신호 동작을 결정하는 인버터 동작제어 기준전압(Vref1), 상기 인버터 동작제어 기준전압(Vref1)을 접지(Ground)와 연결하도록 제어하여 상기 인버터 제어부(70)의 게이트 신호(72)의 발생을 차단시키는 인버터 동작제어 스위치(71), 상기 인버터(30)에 전력을 공급하는 리튬-이온 배터리(40), 상기 리튬-이온 배터리(40)의 에너지를 방전시키는 배터리 방전회로(60) - 상기 배터리 방전회로(60)는 방전저항(60-1) 및 방전 스위치(60-2)로 구성되며, 상기 리튬-이온 배터리(40)의 온도를 검출하기 위한 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50) - 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)의 제1 내지 제4 금속-절연체 순간전이 온도센서(50-1 내지 50-4)는 모두 병렬로 연결되며 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)와 직렬로 연결된 온도센서 동작 검출저항(51), 상기 제1 내지 제4 금속-절연체 순간전이 온도센서(50-1 내지 50-4)에서 특정(特定) 온도센서에서 과온도가 검출되면, 전압이 인가되는 온도센서 동작 검출저항(51), 상기 전압이 인가되는 온도센서 동작 검출저항(51)으로 인하여 인버터 동작제어 스위치(71)가 턴온(Turn-on)되므로 상기 인버터 제어부(70)의 게이트 신호(72)의 발생을 차단되므로 상기 BLDC 모터(10)의 동작이 정지되며, 상기 방전 스위치(60-2)가 턴온(Turn-on)되므로 상기 리튬-이온 배터리(40)의 에너지가 방전저항(60-1)을 통해서 방전하는 것으로 구성된 배터리 과온도 폭발방지 장치를 가장 큰 기술적 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a
또한, 배터리 과온도 폭발방지 장치에 있어서, 상기 리튬-이온 배터리(40)의 온도를 검출하기 위한 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50) - 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)의 제1 내지 제4 금속-절연체 순간전이 온도센서(50-1 내지 50-4)는 모두 병렬로 연결되며, 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)의 일단(一端)과 연결된 금속-절연체 순간전이 온도센서부 제어전압(Vcc), 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)의 타단(他端)과 연결된 온도센서 동작 검출저항(51) - 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)에서 과온도가 검출되면, 온도센서 동작 검출저항(51)에 전압이 인가되며, 상기 리튬-이온 배터리(40)의 (+)단자와 (-)단자 사이에 연결된 방전저항(60-1) 및 방전 스위치(60-2)로 구성된 배터리 방전회로(60), 상기 온도센서 동작 검출저항(51)은 약 70도 이상의 과온도에서 전압이 인가되면, 상기 방전 스위치(60-2)가 턴온(Turn-on)되며, 상기 리튬-이온 배터리(40)의 에너지가 방전저항(60-1)에서 소모되며, 상기 제1 내지 제4 금속-절연체 순간전이 온도센서(50-1 내지 50-4)는 약 70도의 온도에서 급격하게 저항값이 수백[kΩ]에서 수십[Ω]으로 변화하는 금속-절연체 순간전이 특성을 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, in the battery overtemperature explosion prevention device, the metal-insulator instantaneous transition
또한, 상기 제1 내지 제4 금속-절연체 순간전이 온도센서(50-1 내지 50-4)는 배터리의 곳곳에 분산하여 배치하는 것을 특징으로 한다.In addition, the first to fourth metal-insulator instantaneous transition temperature sensors 50-1 to 50-4 are characterized in that they are dispersed and disposed in various parts of the battery.
또한, 상기 리튬-이온 배터리(40)를 교류전원(130)으로부터 충전하기 위한 충전기(140) - 상기 충전기(140)는 충전기 전력단(110) 및 충전기 제어부(111)로 구성되며, 상기 충전기 제어부(111)는 충전 게이트 신호(112) 발생여부를 결정하는 충전기 동작제어 기준전압(Vref2), 상기 온도센서 동작 검출저항(51)의 일단(一端)과 상기 충전기 제어부(111)를 연결하는 충전기 제어 다이오드(65)를 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 온도센서 동작 검출저항(51)은 약 70도 이상의 과온도에서 금속-절연체 순간전이 온도센서부 제어전압(Vcc)이 인가되며, 상기 충전기 제어 다이오드(65)를 통하여 충전기 동작제어 기준전압(Vref2)의 변경을 통하여 충전기의 동작을 정지시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the temperature sensor
또한, 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)는 약 70도의 온도에서 급격하게 저항값이 수백[kΩ]에서 수십[Ω]으로 변화하는 금속-절연체 순간전이 특성을 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the metal-insulator instantaneous transition
또한, 상기 약 70도 이상의 과온도가 발생하는 경우, 브레이킹 딜레이 시간이 1.1[초] 이내인 것을 특징으로 한다.In addition, when the over temperature of about 70 degrees or more occurs, it is characterized in that the braking delay time is within 1.1 [sec].
또한, 배터리 과온도 폭발방지 장치에 있어서, 스마트모빌리티(90)의 구동을 위하여 BLDC 모터(10), 상기 BLDC 모터(10)의 속도를 제어하는 인버터(30), 상기 인버터에 제어신호를 공급하는 인버터 제어부(70) - 상기 인버터 제어부(70)는 상기 인버터(30)에 게이트 신호(72)를 공급하며, 상기 인버터(30)에 전력을 공급하는 리튬-이온 배터리(40), 상기 리튬-이온 배터리(40)의 온도를 검출하기 위한 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50), 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)의 일단(一端)과 연결된 금속-절연체 순간전이 온도센서부 제어전압(Vcc), 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)의 타단(他端)과 연결된 온도센서 동작 검출저항(51) - 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)에서 약 70도 이상의 과온도가 검출되면, 온도센서 동작 검출저항(51)에 전압이 인가되며, 상기 인버터 제어부(70)의 제어신호 동작을 결정하는 인버터 동작제어 기준전압(Vref1), 상기 인버터 동작제어 기준전압(Vref1)을 접지(Ground)와 연결하도록 제어하는 인버터 동작제어 스위치(71), 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부 제어전압(Vcc)과 연결된 제1 저항(151), 상기 제1 저항(151)과 연결된 제1 커패시터(152), 상기 제1 커패시터(152)의 양단에 연결된 제너 다이오드(153), 상기 제1 저항(151), 상기 제1 커패시터(152) 및 상기 제너 다이오드(153)은 역바이어스 회로(150)를 구성하며, 상기 역바이어스 회로(150)는 상기 인버터 동작제어 스위치(71)의 게이트(Gate) 신호에 역바이어스를 인가하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the battery overtemperature explosion prevention device, the BLDC
또한, 상기 리튬-이온 배터리(40)의 에너지를 방전시키는 방전저항(60-1) 및 방전 스위치(60-2)로 구성된 배터리 방전회로(60)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, it characterized in that it includes a battery discharging circuit (60) composed of a discharging resistor (60-1) and a discharging switch (60-2) for discharging the energy of the lithium-ion battery (40).
또한, 상기 리튬-이온 배터리(40)를 교류전원(130)으로부터 충전하기 위한 충전기(140) - 상기 충전기(140)는 충전기 전력단(110) 및 충전기 제어부(111)로 구성되며, 상기 충전기 제어부(111)는 충전 게이트 신호(112) 발생여부를 결정하는 충전기 동작제어 기준전압(Vref2), 상기 온도센서 동작 검출저항(51)의 일단(一端)과 상기 충전기 제어부(111)를 연결하는 충전기 제어 다이오드(65)를 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 약 70도 이상의 과온도가 검출되면, 상기 온도센서 동작 검출저항(51)에 전압이 인가되며, 상기 방전 스위치(60-2)가 턴온(Turn-on)됨을 통하여 상기 리튬-이온 배터리(40)의 에너지가 방전되며, 상기 인버터 동작제어 스위치(71)가 턴온(Turn-on) 됨으로 인하여 스마트모빌리티(90)가 정지하며, 상기 충전기 제어 다이오드(65)를 통하여 상기 충전기 동작제어 기준전압(Vref2)이 제어됨으로 인하여 상기 리튬-이온 배터리(40)의 충전이 차단되는 것을 특징으로 한다.In addition, when the over temperature of about 70 degrees or more is detected, a voltage is applied to the temperature sensor
또한, 상기 역바이어스 회로(150)는 상기 인버터 동작제어 스위치(71)의 오동작을 방지하는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 BLDC 모터(10)의 역기전력이 고려된 전압방정식은 아래의 식인 것을 특징으로 한다.In addition, the voltage equation in consideration of the back electromotive force of the
여기서, : 고정자 전압here, : stator voltage
: 고정자 전류 : stator current
: 회전자가 회전함에 따라서 각상 코일에 유기되는 전압(역기전력) : Voltage induced in each phase coil as the rotor rotates (back electromotive force)
: 고정자 저항 : Stator resistance
: 고정자 인덕턴스 : stator inductance
또한, 상기 방전 스위치(60-2)의 게이트(Gate) 단자에 제1 게이트 직렬저항(52) 및 제1 게이트병렬 저항(53)의 삽입을 통하여 방전 스위치(60-2)의 온/오프 동작을 빠르고 명확하게 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the on/off operation of the discharge switch 60-2 through the insertion of the first
본 발명에서 제안하는 스마트모빌리티를 위한 배터리 과온도 폭발방지 장치는 첫째, 배터리가 폭발 및 화재가 발생 이전인 약 70도에서 리튬-이온 배터리의 에너지를 방전시킴을 통하여 배터리 폭발 및 화재를 방지시키며, 둘째, 리튬-이온 배터리에서 약 70도 이상의 과온도 발생시에 BLDC 모터를 정지시켜 스마트모빌리티를 정지시켜 운전자가 이를 알고 대처할 수 있으며, 셋째, 매우 간단한 회로구성으로 기존의 과온도 센서와 비교하여 경제적이며 매우 상승된 효과를 가지고 있다.The battery overtemperature explosion prevention device for smart mobility proposed in the present invention, first, prevents the battery explosion and fire by discharging the energy of the lithium-ion battery at about 70 degrees before the battery explodes and fires, Second, when an over temperature of about 70 degrees or more occurs in a lithium-ion battery, the BLDC motor is stopped to stop the smart mobility so that the driver can know and cope with it. It has a very synergistic effect.
도 1은 금속-절연체 순간전이 현상
도 2는 열전대 서머커플러, NTC(Negative Temperature Coefficient) 서미스터 및 금속-절연체 순간전이 센서
도 3은 NTC(Negative Temperature Coefficient) 서미스터의 특성곡선
도 4는 금속-절연체 순간전이 센서의 특성곡선
도 5는 BLDC 모터 구조 및 등가회로
도 6은 인버터 회로 및 BLDC 모터의 등가회로
도 7은 BLDC 모터의 역기전력 및 전류파형
도 8은 본 발명에 따른 스마트모빌리티를 위한 배터리 과온도 폭발방지 장치 제1 실시예
도 9는 본 발명에 따른 스마트모빌리티를 위한 배터리 과온도 폭발방지 장치 제2 실시예
도 10은 본 발명에 따른 스마트모빌리티를 위한 배터리 과온도 폭발방지 및 충전차단 장치 제1 실시예
도 11은 본 발명에 따른 스마트모빌리티를 위한 배터리 과온도 폭발방지 및 충전차단 장치 제2 실시예
도 12는 본 발명에 따른 스마트 모빌리티에서 모터정지 오동작 방지회로
도 13은 기존의 BLDC 모터 브레이킹시, 선간전압 및 상전압 파형
도 14는 본 발명에서 제안된 과온도 보호회로가 내장된 BLDC 모터 브레이킹시, 선간전압, 상전류, 배터리 방전전류 및 과온도 신호 파형을 나타낸다.1 is a metal-insulator instantaneous transition phenomenon
2 is a thermocouple thermocouple, a negative temperature coefficient (NTC) thermistor, and a metal-insulator instantaneous transition sensor.
3 is a characteristic curve of a Negative Temperature Coefficient (NTC) thermistor;
4 is a characteristic curve of the metal-insulator instantaneous transition sensor.
5 is a BLDC motor structure and equivalent circuit
6 is an inverter circuit and an equivalent circuit of a BLDC motor;
7 is a back electromotive force and current waveform of a BLDC motor;
8 is a first embodiment of the battery overtemperature explosion prevention device for smart mobility according to the present invention
9 is a second embodiment of the battery overtemperature explosion prevention device for smart mobility according to the present invention
10 is a first embodiment of a battery over-temperature explosion prevention and charging cut-off device for smart mobility according to the present invention
11 is a second embodiment of the battery overtemperature explosion prevention and charging cutoff device for smart mobility according to the present invention
12 is a motor stop malfunction prevention circuit in smart mobility according to the present invention
13 is a conventional BLDC motor braking, line-to-line voltage and phase voltage waveform
14 shows the waveforms of the line voltage, phase current, battery discharge current and over temperature signal when braking the BLDC motor with the built-in over temperature protection circuit proposed in the present invention.
도 1은 금속-절연체 순간전이(Metal-Insulator-Transition) 현상을 나타낸다. 본 발명의 온도센서로 사용되는 금속-절연체 순간전이 센서의 특성을 나타낸다. 도 1(a)는 균일한 쿨롱 에너지(U)를 가진 모트 절연체를 나타내며, 도 1(b)는 전자 1개가 빠져나가는 순간에 급격하게 절연체에서 금속으로 저항값이 순간적으로 변화되는 현상이다.1 shows a metal-insulator-transition phenomenon. The characteristics of the metal-insulator instantaneous transition sensor used as the temperature sensor of the present invention are shown. 1(a) shows a Mott insulator having a uniform Coulomb energy (U), and FIG. 1(b) is a phenomenon in which the resistance value is momentarily changed from the insulator to the metal abruptly at the moment when one electron escapes.
도 2는 열전대 서머커플러, NTC(Negative Temperature Coefficient) 서미스터 및 금속-절연체 순간전이 센서를 나타낸다. 도 2(a)는 열전대 서머커플러(Thermo-coupler)를 나타내며, 도 2(b)는 NTC(Negative Temperature Coefficient) 서미스터를 나타내며, 도 2(c)는 금속-절연체 순간전이(Metal-Insulator-Transition) 센서를 나타낸다. 도 2(a)의 열전대 서머커플러는 온도 검출의 정확도는 매우 우수하지만, 가격이 매우 고가라는 단점이 있으며, 도 2(b)는 NTC 서미스터의 경우, 가격이 매우 저렴하지만, 화재발생 시작온도인 70도 이상의 온도에서 저항값 변화가 완만하다는 단점이 존재한다. 하지만, 본 발명에서 사용하는 도 2(c)의 금속-절연체 순간전이 센서는 가격이 매우 저렴하고, 70도의 온도에서 금속-절연체 순간전이 현상으로 저항값의 변화가 매우 급격하게 변한다는 것이 가장 큰 기술적 특징이다.2 shows a thermocouple thermocoupler, a negative temperature coefficient (NTC) thermistor, and a metal-insulator instantaneous transition sensor. Figure 2 (a) shows a thermocouple thermocouple (Thermo-coupler), Figure 2 (b) shows a Negative Temperature Coefficient (NTC) thermistor, Figure 2 (c) is a metal-insulator instantaneous transition (Metal-Insulator-Transition) ) represents the sensor. The thermocouple thermocouple of FIG. 2(a) has very good temperature detection accuracy, but has a disadvantage that it is very expensive. There is a disadvantage that the resistance value change is gentle at a temperature of 70 degrees or more. However, the metal-insulator instantaneous transition sensor of FIG. 2(c) used in the present invention is very inexpensive, and the biggest difference is that the resistance value changes very rapidly due to the metal-insulator instantaneous transition phenomenon at a temperature of 70 degrees. technical characteristics.
도 3은 NTC(Negative Temperature Coefficient) 서미스터의 특성곡선을 나타낸다. 도 3에서 화재발생 시작온도(Fire start temperature)에서 저항값 변화가 매우 미미하므로, 화재가 발생하는지 검출하는데 매우 적합하지 않으며, 추가적으로 연산증폭기(Op-Amp) 회로가 필요하다는 문제점이 있었다.3 shows a characteristic curve of a Negative Temperature Coefficient (NTC) thermistor. 3, since the change in resistance value at the fire start temperature is very small, it is not very suitable for detecting whether a fire occurs, and there is a problem that an operational amplifier (Op-Amp) circuit is additionally required.
도 4는 금속-절연체 순간전이 센서의 특성곡선을 나타낸다. 금속-절연체 순간전이 센서의 경우 약 70도(정확하게 67도)의 온도에서 급격하게 저항값이 감소하는 특징을 가지고 있다. 실제 측정을 해보면, 금속-절연체 순간전이 센서의 패키지에 열 전달의 시간이 필요하므로 약 70도에서 동작을 하며, 70도에서 372.1[kΩ]에서 75도에서 44.49[Ω]으로 저항값의 변화가 급격하게 되는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 본 발명에서 사용하는 금속-절연체 순간전이 센서는 가격이 매우 저렴하고, 화재가 발생하기 시작 전의 온도인 약 70도의 온도에서 급격하게 저항값이 변화되는 특성을 보이는 장점을 가지고 있다.4 shows a characteristic curve of the metal-insulator instantaneous transition sensor. In the case of a metal-insulator instantaneous transition sensor, the resistance value rapidly decreases at a temperature of about 70 degrees (67 degrees to be precise). If you actually measure it, the package of the metal-insulator instantaneous transition sensor needs time for heat transfer, so it operates at about 70 degrees, and the change in resistance is from 372.1 [kΩ] at 70 degrees to 44.49 [Ω] at 75 degrees. It could be seen that the rapid Therefore, the metal-insulator instantaneous transition sensor used in the present invention has an advantage in that the price is very low and the resistance value changes rapidly at a temperature of about 70 degrees, which is the temperature before the start of a fire.
도 5는 BLDC 모터 구조 및 등가회로를 나타낸다. 도 5(a)는 BLDC 모터 구조를 나타낸다. 상기 BLDC 모터(10)는 3상의 구조를 가지고 있으며, 고정자(20)에는 3상 고정자 권선(21)이 배치되어 있으며, 회전자에 N극과 S극의 영구자석이 배치되엉 lT는 것이 특징이며, 그 등가회로는 도 5(b)와 같이 나타낼 수 있다.5 shows a BLDC motor structure and an equivalent circuit. 5( a ) shows the structure of a BLDC motor. The
도 6은 인버터 회로 및 BLDC 모터의 등가회로를 나타낸다. 상기 BLDC 모터(10)는 1주기에 6번의 제어를 수행하는 6-스텝(Step) 제어방식으로 제어되며, 도 5(b) 및 도 6으로부터 쇄교자석의 관계식을 구하면 식(1),(2)와 같이 나타낼 수 있다.6 shows an inverter circuit and an equivalent circuit of a BLDC motor. The
식(1) Formula (1)
식(2) Equation (2)
여기서, : 고정자 전압here, : stator voltage
: 고정자 전류 : stator current
: 고정자 자속 : stator flux
식(3) Equation (3)
은 각각 고정자 저항, 고정자 인덕턴스, 쇄교자속의 크기를 나타내며 다음의 식(4) 내지 식(6)과 같이 나타낼 수 있다. represents the magnitude of the stator resistance, the stator inductance, and the flux linkage, respectively, and can be expressed as the following Equations (4) to (6).
식(4) Equation (4)
식(5) Equation (5)
식(6) Equation (6)
여기서, : 회전자의 전기적 위치here, : electrical position of the rotor
: 회전자가 회전함에 따라서 각상 코일에 유기되는 전압(역기전력) : Voltage induced in each phase coil as the rotor rotates (back electromotive force)
: 영구자석에 의해서 고정자 권선에 유기되는 쇄교자석 : Linkage magnets induced in the stator winding by permanent magnets
따라서 최종적으로 역기전력은 회전자에 의해 고정자 권선에 유기되는 자속의 세기와 비례하며, 역기전력이 고려된 전압방정식은 식(7)과 같이 나타낼 수 있다.Therefore, finally, the back EMF is proportional to the strength of the magnetic flux induced in the stator winding by the rotor, and the voltage equation considering the back EMF can be expressed as Equation (7).
식(7) Equation (7)
도 7은 BLDC 모터의 역기전력 및 전류파형을 나타낸다. 따라서 BLDC 모터(10)의 경우 식(7)과 같은 역기전력이 고려된 전압방전식에서 역기전력()은 도 7과 같은 파형으로 나타난다. 상기 역기전력은 스마트모빌리티의 주행 시에 일정(一定) 속도로 가속되고, 이후 점차 정지하면서 모터가 발전기로 동작하면서 생성되는 발전전압을 의미한다. 7 shows the back electromotive force and current waveforms of the BLDC motor. Therefore, in the case of the
스마트모빌리티의 배터리에서 가장 크게 문제되는 2가지 경우가 있으며, 첫째, 리튬-이온 배터리가 충전기에 의해서 과충전(Over-Charging) 상태가 되고서 리튬-이온 배터리(40)에서 과전압이 발생되는 경우이도, 둘째, BLDC 모터(10)의 역기전력()에 의해서 리튬-이온 배터리(40)의 과전압이 발생되는 경우이다. 따라서 본 발명에서는 이러한 2가지 문제점을 해결하는 방안으로 리튬-이온 배터리(40)의 과전압의 발생에 의해서 과온도가 발생되면, 스마트모빌리티를 정지시키는 것과 동시에 리튬-이온 배터리(40)의 과전압을 효과적으로 방전시키는 방법을 제안하고 이를 가장 큰 기술적 특징으로 한다.There are two cases that are the most problematic in the battery of smart mobility. First, when the lithium-ion battery is in an over-charging state by the charger and overvoltage occurs in the lithium-
도 8은 본 발명에 따른 스마트모빌리티를 위한 배터리 과온도 폭발방지 장치 제1 실시예를 나타낸다. 상기 도 8에서는 전동킥보드 등의 스마트모빌리티(90)의 구동을 위하여 BLDC 모터(10)가 구비되어 있다. 일반적으로 상기 BLDC 모터(10)는 뒷바퀴에 구비되지만, 필요한 경우 앞바퀴와 뒷바퀴 모두 구비되는 경우도 해당할 수 있다. 상기 BLDC 모터(10)의 속도를 제어하는 장치가 인버터(30)이며, 상기 인버터에 제어신호를 공급하는 인버터 제어부(70)가 배치되어 있다. 상기 인버터 제어부(70)는 상기 인버터(30)에 게이트 신호(72)를 공급하고, 상기 도 7에서 인버터(30)의 6개의 전력용 스위치는 6-스텝(step)으로 제어되는 것을 특징으로 한다. 리튬-이온 배터리(40)의 에너지는 상기 인버터(30)에 전력을 공급하여 상기 스마트모빌리티(90)를 구동시킨다.8 shows a first embodiment of the battery overtemperature explosion prevention device for smart mobility according to the present invention. In FIG. 8 , a
본 발명에서는 상기 리튬-이온 배터리(40)에 과온도가 발생하는 것을 해결하는 것을 목적으로 하며, 특히 리튬-이온 배터리(40)가 첫째, 충전에 의해서 과전압이 인가되는 경우, 둘째, BLDC 모터의 역기전력에 의해서 과전압이 인가되는 경우의 2가지 경우로 인하여 과온도(Over-temperature)가 발생되는 문제점을 집중적으로 해결하는 것을 가장 큰 목적으로 한다.In the present invention, an object of the present invention is to solve the occurrence of overtemperature in the lithium-
따라서 리튬-이온 배터리(40)의 온도를 검출하기 위한 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50) - 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)의 제1 내지 제4 금속-절연체 순간전이 온도센서(50-1 내지 50-4)는 모두 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.Therefore, the metal-insulator instantaneous transition
상기 제1 내지 제4 금속-절연체 순간전이 온도센서(50-1 내지 50-4)는 70도의 온도에서 75도의 온도로 변화할 때, 저항값이 372.1[kΩ]에서 44.49[Ω]으로 급격하게 변화된다. 상기 제1 내지 제4 금속-절연체 순간전이 온도센서(50-1 내지 50-4)는 배터리의 곳곳에 분산하여 배치하며, 각 부분의 열을 검출할 수 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)와 직렬로 연결된 온도센서 동작 검출저항(51)은 상기 제1 내지 제4 금속-절연체 순간전이 온도센서(50-1 내지 50-4)에서 특정(特定) 금속-절연체 순간전이 온도센서에서 과온도가 검출되면, 상기 온도센서 동작 검출저항(51)에 전압이 인가된다. 상기 리튬-이온 배터리(40)의 에너지를 방전시키는 배터리 방전회로(60)는 방전저항(60-1) 및 방전 스위치(60-2)로 구성되고, 상기 인버터 제어부(70)의 제어신호 동작을 결정하는 인버터 동작제어 기준전압(Vref1)과 상기 인버터 동작제어 기준전압(Vref1)을 접지(Ground)와 연결하도록 제어하여 상기 인버터 제어부(70)의 게이트 신호(72)의 발생을 차단시키는 인버터 동작제어 스위치(71)가 배치되어 있다.When the first to fourth metal-insulator instantaneous transition temperature sensors 50-1 to 50-4 change from a temperature of 70 degrees to a temperature of 75 degrees, the resistance value is abruptly changed from 372.1 [kΩ] to 44.49 [Ω]. is changed The first to fourth metal-insulator instantaneous transition temperature sensors 50-1 to 50-4 are dispersedly arranged in various parts of the battery, and are characterized in that they can detect heat in each part. In addition, the metal-insulator instantaneous transition
상기 온도센서 동작 검출저항(51)에 전압이 인가되면, 상기 방전 스위치(60-2)가 턴온(Turn-on)되고, 동시에 상기 인버터 동작제어 스위치(71)가 턴온(Turn-on)된다. 따라서 상기 BLDC 모터(10)는 정지하며, 상기 리튬-이온 배터리(40)의 에너지는 방전저항(60-1)에 의해서 소모되는 것을 기술적 특징으로 한다.When a voltage is applied to the temperature sensor
도 9는 본 발명에 따른 스마트모빌리티를 위한 배터리 과온도 폭발방지 장치 제2 실시예를 나타낸다. 상기 도 9는 도 8과 대체적으로 회로가 매우 유사하다, 다만, 상기 온도센서 동작 검출저항(51)과 방전 스위치(60-2)의 연결에 있어서 직렬연결에는 제1 게이트 직렬저항(52)와 제1 게이트 병렬저항(53)이 배치되어 있으며, 상기 온도센서 동작 검출저항(51)과 인버터 동작제어 스위치(71)의 연결에 있어서, 제2 게이트 직렬저항(54)과 제2 게이트 병렬저항(55)가 배치된 것을 기술적 특징으로 한다. 특히 상기 제1,2 게이트 직렬저항(52,54)은 상기 방전 스위치(60-2) 및 상기 인버터 동작제어 스위치(71)에 과전류가 인가되지 않도록 하는 저항이며, 상기 제1,2 게이트 병렬저항(53,55)는 상기 방전 스위치(60-2) 및 상기 인버터 동작제어 스위치(71)의 게이트 커패시터(Cgs) 사이에 저장된 전하는 빠르게 방전시킴을 통해서 턴온(Turn-on) 및 턴오프(Turn-off)를 빠르게 할 수 있도록 하는 저항이다.9 shows a second embodiment of the battery overtemperature explosion prevention device for smart mobility according to the present invention. The circuit of FIG. 9 is generally very similar to that of FIG. 8, except that in the series connection between the temperature sensor
본 발명에서는 상기 제1,2 게이트 직렬저항(52,54) 및 상기 제1,2 게이트 병렬저항(53,55)의 삽입을 통하여 상기 방전 스위치(60-2) 및 상기 인버터 동작제어 스위치(71)의 온/오프 동작을 빠르고, 명확하게 하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the discharge switch 60-2 and the inverter
도 10은 본 발명에 따른 스마트모빌리티를 위한 배터리 과온도 폭발방지 및 충전차단 장치 제1 실시예를 나타낸다. 상기 도 10에서는 전동킥보드 등의 스마트모빌리티(90)의 구동을 위하여 BLDC 모터(10)가 구비되어 있다. 일반적으로 상기 BLDC 모터(10)는 뒷바퀴에 구비되지만, 필요한 경우 앞바퀴와 뒷바퀴 모두 구비되는 경우도 해당할 수 있다. 상기 BLDC 모터(10)의 속도를 제어하는 장치가 인버터(30)이며, 상기 인버터에 제어신호를 공급하는 인버터 제어부(70)가 배치되어 있다. 상기 인버터 제어부(70)는 상기 인버터(30)에 게이트 신호(72)를 공급하고, 상기 도 7에서 인버터(30)의 6개의 전력용 스위치는 6-스텝(step)으로 제어되는 것을 특징으로 한다. 리튬-이온 배터리(40)의 에너지는 상기 인버터(30)에 전력을 공급하여 상기 스마트모빌리티(90)를 구동시킨다.10 shows a first embodiment of the battery overtemperature explosion prevention and charging cutoff device for smart mobility according to the present invention. In FIG. 10 , a
본 발명에서는 상기 리튬-이온 배터리(40)에 과온도가 발생하는 것을 해결하는 것을 목적으로 하며, 특히 리튬-이온 배터리(40)가 첫째, 충전에 의해서 과전압이 인가되는 경우, 둘째, BLDC 모터의 역기전력에 의해서 과전압이 인가되는 경우의 2가지 경우로 인하여 과온도(Over-temperature)가 발생되는 문제점을 집중적으로 해결하는 것을 가장 큰 목적으로 한다.In the present invention, an object of the present invention is to solve the occurrence of overtemperature in the lithium-
따라서 리튬-이온 배터리(40)의 온도를 검출하기 위한 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50) - 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)의 제1 내지 제4 금속-절연체 순간전이 온도센서(50-1 내지 50-4)는 모두 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.Therefore, the metal-insulator instantaneous transition
상기 제1 내지 제4 금속-절연체 순간전이 온도센서(50-1 내지 50-4)는 70도의 온도에서 70도에서 372.1[kΩ]에서 75도에서 44.49[Ω]으로 저항값이 급격하게 변화된다. 상기 제1 내지 제4 금속-절연체 순간전이 온도센서(50-1 내지 50-4)는 배터리의 곳곳에 분산하여 배치하며, 각 부분의 열을 검출할 수 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)와 직렬로 연결된 온도센서 동작 검출저항(51)은 상기 제1 내지 제4 금속-절연체 순간전이 온도센서(50-1 내지 50-4)에서 특정(特定) 온도센서에서 과온도가 검출되면, 온도센서 동작 검출저항(51)에 전압이 인가된다. 상기 리튬-이온 배터리(40)의 에너지를 방전시키는 배터리 방전회로(60)는 방전저항(60-1) 및 방전 스위치(60-2)로 구성되고, 상기 인버터 제어부(70)의 제어신호 동작을 결정하는 인버터 동작제어 기준전압(Vref1)과 상기 인버터 동작제어 기준전압(Vref1)을 접지(Ground)와 연결하도록 제어하여 상기 인버터 제어부(70)의 게이트 신호(72)의 발생을 차단시키는 인버터 동작제어 스위치(71)가 배치되어 있다.The first to fourth metal-insulator instantaneous transition temperature sensors 50-1 to 50-4 have resistance values abruptly changed from 372.1 [kΩ] at 75 degrees to 44.49 [Ω] at 70 degrees at a temperature of 70 degrees. . The first to fourth metal-insulator instantaneous transition temperature sensors 50-1 to 50-4 are dispersedly arranged in various parts of the battery, and are characterized in that they can detect heat in each part. In addition, the metal-insulator instantaneous transition
상기 온도센서 동작 검출저항(51)에 전압이 인가되면, 상기 방전 스위치(60-2)가 턴온(Turn-on)되고, 동시에 상기 인버터 동작제어 스위치(71)가 턴온(Turn-on)된다. 따라서 상기 BLDC 모터(10)는 정지하며, 상기 리튬-이온 배터리(40)의 에너지는 방전저항(60-1)에 의해서 소모되는 것을 기술적 특징으로 한다. 더불어 교류전원(130)으로부터 충전기(140)을 통하여 리튬-이온 배터리(40)를 충전하게 된다. 상기 충전기(140)는 충전기의 전력단(110) 및 충전기 제어부(111)로 구성되어 있으며, 상기 충전기 제어부(111)는 상기 충전기 전력단(110)에 충전기 게이트 신호(112)를 공급함으로써 충전기(140)를 동작시키고, 상기 교류전원(130)으로부터 리튬-이온 배터리(40)를 충전하게 된다. 상기 충전기 제어부(111)는 충전기 동작제어 기준전압(Vref2)가 생성되며, 상기 온도센서 동작 검출저항(51)의 일단(一端)과 연결된 충전기 제어 다이오드(65)를 통하여 충전기 동작제어 기준전압(Vref2) 제어하는 것을 특징으로 하며, 상기 온도센서 동작 검출저항(51)의 일단(一端)의 전압이 상기 충전기 동작제어 기준전압(Vref2) 이상으로 생성되는 경우, 상기 충전기 제어부(111)는 상기 충전기 게이트 신호(112)를 공급을 차단시키고, 상기 충전기(140)의 동작은 차단되는 것을 특징으로 한다. 따라서 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)에서 과온도가 검출되는 경우, 상기 온도센서 동작 검출저항(51)의 일단(一端)에 전압이 생성되며, 이를 통하여 상기 인버터 동작제어 스위치(71)가 턴온(Turn-on)되므로 BLDC 모터(10)를 정지시키며, 상기 방전 스위치(60-2)가 턴온(Turn-on)되므로 상기 리튬이온 배터리(40)의 에너지가 방전저항(60-1)을 통해서 방전되며, 상기 충전기 제어 다이오드(65)를 통하여 충전기 동작제어 기준전압(Vref2)을 제어하므로 상기 충전기(140)의 충전동작을 차단시킨다. 따라서 스마트모빌리티(90)에서 배터리의 과온도 발생이 검출되면, 첫째, 스마트모빌리티를 정지하고, 둘째, 리튬-이온 배터리를 방전하고, 셋째, 배터리 충전을 차단하는 3가지 동작을 수행할 수 있는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다.When a voltage is applied to the temperature sensor
도 11은 본 발명에 따른 스마트모빌리티를 위한 배터리 과온도 폭발방지 및 충전차단 장치 제2 실시예를 나타낸다. 상기 도 11은 도 10과 대체적으로 회로가 매우 유사하다, 다만, 상기 온도센서 동작 검출저항(51)과 방전 스위치(60-2)의 연결에 있어서 직렬연결에는 제1 게이트 직렬저항(52)와 제1 게이트 병렬저항(53)이 배치되어 있으며, 상기 온도센서 동작 검출저항(51)과 인버터 동작제어 스위치(71)의 연결에 있어서, 제2 게이트 직렬저항(54)과 제2 게이트 병렬저항(55)가 배치된 것을 기술적 특징으로 한다. 특히 상기 제1,2 게이트 직렬저항(52,54)은 상기 방전 스위치(60-2) 및 상기 인버터 동작제어 스위치(71)에 과전류가 인가되지 않도록 하는 저항이며, 상기 제1,2 게이트 병렬저항(53,55)는 상기 방전 스위치(60-2) 및 상기 인버터 동작제어 스위치(71)의 게이트 커패시터(Cgs) 사이에 저장된 전하는 빠르게 방전시킴을 통해서 턴온(Turn-on) 및 턴오프(Turn-off)를 빠르게 할 수 있도록 하는 저항이다.11 shows a second embodiment of the battery overtemperature explosion prevention and charging cutoff device for smart mobility according to the present invention. The circuit of FIG. 11 is generally very similar to that of FIG. 10, except that, in the series connection between the temperature sensor
본 발명에서는 상기 제1,2 게이트 직렬저항(52,54) 및 상기 제1,2 게이트 병렬저항(53,55)의 삽입을 통하여 상기 방전 스위치(60-2) 및 상기 인버터 동작제어 스위치(71)의 온/오프 동작을 빠르고, 명확하게 하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the discharge switch 60-2 and the inverter
도 12는 본 발명에 따른 스마트 모빌리티에서 모터정지 오동작 방지회로를 나타낸다. 상기 리튬-이온 배터리(40)의 온도를 검출하기 위한 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50) - 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)의 제1 내지 제4 금속-절연체 순간전이 온도센서(50-1 내지 50-4)는 모두 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.12 shows a motor stop malfunction prevention circuit in smart mobility according to the present invention. Metal-insulator instantaneous transition
상기 제1 내지 제4 금속-절연체 순간전이 온도센서(50-1 내지 50-4)는 70도의 온도에서 70도에서 372.1[kΩ]에서 75도에서 44.49[Ω]으로 저항값이 급격하게 변화된다. 상기 제1 내지 제4 금속-절연체 순간전이 온도센서(50-1 내지 50-4)는 배터리의 곳곳에 분산하여 배치하며, 각 부분의 열을 검출할 수 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)와 직렬로 연결된 온도센서 동작 검출저항(51)은 상기 제1 내지 제4 금속-절연체 순간전이 온도센서(50-1 내지 50-4)에서 특정(特定) 온도센서에서 과온도가 검출되면, 온도센서 동작 검출저항(51)에 전압이 인가된다. 상기 리튬-이온 배터리(40)의 에너지를 방전시키는 배터리 방전회로(60)는 방전저항(60-1) 및 방전 스위치(60-2)로 구성되고, 상기 인버터 제어부(70)의 제어신호 동작을 결정하는 인버터 동작제어 기준전압(Vref1)과 상기 인버터 동작제어 기준전압(Vref1)을 접지(Ground)와 연결하도록 제어하여 상기 인버터 제어부(70)의 게이트 신호(72)의 발생을 차단시키는 인버터 동작제어 스위치(71)가 배치되어 있다.The first to fourth metal-insulator instantaneous transition temperature sensors 50-1 to 50-4 have resistance values abruptly changed from 372.1 [kΩ] at 75 degrees to 44.49 [Ω] at 70 degrees at a temperature of 70 degrees. . The first to fourth metal-insulator instantaneous transition temperature sensors 50-1 to 50-4 are dispersedly arranged in various parts of the battery, and are characterized in that they can detect heat in each part. In addition, the metal-insulator instantaneous transition
상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)의 일단(一端)에 연결된 금속-절연체 순간전이 온도센서부 제어전압(Vcc), 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부 제어전압(Vcc)과 연결된 제1 저항(151), 상기 제1 저항(151)과 연결된 제1 커패시터(152), 상기 제1 커패시터(152) 양단에 연결된 제너 다이오드(153)가 연결되어 있다. 여기서 제1 저항(151), 제1 커패시터(152) 및 제너 다이오드(153)은 역바이어스 회로를 구성한다. 상기 온도센서 동작 검출저항(51)의 일단 상기 인버터 동작제어 스위치(71)의 게이트(Gate) 단자와 연결되며, 상기 제1 저항(151)과 상기 제1 커패시터(152) 사이의 접점은 상기 인버터 동작제어 스위치(71)의 소스(Source) 단자와 연결되는 것을 가장 큰 특징으로 한다. 이를 통하여 상기 역바이어스 회로는 상기 인버터 동작제어 스위치(71)의 게이트(Gate) 신호에 역바이어스를 인가시킨다. 따라서 상기 인버터 동작제어 스위치(71)의 게이트(Gate) 신호는 예로 턴온(Turn-on)시에는 +15[V]가 인가되고, 턴오프(Turn-off)시에는 -2.5[V]가 인가되는 것을 특징으로 한다. 이를 통하여 인버터 동작제어 스위치(71)의 게이트(Gate) 신호에에 턴오프(Turn-off)시에는 -2.5[V]의 역바이어스 전압이 인가되므로 스마트 모빌리티에서 모터정지시 오동작이 방지되는 것을 가장 큰 특징으로 한다.The metal-insulator instantaneous transition temperature sensor unit control voltage (Vcc) connected to one end of the metal-insulator instantaneous transition
도 13은 기존의 BLDC 모터 브레이킹시, 선간전압 및 상전압 파형을 나타낸다. 기존의 BLDC 모터의 경우, 방전저항(60-1) 및 방전 스위치(60-2)로 구성된 배터리 방전회로(60)가 없는 경우 선간전압 및 상전류 파형을 나타낸다. 따라서 70도 이상의 과온도가 발생하는 경우(Breaking cond.), 브레이킹 딜레이 시간이 2.4[초]의 시간이 필요하다. 13 shows waveforms of line voltage and phase voltage when braking a conventional BLDC motor. In the case of the conventional BLDC motor, when there is no
도 14는 본 발명에서 제안된 과온도 보호회로가 내장된 BLDC 모터 브레이킹시, 선간전압, 상전류, 배터리 방전전류 및 과온도 신호 파형을 나타낸다. 상기 도 14에서는 방전저항(60-1) 및 방전 스위치(60-2)로 구성된 배터리 방전회로(60)가 있는 경우이고 70도 이상의 과온도가 발생하는 경우, 상기 방전저항(60-1)에서 리튬-이온 배터리(40)의 에너지를 방전하며, 브레이킹 딜레이 시간이 1.1[초]의 시간이 필요함을 확인할 수 있다.14 shows the waveforms of the line voltage, phase current, battery discharge current and over temperature signal when braking the BLDC motor with the built-in over temperature protection circuit proposed in the present invention. In FIG. 14, when there is a
도 13 및 도 14의 실험파형에서 VL : BLDC 모터 선간전압[V], Ip : BLDC 모터 상전류[A], IDIS : 방전저항에서 방전전류[A], Vover Temp : 70도 이상의 과온도 신호를 나타낸다. 상기 방전저항(60-1) 및 방전 스위치(60-2)로 구성된 배터리 방전회로(60)는 식(7) 및 도 7의 역기전력을 소모시킨다. 따라서 상기 배터리 방전회로(60)가 없는 경우, 브레이킹 딜레이 시간이 2.4[초]가 필요하지만, 상기 배터리 방전회로(60)가 있는 경우, 브레이킹 딜레이 시간이 1.1[초](또는 그 이내)가 필요하므로 모터의 브레이킹 딜레이 시간이 54.16[%]로 저감되는 것을 확인할 수 있다. In the experimental waveforms of FIGS. 13 and 14, V L : BLDC motor line voltage [V], Ip: BLDC motor phase current [A], I DIS : discharge current [A] in the discharge resistance, Vover Temp: over temperature signal of 70 degrees or more indicates The
스마트모빌리티(90)는 시속 25[km] 이하의 속도로 운행되며, 상기 스마트모빌리티(90)의 관성에 의해서 정지한다. 따라서 리튬-이온 배터리(40)에서 70도 이상의 과온도가 발생하는 경우, 상기 방전저항(60-1) 및 방전 스위치(60-2)로 구성된 배터리 방전회로(60)는 상기 스마트모빌리티(90)을 안전하면서 빠르게 정지시키는 것을 확인할 수 있다.The
따라서 본 발명에서는 배터리 과온도 폭발방지 장치에 있어서, 스마트모빌리티(90)의 구동을 위하여 BLDC 모터(10); 상기 BLDC 모터(10)의 속도를 제어하는 인버터(30); 상기 인버터에 제어신호를 공급하는 인버터 제어부(70) - 상기 인버터 제어부(70)는 상기 인버터(30)에 게이트 신호(72)를 공급하며; 상기 인버터(30)에 전력을 공급하는 리튬-이온 배터리(40); 상기 리튬-이온 배터리(40)의 온도를 검출하기 위한 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50); 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)와 직렬로 연결된 온도센서 동작 검출저항(51) - 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)에서 약 70도 이상의 과온도가 검출되면, 온도센서 동작 검출저항(51)에 전압이 인가되며; 상기 리튬-이온 배터리(40)의 에너지를 방전시키는 방전저항(60-1) 및 방전 스위치(60-2)로 구성된 배터리 방전회로(60); 상기 인버터 제어부(70)의 제어신호 동작을 결정하는 인버터 동작제어 기준전압(Vref1); 상기 인버터 동작제어 기준전압(Vref1)을 접지(Ground)와 연결하도록 제어하는 인버터 동작제어 스위치(71); 상기 온도센서 동작 검출저항(51)에 전압이 인가되면, 상기 방전 스위치(60-2)가 턴온(Turn-on)되고, 동시에 상기 인버터 동작제어 스위치(71)가 턴온(Turn-on) 됨으로 인하여 상기 리튬-이온 배터리(40)의 에너지가 방전저항(60-1)에서 소모되며, 상기 스마트모빌리티(90)가 정지하는 것을 특징으로 하는 배터리 과온도 폭발방지 장치를 제안하고자 한다.Therefore, in the present invention, in the battery overtemperature explosion prevention device, the BLDC motor 10 for driving the smart mobility 90; an inverter 30 for controlling the speed of the BLDC motor 10; an inverter control unit (70) for supplying a control signal to the inverter - the inverter control unit (70) supplies a gate signal (72) to the inverter (30); a lithium-ion battery 40 for supplying power to the inverter 30; a metal-insulator instantaneous transition temperature sensor unit 50 for detecting the temperature of the lithium-ion battery 40; When an over temperature of about 70 degrees or more is detected in the metal-insulator instantaneous transition temperature sensor unit 50 and the temperature sensor operation detection resistor 51 connected in series with the metal-insulator instantaneous transition temperature sensor unit 50, the temperature sensor a voltage is applied to the operation detection resistor 51; a battery discharging circuit (60) comprising a discharging resistor (60-1) and a discharging switch (60-2) for discharging the energy of the lithium-ion battery (40); an inverter operation control reference voltage (Vref1) for determining an operation of a control signal of the inverter controller (70); an inverter operation control switch 71 for controlling the inverter operation control reference voltage Vref1 to be connected to ground; When a voltage is applied to the temperature sensor operation detection resistor 51, the discharge switch 60-2 is turned on, and at the same time, the inverter operation control switch 71 is turned on. The energy of the lithium-
또한, 본 발명에서는 배터리 과온도 폭발방지 장치에 있어서, 상기 리튬-이온 배터리(40)의 온도를 검출하기 위한 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50) - 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)의 제1 내지 제4 금속-절연체 순간전이 온도센서(50-1 내지 50-4)는 모두 병렬로 연결되며; 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)의 일단(一端)과 연결된 금속-절연체 순간전이 온도센서부 제어전압(Vcc); 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)의 타단(他端)과 연결된 온도센서 동작 검출저항(51) - 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)에서 과온도가 검출되면, 온도센서 동작 검출저항(51)에 전압이 인가되며; 상기 리튬-이온 배터리(40)의 (+)단자와 (-)단자 사이에 연결된 방전저항(60-1) 및 방전 스위치(60-2)로 구성된 배터리 방전회로(60); 상기 온도센서 동작 검출저항(51)은 약 70도 이상의 과온도에서 전압이 인가되면, 상기 방전 스위치(60-2)가 턴온(Turn-on)되며, 상기 리튬-이온 배터리(40)의 에너지가 방전저항(60-1)에서 소모되며; 상기 제1 내지 제4 금속-절연체 순간전이 온도센서(50-1 내지 50-4)는 약 70도의 온도에서 전자 1개가 빠져나가는 순간에 급격하게 저항값이 수백[kΩ]에서 수십[Ω]으로 변화 금속-절연체 순간전이 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 과온도 폭발방지 장치를 제안하고자 한다.In addition, in the present invention, in the battery overtemperature explosion prevention device, a metal-insulator instantaneous transition temperature sensor unit 50 for detecting the temperature of the lithium-ion battery 40 - the metal-insulator instantaneous transition temperature sensor unit ( 50) of the first to fourth metal-insulator instantaneous transition temperature sensors 50-1 to 50-4 are all connected in parallel; a metal-insulator instantaneous transition temperature sensor unit control voltage (Vcc) connected to one end of the metal-insulator instantaneous transition temperature sensor unit 50; Temperature sensor operation detection resistor 51 connected to the other end of the metal-insulator instantaneous transition temperature sensor unit 50 - When overtemperature is detected in the metal-insulator instantaneous transition temperature sensor unit 50, the temperature sensor a voltage is applied to the operation detection resistor 51; a battery discharging circuit 60 comprising a discharging resistor 60-1 and a discharging switch 60-2 connected between the (+) terminal and the (-) terminal of the lithium-ion battery 40; When a voltage is applied to the temperature sensor operation detection resistor 51 at an over temperature of about 70 degrees or more, the discharge switch 60-2 is turned on, and the energy of the lithium-ion battery 40 is consumed in the discharge resistor 60-1; The first to fourth metal-insulator instantaneous transition temperature sensors 50-1 to 50-4 have a resistance value of several hundred [kΩ] to several tens [Ω] abruptly at the moment when one electron exits at a temperature of about 70 degrees. To propose a battery overtemperature explosion prevention device, characterized in that it has a change metal-insulator instantaneous transition characteristic.
끝으로 본 발명에서는 배터리 과온도 폭발방지 장치에 있어서, 스마트모빌리티(90)의 구동을 위하여 BLDC 모터(10); 상기 BLDC 모터(10)의 속도를 제어하는 인버터(30); 상기 인버터에 제어신호를 공급하는 인버터 제어부(70) - 상기 인버터 제어부(70)는 상기 인버터(30)에 게이트 신호(72)를 공급하며; 상기 인버터(30)에 전력을 공급하는 리튬-이온 배터리(40); 상기 리튬-이온 배터리(40)의 온도를 검출하기 위한 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50); 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)의 일단(一端)과 연결된 금속-절연체 순간전이 온도센서부 제어전압(Vcc); 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)의 타단(他端)과 연결된 온도센서 동작 검출저항(51) - 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부(50)에서 약 70도 이상의 과온도가 검출되면, 온도센서 동작 검출저항(51)에 전압이 인가되며; 상기 인버터 제어부(70)의 제어신호 동작을 결정하는 인버터 동작제어 기준전압(Vref1); 상기 인버터 동작제어 기준전압(Vref1)을 접지(Ground)와 연결하도록 제어하는 인버터 동작제어 스위치(71); 상기 금속-절연체 순간전이 온도센서부 제어전압(Vcc)과 연결된 제1 저항(151); 상기 제1 저항(151)과 연결된 제1 커패시터(152); 상기 제1 커패시터(152) 양단에 연결된 제너 다이오드(153);Finally, in the present invention, in the battery overtemperature explosion prevention device, the BLDC motor 10 for driving the smart mobility 90; an inverter 30 for controlling the speed of the BLDC motor 10; an inverter control unit (70) for supplying a control signal to the inverter - the inverter control unit (70) supplies a gate signal (72) to the inverter (30); a lithium-ion battery 40 for supplying power to the inverter 30; a metal-insulator instantaneous transition temperature sensor unit 50 for detecting the temperature of the lithium-ion battery 40; a metal-insulator instantaneous transition temperature sensor unit control voltage (Vcc) connected to one end of the metal-insulator instantaneous transition temperature sensor unit 50; Temperature sensor operation detection resistor 51 connected to the other end of the metal-insulator instantaneous transition temperature sensor unit 50 - The metal-insulator instantaneous transition temperature sensor unit 50 detects an over temperature of about 70 degrees or more when the voltage is applied to the temperature sensor operation detection resistor 51; an inverter operation control reference voltage (Vref1) for determining an operation of a control signal of the inverter controller (70); an inverter operation control switch 71 for controlling the inverter operation control reference voltage Vref1 to be connected to ground; a first resistor (151) connected to the metal-insulator instantaneous transition temperature sensor unit control voltage (Vcc); a first capacitor 152 connected to the first resistor 151; a Zener diode 153 connected across the first capacitor 152;
상기 제1 저항(151), 상기 제1 커패시터(152) 및 상기 제너 다이오드(153)은 역바이어스 회로(150)를 구성하며; 상기 역바이어스 회로(150)는 상기 인버터 동작제어 스위치(71)의 게이트(Gate) 신호에 역바이어스를 인가하는 것을 특징으로 하는 배터리 과온도 폭발방지 장치를 제안하고자 한다.the first resistor (151), the first capacitor (152) and the Zener diode (153) constitute a reverse bias circuit (150); The
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자가 다양한 변형에 의하여 배터리 과온도 폭발방지 장치에 적용시킬 수 있으며, 기술적으로 용이하게 변형시키는 기술의 범주도 본 특허의 권리범위에 속하는 것으로 인정해야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and the present invention can be applied to a battery overtemperature explosion prevention device by various modifications by those of ordinary skill in the art, and it is technically easily modified It should be recognized that the scope of the technology to be used is also included in the scope of this patent.
10 : BLDC(Brushless Direct Current) 모터
20 : 고정자
21 : 3상 고정자 권선
22 : 영구자석 회전자
30 : 인버터
40 : 리튬-이온 배터리
50 : 금속-절연체 순간전이 온도센서부
50-1 : 제1 금속-절연체 순간전이 온도센서
50-2 : 제2 금속-절연체 순간전이 온도센서
50-3 : 제3 금속-절연체 순간전이 온도센서
50-4 : 제4 금속-절연체 순간전이 온도센서
51 : 온도센서 동작 검출저항
52 : 제1 게이트 직렬저항
53 : 제1 게이트 병렬저항
54 : 제2 게이트 직렬저항
55 : 제2 게이트 병렬저항
60 : 배터리 방전회로
60-1 : 방전저항
60-2 : 방전 스위치
65 : 충전기 제어 다이오드
70 : 인버터 제어부
71 : 인버터 동작제어 스위치
72 : 인버터 게이트 신호
90 : 스마트모빌리티
100 : BLDC 모터 제어부
110 : 충전기 전력단
111 : 충전기 제어부
112 : 충전기 게이트 신호
130 : 교류전원
140 : 충전기
150 : 역바이어스 회로
151 : 제1 저항
152 : 제1 커패시터
153 : 제너 다이오드
Ea : 역기전력
Ls : 고정자 인덕턴스
ias : a상 고정자 전류
ibs : b상 고정자 전류
ics : c상 고정자 전류
Rs : 고정자 저항
U : 쿨롱 에너지(Coulomb energy)
Va : a상 전압
Vb : b상 전압
Vc : c상 전압
Vcc : 금속-절연체 순간전이 온도센서부 제어전압
VREF1 : 인버터 동작제어 기준전압
VREF2 : 충전기 동작제어 기준전압
ωr : 회전속도
θr : 고정자와 회전자 사이의 각10: BLDC (Brushless Direct Current) motor
20: stator
21: three-phase stator winding
22: permanent magnet rotor
30: inverter
40: lithium-ion battery
50: metal-insulator instantaneous transition temperature sensor unit
50-1: first metal-insulator instantaneous transition temperature sensor
50-2: second metal-insulator instantaneous transition temperature sensor
50-3: third metal-insulator instantaneous transition temperature sensor
50-4: fourth metal-insulator instantaneous transition temperature sensor
51: temperature sensor operation detection resistance
52: first gate series resistance
53: first gate parallel resistance
54: second gate series resistance
55: second gate parallel resistance
60: battery discharge circuit
60-1: discharge resistance
60-2: discharge switch
65: charger control diode
70: inverter control unit
71: inverter operation control switch
72: inverter gate signal
90: smart mobility
100: BLDC motor control unit
110: charger power stage
111: charger control unit
112: charger gate signal
130: AC power
140: charger
150: reverse bias circuit
151: first resistor
152: first capacitor
153: zener diode
Ea: back electromotive force
Ls: stator inductance
i as : a-phase stator current
i bs : b-phase stator current
i cs : c-phase stator current
Rs: Stator resistance
U: Coulomb energy
Va : a-phase voltage
Vb : b-phase voltage
Vc: c-phase voltage
Vcc: metal-insulator instantaneous transition temperature sensor part control voltage
VREF1 : Inverter operation control reference voltage
VREF2 : Charger operation control reference voltage
ω r : rotational speed
θ r : angle between stator and rotor
Claims (14)
스마트모빌리티(90)의 구동을 위하여 BLDC 모터(10);
상기 BLDC 모터(10)의 속도를 제어하는 인버터(30);
상기 인버터에 제어신호를 공급하는 인버터 제어부(70) - 상기 인버터 제어부(70)는 상기 인버터(30)에 게이트 신호(72)를 공급하며;
상기 인버터 제어부(70)의 동작을 결정하는 인버터 동작제어 스위치(71);
상기 인버터(30)에 전력을 공급하여 상기 스마트모빌리티(90)를 구동시키는 리튬-이온 배터리(40);
상기 리튬-이온 배터리(40)를 충전하기 위한 충전기(140);
상기 리튬-이온 배터리(40)의 온도를 검출하기 위한 복수의 금속-절연체 순간전이 온도센서(50-1 내지 50-4) - 상기 복수의 금속-절연체 순간전이 온도센서(50-1 내지 50-4)의 일단(一段)은 제어전압(Vcc)와 연결되며;
상기 복수의 금속-절연체 순간전이 온도센서(50-1 내지 50-4)와 직렬로 연결된 온도센서 동작 검출저항(51);
상기 리튬-이온 배터리(40)의 에너지를 방전시키는 방전저항(60-1);
상기 방전저항(60-1)에 전류의 흐름을 결정하는 방전 스위치(60-2);
상기 충전기(140)의 내부에 위치하며 교류전원(130)으로부터 상기 리튬-이온 배터리(40)로 전력을 공급하는 충전기 전력단(110);
상기 충전기 전력단(110)을 제어하기 위한 충전기 제어부(111);
상기 복수의 금속-절연체 순간전이 온도센서(50-1 내지 50-4) 중에서 특정(特定) 금속-절연체 순간전이 온도센서에서 과온도가 검출되는 경우, 상기 인버터 동작제어 스위치(71)을 오프(Off)시킴을 통하여 BLDC 모터(10)의 회전을 정지시키며;
상기 특정(特定) 금속-절연체 순간전이 온도센서에서 과온도가 검출되는 경우, 방전 스위치(60-2)를 턴온(Turn-on)시킴을 통하여 상기 리튬-이온 배터리(40)의 에너지를 상기 방전저항(60-1)에서 소모시키며;
상기 특정(特定) 금속-절연체 순간전이 온도센서에서 과온도가 검출되는 경우, 충전기 제어부(111)을 통하여 상기 충전기 전력단(110)을 턴오프(Turn-off)시킴을 통하여 상기 리튬-이온 배터리(40)의 충전을 중단시키며;
상기 복수의 금속-절연체 순간전이 온도센서(50-1 내지 50-4)의 일단(一段)과 접지단자사이에 배치된 제1 저항(150) 및 제1 커패시터(152);
상기 제1 커패시터(152)의 일단(一段)과 접지단자 사이에 위치한 제너 다이오드(153);
상기 제너 다이오드(153)는 상기 인버터 동작제어 스위치(71)의 게이트(Gate) 단자에 역바이어스를 인가함을 통하여 인버터 제어부(70)의 턴오프(Turn-off)의 동작을 확실하게 하는 것을 특징으로 하는 배터리 과온도 폭발방지 장치
In the battery overtemperature explosion prevention device,
BLDC motor 10 for driving the smart mobility 90;
an inverter 30 for controlling the speed of the BLDC motor 10;
an inverter control unit (70) for supplying a control signal to the inverter - the inverter control unit (70) supplies a gate signal (72) to the inverter (30);
an inverter operation control switch 71 for determining an operation of the inverter control unit 70;
a lithium-ion battery 40 for driving the smart mobility 90 by supplying power to the inverter 30;
a charger 140 for charging the lithium-ion battery 40;
A plurality of metal-insulator instantaneous transition temperature sensors 50-1 to 50-4 for detecting the temperature of the lithium-ion battery 40 - The plurality of metal-insulator instantaneous transition temperature sensors 50-1 to 50- 4) one end is connected to the control voltage Vcc;
a temperature sensor operation detection resistor 51 connected in series with the plurality of metal-insulator instantaneous transition temperature sensors 50-1 to 50-4;
a discharge resistor (60-1) for discharging the energy of the lithium-ion battery (40);
a discharge switch (60-2) for determining the flow of current in the discharge resistor (60-1);
a charger power stage 110 located inside the charger 140 and supplying power from the AC power source 130 to the lithium-ion battery 40;
a charger control unit 111 for controlling the charger power stage 110;
When overtemperature is detected in a specific metal-insulator instantaneous transition temperature sensor among the plurality of metal-insulator instantaneous transition temperature sensors 50-1 to 50-4, the inverter operation control switch 71 is turned off ( Off) to stop the rotation of the BLDC motor 10;
When overtemperature is detected in the specific metal-insulator instantaneous transition temperature sensor, the lithium-ion battery 40 is discharged by turning on the discharge switch 60-2. dissipated in resistor 60-1;
When an overtemperature is detected in the specific metal-insulator instantaneous transition temperature sensor, the lithium-ion battery is turned off by turning off the charger power stage 110 through the charger control unit 111 . stop charging (40);
a first resistor 150 and a first capacitor 152 disposed between one end of the plurality of metal-insulator instantaneous transition temperature sensors 50-1 to 50-4 and a ground terminal;
a Zener diode 153 positioned between one end of the first capacitor 152 and a ground terminal;
The Zener diode 153 ensures a turn-off operation of the inverter control unit 70 by applying a reverse bias to the gate terminal of the inverter operation control switch 71 . Battery overtemperature explosion prevention device with
상기 복수의 금속-절연체 순간전이 온도센서(50-1 내지 50-4)는 배터리의 곳곳에 분산하여 배치하는 것을 특징으로 하는 배터리 과온도 폭발방지 장치
2. The method of claim 1,
The plurality of metal-insulator instantaneous transition temperature sensors (50-1 to 50-4) are battery overtemperature explosion prevention device, characterized in that dispersedly arranged in various places of the battery
상기 충전기 제어부(111)는 충전 게이트 신호(112) 발생여부를 결정하는 충전기 동작제어 기준전압(Vref2);
상기 온도센서 동작 검출저항(51)의 일단(一端)과 상기 충전기 제어부(111)를 연결하는 충전기 제어 다이오드(65)를 특징으로 하는 배터리 과온도 폭발방지 장치
2. The method of claim 1,
The charger control unit 111 includes a charger operation control reference voltage Vref2 that determines whether a charging gate signal 112 is generated;
Battery overtemperature explosion prevention device, characterized in that the charger control diode 65 connecting one end of the temperature sensor operation detection resistor 51 and the charger control unit 111
상기 복수의 금속-절연체 순간전이 온도센서(50-1 내지 50-4)는 약 70도의 온도에서 급격하게 저항값이 수백[kΩ]에서 수십[Ω]으로 변화하는 금속-절연체 순간전이 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 과온도 폭발방지 장치
2. The method of claim 1,
The plurality of metal-insulator instantaneous transition temperature sensors 50-1 to 50-4 have a metal-insulator instantaneous transition characteristic in which the resistance value abruptly changes from several hundred [kΩ] to several tens [Ω] at a temperature of about 70 degrees. Battery overtemperature explosion prevention device, characterized in that
상기 약 70도 이상의 과온도가 발생하는 경우, 브레이킹 딜레이 시간이 1.1[초] 이내인 것을 특징으로 하는 배터리 과온도 폭발방지 장치2. The method of claim 1,
Battery overtemperature explosion prevention device, characterized in that when the over temperature of about 70 degrees or more occurs, the braking delay time is within 1.1 [sec]
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Legal Events
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GRNT | Written decision to grant |