KR102381655B1 - 냉각수 누설 검출 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 팩 내부에 냉각수가 누설되는 경우 냉각수 누설 상태를 검출하는 과정에서 냉각수 누설 높이를 정확하게 검출할 수 있는 냉각수 누설 검출 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 누설 검출 장치는, 배터리 주변을 흐르는 냉각수의 누설을 검출하는 장치로서, 배터리 팩 내부에 구비되고 저항을 구비하며 상기 배터리 팩의 하단부로부터 상기 배터리 팩의 상단부 방향으로 상기 저항이 높이를 달리하여 위치하고 상기 저항이 상기 냉각수에 접촉할 수 있도록 구성된 검출 저항부; 상기 검출 저항부로 전원을 공급하도록 구성된 전원 공급부; 및 상기 검출 저항부와 연결되어, 상기 검출 저항부로부터 수신한 전기적 신호를 기초로 냉각수 누설 여부 및 냉각수 누설 높이를 검출하도록 구성된 검출부를 포함한다.

Description

냉각수 누설 검출 장치{Apparatus for detecting coolant leakage}
본 발명은 냉각수 누설 검출 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리 팩 내부에 냉각수가 누설되는 경우 냉각수 누설 상태를 검출하는 과정에서 냉각수 누설 높이를 정확하게 검출할 수 있는 냉각수 누설 검출 장치에 관한 것이다.
근래에 들어서, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 및 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높다는 등의 장점으로 인해 많은 각광을 받고 있다.
배터리는 다양한 분야에서 이용되는데, 전기 구동 차량 또는 스마트 그리드 시스템과 같이 최근에 배터리가 많이 활용되는 분야는 큰 용량을 필요로 하는 경우가 많다. 배터리 팩의 용량을 증가하기 위해서는 이차 전지, 즉 배터리 셀 자체의 용량을 증가시키는 방법이 있을 수 있겠지만, 이 경우 용량 증대 효과가 크지 않고, 이차 전지의 크기 확장에 물리적 제한이 있으며 관리가 불편하다는 단점을 갖는다. 따라서, 통상적으로는 다수의 배터리 모듈이 직렬 및 병렬로 연결된 배터리 팩이 널리 이용된다.
이러한 배터리 팩은 배터리 모듈을 관리하는 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System)을 포함하는 경우가 많다. 더욱이, BMS는 배터리 모듈의 온도, 전압 및 전류 등을 모니터링하고, 모니터링 된 배터리 모듈의 상태를 기초로 배터리 팩의 밸런싱 동작, 냉각 동작, 충전 동작 또는 방전 동작 등을 제어할 수 있다.
배터리 모듈의 온도 즉, 이차 전지의 온도는 배터리 팩의 성능에 중요한 영향을 미치는 요소이다. 일반적으로, 배터리 팩은 이차 전지의 온도가 적정 온도에서 분포할 때 효율적으로 작동할 수 있다. 예를 들어, 이차 전지의 온도가 너무 높은 경우, 이차 전지의 음극 결정 격자의 안전성이 감소하는 등으로 인해 배터리 팩의 성능이 저하될 수 있다. 따라서, 이차 전지의 온도는 적절하게 제어될 필요가 있다.
일반적으로, 이차 전지의 온도를 적절하게 유지하기 위해 배터리 팩 내부에 냉각수를 구비하고, 냉각수가 이차 전지 주위를 흐르는 형태로 배터리 팩이 구성되기도 한다. 그러나, 이와 같은 냉각수가 누설되는 경우 순환되는 냉각수의 양이 줄어들어 이차 전지의 온도가 유지되지 못하는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 냉각수의 유출로 인하여 배터리 팩 내부의 구성 요소가 손상되는 전기적 사고를 일으킬 수 있는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 배경하에 창안된 것으로서, 냉각수 누설 상태를 검출하는 과정에서 효과적으로 냉각수 누설 여부 및 냉각수 누설 높이를 검출할 수 있는 개선된 냉각수 누설 검출 장치에 관한 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 누설 검출 장치는, 배터리 주변을 흐르는 냉각수의 누설을 검출하는 장치로서, 배터리 팩 내부에 구비되고 저항을 구비하며 상기 배터리 팩의 하단부로부터 상기 배터리 팩의 상단부 방향으로 상기 저항이 높이를 달리하여 위치하고 상기 저항이 상기 냉각수에 접촉할 수 있도록 구성된 검출 저항부; 상기 검출 저항부로 전원을 공급하도록 구성된 전원 공급부; 및 상기 검출 저항부와 연결되어, 상기 검출 저항부로부터 수신한 전기적 신호를 기초로 냉각수 누설 여부 및 냉각수 누설 높이를 검출하도록 구성된 검출부를 포함한다.
또한, 상기 검출 저항부는, 상기 저항의 일단과 상기 저항의 타단이 높이를 달리하되 상기 저항이 상기 배터리 팩의 바닥면과 경사를 이루도록 구성될 수 있다
또한, 상기 검출 저항부는, 서로 병렬 연결되는 복수의 저항을 구비하고, 상기 복수의 저항 중 2개 이상의 저항은, 서로 높이를 달리하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 저항 중 2개 이상의 저항은, 서로 높이를 달리하되 상기 배터리 팩의 바닥면과 경사를 이루도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 검출 저항부는, 상기 배터리 팩 내부에 구비된 이차 전지의 하단부에 장착되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 검출부는, 상기 검출 저항부로부터 수신한 전기적 신호를 기초로 상기 검출 저항부의 저항값이 변경되는 경우, 상기 배터리 팩 내부에 냉각수가 누설 되었다고 판단하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 검출부는, 상기 검출 저항부의 저항값의 변화에 따른 냉각수의 높이를 검출할 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 검출부는, 상기 저항값에 대응하는 냉각수 누설 여부 및 냉각수 누설 높이를 미리 저장하며, 상기 검출 저항부로부터 수신한 전기적 신호를 기초로 상기 저항값을 연산하고, 상기 저항값을 기초로 냉각수 누설 여부 및 냉각수 누설 높이를 검출하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 냉각수 누설 검출 장치를 포함한다.
본 발명에 따르면, 배터리 팩 내부의 냉각수 누설 여부를 검출할 수 있다. 그리고, 검출 저항부의 저항값 변화를 기초로 냉각수 누설 높이를 단계적으로 검출할 수 있다. 따라서, 별도의 냉각수 누설 검출 센서를 이용하는 경우에 비해 비용이 절감되고 구성이 간단해지는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 냉각수 누설 높이의 검출 오차를 줄일 수 있는 장점이 있다.
이외에도 본 발명은 다른 다양한 효과를 가질 수 있으며, 이러한 본 발명의 다른 효과들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 누설 검출 장치의 기능적 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 저항부가 배터리 팩 내부에 구비된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 검출부가 참조하는 저항값에 따른 누설 검출 데이터를 보여준다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 저항부의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 누설 검출 장치의 연결 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 검출 저항부의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 검출 저항부의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9 내지 도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 저항부에 의해 검출되는 냉각수의 누설 높이를 보여준다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판정되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '제어부'와 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본 발명에 따른 냉각수 누설 검출 장치는, 냉각수의 누설 여부를 검출하는 장치이다. 예를 들어, 본 발명에 따른 냉각수 누설 검출 장치는, 냉각수 누설 검출 장치가 차량의 배터리 팩 내부에 장착되는 경우, 배터리 팩 내부의 냉각수 누설 여부를 검출할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 냉각수 누설 검출 장치는, 배터리의 주변을 흐르는 냉각수의 누설 여부를 검출하는 장치일 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 누설 검출 장치의 기능적 구성을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 저항부가 배터리 팩 내부에 구비된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 냉각수 누설 검출 장치는, 검출 저항부(100), 전원 공급부(200) 및 검출부(300)를 포함한다.
상기 검출 저항부(100)는, 배터리 팩(50) 내부에 구비될 수 있다. 예를 들어, 검출 저항부(100)는, 차량에 장착된 배터리 팩(50)의 내부에 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 저항부(100)는, 배터리 팩(50)의 내부 면에 장착될 수 있다. 보다 구체적으로, 검출 저항부(100)는, 배터리 팩(50) 내부에 냉각수가 누설되는 경우 냉각수에 접촉될 수 있도록 배터리 팩(50)의 하단부에 장착될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 검출 저항부(100)는, 배터리 팩(50)에 구비된 이차 전지(10)의 외부 면에 장착될 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 검출 저항부(100)는, 이차 전지(10)의 외부 면에 장착되어, 배터리 팩(50) 내부에 냉각수가 누설되는 경우 냉각수에 접촉될 수 있다. 또한, 바람직하게는, 검출 저항부(100)는, 배터리 팩(50) 내부에 구비된 이차 전지(10)의 하단부에 장착될 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 배터리 팩(50)에 이차 전지(10)가 배터리 팩(50)의 상하 방향(+z축 방향)으로 장착 되는 경우, 검출 저항부(100)는, 이차 전지(10)의 외부 면 하단부에 배터리 팩(50)의 상하 방향(+z축 방향)으로 장착될 수 있다.
또한, 검출 저항부(100)는, 저항을 구비할 수 있다. 예를 들어, 검출 저항부(100)는, 적어도 하나 이상의 저항을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 검출 저항부(100)는, 하나의 저항을 구비할 수 있다. 또는, 검출 저항부(100)는, 서로 직렬 또는 병렬로 연결되는 복수의 저항을 구비할 수 있다. 특히, 검출 저항부(100)가 하나의 저항을 구비하는 경우, 상기 하나의 저항은, 냉각수의 접촉에 의해 저항값이 변하는 가변 저항으로 구현될 수 있다.
예를 들어, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 검출 저항부(100)는, 하나의 저항(110)을 구비할 수 있다. 여기서, 하나의 저항(110)은, 저항(110)의 길이에 따라 3등분하여 각각 제1 단위 저항(R1), 제2 단위 저항(R2) 및 제3 단위 저항(R3)으로 구분될 수 있다. 도 2의 실시예에서, 기준 높이(h0)는, 검출 저항부(100)의 최하단부를 나타내는 기준선일 수 있다. 또는, 기준 높이(h0)는, 배터리 팩(50)의 바닥면을 나타내는 기준선일 수 있다. 그리고, 제1 높이(h1)는, 기준 높이(h0)로부터 제1 단위 저항(R1)의 일단이 위치한 곳까지의 수직 높이일 수 있다. 그리고, 제2 높이(h2)는, 기준 높이(h0)로부터 제2 단위 저항(R2)의 일단이 위치한 곳까지의 수직 높이일 수 있다. 그리고, 제3 높이(h3)는, 기준 높이(h0)로부터 제3 단위 저항(R3)의 일단이 위치한 곳까지의 수직 높이일 수 있다.
또한, 저항(110)은, 배터리 팩(50)의 하단부로부터 배터리 팩(50)의 상단부 방향으로 높이를 달리하여 위치할 수 있다. 예를 들어, 저항(110)은, 저항(110)의 일단의 높이와 저항(110)의 타단의 높이가 다르도록 장착될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 2의 실시예에서, 저항(110)은, 제1 단위 저항(R1) 방향의 일단이 배터리 팩(50)의 하단부에 위치하고, 제3 단위 저항(R3) 방향의 타단이 배터리 팩(50)의 상단부에 구비될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 저항(110)은, 저항(110)의 일단과 저항(110)의 타단이 높이를 달리하되 배터리 팩(50)의 바닥면과 경사를 이루도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구성에 도시된 바와 같이, 저항(110)은, 배터리 팩(50)의 바닥면과 경사를 이루도록 장착될 수 있다.
또한, 저항(110)은, 배터리 팩(50) 내부에 누설된 냉각수에 접촉할 수 있도록 장착될 수 있다. 예를 들어, 저항(110)은, 배터리 팩(50)의 내벽에 장착될 수 있다. 또는, 저항(110)은, 이차 전지(10)의 외부 면에 장착될 수 있다.
상기 전원 공급부(200)는, 검출 저항부(100)로 전원을 공급하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 전원 공급부(200)는, 검출 저항부(100)에 소정의 전압이 인가되도록 구성된 전압원으로 구현될 수 있다. 또는, 전원 공급부(200)는, 검출 저항부(100)로 소정의 전류를 공급하도록 구성된 전류원으로 구현될 수도 있다.
상기 검출부(300)는, 검출 저항부(100)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 검출부(300)는, 검출 저항부(100)의 양단과 전기적으로 직접 연결될 수 있다. 또는, 검출부(300)는, 검출 저항부(100)의 일단과 전기적으로 직접 연결될 수 있다.
또한, 검출부(300)는, 검출 저항부(100)로부터 수신한 전기적 신호를 기초로 냉각수 누설 여부 및 냉각수 누설 높이를 검출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 검출부(300)는, 검출 저항부(100)의 양단과 전기적으로 직접 연결되어, 검출 저항부(100)로부터 검출 저항부(100)에 인가된 전압값을 수신할 수 있다. 또는, 검출부(300)는, 검출 저항부(100)의 일단과 전기적으로 직접 연결되어, 검출 저항부(100)로부터 검출 저항부(100)를 흐르는 전류값을 수신할 수 있다. 그리고, 검출부(300)는, 검출 저항부(100)로부터 수신한 전압값 또는 전류값을 기초로 냉각수 누설 여부 및 냉각수 누설 높이를 검출할 수 있다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 검출부가 참조하는 저항값에 따른 누설 검출 데이터를 보여준다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 검출부(300)는, 검출 저항부(100)의 저항값의 변화에 따른 냉각수의 누설 높이를 판별할 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 검출부(300)는, 검출 저항부(100)의 저항값의 변화에 따른 냉각수 누설 여부를 판별할 수 있다.
예를 들어, 검출부(300)는, 도 3에 도시된 참조 테이블을 미리 저장할 수 있다. 보다 구체적으로, 검출부(300)는, 검출 저항부(100)의 저항값에 대응하는 냉각수 누설 여부 및 냉각수 누설 높이를 미리 저장할 수 있다. 즉, 검출부(300)는, 검출 저항부(100)로부터 수신한 전기적 신호를 기초로 검출 저항부(100)의 저항값을 연산하고, 연산된 저항값을 기초로 냉각수 누설 여부와 냉각수 누설 높이를 검출할 수 있다. 여기서, 도 3에 도시된 참조 테이블은, 도 2의 구성에 도시된 저항(110)의 저항값이 3R이고, 제1 단위 저항(R1), 제2 단위 저항(R2) 및 제3 단위 저항(R3)의 저항값의 크기는 각각 R로 동일한 경우의 참조 테이블일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 도 3의 테이블에 도시된 바와 같이, 검출부(300)는, 제1 테이블(310)을 저장할 수 있다. 여기서, 도 2를 함께 참조하면, 검출부는, 제1 단위 저항(R1), 제2 단위 저항(R2) 및 제3 단위 저항(R3)이 냉각수에 접촉되지 않은 경우, 냉각수가 누설되지 않은 것으로 판단할 수 있다. 보다 구체적으로, 검출부는, 검출 저항부(100)로부터 3R의 저항값이 검출되는 경우, 냉각수가 누설되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
유사하게, 검출부(300)는, 제2 테이블(320)을 저장할 수 있다. 여기서, 도 2를 함께 참조하면, 검출부는, 제1 단위 저항(R1)이 냉각수에 접촉되고, 제2 단위 저항(R2) 및 제3 단위 저항(R3)이 냉각수에 접촉되지 않은 경우, 냉각수가 제1 높이(h1)만큼 누설된 것으로 판단할 수 있다. 보다 구체적으로, 검출부는, 검출 저항부(100)로부터 2R의 저항값이 검출되는 경우, 제1 단위 저항(R1)이 냉각수에 접촉되어 단락된 것으로 판단할 수 있다.
유사하게, 검출부(300)는, 제3 테이블(330)을 저장할 수 있다. 여기서, 도 2를 함께 참조하면, 검출부는, 제1 단위 저항(R1) 및 제2 단위 저항(R2)이 냉각수에 접촉되고, 제3 단위 저항(R3)이 냉각수에 접촉되지 않은 경우, 냉각수가 제2 높이(h2)만큼 누설된 것으로 판단할 수 있다. 보다 구체적으로, 검출부는, 검출 저항부(100)로부터 1R의 저항값이 검출되는 경우, 제1 단위 저항(R1) 및 제2 단위 저항(R2)이 냉각수에 접촉되어 단락된 것으로 판단할 수 있다.
유사하게, 검출부(300)는, 제4 테이블(340)을 저장할 수 있다. 여기서, 도 2를 함께 참조하면, 검출부는, 제1 단위 저항(R1), 제2 단위 저항(R2) 및 제3 단위 저항(R3)이 냉각수에 접촉된 경우, 냉각수가 제3 높이(h3)만큼 누설된 것으로 판단할 수 있다. 보다 구체적으로, 검출부는, 검출 저항부(100)로부터 0의 저항값이 검출되는 경우, 제1 단위 저항(R1), 제2 단위 저항(R2) 및 제3 단위 저항(R3)이 냉각수에 접촉되어 단락된 것으로 판단할 수 있다.
또한, 검출부(300)는, 검출 저항부(100)로부터 수신한 전기적 신호를 기초로 검출 저항부(100)의 저항값이 변경되는 경우, 배터리 팩 내부에 냉각수가 누설 되었다고 판단할 수 있다.
바람직하게는, 검출부(300)는, 검출 저항부(100)로부터 수신되는 검출 전압값 또는 검출 전류값을 기초로 검출 저항부(100)의 저항값을 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 검출부(300)는, 냉각수 누설 높이에 따른 복수의 검출 전압값을 미리 저장할 수 있다. 이때, 검출부는, 검출 저항부(100)로부터 측정된 전압값이 복수의 검출 전압값 중 하나의 전압값에 해당하는 경우, 상기 하나의 전압값에 대응되는 냉각수 누설 높이를 판단할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 검출부(300)는, 냉각수 누설 높이에 따른 복수의 검출 전류값을 미리 저장할 수 있다. 이때, 검출부는, 검출 저항부(100)로부터 측정된 전류값이 복수의 검출 전류값 중 하나의 전류값에 해당하는 경우, 상기 하나의 전류값에 대응되는 냉각수 누설 높이를 판단할 수 있다.
예를 들어, 검출부(300)는, 상술한 바와 같은 동작을 수행하기 위해, 당업계에 알려진 프로세서, ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀 및/또는 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함하는 형태로 구현될 수 있다.
바람직하게는, 검출부(300)는, 적어도 하나의 메모리부를 구비할 수 있다. 즉, 검출부에는 적어도 하나의 메모리부가 내장될 수 있다. 메모리부에는 냉각수 누설 검출 장치에 의해 수행되는 다양한 동작과 관련된 프로그램과 데이터가 미리 저장될 수 있다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 저항부의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 저항부(100)는, 복수의 저항(110)을 구비할 수 있다. 보다 구체적으로, 검출 저항부(100)는, 서로 병렬 연결된 복수의 저항(110)을 구비할 수 있다. 예를 들어, 도 4의 구성에 도시된 바와 같이, 검출 저항부(100)는, 서로 병렬 연결된 제1 단위 저항(R1), 제2 단위 저항(R2) 및 제3 단위 저항(R3)을 구비할 수 있다.
특히, 복수의 저항(110)은, 각 저항의 일단과 각 저항의 타단이 높이를 달리하되 각각의 저항이 배터리 팩의 바닥면과 경사를 이루도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 구성에 도시된 바와 같이, 제1 단위 저항(R1)은, 제1 단위 저항(R1)의 길이 방향으로 일단이 검출 저항부(100)의 하단부를 향하고, 제1 단위 저항(R1)의 길이 방향으로 타단이 검출 저항부(100)의 상단부를 향하도록 구비될 수 있다. 또한, 제1 단위 저항(R1)은, 배터리 팩의 바닥면과 경사를 이루도록 구비될 수 있다. 즉, 제1 단위 저항(R1)은, 검출 저항부(100)의 바닥면과 경사를 이루도록 구비될 수 있다.
또한, 복수의 저항(110)은, 서로 높이를 달리하되 배터리 팩의 바닥면과 경사를 이루도록 구비될 수 있다. 예를 들어, 제1 단위 저항(R1), 제2 단위 저항(R2) 및 제3 단위 저항(R3)은, 제1 단위 저항(R1), 제2 단위 저항(R2) 및 제3 단위 저항(R3)이 서로 높이를 달리하여 순차적으로 h0~h1, h1~h2 및 h2~h3에 구비될 수 있다. 또한, 제1 단위 저항(R1), 제2 단위 저항(R2) 및 제3 단위 저항(R3)은, 각각 배터리 팩의 바닥면과 경사를 이루도록 구비될 수 있다. 즉, 제1 단위 저항(R1), 제2 단위 저항(R2) 및 제3 단위 저항(R3)은, 검출 저항부(100)의 바닥면과 경사를 이루도록 구비될 수 있다.
이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 누설 검출 장치는, 냉각수 누설 높이의 검출 오차를 줄일 수 있다. 보다 구체적으로, 도 4의 구성에 도시된 바와 같이, 누설 높이 h1과 h2 사이에 존재하는 h1+x의 누설 높이를 검출할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 누설 검출 장치는, 냉각수 누설 높이가 증감하는 경우, 누설 높이의 증감을 정확하게 검출할 수 있다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 누설 검출 장치의 연결 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 누설 검출 장치는, 전압 분배 저항(R4)을 더 포함할 수 있다.
상기 전압 분배 저항(R4)은, 검출 저항부(100)와 직렬로 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 5의 구성에 도시된 바와 같이, 전압 분배 저항(R4)은, 검출 저항부(100)와 전기적으로 직접 직렬 연결될 수 있다. 여기서, 전원 공급부(200)는, 전압 분배 저항(R4) 및 검출 저항부(100)에 소정의 전원을 공급할 수 있다.
또한, 검출부(300)는, 전압 분배 원칙에 따라 검출 저항부(100)의 양단에 인가되는 전압값을 측정할 수 있다. 예를 들어, 전술한 바와 같이 검출 저항부(100)의 저항값이 감소하는 경우, 전압 분배 저항(R4)에 인가되는 전압값이 증가되고, 검출 저항부(100)에 인가되는 전압값은 감소된다. 이때, 검출부(300)는, 검출 저항부(100)의 양단에 인가되는 전압값의 변화를 기초로 검출 저항부(100)의 저항값 변화를 검출할 수 있다.
이와 같은 구성을 통해, 본 발명에 따른 냉각수 누설 검출 장치는, 구현이 간편하고 저렴한 저항 회로를 이용하여, 냉각수 누설 여부 및 냉각수 누설 높이를 검출할 수 있는 장점이 있다.
도 6 및 도 7은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 검출 저항부의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 검출 저항부는, 병렬 연결된 복수의 저항을 구비할 수 있다.
예를 들어, 도 6의 구성에 도시된 바와 같이, 검출 저항부(100)는, 서로 병렬 연결되는 제1 단위 저항(R1), 제2 단위 저항(R2) 및 제3 단위 저항(R3)을 구비할 수 있다. 그리고, 제1 단위 저항(R1), 제2 단위 저항(R2) 및 제3 단위 저항(R3)은, 높이를 달리하되 배터리 팩(50)의 바닥면과 평행을 이루도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 6의 구성에 도시된 바와 같이, 제1 단위 저항(R1), 제2 단위 저항(R2) 및 제3 단위 저항(R3)은, 검출 저항부(100)의 바닥면과 평행을 이루도록 구비될 수 있다.
또한, 도 7의 구성에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 저항부(100)는, 서로 병렬 연결되는 복수의 저항(110)을 구비할 수 있다. 여기서, 상기 복수의 저항(110) 중 일부 저항은, 배터리 팩(50)의 바닥면과 평행을 이루도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 2개의 저항(110) 중 나머지 저항은, 배터리 팩(50)의 바닥면과 경사를 이루도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 7의 구성에 도시된 바와 같이, 검출 저항부(100)에 2개의 저항이 구비되는 경우, 제4 단위 저항(R4)은, 배터리 팩(50)의 바닥면과 평행을 이루도록 구성되고, 나머지 1개의 저항은, 배터리 팩(50)의 바닥면과 경사를 이루도록 구성될 수 있다.
이와 같은 구성을 통해 본 발명에 따른 냉각수 누설 검출 장치는, 복수의 저항이 병렬 연결되어 안정적으로 장착될 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 냉각수 누설 검출 장치는, 저항값의 변화에 대응되는 냉각수 누설 높이를 단계별로 효과적으로 검출할 수 있다.
도 8은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 검출 저항부의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 누설 검출 장치는, 고정부를 더 포함할 수 있다.
상기 고정부는, 검출 저항부(100)를 배터리 팩 또는 이차 전지에 고정시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 고정부는, 배터리 팩 내부에 장착된 검출 저항부(100)의 장착 위치를 고정시킬 수 있다.
바람직하게는, 고정부는, 제1 고정부(410)를 구비할 수 있다. 제1 고정부(410)는, 검출 저항부(100)의 양측에 장착될 수 있다. 즉, 제1 고정부(410)는, 검출 저항부(100)의 좌우에 장착될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 고정부(410)는, 검출 저항부(100)에 구비된 하나 이상의 저항을 사이에 두고 검출 저항부(100)의 양측에 장착될 수 있다. 예를 들어, 도 8의 구성에 도시된 바와 같이, 제1 고정부(410)는, 검출 저항부(100)의 양측(도 8을 기준으로 좌우)에 장착될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 고정부(410)는, 제1 단위 저항(R1), 제2 단위 저항(R2) 및 제3 단위 저항(R3)의 양측에 구비될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 8의 구성에 도시된 바와 같이, 제1 고정부(410)는, 배터리 팩의 바닥면으로부터 높이 방향(도 8을 기준으로 상하 방향)으로 긴 막대 형상으로 구현될 수 있다.
또한, 제1 고정부(410)는, 복수의 홀(a)을 구비할 수 있다. 보다 구체적으로, 복수의 홀(a)은, 저항의 양단과 연결된 선로가 고정되도록 구성될 수 있다. 즉, 저항의 양단과 연결된 선로는 복수의 홀(a)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 도 8의 구성에 도시된 바와 같이, 제1 고정부(410)는, 각 저항의 양측에 2개의 홀(a)을 구비할 수 있다.
이와 같은 구성을 통해, 본 발명에 따른 제1 고정부(410)는, 검출 저항부(100)에 구비된 복수의 저항이 배터리 팩의 바닥면으로부터 높이를 달리하여 장착될 수 있도록 소정의 간격을 두고 복수의 저항을 고정시킬 수 있다.
더욱 바람직하게는, 고정부는, 제2 고정부(420)를 구비할 수 있다. 제2 고정부(420)는, 내부에 하나의 저항이 구비될 수 있다. 즉, 저항은, 제2 고정부(420)에 의해 장착 위치가 고정될 수 있다. 이때, 제2 고정부(420)는, 냉각수가 유입될 수 있도록 유로를 구비할 수 있다.
또한, 제2 고정부(420)는, 배터리 팩의 바닥면과 경사를 이룰 수 있다. 또한, 제2 고정부(420)는, 양단이 제1 고정부(410)의 홀(a)에 장착될 수 있다.
이와 같은 구성을 통해, 본 발명에 따른 제2 고정부(420)는, 검출 저항부(100)에 구비된 복수의 저항이 배터리 팩의 바닥면과 경사를 이루도록 복수의 저항을 안정적으로 고정시킬 수 있다.
바람직하게는, 제1 고정부(410) 및 제2 고정부(420)는, 측정 선로를 고정시킬 수 있다. 상기 측정 선로는, 서로 병렬 연결된 복수의 저항을 전기적으로 직접 연결할 수 있다. 또한, 측정 선로는, 복수의 저항과 검출부 및 전원 공급부를 전기적으로 직접 연결하는 선로일 수 있다.
이와 같은 구성을 통해, 고정부는, 검출 저항부(100)가 진동 또는 충격에 의하여 흔들리지 않도록 하여 검출 저항부(100)에 구비된 복수의 저항의 높이가 변경되지 않도록 검출 저항부(100)를 고정시킬 수 있다.
본 발명에 따른 냉각수 누설 검출 장치는, 배터리 팩에 자체적으로 구비될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상술한 본 발명에 따른 냉각수 누설 검출 장치를 포함할 수 있다. 여기서, 배터리 팩은, 다수의 이차 전지, 상기 냉각수 누설 검출 장치, 전장품(BMS, 릴레이, 퓨즈 등) 및 케이스 등을 포함할 수 있다.
도 9 내지 도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 저항부에 의해 검출되는 냉각수의 누설 높이를 보여준다.
먼저, 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 누설 검출 장치는, 배터리 팩 내부에 냉각수가 제1 높이(h1)만큼 누설되었음을 검출할 수 있다. 보다 구체적으로, 냉각수 누설 검출 장치는, 제1 단위 저항(R1)이 냉각수에 잠긴 상태를 검출하여 냉각수가 제1 높이(h1)만큼 누설되었음을 검출할 수 있다. 예를 들어, 냉각수 누설 검출 장치는, 제1 단위 저항(R1)이 냉각수에 잠긴 경우, 검출 저항부(100)의 저항값의 변화를 기초로 냉각수가 제1 높이(h1)만큼 누설되었음을 검출할 수 있다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 누설 검출 장치는, 배터리 팩 내부에 냉각수가 제2 높이(h2)만큼 누설되었음을 검출할 수 있다. 보다 구체적으로, 냉각수 누설 검출 장치는, 제1 단위 저항(R1) 및 제2 단위 저항(R2)이 냉각수에 잠긴 상태를 검출하여 냉각수가 제2 높이(h2)만큼 누설되었음을 검출할 수 있다. 예를 들어, 냉각수 누설 검출 장치는, 제1 단위 저항(R1) 및 제2 단위 저항(R2)이 냉각수에 잠긴 경우, 검출 저항부(100)의 저항값의 변화를 기초로 냉각수가 제2 높이(h2)만큼 누설되었음을 검출할 수 있다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 누설 검출 장치는, 배터리 팩 내부에 냉각수가 제3 높이(h3)만큼 누설되었음을 검출할 수 있다. 보다 구체적으로, 냉각수 누설 검출 장치는, 제1 단위 저항(R1), 제2 단위 저항(R2) 및 제3 단위 저항(R3)이 냉각수에 잠긴 상태를 검출하여 냉각수가 제3 높이(h3)만큼 누설되었음을 검출할 수 있다. 예를 들어, 냉각수 누설 검출 장치는, 제1 단위 저항(R1), 제2 단위 저항(R2) 및 제3 단위 저항(R3)이 냉각수에 잠긴 경우, 검출 저항부(100)의 저항값의 변화를 기초로 냉각수가 제3 높이(h3)만큼 누설되었음을 검출할 수 있다.
또한, 상기 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 검출부는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이때, 프로그램 모듈은 메모리 장치에 저장되고 프로세서에 의해 실행될 수 있다.
또한, 검출부의 다양한 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 상기 기록 매체는, ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다. 또한, 상기 코드 체계는 네트워크로 연결된 컴퓨터에 분산되어 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 상기 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
한편, 본 명세서에서는 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
한편, 본 명세서에서 '검출부' 및 '메모리부' 등과 같이 '부'라는 용어가 사용되었으나, 이는 논리적인 구성 단위를 나타내는 것으로서, 반드시 물리적으로 분리될 수 있거나 물리적으로 분리되어야 하는 구성요소를 나타내는 것은 아니라는 점은 당업자에게 자명하다.
10: 이차 전지
50: 배터리 팩
100: 검출 저항부
110: 저항
200: 전원 공급부
300: 검출부
410: 제1 고정부
420: 제2 고정부
a: 홀

Claims (9)

  1. 배터리 주변을 흐르는 냉각수의 누설을 검출하는 장치에 있어서,
    배터리 팩 내부에 구비되고, 서로 병렬로 연결된 복수의 저항을 구비하며, 상기 배터리 팩의 하단부로부터 상기 배터리 팩의 상단부 방향으로 상기 복수의 저항이 높이를 달리하여 위치하고 상기 복수의 저항이 상기 냉각수에 직접 접촉할 수 있도록 구성된 검출 저항부;
    상기 검출 저항부로 전원을 공급하도록 구성된 전원 공급부;
    상기 검출 저항부와 연결되고, 상기 검출 저항부로부터 수신한 전기적 신호를 기초로 상기 검출 저항부의 저항값을 연산하고, 연산된 저항값을 기초로 냉각수 누설 여부 및 냉각수 누설 높이를 검출하도록 구성된 검출부; 및
    상기 검출 저항부를 상기 배터리 팩 내부에 고정시키도록 구성된 고정부를 포함하고,
    상기 검출 저항부는,
    상기 복수의 저항 중 적어도 하나가이 상기 냉각수에 직접 접촉됨에 따라 상기 저항값이 변경되도록 구성되고,
    상기 고정부는,
    상기 검출 저항부와 상기 전원 공급부 및 상기 검출부를 전기적으로 연결하는 측정 선로를 내부에 구비하고, 상기 측정 선로에 상기 복수의 저항의 양단이 연결되도록 상기 검출 저항부의 양측에 장착된 제1 고정부; 및
    상기 복수의 저항 각각에 대응되도록 복수 구비되고, 상기 냉각수가 유입될 수 있는 유로를 구비하며, 상기 복수의 저항 중 대응되는 저항이 상기 유로의 내부에 포함되도록 상기 제1 고정부에 결합된 제2 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 누설 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검출 저항부는, 상기 저항의 일단과 상기 저항의 타단이 높이를 달리하되 상기 저항이 상기 배터리 팩의 바닥면과 경사를 이루도록 구성된 것을 특징으로 하는 냉각수 누설 검출 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 검출 저항부는, 상기 배터리 팩 내부에 구비된 이차 전지의 하단부에 장착되도록 구성된 것을 특징으로 하는 냉각수 누설 검출 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 검출부는, 상기 검출 저항부로부터 수신한 전기적 신호를 기초로 상기 검출 저항부의 저항값이 변경되는 경우, 상기 배터리 팩 내부에 냉각수가 누설 되었다고 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 냉각수 누설 검출 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 검출부는, 상기 검출 저항부의 저항값의 변화에 따른 냉각수의 높이를 검출할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 냉각수 누설 검출 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 검출부는, 상기 저항값에 대응하는 냉각수 누설 여부 및 냉각수 누설 높이를 미리 저장하며, 상기 검출 저항부로부터 수신한 전기적 신호를 기초로 상기 저항값을 연산하고, 상기 저항값을 기초로 냉각수 누설 여부 및 냉각수 누설 높이를 검출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 냉각수 누설 검출 장치.
  9. 제1항, 제2항 및 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 냉각수 누설 검출 장치를 포함하는 배터리 팩.
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