KR102460108B1 - Temperature measuring device, and battery module and battery pack having the same - Google Patents

Temperature measuring device, and battery module and battery pack having the same Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 배터리 모듈의 온도 측정 장치는, 배터리 모듈에서 특정 위치의 온도를 측정하기 위한 장치로서, 배터리 모듈에서 특정 위치 이외의 위치에 구비되는 온도 센서와; 특정 위치에서 온도 센서로 연결되어 특정 위치의 온도를 온도 센서에 전달하는 열전도 부재를 포함하여 구성됨으로써, 특정 위치에 온도 센서를 직접 설치하지 않더라도 정확한 온도 측정이 가능하여 배터리 모듈의 설계 자유도를 높이고, 배터리 모듈의 안정성, 수명, 성능을 향상시킬 수 있게 된다.An apparatus for measuring a temperature of a battery module according to the present invention is an apparatus for measuring a temperature at a specific location in a battery module, and includes: a temperature sensor provided at a location other than a specific location in the battery module; By including a heat-conducting member that is connected to a temperature sensor at a specific location and transmits the temperature at a specific location to the temperature sensor, accurate temperature measurement is possible without directly installing the temperature sensor at a specific location, increasing the design freedom of the battery module, It is possible to improve the stability, lifespan, and performance of the battery module.

Description

배터리 모듈의 온도 측정 장치, 이를 구비한 배터리 모듈 및 배터리 팩{Temperature measuring device, and battery module and battery pack having the same}Temperature measuring device of a battery module, a battery module and a battery pack having the same

본 발명은 전기 자동차 등에 사용되는 배터리에 관한 것으로서, 특히 배터리 모듈의 온도를 측정하기 위한 배터리 모듈의 온도 측정 장치 및 배터리 팩에 관한 것이다.The present invention relates to a battery used in an electric vehicle or the like, and more particularly, to an apparatus for measuring a temperature of a battery module and a battery pack for measuring the temperature of the battery module.

일반적으로 배터리 팩은 전기 자동차(EV), 하이브리드 자동차(HEV), 전기 자전거 등과 같이 전기를 필요로 하는 다양한 장치에 설치되어 전기를 공급할 수 있도록 구성된다.In general, a battery pack is installed in various devices that require electricity, such as an electric vehicle (EV), a hybrid vehicle (HEV), an electric bicycle, and the like, and is configured to supply electricity.

배터리 팩은 내부에 여러 개의 배터리 모듈이 탑재되고, BMS(Battery Management System), 냉각 시스템 등 각종 제어 및 보호 시스템이 추가로 구성된다.The battery pack is equipped with several battery modules inside, and various control and protection systems such as a battery management system (BMS) and a cooling system are additionally configured.

배터리 모듈은 배터리의 기본 단위인 배터리 셀들을 하나로 묶어서 구성하고, 여기서 배터리 셀은 일반적으로 충전이 가능한 2차 전지를 사용한다. A battery module is configured by grouping battery cells, which are the basic unit of a battery, into one, and the battery cell generally uses a rechargeable secondary battery.

이러한 배터리 모듈은 주로 화학 반응을 통하여 화학에너지를 전기에너지로 변환시키는 과정에서 열이 발생하고, 이러한 열은 배터리 셀을 열화시키는 등 배터리의 성능, 수명, 안전성에 영향을 미치게 되므로 배터리의 과열을 방지하고 적정한 온도로 유지시키기 위해 냉각 시스템이 구성된다.These battery modules mainly generate heat in the process of converting chemical energy into electrical energy through a chemical reaction, and this heat affects the performance, lifespan, and safety of the battery, such as deteriorating the battery cells, to prevent overheating of the battery. and a cooling system is configured to maintain the proper temperature.

냉각 시스템을 이용하여 배터리 모듈의 온도를 적정하게 조절하기 위해서는 배터리 모듈의 온도를 측정하면서 냉각하여야 하는 바, 배터리 모듈에는 온도 센서가 구비된다. 이때, 온도 센서는 배터리 모듈의 과열 방지를 위해 가장 높은 온도 즉, 최대 온도를 감지할 수 있는 위치(Hot zone)에 부착되는 것이 바람직하다.In order to properly control the temperature of the battery module using the cooling system, the temperature of the battery module must be cooled while measuring the temperature, and the battery module is provided with a temperature sensor. In this case, the temperature sensor is preferably attached to a position (hot zone) capable of detecting the highest temperature, that is, the maximum temperature in order to prevent overheating of the battery module.

그러나, 배터리가 더욱 소형화되고 구성 밀도가 높아짐에 따라 온도 센서를 온도가 가장 높은 부분에 구성하기 어렵고, 이 때문에 온도 센서를 다른 위치에 부착하여 온도를 측정하고 있다. 하지만, 배터리의 최대 온도를 정확히 감지하지 못한 상태에서 냉각 시스템을 구동할 경우에 적절한 냉각이 이루어지지 않게 되어 배터리 성능은 물론 안전성 및 수명 등에 심각한 영향을 줄 수 있는 문제점이 있다.However, as the battery becomes smaller and the configuration density increases, it is difficult to configure the temperature sensor in the portion with the highest temperature. However, when the cooling system is driven in a state where the maximum temperature of the battery is not accurately detected, proper cooling is not performed, and thus there is a problem that may seriously affect not only battery performance, but also safety and lifespan.

한편, 일본 특개 제1995-307171호에 기재된 배터리 모듈의 온도감지장치는 열전도체를 통해 모든 배터리 셀들의 평균 온도를 감지할 수 있도록 구성되므로, 배터리 모듈에서 최대 온도가 발생하는 부분과 같은 특정 위치의 온도를 감지하는 것은 불가능한 문제점이 있다.On the other hand, since the temperature sensing device of the battery module described in Japanese Patent Laid-Open No. 1995-307171 is configured to sense the average temperature of all battery cells through the thermal conductor, There is a problem that it is impossible to sense the temperature.

일본 특개 제1995-307171호Japanese Patent Laid-Open No. 1995-307171 한국 공개특허 제10-2013-0091506호Korean Patent Publication No. 10-2013-0091506

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 최고 온도 영역과 같은 특정 위치의 온도를 열전도 부재를 통해 전달받아 감지할 수 있도록 함으로써 최대 온도 부분에 온도 센서를 설치하지 않더라도 정확한 온도 측정이 가능하여 배터리 모듈의 설계 자유도를 높이고, 배터리 모듈의 안정성, 수명, 성능을 향상시킬 수 있는 배터리 모듈의 온도 측정 장치, 이를 구비한 배터리 모듈 및 배터리 팩을 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and it is possible to accurately measure the temperature without installing a temperature sensor in the maximum temperature part by allowing the temperature of a specific location, such as the highest temperature region, to be transmitted and sensed through a heat conduction member. An object of the present invention is to provide a temperature measuring device for a battery module, a battery module and a battery pack having the same, which can increase the design freedom of the battery module and improve the stability, lifespan, and performance of the battery module.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈의 온도 측정 장치는, 배터리 모듈에서 특정 위치의 온도를 측정하기 위한 장치로서, 상기 배터리 모듈에서 상기 특정 위치 이외의 위치에 구비되는 온도 센서와; 상기 특정 위치에서 상기 온도 센서로 연결되어 특정 위치의 온도를 온도 센서에 전달하는 열전도 부재를 포함한 것을 특징으로 한다.A temperature measuring device for a battery module according to the present invention for realizing the above object is a device for measuring a temperature at a specific location in a battery module, comprising: a temperature sensor provided at a location other than the specific location in the battery module; It characterized in that it includes a heat-conducting member that is connected to the temperature sensor at the specific position to transfer the temperature of the specific position to the temperature sensor.

상기 특정 위치는 상기 배터리 모듈에서 다른 부분의 온도보다 상대적으로 온도가 높은 부분으로 설정될 수 있다.The specific location may be set as a portion having a relatively higher temperature than that of other portions of the battery module.

상기 특정 위치는 상기 배터리 모듈의 가장자리 쪽에 위치되고, 상기 온도 센서는 상기 배터리 모듈의 가운데 쪽에 위치될 수 있다.The specific position may be located at an edge of the battery module, and the temperature sensor may be located at a center of the battery module.

상기 열전도 부재는 상기 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 열전도율보다 높은 소재로 이루어질 수 있다.The heat-conducting member may be made of a material having a higher thermal conductivity than that of a battery cell constituting the battery module.

상기 열전도 부재는 그라파이트 시트(Graphite sheet)로 구성되는 것이 바람직하다.The heat-conducting member is preferably made of a graphite sheet.

상기 열전도 부재는 상기 배터리 모듈에 선형 구조로 배치되어 구성되는 것이 바람직하다.The heat-conducting member is preferably configured to be arranged in a linear structure on the battery module.

상기 열전도 부재는 단열 소재로 피복되어 구성되고, 상기 특정 위치에서 상기 배터리 모듈에 밀착되는 부분은 노출되게 구성되는 것이 바람직하다.It is preferable that the heat-conducting member is configured to be covered with an insulating material, and a portion that is in close contact with the battery module at the specific position is configured to be exposed.

상기 배터리 모듈의 온도 측정 장치는, 상기 온도 센서의 측정 결과가 입력되는 제어부를 포함하고, 상기 제어부에는 측정 결과를 보정해주는 보정부가 포함될 수 있다.The apparatus for measuring the temperature of the battery module may include a control unit to which the measurement result of the temperature sensor is input, and the control unit may include a correction unit for correcting the measurement result.

이때, 상기 보정부는 상기 열전도 부재의 길이, 두께, 열전도도, 외부 노출에 따른 열손실율 중 적어도 어느 하나를 고려하여 온도를 보정하도록 구성되는 것이 바람직하다.In this case, the compensating unit is preferably configured to correct the temperature in consideration of at least one of a length, thickness, thermal conductivity, and heat loss rate due to external exposure of the heat-conducting member.

상기 배터리 모듈에 특정 위치가 복수개가 선정되고, 상기 열전도 부재도 복수개가 구비되어 상기 각각의 특정 위치에서 상기 온도 센서에 연결될 수 있다.A plurality of specific locations may be selected in the battery module, and a plurality of the heat conduction members may be provided to be connected to the temperature sensor at each of the specific locations.

상기 온도 센서는 상기 복수개의 열전도 부재를 통해 전달되는 온도 중 최고의 온도를 측정하거나 산출할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.The temperature sensor is preferably configured to measure or calculate the highest temperature among the temperatures transmitted through the plurality of heat-conducting members.

또한, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 상기한 온도 측정 장치를 포함하여 구성된다.In addition, the battery module according to the present invention for realizing the above object is configured to include the above-described temperature measuring device.

또한, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기한 배터리 모듈을 하나 이상 포함하여 구성된다.In addition, the battery pack according to the present invention for realizing the above object is configured to include one or more of the above-described battery modules.

상기한 바와 같은 본 발명의 주요한 과제 해결 수단들은, 아래에서 설명될 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용', 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이때 상기한 바와 같은 주요한 과제 해결 수단 외에도, 본 발명에 따른 다양한 과제 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.The main problem solving means of the present invention as described above will be described more specifically and clearly through examples such as 'specific details for the implementation of the invention', which will be described below, or the accompanying 'drawings', at this time In addition to the main problem solving means as described above, various problem solving means according to the present invention will be further presented and described.

본 발명에 따른 배터리 모듈의 온도 측정 장치, 이를 구비한 배터리 모듈 및 배터리 팩은, 배터리 모듈에서 가장 온도가 높은 최고 온도 위치(hot zone)에 온도 센서를 부착하지 않더라도 열전도 부재를 통해 열을 전달받아 온도를 측정하기 때문에 온도 측정 오차를 최소화하면서 최고 온도를 정확하게 측정할 수 있게 되어, 배터리 모듈의 안정성을 향상시키고, 성능 저하 및 수명 단축을 방지할 수 있는 효과가 있다.The device for measuring the temperature of the battery module according to the present invention, the battery module and the battery pack having the same, receive heat through the heat conduction member even if the temperature sensor is not attached to the hot zone with the highest temperature in the battery module. Since the temperature is measured, it is possible to accurately measure the maximum temperature while minimizing the temperature measurement error, thereby improving the stability of the battery module and preventing performance degradation and shortening of lifespan.

또한, 본 발명은 열전도 부재를 이용하여 원하는 곳의 온도를 측정할 수 있도록 구성되기 때문에 배터리 모듈 및 온도 측정 장치의 설계가 자유롭게 되어 보다 효율적이고 경제적인 배터리 모듈의 구성이 가능해지는 효과가 있다.In addition, since the present invention is configured to measure the temperature of a desired place using a heat-conducting member, the design of the battery module and the temperature measuring device is free, so that a more efficient and economical battery module can be configured.

또한, 본 발명은 열전도 부재로 열전도도가 매우 높은 그라파이트 시트(Graphite sheet)를 이용할 경우에 실제 온도 측정 위치로부터 온도 센서가 위치한 곳 까지 열손실 및 오차를 최소화한 상태에서 온도 측정이 가능한 효과가 있다.In addition, in the present invention, when a graphite sheet having very high thermal conductivity is used as a heat-conducting member, it is possible to measure temperature from the actual temperature measurement location to the temperature sensor location in a state where heat loss and error are minimized. .

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 온도 측정 장치가 구비된 배터리 모듈이 도시된 주요부 사시도이다.
도 2는 배터리 모듈의 열발생 상태 및 본 발명의 제 1 실시예에 따른 온도 측정 장치의 설치 상태가 도시된 도면이다.
도 3은 배터리 셀의 열발생 상태 및 본 발명의 제 1 실시예에 따른 온도 측정 장치의 설치 구조가 도시된 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 온도 측정 장치를 구성하는 열전도 부재의 구성을 보여주기 위한 배터리 셀의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 온도 측정 장치의 블록 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 온도 측정 장치가 구비된 배터리 모듈이 도시된 주요부 사시도이다.1 is a perspective view showing a main part of a battery module provided with a temperature measuring device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a view illustrating a heat generation state of a battery module and an installation state of the temperature measuring device according to the first embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a heat generation state of a battery cell and an installation structure of the temperature measuring device according to the first embodiment of the present invention.
4 is a front view of a battery cell for showing the configuration of a heat-conducting member constituting the temperature measuring device according to the first embodiment of the present invention.
5 is a block diagram of a temperature measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention.
6 is a perspective view of a main part of a battery module provided with a temperature measuring device according to a second embodiment of the present invention.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 온도 측정 장치가 구비된 배터리 모듈이 도시된 도면들로서, 도 1은 배터리 모듈의 주요부 사시도, 도 2는 배터리 모듈의 열발생 상태 및 온도 측정 장치의 설치 상태도, 도 3은 배터리 셀의 열발생 상태 및 온도 측정 장치의 설치 구조도, 도 4는 열전도 부재의 상세도, 도 5는 온도 측정 장치의 블록 구성도이다.1 to 5 are diagrams showing a battery module provided with a temperature measuring device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a perspective view of a main part of the battery module, and FIG. 2 is a heat generation state and temperature measurement of the battery module. An installation state diagram of the device, FIG. 3 is a heat generation state of a battery cell and an installation structure diagram of a temperature measuring device, FIG. 4 is a detailed view of a heat conducting member, and FIG. 5 is a block diagram of a temperature measuring device.

도 1을 참조하면, 배터리 모듈(10)은 서로 겹치게 배열된 다수의 배터리 셀(15)과 이 배터리 셀(15)들을 지지하는 지지체를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1 , the battery module 10 may include a plurality of battery cells 15 arranged to overlap each other and a support for supporting the battery cells 15 .

배터리 셀(15)들 사이 또는 가장 바깥쪽 면에는 냉각 핀(20)들이 구성되고, 이 냉각 핀(20)들은 냉각 플레이트(25)에 연결되어 각각의 배터리 셀(15)에 열을 전달할 수 있도록 구성될 수 있다.Cooling fins 20 are configured between the battery cells 15 or on the outermost surface, and these cooling fins 20 are connected to the cooling plate 25 to transfer heat to each battery cell 15 . can be configured.

배터리 모듈(10)의 하부에는 배터리 셀(15)들을 냉각하기 위해 냉각 플레이트(25)가 설치된다.A cooling plate 25 is installed under the battery module 10 to cool the battery cells 15 .

냉각 플레이트(25)는 냉각 시스템의 열교환장치로부터 열을 전달하는 매체일 수 있다. 이때 냉각 플레이트(25)는 배터리 모듈(10)과 열교환장치 사이에 밀착되게 구성되어 열을 전달하는 기능을 한다.The cooling plate 25 may be a medium for transferring heat from the heat exchanger of the cooling system. At this time, the cooling plate 25 is configured to be in close contact between the battery module 10 and the heat exchange device and serves to transfer heat.

배터리 모듈(10)의 상부에는 배터리 모듈에서 특정 위치(P)의 온도를 측정하기 위한 온도 측정 장치(30)가 구성된다.A temperature measuring device 30 for measuring the temperature of a specific position P in the battery module is configured on the upper portion of the battery module 10 .

온도 측정 장치(30)는, 배터리 모듈(10)에서 특정 위치(P) 이외의 위치에 구비되는 온도 센서(31)와, 특정 위치(P)에서 온도 센서(31)로 연결되어 특정 위치(P)의 온도를 온도 센서(31)에 전달하는 열전도 부재(35)를 포함하여 구성될 수 있다.The temperature measuring device 30 is connected to the temperature sensor 31 provided at a position other than the specific position P in the battery module 10 and the temperature sensor 31 at the specific position P, and is connected to the specific position P ) may be configured to include a heat-conducting member 35 that transmits the temperature of the temperature sensor 31 .

여기서, 배터리 모듈(10)의 특정 위치(P)는 배터리 모듈(10)에서 온도 센서(31)가 설치되는 위치보다 상대적으로 온도가 높은 위치 즉, 배터리 모듈(10)에서 다른 위치의 온도보다 상대적으로 온도가 높은 최고 온도가 발생하는 위치로 설정되는 것이 바람직하다.Here, the specific position P of the battery module 10 is a position having a relatively higher temperature than a position where the temperature sensor 31 is installed in the battery module 10 , that is, relative to the temperature of other positions in the battery module 10 . It is preferable to set the position where the highest temperature is generated.

도 2를 참조하면, 특정 위치(P)는 온도가 가장 높은 배터리 모듈(10)의 가장자리 위치 쪽에 설정되는 것이 바람직하고, 온도 센서(31)는 상대적으로 다른 부품들이 설치되지 않은 위치, 예를 들면 배터리 모듈(10)의 가운데 위치에 설치되는 것이 바람직하다.Referring to Figure 2, the specific position (P) is preferably set at the edge position of the battery module 10 having the highest temperature, and the temperature sensor 31 is a position where other components are not installed relatively, for example. It is preferable to be installed in the middle position of the battery module (10).

여기서, 특정 위치(P) 및 온도 센서(31)는 상기한 바와 같은 위치에 한정되지 않고, 실시 조건에 따라 그 위치를 적절하게 선택하여 구성할 수 있다. 즉, 상기와 반대로 특정 위치(P)를 배터리 모듈(10)의 가운데 부분에 설정하고, 온도 센서(31)는 배터리 모듈(10)의 가장자리 부분에 설치하는 것도 가능하다. Here, the specific position P and the temperature sensor 31 are not limited to the above positions, and may be configured by appropriately selecting the positions according to the implementation conditions. That is, contrary to the above, it is also possible to set the specific position P at the center of the battery module 10 , and the temperature sensor 31 to be installed at the edge of the battery module 10 .

상기 온도 센서(31)는 열전도 부재를 통해 전달받은 열을 저항값 등에 의해 온도를 산출할 수 있는 서미스터(thermistor)로 구성될 수 있다. 물론, 다른 종류의 온도 센서를 이용하여 구성하는 것도 가능하다.The temperature sensor 31 may be configured as a thermistor capable of calculating a temperature based on a resistance value of heat transferred through the heat-conducting member. Of course, it is also possible to configure using other types of temperature sensors.

상기 열전도 부재(35)는 특정 위치(P)의 온도를 온도 센서(31)에 전달할 수 있는 구성이면, 공지의 열전달 부재를 이용하여 다양하게 구성할 수 있다.The heat-conducting member 35 may be configured in various ways by using a known heat-conducting member as long as it can transmit the temperature of the specific position P to the temperature sensor 31 .

다만, 열전도 부재(35)는 배터리 모듈(10)을 구성하는 배터리 셀(15)의 열전도율보다 높은 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 이는 특정 위치(P)의 온도를 배터리 셀(15)의 다른 부분에 의해 영향이 최소화되도록 하여 보다 정확하게 전달하기 위한 것이다.However, the heat-conducting member 35 is preferably made of a material having a higher thermal conductivity than that of the battery cells 15 constituting the battery module 10 . This is to more accurately transmit the temperature of the specific position P so that the influence by other parts of the battery cell 15 is minimized.

이를 위해 열전도 부재(35)는 열전도율이 높은 그라파이트 시트(Graphite sheet)로 구성하는 것이 바람직하다.For this purpose, the heat-conducting member 35 is preferably made of a graphite sheet having high thermal conductivity.

또한, 열전도 부재(35)는 배터리 모듈(10)에 선형 구조로 길게 배치되어 구성되는 것이 바람직하다.In addition, the heat-conducting member 35 is preferably configured to be arranged in a long linear structure in the battery module (10).

이와 같은 열전도 부재(35)는 도 4에 도시된 바와 같이 단열 소재(37)로 피복되어 구성될 수 있다. 이는 열전도 부재(35)를 통해 열을 전달할 때 발생할 수 있는 열손실을 최소화하기 위한 것이다. As shown in FIG. 4 , the heat-conducting member 35 may be coated with a heat insulating material 37 . This is to minimize heat loss that may occur when heat is transferred through the heat-conducting member 35 .

열전도 부재(35)의 끝단에는 특정 위치(P)에 밀착되는 접촉부(38)가 구성되는데, 접촉부(38)는 배터리 셀(15)에 밀착되는 부분이 노출되게 구성되는 것이 바람직하다.A contact portion 38 in close contact with a specific position P is configured at the end of the heat conductive member 35 , and the contact portion 38 is preferably configured such that a portion in close contact with the battery cell 15 is exposed.

이때, 접촉부(38)는 배터리 셀(15)에 부착되는 방법으로 밀착될 수 있는데, 열전도용 접착 부재에 의해 배터리 셀(15)에 부착되는 것이 바람직하다.In this case, the contact portion 38 may be closely adhered to the battery cell 15 by a method of being attached to the battery cell 15 , and is preferably attached to the battery cell 15 by an adhesive member for heat conduction.

그리고, 열전도 부재(35)에서 접촉부(38)는 다른 부분보다 상대적으로 면적이 크게 형성되어 상기 배터리 셀(15)에 밀착되게 구성되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the contact portion 38 of the heat-conducting member 35 has a relatively larger area than other portions and is configured to be in close contact with the battery cell 15 .

한편, 상기한 바와 같은 배터리 모듈(10)의 온도 측정 장치(30)는, 도 5에 도시된 바와 같이 온도 센서(31)의 측정 결과가 입력되는 제어부(40)를 포함하고, 이 제어부(40)에는 측정 결과를 보정해주는 보정부(45)가 포함되어 구성되는 것이 바람직하다.On the other hand, the temperature measuring device 30 of the battery module 10 as described above includes a control unit 40 to which the measurement result of the temperature sensor 31 is input as shown in FIG. 5 , and the control unit 40 ) is preferably configured to include a correction unit 45 for correcting the measurement result.

이때, 보정부(45)는 열전도 부재(35)의 길이, 두께, 열전도도, 외부 노출에 따른 열손실율 등 온도 보정에 필요한 여러 변수를 고려하여 실험이나 계산식 등을 통하여 특정 위치(P)의 측정 온도를 보정할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.At this time, the compensator 45 measures the specific position (P) through experiments or calculation formulas in consideration of various variables necessary for temperature correction, such as the length, thickness, thermal conductivity, and heat loss rate due to external exposure of the heat-conducting member 35 It is desirable to be configured to be able to correct the temperature.

또한, 제어부(40)는 배터리에서 온도를 이용하는 제반 장치에 출력하고 제어할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들면 배터리를 냉각하기 위한 냉각장치(53), 배터리의 온도를 표시하는 표시부(55), 배터리 측정 온도가 요구되는 각종 장치에 온도를 제공하는 출력부(51) 등으로 온도를 출력하거나 제어할 수 있도록 구성할 수 있다. Also, the control unit 40 may be configured to output and control the temperature to various devices using the battery. For example, the temperature is outputted or controlled by the cooling device 53 for cooling the battery, the display unit 55 for displaying the temperature of the battery, and the output unit 51 for providing the temperature to various devices requiring the measured temperature of the battery. can be configured to do so.

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 온도 측정 장치가 구비된 배터리 모듈이 도시된 주요부 사시도이다.6 is a perspective view of a main part of a battery module provided with a temperature measuring device according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 온도 측정 장치(30A)는 배터리 모듈(10)에서 복수의 위치에 특정 위치(P)를 선정하고 이를 바탕으로 온도를 측정할 수 있도록 구성된다.The temperature measuring device 30A according to the second embodiment of the present invention is configured to select a specific position P at a plurality of positions in the battery module 10 and measure the temperature based on this.

즉, 본 실시예에 따른 온도 측정 장치(30A)는, 배터리 모듈(10)에 특정 위치(P)가 복수개가 선정되고, 열전도 부재(35)도 복수개가 구비되어 각각의 특정 위치(P)에서 하나의 온도 센서(31)에 연결되게 구성된다.That is, in the temperature measuring device 30A according to this embodiment, a plurality of specific positions P are selected in the battery module 10 , and a plurality of heat conduction members 35 are also provided at each specific position P. It is configured to be connected to one temperature sensor 31 .

이때, 온도 센서(31)는 복수개의 열전도 부재(35)를 통해 전달되는 온도 중 최고의 온도를 측정하거나 산출할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.In this case, the temperature sensor 31 is preferably configured to measure or calculate the highest temperature among the temperatures transmitted through the plurality of heat-conducting members 35 .

이와 같은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 온도 측정 장치(30A)는, 배터리 모듈(10)에서 최고 온도 발생이 가능한 부분을 여러 곳 선정하고, 이렇게 선정된 각각의 특정 위치(P)에서 개별적으로 연결된 열전도 부재(35)를 통해 온도 센서(31)에 온도를 전달하여, 최고 온도를 산출할 수 있도록 구성되므로 배터리 모듈(10)에서 최고 온도의 측정이 보다 정확하게 이루어질 수 있게 된다.As described above, the temperature measuring device 30A according to the second embodiment of the present invention selects several places where the highest temperature can be generated in the battery module 10, and individually at each of the selected specific positions (P). Since the temperature is transmitted to the temperature sensor 31 through the connected heat conduction member 35 and configured to calculate the maximum temperature, the maximum temperature can be measured more accurately in the battery module 10 .

한편, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기한 바와 같은 온도 측정 장치를 갖는 배터리 모듈을 하나 이상 포함되어 구성된다. 이러한 배터리 팩에는 배터리 모듈 이외에, 배터리 모듈을 수납하기 위한 팩 케이스, 배터리 모듈의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치가 더 포함될 수 있다. 일 예로 BMS(Battery Management System), 전류 센서, 퓨즈 등이 더 포함될 수 있다.On the other hand, the battery pack according to the present invention is configured to include one or more battery modules having the temperature measuring device as described above. In addition to the battery module, the battery pack may further include a pack case for accommodating the battery module and various devices for controlling charging and discharging of the battery module. As an example, a battery management system (BMS), a current sensor, a fuse, and the like may be further included.

그리고, 상기와 같은 배터리 팩은 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. In addition, the battery pack as described above may be applied to a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle.

상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the technical ideas described in the embodiments of the present invention may be implemented independently, or may be implemented in combination with each other. In addition, although the present invention has been described through the embodiments described in the drawings and detailed description of the invention, these are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may make various modifications and equivalent other embodiments therefrom. It is possible. Accordingly, the technical protection scope of the present invention should be defined by the appended claims.

10 : 배터리 모듈 15 : 배터리 셀
20 : 냉각 핀 25 : 냉각 플레이트
30 : 온도 측정 장치 31 : 온도 센서
35 : 열전도 부재 37 : 단열 소재
38 : 접촉부 40 : 제어부
45 : 보정부10: battery module 15: battery cell
20: cooling fin 25: cooling plate
30: temperature measuring device 31: temperature sensor
35: heat conduction member 37: heat insulating material
38: contact 40: control unit
45: correction unit

Claims (13)

수직하게 서로 겹치게 배열된 다수의 배터리 셀; 및
특정 위치의 온도를 측정하기 위한 온도 측정 장치;를 포함하는 배터리 모듈에서,
상기 온도 측정 장치는, 특정 위치에 밀착되는 접촉부가 일측 끝단에 구비된 열전도 부재, 및 상기 특정 위치 이외의 위치에 구비되는 온도 센서를 포함하며,
상기 특정 위치는 상부를 향해 노출된 배터리 셀의 일측면 가장자리이고, 상기 온도 센서는 상부를 향해 노출된 배터리 셀의 일측면 가운데에 위치하며,
상기 열전도 부재는 상기 배터리 셀 케이스 보다 열전도율이 높은 소재로 이루어진 선형 구조이면서, 배터리 셀에 밀착되는 부분은 노출되는 한편 나머지 부분은 단열 소재로 피복되고,
상기 열전도 부재에서 상기 접촉부는 상기 접촉부 이외의 부분보다 면적이 크고, 상기 접촉부는 열전도용 접착 부재에 의해 배터리 셀에 부착된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.a plurality of battery cells vertically overlapping each other; and
In a battery module comprising; a temperature measuring device for measuring the temperature of a specific location,
The temperature measuring device includes a heat-conducting member provided at one end with a contact portion in close contact with a specific position, and a temperature sensor provided at a position other than the specific position,
The specific position is an edge of one side of the battery cell exposed toward the top, and the temperature sensor is located in the middle of one side of the battery cell exposed toward the top,
The heat-conducting member has a linear structure made of a material having a higher thermal conductivity than the battery cell case, and the portion in close contact with the battery cell is exposed while the remaining portion is covered with an insulating material,
In the heat-conducting member, the contact portion has a larger area than a portion other than the contact portion, and the contact portion is attached to the battery cell by a heat-conducting adhesive member. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 열전도 부재는 그라파이트 시트(Graphite sheet)인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method according to claim 1,
The heat-conducting member is a battery module, characterized in that the graphite sheet (Graphite sheet). 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 배터리 모듈의 온도 측정 장치는, 상기 온도 센서의 측정 결과가 입력되는 제어부를 포함하고,
상기 제어부에는 측정 결과를 보정해주는 보정부가 포함된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method according to claim 1,
The temperature measuring device of the battery module includes a control unit to which the measurement result of the temperature sensor is input,
The control unit battery module, characterized in that it includes a correction unit for correcting the measurement result. 청구항 8에 있어서,
상기 보정부는 상기 열전도 부재의 길이, 두께, 열전도도, 외부 노출에 따른 열손실율 중 적어도 어느 하나를 고려하여 온도를 보정할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.9. The method of claim 8,
The compensator is configured to correct the temperature in consideration of at least one of a length, thickness, thermal conductivity, and heat loss rate due to external exposure of the heat-conducting member. 청구항 1에 있어서,
상기 특정 위치가 복수개이고,
상기 열전도 부재도 복수개가 구비되어 상기 각각의 특정 위치에서 상기 온도 센서에 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method according to claim 1,
The specific position is plural,
A plurality of the heat-conducting members are also provided so as to be connected to the temperature sensor at each of the specific positions. 청구항 10에 있어서,
상기 온도 센서는 상기 복수개의 열전도 부재를 통해 전달되는 온도 중 최고의 온도를 측정하거나 산출할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.11. The method of claim 10,
The temperature sensor is configured to measure or calculate the highest temperature among the temperatures transmitted through the plurality of heat-conducting members. 삭제delete 청구항 1, 5, 8 내지 11 중 어느 한 항에 기재된 배터리 모듈을 하나 이상 포함하는 배터리 팩.A battery pack comprising one or more of the battery modules according to any one of claims 1, 5, 8 to 11.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20210153431A (en) * 2020-06-10 2021-12-17 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery module and menufacturing method for the same
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006250734A (en) * 2005-03-10 2006-09-21 Nissan Motor Co Ltd Temperature detector for battery
JP2015152502A (en) * 2014-02-18 2015-08-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Temperature detector

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07307171A (en) 1994-05-11 1995-11-21 Toshiba Battery Co Ltd Secondary battery
KR101417248B1 (en) 2012-02-08 2014-07-09 현대자동차주식회사 Radiant heat plate for battery cell module and battery cell module having the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006250734A (en) * 2005-03-10 2006-09-21 Nissan Motor Co Ltd Temperature detector for battery
JP2015152502A (en) * 2014-02-18 2015-08-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Temperature detector

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