KR20110093358A - Apparatus for monitoring and controlling swelling of secondary cell - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus for sensing and controlling the swelling of a secondary cell is provided to effectively sense a swelling phenomenon generated from a secondary battery cell and to differentially interface the announcement according to the swelling phenomenon. CONSTITUTION: An apparatus(100) for sensing and controlling the swelling of a secondary cell comprises: sensing wires(110) surrounds the outside of a battery cell; connection holes(120-1,120-2,...,120-n) fitted to the end of the sensing wire; a signal generator(130) occurring a sensing signal according to the physical movement when the end of the sensing wire physically moves from the connection hole; and a controller(140) controlling the battery cell to limit the use of the battery cell if the sensing signal is sensed.

Description

이차전지의 스웰링 감지 제어장치{APPARATUS FOR MONITORING AND CONTROLLING SWELLING OF SECONDARY CELL}Swelling detection control device of secondary battery {APPARATUS FOR MONITORING AND CONTROLLING SWELLING OF SECONDARY CELL}

본 발명은 이차 전지 셀의 스웰링(swelling)을 감지하고 이를 제어에 응용하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 이차 전지 셀에서 스웰링 현상이 발생되는 경우, 스웰링 현상에 따른 물리적 변화를 전기 접속 단자의 접속 여부 또는 순차적 내지 차등적 접속 여부 등을 효과적으로 이용하여 스웰링 현상을 감지하고 이를 배터리 제어 등에 응용할 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for detecting swelling of a secondary battery cell and applying it to control. More specifically, when a swelling phenomenon occurs in a secondary battery cell, the physical change according to the swelling phenomenon The present invention relates to an apparatus capable of effectively detecting a swelling phenomenon by using a connection terminal or a sequential or differential connection and applying the same to a battery control.

제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HV, Hybrid Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다.The secondary battery has high applicationability and high electrical density such as electric power, and is widely used for electric vehicles (EVs) or hybrid vehicles (HVs) driven by electric driving sources as well as portable devices. It is applied.

이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목받고 있다.The secondary battery is attracting attention as a new energy source for improving eco-friendliness and energy efficiency in that not only the primary advantage of significantly reducing the use of fossil fuels is generated, but also no by-products of energy use are generated.

상기 이차 전지(셀)는 적용 형태나 구조 등에 따라 파우치형, 캔형, 소형, 중대형 등으로 다양하게 분류될 수 있는데 이들 중 예시적으로 파우치형 이차 전지 셀을 도 1에서 도시하고 있다. 기본적 원리와 구조 등은 상호 대응될 수 있으므로 도 1에 도시된 파우치형 이차 전지를 예시적인 형태로 하여 설명하도록 한다.The secondary battery (cell) may be classified into various types such as pouch type, can type, small size, medium to large size, etc. according to an application form or structure thereof, and an exemplary pouch type secondary battery cell is illustrated in FIG. 1. Since the basic principle and structure may correspond to each other, the pouch type secondary battery illustrated in FIG. 1 will be described as an exemplary form.

상기 도 1에 도시된 바와 같이 이차 전지(100)는 파우치 케이스(200) 및 전극집전체(300)(전극조립체로도 지칭된다)를 기본 구조로 포함하고 있으며, 상기 전극집전체(300)는 양극판, 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되어 상기 양극판과 음극판 사이를 전기적으로 절연시키는 분리막 또는 세퍼레이터 등으로 구성된다.As illustrated in FIG. 1, the secondary battery 100 includes a pouch case 200 and an electrode current collector 300 (also referred to as an electrode assembly) as a basic structure, and the electrode current collector 300 is And a separator or separator interposed between the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the positive electrode plate and the negative electrode plate to electrically insulate the positive electrode plate and the negative electrode plate.

도 1에 도시된 바와 같이 상기 전극집전체(300)는 양극판에서 연장되어 형성되는 양극 리드(탭)(310)와 음극판에서 연장되어 형성되는 음극 리드(탭)(320)가 일반적으로 구비된다. 상기 전극 리드(310, 320)는 이차 전지의 전극으로 기능하는 구조체에 해당한다.As shown in FIG. 1, the electrode current collector 300 generally includes a positive electrode lead (tab) 310 extending from the positive electrode plate and a negative electrode lead (tab) 320 extending from the negative electrode plate. The electrode leads 310 and 320 correspond to a structure that functions as an electrode of a secondary battery.

상기 전극집전체(300)가 파우치 케이스(200)에 투입된 후, 전해액이 주입되고 밀봉 공정, 에이징 공정, 화성 공정 등의 후처리 공정을 거쳐 하나의 완성된 이차 전지 셀이 된다.After the electrode current collector 300 is introduced into the pouch case 200, an electrolyte solution is injected to form a completed secondary battery cell through a post-treatment process such as a sealing process, an aging process, and a chemical conversion process.

상기 이차 전지는 개체의 구성 순에 의하여 단위 개체인 셀(cell), 집합체인 어셈블리(assembly), 배터리(battery)(팩(pack)) 등으로 칭해지며, 이하 설명에서 달리 언급되지 않는다면, 본 설명에서의 이차 전지는 상기 개체를 구별하지 않고 통칭적으로 사용하도록 한다.The secondary battery is referred to as a unit cell (cell), an assembly assembly (assembly), a battery (pack), etc. according to the configuration order of the individual, and unless otherwise stated in the following description, the present description The secondary battery in Essence is to be used generically without distinguishing the individual.

상기와 같은 구조와 공정 등을 거쳐 제조되는 이차전지는 일반적으로 음극에 카본계 소재가 사용되며, 양극에는 리튬계 산화물, 전해액에는 유기용매 전해질이 주로 사용되고 있다. 전지가 과충전되거나 전기적 환경에 급격한 변화 등이 발생되게 되면, 양극에서 전해액 분해 현상이 발생되고, 음극에서는 리튬 금속의 석출현상이 발생될 수 있으며, 이러한 현상이 발생하게 되면, 이차전지의 성능 저하가 초래될 수 있음은 물론, 화학 반응에 의한 발열에 의하여 가스가 발생될 수 있다.In the secondary battery manufactured through the structure and process as described above, a carbon-based material is generally used for the negative electrode, a lithium-based oxide for the positive electrode, and an organic solvent electrolyte for the electrolyte. When the battery is overcharged or a sudden change in the electrical environment occurs, electrolyte decomposition may occur at the positive electrode, and precipitation of lithium metal may occur at the negative electrode, and when such a phenomenon occurs, deterioration of the secondary battery may occur. In addition, gas may be generated by exothermic reaction due to chemical reaction.

또한, 전해액에는 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트 등의 용매를 사용하게 되는데, 이러한 용매는 고온에서 분해되어 가스 등이 발생하고 이에 의한 압력 증가로 일종의 부품(swelling)현상이 발생할 가능성이 내재되어 있으며, 이러한 스웰링 현상은 전기적 쇼트현상을 야기시킬 수 있음은 물론, 부푼 상태에서 외부 충격이 가해지면 스파크 등이 발생하여 발화될 수 있어 더욱 위험할 수 있다.In addition, a solvent such as ethylene carbonate or propylene carbonate is used as the electrolyte, and such a solvent is decomposed at high temperature, gas is generated, and there is a possibility that a kind of swelling phenomenon occurs due to an increase in pressure. The ring phenomenon may cause an electrical short phenomenon, and when an external shock is applied in a swollen state, sparks may occur and ignite, which may be more dangerous.

이와 함께, 전기 차량 등 고온에서 오랜 시간 동안 구동을 유지하여야 하는 환경에서는 이러한 위험성은 더욱 높다고 할 수 있으며, 이차전지로 구성되는 배터리의 오동작은 이를 사용하는 사용자에게도 치명적인 위험요소가 될 수 있다.In addition, in an environment in which driving is required for a long time at a high temperature such as an electric vehicle, such a risk may be higher, and a malfunction of a battery configured as a secondary battery may be a fatal hazard to a user who uses the battery.

이러한 스웰링 현상의 감지를 위하여 개시된 종래 기술들에는 복잡한 구조와 전기 소자를 이용하고 있어 설계가 복잡해지고 이에 따른 공정 수율의 저하 및 불량률이 높아질 수 있고 제품 단가의 상승을 초래하고 있어 간단한 구조를 이용한 스웰링 현상 감지 장치 구현에 대한 필요성이 높다고 할 수 있다.Conventional technologies disclosed for the detection of this swelling phenomenon use a complex structure and an electric element, which leads to a complicated design, thereby lowering a process yield and increasing a defective rate, and causing a rise in product cost. The need for a swelling phenomenon detection device is high.

본 발명의 상기와 같은 배경에서 이러한 문제점을 해소하고 상기 필요성을 충족하기 위하여 창안된 것으로서, 배터리를 구성하는 이차전지 셀에서 발생하는 스웰링 현상을 간단한 구조만으로도 효과적으로 감지하고 스웰링 현상에 따른 안내 메시지 등을 사용자에게 차등적으로 인터페이싱할 수 있는 장치를 제공하는데 목적이 있다.In order to solve such a problem and meet the above needs in the background of the present invention, a swelling phenomenon occurring in a secondary battery cell constituting a battery is effectively detected with a simple structure and a guide message according to the swelling phenomenon. It is an object of the present invention to provide a device capable of differentially interfacing a back light to a user.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 구성과 구성의 조합에 의해 실현될 수 있다.Other objects and advantages of the invention will be described below and will be appreciated by the embodiments of the invention. In addition, the objects and advantages of the present invention can be realized by the configuration and combination of configurations shown in the claims.

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명의 이차전지 스웰링 감지 제어 장치는 배터리 셀의 외면을 둘러싸는 센싱 와이어; 상기 센싱 와이어의 단부와 끼움 결합되는 접속홀; 상기 배터리 셀의 스웰링이 발생되어 상기 센싱 와이어 단부가 상기 접속홀에서 물리적으로 이동되는 경우 상기 물리적 이동에 따른 감지신호를 발생시키는 신호발생부; 및 상기 감지신호가 입력되면 상기 배터리 셀의 사용이 제한되도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.The secondary battery swelling detection control apparatus of the present invention for realizing the above object comprises a sensing wire surrounding the outer surface of the battery cell; A connection hole fitted to an end of the sensing wire; A signal generator for generating a detection signal according to the physical movement when the swelling of the battery cell is generated and the sensing wire end is physically moved in the connection hole; And a controller for controlling the use of the battery cell to be restricted when the detection signal is input.

여기에서, 상기 신호발생부는 상기 센싱 와이어가 상기 접속홀에서 분리되는 경우 상기 감지신호를 발생시키도록 구성될 수 있다.Here, the signal generator may be configured to generate the detection signal when the sensing wire is separated from the connection hole.

또한, 상기 접속홀은 상기 센싱 와이어의 단부와 접촉되는 복수 개의 접속 단자가 구비되며, 상기 신호발생부는 상기 센싱 와이어의 단부가 접촉되는 접속 단자에 따라 서로 다른 감지신호를 발생시키도록 구성하는 것이 바람직하다.In addition, the connection hole is provided with a plurality of connection terminals in contact with the end of the sensing wire, the signal generating unit is preferably configured to generate different sensing signals according to the connection terminal in which the end of the sensing wire is in contact. Do.

더욱 바람직하게는, 상기 제어부는 상기 신호발생부로부터 감지신호가 입력되면, 상기 감지신호에 따라 상기 배터리 셀의 사용이 차등적으로 제한되도록 제어하거나, 상기 신호발생부로부터 감지신호가 입력되면, 상기 감지신호에 따라 차등적인 안내정보를 인터페이스 모듈로 출력하도록 구성될 수 있다.More preferably, when the detection signal is input from the signal generator, the controller controls the use of the battery cell to be differentially limited according to the detection signal, or when the detection signal is input from the signal generator, According to the detection signal may be configured to output the differential guide information to the interface module.

이와 함께 본 발명의 상기 배터리 셀은 복수 개 구비되며, 상기 제어부는 감지 신호가 입력된 해당 배터리 셀의 사용이 제한되도록 제어할 수 있다.In addition, a plurality of battery cells of the present invention may be provided, and the controller may control the use of the corresponding battery cell to which a detection signal is input.

상기 본 발명에 의한 이차전지 스웰링 감지 제어 장치는 추가적이고 복잡한 소자 내지 소재의 필요성을 지양하고 간단한 구조만으로도 스웰링 현상을 효과적으로 감지할 수 있는 효과를 창출할 수 있으며, 이를 통하여 제품에 대한 불량율을 낮추고 제품 단가에 대한 경쟁력을 확보할 수 있는 이차적인 효과를 제공할 수 있다.The secondary battery swelling detection control apparatus according to the present invention avoids the need for additional and complicated elements or materials, and can create an effect of effectively detecting a swelling phenomenon with only a simple structure. It can provide a secondary effect that lowers and secures the competitiveness of the product price.

또한, 스웰링 현상의 진행 정도에 따라 차등적인 제어가 가능하도록 구성하여, 이차전지의 현 상태에 최적화된 제어가 구현될 수 있으며, 또한, 사용자에게 스웰링 진행 정도에 따른 차등적인 안내 메시지를 인터페이싱함으로써, 즉각적인 조치 및 예비적인 조치를 현재 상태에 따라 차별적으로 유도할 수 있어 더욱 사용자 지향적인 배터리 및 배터리 응용 모듈을 구현할 수 있다.Further, by configuring the differential control to be possible according to the progress of the swelling phenomenon, the control optimized for the current state of the secondary battery can be implemented, and interfacing the differential guidance message according to the swelling progression to the user This allows differentiation of immediate and preliminary actions based on the current state, resulting in more user-oriented batteries and battery application modules.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 일반적인 이차 전지 셀의 구성을 도시하고 있는 분해 사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스웰링 감지 제어 장치의 구성을 도시하고 있는 블록도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스웰링 감지 제어 장치의 개략적인 물리적 구성을 도시하고 있는 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스웰링 감지 제어 장치의 구조를 설명하기 위한 단면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기적 접속 구조를 도시하고 있는 단면도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 전기적 접속 구조를 도시하고 있는 도면,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 차등적 전기 신호에 의한 사용자 인터페이싱 안내 메시지에 대한 예시를 도시하고 있는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention. And should not be construed as limiting.
1 is an exploded perspective view illustrating a configuration of a general secondary battery cell;
2 is a block diagram showing the configuration of a swelling detection control apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;
3 is a view showing a schematic physical configuration of the swelling detection control apparatus according to a preferred embodiment of the present invention,
4 is a cross-sectional view for explaining the structure of a swelling detection control apparatus according to an embodiment of the present invention;
5 is a cross-sectional view showing an electrical connection structure according to an embodiment of the present invention;
6 is a view showing an electrical connection structure according to another embodiment of the present invention;
7 is a diagram illustrating an example of a user interfacing guide message by a differential electrical signal according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 스웰링 감지 제어 장치(이하 제어장치로 칭한다)(100)는 센싱 와이어(110), 접속홀(120), 신호발생부(130), 제어부(140) 및 인터페이스모듈(150)을 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 2, the swelling detection control device (hereinafter referred to as a control device) 100 according to the present invention includes a sensing wire 110, a connection hole 120, a signal generator 130, and a controller 140. And an interface module 150.

상기 센싱 와이어(110)는 스웰링 감지의 대상이 되는 이차전지인 배터리 셀의 외면을 둘러싸는 형태를 가지며, 상기 센싱 와이어(110)는 본 발명의 접속홀(120)에 착탈 가능하도록 끼움 결합된다.The sensing wire 110 has a form surrounding an outer surface of a battery cell which is a secondary battery that is a target of swelling detection, and the sensing wire 110 is fitted to be detachably attached to the connection hole 120 of the present invention. .

상기 배터리 셀에서 스웰링 현상이 발생하여 배터리 셀의 물리적 부피가 팽창하게 되면 상기 배터리 셀의 물리적 팽창은 센싱 와이어(110)에 전달되게 되므로 이러한 현상을 전기 신호적으로 구성하기 위한 하나의 실시예로서 상기 물리적 팽창에 의하여 상기 센싱 와이어(110)의 단부(20)가 접속홀(120)에서 분리되도록 구성할 수 있다.When a swelling phenomenon occurs in the battery cell and the physical volume of the battery cell expands, the physical expansion of the battery cell is transmitted to the sensing wire 110, so as an embodiment for configuring the phenomenon as an electrical signal. The end 20 of the sensing wire 110 may be separated from the connection hole 120 by the physical expansion.

본 발명의 신호발생부(130)는 이와 같은 스웰링에 따른 물리적 현상의 효과적인 감지와 이를 통한 배터리 셀 등의 제어를 위한 구성의 하나로서, 상기 배터리 셀에서 스웰링이 발생되어 상기 센싱 와이어(110)의 단부(200가 상기 접속홀(120)에서 물리적으로 분리 내지 이동하게 되면 이러한 분리 또는 물리적 이동에 따른 감지신호를 발생시키는 기능을 수행한다.Signal generator 130 of the present invention is one of the configuration for the effective detection of the physical phenomena according to the swelling and the control of the battery cell and the like through this, the swelling is generated in the battery cell is the sensing wire 110 When the end 200 of the) is physically separated or moved from the connection hole 120, the end 200 performs a function of generating a detection signal according to the separation or physical movement.

바람직한 하나의 실시예로서, 상기 신호발생부(130)는 상기 접속홀(120)과 전기적으로 연결된 폐회로(closed circuit)를 형성하도록 구성하고, 앞서 설명된 바와 같이 상기 센싱 와이어(110)가 상기 접속홀(120)에서 분리되는 경우 개회로(open circuit)가 되도록 구성함으로써 전기적 도통 여부의 차이를 통하여 간단하면서도 효과적으로 배터리 셀에 대한 스웰링 현상의 감지가 가능하도록 구성할 수 있다.In one preferred embodiment, the signal generator 130 is configured to form a closed circuit electrically connected to the connection hole 120, and the sensing wire 110 is connected as described above. When it is separated from the hole 120, the open circuit may be configured to enable the detection of a swelling phenomenon for the battery cell simply and effectively through the difference in electrical conduction.

이와 같이 신호발생부(130)로부터 감지신호를 입력하면, 본 발명의 제어부(140)는 해당 배터리 셀의 사용이 제한되도록 제어하게 된다. 상기 배터리 셀의 사용 제한에 대한 실시예는 충전 또는 방전을 제한적으로 운용하거나, SOC(Stage Of Charge), 출력 전압 등을 기준으로 특정 기준값 이상을 넘어서지 않는 범위에서 배터리 셀의 전력원으로서의 기능을 제한하는 방법, 복수 개 배터리 셀로 이루어지는 어셈블리나 팩 등의 형태에서는 해당 셀만을 선별적으로 제한 운용하는 등 당업자 수준에서 다양한 형태가 가능하다.When the detection signal is input from the signal generator 130 as described above, the controller 140 of the present invention controls the use of the corresponding battery cell to be restricted. Embodiments of the use limit of the battery cell is limited to the operation of charging or discharging, or limit the function as a power source of the battery cell in a range not exceeding a specific reference value based on the stage of charge (SOC), output voltage, etc. In the form of an assembly or a pack including a plurality of battery cells, various forms are possible at the level of those skilled in the art, such as selectively limiting and operating only the corresponding cells.

이하에서는 첨부된 도 3 내지 도 5을 통하여 앞서 설명된 본 발명의 구성을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the configuration of the present invention described above with reference to the accompanying Figures 3 to 5 will be described in detail.

도 3은 배터리 셀 또는 복수 개의 셀로 구성되는 배터리의 구성을 도시하고 있는 도면이다. 상기 도 3에 도시된 바와 같이 배터리(10)는 케이스 등의 하우징(11)과 하우징(11) 내에 구비되는 하나 이상의 배터리 셀(10)을 포함하여 이루어지는데, 앞서 설명된 바와 같이 센싱 와이어(110)는 하나의 예로서 배터리 셀(1)의 외주면 길이 방향으로 상기 배터리 셀(1)을 둘러싸는 형태로 구성될 수 있다. 3 is a diagram illustrating a configuration of a battery composed of a battery cell or a plurality of cells. As shown in FIG. 3, the battery 10 includes a housing 11, such as a case, and one or more battery cells 10 provided in the housing 11, as described above. ) May be configured to surround the battery cell 1 in the longitudinal direction of the outer circumferential surface of the battery cell 1.

상기 도 3에 도시된 센싱 와이어(110)는 하나의 예시적인 형태이며, 실시형태나 제품의 특성 또는 설치 환경 등에 따라 복수 개로 구성될 수 있음은 물론, 상호 교차(cross)되는 형태로도 구성될 수 있음은 물론이다.The sensing wire 110 shown in FIG. 3 is one exemplary form, and may be configured in a plurality of forms depending on the embodiment or the characteristics of the product or the installation environment, and may also be configured to cross each other. Of course it can.

한편, 센싱 와이어(110)를 설치하는 경우, 배터리 셀의 외장재인 파우치에 크랙(crack) 등이 발생하지 않도록 하는 등 셀을 보호하기 위하여 소정의 보호판(111)을 개재하는 것이 바람직하다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 센싱 와이어의 물리적 이동에 대한 가이드 등을 위하여 튜브형태의 가이드 부재(113)를 포함하여, 상기 센싱 와이어가 상기 가이드 부재(113)를 통과하는 형태로 구성하는 것이 바람직하다. 참고로 도 4에는 두 개의 배터리 셀(1, 1`)이 적층된 실시형태를 도시하고 있다.On the other hand, when installing the sensing wire 110, it is preferable to interpose a predetermined protective plate 111 in order to protect the cell, such as to prevent cracks (crack) in the pouch, which is the outer material of the battery cell. In addition, as shown in Figure 4 including a guide member 113 in the form of a tube to guide the physical movement of the sensing wire, such that the sensing wire is configured to pass through the guide member 113 It is preferable. For reference, FIG. 4 illustrates an embodiment in which two battery cells 1 and 1 ′ are stacked.

한편, 참조부호 12로 표기된 구성은 셀의 전압 측정, 충방전 제어, SOC모니터링, 스위칭 등의 기능을 수행하는 BMU(Battery Management Unit) 회로기판에 해당하는 구성요소이며, 앞서 설명된 접속홀(120)은 상기 BMU 회로기판(12)에 통공의 형태로 구성할 수 있음은 물론, 추가적인 부재를 통하여 구현할 수 있음은 물론이다.On the other hand, the configuration indicated by the reference numeral 12 is a component corresponding to the battery management unit (BMU) circuit board that performs functions such as voltage measurement, charge and discharge control, SOC monitoring, switching of the cell, the connection hole 120 described above ) May be configured in the form of through holes in the BMU circuit board 12, as well as can be implemented through additional members.

도 4의 A 부분에 대한 확대도인 도 5를 참조할 때, 상부 배터리 셀(1) 또는 하부 배터리 셀(1`)에 스웰링 현상이 발생하면, 배터리 셀의 부피가 팽창하게 되고, 상기 물리적 현상이 상기 배터리 셀의 외주를 둘러싸고 있는 센싱 와이어(110)에 전달되게 되므로 상기 접속홀(120)에 끼움 결합된 상기 센싱와이어(110)는 물리적으로 이동하게 한다.Referring to FIG. 5, which is an enlarged view of a portion A of FIG. 4, when a swelling phenomenon occurs in the upper battery cell 1 or the lower battery cell 1 ′, the volume of the battery cell is expanded, and the physical Since the phenomenon is transmitted to the sensing wire 110 surrounding the outer circumference of the battery cell, the sensing wire 110 fitted into the connection hole 120 is physically moved.

예를 들어, 도 5에 도시된 바와 좌측 센싱 와이어(110)는 배터리 셀(1)에 스웰링 현상이 발생하게 되는 경우, 상방향으로 물리적으로 이동하게 되고, 우측 센싱 와이어(110`)는 배터리 셀(1`)에 스웰링 현상이 발생하게 되면 하방향으로 이동하게 된다. 기준 이상의 물리적 이동이 발생하게 되면, 상기 센싱 와이어(110, 110`)는 상기 접속홀(120)에서 이탈되게 됨은 물론이다.For example, as shown in FIG. 5, when the swelling phenomenon occurs in the battery cell 1, the left sensing wire 110 physically moves upwards, and the right sensing wire 110 ′ is a battery. When the swelling phenomenon occurs in the cell 1`, the cell 1 'moves downward. When the physical movement of more than a reference occurs, the sensing wires 110 and 110 ′ are separated from the connection hole 120.

상기 센싱와이어(110)의 단부(20)는 전기적 접속을 위하여 금속 등의 전도성 물질로 구성하는 것이 바람직하며, 상기 단부(20)와 BMU 회로기판(12)과의 전기적 접속을 통하여 앞서 설명된 신호발생부(130)가 신호를 발생시키게 된다.End 20 of the sensing wire 110 is preferably made of a conductive material such as metal for the electrical connection, the signal described above through the electrical connection between the end 20 and the BMU circuit board 12 The generation unit 130 generates a signal.

이하에서는 첨부된 도 6 및 도 7을 통하여 본 발명의 다른 바람직한 실시예를 설명하도록 한다.Hereinafter, another preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

상기 도 6 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 본 발명의 접속홀(120)에는 상기 센싱 와이어(110)의 단부(20)와 접촉되는 복수 개의 접속 단자(121-1, 121-2, 121-3)가 구비된다. 상기 도 6에는 3개의 접속 단자가 도시되어 있으나 실시형태에 따라 가감될 수 있음은 물론이다.As shown in FIGS. 6A and 6B, a plurality of connection terminals 121-1 and 121-2 are in contact with the end portion 20 of the sensing wire 110 in the connection hole 120 of the present invention. 121-3). Although three connection terminals are shown in FIG. 6, it may be added or subtracted according to the embodiment.

앞서 설명된 바와 같이 배터리 셀에 스웰링 현상이 발생하게 되는 경우, 배터리 셀은 점진적으로 팽창하게 되고 이에 따라 상기 접속홀(120)에 끼움 결합된 센싱 와이어(110)는 물리적으로 상방향 또는 하방향으로 이동하게 된다.As described above, when the swelling phenomenon occurs in the battery cell, the battery cell gradually expands and thus the sensing wire 110 fitted into the connection hole 120 is physically upward or downward. Will be moved to.

하나의 예를 들어 설명하면, 도 6 (b)에 도시된 바와 같이 스웰링 현상이 전혀 일어나지 않는 경우 센싱 와이어(110)의 단부(20)는 접속홀(120)의 최저단에 구비된 제1접속단자(121-1)와 접속되며, 앞서 설명된 바와 같이 신호발생부(130) 및 제어부(140)는 상기 센싱 와이어(110)의 단부(20)와 상기 접속단자(121-1)가 전기적으로 접촉되어 있다는 것을 전기 신호적으로 인식할 수 있다.As an example, when the swelling phenomenon does not occur at all, as shown in FIG. 6 (b), the end portion 20 of the sensing wire 110 is provided at the first end of the connection hole 120. As described above, the signal generator 130 and the controller 140 are connected to the connection terminal 121-1 and the end 20 of the sensing wire 110 and the connection terminal 121-1 are electrically connected to each other. Electrical signal can be recognized that the contact.

배터리 셀에서 스웰링 현상이 발생하여 배터리 셀의 부피가 1차적으로 증가하게 되면, 상기 센싱 와이어(110) 단부(20)는 상방향으로 이동되게 되므로 제1접속단자(121-1)와의 전기적 접촉이 해제되고 제2접속단자(121-2)와 전기적으로 접촉되게 된다.When the swelling phenomenon occurs in the battery cell to increase the volume of the battery cell primarily, the sensing wire 110 ends 20 are moved upwards, so that the electrical contact with the first connection terminal 121-1 is performed. Is released and is in electrical contact with the second connection terminal 121-2.

이어 스웰링 현상이 지속되면, 상기 센싱 와이어(110) 단부(20)는 더욱 상방향으로 이동하게 되므로 제2접속단자(121-2)와 이탈되고, 상위 접속단자인 제3접속단자(121-3)과 전기적으로 접촉되게 된다. 스웰링이 더욱 진행되면, 상기 센싱 와이어(110) 단부(20)는 접속홀(121)에서 이탈 분리되게 되고, 어떠한 접속단자(121)와의 전기적 접촉도 이루어지지 않게 된다.Subsequently, if the swelling phenomenon continues, the end portion 20 of the sensing wire 110 is further moved upward, so that the sensing wire 110 is separated from the second connection terminal 121-2 and the third connection terminal 121-which is an upper connection terminal. And electrical contact with 3). As the swelling further proceeds, the sensing wire 110 ends 20 are separated from the connection holes 121 and no electrical contact with any connection terminals 121 is made.

상기 예시와 같이 스웰링의 진행 정도에 따라 제1접속단자(12101)와의 접속, 제2접속단자(121-2), 제3접속단자(121-3) 및 분리와 같이 4단계의 차등적인 각각의 신호 체계를 생성할 수 있고 이에 따라 배터리의 차등 제어가 가능한 실시형태가 구현될 수 있다. 즉, 상기 신호발생부(130)는 상기 센싱 와이어(110)의 단부(20)가 접촉되는 접속 단자(121)에 따라 서로 다른 감지신호를 발생시키도록 구성할 수 있게 된다.As shown in the above example, the four different stages such as the connection with the first connection terminal 12101, the second connection terminal 121-2, the third connection terminal 121-3, and separation according to the degree of swelling are performed. An embodiment capable of generating a signal system of and thus enabling differential control of a battery may be implemented. That is, the signal generator 130 may be configured to generate different sensing signals according to the connection terminal 121 to which the end 20 of the sensing wire 110 contacts.

스웰링이 진행되었다고 하여도 해당 배터리 셀의 사용을 완전히 배제하거나 제한하는 것보다는 그 진행 정도에 따라 차등적으로 제어하는 것이 더욱 바람직하므로 상기 신호 발생부(130)가 출력하는 각각의 감지신호에 따라 상기 제어부(140)는 상기 배터리 셀의 사용이 차등적으로 제한되도록 제어하도록 구성할 수 있다.Even when swelling is performed, it is more preferable to control the differentially according to the progress of the signal rather than to completely exclude or limit the use of the corresponding battery cell, according to each detection signal output from the signal generator 130. The controller 140 may be configured to control the use of the battery cell to be differentially limited.

앞서 설명된 바와 같이 각각의 감지 신호마다 배터리 운용의 기준이 되는 범위를 가변적으로 조정하고 이를 통하여 해당 배터리 셀이 차등적으로 제한되도록 제어할 수 있게 된다.As described above, it is possible to variably adjust the range that is a reference for battery operation for each sensing signal and to control the corresponding battery cells to be differentially limited.

또한, 상기 스웰링에 대한 상태 정보를 사용자에게 알림으로써 사용자가 현재 상태에 따른 조치를 취할 수 있도록 유도가능한 구성을 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 이를 위하여 본 발명의 상기 제어부(140)는 상기 신호발생부(130)로부터 감지신호가 입력되면, 상기 감지신호에 따라 차등적인 안내정보를 인터페이스 모듈(150)로 출력하도록 구성한다.In addition, it is more preferable to include an inducible configuration so that the user can take action according to the current state by informing the user of the state information on the swelling. To this end, the control unit 140 of the present invention is configured to output differential guide information to the interface module 150 according to the detection signal, when the detection signal is input from the signal generator 130.

즉, 예를 들어, 도 7에 예시된 바와 같이 스웰링에 따른 각각의 상태마다 셀을 차등적으로 운용하고, 이에 해당하는 안내 정보를 소정의 인터페이스모듈(150)을 통하여 시각(LCD 등의 화면표시수단) 또는 청각(스피커 등의 오디오수단) 등의 매개를 통하여 운전자 또는 사용자에게 제공한다.That is, for example, as shown in FIG. 7, the cells are differentially operated for each state according to swelling, and the corresponding guide information is displayed through a predetermined interface module 150. And display means) or hearing (audio means such as speakers).

이러한 인터페이싱을 통하여 사용자로 하여금 스웰링의 발생, 그 진행 정도 또는 위험의 정도 수위를 알게 하고, 이를 통하여 예비적인 조치 또는 즉각적인 조치가 취해질 수 있도록 유도함으로써 더욱 사용자 편의성이 구현된 환경을 제공할 수 있고, 배터리의 안전 사고 등을 미연에 방지할 수 있게 된다. Through such interfacing, it is possible to provide a user-friendly environment by informing a user about the occurrence of swelling, its progress or risk level, and inducing preliminary or immediate action to be taken through this interfacing. In addition, the safety accident of the battery can be prevented in advance.

본 발명을 설명함에 있어, 상기 본 발명에 의한 스웰링 감지 제어 장치의 각 구성요소는, 특히 본 발명의 구성에 대한 블록도인 도 2에 도시된 신호발생부, 제어부, 인터페이스모듈 등은 물리적으로 구분되는 구성요소라기보다는 논리적으로 구분되는 구성요소가 상당 부분 포함되어 있다.In describing the present invention, each component of the swelling detection control apparatus according to the present invention, in particular, the signal generator, the control unit, the interface module, etc. shown in FIG. A large number of logically distinct components are included rather than distinct components.

즉, 각각의 구성은 본 발명의 기술사상을 실현하기 위하여 논리적인 구성요소에 해당하므로 각각의 구성요소가 통합 또는 분리되어 수행되더라도 본 발명의 논리 구성이 수행하는 기능이 실현될 수 있다면 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 하며, 동일 또는 유사한 기능을 수행하는 구성요소라면 그 명칭 상의 일치성 여부와는 무관히 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 함은 물론이다.That is, each configuration corresponds to a logical component in order to realize the technical idea of the present invention, so that even if each component is integrated or separated, if the function performed by the logical configuration of the present invention can be realized, It should be construed that it is within the scope, and that components that perform the same or similar functions are to be interpreted as being within the scope of the present invention regardless of whether their names are consistent.

또한, 본 발명의 구성요소를 설명함에 있어 제1 및 제2, 상하 등으로 기재된 용어는 순서, 중요성 등을 언급하거나 강조하기 위한 문언적 표현이 아니라 구성 요소 간을 상대적으로 구분하기 위한 도구적 개념으로 사용되고 있다고 해석되어야 한다. In addition, in describing the elements of the present invention, terms described as first, second, and top and bottom are not merely verbal expressions for referring to or emphasizing order, importance, etc., but a tool concept for relatively distinguishing between the elements. Should be interpreted as being used.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described above by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below by the person skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the claims.

100 : 스웰링 감지 제어 장치 110 : 센싱 와이어
111 : 보호판 113 : 가이드 부재
120 : 접속홀 130 : 신호발생부
140 : 제어부 150 : 인터페이스모듈100: swelling detection control device 110: sensing wire
111: protective plate 113: guide member
120: connection hole 130: signal generator
140: control unit 150: interface module

Claims (6)

배터리 셀의 외면을 둘러싸는 센싱 와이어;
상기 센싱 와이어의 단부와 끼움 결합되는 접속홀;
상기 배터리 셀의 스웰링이 발생되어 상기 센싱 와이어 단부가 상기 접속홀에서 물리적으로 이동되는 경우 상기 물리적 이동에 따른 감지신호를 발생시키는 신호발생부; 및
상기 감지신호가 입력되면 상기 배터리 셀의 사용이 제한되도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 스웰링 감지 제어장치.A sensing wire surrounding an outer surface of the battery cell;
A connection hole fitted to an end of the sensing wire;
A signal generator for generating a detection signal according to the physical movement when the swelling of the battery cell is generated and the sensing wire end is physically moved in the connection hole; And
And a controller configured to control the use of the battery cell when the detection signal is input. 제 1항에 있어서, 상기 신호발생부는,
상기 센싱 와이어가 상기 접속홀에서 분리되는 경우 상기 감지신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 이차전지의 스웰링 감지 제어 장치.The method of claim 1, wherein the signal generator,
Swelling detection control device of the secondary battery, characterized in that for generating the detection signal when the sensing wire is separated from the connection hole. 제 2항에 있어서, 상기 접속홀은,
상기 센싱 와이어의 단부와 접촉되는 복수 개의 접속 단자가 구비되며,
상기 신호발생부는 상기 센싱 와이어의 단부가 접촉되는 접속 단자에 따라 서로 다른 감지신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 이차전지의 스웰링 감지 제어장치.The method of claim 2, wherein the connection hole,
A plurality of connection terminals in contact with the end of the sensing wire is provided,
The signal generator is a swelling detection control device of the secondary battery, characterized in that for generating a different detection signal according to the connection terminal that the end of the sensing wire is in contact. 제 3항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 신호발생부로부터 감지신호가 입력되면, 상기 감지신호에 따라 상기 배터리 셀의 사용이 차등적으로 제한되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 스웰링 감지 제어장치.The method of claim 3, wherein the control unit,
When the detection signal is input from the signal generator, the swelling detection control device of the secondary battery, characterized in that for controlling the differential use of the battery cell according to the detection signal. 제 3항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 신호발생부로부터 감지신호가 입력되면, 상기 감지신호에 따라 차등적인 안내정보를 인터페이스 모듈로 출력하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 스웰링 감지 제어장치.The method of claim 3, wherein the control unit,
When the detection signal is input from the signal generator, the swelling detection control device of the secondary battery, characterized in that for outputting the differential guide information to the interface module according to the detection signal. 제 1항에 있어서, 상기 배터리 셀은,
복수 개 구비되며,
상기 제어부는 감지 신호가 입력된 해당 배터리 셀의 사용이 제한되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 스웰링 감지 제어장치.The method of claim 1, wherein the battery cell,
It is provided with a plurality of
The control unit controls the swelling detection of the secondary battery, characterized in that for controlling the use of the corresponding battery cell input the detection signal is limited.
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