KR20120069238A - 전기자동차용 배터리 보호장치 - Google Patents

전기자동차용 배터리 보호장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20120069238A
KR20120069238A KR1020100130709A KR20100130709A KR20120069238A KR 20120069238 A KR20120069238 A KR 20120069238A KR 1020100130709 A KR1020100130709 A KR 1020100130709A KR 20100130709 A KR20100130709 A KR 20100130709A KR 20120069238 A KR20120069238 A KR 20120069238A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
battery
battery case
humidity
switch
Prior art date
Application number
KR1020100130709A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101317523B1 (ko
Inventor
이진우
이명헌
임종대
김정민
박상현
Original Assignee
인지컨트롤스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인지컨트롤스 주식회사 filed Critical 인지컨트롤스 주식회사
Priority to KR1020100130709A priority Critical patent/KR101317523B1/ko
Publication of KR20120069238A publication Critical patent/KR20120069238A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101317523B1 publication Critical patent/KR101317523B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561—Gases
    • H01M10/6566—Means within the gas flow to guide the flow around one or more cells, e.g. manifolds, baffles or other barriers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/66—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
    • H01M10/663—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells the system being an air-conditioner or an engine
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H01M50/691—Arrangements or processes for draining liquids from casings; Cleaning battery or cell casings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 전기자동차용 배터리 보호장치에 관한 것이다. 본 발명은, 전기자동차에 전원을 공급하는 배터리가 내장되며, 내부로 소통되는 공기나 내부를 순환하는 냉각수에 의해 배터리를 냉각하는 배터리 케이스; 상기 배터리 케이스의 일측에 마련되어 배터리 케이스 내부의 습도나 저수되는 담수의 수위 또는 온도 중 적어도 어느 하나를 감지하는 센서부재; 상기 배터리 케이스의 일부를 개방하여 배터리 케이스 내부의 공기를 외부로 배기하거나 배터리 케이스에 집수되는 담수를 외부로 배수하는 개폐기; 및 상기 센서부재의 감지신호에 의해 상기 개폐기의 작동을 컨트롤하는 컨트롤러;를 포함한다. 본 발명은 센서부재에서 감지되는 습기나 담수의 수위 또는 온도에 따라 개폐기가 배터리 케이스 내부의 공기나 담수를 외부로 배출하므로 배터리 케이스의 배터리가 습기나 결로에 의해 합선되거나 부식되는 것을 방지할 수 있다.

Description

전기자동차용 배터리 보호장치 { BATTERY PROTECTION APPARATUS FOR A BATTERY CAR }
본 발명은 전기자동차의 배터리를 보호하여 배터리의 효율저하를 방지할 수 있는 전기자동차용 배터리 보호장치에 관한 것이다.
일반적으로 전기자동차는 2차 전지로 이루어진 배터리를 주동력원으로 사용한다. 이러한, 배터리는 차량의 구동부에 전기를 공급할 경우 다량의 열이 발생된다. 또한, 배터리는 열이 발생되는 경우 저항도 함께 상승하므로, 방전이 가속되고 충전효율도 감소된다. 따라서, 배터리는 효율이 감소될 뿐만 아니라 수명이 단축되는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 전기자동차는 배터리가 내장되는 배터리 케이스에 배터리를 냉각시키는 배터리 트레이(1)가 마련된다. 이러한, 배터리 트레이(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 전기자동차가 주행하는 경우 공냉식으로 배터리(3)를 냉각시키는 공냉식이 있으며, 공급덕트(9)가 배터리(3)가 안착되는 안착부(5)에 냉각공기(7)를 제공하여 배터리(3)를 냉각시킨다.
여기서, 전술한 공급덕트(9)는 내부에 테이퍼 형태의 단차(8)가 형성된다. 따라서, 단차(8)는 냉각공기(7)가 일단에서 타단까지 도달되도록 안내한다. 여기서, 참조번호 2는 BMS(Battery Management System)이고, 4는 냉각팬이며, 6은 커버부재이다.
이러한 종래의 전기자동차용 배터리 케이스는 배터리(3)의 냉각시 온도차에의해 습기나 결로가 발생한다. 그러나, 종래의 전기자동차용 배터리 케이스는 배터리(3)의 냉각시 발생되는 습기나 결로를 제거하는 장치가 마련되지 않아서, 습기나 결로로부터 배터리(3)를 보호하지 못하므로 배터리(3)에 배선된 전선이나 커넥터 또는 PCB기판에서 누전이 발생되는 문제점이 있으며, 이로 인하여 누전에 의한 차량화재가 발생되는 문제점도 있다.
특히, 배터리 트레이(1)에 결로가 저수되는 경우 부식이 발생되어 내구성저하 및 수명을 단축시키는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 배터리가 내장되는 부재에 발생되는 습도나 온도 또는 결로에 의한 담수의 수위를 감지하여 습기 또는 담수를 사전에 배기 및 배출시킬 수 있는 전기자동차용 배터리 보호장치를 제공하는 것이 그 목적이다.
또, 배터리가 내장된 부재로 공기를 유입하여 배터리를 냉각시킬 수 있으며, 이에 더하여 배터리가 내장된 부재로 유입되는 공기에서 이물질 및 습기를 제거할 수 있는 전기자동차용 배터리 보호장치를 제공하는 것이 다른 목적이다.
이와 달리, 배터리가 내장된 부재로 냉각수를 순환시켜서 배터리를 냉각시킬 수 있는 자동차용 배터리 보호장치를 제공하는 것이 또 다른 목적이다.
또한, 설정된 수위에서 작동할 수 있는 전기자동차용 배터리 보호장치를 제공하는 것이 또 다른 목적이다.
이와 달리, 설정된 습도에서 작동할 수 있는 전기자동차용 배터리 보호장치를 제공하는 것이 또 다른 목적이다.
이와 또 달리, 설정된 습도 및 온도에서 작동할 수 있는 전기자동차용 배터리 보호장치를 제공하는 것이 또 다른 목적이다.
덧붙여, 전자기력에 의해 배기 및 배수작동되는 전기자동차용 배터리 보호장치를 제공하는 것이 또 다른 목적이다.
특히, 결로에 의한 담수의 수위에 따라 배터리가 내장되는 부재의 일부를 자동으로 개폐하여 담수를 배수할 수 있는 전기자동차용 배터리 보호장치를 제공하는 것이 또 다른 목적이다.
이와 달리, 습도에 따라 배터리가 내장되는 부재의 일부를 자동으로 개폐하여 습기를 배기할 수 있는 전기자동차용 배터리 보호장치를 제공하는 것이 또 다른 목적이다.
이와 또 달리, 습도 및 온도를 비교하여 배터리가 내장되는 부재의 일부를 자동으로 개폐여 습기를 배기할 수 있는 전기자동차용 배터리 보호장치를 제공하는 것이 또 다른 목적이다.
더 나아가, 전술한 배터리가 내장되는 부재의 내부 풍속에 따라 배터리가 내장되는 부재의 일부를 자동으로 개폐하여 습기를 배기하거나, 공기를 순환시켜서 결로의 발생을 방지할 수 있는 전기자동차용 배터리 보호장치를 제공하는 것이 또 다른 목적이다.
아울러, 전술한 배터리가 내장되는 부재의 내부상태를 배터리관리 시스템에 전송할 수 있는 전기자동차용 배터리 보호장치를 제공하는 것이 또 다른 목적이다.
더욱이, 습기나 담수를 감지하거나 배출하는 부재의 오동작시 이들을 초기화시켜서 재작동시킬 수 있는 전기자동차용 배터리 보호장치를 제공하는 것이 또 다른 목적이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전기자동차에 전원을 공급하는 배터리가 내장되며, 내부로 소통되는 공기나 내부를 순환하는 냉각수에 의해 배터리를 냉각하는 배터리 케이스; 상기 배터리 케이스의 일측에 마련되어 배터리 케이스 내부의 습도나 저수되는 담수의 수위 또는 온도 중 적어도 어느 하나를 감지하는 센서부재; 상기 배터리 케이스의 일부를 개방하여 배터리 케이스 내부의 공기를 외부로 배기하거나 배터리 케이스에 집수되는 담수를 외부로 배수하는 개폐기; 및 상기 센서부재의 감지신호에 의해 상기 개폐기의 작동을 컨트롤하는 컨트롤러;를 포함한다.
상기 배터리 케이스는 일측 및 타측에 덕트가 마련되어 덕트를 통해 공기를 소통시키면서 상기 배터리를 냉각시킬 수 있다.
상기 배터리 케이스는, 상기 덕트를 통해 상기 배터리 케이스로 유입되는 공기에서 이물질 및 습기를 필터링하는 필터;를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리 케이스는, 상기 배터리의 외측에 설치되고, 전기자동차의 라디에이터에서 냉각된 냉각수를 소통시켜서 순환시키는 소통공을 갖는 히트싱크가 마련되어 냉각수를 순환시키면서 상기 배터리를 냉각시킬 수 있다.
상기 센서부재는 상기 배터리 케이스에 집수되는 담수의 수위를 감지하는 수위센서;인 것을 특징으로 한다.
상기 센서부재는 상기 배터리 케이스의 습도를 감지하는 습도센서;인 것을 특징으로 한다.
상기 센서부재는 상기 배터리 케이스의 습도를 감지하는 습도센서; 및 상기 배터리 케이스의 온도를 측정하는 온도센서;인 것을 특징으로 한다.
상기 개폐기는 상기 배터리 케이스의 바닥에 형성된 배수드레인을 개폐하는 밸브부재; 및 상기 밸브부재가 연결되는 로드가 마련되고, 신축되는 로드에 의해 밸브부재를 이동시켜서 상기 배수드레인을 개폐하며, 상기 컨트롤러에 의해 작동이 제어되는 솔레노이드밸브;를 포함한다.
상기 컨트롤러는, 상기 센서부재로부터 수위신호를 수신하는 신호수신부; 상기 개폐기에 개방신호나 폐쇄신호를 인가하는 신호발신부; 상기 개폐기의 설정된 개방시간을 카운팅하는 카운팅부; 및 상기 카운팅부, 신호발신부 및 신호수신부의 작동을 제어하여 수신되는 수위신호에 따라 설정된 시간 동안 상기 개폐기를 작동시켜서 상기 배터리 케이스의 일부를 개방하거나 폐쇄하는 제어부;를 포함한다.
상기 컨트롤러는 상기 센서부재로부터 습도신호를 수신하는 신호수신부; 상기 신호수신부에서 수신된 습도신호의 습도를 기 설정된 설정습도와 비교하여 설정습도 미달신호나 설정습도 일치신호를 전송하는 비교부; 상기 비교부의 미달신호나 일치신호에 의해 상기 개폐기에 개방신호나 폐쇄신호를 인가하는 신호발신부; 상기 개폐기의 설정된 개방시간을 카운팅하는 카운팅부; 및 상기 카운팅부, 신호발신부, 비교부 및 신호수신부의 작동을 제어하여 수신되는 습도신호에 따라 설정된 시간 동안 상기 개폐기를 작동시켜서 상기 배터리 케이스의 일부를 개방하거나 배터리 케이스의 일부를 폐쇄하는 제어부;를 포함한다.
상기 컨트롤러는 상기 센서부재로부터 습도신호 및 온도신호를 수신하는 신호수신부; 상기 신호수신부에서 수신되는 습도신호 및 온도신호의 습도 및 온도가 기 저장된 이슬점에 해당하는가를 비교하여 미해당신호나 해당신호를 전송하는 비교부; 상기 비교부의 미해당신호나 해당신호에 의해 상기 개폐기에 개방신호나 폐쇄신호를 인가하는 신호발신부; 상기 개폐기의 설정된 개방시간을 카운팅하는 카운팅부; 상기 배터리 케이스의 공기를 강제로 순환시키는 팬; 및 상기 팬, 카운팅부, 신호발신부, 비교부 및 신호수신부의 작동을 제어하여 수신되는 습도신호 및 온도신호에 따라 설정된 시간 동안 상기 팬을 작동시키거나 팬과 함께 설정된 시간 동안 상기 개폐기를 작동시켜서 상기 배터리 케이스의 일부를 설정된 시간 동안 개방하는 제어부;를 포함한다.
상기 배터리 케이스의 내부에서 이동되는 외부 공기의 풍속에 따라 상기 팬을 작동시키도록, 배터리 케이스의 내부에서 이동되는 외부공기의 풍속을 측정하여 상기 제어부에 재공하는 풍속센서;를 더 포함한다.
상기 컨트롤러는 상기 개폐기의 작동상태나 상기 센서부재에서 감지되는 상기 배터리 케이스 내부의 습도나 저수되는 담수의 수위 또는 온도를 차량의 배터리관리부에 전송하는 인터페이스;를 더 포함한다.
상기 컨트롤러는 상기 센서부재나 개폐기의 오동작을 감지하는 오류감지부; 상기 오류감지부의 감지신호에 의해 상기 센서부재 및 컨트롤러를 초기화하는 리셋부; 및 상기 리셋부의 초기화에 의해 상기 센서부재 및 컨트롤러가 재작동하는 것을 감지하고, 미작동으로 감지되면 경고신호를 차량의 배터리관리부에 전송하는 재작동 감지부;를 더 포함한다.
전술한 바와 같은 본 발명은, 센서부재에서 감지되는 습기나 담수의 수위 또는 온도에 따라 개폐기가 배터리 케이스 내부의 공기나 담수를 외부로 배출하므로 배터리 케이스의 배터리가 습기나 결로에 의해 합선되거나 부식되는 것을 방지할 수 있다.
또, 덕트를 통해 배터리 케이스의 내부로 공기가 유입되므로 공기를 배터리 케이스의 내부로 원활하게 유도할 수 있으며, 이에 더하여 필터가 배터리 케이스에 유입되는 공기의 이물질 및 습기를 필터링하므로 배터리 케이스의 습기 유입을 저하시킬 수 있다.
이와 달리, 히트싱크를 통해 냉각된 냉각수가 순환되므로 배터리를 공냉식 보다 더욱 신속하게 냉각시킬 수 있다.
또한, 센서부재가 수위센서로 구성될 경우 배터리 케이스에 저수되는 결로에 의한 담수의 수위에 따라 개폐기를 작동시킬 수 있다.
이와 달리, 센서부재가 습도센서로 구성될 경우 배터리 케이스 내부의 습도에 따라 개폐기를 작동시킬 수 있다.
이와 또 달리, 센서부재가 습도센서 및 온도센서로 구성될 경우 배터리 케이스 내부의 습도 및 온도에 따라 개폐기를 작동시킬 수 있다.
아울러, 개폐기의 밸브부재가 전자기력으로 작동하는 솔레노이드 밸브에 의해 작동하므로 배터리 케이스의 배수드레인을 자동으로 신속하게 개폐할 수 있다.
게다가, 컨트롤러가 수위신호에 의해 개폐기를 작동시킬 경우 담수를 설정수위에서 배수시킬 수 있으므로 담수가 배터리 케이스에 설정량 이상 저수되는 것을 사전에 방지할 수 있다.
이와 달리, 컨트롤러가 배터리 케이스의 습도 및 설정습도를 비교하여 개폐기를 작동시킬 경우 설정습도에서 배터리 케이스의 내부 공기를 배기시킬 수 있으므로 배터리 케이스 내부에 결로발생 환경이 조성되는 것을 방지할 수 있다.
이와 또 달리, 컨트롤러가 습도 및 온도를 이슬점과 비교하여 팬 또는 팬 및 개폐기를 작동시킬 경우, 배터리 케이스 내부의 공기를 강제로 순환시켜서 공기를 배터리 케이스의 타측으로 배기하거나 배터리 케이스의 일부분을 통해 강제로 배기할 수 있으므로 배터리 케이스의 내부에서 습도이 응결되는 것을 방지하여 결로가 발생되는 것을 사전에 예방할 수 있다.
이에 더하여, 풍속센서가 마련될 경우 배터리 케이스의 내부 풍속에 따라 전술한 팬을 작동시킬 수 있으므로 팬을 효율적으로 작동시킬 수 있다.
더욱이, 인터페이스가 마련될 경우 배터리 케이스의 내부 습도나 수위 또는 온도를 배터리관리부에 전송할 수 있으므로 배터리를 더욱 안전하게 관리할 수 있다.
덧붙여, 오류감지부 및 리셋부가 센서부재 및 개폐기의 오작동을 감지하여 센서부재 및 컨트롤러를 초기화하여 재작동시키고, 재작동 감지부가 초기화된 센서부재 및 컨트롤러의 재작동 상태를 확인하므로 센서부재 및 개폐기의 오작동을 신속하게 보정할 수 있을 뿐만 아니라, 센서부재 및 개폐기를 안정적으로 작동시킬 수 있다.
도 1은 종래의 공냉식 전기자동차용 배터리 케이스를 개략적으로 도시한 측면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 배터리 보호장치를 개략적으로 도시한 측단면도.
도 3은 수위센서가 적용된 본 발명의 구성을 개략적으로 보인 블록도.
도 4는 습도센서가 적용된 본 발명의 구성을 개략적으로 보인 블록도.
도 5는 수위센서 및 온도센서가 적용된 본 발명의 구성을 개략적으로 보인 블록도.
도 6은 이슬점 온도를 도식화한 그래프.
도 7은 수위센서, 온도센서 및 풍속센서가 적용된 본 발명의 구성을 개략적으로 보인 블록도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 보호장치를 개략적으로 도시한 사시도.
도 9는 도 8에 도시된 배터리 보호장치의 측면도.
이하, 첨부한 도면에 의하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 전기자동차용 배터리 보호장치는, 배터리 케이스(10), 센서부재(30), 개폐기(50) 및 컨트롤러(70)를 포함하여 구성될 수 있다.
배터리 케이스(10)는 미도시된 전기자동차에 장착된다. 이러한, 배터리 케이스(10)는 전술한 전기자동차에 충전전류를 공급하는 배터리(B)가 내장된다. 또한, 배터리 케이스(10)는 내장된 배터리(B)를 공냉식으로 냉각하기 위해 일측으로 유입되는 외부공기를 배터리(B)에 접촉시키면서 타측으로 배출되도록 안내하는 유로(11)가 형성된다.
배터리 케이스(10)는 바닥에 배수드레인(13)이 형성된다. 따라서, 배수드레인(13)은 배터리 케이스(10)에 집수되는 담수를 배수하거나 배터리 케이스(10)의 습기가 함유된 내부공기를 배기시킨다.
배터리 케이스(10)는 전술한 유로(11)의 입구측과 출구측에 복수의 덕트(15)가 제각기 연결될 수 있다. 이러한, 복수의 덕트(15)는 외부공기를 유로(11)에 유입되도록 안내하고 유로(11)에 공급된 내부공기가 외부로 배출되도록 안내한다. 따라서, 배터리 케이스(10)는 덕트(15)에 의해 공기가 원활하게 유입된다.
여기서, 덕트(15)는 유입되는 공기에서 이물질 또는 습기를 필터링하기 위해 필터(F)가 마련되는 것이 바람직하다. 이러한, 필터(F)는 입구측의 덕트(15)에 설치되거나 유로(11)에 설치되어 이물질을 필터링하면서 습기를 흡습하는 부직포 등으로 구성될 수 있다.
센서부재(30)는 배터리 케이스(10)의 유로(11)에서 발생되는 담수, 습도, 온도 및 풍속을 감지하도록, 수위센서(31), 습도센서(33), 온도센서(35) 및 풍속센서(37) 중 적어도 어느 하나로 구성될 수 있다.
개폐기(50)는 배터리 케이스(10)의 유로(11)에 설치되어 배수드레인(13)을 개폐한다. 이러한, 개폐기(50)는 밸브부재(51) 및 로드(55)를 갖는 솔레노이드밸브(53)를 포함하여 구성될 수 있다.
밸브부재(51)는 배수드레인(13)을 직접 개폐하도록 고무재로 구성되어 로드(55)의 단부에 고정된다. 솔레노이드밸브(53)는 로드(55)를 신축시킨다. 따라서, 솔레노이드밸브(53)는 로드(55)를 신축시켜서 밸브부재(51)를 통해 배수드레인(13)을 개폐한다.
컨트롤러(70)는 센서부재(30)의 센싱에 따라 개폐기(50)의 작동을 제어한다. 이러한, 컨트롤러(70)는 프로그램이 내장된 마이크로프로세서 및 메모리로 구성될 수 있다.
한편, 전술한 배터리 케이스(10)는 미도시된 전기자동차와 별개로 제조되어 전기자동차에 설치될 수 있으며, 이와 달리 전기자동차의 차체가 바닥을 형성하여 전기자동차와 일체로 설치될 수도 있다. 이러한 배터리 케이스(10)는 당업자가 용이하게 설계변경할 수 있는 내용이므로 그 자세한 설명은 생략한다.
도 3을 참조하면, 센서부재(30)는 예컨대, 도시된 바와 같은 수위센서(31)로 구성될 수 있다.
컨트롤러(70)는 예컨대, 도시된 바와 같은 신호수신부(71), 신호발신부(73), 카운팅부(75) 및 제어부(77)를 포함하여 구성될 수 있다.
신호수신부(71)는 수위센서(31)로부터 수위신호를 수신한다. 신호발신부(73)는 개폐기(50)에 개방신호나 폐쇄신호를 인가한다. 카운팅부(75)는 개폐기(50)의 설정된 개방시간을 카운팅한다. 제어부(77)는 신호수신부(71), 신호발신부(73) 및 카운팅부(75)를 제어하여 신호수신부(71)에서 수신되는 수위신호에 따라 설정된 시간 동안 개폐기(50)를 제어한다.
이하, 컨트롤러(70)는 다음과 같이 동작한다.
먼저, 수위센서(31)는 배터리 케이스(10)에 집수된 담수의 수위가 높아지면서 접촉되는 경우 이를 감지하여, 신호수신부(71)에 수위신호를 송신한다. 이어서, 신호수신부(71)는 수위신호를 수신하여 제어부(77)에 전송한다. 계속해서, 제어부(77)는 수위신호에 따라 신호발신부(73)가 개폐기(50)에 개방신호를 송신하도록 제어하면서, 이와 동시에 카운팅부(75)를 작동시킨다. 제어부(77)는 카운팅부(75)의 카운팅이 완료된 후 신호발신부(73)가 개폐기(50)에 폐쇄신호를 인가하도록 제어한다.
개폐기(50)는 도 2에 도시된 바와 같은 컨트롤러(70)에 의해 컨트롤되어 배터리 케이스(10)의 배수드레인(13)을 카운팅 시간 동안 개방하여 배수한 후 폐쇄시킨다. 따라서, 배터리 케이스(10)는 건조된 상태를 유지할 수 있다.
도 4를 참조하면, 센서부재(30)는 예컨대, 도시된 바와 같은 습도센서(33)로 구성될 수 있다.
컨트롤러(70)는 예컨대, 도시된 바와 같은 신호수신부(71), 비교부(79), 신호발신부(73), 카운팅부(75) 및 제어부(77)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 카운팅부(75)는 전술한 바와 같이 동일하게 구성되므로, 구성에 대한 설명을 생략하기로 한다.
신호수신부(71)는 습도센서(33)로부터 습도신호를 수신한다. 비교부(79)는 신호수신부(71)에서 수신된 습도신호의 습도를 전술한 메모리에 기 설정된 설정습도와 비교하여 설정습도 미달신호나 설정습도 일치신호를 전송한다. 신호발신부(73)는 비교부(79)의 미달신호나 일치신호에 의해 개폐기(50)에 개방신호나 폐쇄신호를 인가한다. 제어부(77)는 신호수신부(71), 비교부(79), 신호발신부(73) 및 카운팅부(75)를 제어하여 신호수신부(71)에서 수신되는 습도신호에 따라 설정된 시간 동안 개폐기(50)를 제어한다.
또한, 제어부(77)는 팬(60)을 제어하도록 설정되거나 팬(60)과 개폐기(50)를 함께 제어하도록 설정된 경우, 팬(60)을 제어하거나 팬(60)과 개폐기(50)를 함께 제어할 수 있다.
이하, 컨트롤러(70)는 다음과 같이 동작한다.
먼저, 습도센서(33)는 배터리 케이스(10)의 내부습도를 감지하여 신호수신부(71)에 습도신호를 송신한다. 이어서, 신호수신부(71)는 습도신호를 수신하여 비교부(79)에 전송한다. 계속해서, 비교부(79)는 습도신호의 습도를 기 설정된 설정습도와 비교하여 설정습도와 일치하는 경우 설정습도 일치신호를 신호발신부(73)에 전송한다. 신호발신부(73)는 제어부(77)에 의해 제어되어 개폐기(50)에 개방신호를 인가한다. 제어부(77)는 습도신호에 따라 신호발신부(73)가 개방신호를 발신하도록 제어하면서 동시에 카운팅부(75)가 작동하도록 제어한다. 또한, 제어부(77)는 카운팅부(75)의 카운팅이 완료된 후 신호발신부(73)가 개폐기(50)에 폐쇄신호를 인가하도록 제어한다.
한편, 신호발신부(73)는 설정습도 미달신호가 인가되면 개폐기(50)에 폐쇄신호를 인가한다.
따라서, 개폐기(50)는 전술한 배터리 케이스(10)의 배수드레인(13)을 카운팅 시간 동안 개방하여 배기한 후 폐쇄시킨다.
다른 한편, 컨트롤러(70)는 도시된 바와 같은 팬(60)을 더 포함할 수 있다. 이러한, 팬(60)은 전술한 제어부(77)에 의해 카운팅 시간 동안 작동되어 전술한 덕트(15)를 통해 습기를 배기시키거나, 개폐기(50)와 함께 작동되어 전술한 배수드레인(13)을 통해 습기를 배기시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 센서부재(30)는 예컨대, 도시된 바와 같은 습도센서(33) 및 온도센서(35)로 구성될 수 있다.
컨트롤러(70)는 예컨대, 도시된 바와 같은 신호수신부(71), 비교부(79), 신호발신부(73), 카운팅부(75), 팬(60) 및 제어부(77)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 카운팅부(75)는 전술한 바와 같이 동일하게 구성되므로, 구성에 대한 설명을 생략하기로 한다.
신호수신부(71)는 습도센서(33) 및 온도센서(35)로부터 습도신호 및 온도신호를 수신한다. 비교부(79)는 신호수신부(71)에서 수신되는 습도신호 및 온도신호의 습도 및 온도가 전술한 메모리에 기 저장된 이슬점에 해당하는가를 비교하여 미해당신호나 해당신호를 전송한다. 신호발신부(73)는 비교부(79)의 미해당신호나 해당신호에 의해 개폐기(50)에 개방신호나 폐쇄신호를 인가한다. 팬(60)은 배터리 케이스(10)의 유로(11)에서 공기를 강제로 순환시킨다. 제어부(77)는 신호수신부(71), 비교부(79), 신호발신부(73), 카운팅부(75) 및 팬(60)을 제어하여 신호수신부(71)에서 수신되는 습도신호 및 온도신호에 따라 설정된 시간 동안 팬(60)을 제어하거나 개폐기(50)를 제어한다.
이하, 컨트롤러(70)는 다음과 같이 동작한다.
먼저, 습도센서(33) 및 온도센서(35)는 배터리 케이스(10)의 유로(11)에서 내부공기의 습도 및 온도를 감지하여 신호수신부(71)에 습도신호 및 온도신호를 송신한다. 이어서, 신호수신부(71)는 습도신호 및 온도신호를 수신하여 비교부(79)에 전송한다. 계속해서, 비교부(79)는 습도신호 및 온도신호의 습도 및 온도를 기 설정된 이슬점과 비교하여 이슬점과 일치하는 경우 이슬점 해당신호를 신호발신부(73)에 전송한다. 제어부(77)는 비교부(79)로부터 해당신호가 인가될 경우 신호발신부(73)가 개폐기(50)에 개방신호를 발신하도록 제어하거나, 팬(60)과 카운팅부(75)가 작동하도록 제어한다. 또한, 제어부(77)는 카운팅부(75)의 카운팅이 완료된 후 신호발신부(73)가 개폐기(50)에 폐쇄신호를 인가하도록 제어하거나, 팬(60)이 정지되도록 제어한다.
한편, 신호발신부(73)는 미해당신호가 인가되면 개폐기(50)에 폐쇄신호를 인가한다.
따라서, 팬(60)은 전술한 배터리 케이스(10)의 내부 공기를 순환시켜서 수분의 응결을 방지하여 이슬점(결로)이 형성되지 않도록 할 수 있다. 또한, 개폐기(50)는 전술한 배터리 케이스(10)의 배수드레인(13)을 카운팅 시간 동안 개방하여 배기한 후 폐쇄시킨다.
도 6은 이슬점 온도를 도식화한 그래프이다. 여기서, 이슬점은 메모리에 미리 저장되고, 전술한 비교부(79)에 제공되어 습도신호 및 온도신호와 비교된다. 전술한 비교부(79)는 그래프에 도시된 바와 같은 이슬점을 산출한다.
예컨대, 온도센서에서 감지된 온도가 30도이고, 습도센서에서 감지된 수증기량이 17.3g/㎥일 경우, 그래프에서 A로 표시된 점이 되며, 이러한 A의 점으로부터 포화 수증기곡선에 의해 이슬점 온도는 20도로 산출된다. 이러한 경우 비교부(79)는 전술한 배터리 케이스(10) 내부의 공기상태가 이슬점 온도에 해당하지 않는 것으로 판단하고, 이후 습도가 그대로 17.3g/㎥상태에서 온도가 20도로 강하되면 이슬점 온도에 해당되는 것으로 판단한다. 또한, 이슬점은 도시된 바와 같은 수증기량이 9.48g/㎥이면서 온도가 10도이거나 수증기량이 3.04g/㎥이면서 온도가 30도인 경우에도 해당된다. 따라서, 전술한 비교부(79)는 이와 같이 산출된 이슬점과 습도신호 및 온도신호의 습도 및 온도가 서로 일치하는지 비교한다.
도 7을 참조하면, 전술한 컨트롤러(70)는 풍속센서(37)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이러한, 풍속센서(37)는 전술한 배터리 케이스(10)의 유로(11) 또는 덕트(11)에 설치되어 흐르는 공기의 풍속을 측정하여 풍속신호를 신호수신부(71)에 제공한다.
이하, 컨트롤러(70)는 다음과 같이 동작한다.
먼저, 풍속센서(37)는 배터리 케이스(10)의 유로(11)에서 이동하는 내부공기의 풍속을 감지하여 풍속신호를 신호수신부(71)에 송신한다. 이어서, 신호수신부(71)는 풍속신호를 수신하여 비교부(79)에 전송한다. 또한, 비교부(79)는 신호수신부(71)에서 수신되는 풍속신호를 전술한 메모리에 미리 설정되어 저장된 기준풍속값과 비교하여 풍속미달신호나 풍속일치신호를 신호발신부(73)에 전송한다. 신호발신부(73)는 제어부(77)에 의해 제어되어 개폐기(50)에 개방신호를 인가한다.
또한, 제어부(77)는 풍속일치신호에 따라 신호발신부(73)의 개방신호 발신과 함께 카운팅부(75)를 동작시킨다. 제어부(77)는 카운팅부(75)의 카운팅이 완료된 후 신호발신부(73)가 개폐기(50)에 폐쇄신호를 인가하도록 제어한다. 또한, 제어부(77)는 풍속일치신호에 따라 팬(60)을 작동시키거나 팬(60)과 함께 개폐기(50)를 작동시킬 수도 있다. 여기서, 제어부(77)는 풍속신호에 따라 팬(60) 또는 개폐기(50)를 제각기 또는 함께 제어하도록 미리 설정되는 것이 바람직하다.
한편, 신호발신부(73)는 풍속미달신호가 인가되면 개폐기(50)에 폐쇄신호를 인가한다.
따라서, 팬(60)은 전술한 배터리 케이스(10)의 내부 공기를 순환시킨다. 즉, 팬(60)은 풍속센서(37)에 의해 배터리 케이스(10)의 내부의 풍속이 상대적으로 약한 경우 이슬점이 형성될 수 있으므로, 공기를 순환시켜서 이슬점 형성을 방지할 수 있다. 또한, 개폐기(50)는 전술한 배터리 케이스(10)의 배수드레인(13)을 개방하여 배터리 케이스(10)의 내부공기를 배기하여 이슬점 형성을 방지할 수 있다.
한편, 컨트롤러(70)는 도시된 바와 같은 인터페이스(72)를 더 포함할 수 있다.
이러한, 인터페이스(72)는 개폐기(50)의 작동상태나 센서부재(30)에서 감지되는 배터리 케이스(10) 내부의 습도나 저수되는 담수의 수위 또는 온도를 차량의 배터리관리부에 전송한다. 또한, 인터페이스(72)는 다른 실시예들에 따른 전술한 컨트롤러(70)에도 적용할 수 있다.
또 한편, 컨트롤러(70)는 도시된 바와 같은 오류감지부(74), 리셋부(76) 및 재작동 감지부(78)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이러한, 오류감지부(74)는 센서부재(30)나 개폐기(50)의 오동작을 감지한다. 즉, 오류감지부(74)는 전술한 수위센서(31), 습도센서(33), 온도센서(35), 풍속센서(37) 및 개폐기(50)에 제각각 테스트신호를 전송하고 피드백되는 신호를 감지하여 오류여부를 파악하거나, 센서부재(30) 및 개폐기(50)에서 작동시 인가되는 작동신호에 의해 오류여부를 파악한다.
리셋부(76)는 오류감지부(74)의 감지신호에 의해 센서부재(30) 및 컨트롤러(70)를 초기화시킨다.
재작동 감지부(78)는 리셋부(76)의 초기화에 의해 센서부재(30) 및 컨트롤러(70)가 재작동하는 것을 감지하고, 미작동으로 감지되면 경고신호를 차량의 배터리관리부(BM)에 전송한다.
또한, 오류감지부(74), 리셋부(76) 및 재작동 감지부(78)는 다른 실시예들에 따른 전술한 컨트롤러(70)에도 적용할 수 있다. 여기서, 배터리관리부(BM)는 전기자동차에 마련되어 개폐기 및 센서부재의 이력을 데이터화하여 저장 및 관리하는 시스템이다.
이하, 컨트롤러(70)의 동작을 설명한다.
먼저, 오류감지부(74)는 센서부재(30) 및 개폐기(50)에 간헐적으로 테스트신호를 전송하고 피드백되는 신호를 감지한다. 이때, 오류감지부(74)는 테스트신호가 피드백되지 않으면 오작동으로 판단하면서 해당 부품에 대한 이상신호를 제어부(77)에 전송한다. 따라서, 제어부(77)는 이상신호의 수신에 따라 리셋부(76)를 제어한다.
계속해서, 리셋부(76)는 제어부(77)에 의해 제어되어 센서부재(30) 및 컨트롤러(70)를 초기화시켜서 재작동시킨다. 또한, 재작동 감지부(78)는 제어부(77)에 의해 제어되는 센서부재(30) 및 컨트롤러(70)의 작동상태를 감지하여 센서부재(30) 및 컨트롤러(70)가 미작동으로 감지되면 경고신호를 배터리관리부(BM)에 전송한다.
이때, 재작동 감지부(78)는 센서부재(30) 및 컨트롤러(70)에서 인가되는 작동신호를 감지하여 재작동 상태를 감지할 수 있다.
도 8을 참조하면, 전술한 배터리 케이스(10)는 도시된 바와 같이 배터리(B)의 외측에 소통공(Ha)을 갖는 블럭형태의 히트싱크(H)가 부착될 수 있다. 이러한 히트싱크(H)는 도시된 바와 같이 라디에이터(R)에서 냉각된 냉각수가 소통공(Ha)으로 소통된 후 라디에이터(R)로 재유입되면서 순환된다. 따라서, 히트싱크(H)는 냉각수를 순환시켜서 배터리(B)를 냉각시킨다.
여기서, 전술한 배터리(B)는 박스형태의 커버에 내장될 수 있으며, 이러한 커버의 외측에 히트싱크(H)가 설치될 수 있다. 즉, 히트싱크(H)는 커버를 통해 배터리(B)의 외측에 설치될 수 있다. 이와 달리, 배터리(B)는 커버가 없는 상태로 외측에 히트싱크(H)가 직접 설치될 수도 있다.
도 9를 참조하면, 전술한 히트싱크(H)를 갖는 전기자동차용 배터리 보호장치는, 배터리(B)와 냉각수의 온도차에 의하여 배터리 케이스(10)의 내부에 발생되는 습기나 결로에 의한 담수를 외부로 배출한다. 물론, 이와 같은 전기자동차용 배터리 보호장치는 전술한 센서부재(30), 개폐기(50) 및 컨트롤러(70)에 의해 습기나 담수를 배출한다. 그리고, 이러한 전기자동차용 배터리 보호장치는 컨트롤러(70)에 의해 설정된 수위에서 담수를 배수할 수 있고, 이와 달리 설정된 습도에서 습기를 배출하여 담수의 발생을 방지할 수 있으며, 이와 또 달리 이슬점에서 습기를 배출하여 담수의 발생을 방지할 수도 있다. 이러한 일련의 작동은 앞서 설명하였으므로 자세한 설명을 생략한다.
이상과 같은 전기자동차용 배터리 보호장치는 히트싱크(H)를 통해 냉각된 냉각수가 순환되므로 배터리(B)를 공냉식 보다 더욱 신속하게 냉각시킬 수 있다.
여기서, 전술한 히트싱크(H)는 전술한 공냉식 배터리 케이스(10)에도 적용이 가능하다. 즉, 배터리 케이스(10)는 공기가 순환되는 공냉식과 냉각수가 순환되는 수냉식이 병합된 형태로 구성될 수 있다. 따라서, 배터리 케이스(10)는 냉각효율이 대폭적으로 향상될 수 있다.
이상과 같은 본 발명은, 센서부재(30)에서 감지되는 습기나 담수의 수위 또는 온도에 따라 개폐기(50)가 배터리 케이스(10) 내부의 공기나 담수를 외부로 배출하므로 배터리 케이스(10)의 배터리(B)가 습기나 결로에 의해 합선되거나 부식되는 것을 방지할 수 있다.
또, 필터(F)가 배터리 케이스(10)에 유입되는 공기의 이물질 및 습기를 필터링하므로 배터리 케이스(10)의 습도 유입을 저하시킬 수 있다.
또한, 센서부재(30)가 수위센서(31)로 구성될 경우 배터리 케이스(10)에 저수되는 결로에 의한 담수의 수위에 따라 개폐기(50)를 작동시킬 수 있다.
이와 달리, 센서부재(30)가 습도센서(33)로 구성될 경우 배터리 케이스(10) 내부의 습도에 따라 개폐기(50)를 작동시킬 수 있다.
이와 또 달리, 센서부재(30)가 습도센서(33) 및 온도센서(35)로 구성될 경우 배터리 케이스(10) 내부의 습도 및 온도에 따라 개폐기(50)를 작동시킬 수 있다.
아울러, 개폐기(50)의 밸브부재(51)가 전자기력으로 작동하는 솔레노이드 밸브(53)에 의해 작동하므로 배터리 케이스(10)의 배수드레인(13)을 자동으로 신속하게 개폐할 수 있다.
게다가, 컨트롤러(70)가 수위신호에 의해 개폐기(50)를 작동시킬 경우 담수를 설정수위에서 배수시킬 수 있으므로 담수가 배터리 케이스(10)에 설정량 이상 저수되는 것을 사전에 방지할 수 있다.
이와 달리, 컨트롤러(70)가 배터리 케이스(10)의 습도 및 설정습도를 비교하여 개폐기(50)를 작동시킬 경우 설정습도에서 배터리 케이스(10)의 내부 공기를 배기시킬 수 있으므로 배터리 케이스(10) 내부에 결로발생 환경이 조성되는 것을 방지할 수 있다.
이와 또 달리, 컨트롤러(70)가 습도 및 온도를 이슬점과 비교하여 팬(60) 또는 팬(60) 및 개폐기(50)를 작동시킬 경우, 배터리 케이스(10) 내부의 공기를 강제로 순환시켜서 공기를 배터리 케이스(10)의 타측으로 배기하거나 배터리 케이스(10)의 일부분을 통해 강제로 배기할 수 있으므로 배터리 케이스(10)의 내부에서 습기가 응결되는 것을 방지하여 결로가 발생되는 것을 사전에 예방할 수 있다.
이에 더하여, 풍속센서가 마련될 경우 배터리 케이스(10)의 내부 풍속에 따라 전술한 팬(60)을 작동시킬 수 있으므로 팬(60)을 효율적으로 작동시킬 수 있다.
더욱이, 인터페이스(72)가 마련될 경우 배터리 케이스(10)의 내부 습도나 수위 또는 온도를 배터리관리부(BM)에 전송할 수 있으므로 배터리(B)를 더욱 안전하게 관리할 수 있다.
덧붙여, 오류감지부(74) 및 리셋부(76)가 센서부재(30) 및 개폐기(50)의 오작동을 감지하여 센서부재(30) 및 컨트롤러(70)를 초기화하여 재작동시키고, 재작동 감지부(78)가 초기화된 센서부재(30) 및 컨트롤러(70)의 재작동 상태를 확인하므로 센서부재(30) 및 개폐기(50)의 오작동을 신속하게 보정할 수 있을 뿐만 아니라, 센서부재(30) 및 개폐기(50)를 안정적으로 작동시킬 수 있다.
게다가, 베터리 케이스(10)에 히트싱크(H)가 설치될 경우 히트싱크를 통해 냉각된 냉각수가 순환되므로 배터리(B)를 공냉식 보다 더욱 신속하게 냉각시킬 수 있다.
전술한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하므로, 본 발명의 적용 범위는 이와 같은 것에 한정되지 않으며, 동일 사상의 범주내에서 적절한 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 실시예에 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있으므로, 이러한 형상 및 구조의 변형은 첨부된 본 발명의 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10 : 배터리 케이스
30 : 센서부재
50 : 개폐기
70 : 컨트롤러

Claims (14)

  1. 전기자동차에 전원을 공급하는 배터리가 내장되며, 내부로 소통되는 공기나 내부를 순환하는 냉각수에 의해 배터리를 냉각하는 배터리 케이스;
    상기 배터리 케이스의 일측에 마련되어 배터리 케이스 내부의 습도나 저수되는 담수의 수위 또는 온도 중 적어도 어느 하나를 감지하는 센서부재;
    상기 배터리 케이스의 일부를 개방하여 배터리 케이스 내부의 공기를 외부로 배기하거나 배터리 케이스에 집수되는 담수를 외부로 배수하는 개폐기; 및
    상기 센서부재의 감지신호에 의해 상기 개폐기의 작동을 컨트롤하는 컨트롤러;를 포함하는 전기자동차용 배터리 보호장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 케이스는 일측 및 타측에 덕트가 마련되어 덕트를 통해 공기를 소통시키면서 상기 배터리를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리 보호장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 덕트를 통해 상기 배터리 케이스로 유입되는 공기에서 이물질 및 습기를 필터링하는 필터;를 더 포함하는 전기자동차용 배터리 보호장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 배터리 케이스는,
    상기 배터리의 외측에 설치되고, 전기자동차의 라디에이터에서 냉각된 냉각수를 소통시켜서 순환시키는 소통공을 갖는 히트싱크가 마련되어 냉각수를 순환시키면서 상기 배터리를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리 보호장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 센서부재는,
    상기 배터리 케이스에 집수되는 담수의 수위를 감지하는 수위센서;인 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리 보호장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 센서부재는,
    상기 배터리 케이스의 습도를 감지하는 습도센서;인 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리 보호장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 센서부재는,
    상기 배터리 케이스의 습도를 감지하는 습도센서; 및
    상기 배터리 케이스의 온도를 측정하는 온도센서;인 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리 보호장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 개폐기는,
    상기 배터리 케이스의 바닥에 형성된 배수드레인을 개폐하는 밸브부재; 및
    상기 밸브부재가 연결되는 로드가 마련되고, 신축되는 로드에 의해 밸브부재를 이동시켜서 상기 배수드레인을 개폐하며, 상기 컨트롤러에 의해 작동이 제어되는 솔레노이드밸브;를 포함하는 전기자동차용 배터리 보호장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 센서부재로부터 수위신호를 수신하는 신호수신부;
    상기 개폐기에 개방신호나 폐쇄신호를 인가하는 신호발신부;
    상기 개폐기의 설정된 개방시간을 카운팅하는 카운팅부; 및
    상기 카운팅부, 신호발신부 및 신호수신부의 작동을 제어하여 수신되는 수위신호에 따라 설정된 시간 동안 상기 개폐기를 작동시켜서 상기 배터리 케이스의 일부를 개방하거나 폐쇄하는 제어부;를 포함하는 전기자동차용 배터리 보호장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 센서부재로부터 습도신호를 수신하는 신호수신부;
    상기 신호수신부에서 수신된 습도신호를 기 설정된 설정습도와 비교하여 설정습도 미달신호나 설정습도 일치신호를 전송하는 비교부;
    상기 비교부의 미달신호나 일치신호에 의해 상기 개폐기에 개방신호나 폐쇄신호를 인가하는 신호발신부;
    상기 개폐기의 설정된 개방시간을 카운팅하는 카운팅부; 및
    상기 카운팅부, 신호발신부, 비교부 및 신호수신부의 작동을 제어하여 수신되는 습도신호에 따라 설정된 시간 동안 상기 개폐기를 작동시켜서 상기 배터리 케이스의 일부를 개방하거나 배터리 케이스의 일부를 폐쇄하는 제어부;를 포함하는 전기자동차용 배터리 보호장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 센서부재로부터 습도신호 및 온도신호를 수신하는 신호수신부;
    상기 신호수신부에서 수신되는 습도신호 및 온도신호의 습도 및 온도가 기 저장된 이슬점에 해당하는가를 비교하여 미해당신호나 해당신호를 전송하는 비교부;
    상기 비교부의 미해당신호나 해당신호에 의해 상기 개폐기에 개방신호나 폐쇄신호를 인가하는 신호발신부;
    상기 개폐기의 설정된 개방시간을 카운팅하는 카운팅부;
    상기 배터리 케이스의 공기를 강제로 순환시키는 팬; 및
    상기 팬, 카운팅부, 신호발신부, 비교부 및 신호수신부의 작동을 제어하여 수신되는 습도신호 및 온도신로에 따라 설정된 시간 동안 상기 팬을 작동시키거나 팬과 함께 설정된 시간 동안 상기 개폐기를 작동시켜서 상기 배터리 케이스의 일부를 설정된 시간 동안 개방하는 제어부;를 포함하는 전기자동차용 배터리 보호장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 배터리 케이스의 내부에서 이동되는 외부 공기의 풍속에 따라 상기 팬을 작동시키도록, 배터리 케이스의 내부에서 이동되는 외부공기의 풍속을 측정하여 상기 제어부에 재공하는 풍속센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리 보호장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 개폐기의 작동상태나 상기 센서부재에서 감지되는 상기 배터리 케이스 내부의 습도나 저수되는 담수의 수위 또는 온도를 차량의 배터리관리부에 전송하는 인터페이스;를 더 포함하는 전기자동차용 배터리 보호장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서부재나 개폐기의 오동작을 감지하는 오류감지부;
    상기 오류감지부의 감지신호에 의해 상기 센서부재 및 컨트롤러를 초기화하는 리셋부; 및
    상기 리셋부의 초기화에 의해 상기 센서부재 및 컨트롤러가 재작동하는 것을 감지하고, 미작동으로 감지되면 경고신호를 차량의 배터리관리부에 전송하는 재작동 감지부;를 더 포함하는 전기자동차용 배터리 보호장치.
KR1020100130709A 2010-12-20 2010-12-20 전기자동차용 배터리 보호장치 KR101317523B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100130709A KR101317523B1 (ko) 2010-12-20 2010-12-20 전기자동차용 배터리 보호장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100130709A KR101317523B1 (ko) 2010-12-20 2010-12-20 전기자동차용 배터리 보호장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120069238A true KR20120069238A (ko) 2012-06-28
KR101317523B1 KR101317523B1 (ko) 2013-10-15

Family

ID=46687531

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100130709A KR101317523B1 (ko) 2010-12-20 2010-12-20 전기자동차용 배터리 보호장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101317523B1 (ko)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103915598A (zh) * 2013-01-08 2014-07-09 通用汽车环球科技运作有限责任公司 冷却剂激活可再充电能量存储系统排放塞
KR101459486B1 (ko) * 2013-09-25 2014-11-07 현대자동차 주식회사 전기자동차의 안전 제어장치 및 방법
WO2014182997A1 (en) * 2013-05-10 2014-11-13 Tesla Motors, Inc. Self-activated draining system
US9068900B2 (en) 2013-01-08 2015-06-30 GM Global Technology Operations LLC Deflection sensitive coolant activated drain plug detection system for high voltage battery packs
CN106129451A (zh) * 2016-08-29 2016-11-16 江苏准信自动化科技股份有限公司 智能型电池化成池水循环系统
US20180238764A1 (en) * 2017-02-17 2018-08-23 Hyundai Motor Company Battery pack for electric vehicles and method of detecting cooling water leakage in battery pack for electric vehicles
CN108944532A (zh) * 2018-07-25 2018-12-07 合肥市智信汽车科技有限公司 一种基于电动汽车的报警控制系统
KR20190021579A (ko) * 2017-08-23 2019-03-06 현대모비스 주식회사 배터리 시스템 침수 방지 장치
KR20190128488A (ko) * 2018-05-08 2019-11-18 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
CN112606672A (zh) * 2020-12-23 2021-04-06 陈春兰 一种新能源汽车的热交换系统
CN114572059A (zh) * 2022-05-06 2022-06-03 江苏英拓动力科技有限公司 一种车辆动力电池安全监控装置
US11450913B2 (en) 2017-04-04 2022-09-20 Lg Energy Solution, Ltd. Battery pack having crash beam and drain structure
WO2022250345A1 (ko) * 2021-05-27 2022-12-01 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩, 및 그것을 포함하는 자동차
CN116404309A (zh) * 2023-06-08 2023-07-07 深圳市首航新能源股份有限公司 一种防止电池舱凝露的方法、冷却系统及储能系统

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000030738A (ja) * 1998-07-14 2000-01-28 Hitachi Ltd ナトリウム硫黄電池モジュール
KR20010057628A (ko) * 1999-12-23 2001-07-05 이계안 전기 자동차용 배터리 냉각 시스템
JP4768277B2 (ja) * 2005-01-28 2011-09-07 プライムアースＥｖエナジー株式会社 冷却装置及び電源装置
JP5417932B2 (ja) 2008-08-07 2014-02-19 三洋電機株式会社 車両用の電源装置

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103915598A (zh) * 2013-01-08 2014-07-09 通用汽车环球科技运作有限责任公司 冷却剂激活可再充电能量存储系统排放塞
US9068900B2 (en) 2013-01-08 2015-06-30 GM Global Technology Operations LLC Deflection sensitive coolant activated drain plug detection system for high voltage battery packs
US9702773B2 (en) 2013-01-08 2017-07-11 GM Global Technology Operations LLC Deflection sensitive coolant activated drain plug detection system for high voltage battery packs
WO2014182997A1 (en) * 2013-05-10 2014-11-13 Tesla Motors, Inc. Self-activated draining system
US9293792B2 (en) 2013-05-10 2016-03-22 Tesla Motors, Inc. Self-activated draining system
US9899652B2 (en) 2013-05-10 2018-02-20 Tesla, Inc. Self-activated draining system
KR101459486B1 (ko) * 2013-09-25 2014-11-07 현대자동차 주식회사 전기자동차의 안전 제어장치 및 방법
CN106129451A (zh) * 2016-08-29 2016-11-16 江苏准信自动化科技股份有限公司 智能型电池化成池水循环系统
CN108461846A (zh) * 2017-02-17 2018-08-28 现代自动车株式会社 电动车用电池组及电动车用电池组冷却水泄漏检测方法
KR20180095257A (ko) * 2017-02-17 2018-08-27 현대자동차주식회사 전기 자동차 배터리 팩 및 전기 자동차 배터리 팩의 냉각수 누액 검출 방법
US20180238764A1 (en) * 2017-02-17 2018-08-23 Hyundai Motor Company Battery pack for electric vehicles and method of detecting cooling water leakage in battery pack for electric vehicles
CN108461846B (zh) * 2017-02-17 2022-08-23 现代自动车株式会社 电动车用电池组及电动车用电池组冷却水泄漏检测方法
US11450913B2 (en) 2017-04-04 2022-09-20 Lg Energy Solution, Ltd. Battery pack having crash beam and drain structure
KR20190021579A (ko) * 2017-08-23 2019-03-06 현대모비스 주식회사 배터리 시스템 침수 방지 장치
KR20190128488A (ko) * 2018-05-08 2019-11-18 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
CN108944532A (zh) * 2018-07-25 2018-12-07 合肥市智信汽车科技有限公司 一种基于电动汽车的报警控制系统
CN112606672A (zh) * 2020-12-23 2021-04-06 陈春兰 一种新能源汽车的热交换系统
WO2022250345A1 (ko) * 2021-05-27 2022-12-01 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩, 및 그것을 포함하는 자동차
CN114572059A (zh) * 2022-05-06 2022-06-03 江苏英拓动力科技有限公司 一种车辆动力电池安全监控装置
CN116404309A (zh) * 2023-06-08 2023-07-07 深圳市首航新能源股份有限公司 一种防止电池舱凝露的方法、冷却系统及储能系统
CN116404309B (zh) * 2023-06-08 2023-09-12 深圳市首航新能源股份有限公司 一种防止电池舱凝露的方法、冷却系统及储能系统

Also Published As

Publication number Publication date
KR101317523B1 (ko) 2013-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101317523B1 (ko) 전기자동차용 배터리 보호장치
KR101238062B1 (ko) 전기자동차용 배터리 보호장치
US9337516B2 (en) System for preventing condensate formation on a battery
US8865333B2 (en) Systems and methods for mitigating battery damage caused by coolant leaks
EP2518816B1 (en) Safety device of battery temperature control system
KR100778435B1 (ko) 전지 모듈 소화 시스템
CN105510830B (zh) 用于监测机动车辆中电池的状态的方法
KR100766268B1 (ko) 전지팩을 위한 공조필터 자동관리장치 및 그 자동관리방법
KR20130040575A (ko) 배터리의 고장 검출 장치 및 방법
KR101828657B1 (ko) 연료 전지 시스템 및 공기계 이상 판정 방법
JP5301355B2 (ja) 組電池の冷却制御装置
CN106246331B (zh) 可检查功能的阻气门设备
CN106329028A (zh) 车辆电池控温装置和车辆电池控温方法
CN110803047B (zh) 一种充电桩智能控制方法及装置
CN102677440A (zh) 干衣机的温控方法及装置和干衣机
JP2002061893A (ja) 発熱機器収納室の換気冷房システム
EP4238787A1 (en) Pre-trip sequence for a fuel cell for a trailer refrigeration unit
CN111584954A (zh) 一种电池环境的处理装置和具有其的电池系统、车辆
KR200460731Y1 (ko) 전력 제어용 공기압축기 시스템
JP2006351469A (ja) 燃料電池システム
KR102480551B1 (ko) 배터리 시스템 침수 방지 장치
KR20220165701A (ko) 친환경 차량용 충전 안전장치 및 그 제어방법
KR20130020453A (ko) 수냉식 중대형 배터리의 누수 감지/차단 시스템 및 그 제어 방법
CN111962272B (zh) 具有加热功能的设备及其控制方法、存储介质
MXPA04002156A (es) SISTEMA DE AIRE COMPRIMIDO QUE UTILIZA UN PARáMETRO DE DESPRENDIMIENTO DE MOTOR.

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160921

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170925

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee