KR20140087425A - 차량용 배터리팩의 전원 차단 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 배터리팩에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리팩에 가해지는 충격에 의한 상기 배터리팩의 변형에 따른 내부압력을 측정하고, 이를 기설정된 임계치와 비교하여 상기 임계치를 넘어설 경우 전원공급을 차단하도록 하는 차량용 배터리팩의 전원 차단 장치에 관한 것이다.
본 발명은 차량 구동용 배터리팩으로부터 구동 전원을 공급받는 전원부와 상기 배터리팩에 부착되어 상기 배터리팩에 가해지는 충격에 의한 상기 배터리팩의 변형에 따른 내부압력을 측정하는 압력센서부 및 상기 측정된 내부압력과 기설정된 임계치를 비교하고, 상기 측정된 내부압력 이 상기 임계치를 넘어설 경우 상기 전원부로의 전원공급을 차단하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이에 의하면, 배터리팩에 부착된 압력센서부를 통해 상기 배터리팩에 직접적으로 가해지는 충격에 의한 내부압력을 측정하므로, 사고와 같은 간접적인 외부충격이 아닌 배터리팩 직접적으로 가해지는 충격에 의한 배터리팩의 이상을 쉽게 확인할 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 배터리팩의 전원 차단 장치{Apparatus for shutting off Power of Battery Pack in Vehicle}

본 발명은 차량용 배터리팩에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리팩에 가해지는 충격에 의한 상기 배터리팩의 변형에 따른 내부압력을 측정하고, 이를 기설정된 임계치와 비교하여 상기 임계치를 넘어설 경우 전원공급을 차단하도록 하는 차량용 배터리팩의 전원 차단 장치에 관한 것이다.

일반적인 자동차에 있어서, 배터리팩은 엔진을 구동시켜 주는 역할을 하며, 엔진 정지시에는 차량에 전기를 공급 또는, 전기자동차의 경우에는 내연기관과 함께 주동력원으로도 사용된다.

상기 배터리팩은 양/음극재, 전해액, 분리막, 덮개 등으로 구성된 다수의 셀의 조합으로 이루어진 모듈을 직렬로 연결하여 하나의 팩으로 구성된다.

자동차 사고로 인해 차량 자체의 이상이 발생하면 배터리팩에 연결된 전원선에 물리적인 손상이 생겨 합선(short circuit)으로 인해 화재가 발생할 수 있다. 이상과 같은 문제를 방지하기 위해 종래기술의 경우 상기 배터리팩으로부터의 전력 공급이 중단되게 한다. 그러나, 상기 전력 공급을 차단하기 위해 차량 외부 충격에 의한 감지 정보에 의존하기 때문에, 배터리팩의 자체 결함 발생에 대한 감지가 불가능하다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 배터리팩에 부착된 압력센서부를 통해 내부압력을 측정하고, 기설정된 임계치와 비교하여 상기 측정된 내부압력이 기설정된 임계치를 넘어설 경우 전원공급을 차단함으로써, 상기 배터리팩 자체의 이상확인이 가능한 차량용 배터리팩의 전원 차단 장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 배터리팩의 전원 차단 장치는,

차량 구동용 배터리팩으로부터 구동 전원을 공급받는 전원부;와 상기 배터리팩에 부착되어 상기 배터리팩에 가해지는 충격에 의한 상기 배터리팩의 변형에 따른 내부압력을 측정하는 압력센서부; 및 상기 측정된 내부압력과 기설정된 임계치를 비교하고, 상기 측정된 내부압력 이 상기 임계치를 넘어설 경우 상기 전원부로의 전원공급을 차단하는 제어부;를 포함한다.

본 발명에서, 상기 배터리팩의 온도를 측정하기 위한 온도센서부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도센서부에 의해 측정된 상기 배터리팩의 온도에 따라 상기 임계치를 조정한다.

또한, 본 발명에서, 상기 제어부는 상기 온도센서부에 의해 측정된 상기 배터리팩의 온도가 기설정된 온도보다 큰 경우 상기 임계치를 하향 조정하고, 상기 배터리팩의 온도가 기설정된 온도보다 작은 경우 상기 임계치를 상향 조정한다.

본 발명에 의한 차량용 배터리팩의 전원 차단 장치는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따르면 배터리팩에 부착된 압력센서부를 통해 상기 배터리팩에 직접적으로 가해지는 충격에 의한 내부압력을 측정하므로, 사고와 같은 간접적인 외부충격이 아닌 배터리팩 자체의 이상을 쉽게 확인할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리팩의 전원 차단 장치의 블럭 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리팩의 전원 차단 장치에 있어서 측정된 내부압력에 따른 특성을 설명하는 그래프.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리팩의 전원 차단 장치에 있어서 온도변화에 따른 임계치 조정을 설명하는 그래프.

이하 본 발명에 의한 차량용 배터리팩의 전원 차단 장치에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리팩의 전원 차단 장치의 블럭 구성도이다.

도 1에 도시된 바에 따르면, 차량용 배터리팩의 전원 차단 장치는 크게 배터리팩(100)과 제어부(201) 및 전원부(202)로 구분된다. 상기 배터리팩(100)은 압력센서부(101)와 온도센서부(102)를 포함하여 구성된다.

배터리팩(100)은 차량의 시동 및 내부 장치들의 전원을 공급하기 위한 장치로써, 전해액이 충진되어 음/양극판과 함께 일련의 케이스로 구성된다. 상기 극판으로 사용되는 금속은 일반적으로 납을 재료로 하여 많이 사용되나, 리튬-이온을 사용하여 구성될 수도 있다. 또한, 상기 배터리팩(100)은 다수개의 셀로 구성될 수 있으며, 상기 셀을 포함하는 모듈을 직렬연결하여 구성한다. 상기 배터리팩(100)은 전기자동차에서 구동을 위한 주동력원으로 사용된다. 이상 상기한 배터리팩(100)의 구성은 설계조건에 따라 달라질 수 있다. 상기 배터리팩(100)에는 후술하는 압력센서부(101)와 온도센서부(102)가 부착된다.

압력센서부(101)는 액체 또는 기체의 압력을 검출하고, 계측이나 제어에 사용하기 쉬운 전기신호로 변환하여 전송하는 장치 및 소자를 사용한다. 상기 배터리팩(100)의 일면에 부착되며, 상기 배터리팩(100)에 직접적으로 가해지는 충격을 감지한다. 즉, 물리적인 충격으로 인해 상기 배터리팩(100)의 외형이 변형되면, 상기 변형에 의한 배터리팩(100)의 내부압력을 측정한다.

온도센서부(102)는 유체의 온도를 측정하기 위한 장치로써, (백금)저항온도센서, 서미스터, 열전대, 바이메탈 등을 사용하는 접촉계 센서를 사용한다. 상기 온도센서부(102)는 상기 배터리팩(100)의 온도를 측정하며, 상기 측정된 온도를 바탕으로 상기 압력센서부(101)에 의해 측정된 배터리팩(100)의 내부압력과 비교하기 위한 기설정된 임계치를 조정하는데 사용된다.

제어부(201)는 상기 압력센서부(101)가 상기 배터리팩(100)의 변형에 따른 내부압력을 측정하면, 상기 측정된 내부압력과 기설정된 임계치를 비교한다. 상기 기설정된 임계치는 정상상태의 배터리팩(100) 내부 압력을 기준으로 한다. 상기 비교결과 상기 압력센서부(101)에 의해 측정된 배터리팩(100)의 내부압력이 기설정된 입계치보다 클 경우 상기 제어부(201)는 후술하는 전원부(202)로의 전원공급을 차단하도록 한다. 또한, 상기 제어부(201)는 상기 온도센서부(102)에 의해 측정된 배터리팩(100)의 온도를 바탕으로 상기 측정된 내부압력과 비교될 임계치를 조정한다. 만약, 상기 측정된 배터리팩(100)의 온도가 기설정된 온도보다 큰 경우 상기 임계치를 하향 조정하고, 상기 측정된 배터리팩(100)의 온도가 기설정된 온도보다 작은 경우 상기 임계치를 상향 조정한다.

전원부(202)는 상기 배터리팩(100)으로부터 전원을 공급받아 차량 내부로 전원을 분배하는 장치이다. 상기 전원부는 제어부(201)에 의해 전원이 차단 및 인가되며, 상기 압력센서부(101)에 의해 측정된 배터리팩(100)의 변형에 따른 내부압력과 기설정된 임계치와의 비교 결과에 따라 전원의 차단 및 인가 여부가 결정된다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 차량용 배터리팩의 전원 차단 장치의 일실시예를 도 2, 도 3을 참고하여 설명한다.

배터리팩(100)에 가해지는 충격에 의해 상기 배터리팩(100)의 변형이 생기면 그에 따른 내부압력을 상기 배터리팩(100)에 부착된 압력센서부(101)를 통해 측정한다. 제어부(201)는 측정된 내부압력과 기설정된 임계치를 비교한다. 만약 상기 측정된 내부압력이 상기 임계치를 넘어설 경우 상기 전원부(202)로의 전원공급을 차단한다. 상기 측정된 내부압력의 변화는 여러가지 형태를 보일 수 있다. 보다 자세히 설명하기 위해 도 2(a)를 참조하면, 차량의 주행시 사고로 인해 배터리팩(100)에 충격이 순간적으로 발생할 경우 시간에 따른 내부압력은 급격히 변하고. 이는 기설정된 임계치를 상회하므로 즉시적으로 상기 배터리팩(100)의 외형 변형을 일으킨다. 상기와 같은 외형 변형으로 인해 기설정된 임계치보다 상기 측정된 내부압력이 높을 경우 상기 제어부(201)는 전원부(202)로의 전원공급을 차단한다.

또한 도 2(b)를 참조하면, 차량을 정비하기 위한 크레인 작업 또는 주행시 핸들링으로 인한 지속적인 충격이 발생할 경우 시간에 따른 내부압력은 서서히 변하게되는데, 상기 충격이 기설정된 임계치에 못 미칠 경우에는 정상적으로 전원부(202)로의 전원공급을 유지한다. 그러나, 상기 충격이 오랫동안 지속되고 내부압력이 기설정된 임계치를 상회하면, 마찬가지로 제어부(201)에 의해 기설정된 임계치보다 상기 측정된 내부압력이 더 높은 것으로 판단되어 상기 제어부(201)는 전원부(202)로의 전원공급을 차단한다.

상기 기설정된 임계치는 배터리팩(100)의 온도에 따라 조절된다. 상기 배터리팩(100)의 온도는 외부환경 즉, 기후와 주행상태에 따라 시시각각 달라질 수 있다. 도 3(a)를 참조하면, 상기 배터리팩(100)의 온도가 기설정된 온도보다 큰 경우 제어부(201)는 상기 임계치 L을 임계치 L'으로 조절한다. 도 3(b)를 참조하면, 상기 배터리팩(100)의 온도가 기설정된 온도보다 작은 경우 상기 제어부(201)는 상기 임계치 L"을 임계치 L"으로 조절한다.

상기와 같은 구성으로 차량용 배터리팩의 전원 차단 장치는 배터리팩(100)의 일면에 부착된 압력센서부(101)를 통해 측정된 내부압력과 기설정된 임계치를 비교하여, 상기 비교결과에 따라 전원부(202)로의 전원공급 여부를 결정함으로써 상기 배터리팩(10)에 직접적으로 가해지는 충격에 의한 이상을 확인할 수 있다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설정된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구번위에 기재된 귄리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것을 자명하다.

100: 배터리팩 101: 압력센서부
102: 온도센서부 201: 제어부
202: 전원부

Claims (3)

1. 차량 구동용 배터리팩으로부터 구동 전원을 공급받는 전원부;
   상기 배터리팩에 부착되어 상기 배터리팩에 가해지는 충격에 의한 상기 배터리팩의 변형에 따른 내부압력을 측정하는 압력센서부;
   상기 측정된 내부압력과 기설정된 임계치를 비교하고, 상기 측정된 내부압력 이 상기 임계치를 넘어설 경우 상기 전원부로의 전원공급을 차단하는 제어부;를 포함하는 차량용 배터리팩의 전원 차단 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 배터리팩의 온도를 측정하기 위한 온도센서부를 더 포함하고,
   상기 제어부는 상기 온도센서부에 의해 측정된 상기 배터리팩의 온도에 따라 상기 임계치를 조정하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리팩의 전원 차단 장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 온도센서부에 의해 측정된 상기 배터리팩의 온도가 기설정된 온도보다 큰 경우 상기 임계치를 하향 조정하고, 상기 배터리팩의 온도가 기설정된 온도보다 작은 경우 상기 임계치를 상향 조정하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리팩의 전원 차단 장치.

Images