KR20150066661A - Apparatus for protecting car battery overcharge - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량용 배터리 과충전 방지 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 과충전으로 인한 배터리 모듈의 팽창시, 팽창되는 배터리 모듈으로의 충전을 차단하는 차량용 배터리 과충전 방지 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery overcharge protection device for a vehicle, and more particularly, to a battery charge prevention device for a vehicle that blocks charging of a battery module to be expanded when the battery module expands due to overcharging.
최근 전기자동차 및 하이브리드 자동차에 대한 관심이 높아지면서 전기자동차 및 하이브리드 자동차에 사용되는 고전압 배터리에 대한 관심 또한 높아지고 있다. 특히 고전압 배터리의 수명 연장은 차량의 수명이 점점 길어지고 있는 현재의 추세에 맞추어 필수적인 부분이며, 따라서 많은 배터리 제조 업체에서 상기 고전압 배터리의 수명 연장을 위한 연구가 논의중이다.
As interest in electric vehicles and hybrid vehicles has increased recently, interest in high-voltage batteries used in electric vehicles and hybrid vehicles is also increasing. Particularly, the extension of the life of a high voltage battery is an essential part of the current trend in which the life of the vehicle is getting longer. Therefore, many battery manufacturers are discussing a study for extending the life of the high voltage battery.
일반적으로 전기자동차 및 하이브리드 자동차에 사용되는 고전압 배터리는 실질적으로 전류를 저장하는 배터리 셀과 복수개의 상기 배터리 셀이 적층되어 형성되는 배터리 모듈, 및 복수개의 배터리 모듈이 서로 연결되어 형성된 배터리 팩으로 구성된다. 2. Description of the Related Art Generally, a high-voltage battery used in an electric vehicle and a hybrid vehicle is composed of a battery cell that substantially stores current, a battery module in which a plurality of the battery cells are stacked, and a battery pack in which a plurality of battery modules are connected to each other .
그런데, 통상적으로 상기 배터리 셀은 파우치 형태로써 내부에 충전을 위한 다종의 화학 물질들을 내포하고 있는바, 상기 배터리 셀은 배터리 셀의 과충전시 상기 화학 물질들 간의 반응으로 인해 배터리 셀이 부풀어 올라 결국 폭발하게 되는 문제점이 있었다. In general, the battery cells are pouch-shaped and contain a variety of chemical substances for charging. The battery cells cause the battery cells to swell due to the reaction between the chemical substances when the battery cells are overcharged, There was a problem to be done.
또한 하나의 배터리 셀이 폭발하게 되면 배터리 모듈 내에 함께 연결되어 있는 다른 배터리 셀에도 손상을 주어 결국 배터리 모듈 전체에 손상을 주게됨에 따라 배터리 셀의 손상으로 배터리 팩 전체의 사용이 중지되는 문제가 있어왔던 것이다.
In addition, when one battery cell explodes, other battery cells connected to each other in the battery module are damaged, thereby damaging the entire battery module. As a result, damage to the battery cell causes the use of the entire battery pack to be stopped will be.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
It should be understood that the foregoing description of the background art is merely for the purpose of promoting an understanding of the background of the present invention and is not to be construed as an admission that the prior art is known to those skilled in the art.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 배터리 셀이 과충전되어 팽창하게 될 시 이를 감지하여 배터리 모듈로의 충전을 차단시킴으로써 더 이상의 팽창을 막고 더 나아가 배터리 팩 전체의 손상을 방지하는 차량용 배터리 과충전 방지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve such a problem, and it is an object of the present invention to provide a battery pack for preventing battery pack from being further inflated by further preventing battery pack from being damaged, And an object thereof is to provide an overcharge prevention device.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 배터리 과충전 방지 장치는 다수개의 배터리 셀로 구성된 배터리 모듈의 일면에 마련되어, 상기 배터리 모듈의 팽창 여부를 감지하는 센싱부; 상기 배터리 모듈에 공급되는 전류를 차단하는 전류차단부; 및 상기 배터리 모듈의 팽창 여부가 감지되면 상기 전류차단부를 작동시키는 제어부;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a battery overcharge protection device for a vehicle, comprising: a sensing unit provided on one side of a battery module composed of a plurality of battery cells to detect whether the battery module is inflated; A current blocking unit for blocking a current supplied to the battery module; And a control unit for activating the current cutoff unit when it is detected that the battery module is inflated.
상기 센싱부는 상기 배터리 모듈의 일면 위를 지나는 신호를 송출하고 이를 다시 수신하는 송수신부와 상기 송수신부에서 송출된 신호를 다시 상기 송수신부로 반사시키는 반사판을 포함하며, 송출된 신호의 미 수신시 상기 배터리 모듈의 팽창을 감지할 수 있다.The sensing unit includes a transceiver for transmitting a signal over one surface of the battery module and receiving the signal again, and a reflector for reflecting the signal transmitted from the transceiver unit back to the transceiver. When the signal is not received, It can detect the expansion of the module.
상기 송수신부와 상기 반사판은 배터리 모듈 일면의 양단에 각각 대면하게 위치할 수 있다.The transceiver unit and the reflection plate may be positioned on opposite sides of one side of the battery module.
상기 신호는 적외선 신호일 수 있다.The signal may be an infrared signal.
상기 전류차단부는 작동시 개방되어 통전을 차단하는 릴레이일 수 있다.The current interrupting unit may be a relay that is opened during operation to cut off current.
상기 제어부는 송출된 신호의 미수신 상태가 미리 설정된 시간동안 지속되는 경우 상기 전류차단부를 작동시킬 수 있다.
The control unit may operate the current cutoff unit when an unreceived state of the transmitted signal continues for a predetermined time.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 배터리 과충전 방지 장치에 따르면, 배터리 셀이 손상되기 전에 미연에 손상을 방지함으로써 배터리 팩의 수명을 향상시키고 배터리 팩 관리의 효율성이 증대될 수 있다.
According to the battery overcharge preventing device for a vehicle having the above-described structure, the life of the battery pack can be improved and the efficiency of the battery pack management can be increased by preventing damage to the battery cell before it is damaged.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리 과충전 방지 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리 과충전 방지 장치를 도식적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리 과충전 방지 장치의 회로도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle battery overcharge protection device according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a schematic diagram of a vehicle battery overcharge protection device according to an embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram of a battery overcharge protection device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 배터리 과충전 방지 장치에 대하여 살펴본다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a vehicle battery overcharge preventing device according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리 과충전 방지 장치의 구성도로써, 다수개의 배터리 셀로 구성된 배터리 모듈(200)의 일면에 마련되어, 상기 배터리 모듈(200)의 팽창 여부를 감지하는 센싱부(100); 상기 배터리 모듈(200)에 공급되는 전류를 차단하는 전류차단부(400); 상기 배터리 모듈(200)의 팽창 여부가 감지되면 상기 전류차단부(400)를 작동시키는 제어부(300);를 포함한다.1 is a block diagram of a battery overcharge protection device for a vehicle according to an embodiment of the present invention. The
구체적으로 설명하자면, 상기 센싱부(100)는 상기 배터리 모듈(200)의 일면 위를 지나는 신호를 송출하고 이를 다시 수신하는 송수신부(110)와 상기 송수신부(110)에서 송출된 신호를 다시 상기 송수신부(110)로 반사시키는 반사판(130)을 포함하며, 송출된 신호의 미 수신시 상기 배터리 모듈(200)의 팽창을 감지하게 된다. Specifically, the
여기서, 상기 배터리 모듈(200)의 일면은 배터리 모듈(200)의 상면을 말하며, 상기 송수신부(110)와 상기 반사판(130)은 배터리 모듈(200) 상면의 양단에 각각 대면하게 위치되어 배터리 모듈(200)의 팽창을 감지하게 된다.One side of the
상기 배터리 모듈(200)의 팽창 감지에 관하여 더 자세하게 설명하기 위해 도 2를 참조하여 설명하자면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리 과충전 방지 장치를 도식적으로 나타낸 도면으로써, 배터리 모듈(200) 상면의 양단에 상기 송수신부(110)와 반사판(130)이 서로 대면하게 마련되어 정상적인 상태에서는 도 2의 (a)에서 볼 수 있듯이 상기 송수신부(110)로의 송신과 수신이 원활하게 이루어지게 된다. 하지만 배터리 모듈(200)에 포함된 배터리 셀 중 적어도 하나 이상의 배터리 셀이 과충전되어 팽창하게 되면 상하로 적층되어 있는 배터리 셀간에 밀림이 발생하여 최종적으로 도 2의 (b)와 같이 배터리 모듈(200)의 상면이 상방으로 부풀어 올라 돌출되게 되며, 돌출된 배터리 모듈(200)의 상면에 의해 송신된 신호는 반사판(130)에 도달하지 못하거나 반사되어 돌아오는 중에 돌출된 배터리 모듈(200)의 상면에 막혀 차단됨에 따라 상기 송수신부(110)로 수신되지 못하게 된다. 따라서 상기 송수신부(110)는 배터리 모듈(200)이 팽창되어 있음을 감지하게 되는 것이다. FIG. 2 is a schematic view illustrating a battery overcharge protection device for a vehicle according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, a battery
상기 송수신부(110)가 위치되는 곳은 특정된 곳에 한정되어 있지 않으며 배터리 모듈(200) 상면이 아니더라도 배터리 모듈이(200) 팽창하는 곳은 어디에도 설치가 가능하다. 또한, 반드시 배터리 모듈(200) 상면 중 단부가 아니더라도 배터리 모듈(200)의 상면 어디에도 설치가 가능하다. 하지만 배터리 모듈(200) 상면의 단부에 마련됨이 바람직한데 배터리 모듈(200)의 상면 중 어느 곳이 팽창하게 되어 돌출될지 예측할 수 없고, 상기 신호가 지나가는 길목이 아닌 다른 위치에서 돌출된다면 배터리 모듈(200)의 팽창을 정확히 감지할 수 없기 때문이다.
The location where the
한편, 상기 송수신부(110)는 직진성이 있는 신호를 송출함이 바람직한 바, 상기 송수신부(110)는 적외선 센서가 됨이 바람직하고 상기 송수신부(110)는 별도의 브라켓(111)을 통해 상기 배터리 모듈(200)에 고정됨이 바람직하다. 따라서 상기 신호는 적외선 신호가 되며, 상기 반사판(130)은 적외선 반사판이 됨이 바람직하다.The
물론, 상기 송수신부(110) 및 반사판(130)은 상기 적외선 센서가 아니라도 레이저의 송출과 수신이 가능한 레이저 센서 및 레이저 반사판이 될 수도 있으며 이 외에도 다양한 방식의 실시예가 가능할 것이다. Of course, the
또한, 상기 센싱부(100)는 송수신부(110)와 반사판(130)으로 구성되지 않고 송신부와 수신부로 구성되어 상기 배터리 모듈(200)의 일단에는 송신부가 마련되고 타단에는 상기 송신부와 대면하도록 수신부가 마련되어 송신부에서 송신한 신호가 반사판(130)을 거치는 일 없이 바로 수신부로 수신될 수 있도록 구성할 수도 있다.
The
한편, 상기 전류차단부(400)는 작동시 개방되어 통전을 차단하는 릴레이로써 도 3의 회로도에서 볼 수 있는 바와 같이 서로 연결된 복수개의 배터리 모듈(200)의 사이에 연결되어 제어부(300)에서 송출되는 릴레이를 작동시키는 제어 전류가 인가될 때 개방되어 통전을 차단하게 함으로써 배터리 팩(500) 전체에 전류가 입력되지 않도록 하여 상기 배터리 모듈(200)의 충전을 중단시킨다.As shown in the circuit diagram of FIG. 3, the
따라서 상기 전류차단부(400)는 배터리 팩(500)에 하나만 설치되어도 무방하다. Therefore, only one
상기 릴레이가 개별적인 배터리 모듈(200)마다 구비되지 않고 배터리 팩(500) 전체의 전류 라인을 차단하도록 마련된 이유는 과충전되는 배터리 모듈(200)에만 충전전류를 차단 할 시 배터리 모듈(200) 간에 출력 편차가 발생하게 되고, 이는 전체적인 배터리 팩(500)의 출력을 저하시키는 요인이 되기 때문에 출력의 균일성을 위하여 과충전되는 배터리 모듈(200)의 발생시 배터리 팩(500) 전체에 입력되는 전류를 차단하게 되는 것이다.
The reason why the relay is not provided for each
한편, 상기 제어부(300)는 상기 센싱부(100)에서 송출된 신호의 미수신 상태가 미리 설정된 시간동안 지속되는 경우에 상기 전류차단부(400)에 제어 전류를 송출하여 상기 전류차단부(400)를 작동시킴이 바람직하다.The
즉, 상기 제어부(300)는 상기 센싱부(100)에서 송출된 신호가 미수신되는 순간부터 시간 카운팅을 시작하고, 이후 설정시간, 예컨데 10초가 지난 뒤에도 계속 송출된 신호가 수신되지 않는다면 상기 제어부(300)는 현재 배터리 모듈(200)이 팽창된 상태인 것으로 판단하여 상기 전류차단부(400)를 작동시키는 것이다.That is, the
상기 설정시간은 10초 이외에도 다양한 시간이 될 수 있으며, 송출된 신호가 수신되지 않는 것이 상기 배터리 모듈(200)이 팽창되었기 때문임을 확신할 수 있는 시간이라면 어느 시간이든 지정될 수 있다.The set time may be various times other than 10 seconds, and any time may be set as long as it is possible to ensure that the transmitted signal is not received because the
이처럼 상기 설정시간을 두는 이유는 순간적으로 상기 송수신부(110)와 반사판(130) 사이에 이물질이 위치되거나 일시적인 오류로 송출된 신호가 수신되지 않을 수 있기 때문이며, 이러한 상황은 과충전과 관련이 없기 때문에 이 때에는 정상적으로 충전이 이루어지도록 상기 설정시간을 두는 것이다.
The reason for setting the set time is that a foreign matter may be instantaneously placed between the transmission /
한편, 상기 센싱부(100)로부터 송출된 신호가 미수신되는지 여부는 전류의 변화를 통해 감지될 수 있는데, 상기 센싱부(100)는 송출된 신호의 수신시에는 상기 제어부(300)에 일정한 전류값을 송출하지만, 송출된 신호의 미수신시에는 제어부(300)에 송출하는 전류를 차단하도록 됨으로써 현재 송출된 신호가 미수신 상태임을 제어부(300)가 판단할 수 있도록 할 수 있다. 또는 그 반대도 가능하다.
The
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 배터리 과충전 방지 장치에 따르면, 배터리 셀이 손상되기 전에 미연에 손상을 방지함으로써 배터리 팩의 수명을 향상시키고 배터리 팩 관리의 효율성이 증대될 수 있다.
According to the battery overcharge preventing device for a vehicle having the above-described structure, the life of the battery pack can be improved and the efficiency of the battery pack management can be increased by preventing damage to the battery cell before it is damaged.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims It will be apparent to those of ordinary skill in the art.
100 : 센싱부
110 : 송수신부
130 : 반사판
111 : 브라켓
200 : 배터리 모듈
300 : 제어부
400 : 전류차단부
500 : 배터리 팩100: sensing unit 110: transmitting /
130: reflector 111: bracket
200: battery module 300:
400: Current interruption part 500: Battery pack
Claims (6)
상기 배터리 모듈에 공급되는 전류를 차단하는 전류차단부; 및
상기 배터리 모듈의 팽창 여부가 감지되면 상기 전류차단부를 작동시키는 제어부;를 포함하는 차량용 배터리 과충전 방지 장치.A sensing unit provided on one surface of the battery module including a plurality of battery cells for sensing whether the battery module is inflated;
A current blocking unit for blocking a current supplied to the battery module; And
And a control unit for activating the current interruption unit when the battery module is detected to be inflated.
상기 센싱부는 상기 배터리 모듈의 일면 위를 지나는 신호를 송출하고 이를 다시 수신하는 송수신부와 상기 송수신부에서 송출된 신호를 다시 상기 송수신부로 반사시키는 반사판을 포함하며, 송출된 신호의 미 수신시 상기 배터리 모듈의 팽창을 감지하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 과충전 방지 장치.The method according to claim 1,
The sensing unit includes a transceiver for transmitting a signal over one surface of the battery module and receiving the signal again, and a reflector for reflecting the signal transmitted from the transceiver unit to the transceiver unit. When the signal is not received, And detects the expansion of the module.
상기 송수신부와 상기 반사판은 배터리 모듈 일면의 양단에 각각 대면하게 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 과충전 방지 장치.The method of claim 2,
Wherein the transceiver unit and the reflection plate are disposed on opposite sides of one side of the battery module, respectively.
상기 신호는 적외선 신호인 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 과충전 방지 장치.The method according to claim 1,
Wherein the signal is an infrared signal.
상기 전류차단부는 작동시 개방되어 통전을 차단하는 릴레이인 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 과충전 방지 장치.The method according to claim 1,
Wherein the current interruption unit is a relay that is opened during operation to shut off energization.
상기 제어부는 송출된 신호의 미수신 상태가 미리 설정된 시간동안 지속되는 경우 상기 전류차단부를 작동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 과충전 방지 장치.The method of claim 2,
Wherein the control unit activates the current interruption unit when an unreceived state of the transmitted signal continues for a predetermined time.
Priority Applications (1)
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KR1020130151880A KR20150066661A (en) | 2013-12-06 | 2013-12-06 | Apparatus for protecting car battery overcharge |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10985411B2 (en) | 2016-02-03 | 2021-04-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for managing battery |
EP4071887A4 (en) * | 2020-03-09 | 2023-12-20 | LG Energy Solution, Ltd. | Pouch-type battery having swelling detection unit added thereto |
-
2013
- 2013-12-06 KR KR1020130151880A patent/KR20150066661A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
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US10985411B2 (en) | 2016-02-03 | 2021-04-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for managing battery |
EP4071887A4 (en) * | 2020-03-09 | 2023-12-20 | LG Energy Solution, Ltd. | Pouch-type battery having swelling detection unit added thereto |
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