KR20160037547A - Apparatus and Method for Detecting Battery Overcharge - Google Patents

Apparatus and Method for Detecting Battery Overcharge Download PDF

Info

Publication number
KR20160037547A
KR20160037547A KR1020140130252A KR20140130252A KR20160037547A KR 20160037547 A KR20160037547 A KR 20160037547A KR 1020140130252 A KR1020140130252 A KR 1020140130252A KR 20140130252 A KR20140130252 A KR 20140130252A KR 20160037547 A KR20160037547 A KR 20160037547A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
light
high voltage
voltage battery
light emitting
Prior art date
Application number
KR1020140130252A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김태권
Original Assignee
현대모비스 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 현대모비스 주식회사 filed Critical 현대모비스 주식회사
Priority to KR1020140130252A priority Critical patent/KR20160037547A/en
Publication of KR20160037547A publication Critical patent/KR20160037547A/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/4204—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors with determination of ambient light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
    • G01R31/387—Determining ampere-hour charge capacity or SoC
    • 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
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/578—Devices or arrangements for the interruption of current in response to pressure
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00302—Overcharge protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

Disclosed are a device and a method to sense the overcharge of a battery. According to an embodiment of the present invention, the device includes: a light source part; a sensing part sensing light by being installed in a position to sense the light from the light source part, when a swelling open window, installed on a surface of a structure holding a high voltage battery, is not opened; and a control part making the light source part emit the light if the temperature of the high voltage battery is not lower than a preset critical temperature, and determining an overcharge state of the high voltage battery if light, not higher than preset critical illuminance, is sensed by the sensing part.

Description

배터리 과충전 감지 장치 및 방법{Apparatus and Method for Detecting Battery Overcharge}[0001] Apparatus and Method for Detecting Battery Overcharge [0002]

본 발명은 차량 안전 장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 배터리 과충전을 감지할 수 있는 배터리 과충전 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle safety device, and more particularly, to a battery overcharge detection device and method capable of detecting battery overcharge.

일반적으로, 하이브리드 자동차를 비롯하여 전기자동차나 연료전지 자동차에는 차량 구동을 위한 전기에너지를 공급할 수 있도록 고전압 배터리가 사용된다.Generally, a high-voltage battery is used to supply electric energy for driving a vehicle, such as a hybrid electric vehicle or a fuel cell vehicle.

이러한, 고전압 배터리는 다수의 단위전지 또는 모듈을 연결하여 고전압을 만들 수 있는 배터리팩으로 구성되며, 다수의 단위전지 또는 모듈에 의해 높은 전력을 발생시킨다.Such a high-voltage battery is constituted by a battery pack capable of connecting a plurality of unit cells or modules and generating a high voltage, and generates a high electric power by a plurality of unit cells or modules.

배터리팩으로는 높은 집적도로 적층될 수 있고, 용량 대비 중량이 작은 각형 또는 파우치형 전지 등이 주로 사용되며, 단위전지(배터리셀)로는 용량 대비 고출력을 제공하는 리튬 이온전지가 많이 사용되고 있다.A battery pack can be stacked with a high degree of integration, and a prismatic or pouch type battery having a small weight as compared with a capacity is mainly used. A lithium ion battery providing a high output relative to a capacity is widely used as a unit cell (battery cell).

그러나, 리튬 이온전지는 근본적으로 안전성이 낮은데, 파우치형 전지의 경우 전지케이스의 기계적 강성이 낮고, 밀봉부가 분리되었을 때 전해액 등 발화성 물질이 누설되어 화재의 위험성이 큰 문제가 있다.However, the lithium ion battery is basically low in safety. In the case of the pouch type battery, the mechanical rigidity of the battery case is low, and when the sealing portion is separated, there is a problem that the ignition material such as the electrolyte leaks and the risk of fire is great.

특히, 셀 내부에 전해액이 주입되어 있기 때문에, 배터리가 과충전되면, 전압이 상승하고 과열됨에 따라 셀 내부의 전해액이 분해되어, 셀 내부에 가연성 가스가 발생하여 파우치 자체가 팽창되는 스웰링(Swelling) 현상이 일어나, 배터리의 발화 및 폭발 위험이 커지는 문제가 있었다.In particular, since the electrolyte is injected into the cell, when the battery is overcharged, the electrolytic solution inside the cell is decomposed as the voltage rises and overheats, and a swelling gas is generated in the cell to expand the pouch itself. There is a problem that the risk of ignition and explosion of the battery increases.

본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 배경에서 안출된 것으로서, 배터리 과충전을 감지할 수 있는 배터리 과충전 감지 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a battery overcharge detection device and method capable of detecting battery overcharge.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일면에 따른 배터리 과충전 감지 장치는, 광원부; 고전압 배터리를 잡아주는 구조물의 일 면에 구비된 스웰링 오픈(Swelling Open) 창이 개방되지 않았을 때, 상기 광원부로부터의 빛을 감지 가능한 위치에 구비되어, 상기 빛을 감지하는 감지부; 및 상기 고전압 배터리의 온도가 기설정된 임계온도 이상이면, 상기 광원부가 상기 빛을 조사하도록 하며, 상기 감지부에 의해 기설정된 임계조도 이하의 빛이 감지되면, 상기 고전압 배터리의 과충전 상태라고 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.An apparatus for detecting a battery overcharge according to one aspect of the present invention includes: a light source unit; A sensing unit provided at a position where light from the light source unit can be sensed when the swelling open window provided on one surface of the structure for holding the high voltage battery is not opened; And a control unit for controlling the light source to irradiate the light when the temperature of the high voltage battery is higher than a predetermined threshold temperature and determining that the high voltage battery is in an overcharged state when light of a predetermined critical illuminance or less is detected by the sensing unit, And a control unit.

본 발명의 다른 면에 따른 배터리를 잡아주는 구조물의 적어도 일 면에 구비된 상기 배터리가 부풀어 오르면 개방되는 스웰링 오픈 창과 평행을 이루며 지나는 발광소자로부터의 빛을 감지하여 배터리 과충전 상태를 감지하는 배터리 과충전 감지 방법은, 배터리 온도가 기설정된 임계온도 이상이면, 상기 발광소자를 점등하는 단계; 상기 발광소자로부터의 빛을 감지하여 상기 빛이 기설정된 임계조도 이하인지를 확인하는 단계; 및 상기 빛이 상기 임계조도 이하이면, 상기 배터리 과충전 상태라고 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a battery charging / discharging method for detecting a battery overcharge state by detecting light from a light emitting element which is parallel to a swelling opening window opened on at least one side of a structure of a battery, The sensing method includes: lighting the light emitting element if the battery temperature is equal to or higher than a predetermined threshold temperature; Detecting light from the light emitting device and confirming whether the light is below a predetermined threshold illuminance; And determining that the battery is overcharged if the light is below the critical illuminance.

본 발명에 따르면, 보다 안정적으로 배터리 과충전을 감지할 수 있다.According to the present invention, battery overcharge can be detected more stably.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 과충전 감지 장치를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광원부 및 감지부의 장착 예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고전압 배터리 팩의 측면도.
도 4a 내지 4c는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩의 측면에서 보는 광원부의 조사 영역을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 과충전 감지 방법을 도시한 흐름도. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a battery overcharge detection device according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a diagram illustrating an example of mounting a light source unit and a sensing unit according to an embodiment of the present invention;
3 is a side view of a high-voltage battery pack according to an embodiment of the present invention.
4A to 4C are diagrams showing irradiation regions of the light source portion viewed from the side of the battery pack according to the embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a battery overcharge detection method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the terms " comprises, " and / or "comprising" refer to the presence or absence of one or more other components, steps, operations, and / Or additions.

이제 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 과충전 감지 장치를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광원부 및 감지부의 장착 예를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고전압 배터리 팩의 측면을 도시한 도면이다.Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a battery overcharge detecting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view illustrating an example of mounting a light source unit and a sensing unit according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a side view of a high-voltage battery pack according to an example.

본 발명의 구체 구성을 설명하기에 앞서, 고전압 배터리 팩에 구비된 스웰링 오픈(Swelling Open) 창(310)에 대해서 살펴본다.Before explaining the specific configuration of the present invention, a swelling open window 310 provided in the high voltage battery pack will be described.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 스웰링 오픈 창(310)은 고전압 배터리의 외곽을 잡아주는 제1 구조물(320)의 적어도 한 면의 일부에 구비되어, 평상시에는 닫혀있다가 고전압 배터리 팩이 부풀어 오르면, 부풀어 오른 배터리 팩의 압력에 의해 열린다. 2 and 3, the swelling open window 310 is provided on a part of at least one surface of the first structure 320 for holding the outer periphery of the high voltage battery, is normally closed, When this swells up, it is opened by the pressure of the swollen battery pack.

이때, 도 2와 같이, 고전압 배터리는 복수의 배터리 팩으로 구성되므로, 제1 구조물은 복수의 고전압 배터리 팩의 최외곽을 잡아주는 구조물인 것이 좋다.Here, as shown in FIG. 2, the high-voltage battery is composed of a plurality of battery packs, so that the first structure is a structure for holding the outermost portions of the plurality of high-voltage battery packs.

스웰링 오픈 창(310)의 구조는 열릴 때 그 밖으로 튀어나온 배터리 팩이 손상을 입지 않을 수 있는 형태로 구성되는 것이 좋다. 또한, 스웰링 오픈 창(310)은 과충전으로 부풀어오른 배터리 팩이 그 밖으로 튀어나오지 않고, 누르는 힘을 줄 경우에도 감지할 수 있는 소재 및 형태로 구성될 수 있다. It is preferable that the structure of the swelling open window 310 is configured such that the battery pack protruding out of the swelling opening window 310 is not damaged when opened. In addition, the swelling open window 310 can be formed of a material and a shape that can be detected even when the battery pack inflated due to overcharging does not protrude out of the battery pack and the pressing force is reduced.

예를 들어, 스웰링 오픈 창(310)은 누르는 힘의 작용시 잘 변형되는 소재로 구성될 수 있고, 또는 제1 구조물의 밖으로 열리는 구조로 구성될 수 있다. 당업자라면 본 명세서로부터 자명하게 스웰링 오픈 창(310)의 다양한 형태를 구현 가능할 것이므로, 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.For example, the swelling open window 310 may be composed of a material that is well deformed in response to a pressing force, or may be configured to open out of the first structure. Those skilled in the art will be able to implement various forms of the swelling open window 310 from this specification, and thus a detailed description thereof will be omitted.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 배터리 과충전 감지 장치(10)에 대해서 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 과충전 감지 장치(10)는 광원부(120), 감지부(130) 및 제어부(110)를 포함한다.Hereinafter, a battery overcharge detection device 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, a battery overcharge detecting apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a light source unit 120, a sensing unit 130, and a control unit 110.

광원부(120)는 LED 등의 발광소자(122) 및 발광소자(122)를 고전압 배터리 팩의 제1 구조물에 장착하는 제1 하우징(121)을 포함한다.The light source unit 120 includes a first housing 121 for mounting a light emitting device 122 such as an LED and a light emitting device 122 to a first structure of a high voltage battery pack.

발광소자(122)는 제어부(110)의 지시에 따라 빛을 조사하며, 제1 하우징(121)에 의해 제1 구조물에 고정될 수 있다.The light emitting device 122 emits light according to an instruction from the control unit 110 and can be fixed to the first structure by the first housing 121.

제1 하우징(121)은 발광소자(122)를 배터리를 잡아주는 제1 구조물의 일 면에 근접하면서 평행을 이루는, 제1 구조물의 상단 또는 하단의 일 영역에 고정시키되, 감지부(130)의 위치와 대응되는 상단 또는 하단에 고정시킨다.The first housing 121 fixes the light emitting device 122 to one area of the upper or lower end of the first structure which is parallel to and close to one surface of the first structure for holding the battery, To the upper or lower end corresponding to the position.

상세하게는, 도 2와 같이, 제1 하우징(121)은 스웰링 오픈 창(310)이 닫혀있을 때에는 발광소자(122)로부터 발사되는 빛의 대부분이 스웰링 오픈 창(310)에 근접하면서 그와 평행을 이루며 지나도록 배터리 팩의 제1 구조물 상단 또는 하단에 구비될 수 있다.2, when the swelling opening window 310 is closed, the first housing 121 closes most of the light emitted from the light emitting element 122 to the swelling opening window 310, The battery pack may be provided at the upper or lower end of the first structure of the battery pack.

한편, 발광소자(122)는 그 장착위치상 제어부(110)와 동일한 인쇄회로기판상에 형성되기 어려울 수 있다. 이 경우, 발광소자(122)는 케이블 등으로 제어부(110)와 연결될 수 있다. 이때, 제1 하우징(121)은 발광소자(122)와 제어부(110) 간의 신호 선 또는 발광소자(122)의 전원 선 등이 고정 또는 통과되는 개방부위를 포함할 수 있다.On the other hand, the light emitting device 122 may be difficult to be formed on the same printed circuit board as the control unit 110 on the mounting position. In this case, the light emitting device 122 may be connected to the control unit 110 through a cable or the like. The first housing 121 may include an open portion through which a signal line between the light emitting device 122 and the control unit 110 or a power line of the light emitting device 122 is fixed or passed.

감지부(130)는 스웰링 오픈 창(310)이 개방되지 않았을 때 광원부(120)로부터의 빛의 대부분을 감지 가능하고, 스웰링 오픈 창(310)이 개방되었을 때는 광원부(120)로부터의 빛을 적어도 일부를 감지 불가한 위치에 구비되어, 광원부(120)로부터의 빛을 감지한다.The sensing unit 130 can sense most of the light from the light source unit 120 when the swelling opening window 310 is not opened and the light from the light source unit 120 when the swelling opening window 310 is opened. At least a part of which is not detectable, and detects the light from the light source unit 120. [

감지부(130)는 조도센서(132) 및 제2 하우징(131)을 포함한다.The sensing unit 130 includes an illuminance sensor 132 and a second housing 131.

조도센서(132)는 발광소자(122)로부터의 빛을 감지하며, 제2 하우징(131)에 의해 제1 구조물에 고정된다.The light intensity sensor 132 senses light from the light emitting element 122 and is fixed to the first structure by the second housing 131.

이때, 조도센서(132)는 그 장착위치상 제어부(110)와 동일한 인쇄회로기판상에 형성되기 어려울 수 있다. 이 경우, 조도센서(132)는 케이블 등으로 제어부(110)와 연결될 수 있다. 이때, 제2 하우징(131)은 조도센서(132)와 제어부(110) 간의 신호 선 또는 조도센서(132)에 전원을 공급하는 전원 선 등이 고정 또는 통과되는 개방부위를 포함할 수 있다.At this time, the illuminance sensor 132 may be difficult to be formed on the same printed circuit board as the control unit 110 on the mounting position. In this case, the illuminance sensor 132 may be connected to the control unit 110 through a cable or the like. The second housing 131 may include an open portion through which a signal line between the illuminance sensor 132 and the controller 110 or a power line for supplying power to the illuminance sensor 132 is fixed or passed.

제2 하우징(131)은 조도센서를 제1 구조물의 일 면에 근접하면서 그와 평행을 이루는 제1 구조물의 상단 또는 하단의 일 영역에 고정시키되, 광원부(120)의 위치와 대응되는 상단 또는 하단에 고정시킨다. 예를 들어, 광원부(120)가 제1 구조물의 상단의 일 영역에 위치할 경우, 감지부(130)는 제1 구조물의 하단의 일 영역에 위치할 수 있다.The second housing 131 fixes the illuminance sensor to one area of the upper or lower end of the first structure parallel to the one side of the first structure while being close to one side of the first structure, . For example, when the light source unit 120 is located in one region of the upper end of the first structure, the sensing unit 130 may be located in a lower region of the first structure.

상세하게는, 도 2와 같이, 제2 하우징(131)은 발광소자(122)로부터 발사되는 빛이 보다 잘 감지될 수 있도록 발광소자(122)의 빛의 대부분이 조도센서(132)의 감지영역 내에 조사될 수 있는 위치에 구비될 수 있다.2, most of the light emitted from the light emitting device 122 is transmitted to the second housing 131 through the sensing area 132 of the illuminance sensor 132 so that light emitted from the light emitting device 122 can be more easily sensed. As shown in FIG.

제어부(110)는 배터리의 온도가 기설정된 임계온도 이상이면, 발광소자(122)를 점등시키며, 감지부(130)에 의해 기설정된 임계조도 이하의 빛이 감지되면, 고전압 배터리의 과충전 상태라고 판단한다.The control unit 110 turns on the light emitting device 122 when the temperature of the battery is higher than a predetermined threshold temperature and determines that the high voltage battery is overcharged when light of a predetermined threshold illuminance or less is detected by the sensing unit 130 do.

여기서, 임계온도는 배터리 팩의 충전이 일정시간 이상 지속되어, 배터리의 변화가 발생할 수 있는 수준을 고려하여 설정될 수 있다. 예컨대, 임계온도는 60℃일 수 있다.Here, the critical temperature may be set in consideration of a level at which the battery pack is charged for a certain period of time or longer and a change of the battery may occur. For example, the critical temperature may be 60 ° C.

그리고, 임계조도는 다양한 실험을 거쳐 배터리의 변형특성, 제1 구조물의 변형특성 및 스웰링 오픈 창(310)의 개방특성 중 적어도 하나를 고려하여 설정될 수 있다.The critical illuminance may be set in consideration of at least one of deformation characteristics of the battery, deformation characteristics of the first structure, and open characteristics of the swelling open window 310 through various experiments.

예를 들어, 임계조도는 배터리 팩의 압력으로 인해 스웰링 오픈 창(310)의 형상 등이 조금이라도 달라지면, 배터리 과충전 상태라고 감지할 수 있는 수준으로 설정될 수 있다. 또는, 임계조도는 변경된 배터리 팩으로 인해 스웰링 오픈 창(310)이 살짝 밀림에 따라 달라진 빛의 조사량에 대해서는 무시하고, 스웰링 오픈 창(310) 바깥으로 튀어나온 배터리 팩으로 인해 달라진 빛의 조사량을 배터리 과충전 상태로 감지하도록 설정할 수 있다.For example, if the shape of the swelling open window 310 is slightly different due to the pressure of the battery pack, the critical illuminance may be set to a level at which the battery is overcharged. Alternatively, the critical illuminance may be determined by disregarding the amount of light irradiated by the slightly swung open window 310 due to the changed battery pack, and the amount of light changed due to the battery pack protruding outside the swelling open window 310 Can be set to be detected as a battery overcharge state.

배터리가 과충전되었다고 판단하면, 제어부(110)는 배터리 충전 전류가 인가되지 않도록 고전압 배터리와 충전전류를 제공하는 구성요소 사이에 구비된 릴레이(140)를 개방한다. 도 1에서는 릴레이(140)가 배터리 과충전 감지 장치(10)의 구성요소인 경우를 예로 들어 설명하였다. 하지만, 릴레이(140)는 배터리 과충전 감지 장치(10)에 포함되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 릴레이(140)는 차량의 이그니션 전원이 인가될 때 전원을 인가 또는 차단하는 릴레이일 수 있다.If it is determined that the battery is overcharged, the control unit 110 opens the relay 140 provided between the high voltage battery and the component providing the charging current so that the battery charging current is not applied. In FIG. 1, the relay 140 is a component of the battery overcharge detection device 10. However, the relay 140 may not be included in the battery overcharge detection device 10. [ For example, the relay 140 may be a relay that applies or blocks power when the ignition power of the vehicle is applied.

제어부(110)는 배터리 관리 시스템(Battery Management System) 내 온도 센서로부터 배터리의 온도를 제공받을 수 있다. The controller 110 may receive the temperature of the battery from the temperature sensor in the battery management system.

다른 예로서, 제어부(110)는 배터리 관리 시스템 내 구비된 배터리 관리 기능을 하는 제어부일 수도 있다. 이 경우, 배터리 과충전 감지 장치(10)는 광원부(120) 및 감지부(130)를 구비하고 배터리 관리 시스템의 지시에 따라 발광소자(122)를 점등하고, 조도센서(132)에 의해 감지된 조도 값을 배터리 관리 시스템에 전달할 수 있다.As another example, the control unit 110 may be a control unit having a battery management function provided in the battery management system. In this case, the battery overcharge detecting device 10 includes the light source unit 120 and the sensing unit 130, lights the light emitting device 122 according to an instruction of the battery management system, Value to the battery management system.

한편, 도 1 내지 3에서는 배터리 과충전 감지 장치(10)가 발광소자(122)와 조도센서(132)를 이용하여 배터리 과충전 여부를 판단하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 1 to 3, an example in which the battery overcharge detecting apparatus 10 determines whether the battery is overcharged using the light emitting element 122 and the illuminance sensor 132 has been described as an example.

하지만, 배터리 과충전 감지 장치(10)는 발광소자(122) 대신에 자성소자를 구비하고, 조도센서(132) 대신에 홀 센서를 구비할 수 있다. 이 경우, 제어부(110)는 스웰링 오픈 창(310)이 닫혀있거나, 열려서 배터리 팩이 나옴에 따라 자성소자로부터의 자력이 홀 센서에 전달되지 못하는지 여부를 확인하여 배터리 과충전 여부를 판단할 수도 있다. 이 경우에도, 자성소자 및 홀 센서는 스웰링 오픈 창(310)이 개방시와 단락시에 확연히 차이가 있는 자력을 감지할 수 있는 위치에 고정될 수 있다.
However, the battery overcharge detecting device 10 may include a magnetic element instead of the light emitting element 122, and may include a hall sensor instead of the illuminance sensor 132. [ In this case, the control unit 110 may determine whether the magnetic force from the magnetic element can not be transmitted to the Hall sensor due to the swelling open window 310 being closed or opened, and determining whether the battery is overcharged . Even in this case, the magnetic element and the Hall sensor can be fixed at a position where the swelling open window 310 can sense a magnetic force which is significantly different at the time of opening and at the time of shorting.

이와 같이, 본 발명의 실시예는 고전압 배터리 팩의 과충전시 배터리 팩의 물리적 변형량을 빛의 양으로 감지하여 배터리 과충전을 방지할 수 있다.As described above, in the embodiment of the present invention, when the high-voltage battery pack is overcharged, the amount of physical deformation of the battery pack is detected as the amount of light, thereby preventing overcharging of the battery.

뿐만 아니라, 본 발명의 실시예는 빛의 조사량에 따라 배터리 과충전 여부를 판단함에 따라 크게 공간에 제약을 받지 않을 수 있다.
In addition, the embodiment of the present invention can be largely limited in space by judging whether the battery is overcharged according to the dose of light.

이하, 도 4a 내지 4c 및 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 배터리 과충전 감지 장치의 전원차단방법에 대해서 설명한다. 4A to 4C and FIG. 5, a power cut-off method of the battery overcharge detecting apparatus according to the embodiment of the present invention will be described.

도 4a 내지 4c는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩의 측면에서 보는 광원부의 조사 영역을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 과충전 감지 방법을 도시한 흐름도이다. 도 4a 내지 4c에서 빗금표시 영역이 빛이 조사되는 영역을 표시한 것이다.FIGS. 4A to 4C are diagrams illustrating irradiation regions of a light source unit viewed from a side of a battery pack according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a flowchart illustrating a battery overcharge detection method according to an embodiment of the present invention. In Figs. 4A to 4C, the hatched area is a region irradiated with light.

배터리 과충전 감지 장치(10)는 배터리 온도가 기설정된 임계온도 이상인지를 확인한다(S510). 이때, 배터리 과충전 감지 장치(10)는 도 4a와 같이, 발광소자(122)를 소등(OFF)한 상태로 두고, 조도센서(132)를 꺼둔다(OFF).The battery overcharge detecting device 10 confirms whether the battery temperature is equal to or higher than a predetermined threshold temperature (S510). At this time, the battery overcharge detecting device 10 turns off the illuminance sensor 132 while turning off the light emitting element 122 as shown in FIG. 4A.

도 4b와 같이, 배터리 온도가 기설정된 임계온도 이상이면, 배터리 과충전 감지 장치(10)는 배터리 과충전 여부를 모니터링하기 위해서 발광소자(122)를 점등(ON)하고, 조도센서(132)를 켠다(ON)(S520). 이때, 배터리 팩은 아직까지 부풀어오르지 않아, 스웰링 오픈 창(310)은 닫혀 있으므로, 발광소자(122)로부터의 빛 대부분은 조도센서(132)에 의해 감지된다.4B, if the battery temperature is equal to or higher than a predetermined threshold temperature, the battery overcharge detecting device 10 turns on the light emitting device 122 and turns on the illuminance sensor 132 to monitor whether the battery is overcharged ON) (S520). At this time, since the swelling open window 310 is closed because the battery pack has not yet inflated, most of the light from the light emitting element 122 is detected by the illuminance sensor 132.

배터리 과충전 감지 장치(10)는 조도센서(132)에 의해 감지된 감지 조도가 기설정된 임계조도 이하인지를 확인한다(S530). 이때, 임계조도는 배터리나 제1 구조물 등을 포함하는 다양한 특성 시험에 의해 설정될 수 있다.The battery overcharge detecting device 10 confirms whether the sensed illuminance detected by the illuminance sensor 132 is less than a predetermined threshold illuminance (S530). At this time, the critical illuminance can be set by various characteristic tests including a battery, a first structure, and the like.

배터리 과충전 감지 장치(10)는 도 4c와 같이, 스웰링 오픈 창(310)이 개방되어 발광소자로부터의 빛이 스웰링 오픈 창(310) 밖으로 튀어나온 배터리 팩으로 인하여 스웰링 오픈 창(310)의 개방 이전에 비해 조도센서(132)에 덜 전달되는지를 확인한다. 이때, 스웰링 오픈 창(310)은 개방되지 않고 변형된 상태일 수도 있다.The battery overcharge detecting apparatus 10 is configured such that the swelling open window 310 is opened and the swelling open window 310 is opened due to the battery pack protruding out of the swelling opening window 310, Is less transmitted to the ambient light sensor 132 than before the opening of the light source. At this time, the swelling open window 310 may not be opened but may be deformed.

도 4c와 같이, 배터리 과충전 감지 장치(10)는 감지 조도가 임계조도 이하이면, 배터리 과충전 상태라고 판단한다(S540). As shown in FIG. 4C, the battery overcharge detecting device 10 determines that the battery is overcharged if the sensing illuminance is less than the critical illuminance (S540).

이후, 배터리 과충전 감지 장치(10)는 배터리로 인가되는 전원 선에 구비된 릴레이(140) 등을 개방하는 등의 제어를 수행하여 더 이상 배터리가 충전되지 않도록 할 수 있다.
Thereafter, the battery overcharge detecting device 10 performs control such as opening a relay 140 or the like provided on a power line applied to the battery, thereby preventing the battery from being charged any more.

이와 같이, 본 발명의 실시예는 고전압 배터리 팩의 과충전시 배터리 팩의 물리적 변형량을 빛의 양으로 감지하여 배터리 과충전을 방지할 수 있다.As described above, in the embodiment of the present invention, when the high-voltage battery pack is overcharged, the amount of physical deformation of the battery pack is detected as the amount of light, thereby preventing overcharging of the battery.

뿐만 아니라, 본 발명의 실시예는 빛의 조사량 등에 따라 배터리 과충전 여부를 판단함에 따라 크게 공간에 제약을 받지 않을 수 있다.
In addition, the embodiment of the present invention can be largely limited in space by judging whether the battery is overcharged according to the amount of light to be irradiated or the like.

이상, 본 발명의 구성에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 국한되어서는 아니되며 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described in detail with reference to the accompanying drawings, it is to be understood that the invention is not limited to the above-described embodiments. Those skilled in the art will appreciate that various modifications, Of course, this is possible. Accordingly, the scope of protection of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the description of the following claims.

Claims (10)

광원부;
고전압 배터리를 잡아주는 구조물의 일 면에 구비된 스웰링 오픈(Swelling Open) 창이 개방되지 않았을 때, 상기 광원부로부터의 빛을 감지 가능한 위치에 구비되어, 상기 빛을 감지하는 감지부; 및
상기 고전압 배터리의 온도가 기설정된 임계온도 이상이면, 상기 광원부가 상기 빛을 조사하도록 하며, 상기 감지부에 의해 기설정된 임계조도 이하의 빛이 감지되면, 상기 고전압 배터리의 과충전 상태라고 판단하는 제어부
를 포함하는 배터리 과충전 감지 장치.A light source;
A sensing unit provided at a position where light from the light source unit can be sensed when the swelling open window provided on one surface of the structure for holding the high voltage battery is not opened; And
And a control unit for controlling the light source to irradiate the light when the temperature of the high voltage battery is higher than a predetermined threshold temperature,
Wherein the battery is a battery. 제1항에 있어서, 상기 광원부는,
상기 빛을 조사하는 발광소자; 및
상기 발광소자를 상기 구조물의 일 면에 근접하면서 그와 평행을 이루는 상기 구조물의 상단 또는 하단의 일 영역에 고정시키되, 상기 감지부의 위치와 대응되는 상단 또는 하단에 고정시키는 제1 하우징
을 포함하는 것인 배터리 과충전 감지 장치.The light source unit according to claim 1,
A light emitting element for emitting the light; And
A first housing for fixing the light emitting element to one area of the upper or lower end of the structure parallel to the one side of the structure and fixing the light emitting element to the upper or lower end corresponding to the position of the sensing part,
Wherein the battery is electrically charged. 제1항에 있어서, 상기 감지부는,
상기 빛을 감지하는 조도센서; 및
상기 조도센서를 상기 구조물의 일 면에 근접하면서 그와 평행을 이루는 상기 구조물의 상단 또는 하단의 일 영역에 고정시키되, 상기 광원부의 위치와 대응되는 상단 또는 하단에 고정시키는 제2 하우징
을 포함하는 것인 배터리 과충전 감지 장치.The apparatus of claim 1,
An illuminance sensor for sensing the light; And
A second housing for fixing the illuminance sensor to one area of the upper or lower end of the structure parallel to the one side of the structure and fixing the illuminance sensor to the upper or lower end corresponding to the position of the light source,
Wherein the battery is electrically charged. 제1항에 있어서, 상기 스웰링 오픈 창은,
상기 고전압 배터리의 외곽을 잡아주는 상기 구조물의 적어도 한 면의 일부에 구비되어, 닫혀있다가 상기 고전압 배터리 팩이 부풀어 오르면, 그 압력에 의해 열리는 것인 배터리 과충전 감지 장치.The apparatus of claim 1, wherein the swelling open window comprises:
Wherein the high voltage battery pack is provided on a part of at least one side of the structure for holding the high voltage battery and is opened by the pressure when the high voltage battery pack is inflated. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
배터리 관리 시스템(Battery Management System)으로부터 상기 배터리의 온도를 제공받는 것인 배터리 과충전 감지 장치.The apparatus of claim 1,
Wherein the temperature of the battery is supplied from a battery management system. 제1항에 있어서, 상기 광원부가 자성소자이면,
상기 감지부는, 상기 자성소자로부터의 자력을 감지하며, 상기 제어부는, 상기 감지부에 의해 감지된 자력이 임계자력 이하이면, 상기 고전압 배터리의 과충전 상태라고 판단하는 것인 배터리 과충전 감지 장치.The light emitting device according to claim 1, wherein when the light source unit is a magnetic element,
Wherein the sensing unit senses a magnetic force from the magnetic element and the control unit determines that the high voltage battery is in an overcharged state if the magnetic force sensed by the sensing unit is less than a critical magnetic force. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 고전압 배터리의 과충전 상태라고 판단하면, 상기 고전압 배터리에 전원을 공급하는 신호 선에 구비된 릴레이를 개방하는 것인 배터리 과충전 감지 장치.The apparatus of claim 1,
And opens a relay provided on a signal line for supplying power to the high-voltage battery when it is determined that the high-voltage battery is in an overcharged state. 제1항에 있어서, 상기 임계조도는,
상기 스웰링 오픈 창의 개방특성 및 상기 고전압 배터리의 변형특성 중 적어도 하나를 고려하여 설정되는 것인 배터리 과충전 감지 장치.The lithographic apparatus according to claim 1,
The open characteristic of the swelling open window, and the deformation characteristic of the high voltage battery. 배터리를 잡아주는 구조물의 적어도 일 면에 구비된 상기 배터리가 부풀어 오르면 개방되는 스웰링 오픈 창과 평행을 이루며 지나는 발광소자로부터의 빛을 감지하여 배터리 과충전 상태를 감지하는 방법으로서,
배터리 온도가 기설정된 임계온도 이상이면, 상기 발광소자를 점등하는 단계;
상기 발광소자로부터의 빛을 감지하여 상기 빛이 기설정된 임계조도 이하인지를 확인하는 단계; 및
상기 빛이 상기 임계조도 이하이면, 상기 배터리 과충전 상태라고 판단하는 단계
를 포함하는 배터리 과충전 감지 방법.A method for detecting a battery overcharging state by detecting light from a light emitting element that is parallel to a swelling open window that is opened when at least one surface of a structure for holding a battery is opened when the battery is inflated,
Lighting the light emitting element if the battery temperature is equal to or higher than a predetermined threshold temperature;
Detecting light from the light emitting device and confirming whether the light is below a predetermined threshold illuminance; And
Determining that the battery is overcharged if the light is below the critical illuminance,
Wherein the battery is charged with a predetermined voltage. 제9항에 있어서,
상기 고전압 배터리의 과충전 상태라고 판단하면, 상기 고전압 배터리에 인가되는 충전 전류를 차단하는 단계
를 더 포함하는 배터리 과충전 감지 방법.10. The method of claim 9,
And if it is determined that the high voltage battery is in an overcharged state, blocking the charging current applied to the high voltage battery
Further comprising the steps of:
KR1020140130252A 2014-09-29 2014-09-29 Apparatus and Method for Detecting Battery Overcharge KR20160037547A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140130252A KR20160037547A (en) 2014-09-29 2014-09-29 Apparatus and Method for Detecting Battery Overcharge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140130252A KR20160037547A (en) 2014-09-29 2014-09-29 Apparatus and Method for Detecting Battery Overcharge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160037547A true KR20160037547A (en) 2016-04-06

Family

ID=55790504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140130252A KR20160037547A (en) 2014-09-29 2014-09-29 Apparatus and Method for Detecting Battery Overcharge

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160037547A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4071887A4 (en) * 2020-03-09 2023-12-20 LG Energy Solution, Ltd. Pouch-type battery having swelling detection unit added thereto

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4071887A4 (en) * 2020-03-09 2023-12-20 LG Energy Solution, Ltd. Pouch-type battery having swelling detection unit added thereto

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20170214257A1 (en) Battery apparatus, vehicle, battery management program, and management method of battery apparatus
CN106058119B (en) Battery pack
KR101634933B1 (en) Battery pack for electric car and the control method thereof
KR20170040919A (en) Battery Module Having Prove for Sensing Expansion of Battery Cell
US11975615B2 (en) Vehicle battery fire sensing apparatus and method
JP2012134090A (en) Power supply device and vehicle equipped with the same
KR20130084875A (en) Relay control signal independent monitoring apparatus and method
US20210194072A1 (en) Thermal runaway detection system and battery system
KR20130044877A (en) Apparatus for preventing overcharge battery
EP3840083A1 (en) Thermal runaway detection system and battery system
KR20110047747A (en) Battery pack and driving method thereof
JP7038287B2 (en) Power storage device
CN107732589B (en) Electrical connector
KR101836412B1 (en) Overcharge Prevent Apparatus for Battery-cell of Secondary Battery
KR102520912B1 (en) Battery management system and method having fail-safe function
KR20160049899A (en) Safety system for high voltage battery of green car and operating method thereof
KR20160037547A (en) Apparatus and Method for Detecting Battery Overcharge
KR102173066B1 (en) Secondary battery capable of detecting electrolyte leakage and device having the same
KR20090063839A (en) Apparatus for protecting battery from over-charge for vehicle
JP5094129B2 (en) Battery pack
KR100670442B1 (en) Battery pack
KR20120136826A (en) Apparatus for preventing from over-charging battery
KR20160144786A (en) System and method for battery pack protection
JP4778218B2 (en) Battery pack
CN204835630U (en) Power supply control system of on -vehicle electrical apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid