KR20160138994A - 동력배터리 및 셀상태수집장치 - Google Patents

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Abstract

셀상태수집장치와 본 셀상태수집장치를 이용한 동력배터리 셀상태수집장치(11)에는 수집보드 어셈블리(113), 셀(119) 하단면에 고정한 제1인터페이스(111), 셀(119) 상단에 고정되어 있는 제2인터페이스(112)와 제1인터페이스(111)와 제2인터페이스(112)를 연결시킨 커넥팅 시트(115) 등이 포함되어 있습니다. 수집보드 어셈블리(113)에는 PCB(1131), PCB에 설치되어 있는 신호처리모듈(1133)과 통신모듈(1136), 그리고 제1인터페이스(111)에 삽입된 픽싱블록(1135), 픽싱블록(1135)에는 제2인터페이스(112)와 대응하는 셀의 상태신호를 수집하는 신호수집모듈(1137)이 고정되어 있습니다. 수집보드(113)를 통해 신호수집모듈(1137)과 신호처리모듈(1133), 통신모듈(1136)을 통합하고 커넥팅 시트(115), 제1인터페이스(111), 제2인터페이스(112)를 설치하여 수집보드 어셈블리(113)를 직렬연결한 셀(119)사이에 설치하여 도선의 사용을 절감 및 단축하며 레이아웃 공간을 절감하여 셀의 산열에 유리합니다.

Description

동력배터리 및 셀상태수집장치{POWER BATTERY AND CELL STATE ACQUISITION APPARATUS THEREOF}
본 발명은 전기자동차 배터리 영역에 속하며 특히 셀상태수집장치 및 당 셀상태수집장치를 적용한 동력배터리와 관련됩니다.
전기자동차는 주로 동력배터리로 전기를 공급합니다. 전기자동차의 작동에 큰 출력, 전류가 필요하기에 기존의 동력배터리는 일반적으로 여러개의 셀을 직렬연결하고 셀그룹을 병렬연결한 후 패킹하여 형성된 것입니다. 셀은 보통 비교적 작은 충전 가능한 배터리인데 보통 셀의 측면과 하단면은 음극이고 상단은 금속커버가 있는데 그 금속커버는 셀의 양극입니다. 셀은 가연성 물질, 폭발성물질로서 동력배터리 사용 시 온도, 전압 등 상태 파리미터들을 수시로 모니터링하고 충전과 방전을 제어하여 위험발생을 방지해야 합니다. 각 셀의 상태를 실시 모니터링하여 신호수집모듈을 이용하여 셀의 상태신호를 수집한 후 신호처리모듈을 이용하여 신호수집모듈에서 수집한 신호를 처리하여 결과를 얻은 후 통신모듈을 통해 신호처리모듈에서 처리한 결과를 전기자동차 제어모듈에 전달하여 동력배터리의 각 셀의 성능을 실시 모니터링할 수 있습니다. 기존 기술의 전기자동차 동력배터리의 신호수집모듈과 신호처리모듈, 통신모듈은 분리 설치하여 도선을 통하여 연결되는데 이는 도선의 연결수량이 많고 길이가 길기에 도선의 배치가 어려울 뿐만 아니라 동력배터리 셀의 산열에도 영향을 줍니다.
본 발명의 목적은 일종의 셀상태수집장치를 제공하려는데 있는 바, 기존 기술의 전기자동차 동력배터리의 신호수집모듈과 신호처리모듈, 통신모듈은 분리 설치하여 도선을 연결하므로 도선의 연결수량이 많고 길이가 길기에 도선의 배치가 어려울 뿐만아니라 동력배터리 셀의 산열에 영향을 주는 문제를 해결하려는데 있습니다.
본 발명은 아래와 같이 실현합니다. 본 발명은 셀상태수집장치로 셀의 상태신호를 수집하고 모니터링하며 직렬연결되고 인접된 셀 사이에 설치한 수집보드 어셈블리, 직렬연결되고 인접된 셀의 하단에 고정된 제1인터페이스, 직렬연결되고 인접된 다른 셀의 상단에 고정된 제2인터페이스, 제1인터페이스와 제2인터페이스를 연결하는 커넥팅 시트가 포함되어 있으며 수집보드 어셈블리와 제2인터페이스는 커넥팅 시트에 삽입되어 있고 수집보드 어셈블리에는 PCB, PCB에 설치되어 있는 신호처리모듈, PCB에 설치되어 있는 통신모듈과 제1인터페이스에 삽입되어 있는 픽싱블록이 포함되어 있으며 PCB위에는 제1인터페이스에 삽입 가능한 연결부가 있고 픽싱블록은 연결부에 설치되어 있으며 픽싱블록에는 제2인터페이스에 대응한 셀 상태신호를 수집하는 신호수집모듈이 설치되어 있습니다.
본 발명의 또 하나의 목적은 동력배터리를 제공하려는데 있는데 여러개의 셀, 그리고 상기의 셀상태수집장치가 포함되어 있고 셀은 상기 셀상태수집장치에 설치되어 있습니다.
수집보드를 통해 신호수집모듈과 신호처리모듈, 통신모듈을 통합하고 커넥팅 시트, 제1인터페이스, 제2인터페이스를 설치하여 셀을 직렬연결시키고 동시에 수집보드 어셈블리를 직렬연결한 셀사이에 설치하여 도선의 사용을 절감 및 단축하며 레이아웃 공간을 절감하여 셀의 산열공간을 증가하여 산열효율을 향상시킵니다. 이로 인해 동일한 체적 내에 더 많은 셀을 설치할 수 있어 동력배터리의 용량을 증가시킵니다.
도 1은 본 발명 실시예가 제공한 셀상태수집장치의 입체구조 설명도로 다수 그룹의 직렬연결 셀의 연결상태도 보여주고 있습니다.
도 2는 도 1의 셀상태수집장치의 분해구조 설명도 임.
도 3은 도 2의 11A부분의 구조를 확대한 설명도 임.
도 4는 도 2의 셀의 전면 구조 설명도인바 제1인터페이스와 제2인터페이스도 보여주고 있음.
도 5는 도 4의 제1인터페이스의 구조를 확대한 설명도 임.
도 6은 도 4의 제2인터페이스의 구조를 확대한 설명도 임.
도 7은 도 4의 수집보드 어셈블리 구조를 확대한 설명도 임.
도 8은 도 4의 수집보드 어셈블리 구조의 부시도 임.
도 9는 도 2의 커넥팅 시트의 단면구조의 설명도 임.
도 10은 도 9의 커넥팅 시트의 절연 케이스 구조를 입체적으로 확대한 설명도 임.
도 11은 도 9의 커넥팅 시트의 연결 전극 구조를 입체적으로 확대한 설명도 임.
도 12는 도 9의 커넥팅 시트의 핀 전극 구조를 입체적으로 확대한 설명도 임.
본 발명의 목적, 기술방안 및 우점이 더욱 명확하게 하기 위하여 이하 부도 및 실시예를 결합하여 본 발명에 대해 진일보 상세한 설명을 진행합니다. 이해해야 할 점은, 여기서 설명한 구체적인 실시예는 단지 본 발명의 해석에 쓰이나 본 발명을 한정하는 것은 아닙니다.
도 1, 도 2와 도 3을 참고. 본 발명의 실시예가 제공한 셀상태수집장치11에는 셀119의 상태신호를 수집하고 모니터링하며 수집보드 어셈블리113, 제1인터페이스111, 제2인터페이스112와 커넥팅 시트115가 포함되어 있습니다. 그 중, 제1인터페이스111는 셀119의 하단면에 고정되어 있고 셀119의 음극으로 사용하며 제2인터페이스112는 셀119의 상단에 고정되어 있고 셀119의 양극으로 사용합니다. 두개의 셀119을 직렬연결해야 할 때 첫번째 셀119 의 제1인터페이스111를 커넥팅 시트115에 삽입시키고 다른 한개의 셀119의 제2인터페이스112도 커넥팅 시트115에 삽입시키면 커넥팅 시트를 통해 한 셀119의 음극과 다른 하나의 셀119의 양극을 연결시켜 두 셀119을 직렬연결합니다. 제1인터페이스111와 제2인터페이스를 커넥팅 시트115에 삽입시키면 커넥팅 시트115는 직렬연결된 두 셀119사이에 위치하게 되여 커넥팅 시트115가 차지하는 체적을 절감시킬 수 있습니다. 제1인터페이스111와 제2인터페이스112를 커넥팅 시트115에 삽입시켜 두 셀119을 직렬연결하는 길이를 단축하여 차지하는 체적을 절감합니다. 도 7과 도 8을 참고. 수집보드 어셈블리113에는 PCB1131, 신호처리모듈1133, 통신모듈1136과 픽싱블록1135가 포함되어 있고 픽싱블록1135에는 신호수집모듈1137이 설치되어 있습니다. 신호처리모듈1133과 통신모듈1136은 모두 PCB에 설치되어 있고 PCB1131위에는 제1인터페이스111에 삽입 가능한 연결부1132가 있습니다. 픽싱블록1135은 PCB1131의 연결부1132에 설치되어 있고 제1인터페이스111에도 삽입할 수 있습니다. 즉, 신호처리모듈1133, 통신모듈1136과 신호수집모듈1137은 PCB1131위에 통합되어 있고 이로 인해 그들 사이의 도선을 절감 및 단축하여 레이아웃 공간을 절감시키고 셀119의 산열공간을 증가하여 산열효율을 향상시켰습니다. 픽싱블록1135을 설치함으로써 신호수집모듈1137의 역할을 안정화시키는 역할을 합니다. 픽싱블록1135과 PCB1131위의 연결부1132를 모두 제1인터페이스111에 삽입시킨 후 제1인터페이스111와 함께 커넥팅 시트115에 삽입시켜 픽싱블록1135위의 신호수집모듈1137이 제2인터페이스112와 대응한 셀119의 상태를 수집할 수 있게 하고 PCB1131의 신호처리모듈1131을 이용하여 처리한 후 그 결과를 통신모듈1136로부터 전기자동차의 제어모듈까지 전달됩니다. 해당 수집보드 어셈블리113가 차지하는 체적을 절감할 수도 있고 통합수준을 높여 레이아웃 공간을 절감합니다. 본 실시예 중, 각 셀119의 하단면에는 모두 제1인터페이스111, 상단에는 모두 제2인터페이스112가 설치되어 있어 여러개의 셀119들을 쉽게 직렬연결시킬 수 있고 여러개의 직렬연결된 셀119의 두개사이마다 상기 수집보드 어셈블리113을 설치하여 각 셀119의 상태를 모니터링하여 배터리가 안전, 정상적으로 작동할 수 있도록 확보합니다.
수집보드113를 통해 신호수집모듈1137과 신호처리모듈1133, 통신모듈1136을 통합하고 커넥팅 시트115, 제1인터페이스111, 제2인터페이스112를 설치하여 셀119을 직렬연결하면서 수집보드 어셈블리113를 직렬연결한 셀119사이에 설치하여 도선의 사용을 절감 및 단축하며 레이아웃 공간을 절감하여 셀119의 산열공간을 증가하여 산열효율을 향상시켰습니다. 이로 인해 같은 체적 내에 더 많은 셀119을 설치할 수 있어 동력배터리의 용량을 증가시킵니다.
더 나아가, PCB1131위에 여러개의 연결부1132가 설치가능하고 각 연결부1132에 픽싱블록1135이 설치되어 있습니다. 이리하여 여러 직렬연결이 필요한 셀119들을 연결, 즉 두 직렬연결된 셀119을 커넥팅 시트115와 픽싱블록1135을 통해 연결하여 수집보드 어셈블리113을 통해 다수 셀119의 상태신호를 수집하고 상태신호를 처리하고 처리결과를 전송합니다. 즉 수집보드 어셈블리113를 통해 다수 셀119의 상태신호를 수집, 처리, 전달할 수 있어 통합수준을 높이고 도선의 이용을 절감시켜 레이아웃 공간을 절감합니다. 본 실시예에서와 같이 PCB1131는 바 모양으로 되어 있고 PCB1131위에 길이의 방향을 따라 6개의 연결부1132가 배열되어 있고 연결부1132마다 픽싱블록1135이 설치되어 있습니다. 이리하여 직렬연결해야 할 6쌍의 셀119을 나란히 연결할 수 있고 6개 셀119의 상태신호를 수집, 처리 및 전달할 수 있으며 쉽게 이 6쌍의 셀119를 고정할 수 있어 셀119을 쉽게 설치할 수 있습니다. 물론, 이 바 모양의 PCB1131위에 기타 수량의 연결부1132와 픽싱블록1135을 설치할 수 도 있습니다. 예를 들어 5개, 7개 등. 쌍을 이룬 수량의 직렬연결된 셀119을 연결합니다. 물론, 기타 실시예 중 PCB1131는 삼각형, 오각형일 수도 있고 연결부1132는 PCB의 각 코너에 설치하고 PCB1131의 중간부위를 원형으로도 설정할 수 있고 연결부1132는 끝단에 설치합니다. 물론, 다른 모양으로 설치할 수도 있습니다.
도 3, 도 9와 도 11를 참고. 커넥팅 시트115에는 연결전극117과 연결전극117을 감싸는 절연 케이스116가 포함되어 있습니다. 연결전극117은 제1인터페이스111와 제2인터페이스를 연결하는데 사용합니다. 즉 제1인터페이스111와 제2인터페이스112가 마주하여 커넥팅 시트115에 삽입시킬 시, 제1인터페이스111와 제2인터페이스112가 모두 연결전극117과 연결되어 제1인터페이스111와 제2인터페이스112가 전기적으로 연결되도록 하고 더 나아가 제1인터페이스111와 제2인터페이스112와 대응한 두 셀119이 전기적으로 연결되도록 합니다. 연결전극117에는 받침판1171, 제1측벽1172과 제2측벽1173이 포함되어 있고 제1측벽1172과 제2측벽1173은 받침판1171 양측의 상대한 면에 설치되어 있습니다. 그 중, 제1측벽1172은 제1인터페이스111의 상대 외측면에 접촉하여 제1인터페이스111가 커넥팅 시트115에 삽입 시 제1인터페이스111와 제1측벽1172이 전기적으로 연결되도록 하고 제2측벽1173은 제2인터페이스112의 상대 외측면에 접촉하여 제2인터페이스112가 커넥팅 시트115에 삽입 시 제2인터페이스112와 제2측벽1173이 전기적으로 연결되도록 합니다. 최종 제1인터페이스111와 제2인터페이스112가 전기적으로 연결되도록 합니다.
도 9와 도 11을 참고. 제1측벽1172은 두 모듈로 나뉘고, 받참판1171의 두끝에 상대적으로 설치되어 있습니다. 두개의 제1측벽1172을 통해 제1인터페이스111의 상대 외측면을 홀딩하여 연결의 안정성을 향상시켜 제1측벽1172과 제1인터페이스111가 더욱 원활하게 전기적으로 연결되도록 합니다.
도 3, 도 9와 도11을 참고. 물론, 픽싱블록1135의 측면은 제1인터페이스111의 상대 내측면에 접촉하여 제1인터페이스111가 커넥팅 시트115에 삽입 시 커넥팅 시트115와 픽싱블록1135을 통해 제1인터페이스111를 홀딩시켜 제1인터페이스111를 안정시킵니다.
더 나아가, 제2측벽1173은 받침판1171의 변두리에 설치되어 있습니다. 제2측벽1173을 받침판1171의 변두리에 설치하여 연결전극117의 체적을 감소할 수 있고 더 나아가 커넥팅 시트115의 체적을 감소할 수 있습니다.
제2측벽1173은 투관 모양으로 받침판1171의 중간부위에 설치되어 있고 받침판1171위의 제2측벽1173과 대응한 위치에 제1홀이 설치되어 있습니다(설명도에서 제시하지 않음). 제2측벽1173을 투관 모양으로 하여 제2인터페이스112를 제2측벽1173에 쉽게 삽입할 수 있고 제2측벽1173과 제2인터페이스112의 상대 외측면이 접촉하게 합니다. 도 8을 함께 참고. 받침판1171위에 제1홀을 설치하여 픽싱블록1135의 신호수집모듈1137의 센서가 쉽게 제2인터페이스112에 들어갈 수 있어 셀119의 상태를 더욱 원활하게 탐지할 수 있습니다.
제2측벽1173에는 수축단1174이 포함되어 있고 수축단1174은 받침판1171부터 제2측벽1173의 축방향을 따라 내측으로 수축되어 있습니다. 수축단1174을 설치하여 제2인터페이스112를 제2측벽1173에 삽입 시 제2인터페이스112를 차단하여 제2인터페이스112가 빠져나오는 것을 방지하면서 제2인터페이스112와 제2측벽1173의 연결이 더욱 안정하도록 합니다.
제2측벽1173에는 가이드단1175도 포함되어 있고 가이드단1175은 수축단1174으로부터 시작하여 제2측벽1173의 축방향을 따라 외측으로 확장되어 있습니다. 가이드단1175을 설치하여 제2인터페이스112를 쉽게 제2측벽1173에 삽입할 수 있습니다.
도 2, 도 7, 도 9와 도 11을 참고. 픽싱블록1135위에 핀1136이 설치되어 있고 핀1136은 제1홀을 지나 제2인터페이스112에 삽입할 수 있습니다. 핀1136을 설치하여 제2인터페이스112의 상대 내측면에 접촉하여 제2측벽1173과 핀1136을 이용하여 제2인터페이스112를 홀딩하여 쉽게 제2인터페이스112를 고정할 수 있습니다. 또한, 핀1136에 센서를 설치하여 제2인터페이스112와 대응한 셀119의 상태를 더 원활하게 탐지할 수 있습니다. 도 8을 함께 참고. 본 실시예와 같이 신호수집모듈1137에는 제2인터페이스112와 대응한 셀119의 온도를 탐지하는 온도센서1139가 포함되어 있고 온도센서1139는 핀1136위에 설치되어 있습니다. 온도센서1139를 핀1136위에 설치하여 제1홀을 통과하여 제2인터페이스112에 들어가 제2인터페이스112와 대응하는 셀119과 더욱 가까워져 더욱 정확하게 셀119의 온도상태를 탐지할 수 있습니다.
신호수집모듈1137에는 제2인터페이스112와 대응한 셀119의 양극, 음극과 연결하여 이 셀119의 전압을 측정하는 프로브(Probe)1138도 포함되어 있고 두 프로브1138는 픽싱블록1135위에 설치되어 있습니다. 커넥팅 시트115에는 제2인터페이스112와 대응한 셀119측면과 연결된 핀 전극118도 포함되어 있고 핀 전극118은 절연 케이스116위에 고정되어 있고 핀 전극118은 받침판1171과 분리하여 설치합니다. 두 프로브1138중의 하나는 핀 전극118과 접촉시키고 다른 하나는 연결전극117의 받침판1171과 접촉시키는데, 연결전극117은 제2인터페이스112와 대응한 셀119의 양극과 전기적으로 연결되어 있고 핀 전극118은 이 셀119의 측면과 연결되어 있습니다. 즉 핀 전극118은 이 셀119의 음극과 전기적으로 연결되어 있으므로 두 프로브1138는 이 셀119의 양극, 음극과 전기적으로 연결되어 있어 셀119의 전압을 측정할 수 있습니다.
핀 전극118의 횡단면은 “L”자 형으로 삽입단1181과 접촉단1182이 포함되어 있으며 삽입단1181과 접촉단1182은 연결되어 있습니다. 접촉단1182은 제2인터페이스112와 대응한 셀119의 측면에 접촉하여 이 핀 전극118이 셀119의 음극과 연결하도록 합니다. 삽입단1181은 대응하는 프로브1138와 접촉하여 핀 전극118과 프로브1138를 연결시키고 삽입단1181은 절연 케이스116에 삽입되어 있어 핀 전극118을 쉽게 고정할 수 있습니다.
본 실시예 중, 삽입단1181은 제2측벽1173과 대응한 받참판1171의 한면의 위에 위치하고 있습니다. 받침판1171의 프로브1138와 대응하는 위치에 제2홀1177이 설치되어 있고 절연케이스116의 제2홀1177과 대응하는 위치에 일부 삽입단1181이 노출된 제3홀이 설치되어 있습니다. 수집보드 어셈블리113의 픽싱블록1135을 커넥팅 시트115에 삽입시킨 후 픽싱블록1135의 두 프로브1138중의 하나는 제2홀1177을 통과하여 제3홀1166로 진입한 후 핀 전극118의 삽입단1181과 접촉하고 다른 하나의 프로브1138은 직접 받침판1171과 접촉하여 제2인터페이스112와 대응하는 셀119의 음극, 양극과 전기적으로 연결되었습니다.
삽입단1181의 제3홀1166에 위치한 부분에 해당 프로브1138가 삽입할 수 있게 제1홈1183이 설치되어 있습니다. 제1홈1183을 설치하여 프로브1138가 핀 전극118의 삽입단1181에 접촉할 때 가이드 역할을 하여 프로브1138를 보호합니다. 제1홈1183을 설치하여 핀 전극118의 삽입단1181이 절연케이스116에 걸림으로써 핀 전극118의 설치가 더욱 안정적입니다. 물론, 프로브1138를 더 잘 보호하기 위하여 받침판1171위 다른 프로브1138의 위치에 프로브1138가 삽입할 수 있는 제2홈1176을 설치해야 합니다.
기타 실시예 중, 핀 전극118의 삽입단1181은 제1측벽1172과 대응하는 받침판1171의 한면의 위에 설치할 수도 있습니다. 만약 제1측벽1172위에 갭을 만들어 삽입단1181을 이 갭에 삽입시켜 삽입단1181이 받침판1171의 위에 있게 하면 두 프로브1138가 핀 전극118의 삽입단1181과 연결전극117의 받침판1171에 접촉할 수 있습니다.
연결전극117은 금속 프레스성형을 적용할 수 있어 제조가 편리합니다. 핀 전극118은 판넬을 벤딩하여 만들어 질 수 있고 프레스하여 만들 수도 있습니다.
도 3, 도 9와 도 10을 참고. 절연케이스116에는 받침대1161, 제1측판1162과 제2측판1163이 포함되어 있으며 제1측판1162과 제2측판1163은 받침대1161의 마주한 두면에 고정되어 있습니다. 받침판1171은 받침대1161위에 설치되어 있고 받침대1161를 이용하여 받침판1171을 지지하여 받침판1171의 강도를 향상시킵니다. 제1측판1162은 제1측벽1172의 외측을 감싸주고 있고 제2측판1163은 제2측벽1173의 외측을 감싸주고 있습니다. 제1측판1162과 제2측판1163을 이용해 제1측벽1172과 제2측벽1173을 안정시켜 제1인터페이스111, 제2인터페이스112와 커넥팅115사이의 연결이 더 안정하게 합니다.
도 3, 도 9와 도10을 참고. 절연케이스116의 한측에는 플러그1164가 설치되어 있고 절연케이스116의 상대한 한측에는 다른 한 절연케이스116의 플러그1164와 매칭되는 슬롯1165이 설치되어 있습니다. 다수 그룹 직렬연결의 셀119이 나란히 설치할 때 절연케이스116의 플러그1164와 슬롯1165을 통해 여러개의 커넥팅 시트115들을 연결시켜 셀119의 연결 안정성을 높이고 더욱 견고하게 커넥팅 시트115를 설치할 수 있습니다.
도 3, 도 4와 도 5를 참고. 제1인터페이스111에는 제1금속베이스1111와 두 제1금속측벽1112이 포함되어 있습니다. 제1금속베이스1111는 해당 셀119의 하단면에 고정, 연결하는데 사용합니다. 두개의 제1금속측벽1112은 커넥팅 시트115에 삽입하는데 사용합니다. 두개의 제1금속측벽1112은 상대하여 제1금속베이스1111위에 설치되어 있고 두 제1금속측벽1112 사이에는 PCB1131의 연결부1132가 나올 수 있는 개구1114가 있습니다. 제1금속측벽1112은 제1금속베이스1111와 수직될 수도 있고 제1금속베이스1111의 노말방향과 일정한 각도를 유지할 수도 있습니다. 두개의 제1금속측벽1112사이의 개구1114는 PCB1131의 연결부1132가 나올 수 있도록 설치되어 픽싱블록1135위의 신호수집모듈1137과 PCB1131위의 신호처리모듈1133이 전기적으로 연결되도록 합니다.
제1금속베이스1111위에 제1금속베이스1111를 셀119의 하단면에 설치하기 위한 제1도통홀1113이 설치되어 있습니다. 제1금속베이스1111위에 제1도통홀1113을 설치하여 실러, 연납 등이 제1도통홀1113을 통과하여 제1금속베이스1111와 셀119 하단면 사이로 흘러들어 제1금속베이스1111와 셀119의 하단면을 고정시킵니다.
구체적으로 설명하면, 제1금속베이스1111는 원형이고 제1금속측벽1112은 제1금속베이스1111의 단면과 평행되는 원호형입니다. 제1금속베이스1111를 원형으로 설정하여 쉽게 셀119의 하단면과 매칭할 수 있습니다. 기타 실시예 중, 제1금속베이스는 다른 모양일 수도 있습니다. 예를 들어, 정방형, 장방형 등이 있습니다.
도 3, 도 4와 도 6을 참고. 제2인터페이스112에는 제2금속베이스1121와 두 제2금속측벽1122이 포함되어 있습니다. 제2금속베이스1121는 해당 셀119의 상단에 고정, 연결하는데 사용합니다. 제2금속측벽1122은 커넥팅 시트115에 삽입하는데 사용합니다. 제2금속측벽1122은 제2금속베이스1121위에 둘러싸여 있습니다.
제2금속베이스1121위에 제2금속베이스1121를 셀119의 상단에 설치하기 위한 제2도통홀1123이 설치되어 있습니다. 제2금속베이스1121위에 제2도통홀1123을 설치하여 실러, 연납 등이 제2도통홀1123을 통과하여 제2금속베이스1121와 셀119 상단 사이로 흘러들어 제1금속베이스1121와 셀119의 상단을 고정시키는데 편리하게 합니다.
구체적으로 설명하면, 제2금속베이스1121는 원형모양으로 되어있습니다. 제2금속베이스1121를 원형으로 설정함으로써 셀119의 상단과 더욱 쉽게 매칭할 수 있습니다. 기타 실시예 중, 제2금속베이스1121는 다른 모양일 수도 있습니다. 예를 들어, 정방형, 장방형 등.
제2금속측벽1122은 제2금속베이스1121와 수직될 수도 있고 제2금속베이스1121의 노말방향과 일정한 각도를 이룰 수도 있습니다. 본 실시예와 같이 제2금속측벽1122은 점점 벌어지고 제2금속측벽1122은 그 높이방향에서 외측으로 기울어지는 테이퍼가 있습니다. 제2금속측벽1122의 높이방향은 제2금속베이스1121와 수직되며 제2금속베이스1121와 멀어지는 방향입니다. 제2금속측벽1122을 점점 벌어지는 모양으로 설치하여 제2금속측벽1122이 커넥팅 시트115에 삽입 시, 제2금속측벽1122으로 하여금 커넥팅 시트115에 걸려 제2금속측벽1122와 커넥팅 시트115 연결의 안정성을 향상시킵니다. 도 9를 함께 참고. 우선적으로, 제2금속측벽1122과 제2금속베이스1121 노말방향의 기울어진 각도와 연결전극117의 제2측벽1173의 수축단1174와 받치판1171 노말방향의 기울어진 각도를 동일하게 설정하여 제2인터페이스112의 제2금속측벽1122와 연결전극117의 제2측벽1173이 더 원활하게 연결될 수 있게 합니다.
제2금속측벽1122위에 그 높이방향에서 여러개 슬롯모양의 노치를 설치하였습니다. 제2금속측벽1122에 슬롯모양의 노치1124를 설치하여 제2금속측벽1122를 커넥팅 시트115에 삽입 시, 제2금속측벽1122이 내측으로 수축하게 하는 일정한 탄성을 갖게 하여 쉽게 커넥팅 시트115에 삽입할 수 있습니다.
본 발명은 동력배터리를 제공하는데 여러개의 셀과 상기의 셀상태수집장치가 포함되어 있고 셀은 셀상태수집장치에 설치되어 있습니다. 이 동력배터리는 상기 셀상태수집장치를 적용하여 해당 연결도선의 사용을 절감하고 단축하여 레이아웃 공간을 절감하여 셀의 산열공간을 증가함으로써 산열효율을 향상시켰습니다. 이로 인해 동일한 체적 내에 더 많은 셀을 설치할 수 있어 동력배터리의 용량을 증가시킵니다.
이 셀상태수집장치를 적용한 동력배터리의 작동모드는 아래와 같습니다:
충전모드:
정상 충전(0.5C) 시, 충전 30분 전 셀의 온도, 전압 상태를 매 5분마다 한번 수집하고 충전 30분 후 매 15분마다 한번 수집합니다.
쾌속 충전(1.0C) 시, 충전 30분 전에 온도, 전압 상태를 매 3분마다 한번 수집하고 충전 30분 후 매 15분마다 한번 수집합니다.
충전 시, 동력배터리 전압이 290.5V(4.15V*70), 즉 매 셀의 전압이 4.15V 이상인 경우, 모 그룹 직렬연결한 젤의 충전전류가 200mA이면 이 그룹 직렬연결한 셀은 평형상태를 유지합니다. 이때, 매 5분마다 각 셀의 전압을 한번 수집합니다. 6개 그룹 혹은 다수 그룹의 충전전류가 200mA일 경우 평형교체되는데 한차례의 평형시간은 45초입니다.
(주의: 충전하는 상황하에 셀에 이상이 없으면 발열하지 않습니다.)
방전모드:
방전 30분 전에 셀의 온도를 매 10분마다 한번 수집하고 방전 30분 후에 매 15분마다 한번 수집합니다.
방전 전반기에 각 셀의 전압을 수집하지 않습니다. 총 전압이 518V (3.7V*140), 즉 각 셀의 전압이 3.7V이하인 경우, 수집보드 어셈블리113는 전압을 한번 수집한고 동력배터리의 마스터제어MCU 분석 후 명령을 내려 수집보드어셈블리113는 매 15분마다 전압이 3.6V이하인 해당 셀의 전압을 수집합니다.
방전과정의 마지막 30분에 매 5분마다 셀의 온도, 전압을 한번 수집합니다.
(주의: 보통 1.0C로 방전 30분 후 셀이 발열하기 시작하고 동력배터리 매 직렬연결의 방전전류는 3.1A이하 입니다. 1.0C=3A)
대기모드:
수집이 중단되는 기간에 통신모듈1136만 작동합니다.
데이터 이상 처리：
어느 하나의 셀의 온도 혹은 전압이 이상할 시, 동력배터리의 마스터제어MCU는 이상데이터와 그 셀의 주소를 발송합니다.
데이터의 수집과 처리모듈
온도의 수집과 처리:
각 셀의 온도를 10회 수집하고 평균치(계산식② 이용)을 계산하여 평균치과 참고치를 비교한 후 데이터 이상 여부를 판단하고 5번, 6번의 온도값으로 평균치(계산식① 이용)를 계산하며 수집속도는 AD 컨버터에 의해 정해집니다. (충전온도 범위: 0~45℃, 방전온도 범위：-20~60°C, 충전온도 참고치 35℃, 방전온도 참고치 50℃, 정상온도 25℃)
전압의 수집과 처리:
각 수집보드 어셈블리의 픽싱블록1135위의 신호수집모듈1137은 순서대로 각 연결된 셀의 전압을 수집하고 각 셀에 대한 수집유지시간은 4ms입니다. 10회 순환 수집할 때, 각 셀의 전압을 10회 수집하고 평균치(계산식② 이용)를 계산하고 평균치과 참고치를 비교한 후 데이터 이상 여부를 판단하고 5번, 6번의 전압수치로 평균치(계산식① 이용)를 계산합니다. (충전전압범위 4.05V~4.25V, 참고치：4.15V, 방전전압 참고치: 3.0V(2.9V)、3.7V(3.6V))
평균치 계산식
계산식①: 10개 데이터 중 최대치와 최소치를 제외하고 평균치를 계산합니다.
계산식②: 10개 데이터를 크기순서로 배열한 후 5번과 6번의 평균치를 계산합니다.
통신모듈 작동방식
발송방식: 수집보드 어셈블리 주소 코드, 셀1 주소 코드, 셀1 온도값, 셀1 전압값, 셀2 주소 코드, 셀2 온도값, 셀2 전압값, 셀3 주소 코드, 셀3 온도값, 셀3 전압값, 셀4 주소 코드, 셀4 온도값, 셀4 전압값, 셀5 주소 코드, 셀5 온도값, 셀5 전압값, 셀6 주소 코드, 셀6 온도값, 셀6 전압값, 온도 평균치, 전압 평균치, 엔드 코드.
수치가 이상인 데이터는 즉시 우선적으로 발송하면서 그 셀의 주소 코드도 발송하고 데이터 앞에 경고 표시를 추가합니다.
접수방식: 중단방식으로 명령을 접수합니다.
상술한 내용은 본 발명의 비교적 우수한 실시예에 불과한바, 본 발명에 대해 제한하지 않습니다. 본 발명의 정신 및 원칙 범위내에서 진행된 임의의 수정, 교체 혹은 개진은 모두 본 발명의 보호범위내에 포함됩니다.

Claims (26)

  1. 본 발명은 셀상태수집장치로 셀의 상태신호를 수집하고 모니터링하는데 쓰이는데 그 특징은 다음과 같습니다: 본 발명은 직렬연결되고 인접된 셀 사이에 설치한 수집보드 어셈블리, 직렬연결되고 인접된 셀의 하단에 고정된 제1인터페이스, 직렬연결되고 인접된 다른 셀의 상단에 고정된 제2인터페이스, 제1인터페이스와 제2인터페이스를 연결하는 커넥팅 시트가 포함되어 있으며 수집보드 어셈블리와 제2인터페이스는 커넥팅 시트에 삽입되어 있고 수집보드 어셈블리에는 PCB, PCB에 설치되어 있는 신호처리모듈, PCB에 설치되어 있는 통신모듈과 제1인터페이스에 삽입되어 있는 픽싱블록이 포함되어 있으며 PCB위에는 제1인터페이스에 삽입 가능한 연결부가 있고 픽싱블록은 연결부에 설치되어 있으며 픽싱블록에는 제2인터페이스에 대응한 셀 상태신호를 수집하는 신호수집모듈이 설치되어 있습니다.
  2. 청구항 1에서 언급한 셀상태수집장치와 같이 그 특징은 다음과 같습니다: 상기 커넥팅 시트에는 상기 제1인터페이스와 제2인터페이스를 전기적으로 연결하는 연결전극과 상기 연결전극을 감싸는 절연케이스가 포함되어 있고 상기 연결전극에는 받침판, 상기 제1인터페이스의 상대 외측면과 접촉하는 제1측벽과 제2인터페이스의 상대 외측면과 접촉하는 제2측벽이 포함되어 있고 상기 제1측벽과 제2측벽은 상기 받침판의 상대한 양면에 설치되어 있습니다.
  3. 청구항 2에서 언급한 셀상태수집장치와 같이 그 특징은 다음과 같습니다: 상기 제1측벽은 두개 있고 상기 받침판의 상대한 두끝에 상대하여 설치되어 있습니다.
  4. 청구항 3에서 언급한 셀상태수집장치와 같이 그 특징은 상기 제2측벽은 상기 받침판의 끝단에 설치되어 있습니다.
  5. 청구항 2에서 언급한 셀상태수집장치와 같이 그 특징은 다음과 같습니다: 상기 제2측벽은 투관 모양으로 상기 받침판의 중간부위에 설치되어 있고 상기 받침판의 상기 제2측벽과 대응되는 위치에 제1홀이 설치되어 있습니다.
  6. 청구항 5에서 언급한 셀상태수집장치와 같이 그 특징은 다음과 같습니다: 상기 제2측벽에는 수축단이 포함되어 있고 상기 수축단은 상기 받침판으로부터 시작하여 이 제2측벽의 축방향을 따라 내측으로 수축되어 있습니다.
  7. 청구항 6에서 언급한 셀상태수집장치와 같이 그 특징은 다음과 같습니다: 상기 제2측벽에는 가이드단도 포함되어 있고 상기 가이드단은 상기 수축단으로부터 시작하여 제2측벽의 축방향을 따라 외측으로 확장되어 있습니다.
  8. 청구항 5에서 언급한 셀상태수집장치와 같이 그 특징은 다음과 같습니다: 상기 픽싱블록에 상기 제1홀을 통과하여 상기 제2인터페이스에 삽입하는 핀이 설치되어 있습니다.
  9. 청구항 8에서 언급한 셀상태수집장치와 같이 그 특징은 다음과 같습니다: 상기 신호수집모듈에는 상기 제2인터페이스와 대응하는 상기 셀의 온도를 탐지하는 온도센서가 포함되어 있고 상기 온도센서는 상기 핀에 설치되어 있습니다.
  10. 청구항 2에서 언급한 셀상태수집장치와 같이 그 특징은 다음과 같습니다: 상기 신호수집모듈에는 상기 제2인터페이스와 대응하는 셀의 양극, 음극과 연결하여 셀의 전압을 측정하는 두 프로브가 포함되어 있고 상기 프로브는 상기 픽싱블록에 설치되어 있고 상기 커넥팅 시트에는 상기 제2인터페이스와 대응하는 셀의 측면과 연결하는 핀 전극이 포함되고 상기 핀 전극은 상기 절연케이스에 고정되어 있으며 상기 핀 전극과 상기 받침판은 분리하여 설치합니다.
  11. 청구항 10에서 언급한 셀상태수집장치와 같이 그 특징은 다음과 같습니다: 상기 핀 전극의 횡 단면은 “L”자형이고 상기 대응하는 프로브를 접촉하는 삽입단과 상기 제2인터페이스와 대응하는 셀의 측면을 접촉하는 접촉단이 포함되어 있고 접촉단과 상기 삽입단은 연결되어 있으며 삽입단은 상기 절연케이스에 삽입시킵니다.
  12. 청구항 11에서 언급한 셀상태수집장치와 같이 그 특징은 다음과 같습니다: 상기 삽입단은 상기 제2측벽과 대응하는 상기 받침판 일면의 위에 위치하고 있고 받침판위에 상기 프로브와 대응한 위치에 제2홀이 설치되어 있으며 절연케이스위의 제2홀의 위치에 부분 삽입단이 노출되는 제3홀이 설치되어 있습니다.
  13. 청구항 12에서 언급한 셀상태수집장치와 같이 그 특징은 다음과 같습니다: 상기 삽입단의 제3홀에 위치한 부분에는 해당 상기 프로브가 삽입할 수 있도록 제1홈이 설치되어 있습니다.
  14. 청구항 13에서 언급한 셀상태수집장치와 같이 그 특징은 다음과 같습니다: 상기 받침판위에 상기 다른 프로브와 대응하는 위치에 이 프로브가 삽입할 수 있도록 제2홈이 설치되어 있습니다.
  15. 청구항 2에서 언급한 셀상태수집장치와 같이 그 특징은 다음과 같습니다: 상기 절연케이스에는 상기 받침판의 받침대, 제1측벽에 의해 감싸있는 제1측판과 제2측벽에 의해 감싸있는 제2측판이 포함되어 있고 제1측판과 제2측판의 받침대의 마주한 두 면에 고정되어 있습니다.
  16. 청구항 15에서 언급한 셀상태수집장치와 같이 그 특징은 다음과 같습니다: 상기 절연케이스에는 플러그도 설치되어 있고 절연케이스의 상대한 한 측에는 다른 절연케이스의 플로그와 매칭되는 슬롯이 설치되어 있습니다.
  17. 청구항 1-16 임의의 조항에서 언급한 셀상태수집장치와 같이 그 특징은 다음과 같습니다: 상기 제1인터페이스에는 해당 셀의 하단면과 고정, 연결하는 제1금속베이스와 커넥팅 시트에 삽입하는 두 제1금속측벽이 포함되어 있고 두개의 제1금속측벽은 제1금속베이스에 상대하여 설치되어 있으며 두개의 제1금속측벽에는 PCB의 연결부가 나올 수 있는 개구가 설치되어 있습니다.
  18. 청구항 17에서 언급한 셀상태수집장치와 같이 그 특징은 다음과 같습니다: 상기 제1금속베이스위에 제1금속베이스를 셀의 하단면에 고정시키기 위한 제1도통홀이 설치되어 있습니다.
  19. 청구항 17에서 언급한 셀상태수집장치와 같이 그 특징은 다음과 같습니다: 상기 제1금속베이스는 원형으로 되어 있고 제1금속측벽은 제1금속베스의 단면과 평행되는 원호형입니다.
  20. 청구항 1-16 임의의 조항에서 언급한 셀상태수집장치와 같이 그 특징은 다음과 같습니다: 상기 제2인터페이스에는 해당 상기 셀의 상단과 고정, 연결하는 제2금속베이스와 상기 커넥팅 시트에 삽입하는 제2금속측벽이 포함되어 있고 상기 제2금속측벽은 상기 제2금속베이스를 감싸줍니다.
  21. 청구항 20에서 언급한 셀상태수집장치와 같이 그 특징은 다음과 같습니다: 상기 제2금속베이스위에 제2금속베이스를 셀의 상단에 고정시키기 위한 제2도통홀이 설치되어 있습니다.
  22. 청구항 20에서 언급한 셀상태수집장치와 같이 그 특징은 다음과 같습니다: 상기 제2금속베이스는 원형모양으로 되어 있습니다.
  23. 청구항 22에서 언급한 셀상태수집장치와 같이 그 특징은 다음과 같습니다: 상기 제2금속측벽은 점점 벌어지고 제2금속측벽은 그 높이방향에서 외측으로 기울어지는 테이퍼가 있습니다.
  24. 청구항 23에서 언급한 셀상태수집장치와 같이 그 특징은 다음과 같습니다: 상기 제2금속측벽은 그 높이방향에서 여러개의 슬롯의 노치가 설치되어 있습니다.
  25. 청구항 1-16 임의의 조항에서 언급한 셀상태수집장치와 같이 그 특징은 다음과 같습니다: 상기 PCB에는 여러개의 연결부가 설치되어 있고 각 상기 연결부에는 모두 상기 픽싱블록이 설치되어 있습니다.
  26. 여러개의 셀을 포함한 동력배터리의 특징은 다음과 같습니다: 청구항1-25 임의의 조항에서 언급한 셀상태수집장치와 같이 상기 셀은 상기 셀상태수집장치에 설치되어 있습니다.
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