KR20180098887A - Over charge protection system for battery - Google Patents

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KR20180098887A
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김상연
이윤녕
황규민
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에스케이이노베이션 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a battery overcharge protection apparatus which effectively prevents overcharge of a battery module without an external power supply means, and more particularly, to a battery overcharge protection apparatus comprising: a first switch part including a two-coil type relay and a timer and interposed between predetermined battery cells of a battery module including a plurality of battery cells; an overcharge determination part detecting a voltage of at least one battery cell and determining a state of charge of the battery cell; and a second switch part applying an operating voltage of the first switch part to control an on/off operation state of the first switch part according to the determination result in the overcharge determination part.

Description

배터리 과충전 방지 장치 {Over charge protection system for battery}[0001] The present invention relates to an overcharge protection system for a battery,

본 발명은 배터리 과충전 방지 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 배터리 모듈의 과충전을 효율적으로 방지할 수 있는 배터리 과충전 방지 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery overcharge prevention device, and more particularly, to a battery overcharge prevention device capable of effectively preventing overcharging of a battery module.

일반적으로, 차량용 배터리는 과충전 상태가 지속되면 열폭주 현상에 의해 배터리가 발화되어 배터리 자체의 내구성 문제 뿐 아니라, 차량 안전성에도 큰 문제를 발생시키게 된다.Generally, when a battery is overcharged, a battery is ignited by a thermal runaway phenomenon to cause not only durability of the battery itself but also safety of the vehicle.

이러한 배터리 과충전을 관리하기 위하여, 종래에는 RAD(기계식 과충전 방지 장치) 또는 OPD(전자식 과충전 방지 장치)와 같이, 배터리 관리 시스템(BMS)에서 배터리의 상태(전류, 전압, 온도, 부피 등)을 모니터링하여 정상범위/비정상범위를 판단하여 배터리가 과충전되지 않도록 과충전 방지 동작을 수행하고 있다.In order to manage such battery overcharging, it is necessary to monitor the state of the battery (current, voltage, temperature, volume, etc.) in the battery management system (BMS), such as a conventional mechanical overcharge protection device To thereby determine a normal range / abnormal range so as to prevent overcharge of the battery.

그렇지만 최근들어, 배터리 모듈 단위의 충전 시 과충전 방지에 대한 요구와 함께, 배터리 과충전 방지 회로 동작에 대한 별도의 전원이 구성되지 않도록 함으로써, 배터리 모듈의 구조를 최소화하고자 하는 요구가 증가되고 있다.However, in recent years, there has been a demand for minimizing the structure of the battery module by preventing a separate power source for the operation of the battery overcharge prevention circuit, together with a demand for prevention of overcharge at the time of charging the battery module unit.

본 발명은 이러한 요구에 부합하기 위하여, 배터리 모듈 단위로 충전시 발생할 수 있는 과충전을 효과적으로 방지할 수 있는 배터리 과충전 방지 장치를 제공한다.In order to meet such a demand, the present invention provides a battery overcharge prevention device capable of effectively preventing overcharging that may occur upon charging in units of battery modules.

이와 관련해서, 미국공개특허(2011-0298463)에서는 배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치가 개시되어 있다.In this regard, U.S. Published patent application (2011-0298463) discloses a battery condition monitoring circuit and battery device.

미국 공개 특허 공보 2011-0298463호U.S. Published Patent Application No. 2011-0298463

본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 외부 전원 공급 수단(장치) 없이 배터리 모듈의 과충전을 효율적으로 방지하는 배터리 과충전 방지 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a battery overcharge prevention device that effectively prevents overcharging of a battery module without an external power supply unit.

상기의 목적을 이루고 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 배터리 과충전 방지 장치는, 투 코일(two-coil) 타입의 릴레이 및 타이머를 포함하며, 다수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈의 기설정된 특정 배터리 셀 사이에 개재되는 제 1 스위치부, 적어도 하나의 배터리 셀의 전압을 감지하여, 상기 배터리 셀의 충전 상태를 판단하는 과충전 판단부 및 상기 과충전 판단부의 판단 결과에 따라, 상기 제 1 스위치부의 온/오프 동작 상태가 제어되도록 상기 제 1 스위치부의 동작 전압을 인가하는 제 2 스위치부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery overcharge protection device including a two-coil type relay and a timer, An overcharge determination unit for sensing a voltage of at least one battery cell and determining a state of charge of the battery cell, and an overcharge determination unit for determining a state of charge of the at least one battery cell based on a determination result of the overcharge determination unit, And a second switch unit for applying an operating voltage of the first switch unit so that an on / off operation state of the switch unit is controlled.

더 나아가, 상기 배터리 과충전 방지 장치는 상기 제 1 스위치부, 과충전 판단부 및 제 2 스위치부를 수납 가능하게 형성되는 하우징부를 포함한다.Furthermore, the battery overcharge prevention device includes a housing part configured to accommodate the first switch part, the overcharge determination part, and the second switch part.

더 나아가, 상기 제 1 스위치부는 투 코일 타입의 기계식 릴레이를 포함하며, 상기 동작 전압이 인가될 경우, 클로즈(close)되는 노말-오픈(Normal-open) 타입인 것을 특징으로 한다.Furthermore, the first switch unit may include a two-coil type mechanical relay, and may be a normally-open type that is closed when the operating voltage is applied.

더 나아가, 상기 제 1 스위치부의 두 개의 코일은 서로 다른 저항 크기를 갖는 것을 특징을 한다.Further, the two coils of the first switch portion have different resistance magnitudes.

더 나아가, 상기 제 1 스위치부는 상기 타이머 동작에 의해 기설정된 시간이 지난 후, 동작되는 코일이 스위칭되는 것을 특징으로 한다.Furthermore, the first switch unit may switch the coil to be operated after a predetermined time elapses due to the timer operation.

더 나아가, 상기 제 1 스위치부의 타이머는 상기 동작 전압이 인가될 경우, 두 개의 코일 중 저항이 더 작은 코일로 전원을 인가시키며, 기설정된 시간이 지난 후, 저항이 더 큰 코일로 전원을 인가시키는 것을 특징으로 한다.Further, when the operating voltage is applied, the timer of the first switch unit applies power to the coils having a smaller resistance among the two coils, and after a predetermined time elapses, .

더 나아가, 상기 과충전 판단부는 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 전압을 분배하는 입력전압 분배부 및 상기 입력전압 분배부를 통해 입력된 전압이 일정전압 이상 감지되면 동작하는 전압 감지부를 포함한다.Furthermore, the overcharge determining unit may include an input voltage distributing unit for distributing the voltage of the at least one battery cell, and a voltage sensing unit for operating when a voltage input through the input voltage distributing unit exceeds a predetermined voltage.

더 나아가, 상기 전압 감지부는 션트 레귤레이터로 구성된다.Furthermore, the voltage sensing unit is constituted by a shunt regulator.

더 나아가, 상기 특정 배터리 셀은 상기 배터리 모듈의 전기적 연결에서 중간에 위치하는 배터리 셀인 것을 특징으로 한다.Furthermore, the specific battery cell may be a battery cell located in the middle of the electrical connection of the battery module.

더 나아가, 상기 제 2 스위치부는 래칭 릴레이를 포함한다.Furthermore, the second switch portion includes a latching relay.

더 나아가, 상기 제 2 스위치부는 상기 과충전 판단부에서 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 충전 상태를 과충전으로 판단할 경우, 상기 제 1 스위치부에 상기 동작 전압을 인가하지 않아, 상기 제 1 스위치부가 오픈(open)되는 것을 특징으로 한다.Further, when the overcharge determining unit determines that the charging state of the at least one battery cell is overcharged, the second switch unit does not apply the operating voltage to the first switch unit, open).

본 발명의 일실시예에 따른 배터리 과충전 방지 장치에 따르면, 실시간 배터리 셀의 전압 센싱을 통해서, 배터리 모듈의 과충전을 효율적으로 방지 및 차단할 수 있는 효과가 있다.According to the battery overcharge preventing device according to the embodiment of the present invention, overcharge of the battery module can be effectively prevented and blocked through voltage sensing of the real time battery cell.

또한, 투 코일 타입의 기계식 릴레이를 포함하는 스위치를 구성함으로써, 외부 전원 공급 수단(장치) 없이 배터리 모듈의 과충전을 해결할 수 있는 효과가 있다.Further, by constituting a switch including a two-coil type mechanical relay, overcharge of the battery module can be solved without external power supply means (device).

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 과충전 방지 장치를 나타낸 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 과충전 방지 장치를 포함한 배터리 모듈을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 과충전 방지 장치의 제 1 스위치부(100)의 상세 구동 동작을 나타낸 도면이다.1 is a circuit diagram showing a battery overcharge preventing device according to an embodiment of the present invention.
2 is a view illustrating a battery module including a battery overcharge protection device according to an embodiment of the present invention.
3 is a detailed driving operation of the first switch unit 100 of the battery overcharge preventing device according to the embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 배터리 과충전 방지 장치를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 아래 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, a battery overcharge prevention device of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following drawings are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the following drawings, but may be embodied in other forms. Also, throughout the specification, like reference numerals designate like elements.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, the technical and scientific terms used herein will be understood by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. Descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily blurred are omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 과충전 방지 장치를 나타낸 회로도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 과충전 방지 장치를 포함하는 배터리 모듈을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 과충전 방지 장치의 제 1 스위치부(100)의 상세 구동 동작을 나타낸 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 과충전 방지 장치의 구성에 대해 상세하게 설명한다.FIG. 1 is a circuit diagram showing a battery overcharge protection device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view showing a battery module including a battery overcharge protection device according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a detailed driving operation of the first switch unit 100 of the battery overcharge preventing apparatus according to the embodiment of FIG. The configuration of a battery overcharge protection device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 과충전 방지 장치는 외부 전원 공급 장치(수단) 없이 배터리 모듈의 과충전을 판단하여 효율적으로 차단하도록 하는 하는 배터리 과충전 방지 장치에 관한 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 스위치부(100), 과충전 판단부(200) 및 제 2 스위치부(300)를 포함하여 구성되며, 하우징부를 통해서 상기 제 1 스위치부(100), 과충전 판단부(200) 및 제 2 스위치부(300)를 수납 가능하게 형성되는 것이 바람직하다.A battery overcharge prevention device according to an embodiment of the present invention is a device for preventing overcharge of a battery module without an external power supply device so as to effectively block the overcharge of the battery module. As shown in FIG. 1, The first switch unit 100, the overcharge determination unit 200, and the second switch unit 300 are connected to the first switch unit 100, the overcharge determination unit 200, It is preferable to be able to store the unit 300 therein.

각 구성에 대해서 자세히 알아보자면,To learn more about each configuration,

상기 제 1 스위치부(100)는 다수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈의 미리 설정된 특정 배터리 셀 사이에 개재되며, 투 코일(two-coil) 타입의 기계식 릴레이를 포함하는 것이 바람직하다.The first switch unit 100 is preferably interposed between predetermined battery cells of a battery module including a plurality of battery cells, and preferably includes a two-coil type mechanical relay.

상기 제 1 스위치부(100)는 투 코일 타입의 기계식 릴레이의 동작 코일을 제어하는 타이머를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 타이머는 도 1에 도시된 바와 같이, 보조 스위치의 동작 상태를 제어하여, 상기 제 1 스위치부(100)에 포함되어 있는 투 코일 타입의 기계식 릴레이에 포함되어 있는 두 개의 코일의 동작 순서를 제어할 수 있다.The first switch unit 100 preferably includes a timer for controlling the operation coil of the two-coil type mechanical relay. As shown in FIG. 1, the timer controls the operation state of the auxiliary switch to control the operation sequence of the two coils included in the two-coil type mechanical relay included in the first switch unit 100 can do.

이 때, 두 개의 코일은 서로 상이한 저항 값을 갖도록 설정함으로써, 상기 제 1 스위치부(100)로 동작 전압이 인가될 경우, 상기 타이머의 동작을 통해서, 두 개의 코일 중 저항이 더 작은 제 1 코일로 전원이 인가되도록 보조 스위치의 동작을 제어한 후, 미리 설정된 시간이 지난 후, 두 개의 코일 중 저항이 더 큰 제 2 코일로 전원이 인가되도록 보조 스위치 동작을 제어하게 된다.In this case, by setting the two coils to have different resistance values, when the operating voltage is applied to the first switch unit 100, the operation of the timer causes the first coil The auxiliary switch operation is controlled such that power is supplied to the second coil having a larger resistance among the two coils after a predetermined time has elapsed.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 과충전 방지 장치의 상기 제 1 스위치부(100)를 구성하는 기계식 릴레이로는 도 3과 같이 동작이 이루어지는, 동작 전압이 인가될 경우, 클로즈(close)되는 노말-오픈(Normal-open) 타입인 것이 가장 바람직하며, 상술한 바와 같이 투 코일 타입인 것이 바람직하다.Here, the mechanical relay constituting the first switch part 100 of the battery overcharge preventing device according to the embodiment of the present invention may be closed as shown in FIG. 3 when operating voltage is applied Most preferably, it is a normally-open type, and it is preferably a two-coil type as described above.

이 때, 상기 제 1 스위치부(100)가 개재되는 미리 설정된 특정 배터리 셀은 도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈의 전기적 연결에서 중간에 위치하는, 즉, 배터리 모듈을 구성하는 모듈 내 중앙측에 위치한 배터리 셀인 것이 바람직하다.In this case, as shown in FIG. 1, a predetermined specific battery cell in which the first switch unit 100 is interposed is located in the middle of the electrical connection of the battery module, that is, Is preferably a battery cell.

다시 말하자면, N개의 배터리 셀을 기준으로 N/2번째의 배터리 셀과 (N/2)+1번째의 배터리 셀 사이에 구비되는 것이 가장 바람직하며, 통상적으로 배터리 셀은 BMS의 제어에 따라 미리 설정된 시간마다 충전 전압이 균일하게 제어되는 것이 바람직하다.In other words, it is most preferable to be provided between the (N / 2) th battery cell and the (N / 2) th battery cell based on the N battery cells. Normally, the battery cell is pre- It is preferable that the charging voltage is controlled uniformly at every time.

상기 제 1 스위치부(100)와, 상기 제 1 스위치부(100)가 구비되는 특정 배터리 셀 간의 연결은 Rigid bus bar를 적용하여 접속시키는 것이 가장 바람직하다.It is most preferable to connect the first switch unit 100 and the specific battery cell provided with the first switch unit 100 by applying a rigid bus bar.

상기 과충전 판단부(200)는 적어도 하나의 배터리 셀의 전압을 감지하여, 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 충전 상태를 판단할 수 있다.The overcharge determination unit 200 may sense the voltage of at least one battery cell and determine the state of charge of the at least one battery cell.

이를 위해서, 상기 과충전 판단부(200)는 적어도 하나의 배터리 셀의 전압을 분배하는 입력전압 분배부와, 전압 감지부를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 전압 감지부는 상기 입력전압 분배부를 통해 입력된 전압, 즉, 적어도 하나의 배터리 셀의 전압이 일정전압 이상으로 감지되면 동작을 수행하게 된다.Preferably, the overcharge determining unit 200 includes an input voltage distributing unit for distributing the voltage of at least one battery cell, and a voltage sensing unit. The voltage sensing unit may include a voltage input through the input voltage distributing unit, That is, when the voltage of at least one battery cell is detected to be higher than a predetermined voltage, the operation is performed.

상술한 바와 같이, 배터리 셀은 BMS의 제어에 따라 미리 설정된 시간마다 충전 전압이 균일하게 제어되기 때문에, 적어도 하나의 배터리 셀의 전압을 감지하여 상기 배터리 셀의 충전 상태의 판단이 가능하게 된다.As described above, since the charging voltage of the battery cell is uniformly controlled at predetermined time intervals under the control of the BMS, the charging state of the battery cell can be determined by sensing the voltage of at least one battery cell.

상기 과충전 판단부(200)에서 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 충전 상태의 판단 기준은, 일반적으로 배터리의 만충전 시, 4.2V 인 것을 감안하여, 일정전압으로 4.2V를 설정한 후, 감지한 배터리 셀의 전압이 4.2V 이상일 경우, 과충전으로 판단하는 것이 바람직하다.The overcharge determining unit 200 may set a predetermined voltage of 4.2 V in consideration of the fact that the charge state of the at least one battery cell is 4.2 V at the time of full charge of the battery, When the voltage of the cell is 4.2 V or more, it is preferable to judge that the battery is overcharged.

이 때, 상기 전압 감지부는 션트 레귤레이터로 구성되는 것이 바람직하며, 상기 션트 레귤레이터는 애노드, 캐소드 및 레퍼런스 단자를 포함하여 구성될 수 있다.In this case, the voltage sensing unit may include a shunt regulator, and the shunt regulator may include an anode, a cathode, and a reference terminal.

션트 레귤레이터의 애노드는 입력전압 분배부의 저항과 저항 사이에 연결되고, 션트 레귤레이터의 캐소드는 입력전압 분배부가 연결된 배터리 셀의 양극과 연결되며, 션트 레귤레이터의 레퍼런스는 입력전압 분배부가 연결된 배터리 셀의 음극과 연결되는 것이 바람직하며, 이를 통해서, 상기 전압 감지부는 입력전압 분배부에서 분배된 입력전압이 일정전압 이상으로 입력될 경우, 션트 레귤레이터의 캐소드와 레퍼런스가 통전되게 된다.The anode of the shunt regulator is connected between the resistance of the input voltage distributor and the resistor. The cathode of the shunt regulator is connected to the anode of the battery cell to which the input voltage distributor is connected. The reference of the shunt regulator is connected to the anode of the battery cell When the input voltage distributed from the input voltage distributor is inputted at a voltage higher than a predetermined voltage, the cathode of the shunt regulator and the reference are energized.

상기 제 2 스위치부(300)는 상기 과충전 판단부(200)와 연결되며, 상기 과충전 판단부(200)의 동작에 의해 상기 제 1 스위치부(100)의 동작 상태를 온/오프시킬 수 있다.The second switch unit 300 is connected to the overcharge determination unit 200 and can turn on / off the operation state of the first switch unit 100 by the operation of the overcharge determination unit 200.

상기 제 2 스위치부(300)는 상기 과충전 판단부(200)에서 상기 배터리 셀의 충전 상태를 과충전으로 판단할 경우, 상기 제 1 스위치부(100)에 상기 동작 전압을 인가하는 것이 바람직하다.The second switch unit 300 preferably applies the operating voltage to the first switch unit 100 when the overcharge determination unit 200 determines that the battery cell is fully charged.

상세하게는, 상기 제 2 스위치부(300)는 상기 과충전 판단부(200)에서 상기 배터리 셀의 충전 상태를 과충전으로 판단할 경우, 상기 제 1 스위치부(100)에 상기 제어 전압을 인가하지 않아, 상기 제 1 스위치부(100)가 오픈(open)되도록 할 수 있다.In detail, when the overcharge determination unit 200 determines that the battery cell is fully charged, the second switch unit 300 does not apply the control voltage to the first switch unit 100 , The first switch unit 100 may be opened.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 과충전 방지 장치의 상기 제 1 스위치부(100)는 상술한 바와 같이, 동작 전압이 인가될 경우, 클로즈되는 노말 오픈 타입의 릴레이로 구성되기 때문에, 상기 제 2 스위치부(300)는 상기 과충전 판단부(200)에서의 판단 결과에 따라, 상기 배터리 셀의 충전 상태가 과충전 상태일 경우, 상기 제 1 스위치부(100)로 동작 전압을 인가하지 않아, 상기 제 1 스위치부(100)의 상태를 오픈되게 제어할 수 있다.That is, since the first switch unit 100 of the battery overcharge preventing device according to the embodiment of the present invention is constituted by the normally open type relay closed when the operating voltage is applied as described above, 2 switch unit 300 does not apply the operating voltage to the first switch unit 100 when the charged state of the battery cell is in an overcharged state according to the determination result of the overcharge determination unit 200, The state of the first switch unit 100 can be controlled to be opened.

이를 위해서, 상기 제 2 스위치부(300)는 도 1에 도시된 바와 같이, 래칭 릴레이(Latching relay)를 포함하는 것이 바람직하며, 래칭 릴레이는 코일과 스위치로 이루어져 상보 동작이 이루어지게 된다.For this purpose, the second switch unit 300 preferably includes a latching relay, as shown in FIG. 1, and the latching relay is composed of a coil and a switch, and a complementary operation is performed.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 과충전 방지 장치는 상기 제 1 스위치부(100) 및 상기 제 2 스위치부(300)로 동작 전원을 공급하는 전원부(미도시)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The battery overcharge preventing device according to an embodiment of the present invention may further include a power supply unit (not shown) for supplying operating power to the first switch unit 100 and the second switch unit 300 desirable.

이 때, 상기 전원부로는 외부 전원을 이용하지 않고, 임의의 배터리 셀로부터 동작 전압을 변환하여 제공받을 수 있다.At this time, the power supply unit can be supplied with an operating voltage converted from any battery cell without using an external power supply.

임의의 배터리 셀로는 상기 과충전 판단부(200)에서 상기 배터리 셀의 충전 상태를 판단하기 위하여 감지하는 상기 적어도 하나의 배터리 셀을 제외한 나머지 셀들 중에서 선택되는 것이 가장 바람직하나, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하다.It is most preferable that any battery cell is selected from remaining cells except the at least one battery cell that the overcharge determination unit 200 detects to determine the state of charge of the battery cell. .

또한, 상기 제 1 스위치부(100)에서의 소비 전력 과다에 의한 셀 전압 드랍을 방지하기 위하여, TWO COIL ECONOMIZER로 적용할 수도 있다.In addition, in order to prevent cell voltage drop due to excessive power consumption in the first switch unit 100, it may be applied as a TWO COIL ECONOMIZER.

상기 전원부(400)의 입력 전압은 다수의 배터리 셀의 합산일 수 있으며, 상기 전원부(400)의 출력 전압은 12V인 것이 가장 바람직하다.The input voltage of the power supply unit 400 may be a sum of a plurality of battery cells, and the output voltage of the power supply unit 400 is most preferably 12V.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 과충전 방지 장치는 노말 오픈 타입의 릴레이로 구성되는 상기 제 1 스위치부(100)를 포함하는 배터리 모듈을 구성하기 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이, YOKE, FIXED CORE, MOVING CORE, COIL 구조를 적용하는 것이 가장 바람직하며, 전압 센싱 및 릴레이 컨트롤 회로의 용이한 구성을 위한 PCB 및 외부 커넥터를 적용하는 것이 바람직하다. 또한, PCB 보호를 위한 상기 제 1 스위치부(100), 과충전 판단부(200) 및 제 2 스위치부(300)를 수납 가능하게 커버하여 형성되는 하우징부(COVER)를 포함하여 배터리 모듈을 구성하는 것이 가장 바람직하다.2, the battery overcharge prevention device according to an embodiment of the present invention includes a first switch unit 100 configured by a normally open type relay, CORE, MOVING CORE, and COIL structures are most preferably applied, and it is desirable to apply PCBs and external connectors for easy configuration of voltage sensing and relay control circuits. The battery module includes a housing part (COVER) formed to cover the first switch part 100, the overcharge determination part 200, and the second switch part 300 for protecting the PCB. Is most preferable.

즉, 다시 말하자면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 과충전 방지 장치는 과충전 방지를 위한 배터리 모듈 내 기계식 릴레이 적용한 구성으로서, 별도의 외부 전원 공급 수단(장치) 없이, 배터리 모듈 내에서 배터리 셀을 통해 배터리 과충전을 판단할 수 있으며, 정확한 전압 센싱에 의한 동작으로 배터리의 과충전을 효율적으로 차단시킬 수 있다.That is, in other words, the battery overcharge prevention device according to an embodiment of the present invention includes a mechanical relay in a battery module for preventing overcharging, The overcharge of the battery can be judged, and the overcharge of the battery can be effectively blocked by the operation by the accurate voltage sensing.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

100 : 스위치부
200 : 과충전 판단부
300 : 스위치 구동부100:
200: overcharge judgment unit
300:

Claims (11)

투 코일(two-coil) 타입의 릴레이 및 타이머를 포함하며, 다수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈의 기설정된 특정 배터리 셀 사이에 개재되는 제 1 스위치부;
적어도 하나의 배터리 셀의 전압을 감지하여, 상기 배터리 셀의 충전 상태를 판단하는 과충전 판단부; 및
상기 과충전 판단부의 판단 결과에 따라, 상기 제 1 스위치부의 온/오프 동작 상태가 제어되도록 상기 제 1 스위치부의 동작 전압을 인가하는 제 2 스위치부;
를 포함하는 배터리 과충전 방지 장치.
A first switch part including a two-coil type relay and a timer and interposed between predetermined battery cells of a battery module including a plurality of battery cells;
An overcharge determination unit for sensing a voltage of at least one battery cell and determining a state of charge of the battery cell; And
A second switch unit for applying an operating voltage of the first switch unit so that the on / off operation state of the first switch unit is controlled according to the determination result of the overcharge determination unit;
And a battery.
제 1항에 있어서,
상기 배터리 과충전 방지 장치는
상기 제 1 스위치부, 과충전 판단부 및 제 2 스위치부를 수납 가능하게 형성되는 하우징부;
를 포함하는 배터리 과충전 방지 장치.
The method according to claim 1,
The battery overcharge protection device
A housing unit configured to store the first switch unit, the overcharge determination unit, and the second switch unit;
And a battery.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 스위치부는 투 코일 타입의 기계식 릴레이를 포함하며,
상기 동작 전압이 인가될 경우, 클로즈(close)되는 노말-오픈(Normal-open) 타입인 것을 특징으로 하는 배터리 과충전 방지 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first switch portion includes a two-coil type mechanical relay,
Wherein the battery is a normally-open type that is closed when the operating voltage is applied.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 스위치부의 두 개의 코일은 서로 다른 저항 크기를 갖는 것을 특징을 하는 배터리 과충전 방지 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the two coils of the first switch portion have different resistance magnitudes.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 스위치부는
상기 타이머 동작에 의해 기설정된 시간이 지난 후, 동작되는 코일이 스위칭되는 것을 특징으로 하는 배터리 과충전 방지 장치.
The method according to claim 1,
The first switch unit
Wherein the coil is switched after a predetermined time has elapsed due to the timer operation.
제 5항에 있어서,
상기 제 1 스위치부의 타이머는
상기 동작 전압이 인가될 경우, 두 개의 코일 중 저항이 더 작은 코일로 전원을 인가시키며, 기설정된 시간이 지난 후, 저항이 더 큰 코일로 전원을 인가시키는 것을 특징으로 하는 배터리 과충전 방지 장치.
6. The method of claim 5,
The timer of the first switch unit
Wherein when the operating voltage is applied, power is applied to the coils having a smaller resistance among the two coils, and power is applied to the coils having a larger resistance after a predetermined time elapses.
제 1항에 있어서,
상기 과충전 판단부는
상기 적어도 하나의 배터리 셀의 전압을 분배하는 입력전압 분배부; 및
상기 입력전압 분배부를 통해 입력된 전압이 일정전압 이상 감지되면 동작하는 전압 감지부;
를 포함하는 배터리 과충전 방지 장치.
The method according to claim 1,
The overcharge determination unit
An input voltage distributor for distributing a voltage of the at least one battery cell; And
A voltage detector operative when a voltage input through the input voltage divider is detected to be a predetermined voltage or more;
And a battery.
제 7항에 있어서,
상기 전압 감지부는 션트 레귤레이터로 구성되는 배터리 과충전 방지 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the voltage sensing unit comprises a shunt regulator.
제 1항에 있어서,
상기 특정 배터리 셀은
상기 배터리 모듈의 전기적 연결에서 중간에 위치하는 배터리 셀인 것을 특징으로 하는 배터리 과충전 방지 장치.
The method according to claim 1,
The specific battery cell
Wherein the battery cell is a battery cell located in the middle of the electrical connection of the battery module.
제 1항에 있어서,
상기 제 2 스위치부는 래칭 릴레이를 포함하는 배터리 과충전 방지 장치.
The method according to claim 1,
And the second switch unit includes a latching relay.
제 10항에 있어서,
상기 제 2 스위치부는
상기 과충전 판단부에서 상기 적어도 하나의 배터리 셀의 충전 상태를 과충전으로 판단할 경우,
상기 제 1 스위치부에 상기 동작 전압을 인가하지 않아, 상기 제 1 스위치부가 오픈(open)되는 배터리 과충전 방지 장치.
11. The method of claim 10,
The second switch unit
When the overcharge determining unit determines that the charging state of the at least one battery cell is overcharged,
Wherein the first switch unit is opened without applying the operation voltage to the first switch unit.
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