KR20180137308A - Battery module - Google Patents

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Abstract

Embodiments of the present invention provide a battery module capable of sensing charging and discharging of a battery cell by detecting expansion of the battery cell. According to one embodiment of the present invention, disclosed is a battery module, comprising: a plurality of battery cells arranged side by side; a first housing for surrounding and fixing the plurality of battery cells; a second housing spaced apart from the first housing and surrounding the first housing; and a contact sensor installed on the inner surface of the second housing facing the first housing and coming in contact with the first housing which expands together with expansion of the battery cells when the battery cells expand.

Description

배터리 모듈{Battery module}Battery module

본 발명의 실시예들은 배터리 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리 셀의 팽창을 감지하여 배터리 셀의 충전 및 방전을 제어할 수 있는 배터리 모듈에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery module, and more particularly, to a battery module capable of sensing charging and discharging of a battery cell by sensing expansion of the battery cell.

통상적으로 배터리 셀은 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 등의 에너지원으로 사용되며, 적용되는 외부기기의 종류에 따라 그 형태를 변화시켜 사용할 수 있다.Generally, a battery cell is used as an energy source for a mobile device, an electric vehicle, a hybrid vehicle, an electric power source, and the like, and the shape of the battery cell can be changed according to the type of an external device.

예컨대, 휴대폰과 같은 소형 모바일 기기는 단일 배터리 셀의 출력과 용량으로도 소정시간 동안 작동이 가능하다. 하지만, 전력소모가 많은 전기 자동차, 하이브리드 자동차와 같이 장시간, 고전력 구동이 필요한 경우에는 출력 및 용량을 높일 수 있도록 배터리 셀을 전기적으로 연결하여 대용량의 배터리 모듈을 구성할 수 있다.For example, a small mobile device such as a cellular phone can operate for a predetermined time with the output and capacity of a single battery cell. However, when a long time or high power operation is required, such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, which consumes a lot of electric power, a battery module of a large capacity can be constructed by electrically connecting the battery cells to increase output and capacity.

이와 같은 배터리 모듈은 내장된 배터리 셀의 개수에 따라 출력 전압이나 출력 전류를 조절할 수 있다. 또한, 이러한 배터리 모듈을 전기적으로 복수개 연결함으로써 배터리 팩을 구성할 수도 있다.Such a battery module can control an output voltage or an output current according to the number of the built-in battery cells. Also, a battery pack may be constructed by electrically connecting a plurality of such battery modules.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 실시예들의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 실시예들의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.The background art described above is technical information acquired by the inventor for the derivation of the embodiments of the present invention or obtained in the derivation process and can not necessarily be known technology disclosed to the general public before the application of the embodiments of the present invention none.

본 발명의 실시예들은 배터리 셀의 팽창을 감지하여 배터리 셀의 충전 및 방전을 제어할 수 있는 배터리 모듈을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a battery module capable of sensing charging and discharging of a battery cell by detecting expansion of the battery cell.

본 발명의 일 실시예는, 여러 개가 나란히 배치되는 복수개의 배터리 셀과, 복수개의 배터리 셀을 둘러싸 고정하는 제1 하우징과, 제1 하우징에 대해 소정 간격 이격되어 제1 하우징을 둘러싸는 제2 하우징과, 제1 하우징과 마주보는 제2 하우징의 내면에 설치되어, 배터리 셀이 팽창할 경우 배터리 셀의 팽창에 따라 함께 팽창하는 제1 하우징과 접촉하는 접촉감지센서를 포함하는 배터리 모듈을 개시한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a battery pack comprising a plurality of battery cells arranged in parallel, a first housing surrounding and enclosing a plurality of battery cells, a second housing spaced apart from the first housing by a predetermined distance, And a contact detection sensor which is provided on the inner surface of the second housing facing the first housing and contacts the first housing which expands together with the expansion of the battery cell when the battery cell expands.

본 실시예에 있어서, 복수개의 배터리 셀은 제1 방향을 따라 나란히 배치되고, 제2 하우징은 제1 하우징에 대해 제1 방향을 따라 소정 간격 이격되어 제1 하우징을 둘러쌀 수 있다.In this embodiment, the plurality of battery cells may be arranged along the first direction, and the second housing may surround the first housing at a predetermined distance from the first housing along the first direction.

본 실시예에 있어서, 제1 하우징의 강성(rigidity)은 제2 하우징의 강성보다 클 수 있다.In this embodiment, the rigidity of the first housing may be greater than the rigidity of the second housing.

본 실시예에 있어서, 접촉감지센서는 푸시 스위치(push switch), 로드셀(load-cell) 및 리니어 센서(linear sensor)를 포함할 수 있다.In this embodiment, the contact detection sensor may include a push switch, a load-cell, and a linear sensor.

본 실시예에 있어서, 복수개의 배터리 셀 및 접촉감지센서와 전기적으로 연결되어 배터리 셀의 충전 및 방전을 제어하는 보호회로모듈을 더 포함할 수 있다.In this embodiment, the battery pack may further include a protection circuit module electrically connected to the plurality of battery cells and the contact detection sensor to control charging and discharging of the battery cell.

본 실시예에 있어서, 보호회로모듈은, 접촉감지센서와 제1 하우징이 접촉할 경우, 복수개의 배터리 셀에 대한 충전을 중지시키는 충전중지모드와, 접촉감지센서와 제1 하우징이 접촉하여 복수개의 배터리 셀의 충전이 중지된 이후, 다시 접촉감지센서와 제1 하우징이 분리될 경우, 복수개의 배터리 셀에 대한 충전을 재개하는 충전재개모드 중 하나의 모드로 작동할 수 있다.In the present embodiment, the protection circuit module includes a charge stop mode for stopping charging of the plurality of battery cells when the contact detection sensor and the first housing are in contact with each other, And resume charging of the plurality of battery cells when the contact detection sensor and the first housing are separated again after the charging of the battery cell is stopped.

본 발명의 다른 실시예는 여러 개가 나란히 배치되는 복수개의 배터리 셀과, 복수개의 배터리 셀을 둘러싸 고정하는 제1 하우징과, 제1 하우징에 대해 소정 간격 이격되어 제1 하우징을 둘러싸는 제2 하우징을 포함하는 복수개의 배터리 모듈과, 복수개의 배터리 모듈 중 하나 이상의 배터리 모듈에 설치되며, 제1 하우징과 마주보는 제2 하우징의 내면에 설치되어, 배터리 셀이 팽창할 경우 배터리 셀의 팽창에 따라 함께 팽창하는 제1 하우징과 접촉하는 접촉감지센서를 포함하는 배터리 팩을 개시한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a battery pack comprising a plurality of battery cells arranged in parallel, a first housing surrounding and enclosing a plurality of battery cells, and a second housing spaced apart from the first housing and surrounding the first housing, And a plurality of battery modules installed in one or more battery modules of the plurality of battery modules and installed on the inner surface of the second housing facing the first housing so that when the battery cells expand, And a contact detection sensor in contact with the first housing.

본 실시예에 있어서, 복수개의 배터리 셀 및 접촉감지센서와 전기적으로 연결되어 배터리 셀의 충전 및 방전을 제어하는 보호회로모듈을 더 포함하고, 보호회로모듈은, 접촉감지센서와 제1 하우징이 접촉할 경우, 복수개의 배터리 모듈의 복수개의 배터리 셀에 대한 충전을 중지시키는 충전중지모드와, 접촉감지센서와 제1 하우징이 접촉하여 복수개의 배터리 모듈의 복수개의 배터리 셀의 충전이 중지된 이후, 다시 접촉감지센서와 제1 하우징이 분리될 경우, 복수개의 배터리 모듈의 복수개의 배터리 셀에 대한 충전을 재개하는 충전재개모드 중 하나의 모드로 작동하는 배터리 모듈을 개시한다.In the present embodiment, the battery pack further includes a protection circuit module electrically connected to the plurality of battery cells and the contact detection sensor to control charging and discharging of the battery cell, wherein the protection circuit module includes: A charging stop mode for stopping the charging of the plurality of battery cells of the plurality of battery modules and a charging stop mode for stopping the charging of the plurality of battery cells of the plurality of battery modules after the contact detection sensor and the first housing are in contact with each other And resumes charging the plurality of battery cells of the plurality of battery modules when the contact detection sensor and the first housing are separated from each other.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.

본 발명의 실시예들에 따른 배터리 모듈에 의하면, 배터리 셀을 고정하는 하우징을 이중으로 형성하고, 배터리 셀의 팽창에 따른 내부 하우징의 팽창을 감지하는 접촉감지센서를 외부 하우징의 내면에 설치함으로써 간단한 구성으로 배터리 셀의 팽창을 감지할 수 있는 배터리 모듈을 제공할 수 있다.According to the battery module according to the embodiments of the present invention, the housing for fixing the battery cells is formed in a double shape and the contact detection sensor for sensing the expansion of the inner housing due to the expansion of the battery cell is provided on the inner surface of the outer housing, A battery module capable of sensing the expansion of the battery cell can be provided.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 배터리 모듈에 의하면, 배터리 셀의 팽창을 감지하여 배터리 모듈의 충전을 제어함으로써, 배터리 셀의 팽창 시 배터리 모듈로부터 외부 장치로의 전력 공급을 지속할 수 있는 배터리 모듈을 제공할 수 있다.In addition, according to the battery module according to the embodiments of the present invention, by detecting the expansion of the battery cell and controlling the charging of the battery module, a battery capable of continuously supplying power from the battery module to the external device upon expansion of the battery cell Module can be provided.

물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 배터리 모듈을 분해하여 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 배터리 모듈을 조립하여 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 I-I선을 절개하여 나타낸 절개도이다.
도 4는 도 3의 배터리 셀들이 팽창할 경우 제1 하우징이 함께 팽창함에 따라 제1 하우징과 접촉감지센서가 접촉하는 모습을 나타내는 개념도이다.
도 5는 도 2의 배터리 모듈 두 개가 서로 연결된 배터리 팩에서 접촉감지센서의 설치 위치를 나타낸 평면도이다.1 is an exploded perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of the battery module of FIG. 1 assembled.
Fig. 3 is an incision drawing showing the incision of line II in Fig.
FIG. 4 is a conceptual view showing a state in which the first housing contacts the contact detection sensor as the first housing expands when the battery cells of FIG. 3 are expanded.
FIG. 5 is a plan view showing an installation position of a contact detection sensor in a battery pack in which two battery modules shown in FIG. 2 are connected to each other.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. The effects and features of the present invention and methods of achieving them will be apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be implemented in various forms.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수개의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.In the following embodiments, the terms first, second, and the like are used for the purpose of distinguishing one element from another element, not the limitative meaning. Also, the singular < RTI ID = 0.0 > expression < / RTI > includes plural representations unless the context clearly dictates otherwise. Also, the terms include, including, etc. mean that there is a feature, or element, recited in the specification and does not preclude the possibility that one or more other features or components may be added.

또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.Also, in the drawings, for convenience of explanation, the components may be exaggerated or reduced in size. For example, the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, and thus the present invention is not necessarily limited to those shown in the drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like or corresponding components throughout the drawings, and a duplicate description thereof will be omitted .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 배터리 모듈을 분해하여 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 배터리 모듈을 조립하여 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2의 I-I선을 절개하여 나타낸 절개도이고, 도 4는 도 3의 배터리 셀들이 팽창할 경우 제1 하우징이 함께 팽창함에 따라 제1 하우징과 접촉감지센서가 접촉하는 모습을 나타내는 개념도이다.FIG. 1 is an exploded perspective view of a battery module according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the battery module of FIG. 1. FIG. And FIG. 4 is a conceptual view showing a state in which the first housing contacts the contact detection sensor as the first housing expands together when the battery cells of FIG. 3 are expanded.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 관한 배터리 모듈(100)은 배터리 셀(110)과, 제1 하우징(120)과, 제2 하우징(130) 및 접촉감지센서(140)를 포함할 수 있다.1 to 3, a battery module 100 according to an embodiment of the present invention includes a battery cell 110, a first housing 120, a second housing 130, and a contact detection sensor 140 ).

배터리 셀(110)은 제1 방향을 따라 복수개가 나란히 배치될 수 있다. 상세히, 도면에 도시하지는 않았으나, 배터리 셀(110)은 세퍼레이터(미도시)를 사이에 두고, 이의 양측에 양극판(미도시)과 음극판(미도시)이 배치되는 전극조립체(미도시)를 내부에 구비하여, 기설정된 양의 전력을 충전 및 방전시키는 통상적인 구조로 구성될 수 있다. 그리고, 각 배터리 셀(110)의 일면에는 제1 단자(111)와 제2 단자(112)가 일정 간격을 유지한 상태로 돌출될 수 있다.A plurality of battery cells 110 may be arranged along the first direction. In detail, although not shown in the drawing, the battery cell 110 has an electrode assembly (not shown) in which a positive electrode plate (not shown) and a negative electrode plate (not shown) are disposed on both sides of a separator And may have a conventional structure for charging and discharging a predetermined amount of electric power. The first terminal 111 and the second terminal 112 may protrude from one surface of each battery cell 110 while maintaining a predetermined gap therebetween.

도면에 도시되지는 않았으나, 어느 하나의 배터리 셀(110)의 제1 단자(111) 및 제2 단자(112)는 인접하는 다른 배터리 셀(110)의 제1 단자(111) 및 제2 단자(112)와 버스바(미도시)를 매개로 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 제1 단자(111)와 제2 단자(112)는 각각 양극 또는 음극의 극성을 가질 수 있다.The first terminal 111 and the second terminal 112 of one of the battery cells 110 are connected to the first terminal 111 and the second terminal 112 of the adjacent battery cell 110, 112 and a bus bar (not shown). Here, the first terminal 111 and the second terminal 112 may have polarities of a positive electrode or a negative electrode, respectively.

이와 같이, 버스바를 통해 서로 전기적으로 연결되는 복수개의 제1 단자(111)와 복수개의 제2 단자(112)는 하나의 양극 단자(미도시) 및 음극 단자(미도시)로 구성되어, 후술할 제1 하우징(120) 및 제2 하우징(130)과 함께 복수개의 배터리 셀(110)들의 상측을 둘러싸는 커버 하우징(120c)의 외부로 노출될 수 있다.As described above, the plurality of first terminals 111 and the plurality of second terminals 112 electrically connected to each other through the bus bar are composed of one positive terminal (not shown) and a negative terminal (not shown) The first housing 120 and the second housing 130 may be exposed to the outside of the cover housing 120c surrounding the upper side of the plurality of battery cells 110. [

또한, 배터리 모듈(100)은 배터리 셀(110)과 마찬가지로 복수개가 구비되어 여러 개가 하나의 배터리 팩(미도시)으로 구성될 수 있으며, 이러한 경우 양극 단자와 음극 단자들 또한 각 배터리 모듈(100)마다 하나씩 구비되어 복수개의 양극 단자와 음극 단자가 버스바(미도시)를 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.In addition, the battery module 100 may include a plurality of battery packs (not shown). In this case, the positive and negative terminals may also be connected to the respective battery modules 100, So that a plurality of positive and negative terminals can be electrically connected to each other through a bus bar (not shown).

제1 하우징(120)은 복수개의 배터리 셀(110)을 둘러싸 고정할 수 있다. 즉, 제1 하우징(120)은 배터리 셀(110)의 넓은 면과 대면하는 한 쌍의 엔드 하우징(120e)과, 엔드 하우징(120e)에 연결되어 배터리 셀(110)의 측면과 대면하는 한 쌍의 사이드 하우징(120s)과, 배터리 셀(110)의 상측과 대면하는 커버 하우징(120c)을 포함할 수 있다. 이러한 엔드 하우징(120e), 사이드 하우징(120s) 및 커버 하우징(120c)은 복수개의 배터리 셀(110)을 하나의 배터리 모듈(100)로써 고정하기 위한 것으로, 이들의 형상은 배터리 모듈(100)의 형상에 따라 다양하게 변형될 수 있다.The first housing 120 may surround and fix the plurality of battery cells 110. That is, the first housing 120 includes a pair of end housings 120e that face a wide surface of the battery cell 110, and a pair of first and second housings 120a and 120b that are connected to the end housing 120e and face the side surface of the battery cell 110, And a cover housing 120c facing the upper side of the battery cell 110. The cover housing 120c and the cover housing 120c face each other. The end housing 120e, the side housing 120s and the cover housing 120c are for fixing a plurality of battery cells 110 with one battery module 100, And can be variously modified depending on the shape.

제2 하우징(130)은 제1 하우징(120)에 대해 소정 간격 이격되어 제1 하우징(120)을 둘러쌀 수 있다. 이러한 구조적인 특징에 따라, 제1 하우징(120)과 제2 하우징(130) 사이에는 내부공간(IS)이 형성될 수 있다. 예컨대, 이러한 내부공간(IS)은 배터리 셀(110)의 넓은 면이 대향하는 방향을 따라 제1 하우징(120)의 외측에 형성될 수 있다. 이러한 내부공간(IS)은 복수개의 배터리 셀(110)들이 온도의 영향이나 자체적인 불량에 의해, 또는 과충전이나 과방전에 의해 부풀어 오르는 경우, 배터리 셀(110)의 팽창에 따라 함께 팽창하는 제1 하우징(120)이 팽창할 수 있는 여분의 공간이 될 수 있다.The second housing 130 may surround the first housing 120 at a predetermined distance from the first housing 120. According to this structural feature, an inner space IS may be formed between the first housing 120 and the second housing 130. [ For example, the inner space IS may be formed on the outer side of the first housing 120 along the direction in which the large surface of the battery cell 110 faces. When the plurality of battery cells 110 are inflated due to the influence of temperature or their own defects or due to overcharging or overdischarging, the internal space IS may be expanded into the first housing 110, which is expanded together with the expansion of the battery cell 110, It can be an extra space in which the battery 120 can expand.

상세히, 도면에 도시된 바와 같이 내부공간(IS)은 제1 방향을 따라 제1 하우징(120)의 외측에 형성될 수 있는데, 이는 배터리 셀(110)의 구조적인 특징 때문이다. 즉, 도면에 도시된 배터리 셀(110)들은 각각 넓은 면이 서로 맞닿도록 배치되어 있는 바, 배터리 셀(110)의 팽창에 의해 주로 변형이 일어나는 방향은 바로 제1 방향이므로, 제1 하우징(120)과 제2 하우징(130)의 사이에 헝성되는 내부공간(IS)은 제1 방향을 따라 제1 하우징(120)의 외측에 형성됨이 바람직하다. 하지만, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않으며, 설명의 편의를 위해 도면에는 도시되지는 않았으나 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 제1 하우징(120)의 외측에 형성될 수도 있다.In detail, the inner space IS may be formed outside the first housing 120 along the first direction, as shown in the drawing, due to the structural characteristics of the battery cell 110. In other words, the battery cells 110 shown in the figure are arranged such that their wide surfaces are in contact with each other. Since the direction in which deformation of the battery cell 110 mainly occurs is the first direction, the first housing 120 And the second housing 130 are formed on the outer side of the first housing 120 along the first direction. However, the embodiments of the present invention are not limited thereto and may be formed on the outside of the first housing 120 along the second direction intersecting the first direction, though they are not shown in the drawings for convenience of explanation.

한편, 제1 하우징(120)의 강성(rigidity)은 제2 하우징(130)의 강성보다 크게 형성될 수 있다. 즉, 배터리 셀(110)과 직접적으로 접촉하여 배터리 셀(110)을 고정하는 제1 하우징(120)은 상대적으로 큰 강성을 갖는 소재로 형성되어 배터리 셀(110)을 고정하되, 배터리 셀(110)과 직접적으로 접촉하지 않는 제2 하우징(130)은 제1 하우징(120)보다 작은 강성을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 여기서, 제2 하우징(130)은 전체적인 배터리 모듈(100)의 경계면을 정의하는 구성요소로써, 외부 장치의 특정 위치에 배터리 모듈(100)을 설치할 경우 그 규격에 알맞은 크기/부피로 제작될 수 있다.Meanwhile, the rigidity of the first housing 120 may be greater than the rigidity of the second housing 130. That is, the first housing 120, which directly contacts the battery cell 110 and fixes the battery cell 110, is formed of a material having a relatively large rigidity to fix the battery cell 110, The second housing 130 may be formed of a material having a stiffness smaller than that of the first housing 120. Here, the second housing 130 is a component that defines the entire interface of the battery module 100. When the battery module 100 is installed at a specific position of the external device, the second housing 130 may be manufactured in a size / volume suitable for the standard .

접촉감지센서(140)는 제1 하우징(120)과 마주보는 제2 하우징(130)의 내면에 설치되어, 도 4에 도시된 바와 같이 배터리 셀(110)이 팽창할 경우 배터리 셀(110)의 팽창에 따라 함께 팽창하는 제1 하우징(120)과 접촉할 수 있다. 예컨대, 접촉감지센서(140)는 푸시 스위치(push switch), 로드셀(load-cell) 및 리니어 센서(linear sensor)를 포함할 수 있다.The contact detection sensor 140 is installed on the inner surface of the second housing 130 facing the first housing 120 so that when the battery cell 110 expands as shown in FIG. And can contact the first housing 120, which expands together with expansion. For example, the touch sensing sensor 140 may include a push switch, a load-cell, and a linear sensor.

그리고, 배터리 모듈(100)은 복수개의 배터리 셀(110) 및 접촉감지센서(140)와 전기적으로 연결되어, 배터리 셀(110)의 충전 및 방전을 제어하는 보호회로모듈(150)을 더 포함할 수 있다.The battery module 100 further includes a protection circuit module 150 electrically connected to the plurality of battery cells 110 and the contact detection sensor 140 to control charging and discharging of the battery cell 110 .

이하에서 보호회로모듈(150)의 작동 방법에 대해 더 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of operating the protection circuit module 150 will be described in more detail.

상세히, 보호회로모듈(150)은 접촉감지센서(140)와 제1 하우징(120)이 접촉할 경우, 복수개의 배터리 셀(110)에 대한 충전을 중지시키는 충전중지모드와, 접촉감지센서(140)와 제1 하우징(120)이 접촉하여 복수개의 배터리 셀(110)의 충전이 중지된 이후, 배터리 셀(110)이 수축하여 다시 접촉감지센서(140)와 제1 하우징(120)의 접촉이 해제될 경우, 복수개의 배터리 셀(110)에 대한 충전을 재개하는 충전재개모드 중 하나의 모드로 작동할 수 있다.In detail, the protection circuit module 150 may include a charge stop mode for stopping the charging of the plurality of battery cells 110 when the contact detection sensor 140 and the first housing 120 are in contact with each other, The contact of the battery cell 110 with the contact detection sensor 140 and the contact of the first housing 120 is stopped after the contact of the first housing 120 and the first housing 120 causes the battery cells 110 to stop charging, When the battery cell 110 is released, it can operate in one of the charging resume modes for resuming charging of the plurality of battery cells 110. [

즉, 도 3에 도시된 상태, 즉 배터리 셀(110)들이 정상적으로 충전 또는 방전되고 있는 상태에서는 제1 하우징(120)과 접촉감지센서(140)가 접촉하지 않으므로, 접촉감지센서(140)는 비활성(inactive) 상태를 유지하며, 보호회로모듈(150)은 계속해서 배터리 셀(110)의 충전 및 방전이 이루어지도록 배터리 셀(110)을 제어할 수 있다.That is, in the state shown in FIG. 3, that is, when the battery cells 110 are normally charged or discharged, since the first housing 120 and the contact detection sensor 140 are not in contact with each other, the protection circuit module 150 maintains the inactive state and the protection circuit module 150 can control the battery cell 110 so that the battery cell 110 is continuously charged and discharged.

만약, 도 4에 도시된 것처럼 배터리 셀(110)들이 팽창할 경우 제1 하우징(120) 또한 제2 하우징(130)을 향하는 방향으로 팽창하게 되며, 결국 제1 하우징(120)의 외면은 접촉감지센서(140)와 접촉하게 된다. 이러한 경우, 접촉감지센서(140)는 활성화(active)되며, 이러한 접촉감지센서(140)의 활성화 신호는 보호회로모듈(150)에 전달될 수 있다. 접촉감지센서(140)로부터 활성화 신호를 전달받은 보호회로모듈(150)은 배터리 모듈(100)을 충전중지모드로 제어할 수 있다. 4, when the battery cells 110 are expanded, the first housing 120 also expands in the direction toward the second housing 130. As a result, the outer surface of the first housing 120 is contact- And comes into contact with the sensor 140. In this case, the contact detection sensor 140 is activated, and the activation signal of the contact detection sensor 140 may be transmitted to the protection circuit module 150. The protection circuit module 150 receiving the activation signal from the contact detection sensor 140 can control the battery module 100 in the charge stop mode.

여기서, 배터리 모듈(100)이 충전중지모드르 작동할 경우에도 배터리 셀(110)의 방전은 지속적으로 가능하다. 즉, 접촉감지센서(140)가 활성화되더라도, 배터리 셀(110)은 계속해서 외부 장치에 전력을 공급할 수 있다. 예컨대, 배터리 셀(110)은 접촉감지센서(140)가 활성화되는 경우에도 전기자동차에 지속적으로 전력을 공급할 수 있다.Here, even when the battery module 100 operates in the charge stop mode, the discharge of the battery cell 110 is continuously possible. That is, even if the contact detection sensor 140 is activated, the battery cell 110 can continuously supply power to the external device. For example, the battery cell 110 can continuously supply electric power to the electric vehicle even when the contact detection sensor 140 is activated.

만약 배터리 셀(110)의 팽창을 감지하여 배터리 셀(110)의 충전을 중지할 뿐만 아니라, 배터리 모듈(100)과 외부 장치의 전기적인 연결을 차단하는 경우, 배터리 셀(110)들을 보호하는 효과는 얻을 수 있으나 전기자동차에 대한 전력 공급 또한 순간적으로 중지될 수 있다. 이와 같이 전기자동차에 전력 공급이 중단될 경우, 전기자동차는 순간적으로 동력을 생산할 수 없게 되어 사고를 유발할 수 있는 위험성이 있다.In addition to stopping the charging of the battery cell 110 by sensing the expansion of the battery cell 110 and blocking the electrical connection between the battery module 100 and the external device, But the power supply to the electric vehicle can also be momentarily stopped. If the electric power supply to the electric vehicle is interrupted as described above, there is a danger that the electric vehicle can not instantaneously produce power and cause an accident.

반면, 본 발명의 실시예들에 따른 배터리 모듈(100)에 의하면, 전기자동차의 주행 중에 배터리 셀(110)에 이상이 발생하여 배터리 셀(110)이 부풀어오를 경우에도, 배터리 셀(110)은 전기자동차에 지속적으로 전력을 공급할 수 있다. 다만, 배터리 모듈(100)의 충전을 중지함으로써, 배터리 셀(110)의 팽창으로 인한 배터리 모듈(100)의 파손 및 폭발을 방지할 수 있다.According to the battery module 100 according to the embodiments of the present invention, even when an abnormality occurs in the battery cell 110 during traveling of the electric vehicle and the battery cell 110 is inflated, Electric vehicles can be supplied continuously. However, by stopping the charging of the battery module 100, breakage and explosion of the battery module 100 due to expansion of the battery cell 110 can be prevented.

도 5는 도 2의 배터리 모듈 두 개가 서로 연결된 배터리 팩에서 접촉감지센서의 설치 위치를 나타낸 평면도이다.FIG. 5 is a plan view showing an installation position of a contact detection sensor in a battery pack in which two battery modules shown in FIG. 2 are connected to each other.

상술한 바와 같이, 배터리 모듈(100)은 복수개가 나란히 설치되어 하나의 배터리 팩(200)으로 구성될 수도 있다. 도 5에 도시된 배터리 팩(200)은 하나의 예시로써, 여러 개의 배터리 모듈(100a)(100b)들 중 하나의 배터리 모듈(100b)에 접촉감지센서(140)가 설치되는 경우을 도시한다.As described above, a plurality of battery modules 100 may be installed side-by-side to form one battery pack 200. The battery pack 200 shown in FIG. 5 is one example of a case where the contact detection sensor 140 is installed in one of the battery modules 100a and 100b.

도 5에 도시된 바와 같이, 접촉감지센서(140)가 하나의 배터리 모듈(100b)에 설치될 경우에도 배터리 팩(200)에서 배터리 셀(110)의 팽창이 발생할 경우 이를 감지할 수 있으며, 이를 통해 배터리 팩(200)을 구성하는 모든 배터리 모듈(100a)(100b)의 충전을 동시에 중지시킬 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않으며, 접촉감지센서(140)는 복수개의 배터리 모듈(100a)(100b)에 각각 설치될 수도 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 하나의 배터리 모듈(100b)에 접촉감지센서(140)가 설치된 경우를 중심으로 설명하기로 한다.5, when the contact detection sensor 140 is installed in one battery module 100b, when the battery cell 110 is expanded in the battery pack 200, The charging of all the battery modules 100a and 100b constituting the battery pack 200 can be stopped at the same time. However, the embodiments of the present invention are not limited thereto, and the contact detection sensor 140 may be installed in each of the plurality of battery modules 100a and 100b. Hereinafter, for the sake of convenience of explanation, the case where the contact detection sensor 140 is installed in one battery module 100b will be described.

또한, 도 5에는 설명의 편의를 위해 두 개의 배터리 모듈(100a)(100b)과 하나의 배터리 모듈(100b)에 설치되는 접촉감지센서(140)만을 개시했으나, 본 발명의 실시예들은 두 개 이상의 복수개의 배터리 모듈(100)을 포함하는 배터리 팩(200)에도 동일하게 적용할 수 있다. 즉, 도면에는 도시되지 않았으나 예컨대 열 개의 배터리 모듈(100)이 하나의 배터리 팩(200)을 구성하는 그러한 구조의 경우에도, 그 중 하나의 배터리 모듈(100)에 접촉감지센서(140)가 설치될 수 있으며, 하나의 접촉감지센서(140)의 활성화/비활성화 유무에 따라 전체적인 배터리 팩(200)의 충전 및 방전을 제어할 수 있다.5, only the two battery modules 100a and 100b and the contact detection sensor 140 installed in one battery module 100b are disclosed. However, the embodiments of the present invention are not limited thereto. The present invention is equally applicable to a battery pack 200 including a plurality of battery modules 100. That is, although not shown in the drawing, for example, even in the case of such a structure in which ten battery modules 100 constitute one battery pack 200, a contact detection sensor 140 is installed in one of the battery modules 100 And the charging and discharging of the battery pack 200 as a whole can be controlled depending on whether one touch detection sensor 140 is activated or deactivated.

물론, 이러한 배터리 팩(200)의 충전 및 방전을 제어하는 구성요소인 보호회로모듈(150)은 상술한 바와 같이 각각의 배터리 모듈(100)에 구비될 수 있으며, 접촉감지센서(140)와 전기적으로 연결되어 전체적인 배터리 팩(200)의 충전 및 방전을 제어할 수 있다.Of course, the protection circuit module 150, which is a component for controlling the charging and discharging of the battery pack 200, may be provided in each battery module 100 as described above, So that the charging and discharging of the battery pack 200 as a whole can be controlled.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.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 exemplary embodiments, and that various changes and modifications may be made therein without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100: 배터리 모듈 130: 제2 하우징
110: 배터리 셀 140: 접촉감지센서
111: 제1 단자 150: 보호회로모듈
112: 제2 단자 200: 배터리 팩
120: 제1 하우징100: battery module 130: second housing
110: battery cell 140: contact detection sensor
111: first terminal 150: protection circuit module
112: second terminal 200: battery pack
120: first housing

Claims (8)

여러 개가 나란히 배치되는 복수개의 배터리 셀;
상기 복수개의 배터리 셀을 둘러싸 고정하는 제1 하우징;
상기 제1 하우징에 대해 소정 간격 이격되어 상기 제1 하우징을 둘러싸는 제2 하우징; 및
상기 제1 하우징과 마주보는 상기 제2 하우징의 내면에 설치되어, 상기 배터리 셀이 팽창할 경우 상기 배터리 셀의 팽창에 따라 함께 팽창하는 상기 제1 하우징과 접촉하는 접촉감지센서;를 포함하는, 배터리 모듈.A plurality of battery cells arranged side by side;
A first housing surrounding and enclosing the plurality of battery cells;
A second housing spaced apart from the first housing such that the second housing surrounds the first housing; And
And a contact detection sensor installed on an inner surface of the second housing facing the first housing and contacting the first housing which expands together with the expansion of the battery cell when the battery cell expands, module. 제1 항에 있어서,
상기 복수개의 배터리 셀은 제1 방향을 따라 나란히 배치되고,
상기 제2 하우징은 상기 제1 하우징에 대해 상기 제1 방향을 따라 소정 간격 이격되어 상기 제1 하우징을 둘러싸는, 배터리 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of battery cells are arranged side by side along a first direction,
Wherein the second housing surrounds the first housing with a predetermined spacing along the first direction relative to the first housing. 제1 항에 있어서,
상기 제1 하우징의 강성(rigidity)은 상기 제2 하우징의 강성보다 큰, 배터리 모듈.The method according to claim 1,
Wherein a rigidity of the first housing is greater than a rigidity of the second housing. 제1 항에 있어서,
상기 접촉감지센서는 푸시 스위치(push switch), 로드셀(load-cell) 및 리니어 센서(linear sensor)를 포함하는, 배터리 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the contact detection sensor includes a push switch, a load-cell, and a linear sensor. 제1 항에 있어서,
상기 복수개의 배터리 셀 및 상기 접촉감지센서와 전기적으로 연결되어 상기 배터리 셀의 충전 및 방전을 제어하는 보호회로모듈을 더 포함하는, 배터리 모듈.The method according to claim 1,
And a protection circuit module electrically connected to the plurality of battery cells and the contact detection sensor to control charging and discharging of the battery cell. 제5 항에 있어서,
상기 보호회로모듈은,
상기 접촉감지센서와 상기 제1 하우징이 접촉할 경우, 상기 복수개의 배터리 셀에 대한 충전을 중지시키는 충전중지모드와,
상기 접촉감지센서와 상기 제1 하우징이 접촉하여 상기 복수개의 배터리 셀의 충전이 중지된 이후, 다시 상기 접촉감지센서와 상기 제1 하우징이 분리될 경우, 상기 복수개의 배터리 셀에 대한 충전을 재개하는 충전재개모드 중 하나의 모드로 작동하는, 배터리 모듈.6. The method of claim 5,
The protection circuit module includes:
A charging stop mode for stopping the charging of the plurality of battery cells when the contact detection sensor and the first housing are in contact with each other,
When the contact detection sensor and the first housing are disconnected again after the contact detection sensor and the first housing are in contact with each other and the charging of the plurality of battery cells is stopped, charging of the plurality of battery cells is resumed A battery module that operates in one of the recharge mode. 여러 개가 나란히 배치되는 복수개의 배터리 셀과, 상기 복수개의 배터리 셀을 둘러싸 고정하는 제1 하우징과, 상기 제1 하우징에 대해 소정 간격 이격되어 상기 제1 하우징을 둘러싸는 제2 하우징을 포함하는 복수개의 배터리 모듈; 및
상기 복수개의 배터리 모듈 중 하나 이상의 배터리 모듈에 설치되며, 상기 제1 하우징과 마주보는 상기 제2 하우징의 내면에 설치되어, 상기 배터리 셀이 팽창할 경우 상기 배터리 셀의 팽창에 따라 함께 팽창하는 상기 제1 하우징과 접촉하는 접촉감지센서를 포함하는, 배터리 팩.A plurality of battery cells arranged in parallel with each other, a first housing surrounding and enclosing the plurality of battery cells, and a plurality of second housings spaced apart from the first housing and surrounding the first housing, A battery module; And
The battery pack according to any one of claims 1 to 3, wherein the battery pack is installed in at least one battery module of the plurality of battery modules, and is installed on an inner surface of the second housing facing the first housing, A battery pack comprising a contact detection sensor in contact with a housing. 제7 항에 있어서,
상기 복수개의 배터리 셀 및 상기 접촉감지센서와 전기적으로 연결되어 상기 복수개의 배터리 셀의 충전 및 방전을 제어하는 보호회로모듈을 더 포함하고,
상기 보호회로모듈은,
상기 접촉감지센서와 상기 제1 하우징이 접촉할 경우, 상기 복수개의 배터리 모듈의 상기 복수개의 배터리 셀에 대한 충전을 중지시키는 충전중지모드와,
상기 접촉감지센서와 상기 제1 하우징이 접촉하여 상기 복수개의 배터리 모듈의 상기 복수개의 배터리 셀의 충전이 중지된 이후, 다시 상기 접촉감지센서와 상기 제1 하우징이 분리될 경우, 상기 복수개의 배터리 모듈의 상기 복수개의 배터리 셀에 대한 충전을 재개하는 충전재개모드 중 하나의 모드로 작동하는, 배터리 팩.8. The method of claim 7,
Further comprising a protection circuit module electrically connected to the plurality of battery cells and the contact detection sensor to control charging and discharging of the plurality of battery cells,
The protection circuit module includes:
A charging stop mode for stopping the charging of the plurality of battery cells of the plurality of battery modules when the contact detection sensor and the first housing are in contact with each other,
When the contact detection sensor and the first housing come into contact with each other and the charging of the plurality of battery cells of the plurality of battery modules is stopped and then the contact detection sensor and the first housing are separated again, Wherein the battery pack is operated in one of a charge resume mode for resuming charging of the plurality of battery cells of the battery pack.
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