KR20190118434A - 수분 검출 장치 및 방법 - Google Patents

수분 검출 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190118434A
KR20190118434A KR1020180041760A KR20180041760A KR20190118434A KR 20190118434 A KR20190118434 A KR 20190118434A KR 1020180041760 A KR1020180041760 A KR 1020180041760A KR 20180041760 A KR20180041760 A KR 20180041760A KR 20190118434 A KR20190118434 A KR 20190118434A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
touch panel
battery module
moisture
contact position
cooling
Prior art date
Application number
KR1020180041760A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102552491B1 (ko
Inventor
윤종후
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
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 현대자동차주식회사, 기아자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020180041760A priority Critical patent/KR102552491B1/ko
Priority to US16/028,509 priority patent/US10840568B2/en
Publication of KR20190118434A publication Critical patent/KR20190118434A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102552491B1 publication Critical patent/KR102552491B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/01—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium
    • G08B25/08—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium using communication transmission lines
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63—Control systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/16—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/16—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means
    • G01M3/18—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/24—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/38—Investigating fluid-tightness of structures by using light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
    • G01N27/223—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance for determining moisture content, e.g. humidity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/36—Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • G08B21/20—Status alarms responsive to moisture
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B5/00—Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied
    • G08B5/22—Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied using electric transmission; using electromagnetic transmission
    • G08B5/36—Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied using electric transmission; using electromagnetic transmission using visible light sources
    • 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
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • 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
    • H01M10/488—Cells or batteries combined with indicating means for external visualization of the condition, e.g. by change of colour or of light density
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6552—Closed pipes transferring heat by thermal conductivity or phase transition, e.g. heat pipes
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M2/1077—
    • 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
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/258—Modular batteries; Casings provided with means for assembling
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • 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)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)

Abstract

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 수분 검출 장치는 전력을 생산하여 외부로 공급하는 적어도 하나의 배터리 모듈; 상기 배터리 모듈을 수용하는 하우징; 및 수분이 일면에 접촉하면 상기 수분의 접촉 위치를 감지하는 터치 패널을 포함하고, 상기 터치 패널은, 상기 배터리 모듈이 형성된 제1 영역에 위치하는 제1 터치 패널을 포함한다.

Description

수분 검출 장치 및 방법{The Apparatus And The Method For Detecting Water}
본 발명은 수분 검출 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이차 전지의 폭발 및 발화를 미연에 방지할 수 있고, 안전성 및 신뢰성을 확보할 수 있는 수분 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이차 전지의 종류로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 폴리머 전지 등이 있다. 이러한 이차 전지는 디지털 카메라, P-DVD, MP3P, 휴대폰, PDA, Portable Game Device, Power Tool 및 E-bike 등의 소형 제품뿐만 아니라, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 고출력이 요구되는 대형 제품과 잉여 발전 전력이나 신재생 에너지를 저장하는 전력 저장 장치와 백업용 전력 저장 장치에도 적용되어 사용되고 있다.
최근에는 이러한 대형 제품, 예를 들어 전기 자동차에 적용되는 이차 전지의 경우에는, 전기 자동차의 주행 거리 및 속력을 증가하기 위해, 성능을 개선하여 출력 및 수명을 증가시키기 위한 개발이 진행되고 있다. 그런데, 이차 전지의 성능이 개선될수록, 내부에 수납되는 배터리 셀의 수 및 용량이 증가하므로, 이차 전지가 위험에 노출되어 폭발이 발생할 때 폭발력 또한 증가한다. 따라서, 이차 전지의 성능 개선과 함께 안전성 및 신뢰성 확보가 더욱 중요해지고 있다.
특히, 전기 자동차에는 이차 전지를 냉각하기 위한 냉각 시스템이 적용된다. 이러한 냉각 시스템에는 크게 냉각수로 냉각하는 수냉식 및 공기로 냉각하는 공랭식 등의 방식이 있다. 수냉식 냉각 시스템의 경우, 일반적으로 냉각수가 밀폐된 구조의 시스템 내에서 순환하므로 냉각수가 누출되지 않는다. 그러나, 냉각 시스템의 노후화, 일부 부품의 불량, 주행 중의 잦은 충격 또는 자동차 사고 등 다양한 원인으로 크랙 또는 파손이 발생하여 냉각수가 누출될 수 있다. 이러한 누출된 냉각수가 유동하여 이차 전지의 내부로 침투함으로써 이차 전지의 내부 쇼트 및 폭발이 발생할 수 있다.
공랭식 냉각 시스템의 경우에도, 인렛덕트(Inlet Duct)를 통해 수분 기타 이물질의 유입이 가능하다. 일반적으로 이러한 수분 유입에 대비하여 배터리 모듈을 저면으로부터 이격하여 배치하거나, 드레인 홀을 일측에 구비하여 유입된 수분을 외부로 배출한다. 그런데, 이물질들이 드레인 홀에 많이 축적되거나, 겨울철에 상기 수분들이 얼어서 드레인 홀이 막히는 경우에는, 유입된 수분이 배출되지 못하고, 내부에서 유동하며 배터리 모듈에 침투할 수 있다. 심지어 수분의 양이 크게 증가하면, 배터리 모듈이 침수되어 대형 사고가 발생할 수도 있다.
한국특허등록 제10-0150837호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이차 전지의 폭발 및 발화를 미연에 방지할 수 있고, 안전성 및 신뢰성을 확보할 수 있는 수분 검출 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 수분 검출 장치는 전력을 생산하여 외부로 공급하는 적어도 하나의 배터리 모듈; 상기 배터리 모듈을 수용하는 하우징; 및 수분이 일면에 접촉하면 상기 수분의 접촉 위치를 감지하는 터치 패널을 포함하고, 상기 터치 패널은, 상기 배터리 모듈이 형성된 제1 영역에 위치하는 제1 터치 패널을 포함한다.
또한, 상기 제1 터치 패널은, 상기 배터리 모듈 각각의 하부에 위치할 수 있다.
또한, 상기 제1 터치 패널은, 복수로 형성되어, 상기 배터리 모듈 각각의 상부에도 위치할 수 있다.
또한, 상기 터치 패널은, 복수로 형성되어, 상기 배터리 모듈이 형성되지 않은 제2 영역에도 위치하는 제2 터치 패널을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 영역에 위치하여, 내부에 냉각수가 유동함으로써 상기 배터리 모듈을 냉각하는 쿨링 블록; 및 상기 쿨링 블록에 냉각수를 유출입하는 냉각수 호스를 더 포함하며, 상기 냉각수 호스는, 상기 제2 영역에 형성될 수 있다.
또한, 상기 쿨링 블록은, 상기 배터리 모듈의 하부에 위치할 수 있다.
또한, 상기 쿨링 블록은, 복수로 형성되어, 상기 배터리 모듈의 상부에도 위치할 수 있다.
또한, 상기 제2 터치 패널은, 상기 냉각수 호스의 하부에 위치할 수 있다.
또한, 상기 제2 터치 패널은, 복수로 형성되어, 상기 냉각수 호스의 상부에도 위치할 수 있다.
또한, 상기 터치 패널은, 광학식으로 상기 수분의 접촉 위치를 감지할 수 있다.
또한, 상기 터치 패널은, 정전식으로 상기 수분의 접촉 위치를 감지할 수 있다.
또한, 상기 터치 패널은, 초음파식으로 상기 수분의 접촉 위치를 감지할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 수분 검출 방법은 터치 패널에 수분이 접촉하면 접촉 위치를 감지하는 단계; 상기 접촉 위치를 감지한 터치 패널이, 적어도 하나의 배터리 모듈이 형성된 제1 영역에 위치하는 제1 터치 패널인지 판단하는 단계; 및 상기 접촉 위치를 감지한 터치 패널이 상기 제1 터치 패널이라면, 제1 알림이 발생하고, 상기 배터리 모듈의 출력이 제한되는 단계를 포함한다.
또한, 상기 제1 터치 패널은, 상기 배터리 모듈 각각의 하부에 위치할 수 있다.
또한, 상기 제1 터치 패널은, 복수로 형성되어, 상기 배터리 모듈 각각의 상부에도 위치할 수 있다.
또한, 상기 제1 알림은, 경고등 점등, 소리 알람 발생 및 모니터링 장치에 표시 중 적어도 하나의 방법으로 발생할 수 있다.
또한, 상기 제1 알림이 상기 모니터링 장치에 표시되는 방법으로 발생한다면, 상기 모니터링 장치에, 상기 터치 패널이 감지한 상기 접촉 위치가 표시될 수 있다.
또한, 상기 터치 패널은, 복수로 형성되어, 상기 배터리 모듈이 형성되지 않은 제2 영역에 위치하는 제2 터치 패널을 포함할 수 있다.
또한, 상기 접촉 위치를 감지한 터치 패널이 상기 제2 터치 패널이라면, 제2 알림이 발생할 수 있다.
또한, 상기 제2 알림은, 경고등 점등, 소리 알람 발생 및 모니터링 장치 표시 중 적어도 하나의 방법으로 발생할 수 있다.
또한, 상기 제2 알림이 상기 모니터링 장치에 표시되는 방법으로 발생한다면, 상기 모니터링 장치에, 상기 터치 패널이 감지한 상기 접촉 위치가 표시될 수 있다.
또한, 상기 제1 영역에 위치하여, 내부에 냉각수가 유동함으로써 상기 배터리 모듈을 냉각하는 쿨링 블록; 및 상기 쿨링 블록에 냉각수를 유출입하는 냉각수 호스를 더 포함하며, 상기 냉각수 호스는, 상기 제2 영역에 형성될 수 있다.
또한, 상기 쿨링 블록은, 상기 배터리 모듈의 하부에 위치할 수 있다.
또한, 상기 쿨링 블록은, 복수로 형성되어, 상기 배터리 모듈의 상부에도 위치할 수 있다.
또한, 상기 제2 터치 패널은, 상기 냉각수 호스의 하방에 위치할 수 있다.
또한, 상기 제2 터치 패널은, 복수로 형성되어, 상기 냉각수 호스의 상방에도 위치할 수 있다.
또한, 상기 터치 패널은, 광학식으로 상기 수분의 접촉 위치를 감지할 수 있다.
또한, 상기 터치 패널은, 정전식으로 상기 수분의 접촉 위치를 감지할 수 있다.
또한, 상기 터치 패널은, 초음파식으로 상기 수분의 접촉 위치를 감지할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
냉각수 누출 또는 수분 기타 이물질의 침투를 감지하여 사용자에게 알릴 수 있으므로, 이차 전지의 폭발 및 발화를 미연에 방지할 수 있고, 안전성 및 신뢰성을 확보할 수 있다.
또한, 냉각수 누출 또는 수분의 침투 정도를 높이가 아닌 위치로 판단할 수 있으므로, 위험도를 사용자에게 알릴 수 있고, 그에 따라 배터리 출력을 제한하는 등 차량을 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수분 검출 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징 및 일부 배터리 모듈의 조립도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수분 검출 장치를 이용한 냉각수 누출 검출 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수분 검출 장치의 제1 및 제2 영역을 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수분 검출 장치의 동작 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 동작 개념도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널의 개략도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널의 동작 개념도이다.
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 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
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 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수분 검출 장치(1)의 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 수분 검출 장치(1)는 전력을 생산하여 외부로 공급하는 적어도 하나의 배터리 모듈(11); 상기 배터리 모듈(11)을 수용하는 하우징(10); 및 수분이 일면에 접촉하면 상기 수분의 접촉 위치를 감지하는 터치 패널(14)을 포함하고, 상기 터치 패널(14)은, 상기 배터리 모듈(11)이 형성된 제1 영역(171)에 위치하는 제1 터치 패널(141)을 포함한다. 이하, 수분 검출 장치(1)에 대한 내용을 구체적으로 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수분 검출 장치(1)는 전력을 생산하여 외부로 공급하는 적어도 하나의 배터리 모듈(11), 상기 배터리 모듈(11)을 수용하는 하우징(10)을 포함한다.
배터리 모듈(11)은 전력을 생산하여 외부로 공급하며, 복수의 이차 전지들이 케이스에 수납되고 커버됨으로써 제조될 수 있다. 상기 이차 전지는 일반적으로, 전극 및 분리막이 적층되어 형성되는 전극 조립체 및 상기 전극 조립체를 내부에 수납하는 파우치를 포함한다. 그리고 이러한 이차 전지를 제조하기 위해, 먼저 전극 활물질과 바인더 및 가소제를 혼합한 슬러리를 양극 집전체 및 음극 집전체에 도포하여 양극과 음극을 제조하고, 이를 분리막(Separator)의 양 측에 적층함으로써 전극 조립체를 형성한다. 그리고 파우치에 전극 조립체를 수납하고 전해액을 주입한 후 실링한다.
전극 조립체(Electrode Assembly)는 전극 탭(Electrode Tab)을 포함한다. 전극 탭은 전극 조립체의 양극 및 음극의 전극과 각각 연결되고, 전극의 일측으로부터 돌출 형성된다. 그리고 전극 조립체의 내부와 외부 사이에 전자가 이동할 수 있는 경로가 된다. 전극 조립체의 집전체는 전극 활물질이 도포된 부분과 전극 활물질이 도포되지 않은 말단 부분, 즉 무지부로 구성된다. 그리고 전극 탭은 무지부를 재단하여 형성되거나 무지부에 별도의 도전부재를 초음파 용접 등으로 연결하여 형성될 수도 있다. 이러한 전극 탭은 전극 조립체의 일측으로부터 동일한 방향으로 나란히 돌출될 수도 있으나, 이에 제한되지 않고 각각 다른 방향으로 돌출될 수도 있다.
전극 조립체의 전극 탭에는 전극 리드(Electrode Lead)가 스팟(Spot) 용접 등으로 연결되어, 전극에서 생성된 전기가 전극 리드를 통해 외부로 전달된다. 전극 리드의 일부는 절연부로 주위가 포위된다. 절연부는 파우치의 상부 파우치와 하부 파우치가 열 융착되는 실링부에 한정되어 위치하여, 전극 리드를 파우치에 접착시킨다. 그리고, 전극 조립체로부터 생성되는 전기가 전극 리드를 통해 파우치로 흐르는 것을 방지하며, 파우치의 실링을 유지한다. 따라서, 이러한 절연부는 전기가 잘 통하지 않는 비전도성을 가진 부도체로 제조된다. 일반적으로 절연부로는, 전극 리드에 부착하기 용이하고, 두께가 비교적 얇은 절연테이프를 많이 사용하나, 이에 제한되지 않고 전극 리드를 절연할 수 있다면 다양한 부재를 사용할 수 있다.
전극 리드는 양극 탭 및 음극 탭의 형성 위치에 따라 서로 동일한 방향으로 연장될 수도 있고 서로 반대 방향으로 연장될 수도 있다. 양극 리드 및 음극 리드는 서로 그 재질이 다를 수 있다. 즉, 양극 리드는 양극 판과 동일한 알루미늄(Al) 재질이며, 음극 리드는 음극 판과 동일한 구리(Cu) 재질 또는 니켈(Ni)이 코팅된 구리 재질일 수 있다. 그리고 파우치의 외부로 돌출된 전극 리드의 일부분은 단자부가 되어, 외부 단자와 전기적으로 연결된다.
파우치는 연성의 재질로 제조되며, 전극 리드의 일부, 즉 단자부가 노출되도록 전극 조립체를 수용하고 실링된다. 이러한 파우치는 상부 파우치와 하부 파우치를 포함한다. 하부 파우치에는 컵부가 성형되어 전극 및 분리막이 적층된 전극 조립체를 수용할 수 있는 수용 공간이 마련되고, 상부 파우치는 상기 전극 조립체가 파우치의 외부로 이탈되지 않도록 상기 수용 공간을 상부에서 커버한다. 이 때, 상부 파우치와 하부 파우치는 일측이 서로 연결되어 제조될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 서로 분리되어 별도로 제조되는 등 다양하게 제조될 수 있다.
전극 조립체의 전극 탭에 전극 리드가 연결되고, 전극 리드의 일부분에 절연부가 형성되면, 하부 파우치에 마련된 수용 공간에 전극 조립체가 수용되고, 상부 파우치가 상기 수용 공간을 상부에서 커버한다. 그리고, 내부에 전해액을 주입하고 상부 파우치와 하부 파우치의 테두리를 서로 실링하여 실링부를 형성함으로써, 이차 전지가 제조된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징(10) 및 일부 배터리 모듈(11)의 조립도이다.
하우징(10)은 적어도 하나의 배터리 모듈(11)을 내부에 수용한다. 그리고, 배터리 모듈(11)은 하우징(10)에 고정되고, 전력이 요구되는 여러 전기 제품에 하우징(10)이 삽입된다. 그럼으로써, 상기 배터리 모듈(11)이 상기 전기 제품에 안착되어, 전력을 외부로 안정적으로 공급할 수 있다. 하우징(10)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상부가 개방된 트레이 형태를 가질 수도 있으나, 이에 제한되지 않고 상부도 폐쇄된 박스 형태를 가지는 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 또한, 하나의 하우징(10)에는 하나의 배터리 모듈(11)만이 수용될 수도 있으나, 이에 제한되지 않고 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 배터리 모듈(11)이 수용될 수도 있다.
배터리 모듈(11)은 전력을 생산하여 외부로 공급하므로, 내부에서 전극과 전해질 사이의 많은 화학 반응이 발생한다. 이러한 과정에서 배터리 모듈(11)로부터 열이 발생하고, 이러한 열에 의해 배터리 모듈(11)이 폭발할 수도 있다. 따라서, 배터리 모듈(11)을 냉각하는 냉각 시스템이 필요하다. 상기 기술한 바와 같이, 배터리 모듈(11)을 냉각하기 위한 냉각 시스템에는 크게 냉각수로 냉각하는 수냉식 및 공기로 냉각하는 공랭식 등의 방식이 있다. 이하, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 수냉식 냉각 시스템을 이용하여 배터리 모듈(11)을 냉각하는 것으로 기술한다. 다만, 본 발명의 실시예들에 따르면 이에 제한되지 않고, 공랭식 냉각 시스템을 이용하여 배터리 모듈(11)을 냉각할 수도 있다.
하우징(10)은 배터리 모듈(11)만이 아니라, 이러한 수냉식 냉각 시스템을 구성하는 쿨링 블록(12)을 더 수용할 수 있다. 쿨링 블록(12)은 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(11)이 형성된 제1 영역(171)에 위치하여, 내부에 냉각수가 유동함으로써 상기 배터리 모듈(11)을 냉각한다. 쿨링 블록(12)은 배터리 모듈(11)의 하부에 위치하는 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않고, 쿨링 블록(12)이 복수로 형성되어 배터리 모듈(11)의 상부에도 위치할 수 있다. 한편, 배터리 모듈(11)의 냉각 효율을 증대하기 위해, 쿨링 블록(12)은 배터리 모듈(11)과 이격되어 위치하기 보다는, 배터리 모듈(11)과 접촉하여 위치하는 것이 바람직하고, 특히 배터리 모듈(11)의 가장 넓은 상면 또는 하면 전체와 접촉하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 배터리 모듈(11)이 복수로 형성되는 경우, 쿨링 블록(12)은 하나의 넓은 형태를 가져 복수의 배터리 모듈(11)을 함께 냉각 시킬 수도 있으나, 냉각 효율을 증대시키기 위해 쿨링 블록(12)도 복수로 형성되어, 배터리 모듈(11) 각각을 개별적으로 냉각시킬 수도 있다.
하우징(10)은 쿨링 블록(12)에 냉각수를 유출입하는 냉각수 호스(13)를 더 수용할 수 있다. 냉각수 호스(13)는 연결부(131)를 통해 쿨링 블록(12)과 연결되어, 내부에 냉각수를 유동시킴으로써 쿨링 블록(12)으로 냉각수를 유출입할 수 있다. 이러한 냉각수 호스(13)는, 하우징(10)에서 배터리 모듈(11)이 안착된 위치와 중복되지 않기 위해, 배터리 모듈(11)이 형성되지 않은 영역에 위치할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수분 검출 장치(1)를 이용한 냉각수 누출 검출 방법의 흐름도이다.
종래에는 상기 기술한 바와 같이, 수냉식 냉각 시스템에 크랙 또는 파손이 발생하여 냉각수가 누출될 수 있었다. 또는, 공랭식 냉각 시스템이라도 내부에 수분 기타 이물질이 유입될 수 있었다. 그리고, 이러한 냉각수 또는 수분 기타 이물질이 배터리 모듈(11)의 이차 전지 내부로 침투하여, 이차 전지의 내부 쇼트 및 폭발이 발생할 수 있었다.
이를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 수분 검출 장치(1)는 터치 패널(14)을 더 포함하여, 상기 냉각수 또는 수분 기타 이물질을 사전에 미리 감지함으로써, 이차 전지의 안정성을 향상시킬 수 있다.
그리고 이러한 수분 검출 장치(1)를 이용한 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 누출 검출 방법은, 터치 패널(14)에 수분이 접촉하면 접촉 위치를 감지하는 단계(S302); 상기 접촉 위치를 감지한 터치 패널(14)이, 적어도 하나의 배터리 모듈(11)이 형성된 제1 영역(171)에 위치하는 제1 터치 패널(141)인지 판단하는 단계(S303); 및 상기 접촉 위치를 감지한 터치 패널(14)이 제1 터치 패널(141)이라면, 제1 알림이 발생하고, 상기 배터리 모듈(11)의 출력이 제한되는 단계(S304)를 포함한다.
또한, 상기 터치 패널(14)은, 복수로 형성되어, 상기 배터리 모듈(11)이 형성되지 않은 제2 영역(172)에도 위치하는 제2 터치 패널(142)을 포함하며, 상기 접촉 위치를 감지한 터치 패널(14)이 상기 제2 터치 패널(142)이라면, 제2 알림(S505)이 발생한다.
이하, 도 3의 흐름도에 도시된 각 단계를 도 4 내지 도 5를 참고하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수분 검출 장치(1)의 제1 및 제2 영역(171, 172)을 나타낸 개략도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수분 검출 장치(1)는 배터리 모듈(11)이 형성된 제1 영역(171) 및 배터리 모듈(11)이 형성되지 않은 제2 영역(172)을 포함한다. 여기서 배터리 모듈(11)이 형성되었다는 것은, 배터리 모듈(11)이 하우징(10)에 수용되어 존재한다는 것을 의미한다. 그리고, 제1 영역(171) 및 제2 영역(172)은 2차원의 개념이므로, 배터리 모듈(11)이 형성된 제1 영역(171)은, 배터리 모듈(11)의 상부 및 하부의 영역을 포함한다. 도 4에서, 배터리 모듈(11)이 형성된 A, B, C, D 영역이 제1 영역(171)이다.
터치 패널(14)은 수분이 접촉하면 상기 수분이 접촉한 위치를 감지한다. 터치 패널(14)은 일반적으로, 사용자가 손가락 등의 신체 부위를 이용하여 직접 터치 입력을 인가하면 상기 입력을 감지하며, 스마트폰, 태블릿 PC 등의 디스플레이 패널뿐만 아니라, 최근에는 이에 제한되지 않고 다양한 전자 제품에 사용되고 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 이러한 터치 패널(14)은 사용자의 터치 입력만을 인지하는 것이 아니라, 수분의 접촉도 감지한다. 그럼으로써, 터치 패널(14)에 수분이 접촉하면, 냉각수의 누출 또는 수분의 침투를 검출할 수 있다.
이러한 터치 패널(14)은 복수로 형성되는 경우, 제1 영역(171)에 위치하는 제1 터치 패널(141, 도 5에 도시됨), 제2 영역(172)에 위치하는 제2 터치 패널(142, 도 5에 도시됨)을 포함할 수 있다. 제1 터치 패널(141)은 제1 영역(171) 중에서, 배터리 모듈(11) 각각의 하부에 위치할 수 있다. 특히 수냉식 냉각 시스템에서, 쿨링 블록(12)은 배터리 모듈(11)의 냉각 효율을 증대하기 위해, 배터리 모듈(11)과 접촉하여 위치하며, 배터리 모듈(11)의 하부에 위치할 수 있다. 그런데, 제1 터치 패널(141)이 배터리 모듈(11)과 쿨링 블록(12)의 사이에 위치한다면, 냉각 효율이 저하될 수 있다. 그리고 쿨링 블록(12)이 파손되어 내부의 냉각수가 외부로 누출된다면, 냉각수는 하방으로 유동할 것이다. 이 때, 제1 터치 패널(141)이 쿨링 블록(12)의 하부에 위치하여야, 상기 유동하는 냉각수가 제1 터치 패널(141)에 접촉할 수 있다. 따라서, 배터리 모듈(11)의 하부에 쿨링 블록(12)이 위치한다면, 제1 터치 패널(141)은 상기 쿨링 블록(12)의 하부에 위치하는 것이 바람직하다.
또한 상기 기술한 바와 같이, 공랭식 냉각 시스템이라 하더라도, 외부로부터 수분 기타 이물질이 침투할 수 있다. 이 때, 상기 수분 기타 이물질이 배터리 모듈(11)의 상방으로부터 침투할 수 있으므로, 제1 터치 패널(141)은 복수로 형성되어, 배터리 모듈(11)의 하부뿐만 아니라 상부에도 위치할 수 있다.
제2 터치 패널(142)은 제2 영역(172), 즉 하우징(10) 내에서 배터리 모듈(11)이 형성되지 않은 영역이라면 제한되지 않고 위치할 수 있다. 도 4에서, 배터리 모듈이 형성되지 않은 E, F, G, H, I, J 영역이 제2 영역(172)이다. 한편 상기 기술한 바와 같이, 수냉식 냉각 시스템에서, 하우징(10)은 쿨링 블록(12)에 냉각수를 유출입하는 냉각수 호스(13)를 더 수용할 수 있고, 이러한 냉각수 호스(13)는 배터리 모듈(11)이 형성되지 않은 제2 영역(172)에 형성될 수 있다. 그런데, 냉각수 호스(13)가 파손되어 냉각수가 외부로 누출된다면, 냉각수는 하방으로 유동할 것이다. 이 때, 제2 터치 패널(142)이 냉각수 호스(13)의 하부에 위치하여야, 상기 유동하는 냉각수가 제2 터치 패널(142)에 접촉할 수 있다. 따라서, 제2 터치 패널(142)은 냉각수 호스(13)의 하부에 위치하는 것이 바람직하다.
또한 상기 기술한 바와 같이, 공랭식 냉각 시스템이라 하더라도, 외부로부터 수분 기타 이물질이 침투할 수 있다. 이 때, 제2 터치 패널(142)은 복수로 형성되어, 냉각수 호스(13)의 하부뿐만 아니라 상부에도 위치할 수 있다.
한편, 터치 패널(14) 중에는 상기 제1 영역(171)과 제2 영역(172)에 함꼐 걸쳐져서 위치하는 터치 패널(14)이 존재할 수도 있다. 이러한 경우에는, 하나의 터치 패널(14)이라 하더라도, 제1 영역(171)에 위치한 부분은 제1 터치 패널(141), 제2 영역(172)에 위치한 부분은 제2 터치 패널(142)이 될 수 있다.
상기 기술한 바와 같이, 제1 터치 패널(141)에 수분이 접촉하면 제1 알림이 발생하고, 제2 터치 패널(142)에 수분이 접촉하면 제2 알림이 발생한다. 이러한 수분 검출 장치(1)의 동작에 대한 자세한 설명은 후술한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수분 검출 장치(1)의 동작 개념도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 영역(171)에는 제1 터치 패널(141)이 위치하고, 제2 영역(172)에는 제2 터치 패널(142)이 위치한다. 그리고, 상기 기술한 바와 같이, 제1 터치 패널(141)은 배터리 모듈(11)의 하부에 위치할 수도 있으나, 상부에도 위치할 수도 있고, 제2 터치 패널(142)은 냉각수 호스(13)의 하부에 위치할 수도 있으나, 상부에도 위치할 수도 있다. 도 5에는 제1 및 제2 터치 패널(141, 142)이 각각 배터리 모듈(11)의 상부 및 냉각수 호스(13)의 상부에 위치한 것으로 도시되어 있으나, 도 5는 수분 검출 장치(1)의 동작을 나타내는 개념도에 불과하므로, 제1 및 제2 터치 패널(141, 142)의 위치는 제한되지 않는다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 수분 검출 장치(1)는 제어부(15)를 더 포함한다. 그리고, 이러한 제어부(15)는 터치 패널(14)로부터 신호를 인가받아 상기 수분이 접촉된 위치를 판단하는 접촉 위치 판단부(151), 수분이 접촉한 터치 패널(14)의 종류와 접촉 위치에 따라 제1 알림 또는 제2 알림을 발생시키는 알림 발생부(152) 및 배터리 모듈(11)의 출력을 제한하는 출력 조절부(153)를 포함한다.
먼저 수분 검출 장치(1)가 동작을 시작한 후(S301), 터치 패널(14)에 수분이 접촉하면, 내부에 포함된 센서가 이를 감지하여, 변화된 전기적 신호를 출력한다. 그리고, 이러한 전기적 신호는 아날로그 신호이므로, A/D 컨버터(16)를 거쳐 디지털 신호로 변조된다. 변조된 디지털 신호는 제어부(15)의 접촉 위치 판단부(151)로 입력되고, 접촉 위치 판단부(151)에서는 디지털 신호를 다시 아날로그 신호로 복조하여 상기 변화된 전기적 신호를 해석함으로써 수분의 접촉 위치를 감지한다(S302). 다만 이에 제한되지 않고, 터치 패널(14)의 수분 접촉 위치를 감지할 수 있다면 다양한 방법을 사용할 수 있다.
제어부(15)의 접촉 위치 판단부(151)는 상기 신호를 입력받으면, 수분의 접촉 위치를 감지한 터치 패널(14)이 제1 터치 패널(141)인지 판단한다(S303). 만약 상기 수분의 접촉 위치를 감지한 터치 패널(14)이 제1 터치 패널(141)이라면, 상기 수분은 배터리 모듈(11)에 당장 침투할 가능성이 매우 높으므로 위급한 상황이다. 따라서, 제어부(15)의 알림 발생부(152)는 제1 알림을 발생시키고, 출력 조절부(153)는 상기 배터리 모듈(11)의 출력을 제한한다. 이 때, 출력 조절부(153)는 강제로 배터리 모듈(11)의 출력량을 저하시킬 수 있고, 만약 제1 터치 패널(141)에 수분의 접촉 위치가 상당히 많다면, 배터리 모듈(11)의 출력을 완전히 차단할 수도 있다(S304).
그러나 만약, 상기 수분의 접촉 위치를 감지한 터치 패널(14)이 제2 터치 패널(142)이라면, 상기 수분은 배터리 모듈(11)에 당장 침투할 가능성이 어느 정도 낮으므로 위급하지 않은 상황이다. 따라서, 제어부(15)의 알림 발생부(152)는 제2 알림을 발생시킨다(S305). 다만, 출력 조절부(153)가 이러한 경우까지 상기 배터리 모듈(11)의 출력을 제한할 필요는 없다. 따라서, 제1 알림은 제2 알림보다 사용자에게 더욱 위급한 상황이라는 사실을 알린다. 이와 같은 방법으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 수분 검출 장치(1)는 냉각수 누출 또는 수분 기타 이물질의 침투를 감지하여 사용자에게 알릴 수 있으므로, 이차 전지의 폭발 및 발화를 미연에 방지할 수 있고, 안전성 및 신뢰성을 확보할 수 있다. 또한, 냉각수 누출 또는 수분의 침투 정도를 높이가 아닌 위치로 판단할 수 있으므로, 위험도를 사용자에게 알릴 수 있고, 그에 따라 배터리 출력을 제한하는 등 차량을 제어할 수도 있다.
한편, 제1 알림 및 제2 알림은 경고등 점등, 소리 알람 발생 및 모니터링 장치에 표시 등 제한되지 않고 다양한 방법으로 발생하여 사용자에게 수분 접촉 사실을 알릴 수 있다. 만약 제1 및 제2 알림이 경고등 점등의 방법으로 발생한다면, 점등되는 색상 또는 점등 및 멸등되는 주기가 상이할 수 있다. 예를 들어 제1 알림은 붉은색, 제2 알림은 노란색의 경고등이 점등되거나, 또는 제1 알림은 0.5초마다 점멸되고 제2 알림은 2초마다 점멸될 수 있다.
만약, 제1 및 제2 알림이 소리 알람의 방법으로 발생한다면, 소리의 크기 또는 종류가 상이할 수 있다. 예를 들어 제1 알람은 매우 큰 사이렌 소리, 제2 알람은 작은 경고음 소리가 발생할 수 있다.
만약 제1 및 제2 알림이 모니터링 장치에 표시되는 방법으로 발생한다면, 수분 접촉된 터치 패널(14)의 종류 및 위치가 모니터링 장치에 표시될 수 있다. 즉, 터치 패널(14)들의 배치와 동일하게 배치된 이미지가 모니터링 장치에 표시되고, 수분 접촉된 터치 패널(14)에 대응되는 터치 패널(14)의 이미지에서 붉은색의 색상이 표시되거나 소리가 발생하고, 알림 문구가 표시될 수 있다. 그럼으로써, 수분이 접촉된 터치 패널(14)이 제1 터치 패널(141)인지 제2 터치 패널(142)인지, 그리고 어디에 위치한 터치 패널(14)인지를 사용자에게 알릴 수 있다.
나아가, 모니터링 장치에서 수분이 접촉된 위치가 구체적으로 표시될 수 있다. 즉, 단순히 수분 접촉된 터치 패널(14)의 종류 및 위치만이 표시되는 것이 아니라, 특정 터치 패널(14)에서 수분 접촉된 특정한 지점이 표시될 수도 있다. 이와 같이, 사용자에게 수분 접촉 사실을 알릴 수 있다면, 제1 및 제2 알림은 제한되지 않고 다양한 방법으로 발생할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널(14)의 개략도이다.
터치 패널(14)은 사용자의 터치 입력만을 인지하는 것이 아니라, 수분의 접촉도 감지한다. 이 때 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널(14)은, 적외선을 이용하여 수분의 접촉을 감지하는 광학식 터치 패널(14)일 수 있다. 이를 위해, 터치 패널(14)은 X축 발광부(1431), X축 수광부(1432), Y축 발광부(1433) 및 Y축 수광부(1434)를 포함한다.
X축 발광부(1431)는 복수로 형성되어, 터치 패널(14)의 일측 가로 모서리를 따라 일렬로 나열되고, X축 수광부(1432)도 복수로 형성되어, 터치 패널(14)의 타측 가로 모서리를 따라 일렬로 나열된다. 그리고, Y축 발광부(1433)도 복수로 형성되어, 터치 패널(14)의 일측 세로 모서리를 따라 일렬로 나열되고, Y축 수광부(1434)도 복수로 형성되어, 터치 패널(14)의 타측 세로 모서리를 따라 일렬로 나열된다. 그리고 X축 발광부(1431) 및 Y축 발광부(1433)가 적외선을 외부로 방출하면, X축 수광부(1432) 및 Y축 수광부(1434)가 상기 방출된 적외선을 수광한다. 여기서, 터치 패널(14)의 가로가 X축, 세로가 Y축으로 정의하나, 이는 설명의 편의를 위함이며, 권리범위를 제한하기 위함이 아니다.
X축 발광부(1431)와 X축 수광부(1432)의 개수는 서로 동일하고, Y축 발광부(1433)와 Y축 수광부(1434)의 개수가 서로 동일하다. 따라서, 각각의 X축 발광부(1431)와 X축 수광부(1432)는 서로 대응되고, 각각의 Y축 발광부(1433)와 Y축 수광부(1434)가 서로 대응된다. 그리고, 각각의 X축 발광부(1431)가 적외선을 방출하면, 그에 대응되는 X축 수광부(1432)가 각각 적외선을 수광하고, 각각의 Y축 발광부(1433)가 적외선을 방출하면, 그에 대응되는 Y축 수광부(1434)가 각각 적외선을 수광한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널(14)의 동작 개념도이다.
만약 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널(14)에 수분이 접촉된다면, 상기 수분이 적외선의 진행을 방해한다. 즉, 적외선의 광로가 차단되므로, X축 및 Y축 발광부(1431, 1433)에서 적외선이 방출되더라도 그에 대응되는 X축 및 Y축 수광부(1432, 1434)가 적외선을 수광하지 못한다. X축 및 Y축 수광부(1432, 1434)가 적외선을 수광하지 못하면, 출력되는 전기적 신호가 변화한다. 이러한 전기적 신호가 A/D 컨버터(16)를 거쳐 제어부(15)로 인가하면, 제어부(15)의 접촉 위치 판단부(151)는 적외선을 수광하지 못한 X축 및 Y축 수광부(1432, 1434)의 위치를 통해, 수분의 접촉 위치를 좌표로써 정확하게 감지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널(144)의 개략도이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널(144)의 동작 개념도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널(14)은, 전기 전도를 이용한 정전식 터치 패널(144)일 수 있다. 이를 위해, 터치 패널(144)은 도 8에 도시된 바와 같이, 표면 접촉부(1441), 글래스 기판(1442), X축 센서(1443) 및 Y축 센서(1444)를 포함한다. 표면 접촉부(1441)에는 미세한 전류가 통전되고 있다. 그러나, 수분이 상기 표면 접촉부(1441)에 접촉한다면, 도 9에 도시된 바와 같이 X축 센서(1443) 및 Y축 센서(1444)가 감지하는 정전 용량이 변화하게 되고, 이러한 정전 용량의 변화량 및 변화 위치를 통해 수분 접촉 위치를 감지할 수 있다.
도면에 도시되지는 않았으나, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 패널은, 초음파를 이용한 초음파식 터치 패널일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널과 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 패널은 X축 음파 발생기, X축 소리 센서, Y축 음파 발생기 및 Y축 소리 센서를 포함한다. 그리고, 각각의 X축 음파 발생기가 초음파를 발생시키면, 그에 대응되는 X축 소리 센서가 각각 초음파를 수신하고, 각각의 Y축 음파 발생기가 초음파를 발생시키면, 그에 대응되는 Y축 소리 센서가 각각 초음파를 수신한다. 그리고 수분이 접촉하면 그에 대응되는 X축 및 Y축 소리 센서가 초음파를 수신하지 못하여 출력되는 전기적 신호가 변화한다. 이러한 전기적 신호의 변화를 통해 수분 접촉 위치를 감지할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 수분 검출 장치 10: 하우징
11: 배터리 모듈 12: 쿨링 블록
13: 냉각수 호스 131: 연결부
14: 터치 패널 141: 제1 터치 패널
142: 제2 터치 패널 1431: X축 발광부
1432: X축 수광부 1433: Y축 발광부
1434: Y축 수광부 144: 정전식 터치 패널
1441: 표면 접촉부 1442: 글래스 기판
1443: X축 센서 1444: Y축 센서
15: 제어부 151: 접촉 위치 판단부
152: 알림 발생부 153: 출력 조절부
16: A/D 컨버터 171: 제1 영역
172: 제2 영역

Claims (29)

  1. 전력을 생산하여 외부로 공급하는 적어도 하나의 배터리 모듈;
    상기 배터리 모듈을 수용하는 하우징; 및
    수분이 일면에 접촉하면 상기 수분의 접촉 위치를 감지하는 터치 패널을 포함하고,
    상기 터치 패널은,
    상기 배터리 모듈이 형성된 제1 영역에 위치하는 제1 터치 패널을 포함하는 수분 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 터치 패널은,
    상기 배터리 모듈 각각의 하부에 위치하는, 수분 검출 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 터치 패널은,
    복수로 형성되어, 상기 배터리 모듈 각각의 상부에도 위치하는, 수분 검출 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 터치 패널은,
    복수로 형성되어, 상기 배터리 모듈이 형성되지 않은 제2 영역에도 위치하는 제2 터치 패널을 포함하는, 수분 검출 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 영역에 위치하여, 내부에 냉각수가 유동함으로써 상기 배터리 모듈을 냉각하는 쿨링 블록; 및
    상기 쿨링 블록에 냉각수를 유출입하는 냉각수 호스를 더 포함하며,
    상기 냉각수 호스는,
    상기 제2 영역에 형성되는, 수분 검출 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 쿨링 블록은,
    상기 배터리 모듈의 하부에 위치하는, 수분 검출 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 쿨링 블록은,
    복수로 형성되어, 상기 배터리 모듈의 상부에도 위치하는, 수분 검출 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제2 터치 패널은,
    상기 냉각수 호스의 하부에 위치하는, 수분 검출 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 터치 패널은,
    복수로 형성되어, 상기 냉각수 호스의 상부에도 위치하는, 수분 검출 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 터치 패널은,
    광학식으로 상기 수분의 접촉 위치를 감지하는, 수분 검출 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 터치 패널은,
    정전식으로 상기 수분의 접촉 위치를 감지하는, 수분 검출 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 터치 패널은,
    초음파식으로 상기 수분의 접촉 위치를 감지하는, 수분 검출 장치.
  13. 터치 패널에 수분이 접촉하면 접촉 위치를 감지하는 단계;
    상기 접촉 위치를 감지한 터치 패널이, 적어도 하나의 배터리 모듈이 형성된 제1 영역에 위치하는 제1 터치 패널인지 판단하는 단계; 및
    상기 접촉 위치를 감지한 터치 패널이 상기 제1 터치 패널이라면, 제1 알림이 발생하고, 상기 배터리 모듈의 출력이 제한되는 단계를 포함하는 수분 검출 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 터치 패널은,
    상기 배터리 모듈 각각의 하부에 위치하는, 수분 검출 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 터치 패널은,
    복수로 형성되어, 상기 배터리 모듈 각각의 상부에도 위치하는, 수분 검출 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제1 알림은,
    경고등 점등, 소리 알람 발생 및 모니터링 장치에 표시 중 적어도 하나의 방법으로 발생하는, 수분 검출 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 알림이 상기 모니터링 장치에 표시되는 방법으로 발생한다면,
    상기 모니터링 장치에, 상기 터치 패널이 감지한 상기 접촉 위치가 표시되는, 수분 검출 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 터치 패널은,
    복수로 형성되어, 상기 배터리 모듈이 형성되지 않은 제2 영역에 위치하는 제2 터치 패널을 포함하는, 수분 검출 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 접촉 위치를 감지한 터치 패널이 상기 제2 터치 패널이라면, 제2 알림이 발생하는 수분 검출 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제2 알림은,
    경고등 점등, 소리 알람 발생 및 모니터링 장치 표시 중 적어도 하나의 방법으로 발생하는, 수분 검출 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제2 알림이 상기 모니터링 장치에 표시되는 방법으로 발생한다면,
    상기 모니터링 장치에, 상기 터치 패널이 감지한 상기 접촉 위치가 표시되는, 수분 검출 방법.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 제1 영역에 위치하여, 내부에 냉각수가 유동함으로써 상기 배터리 모듈을 냉각하는 쿨링 블록; 및
    상기 쿨링 블록에 냉각수를 유출입하는 냉각수 호스를 더 포함하며,
    상기 냉각수 호스는,
    상기 제2 영역에 형성되는, 수분 검출 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 쿨링 블록은,
    상기 배터리 모듈의 하부에 위치하는, 수분 검출 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 쿨링 블록은,
    복수로 형성되어, 상기 배터리 모듈의 상부에도 위치하는, 수분 검출 방법.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 제2 터치 패널은,
    상기 냉각수 호스의 하방에 위치하는, 수분 검출 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 제2 터치 패널은,
    복수로 형성되어, 상기 냉각수 호스의 상방에도 위치하는, 수분 검출 방법.
  27. 제13항에 있어서,
    상기 터치 패널은,
    광학식으로 상기 수분의 접촉 위치를 감지하는, 수분 검출 방법.
  28. 제13항에 있어서,
    상기 터치 패널은,
    정전식으로 상기 수분의 접촉 위치를 감지하는, 수분 검출 방법.
  29. 제13항에 있어서,
    상기 터치 패널은,
    초음파식으로 상기 수분의 접촉 위치를 감지하는, 수분 검출 방법.
KR1020180041760A 2018-04-10 2018-04-10 수분 검출 장치 및 방법 KR102552491B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180041760A KR102552491B1 (ko) 2018-04-10 2018-04-10 수분 검출 장치 및 방법
US16/028,509 US10840568B2 (en) 2018-04-10 2018-07-06 Apparatus and method for detecting water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180041760A KR102552491B1 (ko) 2018-04-10 2018-04-10 수분 검출 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190118434A true KR20190118434A (ko) 2019-10-18
KR102552491B1 KR102552491B1 (ko) 2023-07-06

Family

ID=68099134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180041760A KR102552491B1 (ko) 2018-04-10 2018-04-10 수분 검출 장치 및 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10840568B2 (ko)
KR (1) KR102552491B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220239138A1 (en) * 2021-01-22 2022-07-28 Loon Llc Aquatic Energy Discharge System for an Energy Storage System of an Aircraft

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0150837B1 (ko) 1995-12-22 1998-10-01 김태구 차량의 냉각수 누출감지 및 경보시스템
KR20130022145A (ko) * 2011-08-25 2013-03-06 두산인프라코어 주식회사 수냉식 에너지 저장 모듈의 수분 감지 장치 및 그 방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120059105A (ko) * 2010-11-30 2012-06-08 현대자동차주식회사 고전압 배터리팩의 수분 배출장치
KR101905550B1 (ko) * 2012-08-08 2018-10-08 현대자동차 주식회사 물고임 감지 장치가 구비된 배터리팩 어셈블리 및 물고임 감지 방법
KR20170025086A (ko) * 2015-08-27 2017-03-08 삼성전자주식회사 유체의 접촉을 확인하기 위한 방법 및 그 전자 장치
KR101796857B1 (ko) 2016-04-25 2017-11-10 이준구 적외선 방식의 터치스크린 장치
US10599966B1 (en) * 2016-06-28 2020-03-24 Hs Labs, Inc. Water detection assembly
KR102304848B1 (ko) * 2017-02-17 2021-09-27 현대자동차주식회사 전기 자동차 배터리 팩 및 전기 자동차 배터리 팩의 냉각수 누액 검출 방법
US10591430B2 (en) * 2017-09-08 2020-03-17 Apple Inc. Method and system for detecting moisture on a connector contact
KR101834252B1 (ko) 2017-12-04 2018-03-06 주식회사나로시스템 적외선 터치스크린의 보드 구조

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0150837B1 (ko) 1995-12-22 1998-10-01 김태구 차량의 냉각수 누출감지 및 경보시스템
KR20130022145A (ko) * 2011-08-25 2013-03-06 두산인프라코어 주식회사 수냉식 에너지 저장 모듈의 수분 감지 장치 및 그 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US10840568B2 (en) 2020-11-17
US20190312321A1 (en) 2019-10-10
KR102552491B1 (ko) 2023-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101950463B1 (ko) 전지셀의 팽창을 감지하기 위한 프로브를 포함하고 있는 전지모듈
CN107949932B (zh) 具有使用胶带的排气结构的电池单元
US8097352B2 (en) Battery system and battery safety alarm system
KR20180106688A (ko) 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
US11975615B2 (en) Vehicle battery fire sensing apparatus and method
US11050104B2 (en) Battery pack and automobile comprising same
KR20090131573A (ko) 배터리 과충전시 전원차단장치
KR102325036B1 (ko) 파우치형 이차 전지 및 이차 전지용 파우치
KR20200040190A (ko) 차량용 전지 시스템 및 전지 시스템의 과열 상황 검출 방법
KR20170120978A (ko) 이차 전지
KR20220049142A (ko) 전기 차량용 배터리의 열폭주 감지 장치
US11764409B2 (en) Battery system, method for leakage detection inside the battery system, and vehicle including the battery system
KR101255628B1 (ko) 팩 제조설계가 유연한 배터리 팩 제조방법
KR102552491B1 (ko) 수분 검출 장치 및 방법
KR20140028329A (ko) 이차 전지
KR102586103B1 (ko) 배터리 시스템, 배터리 시스템 내부 누출 검출 방법, 및 배터리 시스템을 포함하는 차량
KR20230012805A (ko) 배터리 팩 프레임, 이를 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치
US9030154B2 (en) Apparatus and method for preventing battery from being overcharged
JP2013178919A (ja) 電池装置
KR20220051719A (ko) 배터리 모듈, 및 배터리 팩, 및 자동차
CN116845406B (zh) 电池和用电装置
US20230124945A1 (en) Battery module, battery pack, and vehicle
WO2024148739A1 (zh) 电池单体、电池及用电装置
KR101106362B1 (ko) 캔형 이차 전지 제조 방법
KR20160037547A (ko) 배터리 과충전 감지 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant