KR20200042343A - 배터리의 온도를 검출하기 위한 장치 및 방법과 상기 장치를 포함하는 배터리 시스템 - Google Patents

배터리의 온도를 검출하기 위한 장치 및 방법과 상기 장치를 포함하는 배터리 시스템 Download PDF

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Abstract

배터리의 온도를 검출하기 위한 장치 및 방법과 상기 장치를 포함하는 배터리 시스템이 제공된다. 상기 장치는, 상기 배터리로부터 이격된 소정 영역 내에 배치되는 메인 저항 소자; 냉매의 흐름을 위한 제1 유입관 및 제1 유출관을 가지고 상기 메인 저항 소자를 수용하도록 제공되는 냉각 챔버 및 상기 제1 유입관 측 또는 상기 제1 유출관 측에 배치되는 냉매 공급 모듈을 포함하는 냉각부; 상기 제1 유입관 측에 배치되는 제1 서브 저항 소자; 상기 제1 유출관 측에 배치되는 제2 서브 저항 소자; 및 상기 메인 저항 소자, 상기 제1 서브 저항 소자 및 상기 제2 서브 저항 소자에 전기적으로 연결된 컨트롤러를 포함한다. 상기 컨트롤러는, 상기 메인 저항 소자, 상기 제1 서브 저항 소자 및 상기 제2 서브 저항 소자 각각의 양단에 걸친 전압을 기초로, 제1 배터리 온도, 제1 냉매 온도 및 제2 냉매 온도를 결정하도록 구성된다. 상기 컨트롤러는, 상기 제1 배터리 온도, 상기 제1 냉매 온도 및 상기 제2 냉매 온도를 기초로, 상기 배터리의 온도를 나타내는 제2 배터리 온도를 결정하도록 구성된다.

Description

배터리의 온도를 검출하기 위한 장치 및 방법과 상기 장치를 포함하는 배터리 시스템{Apparatus and method for detecting battery temperature, and battery system including the apparatus}
본 발명은 배터리의 온도를 검출하기 위한 장치 및 방법과 상기 장치를 포함하는 배터리 시스템에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 배터리 등이 있는데, 이 중에서 리튬 배터리는 니켈 계열의 배터리에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
배터리를 장기간 안전하게 사용하기 위해서는, 배터리의 전압, 전류 및 온도에 대한 지속적인 감시가 요구된다. 특히, 배터리의 온도를 감시하는 데에는, NTC 서미스터와 같은 저항 소자가 널리 이용되고 있다. 저항 소자는, 온도에 따라 저항이 증가 또는 감소하는 특징을 가지므로, 저항 소자의 양단에 걸친 전압으로부터 배터리와 같이 저항 소자에 인접한 구성의 온도를 검출해낼 수 있다.
그런데, 저항 소자의 온도-저항 특성이 통상의 온도 영역(예, -40 ~ 60℃) 에 걸쳐 균일한 것이 아니어서, 저항 소자의 온도가 일정 범위를 넘어서면 저항 소자의 양단에 걸친 전압에 기초하여 결정되는 온도의 정확도가 상당히 떨어지는 단점이 있다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배터리의 발열로 인해 저항 소자의 온도가 기준 온도 이상으로 증가하더라도, 배터리의 온도를 정확하게 검출할 수 있는 장치 및 방법과 상기 장치를 포함하는 배터리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다양한 실시예는 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 온도를 검출하기 위한 장치는, 상기 배터리로부터 이격된 소정 영역 내에 배치되는 메인 저항 소자; 냉매의 흐름을 위한 제1 유입관 및 제1 유출관을 가지고 상기 메인 저항 소자를 수용하도록 제공되는 냉각 챔버 및 상기 제1 유입관 측 또는 상기 제1 유출관 측에 배치되는 냉매 공급 모듈을 포함하는 냉각부; 상기 제1 유입관 측에 배치되는 제1 서브 저항 소자; 상기 제1 유출관 측에 배치되는 제2 서브 저항 소자; 및 상기 메인 저항 소자, 상기 제1 서브 저항 소자 및 상기 제2 서브 저항 소자에 전기적으로 연결된 컨트롤러를 포함한다. 상기 컨트롤러는, 상기 메인 저항 소자의 양단에 걸친 전압을 기초로, 제1 배터리 온도를 결정하도록 구성된다. 상기 컨트롤러는, 상기 제1 서브 저항 소자의 양단에 걸친 전압을 기초로, 상기 제1 유입관으로 흘러들어가는 상기 냉매의 온도를 나타내는 제1 냉매 온도를 결정하도록 구성된다. 상기 컨트롤러는, 상기 제2 서브 저항 소자의 양단에 걸친 전압을 기초로, 상기 제1 유출관으로부터 흘러나오는 상기 냉매의 온도를 나타내는 제2 냉매 온도를 결정하도록 구성된다. 상기 컨트롤러는, 상기 제1 배터리 온도, 상기 제1 냉매 온도 및 상기 제2 냉매 온도를 기초로, 상기 배터리의 온도를 나타내는 제2 배터리 온도를 결정하도록 구성된다.
상기 냉각부는, 상기 냉매의 흐름을 위한 제2 유입관 및 제2 유출관을 가지고, 상기 제2 유입관으로 유입되는 상기 냉매로부터의 열을 흡수하도록 구성된 방열 모듈; 상기 제1 유입관과 상기 제2 유출관을 연결하는 제1 배관; 및 상기 제1 유출관과 상기 제2 유입관 사이를 연결하는 제2 배관을 더 포함할 수 있다. 상기 냉매 공급 모듈은, 상기 제1 배관 또는 상기 제2 배관에 설치될 수 있다.
상기 제1 서브 저항 소자는, 상기 제1 배관 내에 배치될 수 있다. 상기 제2 서브 저항 소자는, 상기 제2 배관 내에 배치될 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 제1 배터리 온도가 소정의 기준 온도 이상인 경우, 상기 냉매 공급 모듈에게 기동 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 상기 냉매 공급 모듈은, 상기 기동 신호에 응답하여, 상기 냉각 챔버의 내부에 상기 냉매를 공급하도록 구성된다.
상기 컨트롤러는, 상기 제2 배터리 온도가 상기 기준 온도 미만인 경우, 상기 기동 신호의 출력을 중단하도록 구성될 수 있다.
상기 컨트롤러는, 하기의 수식으로부터 상기 제2 배터리 온도를 결정하도록 구성될 수 있다.
Figure pat00001
Ta1은 상기 제1 배터리 온도, Tb1은 상기 제1 냉매 온도, Tb2은 상기 제2 냉매 온도, c1은 상기 메인 저항 소자의 비열, c2은 상기 냉매의 비열, m1은 상기 메인 저항 소자의 질량, m2은 상기 냉매의 유량, Ta2은 상기 제2 배터리 온도, k1은 소정의 제1 보정계수, k2은 소정의 제2 보정계수, k3은 소정의 제3 보정계수, k4은 소정의 제4 보정계수를 나타낸다.
상기 컨트롤러는, 상기 제2 배터리 온도를 기초로, 목표 유량을 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 기동 신호는, 상기 목표 유량을 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 상기 냉매 공급 모듈은, 상기 기동 신호에 응답하여, 단위 시간 당 상기 목표 유량만큼 상기 냉매를 상기 냉각 챔버의 내부에 공급하도록 구성될 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 목표 유량을 기초로, 상기 수식의 m2를 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 제2 냉매 온도가 상기 제1 냉매 온도보다 낮은 경우, 경고 메시지를 출력하도록 구성될 수 있다.
상기 메인 저항 소자, 상기 제1 서브 저항 소자 및 상기 제2 서브 저항 소자 각각은, NTC 서미스터일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 시스템은, 상기 장치 및 상기 배터리를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리의 온도를 검출하기 위한 방법은, 컨트롤러가 상기 배터리로부터 이격된 소정 영역 내에 배치되는 메인 저항 소자의 양단에 걸친 전압을 기초로, 제1 배터리 온도를 결정하는 단계; 상기 컨트롤러가 제1 서브 저항 소자의 양단에 걸친 전압을 기초로, 상기 메인 저항 소자를 수용하는 냉각 챔버에 구비된 제1 유입관으로 흘러들어가는 냉매의 온도를 나타내는 제1 냉매 온도를 결정하는 단계; 상기 컨트롤러가 제2 서브 저항 소자의 양단에 걸친 전압을 기초로, 상기 냉각 챔버에 구비된 제1 유출관으로부터 흘러나오는 상기 냉매의 온도를 나타내는 제2 냉매 온도를 결정하는 단계; 및 상기 컨트롤러가 상기 제1 배터리 온도, 상기 제1 냉매 온도 및 상기 제2 냉매 온도를 기초로, 상기 배터리의 온도를 나타내는 제2 배터리 온도를 결정하는 단계를 포함한다. 상기 제1 서브 저항 소자는, 상기 제1 유입관 측에 배치된다. 상기 제2 서브 저항 소자는, 상기 제1 유출관 측에 배치된다.
상기 방법은, 상기 컨트롤러가 상기 제1 배터리 온도가 소정의 기준 온도 이상인 경우, 상기 냉매 공급 모듈에게 기동 신호를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 냉매 공급 모듈은, 상기 제1 유입관 측 또는 상기 제2 유입관 측에 배치되고, 상기 기동 신호에 응답하여, 상기 냉각 챔버의 내부에 상기 냉매를 공급하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 배터리의 발열로 인해 저항 소자의 온도가 기준 온도 이상으로 증가하더라도, 배터리의 온도를 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 배터리의 온도를 결정하는 연산 과정에서 오류가 발생한 경우, 안전 조치를 실행할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 시스템의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 메인 저항 소자로 이용될 수 있는 NTC 서미스터의 온도-저항 특성을 예시적으로 보여주는 그래프이다.
도 4는 도 1 및 도 2의 장치에 의해 결정되는 제1 배터리 온도와 제2 배터리 온도 간의 관계를 예시적으로 보여주는 그래프이다.
도 5는 도 1 및 도 2의 장치가 배터리의 온도를 검출하는 방법을 보여주는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어 유닛>과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템(10)의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 배터리 시스템(10)은, 배터리(20), 스위치(30) 및 온도 검출 장치(100)를 포함한다. 배터리 시스템(10)은, 외부 디바이스(40)를 더 포함할 수 있다.
배터리(20)는, 적어도 하나의 단위 셀(21)을 포함한다. 단위 셀(21)은, 예컨대 리튬 이온 셀과 같이, 재충전 가능한 것이라면 그 종류는 특별히 제한되지 않는다. 배터리(20)가 복수의 단위 셀(21)을 포함하는 경우, 각 단위 셀(21)은 다른 단위 셀(21)에 전기적으로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.
스위치(30)는, 배터리(20)의 양극 단자와 플러스 단자(P+)를 연결하는 제1 전원 라인(11) 및 배터리(20)의 음극 단자와 마이너스 단자(P-)를 연결하는 제2 전원 라인(12) 중 적어도 하나에 설치된다. 스위치(30)는, 마그네틱 릴레이와 같은 기계식 스위치이거나, MOSFET과 같은 반도체 스위치일 수 있다.
온도 검출 장치(100)는, 배터리(20)의 온도를 검출하도록 제공되는 것으로서, 메인 저항 소자(RM), 제1 서브 저항 소자(RS1), 제2 서브 저항 소자(RS2), 냉각부(110) 및 컨트롤러(200)를 포함한다.
메인 저항 소자(RM)는, 배터리(20)의 온도를 검출하기 위해, 배터리(20)로부터 이격된 소정 영역 내에 배치된다. 메인 저항 소자(RM)는, 온도에 따라 저항(resistance)이 변화하는 소자로서, NTC 서미스터(Negative Temperature Coefficient thermistor) 또는 PTC 서미스터(Positive Temperature Coefficient thermistor)일 수 있다. 메인 저항 소자(RM)의 저항은, 배터리(20)의 온도에 의존하여 변화한다. 메인 저항 소자(RM)의 일단은 컨트롤러(200)의 제1 입력핀(IN1)에 전기적으로 연결된다. 메인 저항 소자(RM)의 타단은 컨트롤러(200)의 제2 입력핀(IN2)에 전기적으로 연결된다.
냉각부(110)는, 냉각 챔버(120) 및 냉매 공급 모듈(130)을 포함한다.
냉각 챔버(120)는, 냉매의 흐름을 위한 제1 유입관(121) 및 제1 유출관(122)을 가지고, 메인 저항 소자(RM)를 수용하도록 제공된다. 냉매는, 예컨대 공기나 물과 같이, 열 교환 성질을 가지는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 바람직하게는, 메인 저항 소자(RM)의 비열과 같거나, 더 크거나 또는 더 작은 비열을 가지는 물질을 냉매로서 이용할 수 있다. 제1 유입관(121)은, 메인 저항 소자(RM)보다 배터리(20)로부터 멀리 떨어진 소정 영역 내에 배치된다. 제1 유출관(122)은, 메인 저항 소자(RM)보다 배터리(20)로부터 멀리 떨어진 소정 영역 내에 배치된다. 제1 유입관(121)과 제1 유출관(122)은, 상호 간의 온도 간섭을 최소화하기 위해, 서로 다른 방향으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 유입관(121)은 냉각 챔버(120)의 상부에 제1 유출관(122)은 냉각 챔버(120)의 하부에 각각 마련될 수 있다.
냉매 공급 모듈(130)은, 냉각 챔버(120)의 내부로 냉매를 공급하도록 구성된다. 예컨대, 블로워, 펌프 등과 같이 단방향 또는 양방향으로 냉매의 유동을 일으킬 수 있는 공지의 다양한 장치(100)가 냉매 공급 모듈(130)로서 이용될 수 있다. 냉매 공급 모듈(130)의 입력핀(IN7)은, 컨트롤러(200)의 제1 출력핀(OUT1)에 연결된다.
냉매 공급 모듈(130)은, 제1 유입관(121) 측에 배치되어, 냉매를 제1 유입관(121)으로 공급할 수 있다. 냉매 공급 모듈(130)에 의해 제1 유입관(121)을 통해 냉각 챔버(120)의 내부로 유입되는 냉매의 양만큼 제1 유출관(122)을 통해 냉각 챔버(120)의 외부로 냉매가 배출될 수 있다. 또는, 냉매 공급 모듈(130)은, 제1 유출관(122) 측에 배치되어, 냉매를 제1 유출관(122)으로부터 배출할 수 있다. 냉매 공급 모듈(130)에 의해 제1 유출관(122)으로부터 냉각 챔버(120)의 외부로 배출되는 냉매의 양만큼 제1 유입관(121)을 통해 냉각 챔버(120)의 내부로 냉매가 유입될 수 있다.
제1 서브 저항 소자(RS1)는, 냉각 챔버(120)의 제1 유입관(121) 측에 배치된다. 제1 유입관(121) 측에 배치된다는 것은, 제1 유입관(121)의 내부 또는 제1 유입관(121)으로부터 소정 거리 내에 배치됨을 의미한다. 제1 서브 저항 소자(RS1)의 일단은 컨트롤러(200)의 제3 입력핀(IN3)에 전기적으로 연결된다. 제1 서브 저항 소자(RS1)의 타단은 컨트롤러(200)의 제4 입력핀(IN4)에 전기적으로 연결된다. 제1 서미스터는, 온도에 따라 저항이 변화하는 소자로서, NTC 서미스터 또는 PTC 서미스터일 수 있다. 이에 따라, 제1 서브 저항 소자(RS1)의 저항은, 제1 유입관(121)을 통해 냉각 챔버(120)의 내부로 들어가는 냉매의 온도에 의존하여 변화한다.
제2 서브 저항 소자(RS2)는, 냉각 챔버(120)의 제1 유출관(122) 측에 배치된다. 제1 유출관(122) 측에 배치된다는 것은, 제1 유출관(122)의 내부 또는 제1 유출관(122)으로부터 소정 거리 내에 배치됨을 의미한다. 제2 서브 저항 소자(RS2)의 일단은 컨트롤러(200)의 제5 입력핀(IN5)에 전기적으로 연결된다. 제2 서브 저항 소자(RS2)의 타단은 컨트롤러(200)의 제6 입력핀(IN6)에 전기적으로 연결된다. 제2 서미스터는, 온도에 따라 저항이 변화하는 소자로서, NTC 서미스터 또는 PTC 서미스터일 수 있다. 이에 따라, 제2 서브 저항 소자(RS2)의 저항은, 제1 유출관(122)을 통해 냉각 챔버(120)의 외부로 배출되는 냉매의 온도에 의존하여 변화한다. 제1 서브 저항 소자(RS1)와 제2 서브 저항 소자(RS2)는, 메인 저항 소자(RM)보다 배터리(20)로부터 상대적으로 더 멀리 이격될 수 있다.
컨트롤러(200)는, 하드웨어적으로 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 포함하도록 구현될 수 있다. 또한, 컨트롤러(200)는, 메인 저항 소자(RM), 제1 서브 저항 소자(RS1) 및 제2 서브 저항 소자(RS2) 각각의 양단에 걸친 전압을 디지털 신호로 변환하도록 구성된 아날로그-디지털 컨버터를 포함할 수 있다. 컨트롤러(200)에는 메모리 디바이스가 내장될 수 있으며, 메모리 디바이스로는 예컨대 RAM, ROM, 레지스터, 하드디스크, 광기록 매체 또는 자기기록 매체가 이용될 수 있다. 메모리 디바이스는, 컨트롤러(200)에 의해 실행되는 각종 제어 로직을 포함하는 프로그램, 및/또는 상기 제어 로직이 실행될 때 발생되는 데이터를 저장, 갱신 및/또는 소거할 수 있다. 컨트롤러(200)의 메모리 디바이스에는, 메인 저항 소자(RM), 제1 서브 저항 소자(RS1) 및 제2 서브 저항 소자(RS2) 각각의 양단에 걸친 전압 및 온도 간의 대응 관계를 정의하는 데이터가 룩업 테이블 등의 형태로 미리 저장되어 있다.
컨트롤러(200)는, 메인 저항 소자(RM), 제1 서브 저항 소자(RS1), 제2 서브 저항 소자(RS2), 냉매 공급 모듈(130) 및 스위치(30)에 동작 가능하게 결합된다. 컨트롤러(200)는, 제1 내지 제6 입력핀(IN1 ~ IN6) 및 제1 출력핀(OUT1)을 포함한다. 컨트롤러(200)는, 제2 출력핀(OUT2) 및 통신 포트(COM) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
컨트롤러(200)의 제1 입력핀(IN1) 및 제2 입력핀(IN2)은, 메인 저항 소자(RM)의 일단과 타단에 각각 전기적으로 연결된다. 컨트롤러(200)의 제3 입력핀(IN3) 및 제4 입력핀(IN4)은, 제1 서브 저항 소자(RS1)의 일단과 타단에 각각 전기적으로 연결된다. 컨트롤러(200)의 제5 입력핀(IN5) 및 제6 입력핀(IN6)은, 제2 서브 저항 소자(RS2)의 일단과 타단에 각각 전기적으로 연결된다. 컨트롤러(200)의 제1 출력핀(OUT1)은, 냉매 공급 모듈(130)의 입력핀(IN7)에 연결된다.
컨트롤러(200)는, 제1 입력핀(IN1)과 제2 입력핀(IN2) 간의 전압(즉, 메인 저항 소자의 양단에 걸친 전압)을 기초로, 제1 배터리 온도를 결정한다. 제1 배터리 온도는, 메인 저항 소자(RM)에 의해 검출되는 배터리(20)의 온도를 나타낸다.
컨트롤러(200)는, 제1 배터리 온도가 소정의 기준 온도와 동일하거나 더 높은 경우, 제1 출력핀(OUT1) 상에 기동 신호(S1)를 출력하도록 구성될 수 있다. 반면, 컨트롤러(200)는, 제1 배터리 온도가 소정의 기준 온도보다 낮은 경우, 기동 신호(S1)를 출력을 중단할 수 있다. 기동 신호(S1)는, 제1 출력핀(OUT1)을 통해 냉매 공급 모듈(130)의 입력핀(IN7)에 인가될 수 있다. 냉매 공급 모듈(130)은, 입력핀(IN7)에 기동 신호(S1)가 수신되는 것에 응답하여, 구동한다.
컨트롤러(200)는, 제3 입력핀(IN3)과 제4 입력핀(IN4) 간의 전압(즉, 제1 서브 저항 소자(RS1)의 양단에 걸친 전압)을 기초로, 제1 냉매 온도를 결정한다. 제1 냉매 온도는, 제1 유입관(121)으로 흘러들어가는 냉매의 온도를 나타낸다. 컨트롤러(200)는, 냉매 공급 모듈(130)의 구동 중에만 제1 냉매 온도를 결정하도록 구성될 수 있다.
컨트롤러(200)는, 제5 입력핀(IN5)과 제6 입력핀(IN6) 간의 전압(즉, 제2 서브 저항 소자(RS2)의 양단에 걸친 전압)을 기초로, 제2 냉매 온도를 결정한다. 제2 냉매 온도는, 제1 유출관(122)으로부터 흘러나오는 냉매의 온도를 나타낸다. 컨트롤러(200)는, 냉매 공급 모듈(130)의 구동 중에만 제2 냉매 온도를 결정하도록 구성될 수 있다.
냉매 공급 모듈(130)의 구동 중, 제1 유입관(121)을 통해 냉각 챔버(120) 내부로 유입된 냉매는 메인 저항 소자(RM)로부터의 열을 흡수한 다음 제1 유출관(122)을 통해 냉각 챔버(120) 외부로 배출된다. 따라서, 냉매 공급 모듈(130)의 구동 중, 제2 냉매 온도가 제1 냉매 온도보다 더 크다.
냉매 공급 모듈(130)의 구동이 중단되어 있는 동안, 제1 유입관(121)으로부터 제1 유출관(122)으로의 냉매의 이동은 멈춘다. 따라서, 제1 냉각 온도와 제2 냉매 온도는, 서로 동일하거나 소정의 오차 범위(예, -0.05 ~ 0.05℃) 내의 차이만을 가질 것이다.
컨트롤러(200)는, 제1 배터리 온도, 제1 냉매 온도 및 제2 냉매 온도를 기초로, 배터리(20)의 온도를 나타내는 제2 배터리 온도를 결정하도록 구성될 수 있다. 제2 배터리 온도는, 제1 냉매 온도와 제2 냉매 온도 간의 차이를 기초로 제1 배터리 온도를 보정한 결과일 수 있다.
컨트롤러(200)는, 다음의 수식 1을 이용하여, 제2 배터리 온도를 결정할 수 있다. 수식 1은, 냉각 챔버(120) 내부에서 메인 저항 소자(RM)와 냉매 간의 열 교환 시, 메인 저항 소자(RM)가 잃은 열량과 냉매가 얻는 열량이 서로 동일하다는 점으로부터 도출되는 것이다.
<수식 1>
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수식 1에서, Ta1은 제1 배터리 온도, Tb1은 제1 냉매 온도, Tb2은 제2 냉매 온도, c1은 메인 저항 소자(RM)의 비열, c2은 냉매의 비열, m1은 메인 저항 소자(RM)의 질량, Ta2은 제2 배터리 온도, k1은 소정의 제1 보정계수, k2은 소정의 제2 보정계수, k3은 소정의 제3 보정계수, k4은 소정의 제4 보정계수를 나타낸다. c1, c2, m1, k1, k2, k3 및 k4 각각은 소정의 양수일 수 있다. k1, k2, k3 및 k4 각각은, 냉각 챔버(120) 등의 열 손실 계수 등을 고려하여 적절하게 정해질 수 있다. 예를 들어, 냉각부(110)에 의한 열 손실이 없거나 무시할 수 있을 정도로 매우 적은 이상적인 상황에서는, k1, k2, k3 및 k4 은 모두 1일 수 있다. m2은 냉매의 유량을 나타내는 상수이다. 냉매의 유량이란, 냉매 공급 모듈(130)에 의해 단위 시간 동안 제1 유입관(121)을 통해 냉각 챔버(120) 내부로 공급되는 냉매의 질량을 나타낸다. 컨트롤러(200)에 내장된 메모리 디바이스에는, 냉매 공급 모듈(130)에 의해 공급 가능한 범위의 유량에 연관된 m2가 룩업 테이블로서 미리 저장되어 있을 수 있다. 단위 시간은, 컨트롤러(200)가 제1 배터리 온도를 결정하는 연산 주기와 동일할 수 있다.
수식 1을 참조하면, 냉매 공급 모듈(130)의 구동이 중단되어 있는 동안에는 냉매에 의한 메인 저항 소자(RM)의 냉각 역시 중단되므로, 제1 배터리 온도와 제2 배터리 온도는 실질적으로 동일할 것이다. 반면, 냉매 공급 모듈(130)이 구동하는 동안에는 냉매에 의한 메인 저항 소자(RM)의 냉각이 진행되므로, 제2 배터리 온도가 제1 배터리 온도보다 클 것이다. 따라서, 컨트롤러(200)는, 냉매 공급 모듈(130)이 구동 중인 동안에만 제2 배터리 온도를 결정함으로써, 불필요한 연산 동작을 회피할 수 있다.
컨트롤러(200)는, 제2 배터리 온도를 기초로, 목표 유량을 결정할 수 있다. 일 예로, 컨트롤러(200)에 의해 결정되는 현 연산 주기의 목표 유량은, 이전 연산 주기의 제2 배터리 온도와 기준 온도 간의 차이에 비례할 수 있다. 즉, 컨트롤러(200)는, 제2 배터리 온도가 기준 온도를 넘어서 증가할수록, 목표 유량을 증가시킬 수 있다. 반대로, 컨트롤러(200)는, 제2 배터리 온도가 기준 온도를 향하여 감소할수록, 목표 유량을 감소시킬 수 있다. 물론, 컨트롤러(200)는, 제2 배터리 온도와는 무관하게, 목표 유량을 소정의 기준 유량으로 일정하게 유지할 수도 있다. 컨트롤러(200)가 제1 출력핀(OUT1) 상에 출력하는 기동 신호(S1)는, 컨트롤러(200)에 의해 결정된 목표 유량을 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 또는, 컨트롤러(200)는, 시분할 또는 주파수 분할 방식을 이용하여, 기동 신호(S1)와는 별개로 목표 유량을 나타내는 데이터를 제1 출력핀(OUT1)을 통해 냉매 공급 모듈(130)에게 전송할 수 있다. 냉매 공급 모듈(130)은, 입력핀(IN7)에 의해 수신되는 기동 신호(S1) 또는 데이터를 기초로, 컨트롤러(200)에 의해 요구되는 목표 유량의 냉매를 냉각 챔버(120)로 공급할 수 있다.
컨트롤러(200)는, 통신 포트(COM)에 연결된 통신 채널을 통해 외부 디바이스(40)와 상호 통신한다. 통신 채널은 유선 또는 무선 통신을 지원한다. 유선 통신은 예컨대 캔(CAN: controller area network) 통신일 수 있고, 무선 통신은 예컨대 지그비나 블루투스 통신일 수 있는데, 컨트롤러(200)와 외부 디바이스(40) 간의 유무선 통신을 지원하는 것이라면, 통신 프토토콜의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니다. 외부 디바이스(40)는, 예컨대 디스플레이, 스피커 등과 같이 임의의 정보를 시각적 및/또는 청각적으로 출력하는 장치(100)를 포함할 수 있다.
컨트롤러(200)의 제2 출력핀(OUT2)은, 스위치(30)에 전기적으로 연결된다. 컨트롤러(200)가 제2 출력핀(OUT2) 상에 하이 레벨 전압을 가지는 스위칭 신호(S2)를 출력하는 동안, 스위치(30)는 온 상태가 될 수 있다. 하이 레벨 전압이란, 소정 임계 전압(예, 3V) 이상의 전압을 의미한다. 컨트롤러(200)가 제2 출력핀(OUT2) 상에 스위칭 신호(S2)의 출력을 중단하는 동안, 스위치(30)는 오프 상태가 될 수 있다. 스위치(30)가 온 상태로 제어되는 경우, 배터리(20)의 충방전이 가능한 상태가 된다. 반면, 스위치(30)가 오프 상태로 제어되는 경우, 배터리(20)의 충방전은 중단된다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 시스템(10)의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이고,
도 2의 장치(100)가 도 1의 장치(100)와 다른 점은, 도 2의 장치(100)의 냉각부(110)가 방열 모듈(140), 제1 배관(151) 및 제2 배관(152)을 더 포함한다는 점이다. 이하에서는, 도 1의 장치(100)와 공통된 점에 대한 반복적인 설명은 생략하고, 차이점을 중심으로 설명하기로 하겠다.
방열 모듈(140), 제1 배관(151) 및 제2 배관(152)은, 냉각 챔버(120)와 함께 냉매의 순환 경로를 제공한다.
방열 모듈(140)은, 제2 유입관(141) 및 제2 유출관(142)을 가진다. 방열 모듈(140)의 제2 유입관(141)과 제2 유출관(142) 사이의 내부 공간에는 방열핀(143)이 마련된다. 냉매가 제2 유입관(141)을 통해 방열 모듈(140)의 내부 공간을 거쳐 제2 유출관(142)으로 이동하면서, 냉매로부터의 열은 방열핀(143)에 의해 흡수된다. 따라서, 제2 유입관(141)으로 흘러들어가는 냉매의 온도는 제2 유출관(142)으로부터 배출되는 냉매의 온도보다 높다.
제1 배관(151)은, 제1 유입관(121)과 제2 유출관(142)을 연결한다. 즉, 제1 배관(151)은, 제1 유입관(121)과 제2 유출관(142) 사이에서 냉매의 이동 경로를 제공한다.
제2 배관(152)은, 제1 유출관(122)과 제2 유입관(141)을 연결한다. 즉, 제2 배관(152)은, 제1 유출관(122)과 제2 유입관(141) 사이에서 냉매의 이동 경로를 제공한다.
제1 서브 저항 소자(RS1)는, 제1 배관(151) 내에 배치될 수 있다. 제2 서브 저항 소자(RS2)는, 제2 배관(152) 내에 설치될 수 있다. 냉매 공급 모듈(130)은, 냉각 챔버(120)의 제1 유입관(121) 또는 제2 유출관(142)에 배치되지 않고, 제1 배관(151), 제2 배관(152) 또는 방열 모듈(140)의 내부 공간 내에 설치될 수 있다.
도 3은 도 1 및 도 2의 메인 저항 소자로 이용될 수 있는 NTC 서미스터의 온도-저항 특성을 예시적으로 보여주는 그래프이고, 도 4는 도 1 및 도 2의 장치(100)에 의해 결정되는 제1 배터리 온도와 제2 배터리 온도 간의 관계를 예시적으로 보여주는 그래프이다. 도 3 및 도 4에서, TR은 기준 온도이다.
먼저 도 3을 참조하면, NTC 서미스터는, 통상의 온도 영역에서는 온도가 상승할수록 저항이 선형적으로 빠르게 저하된다. 하지만, 기준 온도 TR를 넘어 고온이 될수록 NTC 서미스터의 온도의 변화 대비 저항의 변화 간의 선형성이 현저히 약화되는 단점이 있다. 게다가, 기준 온도 TR 이상의 고온 영역에서는 온도-저항 기울기가 급격히 완만해진다. 메인 저항 소자(RM)의 양단에 걸친 전압은 메인 저항 소자(RM)의 저항에 의존(예, 비례)하므로, 고온이 될수록 메인 저항 소자(RM)의 양단에 걸친 전압을 기초로 결정되는 제1 배터리 온도의 정확도가 떨어질 수 있다.
따라서, 제1 배터리 온도가 기준 온도에 도달한 시점부터 냉각 챔버(120) 내부로 냉매를 공급하여 메인 저항 소자(RM)를 냉각시킴으로써, 제1 배터리 온도의 증가를 억제할 필요가 있다. 그 후, 제1 배터리 온도, 제1 냉매 온도 및 제2 냉내 온도로부터 결정되는 제2 배터리 온도가 기준 온도 이하가 되면, 메인 저항 소자(RM)의 냉각을 중단할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1 배터리 온도는, 시점 t1부터 점차적으로 상승하다가 시점 t2에서 기준 온도에 도달한다. 컨트롤러(200)는, 시점 t2 전까지는 냉매 공급 모듈(130)에게 기동 신호(S1)를 출력하지 않다가 시점 t2부터 기동 신호(S1)를 출력할 수 있다. 이에 따라, 시점 t2부터 냉매 공급 모듈(130)에 의해 냉각 챔버(120) 내부에 냉매가 공급되기 시작한다. 또한, 컨트롤러(200)는, 시점 t2부터 전술한 방식에 따라 제2 배터리 온도를 주기적으로 결정한다. 주목할 점은, 시점 t2 이후의 제2 배터리 온도는 제1 배터리 온도보다 높다는 점이다. 그 이유는, 제2 배터리 온도는, 제1 냉매 온도와 제2 냉매 온도 간의 차이에 대응하는 보상 온도(수식 1의 우변의 두번째 항에 의한 온도)가 제1 배터리 온도에 더해진 결과이기 때문이다.
도 4는 제2 배터리 온도가 시점 t2부터 시점 t3까지 점차적으로 상승하다가 시점 t3부터 점차적으로 하강하여 시점 t4에 기준 온도에 도달하는 상황을 보여준다. 컨트롤러(200)는, 제2 배터리 온도가 상승하는 시점 t2부터 시점 t3까지의 기간 동안, 목표 유량을 주기적으로 증가시킴으로써, 메인 저항 소자(RM)의 온도 상승을 억제할 수 있다. 컨트롤러(200)는, 제2 배터리 온도가 하강하는 시점 t3부터 시점 t4까지의 기간 동안, 목표 유량을 주기적으로 감소시킴으로써, 메인 저항 소자(RM)가 필요 이상으로 냉각되는 것을 방지할 수 있다. 컨트롤러(200)는, 제2 배터리 온도가 시점 t4에서 기준 온도 이하가 된 것에 응답하여, 시점 t4부터는 기동 신호의 출력을 중단할 수 있다. 또한, 컨트롤러(200)는, 기동 신호(S1)의 출력을 중단하는 동안에는 제2 배터리 온도를 결정하는 동작 역시 중단할 수 있다. 그 이유는, 제2 배터리 온도가 기준 온도 이하가 되었다는 것은, 메인 저항 소자(RM)에 대한 냉각없이도 메인 저항 소자의 온도가 고온 영역을 벗어나게 되었음을 의미하기 때문이다.
한편, 컨트롤러(200)는, 기동 신호(S1)를 출력하는 동안, 제1 배터리 온도, 제1 냉매 온도, 제2 냉매 온도 및 제2 배터리 온도 중 적어도 하나가 오류인지 여부를 판정하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 제1 냉매 온도는 메인 저항 소자(RM)를 냉각하기 전의 냉매의 온도이고 제2 냉매 온도는 메인 저항 소자(RM)를 냉각한 후의 냉매의 온도이므로, 제2 냉매의 온도가 제1 냉매 온도보다 높아야 정상이라고 할 수 있다. 따라서, 제2 냉매 온도가 제1 냉매 온도보다 낮은 경우, 컨트롤러(200)는 제1 냉매 온도 및 제2 냉매 온도 중 적어도 하나를 결정하는 연산 과정에서 오류가 발생한 것으로 판정할 수 있다.
컨트롤러(200)는, 제1 냉매 온도가 제1 배터리 온도보다 높은 경우, 제1 배터리 온도 및 제1 냉매 온도 중 적어도 하나를 결정하는 연산 과정에서 오류가 발생한 것으로 판정할 수 있다.
컨트롤러(200)는, 제1 배터리 온도가 제2 배터리 온도보다 높은 경우, 제1 배터리 온도 및 제2 배터리 온도 중 적어도 하나를 결정하는 연산 과정에서 오류가 발생한 것으로 판정할 수 있다.
컨트롤러(200)는, 동일한 연산 주기에서 결정된 제1 배터리 온도, 제1 냉매 온도, 제2 냉매 온도 및 제2 배터리 온도 중 적어도 하나가 오류인 것으로 판정되는 경우, 통신 포트(COM)를 통해 경고 메시지를 출력하거나 스위칭 신호의 출력을 중단하는 등의 안전 조치를 실행할 수 있다. 외부 디바이스(40)는, 통신 채널을 통해 컨트롤러(200)로부터의 경고 메시지를 시각적 및/또는 청각적으로 출력할 수 있다.
도 5는 도 1 및 도 2의 장치(100)가 배터리(20)의 온도를 검출하는 방법을 보여주는 순서도이다. 도 5의 방법은 소정의 연산 주기마다 실행될 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 단계 500에서, 컨트롤러(200)는, 메인 저항 소자(RM)의 양단에 걸친 전압을 기초로, 제1 배터리 온도를 결정한다. 컨트롤러(200)는, 제1 배터리 온도를 메모리 디바이스에 저장할 수 있다.
단계 505에서, 컨트롤러(200)는, 냉매 공급 모듈(130)에게 기동 신호(S1)를 출력 중인지 여부를 판정할 수 있다. 단계 505의 값이 "NO"인 경우, 단계 510으로 진행할 수 있다. 단계 505의 값이 "YES"인 경우, 단계 530으로 진행할 수 있다.
단계 510에서, 컨트롤러(200)는, 제1 배터리 온도가 소정의 기준 온도 이상인지 여부를 판정한다. 단계 510의 값이 "YES"인 경우, 단계 520이 진행된다. 단계 510의 값이 "NO"인 경우, 방법은 종료될 수 있다.
단계 520에서, 컨트롤러(200)는, 냉매 공급 모듈(130)에게 기동 신호(S1)를 출력한다. 기동 신호(S1)는, 이전 연산 주기에서 기 결정된 목표 유량을 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 냉매 공급 모듈(130)은, 기동 신호(S1)에 응답하여, 기동 신호(S1)에 의해 요구된 유량의 냉매를 냉각 챔버(120)로 공급한다.
단계 530에서, 컨트롤러(200)는, 제1 서브 저항 소자(RS1)의 양단에 걸친 전압을 기초로, 제1 냉매 온도를 결정한다. 제1 냉매 온도는, 냉각 챔버(120)에 구비된 제1 유입관(121)으로 흘러들어가는 냉매의 온도를 나타낸다. 컨트롤러(200)는, 제1 냉매 온도를 메모리 디바이스에 저장할 수 있다.
단계 540에서, 컨트롤러(200)는, 제2 서브 저항 소자(RS2)의 양단에 걸친 전압을 기초로, 제2 냉매 온도를 결정한다. 제2 냉매 온도는, 냉각 챔버(120)에 구비된 제1 유출관(122)으로부터 흘러나오는 냉매의 온도를 나타낸다. 컨트롤러(200)는, 제2 냉매 온도를 메모리 디바이스에 저장할 수 있다. 도시된 바와는 달리, 단계 530과 단계 540은 동시에 실행되거나, 단계 540이 단계 530보다 먼저 진행될 수 있다.
단계 550에서, 컨트롤러(200)는, 제1 배터리 온도, 제1 냉매 온도 및 제2 냉매 온도를 기초로, 제2 배터리 온도를 결정한다. 제2 배터리 온도는, 배터리(20)의 온도를 나타낸다. 컨트롤러(200)는, 제2 배터리 온도를 메모리 디바이스에 저장할 수 있다.
단계 560에서, 컨트롤러(200)는, 제2 배터리 온도가 기준 온도 이상인지 여부를 판정할 수 있다. 단계 560의 값이 "YES"인 경우, 단계 570이 진행된다. 단계 560의 값이 "NO"인 경우, 단계 580로 진행한다.
단계 570에서, 컨트롤러(200)는, 기동 신호(S1)의 출력을 유지할 수 있다. 추가적으로, 컨트롤러(200)는, 제2 배터리 온도를 기초로, 목표 유량을 결정(또는 갱신)할 수 있다. 목표 유량은, 제2 배터리 온도와 기준 온도 간의 차이에 비례할 수 있으며, 컨트롤러(200)에 의해 메모리 디바이스에 저장될 수 있다.
단계 580에서, 컨트롤러(200)는, 기동 신호(S1)의 출력을 중단할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
1: 외부 디바이스
10: 배터리 시스템
20: 배터리
21: 단위 셀
30: 스위치
100: 장치
RM: 메인 저항 소자
RS1: 제1 서브 저항 소자
RS2: 제2 서브 저항 소자
110: 냉각부
120: 냉각 챔버
130: 냉매 공급 모듈
140: 방열 모듈
151: 제1 배관
152: 제2 배관
200: 컨트롤러

Claims (13)

  1. 배터리의 온도를 검출하기 위한 장치에 있어서,
    상기 배터리로부터 이격된 소정 영역 내에 배치되는 메인 저항 소자;
    냉매의 흐름을 위한 제1 유입관 및 제1 유출관을 가지고 상기 메인 저항 소자를 수용하도록 제공되는 냉각 챔버 및 상기 제1 유입관 측 또는 상기 제1 유출관 측에 배치되는 냉매 공급 모듈을 포함하는 냉각부;
    상기 제1 유입관 측에 배치되는 제1 서브 저항 소자;
    상기 제1 유출관 측에 배치되는 제2 서브 저항 소자; 및
    상기 메인 저항 소자, 상기 제1 서브 저항 소자 및 상기 제2 서브 저항 소자에 전기적으로 연결된 컨트롤러를 포함하되,
    상기 컨트롤러는, 상기 메인 저항 소자의 양단에 걸친 전압을 기초로, 제1 배터리 온도를 결정하도록 구성되고,
    상기 컨트롤러는, 상기 제1 서브 저항 소자의 양단에 걸친 전압을 기초로, 상기 제1 유입관으로 흘러들어가는 상기 냉매의 온도를 나타내는 제1 냉매 온도를 결정하도록 구성되고,
    상기 컨트롤러는, 상기 제2 서브 저항 소자의 양단에 걸친 전압을 기초로, 상기 제1 유출관으로부터 흘러나오는 상기 냉매의 온도를 나타내는 제2 냉매 온도를 결정하도록 구성되고,
    상기 컨트롤러는, 상기 제1 배터리 온도, 상기 제1 냉매 온도 및 상기 제2 냉매 온도를 기초로, 상기 배터리의 온도를 나타내는 제2 배터리 온도를 결정하도록 구성된, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각부는,
    상기 냉매의 흐름을 위한 제2 유입관 및 제2 유출관을 가지고, 상기 제2 유입관으로 유입되는 상기 냉매로부터의 열을 흡수하도록 구성된 방열 모듈;
    상기 제1 유입관과 상기 제2 유출관을 연결하는 제1 배관; 및
    상기 제1 유출관과 상기 제2 유입관 사이를 연결하는 제2 배관을 더 포함하되,
    상기 냉매 공급 모듈은, 상기 제1 배관 또는 상기 제2 배관에 설치되는, 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 서브 저항 소자는, 상기 제1 배관 내에 배치되고,
    상기 제2 서브 저항 소자는, 상기 제2 배관 내에 배치되는, 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 제1 배터리 온도가 소정의 기준 온도 이상인 경우, 상기 냉매 공급 모듈에게 기동 신호를 출력하도록 구성되고,
    상기 냉매 공급 모듈은, 상기 기동 신호에 응답하여, 상기 냉각 챔버의 내부에 상기 냉매를 공급하도록 구성된, 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 제2 배터리 온도가 상기 기준 온도 미만인 경우, 상기 기동 신호의 출력을 중단하도록 구성된, 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 하기의 수식으로부터 상기 제2 배터리 온도를 결정하도록 구성되되,
    Figure pat00003

    Ta1은 상기 제1 배터리 온도, Tb1은 상기 제1 냉매 온도, Tb2은 상기 제2 냉매 온도, c1은 상기 메인 저항 소자의 비열, c2은 상기 냉매의 비열, m1은 상기 메인 저항 소자의 질량, m2은 상기 냉매의 유량, Ta2은 상기 제2 배터리 온도, k1은 소정의 제1 보정계수, k2은 소정의 제2 보정계수, k3은 소정의 제3 보정계수, k4은 소정의 제4 보정계수를 나타내는, 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 제2 배터리 온도를 기초로, 목표 유량을 결정하도록 구성되되,
    상기 기동 신호는, 상기 목표 유량을 나타내는 정보를 포함하고,
    상기 냉매 공급 모듈은, 상기 기동 신호에 응답하여, 단위 시간 당 상기 목표 유량만큼 상기 냉매를 상기 냉각 챔버의 내부에 공급하도록 구성된, 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 목표 유량을 기초로, 상기 수식의 m2를 결정하도록 구성된, 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 제2 냉매 온도가 상기 제1 냉매 온도보다 낮은 경우, 경고 메시지를 출력하도록 구성된, 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 메인 저항 소자, 상기 제1 서브 저항 소자 및 상기 제2 서브 저항 소자 각각은, NTC 서미스터인, 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 상기 장치; 및
    상기 배터리를 포함하는, 배터리 시스템.
  12. 배터리의 온도를 검출하기 위한 방법에 있어서,
    컨트롤러가 상기 배터리로부터 이격된 소정 영역 내에 배치되는 메인 저항 소자의 양단에 걸친 전압을 기초로, 제1 배터리 온도를 결정하는 단계;
    상기 컨트롤러가 제1 서브 저항 소자의 양단에 걸친 전압을 기초로, 상기 메인 저항 소자를 수용하는 냉각 챔버에 구비된 제1 유입관으로 흘러들어가는 냉매의 온도를 나타내는 제1 냉매 온도를 결정하는 단계;
    상기 컨트롤러가 제2 서브 저항 소자의 양단에 걸친 전압을 기초로, 상기 냉각 챔버에 구비된 제1 유출관으로부터 흘러나오는 상기 냉매의 온도를 나타내는 제2 냉매 온도를 결정하는 단계; 및
    상기 컨트롤러가 상기 제1 배터리 온도, 상기 제1 냉매 온도 및 상기 제2 냉매 온도를 기초로, 상기 배터리의 온도를 나타내는 제2 배터리 온도를 결정하는 단계를 포함하되,
    상기 제1 서브 저항 소자는, 상기 제1 유입관 측에 배치되고,
    상기 제2 서브 저항 소자는, 상기 제1 유출관 측에 배치되는, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 컨트롤러가 상기 제1 배터리 온도가 소정의 기준 온도 이상인 경우, 상기 냉매 공급 모듈에게 기동 신호를 출력하는 단계를 더 포함하되,
    상기 냉매 공급 모듈은, 상기 제1 유입관 측 또는 상기 제2 유입관 측에 배치되고, 상기 기동 신호에 응답하여, 상기 냉각 챔버의 내부에 상기 냉매를 공급하도록 구성된, 방법.
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