KR20200094709A - Method And Apparatus for Preventing Battery Overcharge - Google Patents

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KR20200094709A KR1020200092217A KR20200092217A KR20200094709A KR 20200094709 A KR20200094709 A KR 20200094709A KR 1020200092217 A KR1020200092217 A KR 1020200092217A KR 20200092217 A KR20200092217 A KR 20200092217A KR 20200094709 A KR20200094709 A KR 20200094709A
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Abstract

A battery overcharge preventing apparatus is disclosed. According to an embodiment of the present disclosure, a battery overcharge preventing apparatus comprises: an overcharge detection unit fixed to one surface of a battery cell; an expansion force transmission unit having one side connected to the overcharge detection unit; and a switch unit connected to the other side of the expansion force transmission unit. When one side of the battery cell rises, one side of the overcharge detection unit and the expansion force transmission unit moves in a first direction (D1), the other side of the expansion force transmission unit and the switch unit move in a second direction (D2) opposite to the first direction (D1), and when the switch unit moves in the second direction (D2), the switch unit blocks the current flowing out of the battery.

Description

배터리 과충전 방지장치 및 방법{Method And Apparatus for Preventing Battery Overcharge}Method and Apparatus for Preventing Battery Overcharge}

본 개시는 배터리 과충전 방지장치 및 이를 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 배터리 셀이 과충전되는 경우 배터리 셀의 팽창력을 이용하여 배터리 외부로 흐르는 전류를 차단함으로써, 외력에 의하여 배터리 셀이 파열되지 않고 릴레이 등 전기적 소자를 사용하지 않는 간단한 장치로 배터리 과충전을 방지하는 구조 및 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to a battery overcharge preventing device and a method for the same. More specifically, when the battery cell is overcharged, the current flowing out of the battery is blocked by using the expansion force of the battery cell, so that the battery cell is not ruptured by external force and the battery is overcharged with a simple device that does not use an electrical element such as a relay. It relates to a structure and method for preventing.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 개시에 대한 배경정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this section merely provides background information for the present disclosure and does not constitute a prior art.

환경 차량은 구동력을 발휘하기 위한 모터(motor), 모터에 전기를 공급하는 인버터(inverter) 및 고전압배터리(high-voltage battery)를 포함한다. 여기서, 고전압 배터리는 충전된 전기를 소모하고 나면 재충전을 하게 되는데, 배터리 관리 시스템(BMS: Battery Management System)라는 배터리 제어기가 충전기와 상호 협조 제어하여 고전압 배터리를 충전하게 된다.Environmental vehicles include a motor for exerting a driving force, an inverter that supplies electricity to the motor, and a high-voltage battery. Here, the high voltage battery is recharged after consuming the charged electricity, and a battery controller called a battery management system (BMS) charges the high voltage battery by cooperatively controlling the charger.

그러나, 배터리, 인버터 또는 충전기 등의 고장으로 인하여 고전압 배터리가 정상적인 충전량을 초과해서 과충전되는 경우, 배터리 셀이 팽창하여 차량에 화재나 폭발이 발생하는 문제점이 있다. 따라서, 차량의 안전성을 확보하기 위하여, 고전압 배터리의 과충전시 전류를 차단하는 구조가 필요하다.However, when a high voltage battery is overcharged due to a failure of a battery, an inverter, or a charger, the battery cell expands, resulting in a fire or explosion in the vehicle. Therefore, in order to ensure the safety of the vehicle, there is a need for a structure that cuts off the current when the high voltage battery is overcharged.

도 1은 종래 기술에 의한 과충전 방지 구조의 제 1 예를 도시한 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 의한 과충전 방지 구조의 제 2 예를 도시한 사시도이며, 도 3은 종래 기술에 의한 과충전 방지 구조의 제 2 예를 도시한 단면도이다.1 is a perspective view showing a first example of an overcharge prevention structure according to the prior art, FIG. 2 is a perspective view showing a second example of an overcharge prevention structure according to the prior art, and FIG. 3 is an overcharge prevention structure according to the prior art It is a sectional view showing a second example.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 의한 과충전 방지 구조의 제 1 예는, 고전압 배터리(10)가 과충전되어 배터리 셀(30)이 팽창하는 경우 배터리 셀(30)의 물리적인 팽창력을 이용하여 배터리 셀의 (+)단자(20) 및 (-)단자(21)가 파열됨으로써, 전류를 차단하는 방법이 사용되었다. 즉, 고전압 배터리(10)가 과충전되면 배터리 셀(30) 내에 가스가 발생하고, 발생된 가스에 의해 배터리 셀(30)이 팽창하여 (+), (-)단자(20, 21)가 외부로 돌출되며, 외부로 돌출된 (+), (-)단자(20, 21)의 용접부가 팽창에 의해 뜯겨짐으로써 전류가 차단되는 메카니즘이 사용된 것이다. 그러나, 종래 기술은 배터리 셀(30) 용접부를 물리적인 외력에 취약하게 구성하여 배터리 셀탭부의 용접강도를 저하시킬 수 밖에 없으므로, 차량의 진동 등의 물리적 외력에 의하여 배터리 셀이 파열될 수 있는 문제점이 있다.Referring to FIG. 1, in the first example of the overcharge preventing structure according to the prior art, when the high voltage battery 10 is overcharged and the battery cell 30 expands, the battery cell using the physical expansion force of the battery cell 30 The (+) terminal 20 and the (-) terminal 21 of the ruptured, a method of blocking current was used. That is, when the high voltage battery 10 is overcharged, gas is generated in the battery cell 30, and the battery cell 30 is expanded by the generated gas, so that the (+) and (-) terminals 20 and 21 are externally A mechanism in which the current is cut off due to the expansion, and the welding portions of the (+) and (-) terminals 20 and 21 projecting outward are torn off by expansion. However, in the related art, since the welding portion of the battery cell 30 is vulnerable to physical external force, the welding strength of the battery cell tab portion must be reduced, so that the battery cell may be ruptured by physical external force such as vibration of the vehicle. have.

도 2및 도 3을 참조하면, 종래 기술에 의한 과충전 방지 구조의 제 2 예는, 고전압 배터리(10)가 과충전되어 배터리 셀(30)이 팽창하는 경우 배터리 셀의 커버(31)가 팽창하고, 팽창된 배터리 셀 커버(31)가 스위치(32)를 눌러 전원을 차단하는 릴레이를 개방함으로써, 전류를 차단하는 방법이 사용되었다. 그러나, 종래 기술은 릴레이가 다른 원인에 의하여 융착(상시 붙은 상태)되는 경우 작동할 수 없으며, 스위치(32)가 셀 팽창시 유효 위치에 장착되고 배터리 셀 팽창(2)에 따른 변위 발생이 없어야 하므로 고정 브라켓(33) 등을 이용하여 스위치(32)를 위치를 고정하고 배터리 셀 팽챙력을 제어해야하는 문제점이 있다.2 and 3, in the second example of the overcharge preventing structure according to the prior art, when the high voltage battery 10 is overcharged and the battery cell 30 expands, the cover 31 of the battery cell expands, A method of blocking current by using the expanded battery cell cover 31 to open the relay to turn off the power by pressing the switch 32 was used. However, the prior art cannot operate when the relay is fused (always attached) due to other causes, and the switch 32 is mounted in an effective position when the cell expands and there should be no displacement caused by the battery cell expansion (2). There is a problem in that the position of the switch 32 is fixed by using a fixing bracket 33 or the like, and the battery cell expansion force needs to be controlled.

KR 2013-0044874 AKR 2013-0044874 A

본 개시는 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 배터리 셀이 과충전되는 경우 배터리 셀의 팽창력을 이용하여 배터리 외부로 흐르는 전류를 차단함으로써, 외력에 의하여 배터리 셀이 파열되지 않고 릴레이 등 전기적 소자를 사용하지 않는 간단한 장치로 배터리 과충전을 방지하는 구조를 제공하는 데 주된 목적이 있다.The present disclosure is proposed to solve the above problems, and when the battery cell is overcharged, the current flowing out of the battery is blocked by using the expansion force of the battery cell, so that the battery cell is not ruptured by external force and an electrical element such as a relay The main purpose is to provide a structure to prevent overcharging of the battery with a simple device that does not use.

본 개시의 일 실시예에 의하면, 배터리 셀의 일면에 고정되는 과충전 감지부; 일측이 과충전 감지부에 연결되는 팽창력 전달부; 및 팽창력 전달부의 타측에 연결되는 스위치부를 포함하되, 배터리 셀의 일면이 상승할 때, 과충전 감지부 및 팽창력 전달부의 일측은 제1방향(D1)으로 이동하고, 팽창력 전달부의 타측 및 스위치부는 제1방향(D1)과 반대인 제2방향(D2)으로 이동하고, 스위치부가 제2방향(D2)으로 이동할 때, 스위치부는 배터리 외부로 흐르는 전류를 차단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 과충전 방지장치를 제공한다.According to an embodiment of the present disclosure, an overcharge detection unit fixed to one surface of a battery cell; An expansion force transmitting part having one side connected to an overcharge sensing part; And a switch portion connected to the other side of the expansion force transmitting portion, when one surface of the battery cell rises, one side of the overcharge detection unit and the expansion force transmitting portion moves in the first direction D1, and the other side and the switch portion of the expansion force transmitting portion are first. When moving in the second direction (D2) opposite to the direction (D1), and the switch unit moves in the second direction (D2), the switch unit is configured to block the current flowing out of the battery. to provide.

본 개시에 의한 배터리 과충전 방지장치에 의하면, 배터리 셀이 과충전되는 경우 외력에 의하여 배터리 셀이 파열되지 않고 릴레이 등 전기적 소자를 사용하지 않는 간단한 장치로 배터리 과충전을 방지할 수 있다.According to the battery overcharge preventing device according to the present disclosure, when the battery cell is overcharged, the battery cell is not ruptured by external force and a simple device that does not use an electrical element such as a relay can prevent battery overcharge.

도 1은 종래 기술에 의한 과충전 방지 구조의 제 1 예를 도시한 사시도.
도 2는 종래 기술에 의한 과충전 방지 구조의 제 2 예를 도시한 사시도.
도 3은 종래 기술에 의한 과충전 방지 구조의 제 2 예를 도시한 단면도.
도 4는 본 개시에 의한 과충전 방지 구조가 장착된 배터리 모듈을 도시한 사시도.
도 5는 본 개시에 의한 과충전 방지 구조를 도시한 사시도.
도 6은 본 개시에 의한 과충전 방지 구조를 도시한 측면도.
도 7은 배터리 모듈이 과충전되는 경우 배터리 셀의 팽창력을 측정한 다이어그램.
도 8은 본 개시에 의한 과충전 방지 구조의 작동 메커니즘을 도시한 흐름도.1 is a perspective view showing a first example of an overcharge preventing structure according to the prior art.
Figure 2 is a perspective view showing a second example of the overcharge prevention structure according to the prior art.
3 is a cross-sectional view showing a second example of the overcharge preventing structure according to the prior art.
4 is a perspective view showing a battery module equipped with a structure for preventing overcharge according to the present disclosure.
5 is a perspective view showing an overcharge preventing structure according to the present disclosure.
6 is a side view showing an overcharge preventing structure according to the present disclosure.
7 is a diagram measuring the expansion force of the battery cell when the battery module is overcharged.
8 is a flow chart showing the operation mechanism of the overcharge protection structure according to the present disclosure.

이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present disclosure will be described in detail through exemplary drawings. It should be noted that in adding reference numerals to the components of each drawing, the same components have the same reference numerals as possible even though they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present disclosure, when it is determined that detailed descriptions of related well-known structures or functions may obscure the subject matter of the present disclosure, detailed descriptions thereof will be omitted.

본 개시에 따른 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례나 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In describing the components of the embodiment according to the present disclosure, codes such as first, second, i), ii), a), and b) may be used. These symbols are only for distinguishing the components from other components, and the essence or order or order of the components is not limited by the symbols. When a part in the specification refers to'include' or'equipment' a component, this means that other components may be further included rather than excluding other components unless explicitly stated to the contrary. .

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 의한 배터리 과충전 방지장치의 일 실시예를 보다 상세하게 설명한다Hereinafter, an embodiment of a battery overcharge preventing device according to the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 개시에 의한 과충전 방지 구조가 장착된 배터리 모듈을 도시한 사시도이고, 도 5는 본 개시에 의한 과충전 방지 구조를 도시한 사시도이며, 도 6은 본 개시에 의한 과충전 방지 구조를 도시한 측면도이고, 도 7은 배터리 모듈이 과충전되는 경우 배터리 셀의 팽창력을 측정한 다이어그램이다.4 is a perspective view showing a battery module equipped with an overcharge prevention structure according to the present disclosure, FIG. 5 is a perspective view showing an overcharge prevention structure according to the present disclosure, and FIG. 6 shows an overcharge prevention structure according to the present disclosure It is a side view and FIG. 7 is a diagram measuring the expansion force of a battery cell when the battery module is overcharged.

도 4내지 도 7을 참조하면, 본 개시에 의한 배터리 과충전 방지장치의 일 실시예는, 과충전 감지부(overcharge detecting unit, 100), 팽창력 전달부(expansion force transmission unit, 200) 및 스위치부(switching unit, 300)를 포함할 수 있다.4 to 7, an embodiment of a battery overcharge preventing device according to the present disclosure includes an overcharge detecting unit 100, an expansion force transmission unit 200, and a switching unit unit, 300).

과충전 감지부(100)는, 배터리 셀(battery cell)의 팽창력을 감지한다. 더욱 상세하게는, 과충전 감지부(100)는, 배터리 셀(30)이 과충전되어 팽창하는 경우 배터리 셀의 외부 보호재(34)의 변형력을 감지할 수 있다. 즉, 과충전 감지부(100)는, 배터리 셀(30)이 과충전되어 팽창하는 경우 배터리 셀(30)의 팽창력을 배터리 셀의 외부 보호재(34)의 변형을 통하여 감지하는 것이다. 여기서, 배터리 셀(30)은 외부 보호재(34)에 의해 감싸여 있을 수 있다. 특히, 배터리 셀(30)이 과충전되는 경우 배터리 셀(30)의 상부 부분이 부풀어 오를 수 있다. 왜냐하면, 배터리 셀(30)의 상부 부분을 제외하고는 배터리 모듈 케이스 등에 의해 배터리 셀(30)이 팽창할 수 있는 공간이 제한되기 때문이다. 그 후, 과충전 감지부(100)는 부풀어 오른 배터리 셀(30)의 상부 부분의 팽창력을 감지할 수 있다. 또한, 과충전 감지부(100)는, 배터리 셀(30) 상부에 장착되어 배터리 셀 상부의 팽창력을 감지하고 배터리 셀 상부의 상향하는 팽창력을 팽창력 전달부(200)로 전달할 수 있다. 여기서, 과충전 감지부(100)가 감지하는 배터리 셀의 팽창력의 방향은 제한이 없으며, 배터리 셀의 팽창력의 방향에 따라 과충전 감지부(100)의 형태는 다양할 수 있다.The overcharge detection unit 100 detects an expansion force of a battery cell. More specifically, the overcharge detection unit 100 may sense the deformation force of the external protective material 34 of the battery cell when the battery cell 30 is overcharged and expanded. That is, when the battery cell 30 is overcharged and expanded, the overcharge detection unit 100 senses the expansion force of the battery cell 30 through deformation of the external protective material 34 of the battery cell. Here, the battery cell 30 may be wrapped by an external protective material 34. In particular, when the battery cell 30 is overcharged, the upper portion of the battery cell 30 may swell. This is because the space in which the battery cell 30 can expand is limited by the battery module case or the like except for the upper portion of the battery cell 30. Thereafter, the overcharge detection unit 100 may sense the expansion force of the upper portion of the swollen battery cell 30. In addition, the overcharge detection unit 100 may be mounted on the battery cell 30 to sense the expansion force above the battery cell and transmit the upward expansion force above the battery cell to the expansion force transmission unit 200. Here, the direction of the expansion force of the battery cell sensed by the overcharge detection unit 100 is not limited, and the shape of the overcharge detection unit 100 may vary according to the direction of the expansion force of the battery cell.

팽창력 전달부(200)는, 과충전 감지부(100)로부터 배터리 셀의 팽창력을 전달받아 스위치부(300)로 전달한다. 더욱 상세하게는, 팽창력 전달부(200)는 제 1 전달부(first transmission portion, 210), 방향 전환부(direction changing portion, 220) 및 제 2 전달부(second transmission portion, 230)을 포함할 수 있다.The expansion force transmission unit 200 receives the expansion force of the battery cell from the overcharge detection unit 100 and transmits it to the switch unit 300. More specifically, the expansion force transmission unit 200 may include a first transmission portion (210), a direction changing portion (direction changing portion 220) and a second transmission portion (second transmission portion) 230 have.

제 1 전달부(210)는, 과충전 감지부(100)로부터 배터리 셀의 팽창력을 전달받는다. 즉, 제 1 전달부(210)는, 배터리 셀(30)이 과충전되어 팽창하는 경우 배터리 셀 상부의 상향하는 팽창력을 과충전 감지부(100)로부터 전달받는 것이다. 여기서, 배터리 셀의 팽창력의 방향은 제한이 없으며, 배터리 셀의 팽창력의 방향에 따라 제 1 전달부(210)의 형태는 다양할 수 있다.The first transmission unit 210 receives the expansion force of the battery cell from the overcharge detection unit 100. That is, when the battery cell 30 is overcharged and expanded, the first transfer unit 210 receives the upward expansion force from the overcharge detection unit 100 when the battery cell 30 expands. Here, the direction of the expansion force of the battery cell is not limited, and the shape of the first transmission unit 210 may vary depending on the direction of the expansion force of the battery cell.

방향 전환부(220)는, 전달받은 배터리 셀의 팽창력의 방향을 전환한다. 즉, 방향 전환부(220)는, 스위치부(300)를 구동시켜 배터리 외부로 흐르는 전류를 차단하기 위하여 스위치부(300)에 전달되는 팽창력의 방향을 전환하는 것이다. 특히, 방향 전환부(220)는, 상향하는 배터리 셀의 팽창력을 하향하는 방향으로 전환할 수 있다. 여기서, 방향 전환부(220)가 전환하는 배터리 셀의 팽창력의 방향은 제한이 없으며, 전환되는 배터리 셀의 팽창력의 방향에 따라 방향 전환부(220)의 형태는 다양할 수 있다.The direction switching unit 220 switches the direction of the expansion force of the received battery cell. That is, the direction switching unit 220 is to switch the direction of the expansion force transmitted to the switch unit 300 to drive the switch unit 300 to block the current flowing out of the battery. In particular, the direction switching unit 220 may switch the expanding force of the battery cell to the upward direction in the downward direction. Here, the direction of the expansion force of the battery cell switched by the direction switching unit 220 is not limited, and the shape of the direction switching unit 220 may vary depending on the direction of the expansion force of the battery cell being switched.

제 2 전달부(230)는, 전환된 팽창력을 스위치부(300)로 전달한다. 즉, 제 2 전달부(230)는, 전환된 팽창력을 스위치(300)로 전달하여 스위치부(300)가 배터리 외부로 흐르는 전류를 차단하도록 하는 것이다. 특히, 제 2 전달부(230)는, 하향하는 전환된 팽창력을 스위치부(300)로 전달할 수 있다. 여기서, 제 2 전달부(230)가 전달하는 전환된 배터리 셀의 팽창력의 방향은 제한이 없으며, 전환된 배터리 셀의 팽창력의 방향에 따라 제 2 전달부(230)의 형태는 다양할 수 있다.The second transmission unit 230 transmits the converted expansion force to the switch unit 300. That is, the second transmission unit 230 transmits the converted expansion force to the switch 300 so that the switch unit 300 blocks the current flowing out of the battery. In particular, the second transmission unit 230 may transmit the inverted switched expansion force to the switch unit 300. Here, the direction of the expansion force of the switched battery cell transmitted by the second transfer unit 230 is not limited, and the shape of the second transfer unit 230 may vary depending on the direction of the expansion force of the switched battery cell.

스위치부(300)는, 팽창력 전달부(200)로부터 전달된 팽창력에 의해 배터리(10) 외부로 흐르는 전류를 차단한다. 더욱 상세하게는, 스위치부(300)는, 제 1 버스바부(first bus bar portion, 310), 제 2 버스바부(second bus bar portion, 320), 연결부(connecting portion, 330) 및 스프링부(spring portion, 340)을 포함할 수 있다.The switch unit 300 blocks the current flowing out of the battery 10 by the expansion force transmitted from the expansion force transmission unit 200. More specifically, the switch unit 300 includes a first bus bar portion 310, a second bus bar portion 320, a connecting portion 330, and a spring portion. portion 340).

제 1 버스바부(310)는, 배터리(10) 외부로 전류를 전도한다. 즉, 제 1 버스바부(310)는, 배터리(10)와 외부 부하를 연결하여 배터리 셀의 전류를 외부 부하로 전도하는 것이다. 여기서, 제 1 버스바부(310)의 형태는 제한이 없으며 다양한 형상을 가질 수 있다.The first bus bar part 310 conducts a current to the outside of the battery 10. That is, the first bus bar part 310 connects the battery 10 and an external load to conduct the current of the battery cell to the external load. Here, the shape of the first bus bar 310 is not limited and may have various shapes.

제 2 버스바부(320)는, 배터리 셀 전류를 제 1 버스바부(310)로 전도한다. 즉, 제 2 버스바부(330)는, 제 1 버스바부(310)가 외부 부하에 배터리 셀 전류를 전도할 수 있도록 배터리 셀(30)의 전류를 제 1 버스바부(310)으로 전도하는 것이다. 여기서, 제 2 버스바부(320)의 형태는 제한이 없으며 다양한 형상을 가질 수 있다.The second bus bar part 320 conducts the battery cell current to the first bus bar part 310. That is, the second bus bar part 330 conducts the current of the battery cell 30 to the first bus bar part 310 so that the first bus bar part 310 conducts the battery cell current to the external load. Here, the shape of the second bus bar part 320 is not limited and may have various shapes.

연결부(330)는, 제 1 버스바부(310)와 제 2 버스바부(320)를 연결한다. 즉, 연결부(330)는, 스프링부(340)에 의해 가해진 압력에 의하여 제 1 버스바부(310)와 제 2 버스바부(320)를 연결시켜 배터리 셀 전류를 전도시키는 것이다. 그러나, 배터리 셀(30)이 과충전되어 팽창하는 경우, 팽창력 전달부(200)로부터 전환된 팽창력을 전달받아 스프링부(340)가 가해준 압력이 제거되면 제 1 버스바부(310)와 제 2 버스바부(320)의 연결을 해제할 수 있다. 여기서, 연결부(330)의 형태는 제한이 없으며 다양한 형상을 가질 수 있다.The connection part 330 connects the first bus bar part 310 and the second bus bar part 320. That is, the connection part 330 connects the first bus bar part 310 and the second bus bar part 320 by the pressure applied by the spring part 340 to conduct the battery cell current. However, when the battery cell 30 is overcharged and expands, when the pressure applied by the spring unit 340 is removed by receiving the expansion force converted from the expansion force transmission unit 200, the first bus bar unit 310 and the second bus are removed. The connection of the bar part 320 may be released. Here, the shape of the connecting portion 330 is not limited and may have various shapes.

스프링부(340)는, 제 1 버스바부(310)와 제 2 버스바부(320)가 연결되도록 연결부(330)에 압력을 가한다. 즉, 스프링부(340)는, 압력을 가하는 압축스프링(341)을 포함하고 있으므로, 배터리 셀(30)이 과충전되지 않는 경우 제 1 버스바부(310)와 제 2 버스바부(320)가 연결되도록 연결부(330)에 압력을 가할 수 있다. 그러나, 스프링부(340)는, 배터리 셀(30)이 과충전되어 팽창하는 경우 연결부(330)에 가한 압력을 해제하여 제 1 버스바부(310)와 제 2 버스바부(320)의 연결을 해제할 수 있다. 특히, 스프링부(340)는, 배터리 셀(30)이 과충전되어 팽창하는 경우 팽창력 전달부(200)로부터 전달된 팽창력에 의해 연결부(330)에 가한 압력을 해제하여 제 1 버스바부(310)와 제 2 버스바부(320)의 연결을 차단할 수 있다. 여기서, 스프링부(340)가 연결부(330)에 가하는 압력의 방향은 제한이 없으며, 압력의 방향에 따라 스프링부(340)의 형태는 다양할 수 있다.The spring part 340 applies pressure to the connection part 330 such that the first bus bar part 310 and the second bus bar part 320 are connected. That is, since the spring part 340 includes a compression spring 341 that applies pressure, so that the first bus bar part 310 and the second bus bar part 320 are connected when the battery cell 30 is not overcharged. Pressure may be applied to the connection portion 330. However, the spring part 340 releases the pressure applied to the connection part 330 when the battery cell 30 is overcharged and expands, thereby releasing the connection between the first bus bar part 310 and the second bus bar part 320. Can. Particularly, when the battery cell 30 expands due to overcharging, the spring unit 340 releases the pressure applied to the connection unit 330 by the expansion force transmitted from the expansion force transmission unit 200, and the first bus bar unit 310 and The connection of the second bus bar part 320 may be blocked. Here, the direction of the pressure applied to the connection portion 330 by the spring portion 340 is not limited, and the shape of the spring portion 340 may vary depending on the direction of pressure.

이하에서는 본 개시에 의한 배터리 과충전 방지장치의 작동 매커니즘을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation mechanism of the battery overcharge preventing device according to the present disclosure will be described in more detail.

도 8은 본 개시에 의한 과충전 방지 구조의 작동 메커니즘을 도시한 흐름도이다.8 is a flow chart showing the operation mechanism of the overcharge prevention structure according to the present disclosure.

도 8을 참조하면, 배터리 셀(30)이 과충전되는 경우 배터리 셀(30)이 부풀어 오르게 된다. 배터리 셀(30)이 부풀어 오르면 배터리 셀 상부 또는 상부 카트리지(31)가 상승하여 변형되고, 배터리 셀(30)에 장착된 과충전 감지부(100)를 상승시킨다. 배터리 셀의 팽창력에 의해 상승된 과충전 감지부(100)는 팽창력을 팽창력 전달부(200)에 의해 스위치부(300)로 전달하고 팽창력 전달부(200)에 의해 방향이 전환된 팽창력은 스위치부(300) 내 스프링부(340)를 변형 또는 하강시킨다. 그 후, 스프링부(340)의 변형 또는 하강에 의해 스프링부(340)는 연결부(330)에 가한 압력을 해제하여 제 1 버스바부(310)과 제 2 버스바부(320)의 연결을 단락하여 전류를 차단시킨다.Referring to FIG. 8, when the battery cell 30 is overcharged, the battery cell 30 is swollen. When the battery cell 30 is swollen, the battery cell upper portion or the upper cartridge 31 is raised and deformed, and the overcharge detection unit 100 mounted on the battery cell 30 is raised. The overcharge detection unit 100 raised by the expansion force of the battery cell transmits the expansion force to the switch unit 300 by the expansion force transmission unit 200 and the expansion force whose direction is changed by the expansion force transmission unit 200 is the switch unit ( 300) The inner spring portion 340 is deformed or lowered. Thereafter, the spring portion 340 releases the pressure applied to the connection portion 330 by deformation or lowering of the spring portion 340 to short-circuit the connection between the first bus bar portion 310 and the second bus bar portion 320. Cut off the current.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiment, and those skilled in the art to which this embodiment belongs will be capable of various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Therefore, the present embodiments are not intended to limit the technical spirit of the present embodiment, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present embodiment is not limited by these embodiments. The protection scope of the present embodiment should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present embodiment.

10: 배터리 모듈 (또는 고전압 배터리)
20: 배터리 셀의 용접된 (+) 단자부
21: 배터리 셀의 용접된 (-) 단자부
30: 배터리 셀
31: 배터리 셀 커버(상부 카트리지) 32: 스위치
33: 고정 브라켓 34: 배터리 셀의 외부 보호재
100: 과충전 감지부
200: 팽창력 전달부
210: 제 1 전달부 220: 방향 전환부
230: 제 2 전달부
300: 스위치부
310: 제 1 버스바부 320: 제 2 버스바부
330: 연결부 340: 스프링부10: battery module (or high voltage battery)
20: welded (+) terminal portion of the battery cell
21: Welded (-) terminal of the battery cell
30: battery cell
31: battery cell cover (top cartridge) 32: switch
33: fixing bracket 34: external protective material of the battery cell
100: overcharge detection unit
200: expansion force transmission unit
210: first transmission unit 220: direction switching unit
230: second transmission unit
300: switch unit
310: first bus bar 320: second bus bar
330: connecting portion 340: spring portion

Claims (6)

배터리 셀(battery cell)의 일면에 고정되는 과충전 감지부(overcharge detecting unit);
일측이 상기 과충전 감지부에 연결되는 팽창력 전달부(expansion force transmission unit); 및
상기 팽창력 전달부의 타측에 연결되는 스위치부(switching unit)를 포함하되,
상기 배터리 셀의 일면이 상승할 때, 상기 과충전 감지부 및 상기 팽창력 전달부의 일측은 제1방향(first direction, D1)으로 이동하고, 상기 팽창력 전달부의 타측 및 상기 스위치부는 상기 제1방향과 반대인 제2방향(second direction, D2)으로 이동하고,
상기 스위치부가 제2방향(D2)으로 이동할 때, 상기 스위치부는 배터리 외부로 흐르는 전류를 차단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 과충전 방지장치(apparatus for preventing battery overcharge).An overcharge detecting unit fixed to one surface of a battery cell;
An expansion force transmission unit having one side connected to the overcharge detection unit; And
Including the switching unit (switching unit) connected to the other side of the expansion force transmission unit,
When one surface of the battery cell rises, one side of the overcharge detection unit and the expansion force transmission portion moves in a first direction (D1), and the other side of the expansion force transmission portion and the switch portion are opposite to the first direction. Move in the second direction (second direction, D2),
When the switch unit moves in the second direction (D2), the switch unit is configured to cut off the current flowing out of the battery battery overcharge protection device (apparatus for preventing battery overcharge). 제1항에 있어서,
상기 제1방향(D1) 및 상기 제2방향(D2)은 상기 배터리 셀의 일면의 상승 방향과 평행한 것을 특징으로 하는 배터리 과충전 방지장치.According to claim 1,
The first direction (D1) and the second direction (D2) is a battery overcharge protection device, characterized in that parallel to the rising direction of one surface of the battery cell. 제1항에 있어서,
상기 팽창력 전달부는,
상기 팽창력 전달부의 일측에 형성되는 제1 전달부(first transmission portion) 및 상기 팽창력 전달부의 타측에 형성되는 제2 전달부(second transmission portion)를 포함하되,
상기 제1 전달부는 상기 과충전 감지부와 회전 가능하게 연결되고,
상기 제2 전달부는 상기 스위치부와 회전 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 과충전 방지장치.According to claim 1,
The expansion force transmission unit,
It includes a first transmission portion (first transmission portion) formed on one side of the expansion force transmission portion and a second transmission portion (second transmission portion) formed on the other side of the expansion force transmission portion,
The first transmission unit is rotatably connected to the overcharge detection unit,
The second transmission unit battery overcharge prevention device, characterized in that rotatably connected to the switch unit. 제3항에 있어서,
상기 제1 전달부가 상기 제1방향(D1) 및 상기 제2방향(D2) 중 하나의 방향으로 이동할 때, 상기 제2 전달부는 상기 제1방향(D1) 및 상기 제2방향(D2) 중 다른 하나의 방향으로 이동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 과충전 방지장치.According to claim 3,
When the first transmission unit moves in one of the first direction D1 and the second direction D2, the second transmission unit is different from the first direction D1 and the second direction D2. Battery overcharge protection device, characterized in that configured to move in one direction. 제3항에 있어서,
상기 팽창력 전달부는,
상기 제1 전달부 및 상기 제2 전달부 사이에 배치되는 방향 전환부(direction changing portion)
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 과충전 방지장치.According to claim 3,
The expansion force transmission unit,
A direction changing portion disposed between the first transfer portion and the second transfer portion
Battery overcharge prevention device further comprising a. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 배터리 과충전 방지장치를 이용한 배터리 과충전 방지방법에 있어서,
상기 배터리 셀의 일면이 상승함에 따라, 상기 과충전 감지부 및 상기 팽창력 전달부의 일측을 상기 제1방향(D1)으로 이동시키는 과정;
상기 팽창력 전달부의 타측 및 상기 스위치부를 상기 제2방향(D2)으로 이동시키는 과정; 및
상기 스위치부가 상기 제2방향(D2)으로 이동하면서 배터리 외부로 흐르는 전류를 차단하는 과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 과충전 방지방법.In the method for preventing battery overcharge using the battery overcharge preventing device according to any one of claims 1 to 5,
A process of moving one side of the overcharge detection unit and the expansion force transmission unit in the first direction D1 as one surface of the battery cell rises;
Moving the other side of the expansion force transmitting part and the switch part in the second direction (D2); And
The process of blocking the current flowing out of the battery while the switch unit moves in the second direction (D2)
Battery overcharge prevention method comprising a.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001185124A (en) * 1999-12-27 2001-07-06 Alps Electric Co Ltd Battery with pressure sensitive current breaker mechanism
KR20070056494A (en) * 2005-11-30 2007-06-04 주식회사 엘지화학 Safety device for secondary battery and battery pack employed with the same
KR20090043717A (en) * 2007-10-30 2009-05-07 에스케이에너지 주식회사 A safeguard apparatus preventing overcharge for a secondary battery
KR20130044874A (en) 2011-10-25 2013-05-03 현대자동차주식회사 Current interrupt device for high voltage battery of vehicle
KR20140042269A (en) * 2012-09-28 2014-04-07 에스케이이노베이션 주식회사 Overcharge prevent apparatus for battery-cell of secondary battery

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001185124A (en) * 1999-12-27 2001-07-06 Alps Electric Co Ltd Battery with pressure sensitive current breaker mechanism
KR20070056494A (en) * 2005-11-30 2007-06-04 주식회사 엘지화학 Safety device for secondary battery and battery pack employed with the same
KR20090043717A (en) * 2007-10-30 2009-05-07 에스케이에너지 주식회사 A safeguard apparatus preventing overcharge for a secondary battery
KR20130044874A (en) 2011-10-25 2013-05-03 현대자동차주식회사 Current interrupt device for high voltage battery of vehicle
KR20140042269A (en) * 2012-09-28 2014-04-07 에스케이이노베이션 주식회사 Overcharge prevent apparatus for battery-cell of secondary battery

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