KR20210080063A - Battery pack capable of detecting coolant leaks and Vehicle comprising the same - Google Patents

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KR20210080063A
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Abstract

A battery pack according to one embodiment of the present invention includes: a cell stack including a plurality of battery cells electrically connected to each other; a coolant line disposed adjacent to the cell stack; a module housing for accommodating the cell stack and the coolant line; a first sensing line connected to the high shear end of the cell stack, and disposed around an edge of a bottom surface inside the module housing; a second sensing line connected to the low potential end of the cell stack, and disposed around the edge of the bottom surface inside the module housing so as to be spaced apart from the first sensing line; and a controller electrically connected to the first sensing line and the second sensing line to output a coolant leak notification signal when a short circuit occurs between the first and second detection lines due to leakage of coolant and a potential difference between the first sensing line and the second sensing line falls below a reference value.

Description

냉각수 누출을 감지할 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차{Battery pack capable of detecting coolant leaks and Vehicle comprising the same}Battery pack capable of detecting coolant leaks and Vehicle comprising the same

본 발명은, 냉각수 누출을 감지할 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는, 냉각수 누출 위치와 배터리 팩의 기울기 정도 및 기울기 방향에 무관하게 신속히 누수를 감지할 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차에 관한 것이다.The present invention relates to a battery pack capable of detecting a coolant leak and a vehicle including the same, and more particularly, to a battery pack capable of detecting coolant leakage, and more specifically, to a coolant leak location and a battery pack capable of quickly detecting a leak irrespective of the degree and direction of inclination. It relates to a battery pack and a vehicle including the same.

배터리 팩의 성능 유지/향상을 위해서는 이차전지의 사용 과정에서 발생되는 열을 신속히 제거하여 이차전지가 과열되지 않도록 하는 것이 중요하다. 배터리 팩의 과열을 방지하기 위한 냉각 방식은 크게 수냉식/공냉식으로 나눌 수 있는데, 냉각 효율의 측면에서 볼 때, 수냉식을 적용하는 것이 유리하다. In order to maintain/improve the performance of the battery pack, it is important to prevent the secondary battery from overheating by quickly removing the heat generated in the process of using the secondary battery. A cooling method to prevent overheating of the battery pack can be largely divided into a water cooling type/air cooling type. In terms of cooling efficiency, it is advantageous to apply a water cooling type.

다만, 이러한 수냉식 냉각 시스템의 경우, 냉각수가 흐르는 경로 상에서 파이프의 부식이나 충격에 의한 크랙 등으로 인해 누수가 발생할 수 있다. 이처럼 냉각 라인 상에서 누수가 발생되는 경우 냉각이 원활히 이루어질 수 없을 뿐만 아니라, 배터리 팩의 고장 및/또는 단락으로 인한 안전상의 문제 역시 발생할 수 있다.However, in the case of such a water-cooled cooling system, leakage may occur due to corrosion of pipes or cracks due to impact on the path through which the coolant flows. As such, when a leak occurs on the cooling line, cooling may not be performed smoothly, and safety problems may also occur due to malfunction and/or short circuit of the battery pack.

따라서, 수냉식 냉각 시스템이 적용된 이차전지의 경우, 냉각수 누출에 대한 검출을 신속/정확하게 할 수 있는 검출 시스템이 필수적으로 요구된다. 냉각수 누출의 감지를 위해 이차전지 내부에 누출 감지 센서를 장착하는 경우가 일반적인데, 이와 같이 센서를 장착하는 경우 냉각수 누출의 위치에 관계 없이 신속/정확한 감지를 하기 위해서는 매우 많은 개수의 센서가 필요하다.Accordingly, in the case of a secondary battery to which a water-cooled cooling system is applied, a detection system capable of quickly/accurately detecting a coolant leak is essential. It is common to install a leak detection sensor inside the secondary battery to detect coolant leaks. In this case, a very large number of sensors are required to quickly/accurately detect the coolant leak regardless of the location of the coolant leak. .

적은 개수의 센서만을 적용하는 경우에는, 냉각수 누출 위치, 배터리 팩의 기울기 등에 따라 냉각수 누출이 아예 검출되지 않거나 냉각수의 누출양이 매우 많아져야만 검출이 가능하게 되어 신속한 대처가 어려울 수 있다. 또한, 냉각수 경로가 전부 커버되도록 센서를 설치하는 경우에는 제조 비용이 크게 증가하는 문제가 있다.In the case of applying only a small number of sensors, the coolant leak is not detected at all or the coolant leak is only detected when the coolant leak amount is very large, depending on the location of the coolant leak, the inclination of the battery pack, and the like, so it may be difficult to respond quickly. In addition, when the sensor is installed to cover the entire cooling water path, there is a problem in that the manufacturing cost is greatly increased.

따라서, 배터리 팩 제조 상의 코스트를 크게 증가시키지 않으면서도 신속/정확한 냉각수 누출 감지가 가능한 구조를 갖는 냉각수 검출 시스템을 구비하는 배터리 팩 구조의 개발이 요구되는 실정이다.Accordingly, there is a need to develop a battery pack structure having a cooling water detection system having a structure capable of rapidly/accurately detecting a coolant leak without significantly increasing the manufacturing cost of the battery pack.

본 발명은, 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 배터리 팩 제조 상의 코스트를 크게 증가시키지 않으면서도 신속/정확한 냉각수 누출 감지가 가능한 구조를 갖는 냉각수 검출 시스템을 구비하는 배터리 팩을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a battery pack having a cooling water detection system having a structure that enables rapid/accurate cooling water leak detection without significantly increasing the manufacturing cost of the battery pack. do it with

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problems to be solved by the present invention are not limited to the above-described problems, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the invention described below.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 상호 간에 전기적으로 연결된 복수의 배터리 셀을 포함하는 셀 적층체; 상기 셀 적층체에 인접 배치되는 냉각수 라인; 상기 셀 적층체 및 냉각수 라인을 수용하는 모듈 하우징; 상기 셀 적층체의 고전위단과 연결되며, 상기 모듈 하우징 내부의 바닥면 가장자리 둘레에 배치되는 제1 감지 라인; 상기 셀 적층체의 저전위단과 연결되며, 상기 모듈 하우징 내부의 바닥면 가장자리 둘레에 배치되되 상기 제1 감지 라인과 이격되어 배치되는 제2 감지 라인; 상기 제1 감지 라인 및 제2 감지 라인과 전기적으로 연결되며, 냉각수의 누출로 인해 제1 감지 라인과 제2 감지 라인 사이에 단락이 발생되어 상기 제1 감지 라인과 제2 감지 라인 사이의 전위차가 기준값 미만으로 떨어지는 경우 냉각수 누출 알림 신호를 출력하는 컨트롤러; 를 포함한다.A battery pack according to an embodiment of the present invention for solving the above problems includes: a cell stack including a plurality of battery cells electrically connected to each other; a coolant line disposed adjacent to the cell stack; a module housing for accommodating the cell stack and the coolant line; a first sensing line connected to the high potential end of the cell stack and disposed around an edge of a bottom surface inside the module housing; a second sensing line connected to the low-potential end of the cell stack and disposed around the edge of the bottom surface inside the module housing and spaced apart from the first sensing line; It is electrically connected to the first sensing line and the second sensing line, and a short circuit is generated between the first sensing line and the second sensing line due to leakage of coolant, so that the potential difference between the first sensing line and the second sensing line a controller that outputs a coolant leak notification signal when it falls below the reference value; includes

상기 제1 감지 라인 및 제2 감지 라인은 절연 피복되어 있으며, 상기 제1 감지 라인은, 상기 모듈 하우징의 바닥면의 제1 코너 영역 및 상기 제1 코너 영역의 대각선 반대편에 위치하는 제2 코너 영역에 대응되는 위치에 부분적으로 피복이 제거되어 형성된 한 쌍의 제1 도선 노출부를 구비하고, 상기 제2 감지 라인은, 상기 제1 코너 영역에 인접한 제3 코너 영역 및 상기 제3 코너 영역의 대각선 반대편에 위치하는 제4 코너 영역에 대응되는 위치에 부분적으로 피복이 제거되어 형성된 한 쌍의 제2 도선 노출부를 구비할 수 있다.The first sensing line and the second sensing line are insulated, and the first sensing line includes a first corner area of a bottom surface of the module housing and a second corner area diagonally opposite to the first corner area. and a pair of exposed first conductive wire exposed portions formed by partially removing coatings at positions corresponding to , wherein the second sensing line includes a third corner region adjacent to the first corner region and a diagonal opposite of the third corner region A pair of exposed second conductive wires formed by partially removing the coating may be provided at a position corresponding to the fourth corner region located in .

상기 배터리 팩은, 상기 제1 감지 라인과 연결되는 제1 외부 단자; 및 상기 제2 감지 라인과 연결되는 제2 외부 단자; 를 포함할 수 있다.The battery pack may include: a first external terminal connected to the first sensing line; and a second external terminal connected to the second sensing line. may include.

상기 컨트롤러는, 상기 제1 외부 단자 및 제2 외부 단자와 연결될 수 있다.The controller may be connected to the first external terminal and the second external terminal.

상기 모듈 하우징은, 바닥면으로부터 돌출되어 상기 제1 감지 라인 및 제2 감지 라인을 고정시키는 감지 라인 고정부를 구비할 수 있다.The module housing may include a sensing line fixing part protruding from the bottom to fix the first sensing line and the second sensing line.

상기 배터리 팩은, 상기 제1 감지 라인 및 제2 감지 라인 사이에 개재되는 격벽을 포함할 수 있다.The battery pack may include a barrier rib interposed between the first sensing line and the second sensing line.

상기 격벽은, 상기 모듈 하우징의 바닥면과의 접촉 계면에 노치 형태로 형성된 냉각수 통로를 구비할 수 있다.The partition wall may include a cooling water passage formed in a notch shape at a contact interface with the bottom surface of the module housing.

상기 배터리 팩은, 상기 제1 감지 라인 또는 제2 감지 라인 상에 설치되어 단락 전류 발생 시에 파단되는 퓨징부를 더 포함할 수 있다.The battery pack may further include a fusing unit installed on the first sensing line or the second sensing line and broken when a short-circuit current is generated.

상기 배터리 팩은, 상기 제1 감지 라인 또는 제2 감지 라인 상에 설치되는 스위치를 더 포함하며, 상기 컨트롤러는, 상기 제1 감지 라인과 제2 감지 라인 사이의 단락에 의해 상기 제1 감지 라인과 제2 감지 라인 사이의 전위차가 기준값 미만으로 떨어지는 경우 상기 스위치 오프 신호를 출력할 수 있다.The battery pack further includes a switch installed on the first detection line or the second detection line, and the controller is configured to connect the first detection line with the first detection line by a short circuit between the first detection line and the second detection line. When the potential difference between the second sensing lines falls below the reference value, the switch-off signal may be output.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차는, 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 포함한다.A vehicle according to an embodiment of the present invention for solving the above-described problems includes the battery pack according to an embodiment of the present invention as described above.

본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리 팩 제조 상의 코스트를 크게 증가시키지 않으면서도 신속/정확한 냉각수 누출 감지가 가능하게 된다.According to one aspect of the present invention, it is possible to quickly/accurately detect a coolant leak without significantly increasing the manufacturing cost of the battery pack.

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 팩을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 적용되는 배터리 모듈의 내부 구조를 나타내는 도면으로서, 도 1의 A 방향에서 바라본 내부 형태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 배터리 모듈의 내부 구조를 나타내는 도면으로서, 도 1의 B 방향에서 바라본 내부 형태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 모듈 하우징의 바닥면에 구비된 감지 라인 고정부를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩에 적용되는 배터리 모듈의 내부 구조를 나타내는 도면으로서, 도 1의 B 방향에서 바라본 내부 형태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 격벽의 구체적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩에 적용되는 배터리 모듈의 내부 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical spirit of the present invention together with the detailed description of the present invention to be described later, so the present invention is described in such drawings should not be construed as being limited only to
1 is a diagram illustrating a battery pack according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing an internal structure of a battery module applied to a battery pack according to an embodiment of the present invention, and is a view schematically showing an internal form viewed from the direction A of FIG. 1 .
3 is a view showing an internal structure of a battery module applied to the present invention, and is a view schematically showing an internal form viewed from the direction B of FIG. 1 .
4 is a view showing a sensing line fixing unit provided on the bottom surface of the module housing applied to the present invention.
5 is a view showing an internal structure of a battery module applied to a battery pack according to another embodiment of the present invention, and is a view schematically showing an internal shape viewed from the direction B of FIG. 1 .
FIG. 6 is a view showing a specific structure of the partition wall shown in FIG. 5 .
7 and 8 are diagrams schematically illustrating an internal structure of a battery module applied to a battery pack according to another embodiment of the present invention.

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 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 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.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor should properly understand the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only some of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical spirit of the present invention, so at the time of the present application, various It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기로 한다.A battery pack according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 .

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은 배터리 모듈(1) 및 컨트롤러(2)를 포함한다.1 to 4 , a battery pack according to an embodiment of the present invention includes a battery module 1 and a controller 2 .

상기 배터리 모듈(1)은, 복수의 배터리 셀(10), 모듈 하우징(20), 냉각수 라인(30), 제1 감지 라인(40), 제2 감지 라인(50), 제1 외부 단자(41) 및 제2 외부 단자(51)를 포함한다. The battery module 1 includes a plurality of battery cells 10 , a module housing 20 , a coolant line 30 , a first detection line 40 , a second detection line 50 , and a first external terminal 41 . ) and a second external terminal 51 .

상기 복수의 배터리 셀(10)은, 서로 직렬 또는 병렬 또는 직렬과 병렬이 혼합된 형태로 연결된다. 상기 복수의 배터리 셀(10)은 서로 적층되어 하나의 셀 적층체를 이룰 수 있다. 상기 배터리 셀(10)로는, 예를 들어 파우치 타입 배터리 셀이 적용될 수 있다.The plurality of battery cells 10 are connected to each other in series or parallel, or a mixture of series and parallel. The plurality of battery cells 10 may be stacked on each other to form a single cell stack. As the battery cell 10 , for example, a pouch type battery cell may be applied.

상기 모듈 하우징(20)은, 배터리 셀(10), 냉각수 라인(30), 제1 감지 라인(40) 및 제2 감지 라인(50)을 내부에 수용한다. 도 4를 참조하면, 상기 모듈 하우징(20)은, 제1 감지 라인(40) 및 제2 감지 라인(50)을 고정하기 위한 복수의 감지 라인 고정부(21)를 구비할 수 있다. 상기 감지 라인 고정부(21)는 모듈 하우징(20)의 바닥면으로부터 상방으로 돌출된 형태를 가지며, 감지 라인(40, 50)을 끼워 넣을 수 있도록 훅(hook) 형태를 가질 수 있다.The module housing 20 accommodates the battery cell 10 , the coolant line 30 , the first detection line 40 , and the second detection line 50 therein. Referring to FIG. 4 , the module housing 20 may include a plurality of sensing line fixing units 21 for fixing the first sensing line 40 and the second sensing line 50 . The sensing line fixing part 21 may have a shape protruding upward from the bottom surface of the module housing 20 and may have a hook shape so that the sensing lines 40 and 50 can be inserted thereinto.

상기 냉각수 라인(30)은, 모듈 하우징(20) 내에서 셀 적층체에 인접 배치되어 배터리 셀(10)을 냉각시키는 기능을 수행한다. 상기 냉각수 라인(30)은, 모듈 하우징(20)의 외부로 노출되는 주입구(31) 및 유출구(32)와 연결된다. 본 발명의 도면에서는, 도면 도시의 편의상 냉각수 라인(30)이 셀 적층체의 하부에 배치되며 셀 적층체와 이격되도록 배치된 경우만을 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것일 뿐 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 상기 냉각수 라인(30)은, 셀 적층체의 하부와 접촉하도록 배치될 수도 있고, 셀 적층체의 측면을 감싸도록 배치될 수도 있다. 상기 냉각수 라인(30)은 그 밖에도 다양한 형태로 모듈 하우징(20) 내에 배치되어 셀 적층체를 냉각시킬 수 있다.The coolant line 30 is disposed adjacent to the cell stack in the module housing 20 to cool the battery cell 10 . The coolant line 30 is connected to an inlet 31 and an outlet 32 exposed to the outside of the module housing 20 . In the drawings of the present invention, only a case in which the cooling water line 30 is disposed under the cell stack and spaced apart from the cell stack is illustrated for convenience of drawing, but this is only exemplary and the present invention is not limited thereto no. The cooling water line 30 may be disposed to contact the lower portion of the cell stack, or may be disposed to surround the side surface of the cell stack. The cooling water line 30 may be disposed in the module housing 20 in various other forms to cool the cell stack.

상기 냉각수 라인(30) 내에는, 예를 들어 부동액이 흐를 수 있다. 이 경우, 부동액은 주입구(31)를 통해 모듈 하우징(20)의 내부로 유입되어 배터리 셀(10)들을 냉각시킨 후 유출구(32)를 통해 빠져나와 열 교환기(미도시)를 통해 냉각된 후 다시 주입구(31)를 통해 모듈 하우징(20)의 내부로 유입될 수 있다. In the coolant line 30 , for example, antifreeze may flow. In this case, the antifreeze flows into the module housing 20 through the inlet 31 to cool the battery cells 10 and then exits through the outlet 32 and is cooled through a heat exchanger (not shown) again. It may be introduced into the module housing 20 through the inlet 31 .

상기 제1 감지 라인(40)은 셀 적층체의 고전위단과 연결되며, 모듈 하우징(20) 내부의 바닥면 가장자리 둘레에 배치된다. 상기 제2 감지 라인(50)은 셀 적층체의 저전위단과 연결되며, 모듈 하우징 내부의 바닥면 가장자리 둘레에 배치되되 제1 감지 라인(40)과는 이격되어 배치된다. 상기 제1 감지 라인(40) 및 제2 감지 라인(50)은 컨트롤러(2)와 전기적으로 연결된다. 본 발명의 도면에서는 상기 제1 감지 라인(40)이 상대적으로 바깥쪽에 배치되고, 제2 감지 라인(50)이 상대적으로 안쪽에 배치된 것으로 도시하고 있으나, 이와는 반대로 제1 감지 라인(40)이 안쪽에 배치되고, 제2 감지 라인(50)이 바깥쪽에 배치되는 것도 가능하다.The first sensing line 40 is connected to the high potential end of the cell stack, and is disposed around the edge of the bottom surface inside the module housing 20 . The second sensing line 50 is connected to the low-potential end of the cell stack, and is disposed around the bottom edge of the module housing and spaced apart from the first sensing line 40 . The first sensing line 40 and the second sensing line 50 are electrically connected to the controller 2 . In the drawings of the present invention, it is illustrated that the first sensing line 40 is disposed relatively outside and the second sensing line 50 is disposed relatively inside, but on the contrary, the first sensing line 40 is It is also possible that it is disposed on the inside, and the second sensing line 50 is disposed on the outside.

상기 감지 라인(40, 50)과 컨트롤러(2) 사이의 전기적 연결은, 직접적으로 이루어질 수도 있고, 외부 단자(41, 51)를 통해 이루어질 수도 있다. 즉, 상기 제1 외부 단자(41)는 셀 적층체의 고전위단과 직접 연결되고, 제2 외부 단자(51)는 셀 적층체의 저전위단과 직접 연결되며, 외부 단자(41, 51)들은 각각 컨트롤러(2)와 직접 연결이 될 수 있다. 이 경우, 상기 감지 라인(40, 50)은 외부 단자(41, 51)를 거치지 않고 컨트롤러(2)와 직접 연결된다. 이와는 달리, 상기 제1 외부 단자(41)는 제1 감지 라인(40)을 통해 셀 적층체의 고전위단과 연결되고, 제2 외부 단자(51)는 제2 감지 라인(50)을 통해 셀 적층체의 저전위단과 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 감지 라인(40, 50)은 외부 단자(41, 51)를 통해 컨트롤러(2)와 전기적으로 연결된다.The electrical connection between the sensing lines 40 and 50 and the controller 2 may be made directly or through external terminals 41 and 51 . That is, the first external terminal 41 is directly connected to the high potential end of the cell stack, the second external terminal 51 is directly connected to the low potential end of the cell stack, and the external terminals 41 and 51 are respectively It can be directly connected to the controller (2). In this case, the sensing lines 40 and 50 are directly connected to the controller 2 without passing through the external terminals 41 and 51 . Unlike this, the first external terminal 41 is connected to the high potential end of the cell stack through the first sensing line 40 , and the second external terminal 51 is connected to the cell stack through the second sensing line 50 . It can be connected to the low-potential end of the body. In this case, the sensing lines 40 and 50 are electrically connected to the controller 2 through external terminals 41 and 51 .

상기 제1 감지 라인(40)과 제2 감지 라인(50)은 일부 영역을 제외하고는 절연 피복되어 있다. 도 3을 참조하면, 제1 감지 라인(40)은, 모듈 하우징(20)의 바닥면의 제1 코너 영역 및 제1 코너 영역의 대각선 반대편에 위치하는 제2 코너 영역에 대응되는 위치에 부분적으로 피복이 제거되어 형성된 한 쌍의 제1 도선 노출부(40a)를 구비한다. 또한, 상기 제2 감지 라인(50)은, 제1 코너 영역과 인접한 제3 코너 영역 및 제3 코너 영역의 대각선 반대편에 위치하는 제4 코너 영역에 대응되는 위치에 부분적으로 피복이 제거되어 형성된 한 쌍의 제2 도선 노출부(50a)를 구비한다. The first sensing line 40 and the second sensing line 50 are insulated except for some areas. Referring to FIG. 3 , the first sensing line 40 is partially located at a position corresponding to the first corner area of the bottom surface of the module housing 20 and the second corner area diagonally opposite to the first corner area. A pair of first conductive wire exposed portions 40a formed by removing the coating is provided. In addition, as long as the second sensing line 50 is formed by partially removing the coating at positions corresponding to the third corner region adjacent to the first corner region and the fourth corner region located on the diagonal opposite side of the third corner region A pair of second conductive wire exposed portions 50a are provided.

상기 냉각수 라인(30)의 부분적인 파손 등으로 인해 모듈 하우징(20)의 내부에 누수가 발생되는 경우, 배터리 팩이 장착된 자동차의 움직임 및/또는 노면의 기울기 등에 따라 냉각수는 모듈 하우징(20)의 바닥면에서 화살표 방향을 따라 이동할 수 있다. 이 경우, 상기 모듈 하우징(20)의 바닥면 가장자리에 냉각수가 고이게 되고, 이로써 서로 인접한 제1 도선 노출부(40a)와 제2 도선 노출부(50a) 사이에서 단락이 발생될 수 있다. 상기 컨트롤러(2)는, 이러한 단락의 발생으로 인해 제1 감지 라인(40)과 제2 감지 라인(50) 사이의 전위차가 기 설정된 기준값 미만으로 떨어지는 경우 냉각수 누출 알림 신호를 출력할 수 있다. 상기 냉각수 누출 알림 신호가 출력되는 경우, 별도로 구비되거나 또는 컨트롤러(2) 자체에 설치된 알림부(미도시)가 동작하게 되며, 이를 통해 사용자는 냉각수 누출이 있음을 인지하여 조치를 취할 수 있다.When a water leak occurs inside the module housing 20 due to partial damage to the coolant line 30 , the coolant is supplied to the module housing 20 according to the movement of the vehicle in which the battery pack is mounted and/or the inclination of the road surface. You can move along the direction of the arrow on the bottom of the In this case, cooling water accumulates at the edge of the bottom surface of the module housing 20 , and thus a short circuit may occur between the first exposed conductor 40a and the second exposed conductor 50a adjacent to each other. The controller 2 may output a coolant leak notification signal when the potential difference between the first detection line 40 and the second detection line 50 falls below a preset reference value due to the occurrence of such a short circuit. When the coolant leak notification signal is output, a notification unit (not shown) that is separately provided or installed in the controller 2 itself operates, through which the user can recognize that there is a coolant leak and take action.

상기 컨트롤러(2)는 직접 또는 간접적으로 제1 감지 라인(40)과 제2 감지 라인(50)과 연결되며, 제1 감지 라인(40)은 셀 적층체의 고전위단과 연결되고 제2 감지 라인(50)은 셀 적층체의 저전위단과 연결되므로, 제1 감지 라인(40)과 제2 감지 라인(50) 사이에 절연이 유지되는 경우에는 셀 적층체의 고전위단과 저전위단 사이의 전위차만큼의 전압이 센싱된다. 그러나, 냉각수의 누출로 인해 상기 제1 감지 라인(40)과 제2 감지 라인(50) 사이에 단락이 발생되는 경우, 절연이 파괴되어 셀 적층체의 고전위단과 저전위단 사이의 전위차보다 낮은 값의 전압이 센싱되므로, 이를 이용하여 냉각수 누출을 감지하는 것이다.The controller 2 is directly or indirectly connected to the first sensing line 40 and the second sensing line 50, and the first sensing line 40 is connected to the high potential end of the cell stack and the second sensing line Since 50 is connected to the low potential end of the cell stack, when insulation is maintained between the first sensing line 40 and the second sensing line 50, the potential difference between the high potential end and the low potential end of the cell stack body voltage is sensed. However, when a short circuit occurs between the first sensing line 40 and the second sensing line 50 due to leakage of cooling water, insulation is broken and lower than the potential difference between the high-potential end and the low-potential end of the cell stack. Since the voltage of the value is sensed, it is used to detect coolant leakage.

냉각수 누출 여부의 판정 기준이 되는 상기 기준값은 냉각수로 이용되는 액체의 성분에 따라 달라질 수 있다. 일반적으로 이용되는 부동액의 경우 순수한 물과 비교하여 큰 저항값을 갖기 때문에 냉각수로서 부동액이 섞인 물 또는 순수 부동액을 이용하는 경우에는 부동액이 함유되지 않은 물을 이용하는 경우와 비교하여 기준값을 좀 더 높게 설정해야 한다. The reference value serving as a criterion for determining whether the coolant leaks may vary depending on a component of the liquid used as the coolant. Generally used antifreeze has a large resistance value compared to pure water, so when using water mixed with antifreeze or pure antifreeze as coolant, the reference value should be set higher than when using water without antifreeze. do.

다음은, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기로 한다.Next, a battery pack according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6 .

본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩은, 앞선 실시예에 따른 배터리 팩과 비교하여 감지 라인(40, 50)의 형태가 일부 다르고, 격벽(60)이 추가적으로 구비된다는 점에서 차이가 있을 뿐, 그 밖의 다른 구성요소들은 실질적으로 동일하다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 설명함에 있어서는, 감지 라인(40, 50)의 형태 및 격벽(60)에 대해서 중점적으로 설명하기로 하며, 앞선 실시예와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.The battery pack according to another embodiment of the present invention is different from the battery pack according to the previous embodiment in that the shape of the sensing lines 40 and 50 is partly different and the partition wall 60 is additionally provided. All other components are substantially the same. Therefore, in describing the battery pack according to another embodiment of the present invention, the shape of the sensing lines 40 and 50 and the partition wall 60 will be mainly described, and the description overlapping with the previous embodiment will be omitted. do it with

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 제1 감지 라인(40) 및 제2 감지 라인(50)은 피복이 되어 있지 않고, 전체적으로 내부 도선이 노출된 형태를 갖는다. 이처럼 제1 감지 라인(40)과 제2 감지 라인(50)이 피복되지 않은 경우, 앞선 실시예와 비교하여 적은 양의 냉각수 누출의 경우에도 신속한 감지가 가능하다는 장점이 있다. 이는, 상기 모듈 하우징(20)의 바닥면의 둘레 전체에서 단락의 발생이 가능하기 때문이다.Referring to FIGS. 5 and 6 , the first sensing line 40 and the second sensing line 50 are not covered, and have a shape in which internal conductors are exposed as a whole. In this way, when the first detection line 40 and the second detection line 50 are not covered, there is an advantage that quick detection is possible even in the case of a small amount of coolant leak compared to the previous embodiment. This is because a short circuit may occur in the entire circumference of the bottom surface of the module housing 20 .

다만, 이 경우 제1 감지 라인(40)과 제2 감지 라인(50) 사이의 접촉에 의한 단락의 발생 가능성이 높아지기 때문에, 제1 감지 라인(40)과 제2 감지 라인(50) 사이에 직접 접촉이 발생되는 것을 방지하기 위한 격벽(60)이 설치된다.However, in this case, since the possibility of occurrence of a short circuit due to the contact between the first sensing line 40 and the second sensing line 50 increases, a direct connection between the first sensing line 40 and the second sensing line 50 is increased. A partition wall 60 is installed to prevent contact from occurring.

상기 격벽(60)은, 제1 감지 라인(40) 및 제2 감지 라인(50)과 마찬가지로, 모듈 하우징(20)의 바닥면 둘레에 일정 높이로 설치된다. 상기 격벽(60)은, 냉각수가 누출된 경우에 있어서, 냉각수가 제1 감지 라인(40)과 제2 감지 라인(50)에 동시에 접촉할 수 있도록 하기 위한 냉각수 통로(61)를 구비한다. 상기 냉각수 통로(61)는 격벽(60)의 하단에 형성된다. 즉, 상기 냉각수 통로(61)는, 모듈 하우징(20)의 바닥면과의 접촉 계면에 노치 형태로 형성된다. 상기 냉각수 통로(61)는 복수개가 구비될 수 있으며, 각각의 냉각수 통로(61)는 일정 거리를 두고 서로 이격되어 형성된다.The partition wall 60 is installed at a predetermined height around the bottom surface of the module housing 20 , like the first detection line 40 and the second detection line 50 . The partition wall 60 includes a coolant passage 61 for allowing the coolant to contact the first detection line 40 and the second detection line 50 at the same time when coolant leaks. The cooling water passage 61 is formed at the lower end of the partition wall 60 . That is, the cooling water passage 61 is formed in a notch shape at the contact interface with the bottom surface of the module housing 20 . A plurality of the cooling water passages 61 may be provided, and each of the cooling water passages 61 is formed to be spaced apart from each other at a predetermined distance.

다음은, 도 7 및 도 8을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩에 대해서 설명하기로 한다.Next, a battery pack according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8 .

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩은, 앞선 실시예에 따른 배터리 팩들과 비교하여 단락에 의한 과전류를 신속히 차단할 수 있도록 하기 위해 퓨징부(F)(도 7 참조) 또는 스위치(S)(도 8 참조)를 구비한다는 점에서 차이가 있을 뿐, 다른 구성요소들은 실질적으로 동일하다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 설명함에 있어서는, 퓨징부(F) 및 스위치(S)에 대해서 중점적으로 설명하기로 하며, 앞선 실시예들과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.The battery pack according to another embodiment of the present invention has a fusing part (F) (see FIG. 7) or a switch (S) (see FIG. 7) to quickly block overcurrent caused by a short circuit compared to the battery packs according to the previous embodiment. 8), except that other components are substantially the same. Therefore, in describing the battery pack according to another embodiment of the present invention, the fusing unit (F) and the switch (S) will be mainly described, and the description overlapping with the previous embodiments will be omitted. .

먼저, 도 7을 참조하면, 상기 퓨징부(F)는 제1 감지 라인(40) 또는 제2 감지 라인(50) 상에 형성되어 단락에 의한 과전류 발생 시에 파단됨으로써 전류를 차단하는 역할을 한다. 상기 퓨징부(F)는 제1 감지 라인(40) 또는 제2 감지 라인(50)을 구성하는 도선의 일부로서, 주변과 비교하여 도선의 굵기가 상대적으로 얇게 형성된 영역에 해당한다. First, referring to FIG. 7 , the fusing unit F is formed on the first sensing line 40 or the second sensing line 50 and is broken when an overcurrent is generated due to a short circuit, thereby blocking the current. . The fusing part F is a part of the conductive wire constituting the first sensing line 40 or the second sensing line 50 and corresponds to an area in which the thickness of the conductive wire is relatively thin compared to the surrounding area.

이처럼, 도선의 굵기가 상대적으로 얇게 형성된 퓨징부(F)는 주변부와 비교하여 더 큰 저항값을 가지므로, 단락에 의한 과전류의 발생 시에 짧은 시간 내에 파단될 수 있으며, 이로써 과전류를 차단하여 배터리 팩 사용상의 안전성을 확보할 수 있다.As such, since the fusing portion F formed with a relatively thin conductor wire has a larger resistance value than that of the peripheral portion, it may be broken within a short time when an overcurrent is generated due to a short circuit, thereby blocking the overcurrent and thus preventing the battery. You can ensure the safety of using the pack.

다음으로, 도 8을 참조하면, 상기 스위치(S)는 제1 감지 라인(40) 또는 제2 감지 라인(50) 상에 설치되며, 컨트롤러(2)와 연결되어 컨트롤러(2)로부터 출력되는 스위칭 제어신호에 따라 동작한다.Next, referring to FIG. 8 , the switch S is installed on the first sensing line 40 or the second sensing line 50 , and is connected to the controller 2 to output switching output from the controller 2 . It operates according to the control signal.

냉각수의 누수로 인해 제1 감지 라인(40)과 제2 감지 라인(50) 사이에 단락이 발생되어 전압이 기준값 미만으로 떨어지는 경우 컨트롤러(2)는 스위치 오프(Off) 신호를 출력하며, 이에 따라 스위치(S)는 개방되어 제1 감지 라인(40) 또는 제2 감지 라인(50) 상의 전류의 흐름을 차단하여 배터리 팩 사용상의 안전성을 확보할 수 있다. When a short circuit occurs between the first detection line 40 and the second detection line 50 due to leakage of coolant and the voltage falls below the reference value, the controller 2 outputs a switch-off signal, and accordingly The switch S may be opened to block the flow of current on the first sensing line 40 or the second sensing line 50 to ensure safety in using the battery pack.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차는, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 배터리 팩을 포함할 수 있다. 이처럼 본 발명에 따른 배터리 팩이 자동차용으로 적용되는 경우, 누출된 냉각수는 자동차의 운행과정에서 발생되는 배터리 팩의 기울어짐에 따라 모듈 하우징(20)의 바닥면 가장자리로 이동하여 고이게 됨으로써 제1 감지 라인(40)과 제2 감지 라인(50) 사이에 단락을 발생시키게 되며, 이로써 신속한 냉각수 누출 감지가 가능하게 된다.Meanwhile, a vehicle according to an embodiment of the present invention may include the battery pack according to the present invention as described above. As such, when the battery pack according to the present invention is applied to a vehicle, the leaked coolant moves to the edge of the bottom surface of the module housing 20 and accumulates according to the inclination of the battery pack generated during the driving process of the vehicle, whereby the first detection A short circuit is generated between the line 40 and the second detection line 50 , thereby enabling rapid coolant leak detection.

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.In the above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below with the technical idea of the present invention by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims.

1: 배터리 모듈
10: 배터리 셀
20: 모듈 하우징
21: 감지 라인 고정부
30: 냉각수 라인
31: 주입구
32: 유출구
40: 제1 감지 라인
40a: 제1 노출부
41: 제1 외부 단자
50: 제2 감지 라인
50a: 제2 노출부
51: 제2 외부 단자
60: 격벽
61: 냉각수 통로
2: 컨트롤러
F: 퓨징부
S: 스위치1: battery module
10: battery cell
20: module housing
21: sensing line fixing part
30: coolant line
31: inlet
32: outlet
40: first sensing line
40a: first exposed portion
41: first external terminal
50: second sensing line
50a: second exposed portion
51: second external terminal
60: bulkhead
61: coolant passage
2: Controller
F: fusing part
S: switch

Claims (10)

상호 간에 전기적으로 연결된 복수의 배터리 셀을 포함하는 셀 적층체;
상기 셀 적층체에 인접 배치되는 냉각수 라인;
상기 셀 적층체 및 냉각수 라인을 수용하는 모듈 하우징;
상기 셀 적층체의 고전위단과 연결되며, 상기 모듈 하우징 내부의 바닥면 가장자리 둘레에 배치되는 제1 감지 라인;
상기 셀 적층체의 저전위단과 연결되며, 상기 모듈 하우징 내부의 바닥면 가장자리 둘레에 배치되되 상기 제1 감지 라인과 이격되어 배치되는 제2 감지 라인;
상기 제1 감지 라인 및 제2 감지 라인과 전기적으로 연결되며, 냉각수의 누출로 인해 제1 감지 라인과 제2 감지 라인 사이에 단락이 발생되어 상기 제1 감지 라인과 제2 감지 라인 사이의 전위차가 기준값 미만으로 떨어지는 경우 냉각수 누출 알림 신호를 출력하는 컨트롤러;
를 포함하는 배터리 팩.a cell stack including a plurality of battery cells electrically connected to each other;
a coolant line disposed adjacent to the cell stack;
a module housing for accommodating the cell stack and the coolant line;
a first sensing line connected to a high potential end of the cell stack and disposed around an edge of a bottom surface inside the module housing;
a second sensing line connected to the low-potential end of the cell stack and disposed around the edge of the bottom surface inside the module housing and spaced apart from the first sensing line;
It is electrically connected to the first sensing line and the second sensing line, and a short circuit occurs between the first sensing line and the second sensing line due to leakage of coolant, so that the potential difference between the first sensing line and the second sensing line a controller that outputs a coolant leak notification signal when it falls below the reference value;
A battery pack containing 제1항에 있어서,
상기 제1 감지 라인 및 제2 감지 라인은 절연 피복되어 있으며,
상기 제1 감지 라인은, 상기 모듈 하우징의 바닥면의 제1 코너 영역 및 상기 제1 코너 영역의 대각선 반대편에 위치하는 제2 코너 영역에 대응되는 위치에 부분적으로 피복이 제거되어 형성된 한 쌍의 제1 도선 노출부를 구비하고,
상기 제2 감지 라인은, 상기 제1 코너 영역에 인접한 제3 코너 영역 및 상기 제3 코너 영역의 대각선 반대편에 위치하는 제4 코너 영역에 대응되는 위치에 부분적으로 피복이 제거되어 형성된 한 쌍의 제2 도선 노출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to claim 1,
The first sensing line and the second sensing line are insulated,
The first sensing line may include a pair of second corners formed by partially removing coatings at positions corresponding to the first corner area of the bottom surface of the module housing and the second corner area located diagonally opposite to the first corner area. 1 A conductor exposed portion is provided;
The second sensing line may include a pair of second sensing lines formed by partially removing coatings at positions corresponding to a third corner region adjacent to the first corner region and a fourth corner region diagonally opposite the third corner region. A battery pack comprising a two-conductor exposed portion. 제1항에 있어서,
상기 배터리 팩은,
상기 제1 감지 라인과 연결되는 제1 외부 단자; 및
상기 제2 감지 라인과 연결되는 제2 외부 단자;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to claim 1,
The battery pack is
a first external terminal connected to the first sensing line; and
a second external terminal connected to the second sensing line;
A battery pack comprising a. 제3항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 제1 외부 단자 및 제2 외부 단자와 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.4. The method of claim 3,
wherein the controller is connected to the first external terminal and the second external terminal. 제1항에 있어서,
상기 모듈 하우징은,
바닥면으로부터 돌출되어 상기 제1 감지 라인 및 제2 감지 라인을 고정시키는 감지 라인 고정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to claim 1,
The module housing,
and a sensing line fixing part protruding from the bottom to fix the first sensing line and the second sensing line. 제1항에 있어서,
상기 배터리 팩은,
상기 제1 감지 라인 및 제2 감지 라인 사이에 개재되는 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to claim 1,
The battery pack is
and a barrier rib interposed between the first sensing line and the second sensing line. 제6항에 있어서,
상기 격벽은,
상기 모듈 하우징의 바닥면과의 접촉 계면에 노치 형태로 형성된 냉각수 통로를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.7. The method of claim 6,
The partition wall,
and a cooling water passage formed in the form of a notch in a contact interface with a bottom surface of the module housing. 제1항에 있어서,
상기 배터리 팩은,
상기 제1 감지 라인 또는 제2 감지 라인 상에 설치되어 단락 전류 발생 시에 파단되는 퓨징부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to claim 1,
The battery pack is
and a fusing unit installed on the first sensing line or the second sensing line to break when a short-circuit current is generated. 제1항에 있어서,
상기 배터리 팩은,
상기 제1 감지 라인 또는 제2 감지 라인 상에 설치되는 스위치를 더 포함하며,
상기 컨트롤러는, 상기 제1 감지 라인과 제2 감지 라인 사이의 단락에 의해 상기 제1 감지 라인과 제2 감지 라인 사이의 전위차가 기준값 미만으로 떨어지는 경우 스위치 오프 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.According to claim 1,
The battery pack is
Further comprising a switch installed on the first sensing line or the second sensing line,
The controller is configured to output a switch-off signal when a potential difference between the first detection line and the second detection line falls below a reference value due to a short circuit between the first detection line and the second detection line. . 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차.10. A motor vehicle comprising a battery pack according to any one of claims 1 to 9.
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