KR20210137261A - 전기자동차용 병렬결합형 배터리팩 - Google Patents

전기자동차용 병렬결합형 배터리팩 Download PDF

Info

Publication number
KR20210137261A
KR20210137261A KR1020200054229A KR20200054229A KR20210137261A KR 20210137261 A KR20210137261 A KR 20210137261A KR 1020200054229 A KR1020200054229 A KR 1020200054229A KR 20200054229 A KR20200054229 A KR 20200054229A KR 20210137261 A KR20210137261 A KR 20210137261A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
parallel
terminal
string
electric vehicle
Prior art date
Application number
KR1020200054229A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102406060B1 (ko
Inventor
강국진
남상현
송대천
Original Assignee
에너테크인터내셔널 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에너테크인터내셔널 주식회사 filed Critical 에너테크인터내셔널 주식회사
Priority to KR1020200054229A priority Critical patent/KR102406060B1/ko
Priority to PCT/KR2020/006339 priority patent/WO2021225202A1/ko
Publication of KR20210137261A publication Critical patent/KR20210137261A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102406060B1 publication Critical patent/KR102406060B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/19—Switching between serial connection and parallel connection of battery modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B60L53/18—Cables specially adapted for charging electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
    • B60L53/31—Charging columns specially adapted for electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

전기자동차의 정격 전압과 필요한 최소 용량에 맞도록 최소의 병렬 성분과, 직렬 성분으로 구성 된 배터리 단위팩을 전기자동차 동력 공급을 위한 최소 단위인 배터리 스트링으로 정하고, 병렬 연결되는 배터리 스트링의 추가로 전체 배터리팩 용량을 높일 수 있도록 이루어지며, 배터리 스트링마다 보호장치를 포함하고, 배터리팩을 이루는 모든 배터리 스트링의 보호장치는 1개의 공통 BMS로 콘트롤하여 병렬결합된 배터리 스트링들을 모두 컨트롤할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 전기자동차용 병렬결합형 배터리팩이 개시된다.
본 발명에 따르면 배터리 스트링에는 보호장치가 구비되어있고, 배터리팩 전체를 통괄하는 공통의 BMS로 각 배터리 스트링의 보호장치를 단속관리 할 수 있으므로 배터리팩 용량 증가 필요에 따라 배터리 스트링을 병렬로 추가할 때 안전하고 쉽게 결합시킬 수 있다.

Description

전기자동차용 병렬결합형 배터리팩{pararell extention type battery pack for electric vehicle}
본 발명은 전기자동차용 배터리팩에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리팩 기본 단위를 통해 확장성을 가지는 전기자동차용 배터리팩에 관한 것이다.
자동차 배기가스에 대한 국제 환경규제 강화, 석유의 고갈 가능성, 고유가 지속 등으로 세계 자동차시장은 내연기관 자동차에서 전기자동차로 눈을 돌리고 있다. 특히 순수 전기자동차(EV)는 효과적인 글로벌 온실가스 감축수단이자, 지속가능한 환경을 위한 유력한 대안으로 부상하고 있다. 한편, 연료비 상승에 대한 부담으로 저가 연료 자동차에 대한 소비자들의 선호가 높아짐에 따라 전기 자동차(EV) 및 하이브리드자동차(HEV)등에 대한 판매가 대폭 증가하고 있다. 이에 따라 선진국들은 전기 자동차 보급 정책을 강력하게 추진하고 있다.
따라서 전기자동차를 운영하기 위한 핵심 부품인 배터리의 용량과 효율은 전기자동차의 가장 중요한 관건이 되고, 성능에 따른 주행 가능 거리가 큰 이슈가 되고 있으며, 이로 인해 자동차 제조 회사 및 소비자의 배터리에 대한 관심이 높아지고 있다.
종래 차량 전장용 배터리는 주로 납축전지가 사용되었지만 차량의 동력원으로 사용하기에 납축전지는 무게 및 부피 대비 축적 가능한 전기량, 즉 충전용량이 낮아 전기자동차용 배터리로는 무게 대비 충전용량을 높일 수 있는 리튬 계열의 배터리가 주로 사용되고 있다.
배터리는 기본적으로 화학적 에너지를 전기 에너지와 호환시킬 수 있도록 이루어진 장치이며, 차량의 특성상 충전과 방전이 함께 이루어질 수 있는 이차전지의 사용이 기본적인 전제가 되고 있다.
전기 자동차에 사용되는 리튬 이온 배터리는 안정적인 용량 확보를 위해 다수의 배터리 셀 유닛이 서로 밀접하게 결합되어 모듈 형태를 이루고, 복수의 모듈이 결합되어 전기자동차 운행에 적당한 용량을 가지는 배터리팩을 이루게 된다.
리튬 이온 배터리셀은 개별적으로 통상 4볼트 전후의 전압을 가지며, 하나의 용량은 다양하게 만들 수 있지만 자체로서 전기자동차 기본 용량을 모두 채우는 경우는 생각하기 어렵다. 따라서, 가령 전기자동차용 배터리팩의 정격전압이 504~705V DC(direct current)이고, 요구되는 최소 용량이 50Ah라면 매우 많은 배터리셀을 직렬 및 병렬로 연결시켜야 정격전압 및 요구 용량에 적절한 전기자동차 배터리팩을 만들 수 있다.
전기차용 배터리의 용량은 1회 충전시 운행할 수 있는 거리와 직접적인 관련이 있다. 기존의 통상적 전기자동차는 배터리팩 1회 완충시 운행가능 거리가 휘발류, 디젤, LPG와 같은 연료를 사용하는 내연기관 자동차의 1회 충진에 의한 운행거리보다 짧은 편이며, 이에 따라 점점 차량의 고용량화에 따른 고 에너지 배터리 팩들이 개발되고 있고, 그에 따라 배터리 셀을 직, 병렬로 구성하여 용량 증대를 꾀하고 있다.
그런데, 배터리팩 내의 배터리셀의 직렬 연결이 증가하면 전압 성분만 증대되고, 이미 사용되는 배터리팩의 적정 전압에 맞추어 구축된 배터리팩 충 방전 시설의 사용이 불가능하게 될 수 있다.
따라서 배터리팩에 사용되는 배터리 셀을 개발함에 있어서, 다양한 사이즈의 셀(cell)개발을 지양하고, 동일 사이즈, 동일한 정격전압을 기준으로 용량 증가나, 기타 성능을 높이는 배터리 셀 개발이 진행되고 있다. 그렇지만 동일한 사이즈 기준으로 셀의 용량을 증가시키는 데는 분명 한계가 존재한다.
배터리 셀의 연결 구성을 1P(Parallel)에서 병렬로 하나씩 추가하여, 2P, 3P, 4P로 증가시킴으로써 전체 용량을 늘리는 배터리 팩이 출시되고 있다. 작은 용량의 셀도 많은 수의 셀을 병렬 구성하면 높은 용량을 얻을 수 있음은 당연하나, 이것 또한 무한정 늘릴 수는 없게 된다.
이를 좀 더 설명하면, 병렬과 직렬의 구성은 차량의 요구 조건에 적합하게 적용될 수 있으며, 직렬 구성성분은 앞에서 언급한 것처럼 어플리케이션의 정격동작의 성분 범위 내에서 설정되어야 하므로 일정한 범위 내에서 운용되나, 병렬 성분은 가변적으로 사용할 수 있다.
그런데, 셀의 병렬 구성으로 1P, 2P, 3P, 4P 방식으로 증가한다는 것은 셀의 동일한 극을 하나로 묶는 상태를 의미하는데 배터리의 충전과 방전 동작 중에 외부의 조건에 의해서 또는 셀의 특성 차이로 충, 방전 양이 동일하지 않게 되는 현상이 발생될 수 있다. 처음에는 이런 현상이 미세한 차이를 가지도록 발생되는 것이 일반적이나, 수 회의 충 방전 사이클을 반복하게 되면 누적적으로 큰 폭의 차이가 발생될 수 있다. 그리고 이러한 배터리 셀 사이의 충, 방전 양의 차이는 배터리 셀의 전압 차이로 나타나게 된다.
병렬로 묶인 주변의 셀의 전압이 점점 더 높아지는 현상이 누적되면 배터리 용량이 급격하게 줄어들거나 때로는 주변 셀의 발열이 생기고, 발열 누적으로 발화로 이어질 수 있으며, 따라서 이러한 문제를 해결할 수 있는 수단이 절실히 요청된다.
대한민국특허출원 10-2015-0013482 대한민국특허출원 10-2009-0007544 대한민국특허출원 10-2016-0155085
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 기존에 비해 용이하고 간편하게 용량을 늘릴 수 있는 구성을 가지는 전기자동차용 병렬결합형 배터리팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 용량을 늘림에 있어서 안전성을 확보하기에 용이한 구성을 가지는 전기자동차용 병렬결합형 배터리팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 일 관점에서, 배터리팩에서 용량 증가의 단위가 되는 배터리 스트링의 전력 단자(터미널) 혹은 출력 케이블을 병렬 연결함에 있어서, 병렬 구성 배터리 스트링이 보호장치를 구비하되, 보호장치를 단속하는 1개의 BMS로 병렬의 다수 배터리 스트링을 관리할 수 있으며, 배터리팩 용량 증가에 따른 배터리 스트링의 병렬 개수를 안전하게 증가시킬 수 있는 결선 방식을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
전기자동차의 정격 전압과 필요한 최소 용량에 맞도록 최소의 병렬 성분과, 직렬 성분으로 구성 된 배터리 단위팩을 전기자동차 동력 공급을 위한 최소 단위인 배터리 스트링으로 정하고, 병렬 연결되는 배터리 스트링의 추가로 전체 배터리팩 용량을 높일 수 있도록 이루어지는 전기자동차용 병렬결합형 배터리팩으로서,
배터리 스트링마다 보호장치를 포함하고, 배터리팩을 이루는 모든 배터리 스트링의 보호장치는 1개의 공통 BMS로 콘트롤하여 병렬결합된 배터리 스트링들을 모두 컨트롤할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 각 배터리 스트링의 전력 단자 혹은 출력 케이블이 원터치 방식으로 간편하게 공통 전력 단자로 결합되도록 이루어질 수 있다.
본 발명에서 공통의 BMS로부터 하나의 배터리 스트링마다 하나의 신호선이 연결되어 각 배터리 스트링의 보호장치를 콘트롤하도록 이루어질 수 있다.
본 발명에서 공통의 BMS의 신호단자들은, 개별 배터리 스트링에 설치된 신호단자를 m개라고 하고, 최대 연결 배터리 스트링 갯수를 n개라고 할 때, n×m개의 신호 단자를 위한 양측 커넥터 단자들 및 배선을 가진 제1 신호선을 통해 제1 배터리 스트링과 연결되고,
나머지 배터리 스트링이 있는 경우, 제1 신호선의 제1 배터리 스트링측 커넥터 단자들 가운데 제1 배터리 스트링의 신호 단자와 연결되지 않은 잔여 커넥터 단자들은 제2 신호선을 통해 제2 배터리 스트링의 신호 단자와 연결되고,
이런 방식으로 최후의 배터리 스트링까지 신호선을 통해 바로 앞에 연결된 배터리 스트링까지의 신호선의 여분의 커넥터 단자와 최후의 배터리 스트링의 신호 단자가 연결되도록 이루어지는 것일 수 있다.
이때 제1 신호선의 양측 커넥터의 단자들의 배열은 가로 세로가 뒤바뀔 수 있는 n×m 행렬 형태로 이루어질 수 있다.
기존에 모듈 단위의 용량 증가를 위해서는 부품의 신규 개발이 선행 되어야 하고, 직렬 성분의 증가시 충방전 장치와 같은 관련 장비 인프라의 정격의 변경으로 인한 신규 인프라의 개발이 진행 되어야 하므로 배터리팩 용량 증가가 어렵지만, 본 발명에 따르면 병렬 성분의 용량 증가 필요시, 전기적 보호장치를 가지고 최소의 병렬 성분과 최소의 직렬 성분으로 이루어진 배터리 스트링을 준비하고, 배터리 스트링을 병렬로 추가하여 전체 배터리팩의 용량을 증가시킬 수 있다.
본 발명에 따르면 배터리 스트링에는 보호장치가 구비되어있고, 배터리팩 전체를 통괄하는 공통의 BMS(마스터 BMS)로 각 배터리 스트링의 보호장치를 단속관리 할 수 있으므로 배터리팩 용량 증가 필요에 따라 배터리 스트링을 병렬로 추가할 때 안전하고 쉽게 결합시킬 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 고전압을 가지도록 결선된 전체 배터리팩의 출력 터미널(공통 전력 단자)은 크리피지와 클리어런스(Creepage and Clearance Distances) 확보를 유지하고, 조립이 쉽고, 수리가 간단하도록 하는 효과가 있으므로, 배터리 스트링들의 케이블이 뒤엉키지 않은 상태로 설치 될 수 있으므로, 꼬임이나, 단선의 위험이 존재하던 점을 방지 할 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 배터리 시스템을 개략적으로 나타낸 구성개념도,
도2은 본 발명의 일 실시예에서 각 배터리 스트링에 연결되는 신호선의 양측 커넥터 내의 신호단자 배열을 간략화해서 예시적으로 나타내는 개념도,
도3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고전압 배터리 시스템을 개략적으로 나타낸 구성개념도,
도4는 본 발명의 또 다른 구체적 실시 예에 따른 고전압 배터리 시스템의 예시도 및 출력 터미널(공통 전력 단자)에서의 결선 상태를 보다 상세히 나타내는 부분 확대도,
도5는 도 4의 고전압 배터리 시스템을 회로적으로 보다 개략화하여 구성 개념도,
도6은 도1의 배터리 스트링 결선과 터미널 블럭 타입 출력 터미널(공통 전력 단자)이 조립되는 형상을 나타낸 예시도
도7은 도1의 배터리 스트링 결선과 스터드 타입 출력 터미널(공통 전력 단자)이 조립되는 형상을 나타낸 예시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
도1 및 도3에는 본 발명의 두 실시예에 따른 고전압 배터리 시스템 구성이 개념적, 개략적으로 도시되며,
도 4에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보다 구체적 고전압 배터리 시스템의 결선 형태 및 그 일부에 대한 확대 형태가 예시적으로 도시되고, 도5에는 도 4와 등가의 고전압 배터리 시스템의 결선 관계가 회로적으로 정리되어 보다 개략적으로 도시된다.
도 6은 도 1과 같은 본 발명의 일 실시예의 배터리 스트링 결선과 터미널 블록 타입 공통 전력 단자가 조립되는 하나의 구체적 예시적 형상을 나타내고, 도 7은 도 1과 같은 실시예의 배터리 스트링 결선과 스터드 타입 터미널이 조립되는 다른 하나의 구체적, 예시적 형상을 나타낸다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩 구성 요소들이 박스형으로 개념화되어 서로 결합되어 있다. 배터리 셀이 소정 갯수로 결합되어 배터리 모듈(111a)을 이루고, 배터리 모듈(111a)은 콘트롤부인 RLEC(remote lithium ion engrgy controller:111b)와 결합되어 일종의 팩(111)형태를 이루고, 이들이 배열되어 하나의 스트링 배터리(110, 120)을 이룬다. 스트링 배터리마다 하나의 보호장치를 포함하는 조절부(CONTROL PARTS)가 설치되고, 보호장치는 전체 배터리팩에서 해당 스트링 배터리가 병렬 결합 상태를 유지할 것인지를 결정하도록 이루어질 수 있다.
배터리팩 전체에는 공통의 BMS(160)가 설치되어 있고, 외부와의 충방전을 통한 전력 공급이나 입수를 위한 공통 전력 단자(150))가 존재하여 이 공통 전력 단자(150)는 한편으로 외부 전력 단자(170)와 연결될 수 있고, 다른 한편으로 각각의 배터리 스트링의 전력 단자(113, 123)와 전력선 혹은 출력 케이블(115, 125)을 통해 연결될 수 있다.
공통의 BMS(160)는 신호선(117, 127)을 통해 각 모듈의 매개 콘트롤부인 RLEC(remote lithium ion engrgy controller:111b)와 연결되며, 이 신호선은 여기서 명확히 도시되지 않지만 스트링 배터리마다 설치된 보호장치와 BMS(160)를 연결하는 역할을 할 수도 있다.
본 실시예에서 공통의 BMS(160)의 신호단자들은, 개별 배터리 스트링에 설치된 신호단자를 m개라고 하고, 최대 연결 배터리 스트링 수를 n개라고 할 때, m×n개의 신호 단자를 위한 양측 커넥터 단자들 및 배선을 가진 제1 신호선(117)을 통해 제1 배터리 스트링(110)과 연결되고,
나머지 배터리 스트링이 있는 경우, 제1 신호선(117)의 제1 배터리 스트링측 커넥터 단자들 가운데 제1 배터리 스트링(110)의 신호 단자와 연결되지 않은 잔여 커넥터 단자들은 제2 신호선(127)을 통해 제2 배터리 스트링(120)의 신호 단자와 연결되고,
도1에는 두 개의 배터리 스트링만 도시되지만 이를 확장하면 이런 방식으로 최후의 배터리 스트링까지 신호선을 통해 바로 앞 배터리 스트링까지의 신호선의 여분의 커넥터 단자와 신호 단자가 연결되도록 이루어지는 것일 수 있다. 가령, 병렬 연결될 제3 배터리 스트링이 있다면 제2 신호선의 제2 배터리 스트링측 커넥터 단자들 가운데 제2 배터리 스트링의 신호 단자와 연결되지 않은 잔여 커넥터 단자들은 제3 신호선을 통해 제3 배터리 스트링의 신호 단자와 연결될 것이다.
이때 제1 신호선의 양측 커넥터의 단자들의 배열은 가로 세로가 뒤바뀔 수 있는 n×m 행렬 형태로 이루어질 수 있으며, 다른 제2 신호선, 제3 신호선도 커넥터 단자들이 동일한 형태의 행렬을 이루는 것이거나, 점점 작은 갯수의 커넥터 단자를 가지면서 (n-1)×m, (n-2)×m 행렬을 이루는 것이 될 수 있다.
가령, 각 배터리 스트링의 단자 갯수가 7개이고, 배터리 스트링의 병렬 연결되는 갯수가 3개라고 할 때, 제1 신호선, 제2 신호선, 제3 신호선의 커넥터 단자 배열을 개념적으로 나타내면, 도2에 나타난 것과 같이 제1 신호선(117)은 양쪽에 3행 7열의 행렬 형태의 커넥터 단자를 가지고, 제2 신호선(127)은 양쪽에 2행 7열의, 제3 신호선(137)은 양쪽에 1행 7열의 행렬 형태의 커넥터 단자를 가지는 것이 될 수 있다.
한편, 도1의 공통 전력 단자 대신에 각 배터리 스트링의 전력 단자가 다른 하나의 배터리 스트링의 전력 단자와 결합될 수 있는 전력 단자 커넥터 구성을 가지도록 하는 것도 가능하다.
이런 경우, 도3에 도시된 것과 같이, 각 배터리 스트링(110, 120, 130)의 전력 단자와 공통 전력 단자를 잇는 전력선(케이블)을 설치하는 대신에, 각 배터리 스트링의 전력 단자(113)를 가장 인접한 하나의 배터리 스트링이 전력 단자의 커넥터에 연결시키는 전력선(출력 케이블: 125', 135')을 설치할 수 있다. 이런 구성은 회로상으로는 배터리 스트링들(110, 120, 130)의 병렬 연결을 이루면서, 도3에서 보이는 것과 같이 각 배터리 스트링이 공통의 BMS(160)나 외부 전력 단자(170)를 기준으로 일 측으로 점저 더 멀어지도록 배열되는 경우에 적합한 것으로, 전체적인 전력선의 설치를 훨씬 간단하게 정리하고 총 전력선 길이를 줄일 수 있다. 이때 외부 전력 단자(170)에는 가장 인접한 배터리 스트링(110)의 전력선(출력 케이블: 115')이 연결될 수 있다.
한편, 본 실시예에서 배터리 모듈은 스트링 배터리의 최소 용량을 병렬 결합으로 형성한 배터리 셀들을 다시 직렬로 구성하여 만들어지는 것이다. 배터리 셀은 다양한 용량, 다양한 특성을 가질 수 있으나 여기서는 표준화, 규격화된 동일한 배터리 셀들을 최소한의 병렬 성분을 가지도록 병렬 결합시킨 뒤 병렬 결합된 상태의 이들을 직렬 성분으로 조립하여 배터리 모듈을 형성하게 된다. 각 셀에는 온도 센싱과 전압 센싱이 가능한 전기적인 부품이 구비될 수 있다.
여기서 배터리 모듈은 가령 배터리셀 2개를 병렬 연결한 뒤 이들 12개를 직렬로 연결하여 만들어지는 12S2P 모듈이 될 수 있으나, 전기 자동차에서 요구되는 사양으로도 적절하게 다른 결합 구조를 가지는 것이 사용될 수도 있다.
배터리 스트링은 배터리 모듈(301)을 직렬로 구성하여 배터리팩의 정격 전압을 이루도록 구성한다. 이는 배터리 모듈(301) 수를 증가시키면서 직렬로 연결하여 직렬 성분을 증가시키는 과정을 통해 이루어질 수 있다.
예를 들어 설명하면, 전기자동차에서 요구되는 배터리팩의 정격 전압이 504~705V DC이고, 최소 요구 용량이 50Ah라고 하고, 적용되는 배터리 셀의 정격 전압이 3~4.2V DC, 정격 용량 25Ah라고 하면, 위의 12S2P 모듈의 정격 전압은 36~50.4V DC, 정격 용량은 50Ah로 계산된다.
이 전기자동차에서 요구되는 배터리팩의 적정 최소 전압이 504V DC이므로 12S2P 모듈 14개를 도4나 도5에서 보이듯이 직렬로 결합시키는 구성을 할 경우 1개의 배터리 스트링이 구성 될 수 있다.
그리고 배터리 모듈(301) 각각에는 온도, 전압 센싱 정보 통신을 위한 배선(302, 303)이 경유되어 결선되고, 전기적인 보호 장치(202)가 구비되어 있다.
전기차량의 정격 전압은 앞에서 설명한 것과 같이 계산되어 하나의 배터리 스트링을 적용하여 도달하는 것이 가능하며, 배터리의 용량은 50Ah로 차량에서 요구되는 최소 용량인 50Ah에 도달할 수 있다.
그러나, 이는 전기차량의 요구되는 최소 용량이며, 상품성을 높이기 위한 적정 용량이 100Ah라고 하면 부족한 용량만큼 배터리 스트링을 병열로 결합하는 방법을 사용할 수 있다. 가령, 가정 주부의 장보기에 적합한 단거리 주행용 전기자동차는 배터리 스트링을 하나만 차량에 적재하여 운행할 수 있지만, 출퇴근용 및 일반 업무용을 겸하는 경우 부족한 용량을 배터리 스트링을 병렬로 추가 결합하는 방식으로 채울 수 있다.
그리고, 장거리 여행을 하거나 장거리 주행을 많이 하는 경우, 여행 거리를 고려할 때 적정 용량이 200Ah라고 생각되는 경우, 두 개의 배터리 스트링을 더 결합하여 모두 4개의 배터리 스트링을 병렬로 결합시킨 상태로 전기차량을 운행할 수 있다.
또한, 이런 배터리 스트링은 차량의 차급에 따라 소형, 준중형, 중형, 대형 과 같이 차량 중량과 크기에 따라 설치될 수 있는 배터리 스트링의 갯수를 다르게 차량을 설계할 수 있다.
이런 경우들에 있어서 사용자의 차량 사용 목적 및 사용 패턴에 가장 적합한 배터리 스트링 수를 결정하고 사용할 수 있으므로 불필요하게 무거운 배터리팩을 구성하고 적재할 필요가 없으므로 전기차량 운행 효율성을 높일 수 있다.
배터리 스트링의 탄력적이고 용이한 사용을 위해 전기 차량에서 배터리 스트링을 추가 적재하고 전력선 및 신호선을 결선하는 것이 용이하도록 차량내 배터리 스트링 설치 위치 및 차량 일부에서의 배터리 스트링을 노출시키는 커버 개폐가 용이하고, 결선용 단자와 커넥터가 단순 용이하게 구성되는 것이 바람직하다.
스트링 배터리의 전력 단자부 및 전력선 결합을 신속하고 안전하게 하기 위해서는 간단하고 확실한 방식이 필요하다. 이를 위해 출력 케이블 끝단을 러그 터미널 타입으로 구성하고 이를 이용하여 신속하고 안전하게 공통 전력 단자에 조립하도록 할 수 있다. 이런 방식에서는 배터리 스트링의 출력 케이블 끝단에 설치된 러그(러그 터미널)를 공통 전력 단자에서 추가로 결합하는 것만으로도 배터리의 용량을 증가시킬 수 있다.
도 4, 5를 참조하면, 정격 전압 3~4.2V DC, 정격 용량 25Ah의 배터리 셀을 사용하여, 정격 전압은 36~50.4VDC, 정격 용량은 50Ah인 배터리 모듈(201)을 구성한다고 가정할 때, 도시된 구성을 통해 정격 전압이 504~705VDC, 정격 용량 50Ah인 배터리 스트링 2개를 스터드 구조의 배터리 스트링 결합부 혹은 공통 전력 단자(204)를 이용하여 병렬 연결한 배터리팩 혹은 배터리 시스템이 형성될 수 있다.
배터리 좌측으로부터 스트링 배터리 A와 스트링 배터리 B가 배치되고, 각 스트링 배터리는 7개의 배터리 서브팩으로 이루어지고, 각 배터리 서브팩에는 2개씩의 배터리 모듈(201)이 설치된다. 배터리 서브팩들은 일정한 간격 밀착되고 2열로 배열되었으며, 열과 열 사이에는 스트링 배터리 보호 장치(202)들이 실장 되는 보호장치부가 있다. 배터리 스트링 내에서 배터리 모듈이 설치되지 않은 빈 공간도 보호장치부, 공통 전력 단자, 출력부(외부 전력 단자)로 배선되는 케이블(203) 등의 배치 공간으로 사용될 수 있다.
스트링 배터리 A의 출력부 양극 케이블(205)과 음극 케이블(206)은 스터드 형상을 가진, 일종의 공통 전력 단자(204)로 결선되고, 공통 전력 단자는 스트링 배터리 B의 출력부 양극 케이블(207)과 음극 케이블(208)과도 결선되어 병렬 결합을 만들고 배터리 출력부(외부 전력 단자)로 안내된다.
도 5에서 배터리 스트링의 보호 장치(202)는 전기적 접점 장치(RELAY)와 퓨즈(FUSE) 그리고 전류량 측정 부품(CURRENT SENSOR) 등으로 구성되며, 전기적인 신호를 이용하여 통전 상태를 조절하여 열고 닫을 수 있으며, 1개의 배터리 BMS(공통 BMS)로 2개 또는 그 이상의 보호 장치와 배터리 스트링을 통합하여 단속 관리할 수 있다.
도시된 실시예와 같이 차량의 배터리 용량의 충분 조건을 만족하기 위한 배터리 스트링 결합부 혹은 공통 전력 단자(204)를 이용하여 병렬 구성을 추가하면, 더 큰 용량의 배터리팩 형성에도 적용이 가능할 것이다.
그리고 도 1과 같이 병렬 성분의 추가로 전체 배터리 용량 증가가 필요할 때, 배터리 스트링의 병렬 개수를 용이하고 간단한 결선 방식을 통해 안전하고 추가할 수 있다. 병렬 결선을 위한 터미널 조립 방식을 이용하면 전기자동차의 배터리팩의 용량 증가가 용이하게 되므로 배터리팩 설계 자유도가 증가되어 전기자동차의 다양한 조건을 만족시킬 수 있다.
규격화되고 정리되어 최소 경로로 위치가 정해진 스트링 배터리 보호장치 실장부를 이용하여 신호선 케이블이 뒤엉키지 않은 상태로 설치될 수 있으므로, 꼬임이나, 단선의 위험이 존재하던 점을 방지하고, 출력부의 전기적 크리피지와 클리어런스 확보를 유지하면서, 조립이 쉽고, 수리가 간단해지는 효과 있다.
도 6은 배터리 스트링 결선을 위한 터미널 블록 형태로 조립되는 공통 전력 단자 구조에 대한 예시이다. 여기서는 3개의 배터리 스트링으로부터 출력된 케이블들(401, 402, 403)과 이 케이블 끝단에 설치된 러그 터미널(405)을 병렬 성분으로 모으기 위해서 블럭 형태의 터미널(407)이 사용되고, 각각의 터미널(407)을 병렬 성분으로 결합하기 위해 버스바(408)가 사용될 수 있다. 공통 출력 케이블 러그 터미널(406)을 통해 버스바(408)와 결합된 공통 출력 케이블(404)이 출력부(미도시)로 결선된다.
도 7은 배터리 스트링 결선을 위한 스터드 형태(506)로 조립되는 공통 전력 단자 구조에 대한 예시이다. 여기서는 2개의 배터리 스트링으로부터 출력된 케이블들(501, 502)과 이 케이블 끝단에 설치된 러그 터미널(504)을 병렬 결합시키기 위해 스터드 형상을 가진 터미널(506)을 사용한다. 공통 출력 케이블 러그 터미널(505)을 통해 터미널(506)과 결합된 공통 출력 케이블(503)이 터미널에서 인출되어 출력부로 결선된다.
도6 및 도7의 결선 방식은 예시적으로 제안된 것이며, 제안된 방식 외에도 다른 방식이 병렬 결합에 이용될 수 있음은 당연하다.
이상에서는 한정된 실시예를 통해 본 발명을 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것일 뿐 본원 발명은 이들 특정의 실시예에 한정되지 아니한다.
따라서, 당해 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명을 토대로 다양한 변경이나 응용예를 실시할 수 있을 것이며 이러한 변형례나 응용예는 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
110, 120, 130: 배터리 스트링 111a: 배터리 모듈
111b: RLEC 111: 팩
113, 123: 전력 단자 115, 125, 115', 125', 135': 출력 케이블
117, 127, 137: 신호선 150: 공통 전력 단자
160: BMS(공통의 BMS, 마스터 BMS) 170: 외부 전력 단자
201, 301 : 배터리 모듈 202 : 보호장치
203 : 케이블 204 : 공통 전력 단자
205, 206, 207, 208, 401, 402, 403, 501, 502 : 출력 케이블
209, 506, 407 : 터미널 302, 303 : 신호 케이블
404, 503 : 공통 출력 케이블 405, 504 : 러그 터미널
406, 505 : 공통 출력 케이블 러그 터미널 408 : 버스바

Claims (6)

  1. 배터리팩 적정 전압과 최소 용량을 달성할 수 있도록 최소의 배터리 셀을 병렬 및 직렬로 결합시켜 구성된 배터리 단위팩을 전기자동차 동력 공급을 위한 최소 단위인 배터리 스트링으로 정하고, 상기 배터리 스트링을 추가로 병렬 연결하여 전체 용량을 높일 수 있도록 이루어지는 전기자동차용 병렬결합형 배터리팩으로서,
    상기 배터리 스트링마다 보호장치가 구비되고,
    모든 배터리 스트링의 보호장치는 1개의 공통 BMS로 콘트롤할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 전기자동차용 병렬결합형 배터리팩.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통의 BMS로부터 하나의 상기 배터리 스트링마다 하나의 신호선이 연결되어 상기 배터리 스트링의 보호장치를 콘트롤하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 병렬결합형 배터리팩.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통의 BMS의 신호단자들은, 개별 배터리 스트링에 설치된 신호단자를 m개라고 하고, 최대 연결 배티러 스트링 수를 n개라고 할 때, n×m개의 신호 단자를 위한 양측 커넥터 단자들 및 배선을 가진 제1 신호선을 통해 제1 배터리 스트링과 연결되고,
    나머지 배터리 스트링이 있는 경우, 제1 신호선의 제1 배터리 스트링측 커넥터 단자들 가운데 상기 제1 배터리 스트링의 신호 단자와 연결되지 않은 잔여 커넥터 단자들은 제2 신호선을 통해 제2 배터리 스트링의 신호 단자와 연결되고,
    최후의 배터리 스트링까지 신호선을 통해 바로 앞 배터리 스트링까지의 신호선의 여분의 커넥터 단자와 최후의 배터리 스트링의 신호 단자가 연결되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 병렬결합형 배터리팩.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 신호선의 양측 커넥터의 단자들의 배열은 가로 세로가 뒤바뀔 수 있는 n×m 행렬 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 병렬결합형 배터리팩.
  5. 제 1 항에 있어서,
    복수개의 배터리 스트링으로부터 출력된 케이블들(401, 402, 403) 각각의 끝단에 러그 터미널(405)이 설치되고, 상기 러그 터미널을 병렬 결합시키기 위해 터미널 블록(407)이 구비되고, 상기 터미널 블록 각각을 병렬 결합시키기 위한 버스바(408)가 구비되며, 상기 버스바에서는 외부 출력 단자로 하나의 외부 출력 케이블이 인출되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 병렬결합형 배터리팩.
  6. 제 1 항에 있어서,
    복수개의 배터리 스트링으로부터 출력된 케이블들(501, 502) 각각의 끝단에 러그 터미널(504)이 설치되고 상기 러그 터미널들을 병렬 결합시키기 위해 스터드 형상을 가진 터미널(506)이 구비되고, 상기 스터드 형상을 가진 터미널은 러그 터미널(505)이 결합된 케이블(503) 통하여 외부 출력 단자로 연결되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 병렬결합형 배터리팩.
KR1020200054229A 2020-05-07 2020-05-07 전기자동차용 병렬결합형 배터리팩 KR102406060B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200054229A KR102406060B1 (ko) 2020-05-07 2020-05-07 전기자동차용 병렬결합형 배터리팩
PCT/KR2020/006339 WO2021225202A1 (ko) 2020-05-07 2020-05-14 전기자동차용 병렬결합형 배터리팩

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200054229A KR102406060B1 (ko) 2020-05-07 2020-05-07 전기자동차용 병렬결합형 배터리팩

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210137261A true KR20210137261A (ko) 2021-11-17
KR102406060B1 KR102406060B1 (ko) 2022-06-13

Family

ID=78468659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200054229A KR102406060B1 (ko) 2020-05-07 2020-05-07 전기자동차용 병렬결합형 배터리팩

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102406060B1 (ko)
WO (1) WO2021225202A1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090007544A (ko) 2008-12-29 2009-01-19 주식회사 신한은행 온라인 계좌 연계 카드 충전 처리 시스템
KR101486810B1 (ko) * 2010-04-02 2015-02-03 에스케이이노베이션 주식회사 착탈 가능한 배터리 스트링을 위한 전하 균일 장치
KR20150013482A (ko) 2012-05-11 2015-02-05 블랙베리 리미티드 무선 네트워크에서 경쟁 기반 자원을 분할하는 방법 및 시스템
JP2017041398A (ja) * 2015-08-21 2017-02-23 住友電装株式会社 ボルト締め端子の積層固定構造
JP2017117604A (ja) * 2015-12-23 2017-06-29 株式会社オサダ 分岐端子台
JP6610664B2 (ja) * 2015-05-25 2019-11-27 日本電気株式会社 蓄電装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8483886B2 (en) * 2009-09-01 2013-07-09 Boston-Power, Inc. Large scale battery systems and method of assembly
KR101926195B1 (ko) * 2012-07-09 2019-02-26 에스케이이노베이션 주식회사 병렬 팩 배터리 시스템의 릴레이 융착 관리 장치 및 그 방법
KR101602457B1 (ko) * 2015-04-22 2016-03-25 이문재 개방형 접속단자
US20170373512A1 (en) * 2016-06-21 2017-12-28 Chunyi Wang First Series Then Parallel Battery Pack System

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090007544A (ko) 2008-12-29 2009-01-19 주식회사 신한은행 온라인 계좌 연계 카드 충전 처리 시스템
KR101486810B1 (ko) * 2010-04-02 2015-02-03 에스케이이노베이션 주식회사 착탈 가능한 배터리 스트링을 위한 전하 균일 장치
KR20150013482A (ko) 2012-05-11 2015-02-05 블랙베리 리미티드 무선 네트워크에서 경쟁 기반 자원을 분할하는 방법 및 시스템
JP6610664B2 (ja) * 2015-05-25 2019-11-27 日本電気株式会社 蓄電装置
JP2017041398A (ja) * 2015-08-21 2017-02-23 住友電装株式会社 ボルト締め端子の積層固定構造
JP2017117604A (ja) * 2015-12-23 2017-06-29 株式会社オサダ 分岐端子台

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021225202A1 (ko) 2021-11-11
KR102406060B1 (ko) 2022-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101850413B1 (ko) 전동 차량
CN102473871B (zh) 电池组
KR101047831B1 (ko) 수동적 안전장치를 이용한 배터리의 센싱 라인의 단락으로 인한 2차 사고 방지장치
CN110303944B (zh) 一种电动汽车快速充电系统及方法
Veneri et al. Charging infrastructures for EV: Overview of technologies and issues
CN105591048B (zh) 用于袋式电池单元的牵引电池汇流条支架
KR102224592B1 (ko) 매트릭스 구조의 배터리 팩을 갖는 전기 자동차용 배터리 장치
WO2013099499A1 (ja) 電源装置、回路基板、及び電源装置を備える車両並びに蓄電装置
CN102306717A (zh) 一种电动汽车用动力锂离子电池包及其制作方法
KR20130025245A (ko) 전지모듈
US20170012324A1 (en) Multiple Voltage Battery Pack with Common Battery Management System
US20210291670A1 (en) Vehicle with an integrated charging system
KR20170059226A (ko) 배터리 센싱 모듈
Abronzini et al. Optimal modular bms for high performances nmc battery pack
CN103081179B (zh) 具有集成式电池连接器的高压电池组
KR20130053501A (ko) 배터리 관리 시스템과 이를 포함하는 배터리 팩 보호 장치
CN215398187U (zh) 一种用于车辆的配电盒
CN110745022A (zh) 一种用于新能源汽车的多功能控制器及新能源汽车
Aziz et al. Advanced charging system for plug-in hybrid electric vehicles and battery electric vehicles
KR102406060B1 (ko) 전기자동차용 병렬결합형 배터리팩
KR102421778B1 (ko) 이차 전지 충전 장치
RU2790458C1 (ru) Аккумуляторная батарея для электромобиля с параллельным соединением
CN205297810U (zh) 内燃机启动辅助装置
EA045365B1 (ru) Аккумуляторная батарея для электромобиля с параллельным соединением
CN203844622U (zh) 一种电动汽车电池组高压箱

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right