KR20220137208A - Battery pack with gas detection - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 보다 상세히는 배터리 팩 내부에서 발생하는 가스를 감지하고, 감지된 가스에 의한 사고 또는 손상을 방지할 수 있는 배터리 팩에 관한 것이다.The present invention relates to a battery pack, and more particularly, to a battery pack capable of detecting a gas generated inside the battery pack and preventing an accident or damage caused by the detected gas.
전기자동차는 구동력을 발생하기 위해 전기모터와 고전압 배터리팩이 탑재되며, 상기 고전압 배터리 팩은 다수개의 배터리 모듈을 포함하고, 배터리 모듈 각각은 다수개의 배터리 셀을 포함할 수 있다.The electric vehicle is equipped with an electric motor and a high voltage battery pack to generate driving force, the high voltage battery pack may include a plurality of battery modules, and each of the battery modules may include a plurality of battery cells.
최근 배터리 전기자동차의 항속거리 증가 및 출력 증가와 같은 추세에 따라, 배터리의 에너지 밀도 요구가 높아지고 있다. 이러한 요구를 따라가기 위해서는 이차전지용 고로딩(High-loading) 전극 및 High Ni-NCM 양극재를 사용하게 되고, 이에 따라 충방전 사이클 중 발생하는 가스량도 증가하게 되지만, 증가하는 가스량에 대한 안전장치에 대한 기술은 미미한 실정이다. 특히, 배터리의 충방전 사이클 과정에서 발생하는 가스는 인체에 유해한 것이고, 전기자동차 분야에 배터리 팩이 다양하게 사용된다는 것을 고려할 때, 가스의 발생에 따라 즉각적인 조치가 이루어져야만 추가적인 사고 또는 전기자동차의 손상을 방지할 수 있는 실정이다.With the recent trend such as an increase in cruising range and an increase in output of a battery electric vehicle, a demand for energy density of a battery is increasing. In order to keep up with this demand, high-loading electrodes for secondary batteries and high Ni-NCM cathode materials are used. Accordingly, the amount of gas generated during the charge/discharge cycle also increases. technology is scarce. In particular, considering that the gas generated during the charging/discharging cycle of the battery is harmful to the human body and battery packs are used in various ways in the field of electric vehicles, immediate measures must be taken according to the generation of the gas to cause additional accidents or damage to the electric vehicle. can be prevented.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명에 의한 가스 감지가 가능한 배터리 팩의 목적은, 배터리의 충방전시 가스의 발생을 즉각적으로 감지해 배터리를 제어하여 추가적인 장치의 손상을 방지하고, 가스의 누출에 의한 사고를 방지할 수 있는 가스 감지가 가능한 배터리 팩을 제공함에 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the battery pack capable of gas detection according to the present invention is to immediately detect the generation of gas during charging and discharging of the battery and control the battery to provide an additional device. An object of the present invention is to provide a battery pack capable of detecting a gas that can prevent damage to and prevent accidents caused by gas leakage.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 가스 감지가 가능한 배터리 팩은, 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈, 상기 배터리 모듈을 내부에 수용하고, 관통홀을 포함하는 하우징, 상기 배터리 모듈에 설치되고, 가스를 감지하는 제 1 가스 센서, 상기 하우징의 내부이되, 상기 배터리 모듈의 외부에 설치되고, 가스를 감지하는 제 2 가스 센서, 상기 하우징의 관통홀에 설치되어 상기 관통홀을 개폐하는 밸브 및 상기 제 1 가스 센서 및 상기 제 2 가스 센서 중 적어도 하나로부터 수신한 센싱 정보에 기초하여 상기 밸브를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.A battery pack capable of gas sensing according to the present invention for solving the above problems is a battery module including a battery cell, a housing accommodating the battery module therein, a housing including a through hole, and installed in the battery module A first gas sensor for detecting gas, a second gas sensor installed inside the housing but installed outside the battery module to detect gas, and a valve installed in a through hole of the housing to open and close the through hole and a controller controlling the valve based on sensing information received from at least one of the first gas sensor and the second gas sensor.
또한, 상기 제어기는, 상기 제 1 가스 센서 및 상기 제 2 가스 센서에서 가스가 감지되지 않은 정상상태인 경우, 상기 관통홀이 폐쇄되도록 상기 밸브를 제어하고, 상기 제 1 가스 센서가 가스를 감지하면, 상기 제 1 가스 센서가 설치된 배터리 모듈의 충방전량이 저감되거나, 상기 제 1 가스 센서가 설치된 배터리 모듈의 충전 또는 방전이 중단되도록 배터리 충방전 제어 지령 정보를 제공할 수 있다.In addition, the controller controls the valve to close the through hole when gas is not detected in the first gas sensor and the second gas sensor in a normal state, and when the first gas sensor detects gas , the battery charge/discharge control command information may be provided so that the charge/discharge amount of the battery module in which the first gas sensor is installed is reduced or the charge or discharge of the battery module in which the first gas sensor is installed is stopped.
또한, 상기 제어기는, 상기 제 2 가스 센서가 가스를 감지하면, 가스가 배출되도록 상기 관통홀이 개방되도록 상기 밸브를 제어할 수 있다.In addition, when the second gas sensor senses gas, the controller may control the valve to open the through hole so that the gas is discharged.
또한, 복수의 배터리 모듈 및 상기 복수의 배터리 모듈에 각각 구비된 제 1 가스 센서를 포함하고, 상기 제어기는, 상기 복수의 배터리 모듈에 각각 구비된 제 1 가스 센서로부터 수신한 센싱 정보에 기초하여 가스가 발생한 배터리 모듈을 식별하고, 식별한 배터리 모듈의 정보를 출력할 수 있다.In addition, a plurality of battery modules and a first gas sensor provided in each of the plurality of battery modules, the controller, based on the sensing information received from the first gas sensor provided in each of the plurality of battery modules, gas It is possible to identify a battery module in which , and output information on the identified battery module.
또한, 복수의 배터리 모듈 및 상기 복수의 배터리 모듈에 각각 구비된 제 1 가스 센서를 포함하고, 상기 제어기는, 소정의 시간동안 상기 복수의 배터리 모듈에 각각 구비된 제 1 가스 센서로부터 수신한 센싱 정보 또는 상기 센싱 정보의 변화량에 기초하여 가스가 발생한 배터리 모듈을 식별하고, 식별한 배터리 모듈의 정보를 출력할 수 있다.In addition, a plurality of battery modules and a first gas sensor provided in each of the plurality of battery modules, the controller, sensing information received from the first gas sensors respectively provided in the plurality of battery modules for a predetermined time Alternatively, the battery module in which gas is generated may be identified based on the amount of change in the sensing information, and information of the identified battery module may be output.
또한, 상기 제어기는, 상기 제 2 가스 센서가 가스를 감지하고, 상기 제 1 가스 센서가 가스를 감지하지 못한 경우, 오염된 외부 공기의 유입으로 인식하고, 인식 결과를 제공할 수 있다.In addition, when the second gas sensor detects the gas and the first gas sensor does not detect the gas, the controller may recognize the inflow of contaminated external air and provide a recognition result.
또한, 상기 제어기는, 오염된 외부 공기가 유입되는 것으로 인식된 경우, 상기 관통홀이 폐쇄되도록 상기 밸브를 제어할 수 있다.In addition, the controller may control the valve to close the through-hole when it is recognized that the contaminated external air is introduced.
또한, 상기 배터리 모듈은 일측에 위치한 음극 단자 및 양극 단자를 포함하고, 상기 제 1 가스 센서는 상기 배터리 모듈의 일측에 위치하되, 상기 양극 단자보다 상기 음극 단자에 가깝게 위치할 수 있다.In addition, the battery module may include a negative terminal and a positive terminal located on one side, and the first gas sensor is located on one side of the battery module, but located closer to the negative terminal than the positive terminal.
또한, 상기 배터리 모듈은 일측에 위치한 음극 단자와 타측에 위치한 양극 단자를 포함하고, 상기 제 1 가스 센서는 상기 배터리 모듈의 일측에 위치할 수 있다.In addition, the battery module may include a negative terminal located on one side and a positive terminal located on the other side, and the first gas sensor may be located on one side of the battery module.
상기한 바와 같은 본 발명에 의한 가스 감지가 가능한 배터리 팩에 의하면, 제어기에서 제 1 가스 센서에서 가스 발생이 감지되면, 즉각적으로 해당 제 1 가스 센서가 설치된 배터리 모듈의 동작을 제어하여, 가스의 발생을 저감시켜 추가적인 장치의 손상과 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the battery pack capable of detecting gas according to the present invention as described above, when gas generation is detected by the first gas sensor in the controller, the operation of the battery module in which the corresponding first gas sensor is installed is immediately controlled to generate gas. It has the effect of reducing damage to additional devices and preventing accidents.
또한 본 발명에 의하면, 제 2 가스 센서에서 가스 발생이 감지되었을 때, 제어기에서 밸브를 열어 가스를 배출하여, 추가적인 장치의 손상과 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, when gas generation is detected by the second gas sensor, the controller opens a valve to discharge the gas, thereby preventing additional device damage and accidents.
또한 본 발명에 의하면, 제 1 가스 센서와 제 2 가스 센서에서 가스가 감지되면, 제어기에서 사용자에게 가스 발생 정보를 포함하는 메시지를 출력하여, 가스가 발생한 배터리 모듈만을 교체하도록 할 수 있다.Also, according to the present invention, when gas is detected by the first gas sensor and the second gas sensor, the controller outputs a message including gas generation information to the user, so that only the battery module in which gas is generated can be replaced.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 배터리 팩의 개략도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 배터리 팩의 밸브가 열린 상태의 개략도.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 배터리 팩의 개략도.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 배터리 팩의 개략도.1 is a schematic diagram of a battery pack according to a first embodiment of the present invention;
Figure 2 is a schematic view of a state in which the valve of the battery pack according to the first embodiment of the present invention is opened.
3 is a schematic diagram of a battery pack according to a second embodiment of the present invention;
4 is a schematic diagram of a battery pack according to a third embodiment of the present invention;
상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제1 및 /또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 한정되지는 않는다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다. 어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 직접 연결되어 있다거나 또는 직접 접속되어 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 ∼사이에와 바로 ∼사이에 또는 ∼에 인접하는과 ∼에 직접 인접하는 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다. 본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.The objects, features and advantages of the present invention described above will become more apparent through the following examples in conjunction with the accompanying drawings. The following specific structural or functional descriptions are only exemplified for the purpose of describing embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiments according to the concept of the present invention may be implemented in various forms and described in the present specification or application. It should not be construed as being limited to the examples. Since the embodiment according to the concept of the present invention may have various changes and may have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the present specification or application. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to a specific disclosed form, and should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Terms such as first and/or second may be used to describe various elements, but the elements are not limited to the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one element from other elements, for example, without departing from the scope of rights according to the inventive concept, a first element may be termed a second element, and similarly The second component may also be referred to as the first component. When a component is referred to as being connected or connected to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it should be understood that another component may exist in between. On the other hand, when it is stated that a certain element is directly connected to or directly connected to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle. Other expressions for describing the relationship between elements, that is, between and immediately between or adjacent to and directly adjacent to, etc., should be interpreted similarly. The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms include or have are intended to designate that the specified feature, number, step, action, component, part, or combination thereof exists, and includes one or more other features or numbers, steps, actions, It should be understood that the possibility of the presence or addition of components, parts or combinations thereof is not precluded in advance. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and are not to be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present specification. . Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in each figure indicate like elements.
[제1실시예][First embodiment]
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 가스 감지가 가능한 배터리 팩(이하 배터리 팩)을 도시한 것이다.1 illustrates a battery pack (hereinafter referred to as a battery pack) capable of gas sensing according to a first embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 의한 배터리 팩은, 하우징(100), 다수개의 배터리 모듈(B), 제 1 가스 센서(210), 밸브(300), 제 2 가스 센서(220) 및 제어기(400)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1 , the battery pack according to the first embodiment of the present invention includes a
도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(100)은 다수개의 배터리 모듈(B), 제 1 가스 센서(210), 밸브(300) 및 제 2 가스 센서(220)를 수용하는 일종의 케이스로, 관통홀을 포함할 수 있다. 본 발명에 의한 배터리 팩은 차량(1)에 적용되므로, 하우징(100) 또한 차량(1) 내부에 설치될 수 있다. 도 1에서 관통홀은 하우징(100)의 우상측 및 우하측에 위치한 일종의 통로이다. 도면에서 제어기(400)는 하우징(100) 내부에 수용되는 형태로 도시되어 있지만, 본 발명은 제어기(400)의 위치를 도면과 같이 한정하는 것은 아니며, 제어기(400)가 하우징(100)과 별도로 설치되는 등의 실시예 또한 있을 수 있다. 관통홀은 내부에서 발생한 가스와 같은 기체가 배출될 수 있도록 형성되는 부분이다. 관통홀이 후술할 밸브(300)에 의해 닫혀 있을 때, 도 1에 도시된 본 실시예에서 하우징(100)은 밀폐된다. 단, 본 발명은 하우징(100)의 내부가 완전히 밀폐되는 것에 한정하는 것은 아니며, 관통홀 외의 일부분이 개방된 형태일 수 있다. As shown in FIG. 1 , the
배터리 모듈(B)은 하우징(100) 내부에 수용된다. 하우징(100)에 수용되는 모든 배터리 모듈(B) 중, 적어도 둘 이상은 서로 직렬로 연결될 수 있다. 배터리 모듈(B)의 내부에는 배터리 셀이 수용되며, 배경기술에서 설명했듯 배터리 셀 내부의 화학적 반응에 의해 가스가 발생할 수 있다. 이때 배터리 모듈(B) 내부에서 가스가 일정량 이상 발생하면 결합력이 약한 전극 탭 부분이 터져 가스가 배출될 수 있으며, 이를 벤트(vent)라 한다.The battery module B is accommodated in the
도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 가스 센서(210)는 각각의 배터리 모듈(B)의 내부에 설치되어, 각 배터리 모듈(B) 내부에서 발생하는 가스를 감지한다. 보다 구체적으로, 제 1 가스 센서(210)는 배터리 모듈 내부에서 발생하는 특정 가스의 농도를 감지하고, 감지된 농도 정보를 후술할 제어기(400)로 전송한다. 이때, 제 1 가스 센서(210)는 가스의 농도가 기준치 이상일 경우에만 감지된 가스의 농도 정보를 제어기(400)로 전송하거나, 기준치를 이용한 판단과정을 거치지 않고, 주기적으로 감지된 가스 농도 정보를 제어기(400)로 전송할 수 있다. 후자의 경우 배터리 모듈(B) 내부에서 가스의 발생여부나 감지된 가스 농도가 기준치를 초과하는지 여부는 제어기(400)에서 판단한다. 도면에서 제 1 가스 센서(210)는 배터리 모듈(B)의 내부에 설치되는 것으로 도시되었지만, 본 발명은 제 1 가스 센서(210)의 설치 위치를 이에 한정하지 않으며, 배터리 모듈(B)의 표면에 설치되는 실시예 또한 있을 수 있고, 특히 배터리 모듈(B)의 표면 중 단자대와 인접하게 설치되는 등의 실시예 또한 있을 수 있다.As shown in FIG. 1 , the
도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(B)은 음극 단자(M)와 양극 단자(P)을 포함하며, 본 실시예에서 음극 단자(M)와 양극 단자(P)는 배터리 모듈(B)의 일측에 함께 위치한다. 이때, 제 1 가스 센서(210)는 양극 단자(P)보다 음극 단자(M)측에 더 가깝게 위치할 수 있는데, 이는 주로 가스가 음극 단자(M)측에서 발생하기 때문이다.1, the battery module (B) includes a negative terminal (M) and a positive terminal (P), in this embodiment, the negative terminal (M) and the positive terminal (P) are the battery module (B) located on one side of the In this case, the
제 2 가스 센서(220)는 배터리 모듈(B)의 외부이되, 하우징(100)의 내부에 설치되어, 설치된 위치에서 가스의 발생을 감지한다. 제 2 가스 센서(220)는 적어도 하나 이상이 설치될 수 있으며, 본 실시예에서는 총 두 개의 제 2 가스 센서(220)가 두 개의 관통홀에 각각 설치될 수 있다. 본 발명에서 제 1 가스 센서(210)와 제 2 가스 센서(220)의 설치 위치를 달리 하는 것은 각각의 위치에서 가스의 발생이 감지되었을 경우에 따라서 후술할 제어기(400)가 다른 조치를 취하기 때문이다. 제 2 가스 센서(220) 또한 기준치 이상의 가스 농도가 감지될 경우, 감지된 가스 농도 정보를 제어기(400)로 송신하거나, 주기적으로 감지된 가스 농도 정보를 제어기(400)로 송신할 수 있다. 본 실시예에서 제 2 가스 센서(220)는 관통홀에 설치될 수 있으며, 관통홀 인근에 설치되는 등의 다른 실시예가 있을 수 있다.The
본 실시예에서, 제 1 가스 센서(210)와 제 2 가스 센서(220)에서 감지할 수 있는 가스의 종류는 CH4, C2H6, C3H8, C3H6, C2H2, C4, H2, CO2, CO, 그리고 전해액과, O2와, N2가 혼합된 가스일 수 있다. 단, 본 발명은 제 1 가스 센서(210) 및 제 2 가스 센서(220) 각각에서 감지할 수 있는 가스의 종류를 상술한 가스의 종류로 한정하는 것은 아니며, 상술한 가스 이외에도 다양한 종류의 가스를 감지할 수 있다.In this embodiment, the types of gases that can be detected by the
도 1에 도시된 바와 같이, 밸브(300)는 하우징(100)의 관통홀에 설치되어, 관통홀을 개폐한다. 정상상태에서 밸브(300)는 관통홀을 폐쇄하도록 동작하며, 후술할 제어기(400)에 의해 제어될 수 있다. 본 발명의 제 1 실시예에 의한 배터리 팩이 차량에 적용될 경우, 관통홀은 차량의 배기구(10)와 연결될 수 있으며, 배기구(10)는 차량의 머플러(muffler, 20)와 연결될 수 있다. 단, 본 발명은 관통홀의 연결 구조를 배기구(10)에 연결되는 것으로 한정하는 것은 아니며, 차량의 다른 부분과의 다양한 연결관계가 있을 수 있다.1 , the
제어기(400)는 일반적인 상술한 배터리 모듈(B)의 충방전 제어 정보를 생성하고, 밸브(300)의 동작을 제어한다. 제어기(400)는 BMS로 구현되어 배터리 모듈(B)을 직접적으로 제어하거나, BMS와 별도의 제어장치로 구현되어, 배터리 충방전 제어 지령 정보를 생성해 BMS로 제공할 수 있다. 제어기(400)에서 배터리 모듈(B)과 밸브(300)의 동작을 제어하는 기준은 제 1 가스 센서(210)와 제 2 가스 센서(220) 각각에서 가스의 감지 여부이다.The
상술한 바와 같이, 제어기(400)는 제 1 가스 센서(210)와 제 2 가스 센서(220)로부터 가스 농도를 수신한다. 제어기(400)는 제 1 가스 센서(210)와 제 2 가스 센서(220)에서 수신한 가스 농도가 기준치 이상이 될 경우, 제 1 가스 센서(210) 또는 제 2 가스 센서(220)가 설치된 위치에서 가스가 발생했다고 판단한다. 여기서 제 1 가스 센서(210)가 설치된 위치란, 해당 제 1 가스 센서(210)가 설치된 배터리 모듈의 식별정보일 수 있다. 제어기(400)에는 제 1 가스 센서(210)와 제 2 가스 센서(220) 각각의 가스 발생 기준이 되는 기준치 정보가 저장될 수 있다. 또한, 이와 달리 제어기(400)는 소정의 시간동안 복수의 배터리 모듈(B) 각각의 제 1 가스 센서(210)로부터 수신한 센싱 정보 또는 상기 센싱 정보의 변화량에 기초하여 가스가 발생한 배터리 모듈(B)을 식별하고, 식별한 배터리 모듈의 정보를 사용자에게 출력할 수 있다.As described above, the
일반적으로 본 발명의 제 1 가스 센서(210)와 제 2 가스 센서(220)에서 감지되는 가스가 배터리 모듈(B)의 내부에서 발생한다는 것을 고려하면, 가스 발생 상황은 특정 배터리 모듈(B)의 내부에서 가스가 발생하되, 발생한 가스가 해당 배터리 모듈의 외부로 누출되지 않는 제 1 케이스와, 배터리 모듈 내부에서 발생한 가스가 외부로 누출된 제 2 케이스로 나뉠 수 있다. 제 1 케이스의 경우 제 1 가스 센서(210)에서는 가스 발생이 감지되되, 제 2 가스 센서(220)에서는 가스 발생이 감지되지 않고, 제 2 케이스의 경우 제 1 가스 센서(210) 및 제 2 가스 센서(220)에서 가스 발생이 감지된다.In general, considering that the gas detected by the
먼저, 제 1 케이스와 같이 제 1 가스 센서(210)에서는 가스가 감지되되, 제 2 가스 센서(220)에서는 가스가 감지되지 않으면 제어기(400)는 현재 가스가 배터리 모듈(B) 내부에서만 발생했다고 판단한다. 배터리 모듈(B)에서만 가스가 발생했을 경우 발생한 가스가 외부로 누출되면 사용자의 신체에 악영향을 미쳐 사고를 유발하거나 기타 장비를 손상시킬 수 있으므로, 가스의 발생량을 저감시킬 필요가 있다. 이를 위해 제어기(400)는 가스의 발생이 감지된 배터리 모듈(B)의 충방전량이 저감되거나 해당 배터리 모듈의 충전 또는 방전이 중단되도록 배터리 충방전 제어 지령 정보를 생성하여 제공할 수 있다. 이때 제어기(400)에서 생성된 배터리 충방전 제어 지령 정보의 제공 대상은 배터리 모듈의 상위 제어기(예를 들어 인버터)일 수 있으며, 이를 통해 배터리 모듈 자체의 온도를 제어한다.First, as in the first case, when gas is detected by the
또한 제어기(400)는 가스가 발생한 상황을 사용자에게 각종 수단을 통해 출력하여 즉각적인 대처가 가능하도록 할 수 있다. 이때 제어기(400)에서 출력하는 상황 정보에는, 가스가 발생했다는 정보, 가스의 종류, 가스의 농도, 가스가 발생한 배터리 모듈(B)의 식별정보를 포함할 수 있다. 상기한 충방전 제어 정보는 배터리 메인 릴레이, 초기 충전 릴레이, 충전기 또는 인버터 또는 컨버터 등에 대한 충전 또는 방전에 대한 지령 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition, the
또 다른 경우로, 제 2 케이스와 같이 제 1 가스 센서(210) 및 제 2 가스 센서(220)에서 가스가 감지되면, 제어기(400)는 즉각적으로 관통홀이 열리도록 밸브(300)를 제어하여 가스가 외부로 배출되도록 할 수 있다. 제 2 케이스에서 제어기(400)가 밸브(300)를 제어하여 하우징(100) 내부에서 가스가 배출되도록 하는 상태는 도 2에 도시되어 있다. 도 2에서는 상측에 위치한 관통홀이 열리도록 밸브(300)가 동작하는데, 이는 상측에 위치한 관통홀에 위치한 제 2 가스 센서(220)에서 가스가 감지되었기 때문이다. 다만, 본 발명은 밸브(300)의 동작을 도 2에 도시된 바와 같이 전체 제 2 가스 센서(220) 중 특정 제 2 가스 센서(220)에서 가스의 발생이 감지되었을 때, 해당 제 2 가스 센서(220)에서 인접한 관통홀이 열리도록 밸브(300)가 동작하는 것에 한정하지 않으며, 모든 제 2 가스 센서(220) 중 어느 하나에서 가스의 발생이 감지되면, 모든 밸브(300)동작해 모든 관통홀이 열려, 보다 신속하게 가스를 배출시키는 등의 실시예가 있을 수 있다. 또한, 본 발명은 하우징(100) 내부에 소정의 송풍 수단을 포함하고, 밸브(300)동작하여 관통홀이 열렸을 때, 송풍수단이 동작하여 가스가 보다 원활하게 배출되도록 할 수 있다.In another case, when gas is sensed by the
또한 제 1 케이스와 마찬가지로, 제 2 케이스의 제 2 가스 센서(220)에서 가스가 감지되었을 때, 제어기(400)는 가스가 발생했다는 정보와 가스가 감지된 제 2 가스 센서(220)가 설치된 위치정보를 함께 사용자에게 출력할 수 있다. 제어기(400)에서 사용자에게 일종의 메시지를 출력해 상기한 바와 같은 정보를 알릴 수 있는데, 상기한 메시지는 시각적 또는 청각적 수단을 통해 구현되어 사용자에게 출력될 수 있다. 제어기(400)는 관통홀이 열리도록 밸브(300)를 제어해 배기를 시작한 이후, 제 2 가스 센서(220)에서 감지되는 가스의 농도가 기준치 이하가 될 경우, 관통홀이 폐쇄되도록 밸브(300)를 제어할 수 있다.Also, similarly to the first case, when gas is detected by the
상술한 제 2 케이스와 달리, 제 2 가스 센서(220)에서는 가스의 발생이 감지되되, 제 1 가스 센서(210)는 가스의 발생이 감지되지 않을 수 있다. 이와 같은 경우 제어기(400)는 외부로부터 가스 또는 오염된 공기가 유입되었다고 인식해 관통홀이 폐쇄도록 밸브(300)를 제어하고, 인식 상황, 즉 외부로부터 가스가 유입된 상황에 대한 정보를 포함하는 메시지를 사용자에게 출력할 수 있다. Unlike the second case described above, generation of gas may be detected by the
본 발명은 상기한 바와 같이 제 1 가스 센서(210) 및 제 2 가스 센서(220) 각각에서 감지된 가스의 농도에 따라 제어기(400)에서 밸브(300)를 제어해, 가스의 발생에 따른 사고를 방지하고, 가스가 발생한 배터리 모듈(200)의 추가적인 손상을 방지할 수 있다.According to the present invention, the
[제 2 실시예][Second embodiment]
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 배터리 팩을 도시한 것이다.3 shows a battery pack according to a second embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 의한 배터리 팩은, 앞서 설명한 본 발명의 제 1 실시예에 의한 배터리 팩에 있어서, 배터리 모듈(B)에 포함되는 음극 단자(M)와 양극 단자(P)의 위치가 서로 다르다. 보다 구체적으로, 음극 단자(M)는 배터리 모듈(B)의 일측에 위치하되, 양극 단자(P)는 배터리 모듈(B)의 타측에 위치하여, 음극 단자(M)와 양극 단자(P)는 서로 마주본다. 이때, 제 1 가스 센서(210)는 음극 단자(M)가 위치한 배터리 모듈(B)의 일측에 위치하여, 음극 단자(M)측에서 발생하는 가스를 보다 용이하게 감지할 수 있다.As shown in FIG. 3 , in the battery pack according to the second embodiment of the present invention, the negative terminal M included in the battery module B in the battery pack according to the first embodiment of the present invention described above. and the position of the positive terminal P are different from each other. More specifically, the negative terminal (M) is located on one side of the battery module (B), the positive terminal (P) is located on the other side of the battery module (B), the negative terminal (M) and the positive terminal (P) face each other At this time, the
[제 3 실시예][Third embodiment]
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 배터리 팩을 도시한 것이다.4 shows a battery pack according to a third embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 의한 배터리 팩은, 앞서 설명한 본 발명의 제 1 실시예에 의한 배터리 팩에 있어서, 기준 가스 센서(500)를 더 포함한다.As shown in FIG. 4 , the battery pack according to the third embodiment of the present invention further includes a
기준 가스 센서(500)는 하우징(100)의 외부에 설치되어 하우징(100) 외부의 가스의 농도를 감지하고, 감지된 가스의 농도를 제어기(400)에 기준 가스 농도 정보로 제공할 수 있다. 즉, 제어기(400)는 기준 가스 센서(500)에서 송신된 가스 농도 정보를 기준치로, 제 1 가스 센서(210) 및 제 2 가스 센서(220) 각각에서 송신되는 가스 농도를 기준치와 비교해 가스의 발생을 감지할 수 있다.The
[기타 실시예][Other Examples]
복수의 배터리 팩은 전기적으로 직렬, 병렬, 또는 직병렬로 연결될 수 있고, 도 1과 같이 복수의 배터리 팩 중 어느 한 그룹인 제 1 군의 배터리 팩과 다른 그룹인 제 2 군의 배터리 팩이 서로 반대 방향이되, 배터리 시스템의 가장자리 방향으로 양극/음극 단자를 구비할 수 있고, 배터리 팩의 단자 부근에서 누출되는 가스가 보다 잘 벤팅될 수 있도록 하우징의 관통흘은 하우징의 양 가장자리에 형성될 수 있다. The plurality of battery packs may be electrically connected in series, parallel, or series-parallel, and as shown in FIG. 1 , a battery pack of a first group of a plurality of battery packs and a battery pack of a second group of another group are connected to each other. In the opposite direction, the positive/negative terminals may be provided in the direction of the edge of the battery system, and the through-holes of the housing may be formed at both edges of the housing so that the gas leaking from the vicinity of the terminal of the battery pack can be better vented. have.
또한, 하우징이 복수의 관통홀을 갖는 경우 각 관통홀에 밸브가 설치될 수 있고, 제어기는 가스 누출되는 것으로 인식된 배터리 모듈의 위치에 기초하여 복수의 관통홀 중 일부의 관통홀만 개방되도록 밸브를 제어할 수 있다. In addition, when the housing has a plurality of through-holes, a valve may be installed in each of the through-holes, and the controller controls the valve to open only some of the through-holes based on the position of the battery module recognized as leaking gas. can control
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 상기 실시예들의 다양한 결합을 통한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application is varied, and modifications can be made through various combinations of the embodiments without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims.
B : 배터리 모듈
M : 음극 단자
P : 양극 단자
1 : 차량
10 : 배기구
20 : 머플러
100 : 하우징
210 : 제 1 가스 센서
220 : 제 2 가스 센서
300 : 밸브
400 : 제어기
500 : 기준 가스 센서B: battery module
M: negative terminal
P: positive terminal
1: vehicle
10: exhaust port
20: muffler
100: housing
210: first gas sensor
220: second gas sensor
300: valve
400: controller
500: reference gas sensor
Claims (9)
상기 배터리 모듈을 내부에 수용하고, 적어도 하나의 관통홀을 포함하는 하우징;
상기 배터리 모듈에 설치되고, 가스를 감지하는 제 1 가스 센서;
상기 하우징의 내부이되, 상기 배터리 모듈의 외부에 설치되고, 가스를 감지하는 제 2 가스 센서;
상기 하우징의 관통홀에 설치되어 상기 관통홀을 개폐하는 밸브; 및
상기 제 1 가스 센서 및 상기 제 2 가스 센서 중 적어도 하나로부터 수신한 센싱 정보에 기초하여 상기 밸브를 제어하는 제어기;
를 포함하는 배터리 팩.
a battery module including battery cells;
a housing accommodating the battery module therein and including at least one through hole;
a first gas sensor installed in the battery module and sensing gas;
a second gas sensor disposed inside the housing and installed outside the battery module to detect gas;
a valve installed in the through hole of the housing to open and close the through hole; and
a controller controlling the valve based on sensing information received from at least one of the first gas sensor and the second gas sensor;
A battery pack containing
상기 제어기는,
상기 제 1 가스 센서 및 상기 제 2 가스 센서에서 가스가 감지되지 않은 정상상태인 경우, 상기 관통홀이 폐쇄되도록 상기 밸브를 제어하고,
상기 제 1 가스 센서가 가스를 감지하면, 상기 제 1 가스 센서가 설치된 배터리 모듈의 충방전량이 저감되거나, 상기 제 1 가스 센서가 설치된 배터리 모듈의 충전 또는 방전이 중단되도록 배터리 충방전 제어 지령 정보를 제공하는 배터리 팩.
The method of claim 1,
The controller is
When the first gas sensor and the second gas sensor are in a normal state in which no gas is detected, the valve is controlled to close the through hole,
When the first gas sensor detects a gas, the battery charge/discharge control command information is provided so that the charging/discharging amount of the battery module in which the first gas sensor is installed is reduced or the charging or discharging of the battery module in which the first gas sensor is installed is stopped. supplied battery pack.
상기 제어기는,
상기 제 2 가스 센서가 가스를 감지하면, 상기 관통홀이 개방되도록 상기 밸브를 제어하는 배터리 팩.
The method of claim 1,
The controller is
When the second gas sensor detects gas, the battery pack controls the valve to open the through hole.
복수의 배터리 모듈; 및
상기 복수의 배터리 모듈에 각각 구비된 제 1 가스 센서;를 포함하고,
상기 제어기는,
상기 복수의 배터리 모듈에 각각 구비된 제 1 가스 센서로부터 수신한 센싱 정보에 기초하여 가스가 발생한 배터리 모듈을 식별하고, 식별된 배터리 모듈의 정보를 제공하는 배터리 팩.
The method of claim 1,
a plurality of battery modules; and
Including; a first gas sensor provided in each of the plurality of battery modules;
The controller is
A battery pack that identifies a battery module in which gas is generated based on sensing information received from a first gas sensor provided in each of the plurality of battery modules, and provides information on the identified battery module.
복수의 배터리 모듈; 및
상기 복수의 배터리 모듈에 각각 구비된 제 1 가스 센서;를 포함하고,
상기 제어기는,
소정의 시간동안 상기 복수의 배터리 모듈에 각각 구비된 제 1 가스 센서로부터 수신한 센싱 정보 및 상기 센싱 정보의 변화량에 기초하여 가스가 발생한 배터리 모듈을 식별하고, 식별된 배터리 모듈의 정보를 출력하는 배터리 팩.
The method of claim 1,
a plurality of battery modules; and
Including; a first gas sensor provided in each of the plurality of battery modules;
The controller is
A battery that identifies a battery module in which gas is generated based on sensing information received from a first gas sensor provided in each of the plurality of battery modules for a predetermined time and a change amount of the sensing information, and outputs information of the identified battery module pack.
상기 제어기는,
상기 제 2 가스 센서가 가스를 감지하고, 상기 제 1 가스 센서가 가스를 감지하지 못한 경우, 오염된 외부 공기의 유입으로 인식하고, 인식 결과를 제공하는 배터리 팩.
The method of claim 1,
The controller is
When the second gas sensor detects the gas and the first gas sensor does not detect the gas, the second gas sensor recognizes the inflow of polluted external air, and provides a recognition result.
상기 제어기는,
오염된 외부 공기가 유입되는 것으로 인식된 경우, 상기 관통홀이 폐쇄되도록 상기 밸브를 제어하는 배터리 팩.
7. The method of claim 6,
The controller is
A battery pack for controlling the valve to close the through-hole when it is recognized that polluted external air is introduced.
상기 배터리 모듈은 일측에 위치한 음극 단자 및 양극 단자를 포함하고,
상기 제 1 가스 센서는 상기 배터리 모듈의 일측에 위치하되, 상기 양극 단자보다 상기 음극 단자에 가깝게 위치하는 배터리 팩.
The method of claim 1,
The battery module includes a negative terminal and a positive terminal located on one side,
The first gas sensor is located on one side of the battery module, the battery pack is located closer to the negative terminal than the positive terminal.
상기 배터리 모듈은 일측에 위치한 음극 단자와 타측에 위치한 양극 단자를 포함하고,
상기 제 1 가스 센서는 상기 배터리 모듈의 일측에 위치하는 배터리 팩.The method of claim 1,
The battery module includes a negative terminal located on one side and a positive terminal located on the other side,
The first gas sensor is a battery pack located at one side of the battery module.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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