KR20230010354A - Detecting apparatus for battery swelling - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배터리 스웰링 감지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리간에 형성된 이격공간의 감지를 통해 배터리의 스웰링 현상을 감지함으로써 화재나 폭발을 예방할 수 있는 배터리 스웰링 감지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a battery swelling detection device, and more particularly, to a battery swelling detection device capable of preventing fire or explosion by detecting a swelling phenomenon of a battery through detection of a separation space formed between batteries.
일반적으로, 이차전지는 양극재, 음극재, 전해질, 분리막을 조립하여 만들어지며, 수은(Hg)이나 카드뮴(Cd)과 같은 중 금속을 사용하지 않으므로 환경친화적이며, 기존의 전지에 비해 출력 전압이 높고, 용량이 크다는 장점이 있다.In general, a secondary battery is made by assembling a cathode material, a cathode material, an electrolyte, and a separator, and is environmentally friendly because it does not use heavy metals such as mercury (Hg) or cadmium (Cd), and has a higher output voltage than conventional batteries. It has the advantage of being high and having a large capacity.
이러한 이차전지는 제품군에 따른 적용 용이성이 높고 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가짐으로써 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle), 하이브리드 차량(HV, Hybrid Vehicle) 또는 가정용 또는 산업용으로 이용되는 중대형 배터리를 이용하는 에너지 저장 시스템(Energy Storage System; ESS)이나 무정전 전원 공급 장치(Uninterruptible Power Supply; UPS) 시스템 등에 보편적으로 응용되고 있다.These secondary batteries are easy to apply according to product groups and have electrical characteristics such as high energy density, so they can be used not only for portable devices but also for electric vehicles (EVs), hybrid vehicles (HVs) driven by electrical sources, or household appliances. Alternatively, it is commonly applied to an energy storage system (ESS) or an uninterruptible power supply (UPS) system using medium or large-sized batteries used for industrial purposes.
특히, 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.In particular, secondary batteries are attracting attention as a new energy source for improving eco-friendliness and energy efficiency in that they do not generate any by-products due to the use of energy as well as the primary advantage of dramatically reducing the use of fossil fuels.
하지만, 이러한 배터리는 사용 환경에 따라 비정상적으로 구동될 수 있으며, 예컨대 배터리가 과충전 되거나 수명이 소진될 경우, 배터리 내부에서 발생하는 전기적, 화학적 작용으로 인하여 배터리의 스웰링(swelling) 현상등이 유발될 수 있다.However, such a battery may operate abnormally depending on the usage environment. For example, when the battery is overcharged or its life is exhausted, electrical and chemical reactions occurring inside the battery may cause swelling of the battery. can
이러한 배터리의 스웰링 현상은 배터리의 수명 단축, 용량 저하뿐만 아니라, 발화 및 폭발과 같은 사고로 이어질 수 있기 때문에, 주의 깊은 감시와 적절한 제어를 통한 배터리의 안정적 사용이 요구되고 있다.Since this swelling phenomenon of the battery may lead to accidents such as ignition and explosion, as well as shortened life span and capacity reduction of the battery, stable use of the battery through careful monitoring and appropriate control is required.
이에 따라, 배터리의 스웰링 현상 감지 및 배터리 보호와 관련된 다양한 연구 개발이 진행되어 왔으며, 일례로 압력 측정 수단을 이용하여 스웰링에 따른 배터리 셀의 부피 변화를 감지하고, 이를 통해 전류를 차단하는 기술이 공지된 바 있다.Accordingly, various researches and developments related to battery swelling detection and battery protection have been conducted. For example, a technology for detecting a volume change of a battery cell due to swelling using a pressure measuring means and cutting off current therethrough. This has been known.
그런데, 상기와 같은 종래기술의 경우에는 배터리 셀의 물리적인 압력변화를 측정하여 스웰링을 감지하는 구성이므로 정확한 감지가 어려운 단점이 있다.However, in the case of the prior art as described above, since the swelling is sensed by measuring the physical pressure change of the battery cell, it is difficult to accurately detect it.
또한, 종래기술은 배터리 셀의 일부분만의 압력을 측정하여 스웰링을 감지하는 구성이므로 측정부위가 아닌 전체부위의 스웰링 현상을 감지할 수 없는 한계가 있다.In addition, since the prior art is configured to detect swelling by measuring the pressure of only a portion of the battery cell, there is a limit in that the swelling phenomenon cannot be detected in the entire region other than the measurement region.
따라서, 상기와 같은 종래기술의 문제점의 개선이 요구되고 있는 실정이다.Therefore, there is a need to improve the problems of the prior art as described above.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 복수의 배터리 간에 형성된 이격공간의 간격 변화를 감지함으로써 화재나 폭발을 예방할 수 있는 배터리 스웰링 감지장치를 제공하는 것이 그 목적이다.The present invention has been created to improve the problems of the prior art as described above, and the purpose of the present invention is to provide a battery swelling detection device capable of preventing fire or explosion by detecting a change in the spacing of a separation space formed between a plurality of batteries. .
구체적으로, 본 발명은 배터리간의 이격공간의 양측에 발광센서 및 수광센서를 설치하여 센서 간의 광원의 수신여부를 통해 이격공간의 간격 변화를 감지함으로써 스웰링 현상의 정확한 감지를 도모할 수 있는 배터리 스웰링 감지장치를 제공하는 것이 그 목적이다.Specifically, the present invention installs a light emitting sensor and a light receiving sensor on both sides of the spaced space between batteries to detect a change in the space between the sensors through whether light sources are received, thereby accurately detecting the swelling phenomenon. It is an object to provide a ring detection device.
또한, 본 발명은 발광센서의 발광범위를 확장시킴으로써 배터리들의 이격공간의 간격 변화를 전체적으로 감지할 수 있는 배터리 스웰링 감지장치를 제공하는 것이 그 목적이다.In addition, an object of the present invention is to provide a battery swelling detection device capable of detecting a change in the distance between batteries as a whole by extending a light emitting range of a light sensor.
개시되는 실시예들에서 얻을 수 있는 기술적 과제는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 개시되는 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems that can be obtained from the disclosed embodiments are not limited to the effects mentioned above, and other technical problems that are not mentioned are those skilled in the art to which the embodiments disclosed from the description below belong. will be clearly understandable.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 스웰링 감지장치는, 함체형을 이루는 배터리하우징; 상기 배터리하우징에 소정의 이격공간을 가지면서 수용되는 복수의 배터리; 및 상기 배터리하우징에 설치되어 상기 배터리간에 형성된 상기 이격공간의 간격변화를 전기적신호를 통해 각각 감지하는 스웰링디텍터를 포함할 수 있다.A battery swelling detection device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a battery housing forming an enclosure type; a plurality of batteries accommodated in the battery housing while having a predetermined separation space; and a swelling detector installed in the battery housing to detect a change in the distance of the separation space formed between the batteries through an electrical signal.
또한, 상기 스웰링디텍터는, 상기 배터리하우징에 설치되면서 상기 이격공간의 양측 중 일측 외곽에 배치되어 상기 이격공간을 향해 광원을 조사하는 적어도 하나의 발광센서; 및 상기 배터리하우징에 설치되면서 상기 이격공간의 양측 중 타측 외곽에 배치되어 상기 발광센서의 광원을 인가받아 감지신호를 제공하는 적어도 하나의 수광센서를 포함할 수 있다.In addition, the swelling detector may include at least one light emitting sensor installed in the battery housing and disposed on one outer side of both sides of the spaced space to irradiate a light source toward the spaced space; and at least one light-receiving sensor installed in the battery housing and disposed on the outside of the other side of both sides of the separation space to receive the light source of the light-emitting sensor and provide a detection signal.
또한, 상기 수광센서는 복수로 구성되어 상기 이격공간의 타측 외곽에 소정의 간격으로 배치되고, 상기 발광센서는 단수 또는 상기 수광센서보다 적은 수량으로 구성되고, 상기 스웰링디텍터는, 상기 발광센서의 발광범위를 확장시키면서 상기 복수의 수광센서 각각에 광원을 조사하는 발광확장부재를 더 포함할 수 있다.In addition, the light-receiving sensors are composed of a plurality and are arranged at predetermined intervals on the other side of the separation space, the light-emitting sensors are composed of a single number or a smaller number than the light-receiving sensors, and the swelling detector is of the light-emitting sensor. A light emitting expanding member for irradiating a light source to each of the plurality of light receiving sensors while extending a light emitting range may be further included.
또한, 상기 발광확장부재는, 상기 발광센서를 상기 이격공간의 일측 외곽에 회전가능하게 결합하고, 상기 발광센서를 왕복회전운동 시키면서 상기 수광센서들을 향해 광원을 순차적으로 조사하는 센서회전모터를 포함할 수 있다.In addition, the light emitting expansion member may include a sensor rotation motor that rotatably couples the light emitting sensor to one side of the separation space and sequentially irradiates light sources toward the light receiving sensors while reciprocating and rotating the light emitting sensor. can
또한, 상기 발광확장부재는, 상기 발광센서를 상기 이격공간의 일측 외곽의 길이방향을 따라 이동 가능하게 결합하고, 상기 발광센서를 왕복직선운동 시키면서 상기 수광센서들을 향해 광원을 순차적으로 조사하는 센서슬라이더를 포함할 수 있다.In addition, the light emitting expansion member is a sensor slider that movably couples the light emitting sensor along the longitudinal direction of one side of the spaced apart space and sequentially irradiates light sources toward the light receiving sensors while making the light emitting sensor reciprocally and linearly move. can include
또한, 상기 스웰링디텍터는, 상기 배터리하우징에 설치되면서 상기 이격공간의 외곽에 배치되고, 상기 이격공간의 이미지를 소정의 시간을 주기로 제공하는 이미지센서; 및 상기 이미지센서에서 인가된 이미지를 상기 이격공간의 기준이미지와 비교하여 이상여부에 대한 제어신호를 인가하는 이미지컨트롤러를 더 포함할 수 있다.In addition, the swelling detector may include an image sensor installed in the battery housing, disposed outside the separation space, and providing images of the separation space at predetermined intervals; and an image controller comparing the image applied by the image sensor with the reference image of the separated space and applying a control signal to determine whether or not there is an abnormality.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 스웰링 감지장치는, 스웰링디텍터를 구성하는 발광센서 및 수광센서가 배터리간의 이격공간의 양측에 설치되어 감지신호를 제공하므로 이격공간의 간격 변화를 정확하게 감지할 수 있으며, 이에 따라 스웰링 현상을 정확하게 감지함으로써 화재나 폭발을 예방할 수 있다.In the battery swelling detection device according to an embodiment of the present invention, since the light emitting sensor and the light receiving sensor constituting the swelling detector are installed on both sides of the separation space between batteries to provide detection signals, it can accurately detect the change in the separation space. Accordingly, fire or explosion can be prevented by accurately detecting the swelling phenomenon.
또한, 발광확장부재의 구성을 통해 발광센서의 발광범위를 확장시킬 수 있으므로 단수의 발광센서를 통해 복수의 수광센서에 광원을 각각 제공할 수 있으며, 이에 따라 이격공간의 전체적인 간격변화를 감지할 수 있으므로 좀 더 정확한 감지를 도모할 수 있다.In addition, since the light emitting range of the light emitting sensor can be expanded through the configuration of the light emitting expanding member, a light source can be provided to a plurality of light receiving sensors through a single light emitting sensor, respectively, and accordingly, it is possible to detect a change in the overall spacing of the spaced space. Therefore, more accurate detection can be achieved.
또한, 본 발명은 이미지센서 및 이미지컨트롤러의 추가적인 구성을 통해 이격공간의 이미지를 감지하여 간격변화를 감지할 수 있으므로 스웰링 현상을 좀 더 정확하게 감지함으로써 신뢰도를 향상시킬 수 있다. In addition, since the present invention can detect a change in spacing by detecting an image of a spaced space through an additional configuration of an image sensor and an image controller, reliability can be improved by more accurately detecting a swelling phenomenon.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 스웰링 감지장치의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 스웰링 감지장치의 구성을 나타내는 횡단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 스웰링 감지장치의 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 스웰링 감지장치의 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 스웰링 감지의 구성을 나타내는 구성도이다.1 is a perspective view showing the configuration of a battery swelling detection device according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing the configuration of a battery swelling detection device according to an embodiment of the present invention.
3 is a longitudinal cross-sectional view showing the configuration of a battery swelling detection device according to another embodiment of the present invention.
4 is a longitudinal cross-sectional view showing the configuration of a battery swelling detection device according to another embodiment of the present invention.
5 is a configuration diagram illustrating a configuration of battery swelling detection according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.Hereinafter, the embodiments disclosed in this specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar elements are given the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are given or used together in consideration of ease of writing the specification, and do not have meanings or roles that are distinct from each other by themselves.
또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, in describing the embodiments disclosed in this specification, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the embodiment disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in this specification, the technical idea disclosed in this specification is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and technical scope of the present invention , it should be understood to include equivalents or substitutes.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In addition, terms including ordinal numbers, such as first and second, may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle.
본 설명에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하며,"포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계,동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this description, singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise, and terms such as “comprise” or “having” refer to features, numbers, steps, operations, components, and parts described in the specification. Or, it is intended to indicate that a combination thereof exists, but it should be understood that the possibility of existence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 스웰링 감지장치의 구성을 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 스웰링 감지장치의 구성을 나타내는 횡단면도이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 스웰링 감지장치의 구성을 나타내는 종단면도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 스웰링 감지장치의 구성을 나타내는 종단면도이고, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 스웰링 감지의 구성을 나타내는 구성도이다.1 is a perspective view showing the configuration of a battery swelling detection device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of a battery swelling detection device according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is a longitudinal cross-sectional view showing the configuration of a battery swelling detection device according to another embodiment of the present invention. 4 is a longitudinal cross-sectional view showing the configuration of a battery swelling detection device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a configuration diagram showing the configuration of a battery swelling detection according to another embodiment of the present invention.
일 실시예에 따른 배터리 스웰링 감지장치(10)는 복수의 배터리(200) 간에 형성된 이격공간의 간격 변화를 감지함으로써 화재나 폭발을 예방할 수 있는 기술이다.The battery
구체적으로, 배터리 스웰링 감지장치(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 배터리하우징(100), 배터리(200) 및 스웰링디텍터(300)를 포함하여 구성될 수 있다.Specifically, the battery
상기 배터리하우징(100)은 복수의 배터리(200)를 수용하는 구성요소로, 함체형으로 형성될 수 있다.The
이러한 배터리하우징(100)은 미도시된 환기구가 형성되어 외부공기가 소통될 수 있고, 미도시된 공조장치가 설치되어 외부공기의 소통이 강제로 이루어지도록 구성될 수도 있으며, 냉기의 공급이 이루어지도록 구성될 수도 있다.The
또한, 배터리하우징(100)은 도 3에 도시된 바와 같이 배터리(200)들의 바닥면이 안착될 수 있는 홈이 형성된 안착턱(110)이 구비됨으로써 배터리(200)들의 유동을 방지하도록 구성될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 3, the
상기 배터리(200)는 복수를 이루면서 배터리하우징(100)에 수용될 수 있으며, 충전 및 방전을 반복하면서 전원을 제공하는 구성요소이다.The
이러한 배터리(200)는 리튬 이온이나 리튬 인산철 등 본 발명의 속하는 분야에 알려는 모든 구성이 적용될 수 있다.All configurations known in the field of the present invention, such as lithium ion or lithium iron phosphate, may be applied to the
여기서, 복수의 배터리(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 배터리하우징(100)에 수용되면서 소정의 이격공간(L)을 가진 상태로 수용될 수 있다.Here, the plurality of
상기 스웰링디텍터(300)는 배터리하우징(100)에 설치되면서 배터리(300)간에 형성된 이격공간(L)의 간격변화를 전기적인 신호를 통해 각각 감지함으로써 배터리(200)의 스웰링 현상을 감지하기 위한 구성요소이다.The swelling
구체적으로, 스웰링디텍터(300)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 발광센서(310) 및 수광센서(320)를 포함하여 구성될 수 있다.Specifically, the swelling
상기 발광센서(310) 및 수광센서(320)는 광원의 송수신을 통해 제어신호를 제공함으로써 센서들 사이의 장애물을 감지할 수 있는 구성요소이다.The
구체적으로, 발광센서(310)는 도 2에 도시된 바와 같이 적어도 하나로 구성될 수 있으며, 이격공간(L)의 양측 중 일측 외곽에 배치되어 이격공간(L)을 향해 광원을 조사할 수 있다.Specifically, the
또한, 수광센서(320)는 적어도 하나로 구성되면서 발광센서(310)에 대응하는 수량으로 구성될 수 있으며, 이격공간(L)의 양측 중 타측 외곽에 배치되어 발광센서(310)의 광원을 인가받아서 감지신호를 제공할 수 있다.In addition, at least one
수광센서(320)는 발광센서(310)의 광원을 수신할 경우, 정상신호를 인가할 수 있으며, 발광센서(310)의 광원을 수신하지 못할 경우에는 이상신호를 인가함으로써 스웰링 현상을 감지할 수 있다.The
즉, 수광센서(320)는 배터리(200)의 이격공간(L)에 부피 팽창이 발생할 경우 팽창된 부분에 의해 발광센서(310)의 광원을 수신하지 못하기 때문에 이상신호를 인가함으로써 스웰링 현상을 정확하게 감지할 수 있다.That is, when the volume expansion occurs in the space L of the
한편, 수광센서(320)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 이격공간(L)의 타측에 복수를 이루면서 배치될 수 있으며, 발광센서(310)는 오직 하나로 구성되거나 수광센서(320)보다 적은 수량으로 구성될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIGS. 3 and 4 , a plurality of light-receiving
이 경우, 발광센서(310)는 발광확장부재(330)의 구성을 통해 발광범위가 확장되면서 복수의 수광센서(320) 각각에 광원을 조사할 수 있다.In this case, the
여기서, 발광확장부재(330)는 도 3에 도시된 바와 같이 센서회전모터(331)를 포함하여 구성될 수 있다.Here, the light emitting
구체적으로, 센서회전모터(331)는 발광센서(310)를 소정의 각도로 회전시키면서 왕복운동시키는 구성요소이다.Specifically, the
이러한 센서회전모터(331)는 이격공간(L)의 일측 외곽에 배치된 상태로 발광센서(310)가 회전 가능하게 결합되며, 미도시된 제어부의 제어를 통해 발광센서(310)를 왕복회전운동 시킴으로써 발광센서(310)의 광원을 수광센서(320)들에 순차적으로 조사할 수 있다.The
여기서 센서회전모터(331)는 스텝모터로 구성되어 수광센서(320)들의 위치에 대응하는 각도로 발광센서(310)를 회전시키면서 소정의 시간을 주기로 왕복 회전시킬 수 있다.Here, the
한편, 발광확장부재(330)는 도 4에 도시된 바와 같이 센서슬라이더(332)를 포함하여 구성될 수 있다.Meanwhile, the light emitting expanding
구체적으로, 센서슬라이더(332)는 발광센서(310)를 왕복 직선운동시키기 위한 구성요소이다.Specifically, the
이러한 센서슬라이더(332)는 이격공간(L)의 일측 외곽에 길이방향을 따라 이동 가능하게 결합된 상태로 발광센서(310)가 가능하게 결합되며, 미도시된 제어부의 제어를 통해 발광센서(310)를 왕복직선운동 시킴으로써 발광센서(310)의 광원을 이격공간(L) 타측에 배치된 수광센서(320)들에 순차적으로 조사할 수 있다.The
여기서 센서슬라이더(332)는 리니어모터와 리니어레일의 구성이나 볼스크류와 스크류모터의 구성 등으로 구성되어 이격공간(L)의 길이방향을 따라 발광센서(310)를 이동시키면서 소정의 시간을 주기로 왕복 회전시킬 수 있다.Here, the
한편, 스웰링디텍터(300)는 도 5에 도시된 바와 같이 이미지센서(350) 및 이미지컨트롤러(360)를 더 포함하여 구성될 수 있다.Meanwhile, the swelling
상기 이미지센서(350)는 배터리하우징(100)에 설치되면서 발광센서(310)와 함께 이격공간(L)의 외곽에 배치되어 이격공간(L)의 이미지를 소정의 시간을 주기로 제공할 수 있다.The
상기 이미지컨트롤러(360)는 이격공간(L)의 이상여부를 감지하기 위한 구성요소로, 이미지센서(350)에서 인가된 이격공간(L)의 이미지와 기 저장된 이격공간(L)의 기준이미지를 비교함으로써 이격공간(L)의 이상여부를 감지할 수 있다.The
이에 따라, 스웰링컨트롤러(360)는 발광센서(310) 및 수광센서(320)의 구성을 통해 배터리(200) 이격공간(L)의 간격변화를 감지할 수 있으며, 이미지센서(360)의 추가적인 구성을 통해 이격공간(L)의 간격변화를 좀 더 정확하게 감지함으로써 스웰링 발생을 정확하게 감지할 수 있다.Accordingly, the swelling
이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 스웰링 감지장치(10)는, 스웰링디텍터(300)를 구성하는 발광센서(310) 및 수광센서(320)가 배터리(200)간의 이격공간(L)의 양측에 설치되어 감지신호를 제공하므로 이격공간(L)의 간격 변화를 정확하게 감지할 수 있으며, 이에 따라 스웰링 현상을 정확하게 감지함으로써 화재나 폭발을 예방할 수 있다.As described above, in the battery
상술된 실시예들은 예시를 위한 것이며, 상술된 실시예들이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 상술된 실시예들이 갖는 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above-described embodiments are for illustrative purposes, and those skilled in the art to which the above-described embodiments belong can easily transform into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the above-described embodiments. You will understand. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 명세서를 통해 보호 받고자 하는 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The scope to be protected through this specification is indicated by the following claims rather than the detailed description above, and should be construed to include all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof. .
10 : 배터리 스웰링 감지장치
100 : 배터리하우징
110 : 안착탁
200 : 배터리
300 : 스웰링디텍터
310 : 발광센서
320 : 수광센서
330 : 발광확장부재
331 : 센서회전모터
332 : 센서슬라이더
350 : 이미지센서
360 : 이미지컨트롤러10: battery swelling detection device
100: battery housing
110: seating table
200: battery
300: swelling detector
310: luminous sensor
320: light receiving sensor
330: light emitting expansion member
331: sensor rotation motor
332: sensor slider
350: image sensor
360: image controller
Claims (6)
상기 배터리하우징에 소정의 이격공간을 가지면서 수용되는 복수의 배터리; 및
상기 배터리하우징에 설치되어 상기 배터리간에 형성된 상기 이격공간의 간격변화를 전기적신호를 통해 각각 감지하는 스웰링디텍터를 포함하는 배터리 스웰링 감지장치.
A battery housing forming an enclosure type;
a plurality of batteries accommodated in the battery housing while having a predetermined separation space; and
A battery swelling detection device including a swelling detector installed in the battery housing to detect a change in the distance of the separation space formed between the batteries through an electrical signal.
상기 스웰링디텍터는,
상기 배터리하우징에 설치되면서 상기 이격공간의 양측 중 일측 외곽에 배치되어 상기 이격공간을 향해 광원을 조사하는 적어도 하나의 발광센서; 및
상기 배터리하우징에 설치되면서 상기 이격공간의 양측 중 타측 외곽에 배치되어 상기 발광센서의 광원을 인가받아 감지신호를 제공하는 적어도 하나의 수광센서를 포함하는 배터리 스웰링 감지장치.
According to claim 1,
The swelling detector,
at least one light emitting sensor installed in the battery housing and disposed outside one of both sides of the spaced space to irradiate a light source toward the spaced space; and
A battery swelling detection device including at least one light receiving sensor installed in the battery housing and disposed on the outside of the other side of both sides of the separation space to receive a light source of the light emitting sensor and provide a detection signal.
상기 수광센서는 복수로 구성되어 상기 이격공간의 타측 외곽에 소정의 간격으로 배치되고,
상기 발광센서는 단수 또는 상기 수광센서보다 적은 수량으로 구성되고,
상기 스웰링디텍터는,
상기 발광센서의 발광범위를 확장시키면서 상기 복수의 수광센서 각각에 광원을 조사하는 발광확장부재를 더 포함하는 배터리 스웰링 감지장치.
According to claim 2,
The light receiving sensors are composed of a plurality and are arranged at predetermined intervals on the other side of the separation space,
The light emitting sensor is composed of a single number or a smaller number than the light receiving sensor,
The swelling detector,
The battery swelling detection device further comprises a light emitting extension member for irradiating a light source to each of the plurality of light receiving sensors while extending a light emitting range of the light emitting sensor.
상기 발광확장부재는,
상기 발광센서를 상기 이격공간의 일측 외곽에 회전가능하게 결합하고, 상기 발광센서를 왕복회전운동 시키면서 상기 수광센서들을 향해 광원을 순차적으로 조사하는 센서회전모터를 포함하는 배터리 스웰링 감지장치.
According to claim 3,
The light emitting expansion member,
A battery swelling detection device including a sensor rotation motor rotatably coupling the light emitting sensor to one side of the separation space and sequentially radiating a light source toward the light receiving sensors while reciprocating and rotating the light emitting sensor.
상기 발광확장부재는,
상기 발광센서를 상기 이격공간의 일측 외곽의 길이방향을 따라 이동 가능하게 결합하고, 상기 발광센서를 왕복직선운동 시키면서 상기 수광센서들을 향해 광원을 순차적으로 조사하는 센서슬라이더를 포함하는 배터리 스웰링 감지장치.
According to claim 3,
The light emitting expansion member,
A battery swelling detection device comprising a sensor slider that movably couples the light emitting sensor along the longitudinal direction of one side of the spaced out space and sequentially irradiates light sources toward the light receiving sensors while making the light emitting sensor perform a reciprocating linear motion. .
상기 스웰링디텍터는,
상기 배터리하우징에 설치되면서 상기 이격공간의 외곽에 배치되고, 상기 이격공간의 이미지를 소정의 시간을 주기로 제공하는 이미지센서; 및
상기 이미지센서에서 인가된 이미지를 상기 이격공간의 기준이미지와 비교하여 이상여부에 대한 제어신호를 인가하는 이미지컨트롤러를 더 포함하는 배터링 스웰링 감지장치.
According to claim 2,
The swelling detector,
an image sensor installed in the battery housing, disposed outside the separation space, and providing images of the separation space at predetermined intervals; and
Battery swelling detection device further comprising an image controller for applying a control signal for abnormality by comparing the image applied from the image sensor with the reference image of the separated space.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210090798A KR102651261B1 (en) | 2021-07-12 | 2021-07-12 | Detecting apparatus for battery swelling |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210090798A KR102651261B1 (en) | 2021-07-12 | 2021-07-12 | Detecting apparatus for battery swelling |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230010354A true KR20230010354A (en) | 2023-01-19 |
| KR102651261B1 KR102651261B1 (en) | 2024-03-27 |
Family
ID=85078249
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210090798A KR102651261B1 (en) | 2021-07-12 | 2021-07-12 | Detecting apparatus for battery swelling |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102651261B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090063839A (en) * | 2007-12-14 | 2009-06-18 | 현대자동차주식회사 | Apparatus for protecting battery from over-charge for vehicle |
| KR20090131573A (en) | 2008-06-18 | 2009-12-29 | 현대자동차주식회사 | Current interrupt device when battery is over-charged |
| JP2011198511A (en) * | 2010-03-17 | 2011-10-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Battery system |
| KR20160143038A (en) * | 2015-06-04 | 2016-12-14 | 에스케이이노베이션 주식회사 | Leak inspection apparatus and method of secondary battery |
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2021
- 2021-07-12 KR KR1020210090798A patent/KR102651261B1/en active IP Right Grant
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|---|---|---|---|---|
| KR20090063839A (en) * | 2007-12-14 | 2009-06-18 | 현대자동차주식회사 | Apparatus for protecting battery from over-charge for vehicle |
| KR20090131573A (en) | 2008-06-18 | 2009-12-29 | 현대자동차주식회사 | Current interrupt device when battery is over-charged |
| JP2011198511A (en) * | 2010-03-17 | 2011-10-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Battery system |
| KR20160143038A (en) * | 2015-06-04 | 2016-12-14 | 에스케이이노베이션 주식회사 | Leak inspection apparatus and method of secondary battery |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102651261B1 (en) | 2024-03-27 |
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