KR20230122800A - Battery pack and manufacturing method and inspection method of the same - Google Patents

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KR20230122800A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지팩은, 복수의 전지셀들이 일 방향을 따라 적층된 전지셀 적층체를 포함하는 전지 모듈; 상기 전지 모듈을 수납하는 팩 프레임; 상기 전지셀들 사이 중 적어도 한 곳에 배치되어 인가되는 압력을 측정하는 압력 측정 센서를 포함하는 감지부; 및 상기 감지부가 측정한 압력의 측정값을 토대로 상기 전지 모듈의 충전 및 방전을 제어하는 제어부를 포함한다. 상기 압력 측정 센서는, 상기 전지 모듈이 팩 프레임 내부에 수납된 이후에 상기 측정값이 0으로 초기화된 상태이다.A battery pack according to an embodiment of the present invention includes a battery module including a battery cell stack in which a plurality of battery cells are stacked along one direction; a pack frame accommodating the battery module; a sensing unit including a pressure measuring sensor disposed at at least one of the battery cells and measuring an applied pressure; and a control unit controlling charging and discharging of the battery module based on the measured value of the pressure measured by the sensing unit. The pressure measuring sensor is in a state in which the measured value is initialized to 0 after the battery module is accommodated in the pack frame.

Description

전지팩 및 이의 제조 방법과 검사 방법{BATTERY PACK AND MANUFACTURING METHOD AND INSPECTION METHOD OF THE SAME}Battery pack and manufacturing method and inspection method thereof {BATTERY PACK AND MANUFACTURING METHOD AND INSPECTION METHOD OF THE SAME}

본 발명은 전지팩 및 이의 제조 방법과 검사 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전지셀의 스웰링 및 조립 이상을 검사하는 전지팩 및 이의 제조 방법과 검사 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery pack and a manufacturing method and inspection method thereof, and more particularly, to a battery pack for inspecting swelling and assembly abnormalities of battery cells, and a manufacturing method and inspection method thereof.

현대 사회에서는 휴대폰, 노트북, 캠코더, 디지털 카메라 등의 휴대형 기기의 사용이 일상화되면서, 상기와 같은 모바일 기기와 관련된 분야의 기술에 대한 개발이 활발해지고 있다. 또한, 충방전이 가능한 이차 전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량 등의 대기 오염 등을 해결하기 위한 방안으로, 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(P-HEV) 등의 동력원으로 이용되고 있는바, 이차 전지에 대한 개발의 필요성이 높아지고 있다.As the use of portable devices such as mobile phones, laptop computers, camcorders, and digital cameras has become commonplace in modern society, development of technologies in fields related to the above mobile devices has become active. In addition, secondary batteries capable of charging and discharging are a solution to air pollution, such as existing gasoline vehicles using fossil fuels, electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles ( P-HEV), etc., the need for development of secondary batteries is increasing.

현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충, 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.Currently commercialized secondary batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, nickel zinc batteries, and lithium secondary batteries. , it is in the limelight due to its very low self-discharge rate and high energy density.

이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체 및 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 전지 케이스를 구비한다.These lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides and carbon materials as positive electrode active materials and negative electrode active materials, respectively. A lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate coated with such a positive electrode active material and a negative electrode active material are disposed with a separator therebetween, and a battery case in which the electrode assembly is sealed and housed together with an electrolyte solution.

일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.In general, lithium secondary batteries can be classified into a can-type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a metal can and a pouch-type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of an exterior material.

최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 중대형 장치에 대한 적용을 목적으로, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차 전지가 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 파우치형 이차 전지는 적층이 용이하고 무게가 가볍다는 등의 장점으로 인해 더욱 널리 이용되는 추세에 있다.Recently, secondary batteries have been widely used not only in small devices such as portable electronic devices, but also in medium and large devices such as automobiles and power storage devices. For the purpose of application to medium-large-sized devices, a large number of secondary batteries may be electrically connected to increase capacity and output. At this time, the pouch-type secondary battery tends to be more widely used due to advantages such as easy stacking and light weight.

파우치형 이차 전지는 일반적으로 전극 조립체가 파우치 외장재에 수납된 상태에서 전해액이 주입되고, 파우치 외장재가 실링되는 과정을 통해 제조될 수 있다.A pouch-type secondary battery may be generally manufactured through a process in which an electrolyte solution is injected in a state in which an electrode assembly is housed in a pouch exterior material and the pouch exterior material is sealed.

이차 전지는, 충전과 방전이 반복됨에 따라 퇴화 등으로 인해 내부에서 가스가 발생할 수 있다. 그리고, 이처럼 내부에서 가스가 발생한 경우, 내압이 증가함으로써, 외장재의 적어도 일부분이 부풀어오르는 스웰링(swelling) 현상이 발생할 수 있다. 특히, 파우치형 이차 전지의 경우, 캔형 이차 전지에 비해, 외장재의 구조적 강성이 약해서 이러한 스웰링 현상은 더욱 심하게 발생할 수 있다. 이러한 이차 전지의 스웰링 현상은 수명 단축, 용량 저하뿐만 아니라, 발화 및 폭발 등의 사고로 이어질 수 있기 때문에, 안정상에 우려가 잇따르고 있다.Gas may be generated inside the secondary battery due to deterioration as charging and discharging are repeated. Also, when gas is generated inside, a swelling phenomenon in which at least a portion of the exterior material swells may occur due to an increase in internal pressure. In particular, in the case of the pouch-type secondary battery, the swelling phenomenon may occur more severely because the structural rigidity of the exterior material is weaker than that of the can-type secondary battery. Since the swelling phenomenon of such a secondary battery may lead to accidents such as ignition and explosion as well as life shortening and capacity reduction, safety concerns follow.

종래에는 전지셀들을 모듈 케이스에 수납하고 폼(Foam) 형태의 패드를 배치함으로써, 모듈 케이스가 전지셀들을 지나치게 구속하지 않고, 패드가 전지셀들의 스웰링을 흡수하도록 하였다.Conventionally, battery cells are housed in a module case and pads in the form of foam are disposed so that the module case does not excessively restrict the battery cells and the pad absorbs swelling of the battery cells.

전지셀의 스웰링 현상이 크게 발생하면, 전지 내부의 압력이 높아지고 부피가 증가하여, 전지 모듈의 구조적 안정성에 좋지 않은 영향을 끼칠 수 있다. 더욱이, 전지 모듈에는 다수의 이차 전지가 포함되는 경우가 많다. 특히, 자동차나 에너지 저장 장치(ESS) 등에 사용되는 중대형 전지 모듈의 경우, 높은 출력 내지 높은 용량을 위해 매우 많은 수의 이차 전지가 포함되어 상호 연결될 수 있다. 이때, 각 이차 전지에서 스웰링으로 인해 약간씩만 부피가 증가한다 하더라도, 전지 모듈 전체적으로는 각 이차 전지의 부피 변화가 합산되어 변형 정도가 심각한 수준에 이를 수 있다. 특히, 다수의 이차 전지를 수납하는 모듈 프레임에 변형이 일어나거나 모듈 프레임의 용접 부분에 파손이 발생할 수 있다. 즉, 각 이차 전지의 스웰링에 따른 부피 팽창 현상은, 전지 모듈의 구조적 안정성을 전반적으로 저하시킬 수 있다. 또한, 충전 및 방전이 반복되면서 팽창력(Swelling force)이 크게 증가하면, 전지셀 내의 분리막을 압축하여 부분적으로 전지 성능을 저하시킬 수 있다. When the swelling phenomenon of the battery cell greatly occurs, the pressure inside the battery increases and the volume increases, which may adversely affect the structural stability of the battery module. Moreover, in many cases, a battery module includes a plurality of secondary batteries. In particular, in the case of medium or large-sized battery modules used in automobiles or energy storage systems (ESS), a very large number of secondary batteries may be included and connected to each other for high output or high capacity. At this time, even if the volume of each secondary battery increases only slightly due to swelling, the deformation degree may reach a serious level due to the sum of the volume changes of each secondary battery as a whole. In particular, a module frame accommodating a plurality of secondary batteries may be deformed or a welded portion of the module frame may be damaged. That is, the volume expansion phenomenon caused by swelling of each secondary battery may degrade overall structural stability of the battery module. In addition, when swelling force greatly increases while charging and discharging are repeated, the separator in the battery cell may be compressed, thereby partially degrading battery performance.

다수의 전지셀이 포함된 전지팩에 있어서, 전지셀의 스웰링 발생 여부를 쉽게 파악할 수 있는 방안이 필요하다. In a battery pack including a plurality of battery cells, there is a need for a method for easily determining whether swelling of the battery cells has occurred.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전지셀의 스웰링 발생여부 판단할 수 있을 뿐만 아니라 조립 이상을 검사할 수 있는 전지팩 및 이의 제조 방법과 검사 방법을 제공하는 것이다.An object to be solved by the present invention is to provide a battery pack capable of determining whether or not swelling of a battery cell has occurred as well as inspecting an assembly abnormality, and a manufacturing method and inspection method thereof.

그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.However, the problems to be solved by the embodiments of the present invention are not limited to the above problems and can be variously extended within the scope of the technical idea included in the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 전지팩은, 복수의 전지셀들이 적층된 전지셀 적층체를 포함하는 전지 모듈; 상기 전지 모듈을 수납하는 팩 프레임; 상기 전지셀들 사이 중 적어도 한 곳에 배치되어 인가되는 압력을 측정하는 압력 측정 센서를 포함하는 감지부; 및 상기 감지부가 측정한 압력의 측정값을 토대로 상기 전지 모듈의 충전 및 방전을 제어하는 제어부를 포함한다. 상기 압력 측정 센서는, 상기 전지 모듈이 팩 프레임 내부에 수납된 이후에 측정된 압력 값에 기초하여 초기화된 상태이다.A battery pack according to an embodiment of the present invention includes a battery module including a battery cell stack in which a plurality of battery cells are stacked; a pack frame accommodating the battery module; a sensing unit including a pressure measuring sensor disposed at at least one of the battery cells and measuring an applied pressure; and a control unit controlling charging and discharging of the battery module based on the measured value of the pressure measured by the sensing unit. The pressure measurement sensor is in an initialized state based on a pressure value measured after the battery module is accommodated in the pack frame.

상기 전지셀 적층체는, 양 측면이 가압된 상태로 상기 전지 모듈 내부에 수납될 수 있다. The battery cell stack may be accommodated inside the battery module in a state in which both sides are pressed.

상기 압력 측정 센서는, 상기 전지셀 적층체의 상기 양 측면 중 가압된 영역과 대응하도록 배치될 수 있다. The pressure measurement sensor may be disposed to correspond to a pressurized area of both sides of the battery cell stack.

상기 초기화 이후에 상기 감지부가 측정한 압력의 측정값이 기설정된 상한 임계값 이상 또는 기설정된 하한 임계값 이하일 경우, 상기 제어부가 상기 전지 모듈의 충전 또는 방전을 중단시킬 수 있다. After the initialization, when the measured value of the pressure measured by the sensing unit is equal to or greater than a preset upper limit threshold or equal to or less than a preset lower limit threshold, the controller may stop charging or discharging of the battery module.

상기 압력 측정 센서의 초기값은, 상기 초기화에 의한 0의 값이고, 상기 상한 임계값은 0 초과의 값이며, 상기 하한 임계값은 0 미만의 값일 수 있다. The initial value of the pressure measuring sensor may be a value of 0 due to the initialization, the upper limit threshold may be a value greater than 0, and the lower limit threshold may be a value less than 0.

상기 전지셀들과 외부 전원의 연결 경로 상에 제공되는 스위치부를 더 포함하고, 상기 제어부가 상기 스위치부를 제어하여 상기 전지 모듈의 충전 또는 방전을 중단시킬 수 있다. A switch unit provided on a connection path between the battery cells and an external power source may be further included, and the control unit may control the switch unit to stop charging or discharging of the battery module.

상기 전지팩은, 상기 전지 모듈의 상태가 출력되는 출력부를 더 포함할 수 있다. 상기 출력부는, 상기 초기화 이후에 상기 감지부가 측정한 압력의 측정값이 기설정된 상한 임계값 이상일 경우, 상기 전지셀의 스웰링에 의한 이상 사태를 출력하고, 상기 측정값이 기설정된 하한 임계값 이하일 경우, 파손에 의한 이상 상태를 출력할 수 있다. The battery pack may further include an output unit for outputting a state of the battery module. The output unit outputs an abnormal situation due to swelling of the battery cell when the measured value of the pressure measured by the sensing unit after the initialization is equal to or greater than a preset upper limit threshold value, and when the measured value is equal to or less than a preset lower limit threshold value. In this case, an abnormal state due to damage can be output.

상기 압력 측정 센서의 초기값은, 상기 초기화에 의한 0의 값이고, 상기 상한 임계값은 0 초과의 값이며, 상기 하한 임계값은 0 미만의 값일 수 있다. The initial value of the pressure measuring sensor may be a value of 0 due to the initialization, the upper limit threshold may be a value greater than 0, and the lower limit threshold may be a value less than 0.

본 발명의 일 실시예에 따른 전지팩의 제조 방법은, 복수의 전지셀들을 적층하고, 상기 전지셀들 사이 중 적어도 한 곳에 압력 측정 센서를 배치하여, 전지셀 적층체를 제조하는 단계; 상기 전지셀 적층체의 양 측면을 가압하면서 상기 전지셀 적층체를 모듈 프레임에 수납하여, 전지 모듈을 제조하는 단계; 상기 전지 모듈을 팩 프레임 내부에 수납하는 단계; 및 상기 압력 측정 센서의 측정값을 확인하고, 상기 측정값을 O으로 초기화하는 캘리브레이션 단계를 포함한다. A method of manufacturing a battery pack according to an embodiment of the present invention includes manufacturing a battery cell stack by stacking a plurality of battery cells and arranging a pressure measuring sensor in at least one of the battery cells; Manufacturing a battery module by housing the battery cell stack in a module frame while pressing both sides of the battery cell stack; accommodating the battery module in a pack frame; and a calibration step of checking the measured value of the pressure measuring sensor and initializing the measured value to zero.

상기 전지 모듈을 제조하는 단계에서, 상기 전지셀 적층체의 양 측면이 가압될 수 있다.In the step of manufacturing the battery module, both sides of the battery cell stack may be pressed.

상기 압력 측정 센서는, 상기 전지셀 적층체의 상기 양 측면 중 가압된 영역과 대응하도록 배치될 수 있다. The pressure measurement sensor may be disposed to correspond to a pressurized area of both sides of the battery cell stack.

본 발명의 일 실시예에 따른 전지팩의 검사 방법은, 복수의 전지셀들이 적층된 전지셀 적층체를 포함하는 전지 모듈 및 상기 전지 모듈을 수납하는 팩 프레임을 포함하는 전지팩을 동작시키는 단계; 감지부가 상기 전지셀들 사이 중 적어도 한 곳에 배치된 압력 측정 센서에 가해지는 압력을 측정하고 제어부에 전달하는 단계; 및 상기 감지부가 측정한 압력의 측정값을 토대로, 상기 제어부가 상기 전지 모듈의 충전 또는 방전을 제어하는 단계를 포함한다. 상기 전지팩을 동작시키는 단계 이전에 상기 압력 측정 센서의 측정값이 초기화된 상태이다. A battery pack inspection method according to an embodiment of the present invention includes operating a battery pack including a battery module including a battery cell stack in which a plurality of battery cells are stacked and a pack frame accommodating the battery module; measuring the pressure applied to a pressure measuring sensor disposed at least one of the battery cells by a sensing unit and transmitting the pressure to a control unit; and controlling, by the control unit, charging or discharging of the battery module based on the measured value of the pressure measured by the sensing unit. A measured value of the pressure measuring sensor is initialized prior to operating the battery pack.

상기 제어부가 상기 전지 모듈의 충전 또는 방전을 제어하는 단계에서, 상기 감지부가 측정한 압력의 측정값이 기설정된 상한 임계값 이상 또는 기설정된 하한 임계값 이하일 경우, 상기 제어부가 상기 전지 모듈의 충전 또는 방전을 중단시킬 수 있다. In the step of controlling the charging or discharging of the battery module by the control unit, when the measured value of the pressure measured by the sensing unit is greater than or equal to a predetermined upper limit threshold or less than or equal to a predetermined lower limit threshold, the controller may charge or discharge the battery module. Discharge can be stopped.

상기 압력 측정 센서의 초기값은, 상기 초기화에 의한 0의 값이고, 상기 상한 임계값은 0 초과의 값이며, 상기 하한 임계값은 0 미만의 값일 수 있다. The initial value of the pressure measuring sensor may be a value of 0 due to the initialization, the upper limit threshold may be a value greater than 0, and the lower limit threshold may be a value less than 0.

상기 전지팩의 검사 방법은, 출력부가 상기 전지 모듈의 상태를 출력하는 출력 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 출력 단계에서, 상기 출력부는 상기 초기화 이후에 상기 감지부가 측정한 압력의 측정값이 기설정된 상한 임계값 이상일 경우 상기 전지셀의 스웰링에 의한 이상 상태를 출력하고, 상기 측정값이 기설정된 하한 임계값 이하일 경우, 파손에 의한 이상 상태를 출력할 수 있다. The battery pack inspection method may further include an output step of outputting a state of the battery module by an output unit. In the outputting step, the output unit outputs an abnormal state due to swelling of the battery cell when the measured value of the pressure measured by the sensing unit after the initialization is equal to or greater than a preset upper limit threshold, and the measured value is a preset lower limit. If it is below the threshold value, an abnormal state due to damage may be output.

본 발명의 실시예들에 따르면, 전지셀들을 압력 측정 센서와 함께 전지 모듈 내부에 수납하고, 압력 측정 센서의 측정값을 초기화하여, 전지팩의 조립 이후에 전지셀들의 스웰링 발생 여부를 검사할 수 있다.According to embodiments of the present invention, it is possible to inspect whether swelling of the battery cells occurs after assembling the battery pack by accommodating the battery cells together with the pressure measuring sensor inside the battery module and initializing the measured value of the pressure measuring sensor. can

특히, 압력 측정 센서를 전지셀들에 대한 가압이 이루어지는 부분에 위치시킨 후, 압력 측정 센서의 측정값을 초기화함으로써, 전지셀들의 스웰링 발생 여부를 보다 정밀하게 검사할 수 있다.In particular, it is possible to more precisely inspect whether swelling of the battery cells occurs by initializing the measured value of the pressure measurement sensor after locating the pressure measurement sensor at a portion where pressurization is applied to the battery cells.

또한, 전지셀들의 스웰링 발생 여부뿐만 아니라, 전지팩의 조립 이후의 운반이나 설치 과정에서, 파손이 발생하였는지 여부도 검사할 수 있다. In addition, it is possible to inspect not only whether swelling of the battery cells has occurred, but also whether damage has occurred during transportation or installation after assembling the battery pack.

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 전지 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 전지 모듈에 대한 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 전지 모듈에 포함된 전지셀들 중 하나를 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지팩을 개략적으로 나타낸 부분 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지팩에 포함된 구성들을 간략하게 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지팩의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지팩의 검사 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a perspective view showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view of the battery module of FIG. 1;
3 is a plan view showing one of the battery cells included in the battery module of FIG. 2 .
4 is a partial perspective view schematically illustrating a battery pack according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram schematically illustrating components included in a battery pack according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a battery pack according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method of inspecting a battery pack according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, the present invention is not necessarily limited to the shown bar. In the drawings, the thickness is shown enlarged to clearly express the various layers and regions. And in the drawings, for convenience of explanation, the thicknesses of some layers and regions are exaggerated.

또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 “상에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 “상에” 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 “위에” 또는 “상에” 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.In addition, when a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" or "on" another part, this includes not only the case where it is "directly on" the other part, but also the case where there is another part in the middle. . Conversely, when a part is said to be "directly on" another part, it means that there is no other part in between. In addition, to be "on" or "on" a reference part means to be located above or below the reference part, and to necessarily be located "on" or "on" in the opposite direction of gravity does not mean no.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

또한, 명세서에 기재된 "...부"의 용어는 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, the term "unit" described in the specification means a unit that processes one or more functions or operations, which may be implemented as hardware or software or a combination of hardware and software.

또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.In addition, throughout the specification, when it is referred to as "planar image", it means when the target part is viewed from above, and when it is referred to as "cross-sectional image", it means when a cross section of the target part cut vertically is viewed from the side.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1의 전지 모듈에 대한 분해 사시도이다. 도 3은 도 2의 전지 모듈에 포함된 전지셀들 중 하나를 나타낸 평면도이다.1 is a perspective view showing a battery module according to an embodiment of the present invention. 2 is an exploded perspective view of the battery module of FIG. 1; Figure 3 is a plan view showing one of the battery cells included in the battery module of Figure 2;

도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 복수의 전지셀(110)들이 적층된 전지셀 적층체를 포함한다. 1 to 3 , the battery module 100 according to an embodiment of the present invention includes a battery cell stack in which a plurality of battery cells 110 are stacked.

이러한 전지셀(110)은 파우치형 전지셀로써, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치 케이스에 전극 조립체를 수납한 뒤, 상기 파우치 케이스의 외주부를 접착하여 형성될 수 있다. 구체적으로, 전지셀(110)은 두 개의 전극 리드(111, 112)가 서로 대향하여 전지 본체(113)의 일단부(114a)와 다른 일단부(114b)로부터 각각 돌출되어 있는 구조를 가질 수 있다. 전지셀(110)은, 파우치 케이스(114)에 전극 조립체(미도시)를 수납한 상태로 파우치 케이스(114)의 양 단부(114a, 114b)와 이들을 연결하는 일측부(114c)를 접착함으로써 제조될 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀(110)은 총 3군데의 실링부를 갖고, 실링부는 융착 등의 방법으로 실링되는 구조이며, 나머지 다른 일측부는 폴딩부(115)로 이루어질 수 있다. 본 실시예에 따른 전지셀(110)은, 파우치 케이스(114) 내부에 전극 조립체가 수납되고 파우치 케이스(114)의 외주변이 밀봉된 형태의 파우치 전지셀일 수 있다. 위에서 설명한 전지셀(110)은 예시적 구조이며, 2개의 전극 리드가 동일한 방향으로 돌출된 단방향 전지셀도 가능함은 물론이다. This battery cell 110 is a pouch-type battery cell, and may be formed by accommodating an electrode assembly in a pouch case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer, and then bonding the outer periphery of the pouch case. Specifically, the battery cell 110 may have a structure in which two electrode leads 111 and 112 face each other and protrude from one end 114a and the other end 114b of the battery body 113, respectively. . The battery cell 110 is manufactured by adhering both ends 114a and 114b of the pouch case 114 and one side portion 114c connecting them in a state where the electrode assembly (not shown) is housed in the pouch case 114. It can be. In other words, the battery cell 110 according to an embodiment of the present invention has a total of three sealing parts, the sealing part has a structure that is sealed by a method such as fusion, and the other side may be made of the folding part 115. . The battery cell 110 according to this embodiment may be a pouch battery cell in which an electrode assembly is accommodated inside the pouch case 114 and the outer periphery of the pouch case 114 is sealed. The battery cell 110 described above is an exemplary structure, and a unidirectional battery cell in which two electrode leads protrude in the same direction is of course possible.

이러한 전지셀(110)들이 일 방향을 따라 적층되어 전지셀 적층체(120)를 형성할 수 있다. 일례로, 전지셀(110)들이 전지 본체(113)의 일면끼리 마주한 채, y축과 평행한 방향을 따라 적층될 수 있다. These battery cells 110 may be stacked along one direction to form a battery cell stack 120 . For example, the battery cells 110 may be stacked along a direction parallel to the y-axis, with one surface of the battery body 113 facing each other.

이러한 전지셀 적층체(120)는 모듈 프레임(200)에 수납될 수 있다. 모듈 프레임(200)은, 내부에 전지셀 적층체(120)를 수용하는 부재로써, 제1 측면부(210), 제2 측면부(220), 상면부(230) 및 하면부(240)를 포함할 수 있다. 또한, 모듈 프레임(200)의 일측(x축 방향)과 타측(-x축 방향)은 개방된 형태일 수 있고, 개방된 상기 일측 또는 상기 타측을 통해 전지셀 적층체(120)가 수납될 수 있다. 모듈 프레임(200)은 내부 전장품을 보호하기 위해, 소정의 강도를 갖는 금속 소재를 포함할 수 있다. The battery cell stack 120 may be accommodated in the module frame 200 . The module frame 200 is a member for accommodating the battery cell stack 120 therein, and may include a first side part 210, a second side part 220, an upper surface part 230 and a lower surface part 240. can In addition, one side (x-axis direction) and the other side (-x-axis direction) of the module frame 200 may be open, and the battery cell stack 120 may be accommodated through the open one side or the other side. there is. The module frame 200 may include a metal material having a predetermined strength to protect internal electrical components.

도 2에 도시된 모듈 프레임(200)은, 제1 측면부(210), 제2 측면부(220), 상면부(230) 및 하면부(240)가 일체화된 형태의 모노 프레임일 수 있다. 즉, 압출 성형으로 제조되어 제1 측면부(210), 제2 측면부(220), 상면부(230) 및 하면부(240)가 일체화된 형태일 수 있다. 구체적으로 도시하지 않았으나, 본 발명의 다른 일 실시예로써, U자형의 프레임과 상부 플레이트가 서로 용접된 형태의 모듈 프레임도 가능하다.The module frame 200 shown in FIG. 2 may be a mono frame in which a first side portion 210, a second side portion 220, an upper surface portion 230, and a lower surface portion 240 are integrated. That is, it is manufactured by extrusion molding, and the first side portion 210, the second side portion 220, the upper surface portion 230, and the lower surface portion 240 may be integrated. Although not specifically shown, as another embodiment of the present invention, a module frame in which a U-shaped frame and an upper plate are welded to each other is also possible.

전지 모듈(100)은, 모듈 프레임(200)의 개방된 상기 일측과 상기 타측에 각각 위치하는 엔드 플레이트(300)들을 더 포함할 수 있다. 엔드 플레이트(300)들은, 모듈 프레임(200)의 개방된 상기 일측과 상기 타측에서 전지셀 적층체(120)를 커버하도록 위치할 수 있다. 각 엔드 플레이트(300)들의 모서리들은 모듈 프레임(200)과 대응하는 모서리들과 용접의 방법으로 접합될 수 있다. 엔드 플레이트(300)들은, 소정의 강도를 갖는 금속 소재를 포함할 수 있고, 외부 충격으로부터 전지셀 적층체(120) 및 기타 전장품을 보호할 수 있다.The battery module 100 may further include end plates 300 respectively positioned on one side and the other open side of the module frame 200 . The end plates 300 may be positioned to cover the battery cell stack 120 on the open side and the other side of the module frame 200 . Corners of each end plate 300 may be joined to corresponding corners of the module frame 200 by welding. The end plates 300 may include a metal material having a predetermined strength, and may protect the battery cell stack 120 and other electrical components from external impact.

전지셀 적층체(120)를 모듈 프레임(200)에 수납하여 전지 모듈(100)을 제조함에 있어, 전지셀 적층체(120)의 양 측면을 가압할 수 있다. 도 2에 도시된 것처럼, 전지셀(110)들이 적층되는 방향의 전지셀 적층체(120)의 양 측면을 가압할 수 있다. 구체적으로, 전지셀(110)들의 성능 발현과 스웰링 제어를 위해, 전지셀(110)들 사이에 압축 패드(미도시)를 개재한 후, 전지셀 적층체(120) 중 전지셀(110)들이 적층되는 방향의 양 측면을 가압한 상태로 전지셀 적층체(120)를 전지 모듈(100) 내부에 수납할 수 있다. 도 2에 전지셀 적층체(120)의 상기 양 측면에 가압이 이루어지는 것으로 “P”로 표시하였다. In manufacturing the battery module 100 by accommodating the battery cell stack 120 in the module frame 200, both sides of the battery cell stack 120 may be pressed. As shown in FIG. 2 , both sides of the battery cell stack 120 in the direction in which the battery cells 110 are stacked may be pressed. Specifically, after interposing a compression pad (not shown) between the battery cells 110 for performance development and swelling control of the battery cells 110, the battery cell 110 of the battery cell stack 120 The battery cell stack 120 may be accommodated inside the battery module 100 while pressing both side surfaces in the direction in which they are stacked. In FIG. 2, pressurization is made on both sides of the battery cell stack 120, and is indicated by “P”.

위에서 설명한 모듈 프레임(200)이나 엔드 플레이트(300)의 구성은, 전지셀 적층체(120)를 수납하기 위한 예시적 구조물로써, 전지셀 적층체(120)를 수납하기 위한 다른 구조물도 적용 가능하다. 다만, 전지셀 적층체(120)는, 구조물에 수납될 때, 위에서 설명한 것처럼, 전지셀(110)들의 적층 방향에 따른 양 측면이 가압된 상태로 전지 모듈(100) 내부에 수납되는 것이 바람직하다.The configuration of the module frame 200 or the end plate 300 described above is an exemplary structure for accommodating the battery cell stack 120, and other structures for accommodating the battery cell stack 120 are also applicable. . However, when the battery cell stack 120 is accommodated in the structure, as described above, it is preferable to be housed inside the battery module 100 in a state in which both sides of the battery cells 110 along the stacking direction are pressed. .

이하에서는, 도 4 및 도 5 등을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지팩이 갖는 구성에 대해 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a configuration of a battery pack according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5 .

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지팩을 개략적으로 나타낸 부분 사시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지팩에 포함된 구성들을 간략하게 도시한 도면이다.4 is a partial perspective view schematically illustrating a battery pack according to an embodiment of the present invention. 5 is a diagram schematically illustrating components included in a battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지팩(1000)은, 전지 모듈(100) 및 전지 모듈(100)을 수납하는 팩 프레임(1100)을 포함한다. 전지 모듈(100)은 단독 또는 복수로 팩 프레임(1100)에 수납되어 전지팩(1000)을 형성할 수 있다. 이러한 팩 프레임(1100)은 전지 모듈(100)을 내부 공간에 수납할 수 있다면 그 형태에 특별한 제한은 없다. 일례로, 도 4에 도시된 것처럼, 팩 프레임(1100)은, 상부가 개방된 형태의 프레임 부재일 수 있고, 그 내부 공간에 전지 모듈(100)이 수납될 수 있다. 구체적으로 도시하지 않았으나, 팩 프레임(1100)의 개방된 상부에 팩 커버가 조립되어 전지팩(1000)이 밀봉될 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5 , a battery pack 1000 according to an embodiment of the present invention includes a battery module 100 and a pack frame 1100 accommodating the battery module 100 . The battery module 100 may be stored singly or in plurality in the pack frame 1100 to form the battery pack 1000 . The shape of the pack frame 1100 is not particularly limited as long as the battery module 100 can be accommodated in the inner space. For example, as shown in FIG. 4 , the pack frame 1100 may be a frame member having an open top, and the battery module 100 may be accommodated in its internal space. Although not specifically shown, the battery pack 1000 may be sealed by assembling a pack cover on the open top of the pack frame 1100 .

본 실시예에 따른 전지팩(1000)은, 전지셀(110)들 사이 중 적어도 한 곳에 배치되어 인가되는 압력을 측정하는 압력 측정 센서(1200)를 포함하는 감지부(1300) 및 감지부(1300)가 측정한 압력의 측정값을 토대로 전지 모듈(100)의 충전 및 방전을 제어하는 제어부(1400)를 포함한다. 도 5에는 감지부(1300)와 제어부(1400)의 구체적 형태의 도시는 생략하고, 전지 모듈의 전지셀 적층체(120)와의 연결 형태만을 개략적으로 도시하였다. The battery pack 1000 according to the present embodiment includes a sensing unit 1300 including a pressure measuring sensor 1200 disposed at at least one of battery cells 110 to measure an applied pressure, and a sensing unit 1300. ) includes a control unit 1400 that controls charging and discharging of the battery module 100 based on the measured value of the pressure. In FIG. 5, illustration of specific forms of the sensing unit 1300 and the control unit 1400 is omitted, and only the connection form of the battery cell stack 120 of the battery module is schematically shown.

감지부(1300)는, 팩 프레임(1100)의 내부 또는 외부 일측에 제공되어, 전지셀(110)들의 부피 변화를 감지할 수 있다. 구체적으로, 감지부(1300)는 적어도 하나의 압력 측정 센서(1200)를 포함하며, 각각의 압력 측정 센서(1200)는 전지셀 적층체(120) 내에서 전지셀(110)들이 형성하는 이격 공간에 삽입될 수 있다. 또한, 전지셀 적층체(120) 중 최외측의 전지셀(110)과 모듈 프레임(200, 도 2 참조)의 내벽 사이에 형성되는 공간에도 압력 측정 센서(1200)가 삽입될 수 있다.The sensing unit 1300 may be provided on one side of the inside or outside of the pack frame 1100 to detect changes in the volume of the battery cells 110 . Specifically, the sensing unit 1300 includes at least one pressure measuring sensor 1200, and each pressure measuring sensor 1200 is a spaced space formed by the battery cells 110 in the battery cell stack 120. can be inserted into In addition, the pressure measuring sensor 1200 may be inserted into a space formed between the outermost battery cell 110 of the battery cell stack 120 and the inner wall of the module frame 200 (see FIG. 2).

즉, 전지셀(110)들과 압력 측정 센서(1200)는 서로 밀착되어 전지 모듈의 내부 공간을 빈틈없이 메울 수 있고, 이로써 전지셀(110)들 각각에 부피 변화가 발생할 경우 밀착된 압력 측정 센서(1200)에 압력이 가해질 수 있다.That is, the battery cells 110 and the pressure measuring sensor 1200 may come into close contact with each other to fill the internal space of the battery module without gaps, and thus, when a volume change occurs in each of the battery cells 110, the pressure measuring sensor is in close contact with each other. Pressure may be applied to 1200.

이와 같이, 전지셀(110)이 형성하는 이격 공간에 압력 측정 센서(1200)가 삽입되고, 전지셀(110) 및 압력 측정 센서(1200) 상호가 밀착됨으로써, 전지셀(110)의 부피 변화에 따른 압력이 민감하게 감지될 수 있으며, 전지팩 내부의 공간활용도를 높일 수 있다.In this way, the pressure measurement sensor 1200 is inserted into the space formed by the battery cell 110, and the battery cell 110 and the pressure measurement sensor 1200 come into close contact with each other, thereby controlling the volume change of the battery cell 110. Pressure can be sensitively sensed, and space utilization inside the battery pack can be increased.

적어도 하나의 압력 측정 센서(1200) 각각은 전지셀(110) 각각의 부피 변화에 따라 가해지는 압력을 측정할 수 있으며, 이때 압력 측정 센서(1200)는 밀착되는 좌우측 전지셀(110)로부터 가해지는 압력을 모두 측정하거나, 또는 좌우측에서 가해지는 압력 중 상대적으로 높게 가해지는 압력을 측정하여 감지부(1300)로 제공할 수 있다.Each of the at least one pressure measuring sensor 1200 may measure the pressure applied according to the volume change of each battery cell 110, and at this time, the pressure measuring sensor 1200 is applied from the left and right battery cells 110 in close contact with each other. All of the pressures may be measured, or a relatively high pressure among the pressures applied from the left and right sides may be measured and provided to the sensing unit 1300 .

이 때, 본 실시예에 따른 압력 측정 센서(1200)는, 전지 모듈(100)이 팩 프레임(1100) 내부에 수납된 이후에 측정된 압력 값에 기초하여 초기화된 상태이다. 특히, 압력 측정 센서(1200)를 0의 값으로 초기화할 수 있다. 즉, 압력 측정 센서(1200)의 초기값은, 상기 초기화에 의한 0의 값일 수 있다.At this time, the pressure measuring sensor 1200 according to the present embodiment is in an initialized state based on a pressure value measured after the battery module 100 is accommodated in the pack frame 1100 . In particular, the pressure sensor 1200 may be initialized to a value of 0. That is, the initial value of the pressure measuring sensor 1200 may be a value of 0 due to the initialization.

구체적으로, 앞서 설명한 것처럼, 전지셀 적층체(120)가, 전지셀(110)들이 적층되는 방향의 양 측면이 가압된 상태로 전지 모듈(100) 내부에 수납되면서 전지 모듈(100)이 제조되고, 이러한 전지 모듈(100)은 팩 프레임(1100) 내부에 수납되면서 전지팩의 조립이 완료된다. Specifically, as described above, the battery module 100 is manufactured while the battery cell stack 120 is accommodated inside the battery module 100 in a state in which both sides of the battery cells 110 are stacked are pressed , The battery module 100 is accommodated inside the pack frame 1100, and assembly of the battery pack is completed.

단순히 전지셀(110)들 사이에 압력 측정 센서를 배치하고 그 압력 변화를 감지하여 스웰링을 판단할 경우, 그 판단이 정확하지 않을 수 있다. 상술한 대로 전지셀 적층체(120)는 양 측면이 가압된 상태로 수납되므로 전지셀(110)의 부피 변화 발생 이전에 압력 측정 센서의 측정값에 이미 영향이 미쳤기 때문이다. 또한, 전지팩(1000)의 조립이나 운송 과정에서 다른 요인으로 인해 압력 측정 센서의 측정값에 변화가 발생한 경우도 배제할 수 있다. If swelling is determined by simply placing a pressure measuring sensor between the battery cells 110 and detecting a pressure change, the determination may not be accurate. As described above, since both sides of the battery cell stack 120 are stored in a pressurized state, the measured value of the pressure measuring sensor is already affected before the volume change of the battery cell 110 occurs. In addition, a case in which a change in the measured value of the pressure measuring sensor due to other factors during assembly or transportation of the battery pack 1000 may be excluded.

따라서, 본 실시예에 따른 전지팩(1000)은, 전지 모듈(100)이 팩 프레임(1100) 내부에 수납되어 전지팩(1000)의 조립이 완료된 이후에 압력 측정 센서(1200)의 측정값을 초기화하는 캘리브레이션(Calibration)이 이루어진 형태이다. 이에 따라, 단순히 압력 측정 센서를 배치한 경우에 비해, 전지팩(1000) 내부의 전지셀(110)들의 스웰링 발생 여부를 보다 정밀하게 판별할 수 있다.Therefore, in the battery pack 1000 according to the present embodiment, after the battery module 100 is accommodated in the pack frame 1100 and assembly of the battery pack 1000 is completed, the measured value of the pressure measuring sensor 1200 is measured. It is a form of initialization calibration. Accordingly, it is possible to more precisely determine whether or not swelling of the battery cells 110 inside the battery pack 1000 has occurred, compared to the case where the pressure measuring sensor is simply disposed.

한편, 도 5에 도시된 것처럼, 압력 측정 센서(1200)는, 전지셀 적층체(120)의 상기 양 측면 중 가압된 영역과 대응하도록 배치될 수 있다. 보다 구체적으로는, 압력 측정 센서(1200)는, 전지셀(110)들이 적층되는 일 방향(y축과 평행한 방향)에 대해, 전지셀 적층체(120)의 상기 양 측면 중 가압된 영역과 대응하도록 배치될 수 있다. 즉, 도 5에서 전지셀 적층체(120)의 상기 양 측면 중 가압(P)이 이루어지는 부분과 대응하도록 압력 측정 센서(1200)가 전지셀(110)들 사이에 위치할 수 있다. On the other hand, as shown in FIG. 5 , the pressure measuring sensor 1200 may be disposed to correspond to the pressurized area of the both sides of the battery cell stack 120 . More specifically, the pressure measuring sensor 1200, in one direction (direction parallel to the y-axis) in which the battery cells 110 are stacked, the pressurized area of the both sides of the battery cell stack 120 and can be arranged to match. That is, the pressure measuring sensor 1200 may be positioned between the battery cells 110 to correspond to the portion where the pressure P is made among the both sides of the battery cell stack 120 in FIG. 5 .

이와 같이, 초기 가압(P)이 이루어지는 부분에 압력 측정 센서(1200)를 위치시키고 측정값을 측정된 압력 값에 기초하여 초기화한 이후에, 압력 측정 센서(1200)가 압력이 가장 센 부분을 측정하여, 전지셀(110)들의 부피 변화를 감지할 수 있다. 특히, 0의 값으로 초기화할 수 있다. 즉, 전지팩(1000)의 조립 후 출하 과정에서, 압력 측정 센서(1200)의 측정값을 읽어 그 값을 0으로 설정하는 초기화 단계를 실시한다. 이후 전지팩(1000)을 현장에 설치하는 과정이나 전지팩(1000)을 사용하는 과정에서, 압력 측정 센서(1200)의 측정값의 변화를 통해 스웰링 발생 여부나, 운반 및 설치 중의 파손 발생 여부를 판별할 수 있다. 이에 대해 아래에서 후술하도록 한다. In this way, after the pressure measuring sensor 1200 is located at the part where the initial pressure P is applied and the measured value is initialized based on the measured pressure value, the pressure measuring sensor 1200 measures the part where the pressure is the highest. By doing so, it is possible to sense the volume change of the battery cells 110 . In particular, it can be initialized with a value of 0. That is, in the process of shipping the battery pack 1000 after assembly, an initialization step of reading the measured value of the pressure measuring sensor 1200 and setting the value to 0 is performed. Then, in the process of installing the battery pack 1000 in the field or in the process of using the battery pack 1000, whether swelling occurs through a change in the measured value of the pressure sensor 1200 or whether damage occurs during transportation and installation can be identified. We will elaborate on this below.

감지부(1300)에서는 측정된 압력의 측정값을 전압값 또는 전류값과 같은 전기적 값으로 변환하여 제어부(1400)에 제공할 수 있다.The sensor 1300 may convert the measured pressure value into an electrical value such as a voltage value or a current value and provide the converted value to the control unit 1400 .

제어부(1400)는 감지부(1300)로부터 제공받은 측정값에 근거하여, 전지 모듈의 충전 및 방전을 제어할 수 있다. 상기 초기화 이후에 감지부(1300)가 측정한 압력의 측정값이 기설정된 상한 임계값 이상 또는 기설정된 하한 임계값 이하일 경우, 제어부(1400)가 전지 모듈의 충전 또는 방전을 중단시킬 수 있다. The controller 1400 may control charging and discharging of the battery module based on the measurement value provided from the sensing unit 1300 . When the measured value of the pressure measured by the sensor 1300 after the initialization is equal to or greater than a preset upper limit threshold value or less than a preset lower limit threshold value, the controller 1400 may stop charging or discharging of the battery module.

일례로, 제어부(1400)는, 후술되는 스위치부(1600)의 개폐 동작을 제어하는 역할을 수행할 수 있으며, BMS(Battery Management System) 자체로 구현되거나 BMS(Battery Management System)에 포함되어 팩 프레임(1100) 내부에 위치할 수 있다. 이러한 제어부(1400)에는 측정값(전압값 또는 전류값으로 변환)과 비교하여 전지셀(110)의 스웰링(swelling) 여부를 판단하기 위한 상한 임계값과 하한 임계값이 설정되어 있을 수 있다. For example, the control unit 1400 may play a role of controlling the opening and closing operation of the switch unit 1600 to be described later, and may be implemented as a BMS (Battery Management System) itself or included in a BMS (Battery Management System) to pack a frame. (1100) may be located inside. An upper limit threshold value and a lower limit threshold value for determining whether the battery cell 110 is swelling may be set in the control unit 1400 by comparing the measured value (converted to a voltage value or current value).

구체적으로, 제어부(1400)는 감지부(1300)에서 제공된 압력의 측정값을 기설정된 상한 임계값 및 하한 임계값과 비교하여, 상기 측정값이 상한 임계값 및 하한 임계값 사이의 범위를 벗어나는 경우 스위치부(1600)에 개로 동작 신호를 제공할 수 있으며, 동시에 전지팩의 구동과 관계하는 주변 장치(미도시) 및 회로부품 등에 오프(off) 동작 신호를 제공하여 주변 장치 및 회로부품의 불필요한 구동에 따른 전력소비를 방지할 수 있다. 여기서 주변 장치에는 공랭식 팬(fan) 또는 수랭식 쿨링 밸브(cooling valve) 등이 포함될 수 있다.Specifically, the control unit 1400 compares the measured value of the pressure provided by the sensing unit 1300 with preset upper and lower threshold values, and when the measured value is out of the range between the upper and lower threshold values An open operation signal may be provided to the switch unit 1600, and at the same time, an off operation signal may be provided to peripheral devices (not shown) and circuit components related to the driving of the battery pack to drive unnecessary peripheral devices and circuit components. Therefore, power consumption can be prevented. Here, the peripheral device may include an air-cooled fan or a water-cooled cooling valve.

또한, 상기 측정값이 상한 임계값 및 하한 임계값 사이의 범위에 해당하는 경우, 즉 상기 측정값이 상한 임계값 미만이고 하한 임계값 초과일 경우, 제어부(1400)는 스위치부(1600)에 폐로 동작 신호를 제공할 수 있다.In addition, when the measured value falls within the range between the upper limit threshold value and the lower limit threshold value, that is, when the measured value is less than the upper limit threshold value and exceeds the lower limit threshold value, the controller 1400 closes the switch unit 1600. An operating signal may be provided.

스위치부(1600)는 전지팩(1000) 내부의 전지셀(110)들과 외부 전원(1700)의 연결 경로 상에 하나 이상으로 제공되며, 제어부(1400)로부터 제공받는 동작 신호에 따라 상기 연결 경로를 개로 또는 폐로시킬 수 있다. 즉, 제어부(1400)가 스위치부(1600)를 제어하여 전지 모듈의 충전 또는 방전을 중단시킬 수 있다. At least one switch unit 1600 is provided on a connection path between the battery cells 110 inside the battery pack 1000 and the external power source 1700, and is provided in accordance with an operation signal provided from the control unit 1400 to the connection path. can be opened or closed. That is, the control unit 1400 may control the switch unit 1600 to stop charging or discharging of the battery module.

구체적으로, 제어부(1400)에서 개로 동작 신호가 제공될 경우 스위치부(1600)는 개로 동작하여 외부 전원(1700)으로부터 전지팩에 공급되는 전류의 경로를 차단시키고, 반대로 제어부(1400)에서 폐로 동작 신호가 제공될 경우 스위치부(1600)는 폐로 동작을 유지할 수 있다.Specifically, when an open operation signal is provided from the controller 1400, the switch unit 1600 operates as an open circuit to block the path of current supplied from the external power source 1700 to the battery pack, and conversely, the controller 1400 operates as a closed circuit. When a signal is provided, the switch unit 1600 may maintain a closed operation.

이러한 스위치부(1600)는 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor) 및 릴레이(relay) 중 하나 이상으로 구성될 수 있으나, 스위치부(1600)를 구성하는 접촉기의 종류는 한정되지 않고 다양하게 선택될 수 있다. The switch unit 1600 may be composed of one or more of a field effect transistor and a relay, but the type of contactor constituting the switch unit 1600 is not limited and may be variously selected. .

한편, 본 실시예에 따른 전지팩(1000)은, 전지 모듈의 상태가 출력되는 출력부(1500)를 더 포함할 수 있다. 이러한 출력부(1500)는 부피 변화와 같은 전지셀(110)의 상태와 스위치부(1600)의 개폐 동작에 따른 충방전 상태 등의 정보를 출력하는 역할을 수행할 수 있다.Meanwhile, the battery pack 1000 according to the present embodiment may further include an output unit 1500 outputting the state of the battery module. The output unit 1500 may serve to output information such as the state of the battery cell 110, such as volume change, and the charge/discharge state according to the opening and closing operation of the switch unit 1600.

출력부(1500)는, 상기 초기화 이후에 감지부(1300)가 측정한 압력의 측정값이 기설정된 상한 임계값 이상일 경우, 전지셀(110)의 스웰링에 의한 이상 상태를 출력할 수 있고, 상기 측정값이 기설정된 하한 임계값 이하일 경우, 파손에 의한 이상 상태를 출력할 수 있다.The output unit 1500 may output an abnormal state due to swelling of the battery cell 110 when the measured value of the pressure measured by the sensing unit 1300 after the initialization is equal to or greater than a predetermined upper limit threshold value, When the measured value is equal to or less than a predetermined lower limit threshold value, an abnormal state due to damage may be output.

예컨대, 출력부(1500)는 컴퓨터, 휴대 전화, PDA(personal digital assistant) 및 PMP(portable multimedia player) 등과 같은 단말 장치로 구현될 수 있으며, 데이터의 입출력을 수행할 수 있는 다양한 유형의 장치로 구현될 수 있다.For example, the output unit 1500 may be implemented as a terminal device such as a computer, a mobile phone, a personal digital assistant (PDA), and a portable multimedia player (PMP), and may be implemented as various types of devices capable of inputting and outputting data. It can be.

출력부(1500)에서 출력되는 정보는 영상으로써 디스플레이 되거나, 또는 음성으로써 제공될 수 있다. 특히 제어부(1400)에서 상기 측정값을 상한 임계값이나 하한 임계값과 비교한 결과, 그 범위를 벗어날 경우, 출력부(1500)는 영상 및 음성 형태의 경고 신호를 출력할 수 있다.Information output from the output unit 1500 may be displayed as an image or provided as a voice. In particular, as a result of comparing the measured value with the upper limit threshold value or the lower limit threshold value in the controller 1400 and out of the range, the output unit 1500 may output a warning signal in the form of video and audio.

앞서 설명한 압력 측정 센서(1200)의 초기값이, 상기 초기화에 의한 0의 값일 때, 상기 상한 임계값은 0 초과의 값이고, 상기 하한 임계값은 0 미만의 값일 수 있다. 즉, 상한 임계값과 하한 임계값은, 전지팩(1000)의 크기, 전지셀(110)의 개수 등에 따라 다르게 설정될 수 있는 값이나, 상한 임계값은 양수일 수 있고, 하한 임계값은 음수일 수 있다.When the initial value of the pressure measuring sensor 1200 described above is a value of 0 due to the initialization, the upper limit threshold value may be a value greater than 0, and the lower limit threshold value may be a value less than 0. That is, the upper limit threshold value and the lower limit threshold value may be set differently according to the size of the battery pack 1000, the number of battery cells 110, etc., but the upper limit threshold value may be a positive number and the lower limit threshold value may be a negative number. can

구체적으로, 전지팩(1000)이 출하, 설치 이후 사용하는 과정에서, 상기 측정값이 상한 임계값 이상으로 측정될 경우, 전지팩(1000) 내부의 전지셀(110)들에 스웰링이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 전지셀(110)들의 스웰링 시, 전지셀(110)들이 크게 부풀어 오르고, 압력 측정 센서(1200)에는 큰 압력이 가해지기 때문이다. 이에 따라, 제어부(1400)가 스위치부(1600)의 개로 동작 신호를 제공하여, 전지팩(1000)의 작동을 중단시킬 수 있다. 또한, 출력부(1500)는, 전지팩(1000)의 스웰링에 의한 이상 상태를 출력할 수 있다. 앞서 설명한 바 대로, 출력부(1500)가 스웰링 발생 상황을 영상 및 음성 형태의 경고 신호를 출력할 수 있다.Specifically, in the process of using the battery pack 1000 after shipment and installation, when the measured value is measured above the upper limit threshold, it is considered that swelling has occurred in the battery cells 110 inside the battery pack 1000. can judge This is because when the battery cells 110 swell, the battery cells 110 greatly swell, and a large pressure is applied to the pressure measuring sensor 1200 . Accordingly, the control unit 1400 may provide an operation signal to open the switch unit 1600 to stop the operation of the battery pack 1000 . Also, the output unit 1500 may output an abnormal state due to swelling of the battery pack 1000 . As described above, the output unit 1500 may output a warning signal in the form of video and audio to indicate the swelling occurrence situation.

한편, 전지팩(1000)을 사용 현장에 설치하고 나서, 상기 측정값이 하한 임계값 이하로 측정될 경우, 전지팩(1000)의 운반이나 설치 중에 파손이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 전지 모듈(100)의 모듈 프레임(200) 내에서 전지셀(110)들은 초기 가압(P)을 통한 가압 구조를 유지하고 있는데, 파손이 발생할 경우, 전지셀(110)들 사이에 압력이 감소하고, 이미 초기화된 압력 측정 센서(1200)에서는 하한 임계값 이하의 측정값이 측정된다. 이에 따라, 제어부(1400)가 스위치부(1600)의 개로 동작 신호를 제공하여, 전지팩(1000)의 작동을 중단시킬 수 있다. 또한, 출력부(1500)는, 파손에 의한 이상 상태를 출력할 수 있다. 이 경우, 전지팩(1000)의 동작을 중지하고 회수 처리한다. Meanwhile, when the measured value is below the lower limit threshold value after the battery pack 1000 is installed at the site of use, it may be determined that damage has occurred during transportation or installation of the battery pack 1000 . In the module frame 200 of the battery module 100, the battery cells 110 maintain a pressurized structure through the initial pressurization (P), and when damage occurs, the pressure between the battery cells 110 decreases and , in the already initialized pressure measuring sensor 1200, a measurement value equal to or less than the lower limit threshold value is measured. Accordingly, the control unit 1400 may provide an operation signal to open the switch unit 1600 to stop the operation of the battery pack 1000 . Also, the output unit 1500 may output an abnormal state due to damage. In this case, the operation of the battery pack 1000 is stopped and recovery is performed.

단순히 압력 측정 센서를 배치한 것만으로는 전지셀들의 스웰링 발생 여부를 정확히 판단하기 어렵고, 운반이나 설치 과정에서의 파손을 검사하는 것은 불가능하다. 반면, 본 실시예에 따른 전지팩(1000)은, 전지팩(1000)의 조립이 완료된 이후에 압력 측정 센서(1200)의 측정값을 초기화한 상태로써, 상기 측정값의 변화를 통해 전지셀(110)들의 스웰링 발생 여부뿐만 아니라 전지팩의 운반이나 설치 과정에서 파손이 발생하였는지 여부를 검사할 수 있다. It is difficult to accurately determine whether swelling of battery cells has occurred simply by simply disposing the pressure measuring sensor, and it is impossible to inspect damage during transportation or installation. On the other hand, in the battery pack 1000 according to the present embodiment, the measured value of the pressure sensor 1200 is initialized after assembly of the battery pack 1000 is completed, and the battery cell ( 110), it is possible to inspect whether damage has occurred during transport or installation of the battery pack as well as whether swelling has occurred.

이하에서는, 도 6 등을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전지팩의 제조 방법에 대해 설명하도록 한다. 다만, 앞서 설명한 내용과 중복되는 부분은 설명을 생략하도록 한다. Hereinafter, a method of manufacturing a battery pack according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6 and the like. However, descriptions of overlapping parts with those described above will be omitted.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지팩의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 6을 도 2, 4, 5와 함께 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지팩(1000)의 제조 방법은, 전지셀 적층체(120)를 제조하는 단계, 전지 모듈(100)을 제조하는 단계 및 전지 모듈(100)을 팩 프레임(1100) 내부에 수납하는 단계를 포함한다. Referring to FIG. 6 together with FIGS. 2, 4, and 5, a method for manufacturing a battery pack 1000 according to an embodiment of the present invention includes manufacturing a battery cell stack 120, a battery module 100 It includes a manufacturing step and a step of accommodating the battery module 100 inside the pack frame 1100 .

상기 전지셀 적층체(120)를 제조하는 단계에서, 복수의 전지셀(110)들을 적층하고, 전지셀(110)들 사이 중 적어도 한 곳에 압력 측정 센서(1200)를 배치한다. 상술한 것처럼 전지셀(110)들은 일 방향을 따라 적층될 수 있다. 아울러, 전지셀 적층체(120) 중 최외측의 전지셀(110)과 모듈 프레임(200)의 제1 측면부(210) 또는 제2 측면부(220) 사이에 형성되는 공간에도 압력 측정 센서(1200)가 배치될 수 있다.In the step of manufacturing the battery cell stack 120, a plurality of battery cells 110 are stacked, and a pressure measuring sensor 1200 is disposed in at least one of the battery cells 110. As described above, the battery cells 110 may be stacked in one direction. In addition, the pressure measuring sensor 1200 is also formed in the space formed between the outermost battery cell 110 of the battery cell stack 120 and the first side part 210 or the second side part 220 of the module frame 200 can be placed.

상기 전지 모듈(100)을 제조하는 단계에서, 전지셀 적층체(120)의 양 측면을 가압(P)하면서 전지셀 적층체(120)를 모듈 프레임(200)에 수납한다. 이 때, 전지셀(110)들이 적층되는 방향의 전지셀 적층체(120)의 양 측면이 가압될 수 있다. 이 때, 압력 측정 센서(1200)는, 전지셀(110)들이 적층되는 일 방향에 대해, 전지셀 적층체(120)의 양 측면 중 가압된 영역과 대응하도록 배치될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 앞서 설명한 내용과 중복이므로 생략하도록 한다. In the step of manufacturing the battery module 100, the battery cell stack 120 is accommodated in the module frame 200 while pressing (P) both sides of the battery cell stack 120. At this time, both sides of the battery cell stack 120 in the direction in which the battery cells 110 are stacked may be pressed. At this time, the pressure measuring sensor 1200 may be disposed to correspond to a pressurized area of both sides of the battery cell stack 120 in one direction in which the battery cells 110 are stacked. A detailed description of this will be omitted because it is redundant with the previously described content.

또한, 상기 전지 모듈(100)을 제조하는 단계에서, 모듈 프레임(200)의 개방된 일측과 타측에 엔드 플레이트(300)들을 접합시킬 수 있다. 이와 같이 전지 모듈(100)의 제조가 완료된 이후에 이러한 전지 모듈(100)을 팩 프레임(1100) 내부에 수납하는 단계가 이어질 수 있다. 전지 모듈(100) 외에 기타 전장품, 냉각 부품 등을 팩 프레임(1100)에 함께 수납한 이후에 팩 프레임(1100)을 밀봉하는 것으로 전지팩(1000)의 조립을 완료할 수 있다. In addition, in the step of manufacturing the battery module 100, end plates 300 may be bonded to one open side and the other side of the module frame 200. As such, after manufacturing of the battery module 100 is completed, a step of accommodating the battery module 100 inside the pack frame 1100 may follow. Assembly of the battery pack 1000 may be completed by sealing the pack frame 1100 after storing the battery module 100 as well as other electronic components and cooling components in the pack frame 1100 .

이후에, 전지팩(1000)에 대해 EOL(End Of Life)를 실시하는 단계가 더 이어질 수 있다. 한편, 본 실시예에 따른 전지팩의 제조 방법은, 압력 측정 센서(1200)의 측정값을 확인하고 상기 측정값을 초기화하는 캘리브레이션(Calibration) 단계를 포함한다. 특히 압력 측정 센서(1200)를 0의 값으로 초기화할 수 있다. 즉, 압력 측정 센서(1200)의 초기값은, 상기 초기화에 의한 0의 값일 수 있다. 상기 캘리브레이션 단계는, 전지팩(1000)의 조립이 완료되고, EOL(End Of Life)를 실시하는 단계가 이루어진 이후에 진행될 수 있다. Thereafter, a step of performing end of life (EOL) on the battery pack 1000 may further follow. Meanwhile, the manufacturing method of the battery pack according to the present embodiment includes a calibration step of checking the measured value of the pressure measuring sensor 1200 and initializing the measured value. In particular, the pressure measurement sensor 1200 may be initialized to a value of 0. That is, the initial value of the pressure measuring sensor 1200 may be a value of 0 due to the initialization. The calibration step may be performed after assembly of the battery pack 1000 is completed and an end of life (EOL) step is performed.

이와 같이, 초기 가압(P)이 이루어지는 부분에 압력 측정 센서(1200)를 위치시키고, 전지팩(1000)의 조립이 완료된 이후에 압력 측정 센서(1200)의 측정값을 초기함으로써, 본 실시예에 따른 전지팩(1000)을 제조할 수 있다. In this way, by locating the pressure measuring sensor 1200 at the portion where the initial pressurization (P) is made and initializing the measured value of the pressure measuring sensor 1200 after assembly of the battery pack 1000 is completed, the present embodiment A battery pack 1000 according to the present invention may be manufactured.

초기화된 이후에 압력 측정 센서(1200)의 측정값이 기설정된 상한 임계값이나 하한 임계값의 범위를 벗어날 경우, 스웰링 발생에 의한 이상 상태나이나, 운반 및 설치 중의 파손에 의한 이상 상태를 판별할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 앞서 설명한 내용과 중복이므로 생략하도록 한다. After initialization, if the measured value of the pressure measuring sensor 1200 is out of the range of the preset upper limit threshold value or lower limit threshold value, abnormal conditions due to swelling or damage during transportation and installation are determined. can do. A detailed description of this will be omitted because it is redundant with the previously described content.

이하에서는, 도 7 등을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전지팩의 제조 방법에 대해 설명하도록 한다. 다만, 앞서 설명한 내용과 중복되는 부분은 설명을 생략하도록 한다. Hereinafter, a method of manufacturing a battery pack according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7 and the like. However, descriptions of overlapping parts with those described above will be omitted.

도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지팩의 검사 방법을 설명하기 위한 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method for inspecting a battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 7을 도 2, 4, 5와 함께 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지팩(1000)의 검사 방법은, 복수의 전지셀(110)들이 적층된 전지셀 적층체(120)를 포함하는 전지 모듈(100) 및 이러한 전지 모듈(100)을 수납하는 팩 프레임(1100)을 포함하는 전지팩(1000)을 동작시키는 단계; 감지부(1300)가 전지셀들 사이 중 적어도 한 곳에 배치된 압력 측정 센서(1200)에 가해지는 압력을 측정하고 제어부(1400)에 전달하는 단계; 및 감지부(1300)가 측정한 압력의 측정값을 토대로, 제어부(1400)가 전지 모듈의 충전 또는 방전을 제어하는 단계를 포함한다. Referring to FIG. 7 together with FIGS. 2, 4, and 5, a method for inspecting a battery pack 1000 according to an embodiment of the present invention includes a battery cell stack 120 in which a plurality of battery cells 110 are stacked. Operating a battery pack 1000 including a battery module 100 including a battery module 100 and a pack frame 1100 accommodating the battery module 100; measuring the pressure applied to the pressure measuring sensor 1200 disposed at at least one of the battery cells by the sensing unit 1300 and transmitting the pressure to the control unit 1400; and controlling, by the control unit 1400, charging or discharging of the battery module based on the measured value of the pressure measured by the sensing unit 1300.

이 때, 전지팩(1000)을 동작시키는 단계 이전에 압력 측정 센서(1200)의 측정값이 초기화된 상태이다. 즉, 압력 측정 센서(1200)의 측정값을 초기화하는 캘리브레이션(Calibration)이 이루어진 상태이다. 특히, 압력 측정 센서(1200)를 0의 값으로 초기화할 수 있다. 즉, 압력 측정 센서(1200)의 초기값은, 상기 초기화에 의한 0의 값일 수 있다. 전지팩(1000)을 동작시키는 것은, 전지팩(1000)에 수납된 전지 모듈(100)의 전지셀(110)들과 외부 전원(1700)을 연결하고 충전과 방전을 반복하는 것을 의미한다.At this time, the measured value of the pressure measuring sensor 1200 is initialized before the step of operating the battery pack 1000 . That is, a calibration is performed to initialize the measured value of the pressure measuring sensor 1200 . In particular, the pressure sensor 1200 may be initialized to a value of 0. That is, the initial value of the pressure measuring sensor 1200 may be a value of 0 due to the initialization. Operating the battery pack 1000 means connecting the battery cells 110 of the battery module 100 stored in the battery pack 1000 to the external power source 1700 and repeating charging and discharging.

구체적으로, 상술한 전지팩(1000)의 제조 방법에 따라 캘리브레이션 단계가 완료된 전지팩(1000)에 대해 출하, 운송 및 설치를 완료하고, 전지팩(1000)을 동작시킬 수 있다. Specifically, shipment, transportation, and installation of the battery pack 1000 for which the calibration step has been completed according to the above-described manufacturing method of the battery pack 1000 may be completed, and the battery pack 1000 may be operated.

압력 측정 센서(1200)에 측정된 압력의 측정값이 제어부(1400)에 전달되는데, 감지부(1300)가 측정한 압력의 측정값이 기설정된 상한 임계값 미만이고 기설정된 하한 임계값 초과일 경우, 전지팩(1000)의 동작은 계속 유지된다. 즉, 제어부(1400)에서 폐로 동작 신호가 제공되어 스위치부(1600)는 폐로 동작을 유지하게 된다.When the pressure measurement value measured by the pressure sensor 1200 is transmitted to the control unit 1400, the pressure measurement value measured by the sensor 1300 is less than the preset upper limit threshold value and exceeds the preset lower limit threshold value. , the operation of the battery pack 1000 continues. That is, a loop operation signal is provided from the control unit 1400 so that the switch unit 1600 maintains the loop operation.

상기 제어부(1400)가 전지 모듈의 충전 또는 방전을 제어하는 단계에서, 감지부(1300)가 측정한 압력의 측정값이 기설정된 상한 임계값 이상 또는 기설정된 하한 임계값 이하일 경우, 제어부(1400)가 전지 모듈의 충전 또는 방전을 중단시킬 수 있다. 구체적으로, 제어부(1400)가 스위치부(1600)에 개로 동작 신호를 제공하고, 스위치부(1600)가 개로 동작하여 전지 모듈(100), 구체적으로는 전지 모듈(100) 내부의 전지셀(110)들과 외부 전원(1700)의 연결 경로를 차단할 수 있다. In the step of controlling the charging or discharging of the battery module by the controller 1400, when the measured value of the pressure measured by the sensor 1300 is equal to or greater than a preset upper limit threshold value or less than a preset lower limit threshold value, the controller 1400 may stop charging or discharging of the battery module. Specifically, the control unit 1400 provides an open operation signal to the switch unit 1600, and the switch unit 1600 operates to open the battery module 100, specifically, the battery cell 110 inside the battery module 100. ) and the external power source 1700 may be blocked.

상기 측정값이 상한 임계값 이상인 경우, 전지팩(1000) 내부의 전지셀(110)들에 스웰링이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이에 따라, 제어부(1400)가 스위치부(1600)의 개로 동작 신호를 제공하여, 전지팩(1000)의 작동을 중단시킬 수 있다.When the measured value is equal to or greater than the upper limit threshold, it may be determined that swelling has occurred in the battery cells 110 inside the battery pack 1000 . Accordingly, the control unit 1400 may provide an operation signal to open the switch unit 1600 to stop the operation of the battery pack 1000 .

상기 측정값이 하한 임계값 이하인 경우, 전지팩(1000)의 운반이나 설치 중에 파손이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이에 따라, 제어부(1400)가 스위치부(1600)의 개로 동작 신호를 제공하여, 전지팩(1000)의 작동을 중단시킬 수 있다.When the measured value is less than or equal to the lower limit threshold, it may be determined that damage has occurred during transportation or installation of the battery pack 1000 . Accordingly, the control unit 1400 may provide an operation signal to open the switch unit 1600 to stop the operation of the battery pack 1000 .

한편, 본 실시예에 따른 전지팩(1000)의 검사 방법은, 출력부(1500)가 전지 모듈의 상태를 출력하는 출력 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 출력 단계에서, 출력부(1500)는, 초기화 이후에 감지부(1300)가 측정한 압력의 측정값이 기설정된 상한 임계값 이상일 경우, 전지셀(110)의 스웰링에 의한 이상 상태를 출력할 수 있고, 상기 측정값이 기설정된 하한 임계값 이하일 경우, 파손에 의한 이상 상태를 출력할 수 있다. Meanwhile, the method for inspecting the battery pack 1000 according to the present embodiment may further include an output step in which the output unit 1500 outputs the state of the battery module. In the outputting step, the output unit 1500 outputs an abnormal state due to swelling of the battery cell 110 when the measured value of the pressure measured by the sensing unit 1300 after initialization is equal to or greater than a predetermined upper limit threshold value. and when the measured value is less than or equal to a preset lower limit threshold value, an abnormal state due to damage may be output.

상기 측정값이 상한 임계값 이상인 경우, 상술한 것처럼, 전지팩(1000) 내부의 전지셀(110)들에 스웰링이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이에 출력부(1500)는, 전지팩(1000)의 이상 상태, 즉 전지셀(110)의 스웰링에 의한 이상 상태를 영상이나 음성 형태로 출력할 수 있다. When the measured value is equal to or greater than the upper limit threshold value, it may be determined that swelling has occurred in the battery cells 110 inside the battery pack 1000 as described above. Accordingly, the output unit 1500 may output an abnormal state of the battery pack 1000, that is, an abnormal state due to swelling of the battery cell 110 in the form of video or audio.

상기 측정값이 하한 임계값 이하인 경우, 상술한 것처럼, 전지팩(1000)의 운반이나 설치 중에 파손이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이에 출력부(1500)는, 파손에 의한 이상 상태를 영상이나 음성 형태로 출력할 수 있다. 이 경우, 전지팩(1000)의 사용을 중지하고 회수 처리한다. When the measured value is less than or equal to the lower limit threshold value, as described above, it may be determined that damage has occurred during transportation or installation of the battery pack 1000 . Accordingly, the output unit 1500 may output the abnormal state due to damage in the form of video or audio. In this case, use of the battery pack 1000 is stopped and collected.

한편, 상술한 바 대로, 압력 측정 센서(1200)의 초기값은, 상기 초기화에 의한 0의 값일 수 있다. 상기 상한 임계값은 0 초과의 값일 수 있고, 상기 하한 임계값은 0 미만의 값일 수 있다. 즉, 측정값이 양수인 상한 임계값 이상이 되면 전지셀(110)들이 과도하게 팽창하는 것으로 판단할 수 있고, 측정값이 음수인 하한 임계값 이하가 되면 전지팩(1000) 내부에 파손이 발생해 전지셀(110)들 사이에 압력이 감소하는 것으로 판단할 수 있다. Meanwhile, as described above, the initial value of the pressure sensor 1200 may be a value of 0 due to the initialization. The upper limit threshold value may be a value greater than zero, and the lower limit threshold value may be a value less than zero. That is, when the measured value is greater than the positive upper limit threshold value, it can be determined that the battery cells 110 are excessively expanded, and when the measured value is less than the negative lower limit threshold value, damage occurs inside the battery pack 1000. It can be determined that the pressure between the battery cells 110 is reduced.

본 실시예에서 전, 후, 좌, 우, 상, 하와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있다.In this embodiment, terms indicating directions such as front, back, left, right, up, and down are used, but these terms are only for convenience of description and may vary depending on the location of the target object or the location of the observer. .

앞에서 설명한 본 실시예에 따른 하나 또는 그 이상의 전지 모듈은, BMS(Battery Management System), BDU(Battery Disconnect Unit), 냉각 시스템 등의 각종 제어 및 보호 시스템과 함께 장착되어 전지팩을 형성할 수 있다.One or more battery modules according to the present embodiment described above may be mounted together with various control and protection systems such as a battery management system (BMS), a battery disconnect unit (BDU), and a cooling system to form a battery pack.

상기 전지팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 등의 운송 수단이나 ESS(Energy Storage System)에 적용될 수 있으나 이에 제한되지 않고 이차 전지를 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하다.The battery pack may be applied to various devices. Specifically, it can be applied to means of transportation such as electric bicycles, electric vehicles, hybrids, or energy storage systems (ESS), but is not limited thereto and can be applied to various devices that can use secondary batteries.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also made according to the present invention. falls within the scope of the rights of

100: 전지 모듈
110: 전지셀
1000: 전지팩
1100: 팩 프레임
1200: 압력 측정 센서
1300: 감지부
1400: 제어부100: battery module
110: battery cell
1000: battery pack
1100: pack frame
1200: pressure measuring sensor
1300: sensing unit
1400: control unit

Claims (15)

복수의 전지셀들이 적층된 전지셀 적층체를 포함하는 전지 모듈;
상기 전지 모듈을 수납하는 팩 프레임;
상기 전지셀들 사이 중 적어도 한 곳에 배치되어 인가되는 압력을 측정하는 압력 측정 센서를 포함하는 감지부; 및
상기 감지부가 측정한 압력의 측정값을 토대로 상기 전지 모듈의 충전 및 방전을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 압력 측정 센서는, 상기 전지 모듈이 팩 프레임 내부에 수납된 이후에 측정된 압력 값에 기초하여 초기화된 상태인 전지팩.A battery module including a battery cell stack in which a plurality of battery cells are stacked;
a pack frame accommodating the battery module;
a sensing unit including a pressure measuring sensor disposed at at least one of the battery cells and measuring an applied pressure; and
A control unit for controlling charging and discharging of the battery module based on the measured value of the pressure measured by the sensing unit;
The battery pack, wherein the pressure measurement sensor is in an initialized state based on a pressure value measured after the battery module is accommodated in the pack frame. 제1항에서,
상기 전지셀 적층체는, 양 측면이 가압된 상태로 상기 전지 모듈 내부에 수납되는 전지팩.In paragraph 1,
The battery cell stack is housed inside the battery module in a state in which both sides are pressed. 제2항에서,
상기 압력 측정 센서는, 상기 전지셀 적층체의 상기 양 측면 중 가압된 영역과 대응하도록 배치되는 전지팩.In paragraph 2,
The pressure measuring sensor is disposed to correspond to the pressurized area of the both sides of the battery cell stack. 제1항에서,
상기 초기화 이후에 상기 감지부가 측정한 압력의 측정값이 기설정된 상한 임계값 이상 또는 기설정된 하한 임계값 이하일 경우, 상기 제어부가 상기 전지 모듈의 충전 또는 방전을 중단시키는 전지팩.In paragraph 1,
The battery pack in which the control unit stops charging or discharging of the battery module when the measured value of the pressure measured by the sensing unit after the initialization is equal to or greater than a preset upper limit threshold or equal to or less than a preset lower limit threshold. 제4항에서,
상기 압력 측정 센서의 초기값은, 상기 초기화에 의한 0의 값이고,
상기 상한 임계값은 0 초과의 값이며, 상기 하한 임계값은 0 미만의 값인 전지팩.In paragraph 4,
The initial value of the pressure measuring sensor is a value of 0 by the initialization,
The upper limit threshold value is a value greater than 0, and the lower limit threshold value is a value less than 0 battery pack. 제4항에서,
상기 전지셀들과 외부 전원의 연결 경로 상에 제공되는 스위치부를 더 포함하고, 상기 제어부가 상기 스위치부를 제어하여 상기 전지 모듈의 충전 또는 방전을 중단시키는 전지팩.In paragraph 4,
The battery pack further includes a switch unit provided on a connection path between the battery cells and an external power source, wherein the control unit controls the switch unit to stop charging or discharging of the battery module. 제1항에서,
상기 전지 모듈의 상태가 출력되는 출력부를 더 포함하고,
상기 출력부는,
상기 초기화 이후에 상기 감지부가 측정한 압력의 측정값이 기설정된 상한 임계값 이상일 경우, 상기 전지셀의 스웰링에 의한 이상 상태를 출력하고, 상기 측정값이 기설정된 하한 임계값 이하일 경우, 파손에 의한 이상 상태를 출력하는 전지팩.In paragraph 1,
Further comprising an output unit for outputting the state of the battery module,
the output unit,
After the initialization, if the measured value of the pressure measured by the sensing unit is greater than or equal to a preset upper limit threshold value, an abnormal state due to swelling of the battery cell is output, and if the measured value is less than or equal to a preset lower limit threshold value, damage is prevented. A battery pack that outputs an abnormal state by 제7항에서,
상기 압력 측정 센서의 초기값은, 상기 초기화에 의한 0의 값이고,
상기 상한 임계값은 0 초과의 값이고, 상기 하한 임계값은 0 미만의 값인 전지팩.In paragraph 7,
The initial value of the pressure measuring sensor is a value of 0 by the initialization,
The upper limit threshold value is a value greater than 0, and the lower limit threshold value is a value less than 0 battery pack. 복수의 전지셀들을 적층하고, 상기 전지셀들 사이 중 적어도 한 곳에 압력 측정 센서를 배치하여, 전지셀 적층체를 제조하는 단계;
상기 전지셀 적층체의 양 측면을 가압하면서 상기 전지셀 적층체를 모듈 프레임에 수납하여, 전지 모듈을 제조하는 단계;
상기 전지 모듈을 팩 프레임 내부에 수납하는 단계; 및
상기 압력 측정 센서의 측정값을 확인하고, 상기 측정값을 O으로 초기화하는 캘리브레이션 단계를 포함하는 전지팩의 제조 방법.Manufacturing a battery cell laminate by stacking a plurality of battery cells and disposing a pressure measuring sensor on at least one of the battery cells;
Manufacturing a battery module by housing the battery cell stack in a module frame while pressing both sides of the battery cell stack;
accommodating the battery module in a pack frame; and
A method of manufacturing a battery pack comprising a calibration step of checking a measured value of the pressure measuring sensor and initializing the measured value to 0. 제9항에서,
상기 전지 모듈을 제조하는 단계에서, 상기 전지셀 적층체의 양 측면이 가압되는 전지팩의 제조 방법.In paragraph 9,
In the step of manufacturing the battery module, both sides of the battery cell stack are pressed. 제9항에서,
상기 압력 측정 센서는, 상기 전지셀 적층체의 상기 양 측면 중 가압된 영역과 대응하도록 배치되는 전지팩의 제조 방법.In paragraph 9,
The pressure measuring sensor is disposed to correspond to the pressurized area of the both side surfaces of the battery cell stack. 복수의 전지셀들이 적층된 전지셀 적층체를 포함하는 전지 모듈 및 상기 전지 모듈을 수납하는 팩 프레임을 포함하는 전지팩을 동작시키는 단계;
감지부가 상기 전지셀들 사이 중 적어도 한 곳에 배치된 압력 측정 센서에 가해지는 압력을 측정하고 제어부에 전달하는 단계; 및
상기 감지부가 측정한 압력의 측정값을 토대로, 상기 제어부가 상기 전지 모듈의 충전 또는 방전을 제어하는 단계를 포함하고,
상기 전지팩을 동작시키는 단계 이전에 상기 압력 측정 센서의 측정값이 초기화된 상태인 전지팩의 검사 방법.Operating a battery pack including a battery module including a battery cell stack in which a plurality of battery cells are stacked and a pack frame accommodating the battery module;
measuring the pressure applied to a pressure measuring sensor disposed at least one of the battery cells by a sensing unit and transmitting the pressure to a control unit; and
Controlling, by the control unit, charging or discharging of the battery module based on the measured value of the pressure measured by the sensing unit;
The method of inspecting a battery pack, wherein the measured value of the pressure measuring sensor is initialized before the step of operating the battery pack. 제12항에서,
상기 제어부가 상기 전지 모듈의 충전 또는 방전을 제어하는 단계에서,
상기 감지부가 측정한 압력의 측정값이 기설정된 상한 임계값 이상 또는 기설정된 하한 임계값 이하일 경우, 상기 제어부가 상기 전지 모듈의 충전 또는 방전을 중단시키는 전지팩의 검사 방법.In paragraph 12,
In the step of controlling the charging or discharging of the battery module by the control unit,
The method of inspecting a battery pack in which the control unit stops charging or discharging of the battery module when the measured value of the pressure measured by the sensing unit is equal to or greater than a preset upper limit threshold or equal to or less than a preset lower limit threshold. 제13항에서,
상기 압력 측정 센서의 초기값은, 상기 초기화에 의한 0의 값이고,
상기 상한 임계값은 0 초과의 값이며, 상기 하한 임계값은 0 미만의 값인 전지팩의 검사 방법.In paragraph 13,
The initial value of the pressure measuring sensor is a value of 0 by the initialization,
The upper limit threshold is a value greater than 0, and the lower limit threshold is a value less than 0. 제12항에서,
출력부가 상기 전지 모듈의 상태를 출력하는 출력 단계를 더 포함하고,
상기 출력 단계에서, 상기 출력부는,
상기 초기화 이후에 상기 감지부가 측정한 압력의 측정값이 기설정된 상한 임계값 이상일 경우, 상기 전지셀의 스웰링에 의한 이상 상태를 출력하고, 상기 측정값이 기설정된 하한 임계값 이하일 경우, 파손에 의한 이상 상태를 출력하는 전지팩의 검사 방법.
In paragraph 12,
Further comprising an output step of outputting the state of the battery module by the output unit,
In the output step, the output unit,
After the initialization, if the measured value of the pressure measured by the sensing unit is greater than or equal to a preset upper limit threshold value, an abnormal state due to swelling of the battery cell is output, and if the measured value is less than or equal to a preset lower limit threshold value, damage is prevented. A battery pack inspection method that outputs an abnormal state by
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