KR20240062740A - 압력 유지 장치 및 이를 포함하는 배터리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 개시에 따른 압력 유지 장치는, 복수의 배터리 셀과 함께 배터리 모듈의 하우징 내부에 위치하며, 상기 복수의 배터리 셀의 변형으로 인한 상기 하우징 내부의 압력 변화를 상쇄시키기 위해 부피가 변하는 유압 장치, 유체를 저장하며, 배관을 통해 상기 유압 장치와 연결되고, 상기 유압 장치의 부피 변화에 따라서 상기 배관에 유체를 토출하거나 상기 배관으로부터 유입된 유체를 저장하는 어큐뮬레이터, 상기 어큐뮬레이터를 가열하는 히터, 그리고 외기 온도에 따라서 상기 히터를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.

Description

압력 유지 장치 및 이를 포함하는 배터리 시스템{PRESSURE MAINTENANCE DEVICE AND BATTERY SYSTEM INCLUDING THE SAME}
본 개시는 압력 유지 장치, 및 이를 포함하는 배터리 시스템에 관한 것이다.
이차 배터리(secondary battery)는 충전 및 방전이 반복될 수 있다는 점에서, 화학 물질의 전기 에너지로의 비가역적 변환만을 제공하는 일차 배터리(primary battery)와 상이하다. 저용량의 이차 배터리는 휴대 전화, 노트북 컴퓨터, 및 캠코더와 같은 소형 전자 장치의 전원 장치로서 사용되고, 고용량의 이차 배터리는 하이브리드 자동차 등의 전원 장치로서 사용된다.
일반적으로, 이차 배터리 셀은 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체, 전극 조립체를 수용하는 케이스, 그리고 전극 조립체와 전기적으로 연결되어 있는 전극 단자를 포함한다. 양극, 음극, 및 전해질 용액의 전기 화학적 반응을 통해 배터리 셀의 충방전을 가능하게 하기 위해, 케이스로 전해액이 주입된다. 원통형 또는 직육면체와 같은 케이스의 형상은 배터리 셀의 용도에 따라 다르다.
이차 배터리 셀은 충방전이 반복됨에 따라 수축과 팽창을 반복하여, 배터리 구조물에 직접적인 피로 하중이 가해진다. 또한, 이차 배터리 셀은 열화가 진행됨에 따라 지속적으로 팽창하며, 이러한 지속적인 팽창으로 인해 수명 후기에는 수명 초기에 비해 구조물에 가해지는 압력이 증가하여 성능 저하와 구조 변형으로 인한 안전성 문제가 발생할 수 있다.
본 개시를 통해 해결하고자 하는 기술적 과제는, 배터리 셀의 부피 변화에도 배터리 구조물의 내부 압력을 일정하게 유지시키기 위한 압력 유지 장치, 및 이를 포함하는 배터리 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 따른 압력 유지 장치는, 복수의 배터리 셀과 함께 배터리 모듈의 하우징 내부에 위치하며, 상기 복수의 배터리 셀의 변형으로 인한 상기 하우징 내부의 압력 변화를 상쇄시키기 위해 부피가 변하는 유압 장치, 유체를 저장하며, 배관을 통해 상기 유압 장치와 연결되고, 상기 유압 장치의 부피 변화에 따라서 상기 배관에 유체를 토출하거나 상기 배관으로부터 유입된 유체를 저장하는 어큐뮬레이터, 상기 어큐뮬레이터를 가열하는 히터, 그리고 외기 온도에 따라서 상기 히터를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.
상기 유압 장치는, 상기 복수의 배터리 셀이 팽창하면 수축하여 상기 배관으로 유체를 토출하고, 상기 복수의 배터리 셀이 수축하면 상기 배관으로부터 유체가 유입되어 팽창할 수 있다.
상기 유압 장치는, 유압 실린더 또는 유압 백일 수 있다.
상기 압력 유지 장치는, 상기 외기 온도를 검출하는 온도 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 압력 유지 장치는, 상기 배관에 연결되며, 개방 시 상기 배관에 유체를 보충하는 유지 밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 압력 유지 장치는, 상기 배관에 연결되며, 상기 배관 내 압력이 소정치를 넘어서면 개방되어 상기 배관으로부터 유체를 토출시키는 감압 밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 압력 유지 장치는, 보충 배관, 상기 배관과 상기 보충 배관 사이에 연결되며, 개방 시 상기 보충 배관의 유체를 상기 배관에 공급하는 솔레노이드 밸브, 그리고 유체를 저장하며, 상기 솔레노이드 밸브의 개방으로 상기 보충 배관의 내부 압력이 낮아지면 상기 보충 배관으로 유체를 토출하는 보조 어큐뮬레이터를 더 포함할 수 있다. 상기 솔레노이드 밸브는, 상기 배관의 내부 압력이 상기 보충 배관의 내부 압력보다 소정치 이상 낮아지면 개방될 수 있다.
상기 압력 유지 장치는, 상기 보충 배관에 연결되며, 개방 시 상기 보충 배관에 유체를 보충하는 유지 밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 압력 유지 장치는, 상기 배관에 결합되며 상기 배관의 내부 압력을 검출하는 제1 압력 센서, 그리고 상기 보충 배관에 결합되며 상기 보충 배관의 내부 압력을 검출하는 제2 압력 센서를 더 포함할 수 있다. 상기 제어기는 상기 제1 압력 센서를 통해 검출된 제1 압력이 상기 제2 압력 센서를 통해 검출된 제2 압력보다 낮으면, 상기 솔레노이드 밸브를 개방시킬 수 있다.
상기 압력 유지 장치는, 상기 어큐뮬레이터에 결합되며 상기 어큐뮬레이터의 내부 압력을 검출하는 제1 압력 센서, 그리고 상기 보조 어큐뮬레이터에 결합되며 상기 보조 어큐뮬레이터의 내부 압력을 검출하는 제2 압력 센서를 더 포함할 수 있다. 상기 제어기는 상기 제1 압력 센서를 통해 검출된 제1 압력이 상기 제2 압력 센서를 통해 검출된 제2 압력보다 낮으면, 상기 솔레노이드 밸브를 개방시킬 수 있다.
상기 배관에 결합하며, 상기 배관에 유체를 추가로 공급하는 펌프, 그리고 상기 펌프를 구동하는 모터를 더 포함할 수 있다. 상기 제어기는 상기 배관의 내부 압력이 소정치 이하로 낮아지면, 상기 모터를 제어하여 상기 펌프를 구동시킬 수 있다.
일 실시 예에 따른 배터리 시스템은, 전술한 압력 유지 장치, 그리고 상기 배터리 모듈을 포함할 수 있다. 상기 배터리 모듈은, 서로 적층되는 상기 복수의 배터리 셀, 그리고 내부에 상기 복수의 배터리 셀 및 상기 유압 장치가 위치하는 기밀 공간이 형성된 상기 하우징을 포함할 수 있다.
본 개시에 따르면 배터리 셀의 스웰링이 발생해도 배터리 구조물의 내부 압력을 일정하게 유지시킬 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 압력 유지 장치를 포함하는 배터리 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2는 다른 실시 예에 따른 압력 유지 장치를 포함하는 배터리 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 3은 또 다른 실시 예에 따른 압력 유지 장치를 포함하는 배터리 시스템을 개략적으로 도시한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다. 이하 첨부된 도면들을 참조하여 실시 예들의 효과 및 특징, 그리고 그 구현 방법을 상세히 설명한다. 도면에서, 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타내며, 그에 대한 중복되는 설명은 생략된다. 그러나, 본 발명은 다양한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 오히려, 이들 실시 예들은 본 개시가 철저하고 완전하게 될 수 있도록 예로서 제공되며, 통상의 기술자에게 본 발명의 양태 및 특징을 충분히 전달할 것이다.
따라서, 본 발명의 양태들 및 특징들의 완전한 이해를 위해 당업자에게 필요하지 않다고 여겨지는 프로세스들, 요소들, 및 기술들은 설명되지 않을 수 있다. 도면에서, 소자들, 층들, 및 영역들의 상대적 크기는 명확성을 위해 과장될 수 있다.
본 문서에서 "및/또는"이라는 용어는 관련되어 열거된 복수의 항목들의 모든 조합 또는 임의의 조합을 포함한다. 본 발명의 실시 예들을 기술할 때 "~할 수 있다", "~일 수 있다"를 사용하는 것은 "본 발명의 하나 이상의 실시 예"를 의미한다. 본 문서에서 단수 형태의 용어는 문맥에 달리 명시되지 않는 한 복수 형태를 포함할 수 있다.
본 문서에서 "제1", "제2", ??제3"등의 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되지만, 이들 구성요소들은 이 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.
본 문서에서 하나의 구성요소 또는 층이 다른 구성요소 또는 층에 대해 "상에", "연결된", 또는 "결합된" 것으로 기재되는 경우에 있어, "상에", "연결된" 및 "결합된" 것은 직접, 또는 하나 이상의 다른 구성요소 또는 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한, 하나의 구성요소 또는 층이 2개의 구성요소 또는 층 "사이"에 있는 것으로 기재되는 경우, 2개의 구성요소 또는 층 사이의 유일한 구성요소 또는 층이거나, 하나 이상의 개재된 다른 요소 또는 층이 존재함으로 이해되어야 한다.
본 서에서 2개의 구성요소를 전기적으로 연결한다는 것은 2개의 구성요소를 직접(directly) 연결할 경우뿐만 아니라, 2개의 구성요소 사이에 다른 구성요소를 거쳐서 연결하는 경우도 포함할 수 있다. 다른 구성요소는 스위치, 저항, 커패시터 등을 포함할 수 있다. 실시 예들을 설명함에 있어서 연결한다는 표현은, 직접 연결한다는 표현이 없는 경우에는, 전기적으로 연결한다는 것을 의미한다.
이하, 필요한 도면들을 참조하여 실시 예들에 따른 압력 유지 장치, 및 이를 포함하는 배터리 시스템에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 압력 유지 장치를 포함하는 배터리 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 배터리 시스템(1a)은 배터리 모듈 및 배터리 모듈의 압력 유지 장치를 포함할 수 있다.
배터리 모듈은 서로 직렬 또는 병렬 연결되는 복수의 배터리 셀(11)과, 복수의 배터리 셀(11)을 수용하는 구조물인 모듈 하우징(12)을 포함할 수 있다. 복수의 배터리 셀(11)은 모듈 하우징(12) 내부에서 적층된 형태로 배치될 수 있다.
모듈 하우징(12)의 내부에는 기밀 상태의 공간(또는 격실)(14)이 형성될 수 있다. 모듈 하우징(12)의 내부 공간(14)에는 복수의 배터리 셀(11)과, 후술하는 압력 유지 장치(20)의 유압 장치(21)가 수용될 수 있다. 모듈 하우징(12)의 내부 공간(14)에서 유압 장치(21)와 배터리 셀(11)들 사이에는 완충 플레이트(13)가 추가로 위치할 수 있다. 완충 플레이트(13)는 배터리 셀(11)의 부피 변화에 따라 변형되거나 위치가 이동될 수 있다. 완충 플레이트(13)는 배터리 셀(11)의 수축 시 유압 장치(21)의 팽창 압력에 의해 배터리 셀(11)들 측으로 이동하거나 변형될 수 있다. 완충 플레이트(13)는 배터리 셀(11)의 팽창 시 배터리 셀(11)의 팽창 압력에 의해 유압 장치(21) 측으로 이동하거나 변형될 수 있다.
일 실시 예에 따른 압력 유지 장치는, 유압 장치(21), 어큐뮬레이터(accumulator, 22), 유체 배관(23), 유지 밸브(24), 감압 밸브(25), 히터(26), 온도 센서(27), 및 제어기(28)를 포함할 수 있다.
유압 장치(21)는 배터리 셀(11)들의 변형(부피 변화)으로 인한 모듈 하우징(12) 내부의 압력 변화를 상쇄시켜 모듈 하우징(12)의 피로 하중을 최소화할 수 있다. 유압 장치(21)는 배터리 셀(11)이 수축하면, 팽창하여 완충 플레이트(13)를 배터리 셀(11)들 측으로 이동시키거나 변형시킬 수 있다. 유압 장치(21)는 배터리 셀(11)이 팽창하면, 완충 플레이트(13)를 통해 배터리 셀(11)들로부터 전달되는 팽창 압력에 의해 수축할 수 있다.
유압 장치(21)는 유압 백(Hydraulic bag), 유압 실린더(cylinder) 등과 같이 유압에 의해 팽창과 수축이 가능한 장치를 포함할 수 있다. 유압 장치(21)는 유체(예를 들어, 오일(oil))의 유입과 배출을 통해 팽창 또는 수축할 수 있다. 유압 장치(21)의 수축 시에는 유압 장치(21)로부터 유체가 배출될 수 있다. 유압 장치(21)의 팽창 시에는 유압 장치(21)로 유체가 유입될 수 있다.
어큐뮬레이터(22)는 가압된 유체를 저장하며, 유압 장치(21)의 팽창과 수축으로 인해 발생하는 유압 변화를 상쇄시킬 수 있다. 즉, 어큐뮬레이터(22)는 유압 장치(21)의 팽창과 수축으로 인해 유체 배관(23) 내부의 유압 변화가 발생하면, 유체 배관(23)에 유체를 배출하거나, 유체 배관(23)으로부터 어큐뮬레이터(22) 내부로 유체를 유입시켜 유체 배관(23) 내 유압 변화를 상쇄시킬 수 있다. 배터리 셀(11)이 수축하여 유압 장치(21)가 팽창하면, 어큐뮬레이터(22)는 유체 배관(23)으로 유체를 배출하여 유압 감소를 방지할 수 있다. 배터리 셀(11)이 팽창하여 유압 장치(21)가 수축하면, 어큐뮬레이터(22)는 유압 장치(21)로부터 어큐뮬레이터(22) 내로 유체를 유입시켜 유압 증가를 방지할 수 있다. 따라서, 어큐뮬레이터(22)의 내부 압력은 배터리 셀(11)의 내부 압력 변화에 비례하여 변화할 수 있다. 즉, 어큐뮬레이터(22)는 배터리 셀(11)의 내부 압력이 상승(팽창)하면 유체 유입으로 압력이 상승하고, 배터리 셀(11)의 내부 압력이 감소(수축)하면 유체 배출을 통해 압력이 감소할 수 있다.
유체 배관(23)은 모듈 하우징(12)에 관통 결합되며, 유압 장치(21) 및 어큐뮬레이터(22)의 유체 출입구(미도시)와 각각 연결될 수 있다. 유체 배관(23)은 유압 장치(21)와 어큐뮬레이터(22) 사이의 유체 교환을 위한 통로로 사용될 수 있다.
유지 밸브(24)는 유체 배관(23)의 유체 투입구(미도시)에 연결되어 유체 배관(23) 내부에 유체를 보충할 있다. 유지 밸브(24)는 수동 또는 자동으로 작동할 수 있다.
유지 밸브(24)는 사용자의 수동 조작에 의해 개방되어 유체 배관(23) 내부에 유체를 공급할 수 있다.
유지 밸브(24)는 제어기(28)에 의해 개폐가 제어될 수도 있다. 이 경우, 제어기(28)는 유체 배관(23) 내부의 압력이 소정치 이하로 낮아지거나 또는 설정된 주기가 되면 유지 밸브(24)를 개방하여 유체 탱크(미도시)에 저장된 유체를 유체 배관(23) 내부에 공급할 수 있다. 이를 위해, 압력 유지 장치는 유체 배관(23) 또는 어큐뮬레이터(22)의 내부 압력을 검출하기 위한 압력 센서(도 2의 도면부호 34 참조)를 더 포함할 수도 있다. 제어기(28)는 압력 센서를 통해 검출된 유체 배관(23) 또는 어큐뮬레이터(22)의 내부 압력이 소정치 이하로 낮아지면 유지 밸브(24)를 개방시켜 유체 배관(23)에 유체를 추가로 공급할 수 있다.
감압 밸브(25)는 유체 배관(23)의 유체 배출구(미도시)에 연결되어 유체 배관(23) 내부의 유체를 유체 배관(23) 외부로 배출시킬 수 있다. 감압 밸브(25)는 유체 배관(23) 내부의 압력이 소정치를 넘어서면 개방되어 유체 배관(23) 내부의 유체를 외부로 배출시킬 수 있다. 감압 밸브(25)는 유체 배관(23) 내부의 압력이 소정치 이하로 낮아지면 폐쇄되어 유체 배출을 중단할 수도 있다.
유체 배관(23)은 유지 밸브(24)가 개방되어 유체 배관(23) 내부에 유체가 공급되거나, 감압 밸브(25)가 개방되어 유체 배관(23) 내부의 유체가 외부로 토출되는 경우를 제외하고는 기밀 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 유지 밸브(24) 및 감압 밸브(25)가 폐쇄된 상태에서, 유체 배관(23) 내부의 유체는 유압 장치(21) 및 어큐뮬레이터(22)와의 교환만 허용될 수 있다.
히터(26)는 어큐뮬레이터(22)를 가열할 수 있다.
온도 센서(27)는 어큐뮬레이터(22) 외부의 외기 온도를 측정할 수 있다.
제어기(28)는 온도 센서(27)를 통해 외기 온도를 검출하며, 히터(26)에 흐르는 전류를 조절하여 어큐뮬레이터(22)를 가열할 수 있다. 제어기(28)는 어큐뮬레이터(22) 내부의 온도 변화로 인해 어큐뮬레이터(22) 내부의 압력 변화가 발생하는 것을 방지하기 위해, 검출된 외기 온도에 따라 히터(26)의 작동을 제어함으로써 어큐뮬레이터(22)의 내부 온도 변화를 최소화할 수 있다. 어큐뮬레이터(22) 내부에 질소가 충전된 경우, 200bar로 가압된 1L 질소를 30도 상승시키는데 필요한 에너지가 대략 2Wh이므로 적은 에너지로 어큐뮬레이터(22) 내부의 온도 변화를 최소화할 수 있다.
전술한 실시 예에 따르면, 배터리 셀(11)들의 변위가 압력 유지 장치에 의해 흡수되어 충방전으로 인해 모듈 하우징(12)에 가해지는 피로 하우징이 최소화될 수 있다. 또한, 배터리 셀(11)의 수명 열화로 인해 스웰링(swelling)이 발생하더라도 수명 초기와 비교하여 모듈 하우징(12) 내부의 압력이 일정하게 유지될 수 있어 모듈 하우징(12)의 구조 변형이 최소화될 수 있다. 또한, 배터리 모듈의 설치 시 압력 유지 장치를 사용해 배터리 셀(11)들을 가압함으로써 배터리 셀(11)들의 체결력을 향상시킬 수 있다. 또한, 어큐뮬레이터(22) 및 히터(26) 등을 사용해 외기 온도 변수, 유체 누출 등에 대응할 수 있다.
도 2는 다른 실시 예에 따른 압력 유지 장치를 포함하는 배터리 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2의 배터리 시스템(1b)에서 전술한 도 1의 배터리 시스템(1a)과 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타내며, 그에 대한 중복되는 설명은 생략된다.
도 1과 비교할 때, 배터리 시스템(1b)은 보충 배관(31), 보충 어큐뮬레이터(32), 솔레노이드(solenoid) 밸브(33), 및 압력 센서(34, 35)를 추가로 포함할 수 있다.
보충 배관(31)은 솔레노이드 밸브(33), 보충 어큐뮬레이터(32), 및 유지 밸브(24) 사이의 유체 통로로 사용될 수 있다.
보조 어큐뮬레이터(32)는 가압된 상태로 유체를 저장할 수 있다. 보조 어큐뮬레이터(32)는 유지 밸브(24)를 통해 보충 배관(31)으로 유체가 공급되면 공급된 유체를 내부에 저장할 수 있다. 보조 어큐뮬레이터(32)는 솔레노이드 밸브(33)가 개방되어 보충 배관(31) 내부의 유압이 낮아지면 보조 어큐뮬레이터(32) 내부에 저장된 유체를 배출하여 보충 배관(31)에 유체를 공급할 수 있다.
솔레노이드 밸브(33)는 제어기(28)의 제어에 의해 개도가 제어되며, 유체 배관(23)과 보충 배관(31) 사이의 유체 흐름을 제어할 수 있다.
압력 센서(34)는 유체 배관(23)에 결합되어 유체 배관(23)의 내부 유압(P1)을 검출할 수 있다. 압력 센서(35)는 보충 배관(31)에 결합되어 보충 배관(31)의 내부 유압(P2)을 검출할 수 있다.
제어기(28)는 압력 센서들(34, 35)로부터 검출된 압력들을 비교하여 유체 배관(23)의 내부 유압(P1)이 보충 배관(31)의 내부 유압(P2)보다 낮아질 경우 솔레노이드 밸브(33)를 개방하여 보충 배관(31)의 유체가 유체 배관(23)으로 유입되도록 할 수 있다. 보충 배관(31)으로부터 유체 배관(23)으로 유체가 공급되면 보충 배관(31) 내부의 유압이 낮아지고, 이로 인해 어큐뮬레이터(32)에 저장된 유체가 보충 배관(31)으로 배출될 수 있다.
한편, 위에서는 유체 배관(23) 및 보충 배관(31)에 결합된 압력 센서(34, 35)들을 사용해 솔레노이드 밸브(33)의 개방을 결정하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 솔레노이드 밸브(33)의 개방을 결정하기 위한 압력 센서(34, 35)가 어큐뮬레이터들(22, 32)에 각각 결합될 수도 있다. 이 경우, 압력 센서들은 어큐뮬레이터(22)와 보조 어큐뮬레이터(32) 각각의 내부 압력을 검출하고, 제어기(28)는 이 압력들을 비교하여 솔레노이드 밸브(33)의 개방을 결정할 수 있다. 즉, 제어기(28)는 어큐뮬레이터(22)의 내부 압력이 보조 어큐뮬레이터(32)의 내부 압력보다 낮아질 경우 솔레노이드 밸브(33)를 개방하여 보충 배관(31)의 유체가 유체 배관(23)으로 유입되도록 할 수 있다.
이 실시 예에 따르면, 보조 어큐뮬레이터(32)를 사용해 메인 어큐뮬레이터(22)의 압력 저하 시 유체를 보충해줄 수 있어, 유지 보수 주기가 증가할 수 있다.
도 3은 또 다른 실시 예에 따른 압력 유지 장치를 포함하는 배터리 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 3의 배터리 시스템(1c)에서 전술한 도 1의 배터리 시스템(1a)과 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타내며, 그에 대한 중복되는 설명은 생략된다.
도 1과 비교할 때, 배터리 시스템(1c)은, 유지 밸브(24) 대신 유체 배관(23)에 유체를 보충하기 위한 펌프(41) 및 펌프(41)를 구동시키기 위한 모터(42)를 더 포함할 수 있다.
제어기(28)는 유체 배관(23) 내부의 압력이 소정치 이하로 낮아지거나 또는 설정된 주기가 되면 모터(42)를 통해 펌프(41)를 구동시켜 유체 탱크(미도시)에 저장된 유체를 유체 배관(23) 내부에 공급할 수 있다. 이를 위해, 압력 유지 장치는 유체 배관(23) 또는 어큐뮬레이터(22)의 내부 압력을 검출하기 위한 압력 센서(도 2의 도면부호 34 참조)를 더 포함할 수도 있다. 제어기(28)는 압력 센서를 통해 검출된 유체 배관(23) 또는 어큐뮬레이터(22)의 내부 압력이 소정치 이하로 낮아지면 펌프(41)를 구동하여 유체 배관(23)에 유체를 추가로 공급할 수 있다.
이 실시 예에 따르면, 압력 유지 장치는 유체 보충이 필요하다고 판단되면 주행 중이라도 펌프(41)를 구동하여 자동으로 어큐뮬레이터(22)에 유체를 보충할 수 있다.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1a, 1b, 1c: 배터리 시스템
11: 배터리 셀
12: 모듈 하우징
13: 완충 플레이트
21: 유압 장치
22: 어큐뮬레이터
23: 유체 배관
24: 유지 밸브
25: 감압 밸브
26: 히터
27: 온도 센서
28: 제어기
31: 보충 배관
32: 보조 어큐뮬레이터
33: 솔레노이드 밸브
34, 35: 압력 센서
41: 펌프
42: 모터

Claims (12)

  1. 복수의 배터리 셀과 함께 배터리 모듈의 하우징 내부에 위치하며, 상기 복수의 배터리 셀의 변형으로 인한 상기 하우징 내부의 압력 변화를 상쇄시키기 위해 부피가 변하는 유압 장치,
    유체를 저장하며, 배관을 통해 상기 유압 장치와 연결되고, 상기 유압 장치의 부피 변화에 따라서 상기 배관에 유체를 토출하거나 상기 배관으로부터 유입된 유체를 저장하는 어큐뮬레이터,
    상기 어큐뮬레이터를 가열하는 히터, 그리고
    외기 온도에 따라서 상기 히터를 제어하는 제어기를 포함하는 압력 유지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유압 장치는, 상기 복수의 배터리 셀이 팽창하면 수축하여 상기 배관으로 유체를 토출하고, 상기 복수의 배터리 셀이 수축하면 상기 배관으로부터 유체가 유입되어 팽창하는, 압력 유지 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유압 장치는, 유압 실린더 또는 유압 백인, 압력 유지 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 외기 온도를 검출하는 온도 센서를 더 포함하는 압력 유지 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배관에 연결되며, 개방 시 상기 배관에 유체를 보충하는 유지 밸브를 더 포함하는 압력 유지 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배관에 연결되며, 상기 배관 내 압력이 소정치를 넘어서면 개방되어 상기 배관으로부터 유체를 토출시키는 감압 밸브를 더 포함하는 압력 유지 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    보충 배관,
    상기 배관과 상기 보충 배관 사이에 연결되며, 개방 시 상기 보충 배관의 유체를 상기 배관에 공급하는 솔레노이드 밸브, 그리고
    유체를 저장하며, 상기 솔레노이드 밸브의 개방으로 상기 보충 배관의 내부 압력이 낮아지면 상기 보충 배관으로 유체를 토출하는 보조 어큐뮬레이터를 더 포함하고,
    상기 솔레노이드 밸브는, 상기 배관의 내부 압력이 상기 보충 배관의 내부 압력보다 소정치 이상 낮아지면 개방되는, 압력 유지 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보충 배관에 연결되며, 개방 시 상기 보충 배관에 유체를 보충하는 유지 밸브를 더 포함하는 압력 유지 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 배관에 결합되며 상기 배관의 내부 압력을 검출하는 제1 압력 센서, 그리고
    상기 보충 배관에 결합되며 상기 보충 배관의 내부 압력을 검출하는 제2 압력 센서를 더 포함하고,
    상기 제어기는 상기 제1 압력 센서를 통해 검출된 제1 압력이 상기 제2 압력 센서를 통해 검출된 제2 압력보다 낮으면, 상기 솔레노이드 밸브를 개방시키는, 압력 유지 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 어큐뮬레이터에 결합되며 상기 어큐뮬레이터의 내부 압력을 검출하는 제1 압력 센서, 그리고
    상기 보조 어큐뮬레이터에 결합되며 상기 보조 어큐뮬레이터의 내부 압력을 검출하는 제2 압력 센서를 더 포함하고,
    상기 제어기는 상기 제1 압력 센서를 통해 검출된 제1 압력이 상기 제2 압력 센서를 통해 검출된 제2 압력보다 낮으면, 상기 솔레노이드 밸브를 개방시키는, 압력 유지 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 배관에 결합하며, 상기 배관에 유체를 추가로 공급하는 펌프, 그리고
    상기 펌프를 구동하는 모터를 더 포함하며,
    상기 제어기는 상기 배관의 내부 압력이 소정치 이하로 낮아지면, 상기 모터를 제어하여 상기 펌프를 구동시키는, 압력 유지 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 압력 유지 장치, 그리고
    상기 배터리 모듈을 포함하며,
    상기 배터리 모듈은,
    서로 적층되는 상기 복수의 배터리 셀, 그리고
    내부에 상기 복수의 배터리 셀 및 상기 유압 장치가 위치하는 기밀 공간이 형성된 상기 하우징을 포함하는, 배터리 시스템.
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