WO2015008948A1 - 이차전지 팩 - Google Patents

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WO2015008948A1
WO2015008948A1 PCT/KR2014/005667 KR2014005667W WO2015008948A1 WO 2015008948 A1 WO2015008948 A1 WO 2015008948A1 KR 2014005667 W KR2014005667 W KR 2014005667W WO 2015008948 A1 WO2015008948 A1 WO 2015008948A1
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secondary battery
cover
battery cells
battery pack
relay
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PCT/KR2014/005667
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주승훈
이지윤
임동훈
이윤녕
김원욱
김상혁
고정운
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에스케이이노베이션 주식회사
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a rechargeable battery pack capable of charging and discharging.
  • a secondary battery for example, a nickel-cadmium battery, a nickel-hydrogen battery, a nickel-zinc battery, a lithium secondary battery, or the like is used.
  • lithium secondary batteries are widely used in many fields because of their advantages such as small size and large size, high operating voltage, and high energy density per unit weight.
  • electric vehicles EVs
  • hybrid electric vehicles HEVs
  • plugs using secondary batteries capable of charging and discharging in order to solve air pollution caused by conventional gasoline or diesel vehicles using fossil fuels, etc.
  • Development of in- hybrid electric vehicles (P-HEV) is being actively conducted.
  • medium and large devices such as automobiles are used as medium and large secondary battery modules in which a plurality of battery cells are connected as a high output large capacity secondary battery is required.
  • medium and large secondary battery modules are preferably manufactured in a small size and weight
  • square batteries, pouch-type batteries, etc. which can be stacked with high integration and have a small weight to capacity, are mainly used as battery cells of medium and large battery packs.
  • US 2013-0045401 is an electrode module formed by sequentially stacking a positive electrode plate, a separator, a negative electrode plate; A pouch for sealing the electrode module; A lead tab connected to the electrode module and partially exposed to the outside of the pouch; And a case supporting a surface of the pouch in which the electrode module is sealed and a surface of the lead tab, and having a terminal portion on which the lead tab is seated, wherein the terminal portion includes a first groove portion to which a temperature sensor is attached; A battery pack including a second groove for coupling a bus bar is provided.
  • the prior art has a problem in that the pouch is swollen due to overcharging of the battery pack, thereby causing an internal electrode to be short-circuited, resulting in a ignition possibility, thereby failing to secure safety.
  • Patent Document 1 US 2013-0045401 (2013.02.21)
  • an object of the present invention is to prevent the possibility of ignition due to the internal short circuit by cutting off the power supply to the secondary battery cells when the swelling phenomenon occurs due to the overcharge of the secondary battery pack It is to provide a secondary battery pack that can be.
  • a secondary battery pack covers a plurality of secondary battery cells stacked side by side in a vertical direction, and covers a top surface of the secondary battery cells, and one side and the other side of which are rotatable on a horizontal axis in a horizontal axis, respectively.
  • a plurality of secondary battery modules including a switch installed at an upper side of the cover in one horizontal direction; A housing in which the secondary battery modules are respectively accommodated; And a relay electrically connected to the secondary battery cells and the switches, respectively, wherein a pressure for transferring charging power supplied from the outside to the secondary battery cells while the relay is closed, and acting upward from the bottom surface of the cover.
  • a PRA which switches the relay to an open state when the switch is pressed by; And a BMS for controlling the PRA.
  • the cover may be configured to further include a support member for supporting the horizontal center portion.
  • the support member may cover both the horizontal center portion of the cover and the horizontal center portion of the secondary battery cells.
  • the secondary battery module may further comprise a fixing member for fixing the switch on the upper side of the cover.
  • the secondary battery module is formed with a cutting groove recessed in the front and rear direction at one end in the horizontal direction of the cover, the cutting groove may be cut by the pressure acting upward from the lower surface of the cover, the switch is It can be installed on the upper side of the incision groove.
  • the cutting groove may be formed on the lower surface of the cover.
  • the secondary battery pack according to the embodiment of the present invention has an effect of preventing the possibility of ignition due to an internal short circuit by cutting off the power supplied to the secondary battery cells when a swelling phenomenon occurs due to overcharging of the secondary battery pack. have.
  • FIG. 1 is a perspective view of a battery pack according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a plan view of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view of a secondary battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an electrical circuit diagram of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of a battery pack according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a plan view of a battery pack according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a perspective view of a secondary battery module according to an embodiment of the present invention.
  • the battery pack 1000 includes a secondary battery module 100, a housing 200, a PRA 300, and a BMS 400 (Battery Management system). It may be configured to include.
  • the secondary battery module 100 may include a plurality of secondary battery cells 110, a cover 120, and a runaway arrest device (RAD) switch stacked side by side in the vertical direction.
  • RAD runaway arrest device
  • Secondary battery cell 110 is a configuration that stores the power, a positive electrode plate (not shown) consisting of a positive electrode current collector coated with a positive electrode active material layer, a negative electrode plate (not shown) consisting of a negative electrode current collector coated with a negative electrode active material layer, a positive electrode plate And a separator interposed between the negative electrode plate and the negative electrode plate.
  • the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator may be configured to be stacked by a stacking method or wound by a winding method.
  • the secondary battery cell 110 may be configured.
  • the secondary battery cell 110 may further include a positive electrode tab (not shown) and a negative electrode tab (not shown) protruding from the positive electrode plate and the negative electrode plate, respectively, for power connection.
  • Both the positive electrode tab and the negative electrode tab may protrude from one side of the secondary battery cell 110 or protrude from one side and the other side of the secondary battery cell 110, respectively.
  • the cover 120 may be formed in a plate shape and is formed in a shape corresponding to the top surfaces of the secondary battery cells 110 to cover the top surfaces of the secondary battery cells 110, and one side and the other side in the horizontal direction may be positioned on the center in the horizontal direction. It is configured to be rotatable with a rotating shaft.
  • the top surfaces of the secondary battery cells 110 refer to the top surface of the secondary battery cells 110 positioned at the top of the secondary battery cells 110 stacked side by side in the vertical direction.
  • the cover 120 has a swelling phenomenon due to overcharging of the secondary battery cell 110 so that one side and the other side in the horizontal direction rotate upwards by the pressure acting upward from the bottom surface of the cover 120.
  • the cover 120 may be configured to further include a support member 125 for supporting the center in the horizontal direction, the cover 120 is one side and the other side in the horizontal direction of the support member 125 in the vertical axis of the rotation axis It is configured to be rotatable.
  • the support member 125 surrounds both the horizontal center portion of the cover 120 and the horizontal center portion of the secondary battery cells 110 so as to more firmly support the horizontal center portion of the cover 120. It may be formed in the form.
  • the switch 130 is installed at an upper side in the horizontal direction of the cover 120, and a swelling phenomenon occurs due to the overcharge of the secondary battery cell 110 described above, and is actuated by the pressure acting upward from the bottom surface of the cover 120. When one side and the other side in the horizontal direction of the cover 120 is rotated to the upper side is pressed.
  • the switch 130 detects a swelling phenomenon of the secondary battery cell 110.
  • the secondary battery module 100 may further include a fixing member 140 that fixes the switch 130 to the upper side of the cover 120.
  • the fixing member 140 may be formed in an arc shape, and the switch 130 is coupled to the recessed portion, and both ends thereof are coupled to an upper surface of the horizontal direction of the cover 120 so that the switch 130 is placed on the upper side of the cover 120. Can be fixed
  • the secondary battery module 100 may further include a gap maintaining plate (not shown) interposed between the secondary battery cells 110 to maintain a gap.
  • the gap maintaining plate may absorb heat generated from the secondary battery cells 110 and release the heat to the outside.
  • the upper portion of the housing 200 is opened, and the secondary battery modules 100 are arranged and stored side by side in the housing 200.
  • the housing 200 may be made of an insulating material so that electricity does not pass to the outside.
  • the PRA 300 includes a relay electrically connected to the secondary battery cells 110 and the switches 130, respectively, and the rechargeable power supplied from the outside to the secondary battery cells 110 when the relay is closed.
  • the switch 130 is pressed by at least one of the secondary battery cells 110 by the pressure acting upward from the lower surface of the cover 120, the relay is converted into an open state so that the rechargeable power supply module It serves to prevent delivery to (100).
  • the charging power may be supplied from an external power source such as a motor of a vehicle or a power generation device of a power plant, and the PRA 300 may uniformly adjust the amount of power of the charging power to the secondary battery cells 110. It may further comprise a capacitor for delivering.
  • the BMS 400 controls the PRA 300, and if the relay is not converted to the open state even though the switch 130 is pressed, the BMS 400 issues a forced control command to the relay to be forcibly converted to the open state.
  • the secondary battery module 100 may have a cutout groove 121 recessed in a front-rear direction at one end in a horizontal direction of the cover 120, and the cutout groove 121 may have a cover 120.
  • the switch 130 may be installed on the upper side of the incision groove 121.
  • FIG 3 illustrates an embodiment in which the cutting groove 121 is formed in a wavy shape, but the present invention is not limited thereto.
  • the PRA 300 transfers the charging power supplied from the outside to the secondary battery cells 110 when the relay is closed.
  • the pressure is distributed to the horizontal one end and the other end of the cover 120 by the support member 125 supporting the center of the cover 120, respectively, and the horizontal one end and the other end of the cover 120 are the support members.
  • the switch 130 is pressed by the rotation axis 125.
  • the relay is converted into an open state so that the charging power is not transmitted to the secondary battery cells 110.
  • the secondary battery pack 1000 cuts off the power supplied to the secondary battery cells 110 when the swelling phenomenon occurs due to the overcharging of the secondary battery pack 1000 to an internal short circuit. There is an effect that can prevent the possibility of fire.
  • the secondary battery pack 1000 penetrates the cover 120 and the secondary battery cells 110 so that the cover 120 may be more firmly fixed to the secondary battery cells 110. And it may be configured to further include a through bolt for fixing. At this time, it is preferable that the through bolt penetrates the edge of the pouch of the secondary battery cell 110.
  • FIG. 5 is an electrical circuit diagram of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • secondary battery cells 110 are arranged side by side, and switches 130 are installed on the secondary battery cells 110, respectively.
  • the secondary battery cells 110 are electrically connected to each other to form a first closed circuit, and the PRA 300 is electrically connected to the first closed circuit to supply rechargeable power supplied from the outside to the secondary battery cells 110.
  • the BMS 400 is electrically connected to the PRA 300, respectively, and a grounding member 310 is installed at one side thereof.
  • the PRA 300 transfers the charging power supplied from the outside to the secondary battery cells 110 when the relay is closed, and when the switch 130 is pressed, the PRA 300 is supplied from the outside in the open state.
  • the charging power is transferred to the ground member 310 without being transferred to the secondary battery cells 110.

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 이차전지 팩은 상하방향으로 나란히 적층된 다수의 이차전지 셀과, 상기 이차전지 셀들의 최상면을 덮으며 수평방향 일측 및 타측이 각각 수평방향 중심부위를 회전축으로 회전 가능한 커버, 및 상기 커버의 수평방향 일단 상측에 설치되는 스위치를 포함하는 다수의 이차전지 모듈; 내부에 상기 이차전지 모듈들이 각각 수납되는 하우징; 상기 이차전지 셀들 및 스위치들과 각각 전기적으로 연결되는 릴레이를 포함하며, 상기 릴레이가 닫힌 상태에서 외부에서 공급되는 충전용 전원을 상기 이차전지 셀들로 전달하되, 상기 커버의 하면에서 상측으로 작용하는 압력에 의해 상기 스위치가 눌러지면 상기 릴레이가 열린 상태로 변환되는 PRA; 및 상기 PRA를 제어하는 BMS;를 포함하여 구성된다.

Description

이차전지 팩
본 발명은 충전 및 방전이 가능한 이차전지 팩에 관한 것이다.
일반적으로 비디오 카메라, 휴대 전화, 휴대 컴퓨터와 같은 휴대용 전자기기는 경량화 및 고기능화가 진행됨에 따라 그 구동 전원으로 사용되는 이차전지에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다.
이러한 이차전지는, 예를 들면, 니켈-카드늄 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연전지, 리튬 이차전지 등이 사용되고 있다.
이들 중, 리튬 이차전지는 소형 및 대형화가 가능하며, 작동전압이 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 이점 때문에 많은 분야에서 널리 사용되고 있다.
특히, 최근에는 화석연료를 사용하는 기존의 가솔린차량이나 디젤차량에 의해 발생하는 대기오염 등을 해결하기 위하여 충방전이 가능한 이차전지를 사용하는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(P-HEV) 등의 개발이 활발히 이루어지고 있다.
소형 모바일 기기들과는 달리, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스는 고출력 대용량의 이차전지가 필요함에 따라 다수의 전지 셀을 연결한 중대형 이차전지 모듈이 사용된다.
중대형 이차전지 모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 적층될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지팩의 전지 셀로서 주로 사용되고 있다.
이러한 대형 전지팩에 있어서, US 제2013-0045401호는 양극판, 세퍼레이터, 음극판을 차례대로 겹쳐 형성된 전극 모듈; 상기 전극 모듈을 밀봉하는 파우치; 상기 전극 모듈과 연결되고 일부가 상기 파우치의 외부로 노출된 리드 탭; 및 상기 전극 모듈이 밀봉된 상기 파우치의 일면 및 상기 리드 탭의 일면을 지지하며, 상기 리드 탭이 안착되는 단자부를 구비하는 케이스;를 포함하며, 상기 단자부는 온도 센서가 부착되기 위한 제1 홈부와 버스 바가 결합되기 위한 제2 홈부를 포함하는 전지 팩을 제시하고 있다.
그러나 종래 기술은 전지 팩의 과충전으로 인해 파우치가 부풀러 오르는 스웰링 현상이 발생하여 내부 전극이 단락될 수 있고, 이로 인한 발화 가능성이 있기 때문에 안전성을 확보할 수 없는 문제점이 있다.
(선행기술문헌)
(특허문헌)
(특허문헌 1) US 제2013-0045401호 (2013.02.21)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 이차전지 팩의 과충전으로 인해 스웰링 현상이 발생하면 이차전지 셀들로 공급되는 전원을 차단하여 내부 단락으로 인한 발화 가능성을 방지할 수 있는 이차전지 팩을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지 팩은 상하방향으로 나란히 적층된 다수의 이차전지 셀과, 상기 이차전지 셀들의 최상면을 덮으며 수평방향 일측 및 타측이 각각 수평방향 중심부위를 회전축으로 회전 가능한 커버, 및 상기 커버의 수평방향 일단 상측에 설치되는 스위치를 포함하는 다수의 이차전지 모듈; 내부에 상기 이차전지 모듈들이 각각 수납되는 하우징; 상기 이차전지 셀들 및 스위치들과 각각 전기적으로 연결되는 릴레이를 포함하며, 상기 릴레이가 닫힌 상태에서 외부에서 공급되는 충전용 전원을 상기 이차전지 셀들로 전달하되, 상기 커버의 하면에서 상측으로 작용하는 압력에 의해 상기 스위치가 눌러지면 상기 릴레이가 열린 상태로 변환되는 PRA; 및 상기 PRA를 제어하는 BMS;를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 커버는 수평방향 중심부위를 지지하는 지지부재를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 지지부재는 상기 커버의 수평방향 중심부위와 상기 이차전지 셀들의 수평방향 중심부위를 모두 감쌀 수 있다.
또한, 상기 이차전지 모듈은 상기 스위치를 상기 커버의 상측에 고정하는 고정부재를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 이차전지 모듈은 상기 커버의 수평방향 일단에 전후방향으로 함몰된 절개홈이 형성되며, 상기 절개홈이 상기 커버의 하면에서 상측으로 작용하는 압력에 의해 절개될 수 있으며, 상기 스위치가 상기 절개홈의 상측에 설치될 수 있다.
또한, 상기 절개홈은 상기 커버의 하면 상에 형성될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 팩은 이차전지 팩의 과충전으로 인해 스웰링 현상이 발생하면 이차전지 셀들로 공급되는 전원을 차단하여 내부 단락으로 인한 발화 가능성을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전지 팩의 사시도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전지 팩의 평면도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 모듈의 사시도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 모듈의 작동도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전지 팩의 전기 회로도
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전지 팩의 사시도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전지 팩의 평면도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 모듈의 사시도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전지 팩(1000)은 이차전지 모듈(100), 하우징(200), PRA(300), BMS(400)(Battery Management system)를 포함하여 구성될 수 있다.
이차전지 모듈(100)은 상하방향으로 나란히 적층된 다수의 이차전지 셀(110), 커버(120), 및 RAD(Runaway Arrest Device) 스위치를 포함하여 구성될 수 있다.
이차전지 셀(110)은 전원이 저장되는 구성으로, 양극활물질층이 코팅된 양극 집전체로 구성된 양극판(미도시)과, 음극활물질층이 코팅된 음극집전체로 구성된 음극판(미도시), 양극판과 음극판 사이에 개재되는 분리막(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다.
양극판, 음극판, 및 세퍼레이터는 스태킹(stacking) 방식에 의해 적층되거나 또는 와인딩(winding) 방식에 의해 권취되는 형태로 구성될 수 있으며, 양극판, 음극판, 세퍼레이터가 파우치(미도시) 내부에 수납되어 밀봉되어 이차전지 셀(110)이 구성될 수 있다.
또한, 이차전지 셀(110)은 전원 연결을 위하여 양극판 및 음극판에서 각각 돌출되는 양극탭(미도시) 및 음극탭(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
양극탭 및 음극탭은 모두 이차전지 셀(110)의 일측에 돌출되거나 각각 이차전지 셀(110)의 일측 및 타측에서 돌출될 수 있다.
커버(120)는 판형상으로 이루어질 수 있으며, 이차전지 셀(110)들의 최상면에 대응하는 형상으로 형성되어 이차전지 셀(110)들의 최상면을 덮으며, 수평방향 일측 및 타측이 각각 수평방향 중심부위를 회전축으로 회전 가능하게 구성된다. 여기에서 이차전지 셀(110)들의 최상면이란 상하방향으로 나란히 적층된 이차전지 셀(110)들 중 제일 상측에 위치하는 이차전지 셀(110)의 상면을 의미한다.
커버(120)는 이차전지 셀(110)의 과충전으로 인한 스웰링 현상이 발생하여 커버(120)의 하면에서 상측으로 작용하는 압력에 의해 수평방향 일측 및 타측이 상측으로 회전하게 된다.
또한, 커버(120)는 수평방향 중심부위를 지지하는 지지부재(125)를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 커버(120)는 수평방향 일측 및 타측이 지지부재(125)를 회전축으로 상하방향으로 회전 가능하게 구성된다.
한편, 지지부재(125)는 커버(120)의 수평방향 중심부위를 좀 더 단단하게 지지할 수 있도록 커버(120)의 수평방향 중심부위와 이차전지 셀(110)들의 수평방향 중심부위를 모두 감싸는 형태로 형성될 수 있다.
스위치(130)는 커버(120)의 수평방향 일단 상측에 설치되며, 상술한 이차전지 셀(110)의 과충전으로 인한 스웰링 현상이 발생하여 커버(120)의 하면에서 상측으로 작용하는 압력에 의해 커버(120)의 수평방향 일측 및 타측이 상측으로 회전되면 눌러지게 된다.
즉, 스위치(130)는 이차전지 셀(110)의 스웰링 현상을 감지하는 역할을 한다.
한편, 이차전지 모듈(100)은 스위치(130)를 커버(120)의 상측에 고정하는 고정부재(140)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
고정부재(140)는 아치형상으로 이루어질 수 있으며, 함몰된 부위에 스위치(130)가 결합되고 양단이 커버(120)의 수평방향 일단 상면에 결합되어 스위치(130)를 커버(120)의 상측에 고정할 수 있다.
또한, 이차전지 모듈(100)은 이차전지 셀(110)들 사이에 각각 개재되어 간격을 유지하는 간격 유지 플레이트(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
간격 유지 플레이트는 이차전지 셀(110)들에서 발생하는 열을 흡수하여 외부로 방출할 수 있다.
하우징(200)은 상부가 개방되며, 내부에 이차전지 모듈(100)들이 나란히 배열 및 수납된다.
또한, 하우징(200)은 외부로 전기가 통하지 않도록 절연 재질로 이루어질 수 있다.
PRA(300)는 이차전지 셀(110)들 및 스위치(130)들과 각각 전기적으로 연결되는 릴레이를 포함하며, 릴레이가 닫힌 상태에서 외부에서 공급되는 충전용 전원을 이차전지 셀(110)들로 전달하되, 이차전지 셀(110)들 중 커버(120)의 하면에서 상측으로 작용하는 압력에 의해 스위치(130)가 적어도 하나 이상 눌러지면 릴레이가 열린 상태로 변환되어 그 충전용 전원이 이차전지 모듈(100)로 전달되지 않게 하는 역할을 한다.
이 때, 충전용 전원은 자동차의 원동기나 발전소의 발전장치 등의 외부 전력원에서 공급될 수 있으며, PRA(300)는 충전용 전원의 파워 양을 균일하게 조절하여 이차전지 셀(110)들로 전달하기 위한 컨덴서를 더 포함하여 구성될 수 있다.
BMS(400)는 PRA(300)를 제어하며, 스위치(130)가 눌러졌음에도 릴레이가 열린 상태로 변환되지 않을 경우, 릴레이에 강제 제어 명령을 내려서 강제로 열린 상태로 변환되게 하는 역할을 한다.
한편, 도 3을 참조하면, 이차전지 모듈(100)은 커버(120)의 수평방향 일단에 전후방향으로 함몰된 절개홈(121)이 형성될 수 있으며, 절개홈(121)이 커버(120)의 하면에서 상측에서 작용하는 압력에 의해 절개될 수 있으며, 스위치(130)가 절개홈(121)의 상측에 설치될 수 있다.
도 3에는 절개홈(121)이 물결형상으로 형성된 실시예가 도시되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 모듈의 스웰링 현상에 의한 작동도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 모듈(100)에 과충전으로 인한 스웰링 현상에 의한 작동원리에 의해 설명하기로 한다.
먼저, PRA(300)가 릴레이가 닫힌 상태에서 외부에서 공급되는 충전용 전원을 이차전지 셀(110)들로 전달된다.
다음으로, 이차전지 모듈(100)들의 과충전에 의해 스웰링 현상이 발생하면 커버(120)의 하면에서 상측으로 작용하는 압력이 커버(120)의 중심부위로 향한다.
다음으로, 그 압력이 커버(120)의 중심부위를 지지하는 지지부재(125)에 의해 커버(120)의 수평방향 일단 및 타단으로 각각 분산되면서 커버(120)의 수평방향 일단 및 타단이 지지부재(125)를 회전축으로 스위치(130)를 누르게 된다.
다음으로, 스위치(130)가 눌러지면서 릴레이가 열린 상태로 변환되어 이차전지 셀(110)들로 충전용 전원이 전달되지 않게 된다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 팩(1000)은 이차전지 팩(1000)의 과충전으로 인해 스웰링 현상이 발생하면 이차전지 셀(110)들로 공급되는 전원을 차단하여 내부 단락으로 인한 발화 가능성을 방지할 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 팩(1000)은 커버(120)가 이차전지 셀(110)들에 좀 더 단단하게 고정될 수 있도록 커버(120)와 이차전지 셀(110)들을 관통 및 고정하는 관통볼트를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이 때, 관통볼트는 이차전지 셀(110)의 파우치 가장자리를 관통하는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전지 팩의 전기 회로도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전지 팩(1000)은 이차전지 셀(110)들이 나란히 배열되며, 이차전지 셀(110)들 상에 각각 스위치(130)들이 설치되며, 이차전지 셀(110)들이 서로 전기적으로 연결되어 제1폐회로를 이루며, 그 제1폐회로에 PRA(300)가 전기적으로 연결되어 외부에서 공급되는 충전용 전원을 이차전지 셀(110)들로 공급하고, BMS(400)가 PRA(300)와 각각 전기적으로 연결되며, 그 일측에 접지부재(310)가 설치된다.
상술한 바와 같이, PRA(300)는 릴레이가 닫힌 상태에서 외부에서 공급되는 충전용 전원을 이차전지 셀(110)들로 전달하며, 스위치(130)가 눌러지면 릴레이가 열린 상태에서 외부에서 공급되는 충전용 전원을 이차전지 셀(110)들로 전달하지 않고 접지부재(310)로 전달한다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
(부호의 설명)
1000 : 이차전지 팩
100 : 이차전지 모듈
110 : 이차전지 셀 120 : 커버
121 : 절개홈 125 : 지지부재
130 : 스위치 140 : 고정부재
200 : 하우징
300 : PRA
400 : BMS

Claims (6)

  1. 상하방향으로 나란히 적층된 다수의 이차전지 셀과, 상기 이차전지 셀들의 최상면을 덮으며 수평방향 일측 및 타측이 각각 수평방향 중심부위를 회전축으로 회전 가능한 커버, 및 상기 커버의 수평방향 일단 상측에 설치되는 스위치를 포함하는 다수의 이차전지 모듈;
    내부에 상기 이차전지 모듈들이 각각 수납되는 하우징;
    상기 이차전지 셀들 및 스위치들과 각각 전기적으로 연결되는 릴레이를 포함하며, 상기 릴레이가 닫힌 상태에서 외부에서 공급되는 충전용 전원을 상기 이차전지 셀들로 전달하되, 상기 커버의 하면에서 상측으로 작용하는 압력에 의해 상기 스위치가 눌러지면 상기 릴레이가 열린 상태로 변환되는 PRA; 및
    상기 PRA를 제어하는 BMS;를 포함하는 이차전지 팩.
  2. 제1항에 있어서, 상기 커버는
    수평방향 중심부위를 지지하는 지지부재를 더 포함하는 이차전지 팩.
  3. 제2항에 있어서, 상기 지지부재는
    상기 커버의 수평방향 중심부위와 상기 이차전지 셀들의 수평방향 중심부위를 모두 감싸는 이차전지 팩.
  4. 제1항에 있어서, 상기 이차전지 모듈은
    상기 스위치를 상기 커버의 상측에 고정하는 고정부재를 더 포함하는 이차전지 팩.
  5. 제1항에 있어서, 상기 이차전지 모듈은
    상기 커버의 수평방향 일단에 전후방향으로 함몰된 절개홈이 형성되며, 상기 절개홈이 상기 커버의 하면에서 상측으로 작용하는 압력에 의해 절개될 수 있으며,
    상기 스위치가 상기 절개홈의 상측에 설치되는 이차전지 팩.
  6. 제5항에 있어서, 상기 절개홈은
    상기 커버의 하면 상에 형성되는 이차전지 팩.
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