KR101587713B1 - 과충전 방지 장치를 가지는 2차 배터리 - Google Patents

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Abstract

과충전 방지 장치를 가지는 2차 배터리는 복수의 2차 배터리 셀들을 보유하기 위한 챔버를 가지는 배터리 케이스; 상기 배터리 케이스에 고정되는 열 소실 판; 상기 배터리 케이스 안에 배치되고 또한 상기 2차 배터리 셀들에 전기적으로 연결되는 복수의 과충전 방출 모듈들을 포함하는 과충전 방출 장치를 포함한다. 과충전 방출 모듈 각각은 상기 열 소실 판에 고정되는 밸런스 저항을 포함한다. 상기 배터리 케이스 및 상기 열 소실 판은 금속으로 만들어지고, 상기 밸런스 저항은 접합 저항들이고, 복수의 제1커넥터들은 상기 과충전 방출 모듈들에 전기적으로 연결되고, 복수의 제2커넥터들은 상기 접합 저항들에 전기적으로 연결되고 상기 제1커넥터들 중 대응하는 하나에 제거가능하게 고정된다.

Description

과충전 방지 장치를 가지는 2차 배터리{SECONDARY BATTERY WITH AN OVERCHARGE PROTECTION DEVICE}
본 발명은 2차 배터리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 과충전 방지 장치를 가지는 2차 배터리에 관한 것이다.
현존하는 2차 배터리에는 보통 각각의 배터리 셀들의 충전 프로세스를 모니터링하고 제어하는 데 사용되는 BMS(battery management system)가 마련되어 있는데, 이것은 과충전 및 배터리 손상을 방지한다. 하지만, BMS는 매우 고가이고 품질에 있어 신뢰할만하지 않다. 그러므로, BMS는 과충전 방지 회로로 대체된다.
상기 과충전 방지 회로를 이용해, 잉여 전력은 밸런스 저항으로 천이되어 이에 의해 소비되어, 상기 2차 배터리의 전압이 계속적으로 올라가서 배터리 손상을 야기시키는 것을 방지한다. 하지만, 상기 밸런스 저항은 저-전력 저항이고, 이것은 너무 많은 열 에너지를 생성할 것이다. 게다가, 배터리 자체도 또한 열 에너지를 생성할 것이다. 너무 많은 2차 배터리 셀들이 동시에 충전되고 전력이 오프로드될 때, 상기 2차 배터리에 의해 생성되는 열은 충전 결과에 나쁜 영향을 미치기에 충분히 클 수 있다.
그러므로, 열 소실 시스템은 이러한 문제점을 해결하기 위해 디자인되고, 가장 흔히 볼 수 있는 열 소실 시스템은 열 소실 경로, 열 소실 구조, 및 팬을 포함한다. 하지만, 상기 현존하는 열 소실 시스템들은 대부분 독립적인 구조들이고, 이것은 2차 배터리를 복잡하게 만들고, 열 소실 효과는 제한적이게 된다.
본 발명은 상기에서 설명한 단점들을 완화시키거나 및/또는 제거하기 위해 발생하였다.
본 발명의 주 목적은 과충전 방지 장치를 가지는 2차 배터리를 제공하는 데 있다. 금속으로 만들어진 배터리 케이스, 열 소실 판 및 상기 열 소실 판 상에 장착되는 고-전력 접합 저항들을 가지고, 본 발명의 2차 배터리는, 복잡한 구조 없이, 충전 프로세스 동안 좋은 열 소실 성능 및 충전 효과를 제공하고, 실질적으로 고온 폭발의 가능성을 감소시킬 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 과충전 방지 장치를 가지는 2차 배터리는, 복수의 2차 배터리 셀들을 보유하기 위한 챔버를 가지는 배터리 케이스; 상기 배터리 케이스 외측에 별도 고정되는 열 소실 판; 상기 배터리 케이스 안에 배치되고 또한 상기 2차 배터리 셀들에 전기적으로 연결되는 복수의 과충전 방출 모듈들을 포함하는 과충전 방출 장치를 포함하되, 상기 과충전 방출 모듈들의 수는 상기 2차 배터리 셀들의 수와 동일하고, 상기 과충전 방출 모듈들 각각은 상기 열 소실 판에 고정되어 전기 전력을 소비하는 데 사용되는 밸런스 저항을 더 포함한다.
상기 과충전 방지 장치를 가지는 2차 배터리는, 상기 배터리 케이스 및 상기 열 소실 판은 금속으로 만들어지고, 상기 밸런스 저항은 접합 저항들이고, 복수의 제1커넥터들은 상기 과충전 방출 모듈들에 전기적으로 연결되고, 복수의 제2커넥터들은 상기 접합 저항들에 전기적으로 연결되고 상기 제1커넥터들 중 대응하는 하나에 제거가능하게 고정되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 배터리 케이스는 외부 표면 및 상기 외부 표면으로부터 돌출되는 2개의 이격된 제1연결 부분들을 더 포함하고, 상기 열 소실 판은 상기 배터리 케이스의 외부 표면으로부터 이격되는 열 소실 부분, 및 상기 열 소실 부분 상에 형성되고 상기 제1연결 부분들에 고정되는 2개의 제2연결 부분들을 포함하여, 상기 열 소실 판과 상기 배터리 케이스는 액체의 통과를 위한 열 소실 공간을 정의한다.
바람직하게, 상기 과충전 방출 장치는 상기 배터리 케이스의 챔버의 입구에 배치되고 상기 과충전 방출 모듈들과 상기 2차 배터리 셀들의 전기적 연결을 위해 마련되는 회로 보드를 더 포함한다.
도 1은 본 발명에 따른 과충전 방지 장치를 가지는 2차 배터리의 분해도이다.
도 2는 본 발명에 따른 과충전 방지 장치를 가지는 2차 배터리의 조립도이다.
도 3은 본 발명에 따른 과충전 방지 장치를 가지는 2차 배터리의 상면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 과충전 방지 장치를 가지는 2차 배터리의 단면도이다.
본 발명은, 단지 설명을 목적으로 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 도시된 첨부된 도면들과 함께 이하의 상세한 설명을 같이 보는 것으로부터 더욱 명확해질 것이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 과충전 방지 장치를 가지는 2차 배터리는 배터리 케이스(20), 열 소실 판(30), 과충전 방출 장치(400), 복수의 제1커넥터들(50), 및 복수의 제2커넥터들(60)을 포함한다.
상기 배터리 케이스(20)는 좋은 열 소실 성능을 가지는 금속으로 만들어지고 복수의 2차 배터리 셀들(10)을 보유하기 위한 챔버(21)를 포함한다. 이 실시예에 있어서, 4 개의 2차 배터리 셀들(10)이 있고, 상기 배터리 케이스(20)는 외부 표면(22), 및 상기 외부 표면(22)으로부터 돌출되는 2개의 이격된 제1연결 부분들(23)을 더 포함한다.
상기 열 소실 판(30)은 좋은 열 소실 성능을 가지는 금속으로 만들어지고 상기 배터리 케이스 외측에 고정되되 별도로 이격되게 고정된다. 이 실시예에 있어서, 상기 열 소실 판(30)은 상기 배터리 케이스(20)의 상기 외부 표면(22)으로부터 이격되는 열 소실 부분(31), 및 상기 열 소실 부분(31) 상에 형성되고 상기 제1연결 부분들(23)에 고정되는 2개의 제2연결 부분들(32)을 포함하여, 상기 열 소실 판(30)과 상기 배터리 케이스(20)는 액체의 통과를 위한 열 소실 공간(33)을 정의한다. 상기 제1 및 제2 연결 부분들(23, 32)은 나사들(34)에 의해 서로 고정된다.
상기 과충전 방출 장치(400)는 상기 배터리 케이스(20) 안에 배치되고 상기 2차 배터리 셀들(10)에 전기적으로 연결되는 복수의 과충전 방출 모듈들(40)을 포함한다. 상기 과충전 방출 모듈들(40)의 수는 상기 2차 배터리 셀들(10)의 수와 동일하고, 상기 과충전 방출 모듈들(40) 각각은 상기 열 소실 판(30)에 고정되어 전기 전력을 소비하는 데 사용되는 밸런스 저항을 더 포함한다. 이 실시예에 있어서, 상기 밸런스 저항들 각각은 접합 저항(41)이다. 상기 접합 저항(41)은 상기 열 소실 판(30)의 열 소실 부분(31)에 고정되고, 상기 열 소실 공간(33) 안에 위치되고, 상기 열 소실 판(30)에 대하여 접하는 열 전도 표면(411), 나사들(42)에 의해 상기 열 소실 판(30)에 고정되는 2개의 잠금 부분들(412) 및 복수의 열 소실 홈들(413)을 포함한다.
상기 제1커넥터들(50) 각각은 상기 과충전 방출 모듈들(40) 중 대응하는 하나에 전기적으로 연결된다.
상기 제2커넥터들(60) 각각은 상기 접합 저항들(41) 중 대응하는 하나에 전기적으로 연결되고 상기 제1커넥터들(50) 중 대응하는 하나에 제거가능하게 고정된다.
상기 배터리 케이스(20) 및 상기 열 소실 판(30)은 좋은 열 소실 성능을 가지는 금속으로 만들어지기 때문에, 상기 2차 배터리 셀들(10) 각각이 과충전될 때, 상기 2차 배터리 셀들(10)에 의해 생성되는 열 에너지는 상기 배터리 케이스(20)에 의해 흡수되고 상기 외부 표면을 통해 주변 공기로 소실되어, 충전 프로세스 동안 상기 개별적인 2차 배터리 셀들(10)의 온도를 재빠르게 감소시킬 것이다. 상기 2차 배터리 셀들(10) 각각이 충전 프로세스 동안 과충전될 때, 상기 과충전 방출 모듈들(40)의 상기 접합 저항들(41)은 전기 전력을 소비할 것이다. 이때, 상기 열 소실 홈들(413)은 전기 전력으로부터 변환된 열 에너지를 주변 공기로 소실시킬 것이고, 상기 열 전도 표면(411) 또한 상기 열 소실 판(30)에 열 에너지를 가져가서, 상기 열 에너지는 상기 열 소실 판(30)에 의해 주변 공기로 재빠르게 소실될 수 있고, 상기 접합 저항들(41)의 온도는 효과적으로 낮추어진다. 금속으로 만들어지는 배터리 케이스(20), 상기 열 소실 판(30) 및 상기 열 소실 판(30) 상에 장착되는 상기 고-전력 접합 저항들(41)을 가지고, 본 발명의 2차 배터리는, 복잡한 구조 없이, 충전 프로세스 동안 좋은 열 소실 성능 및 충전 효과를 제공하고, 실질적으로 고온 폭발의 가능성을 감소시킬 것이다.
금속으로 만들어지는 배터리 케이스(20), 상기 열 소실 판(30) 및 상기 열 소실 판(30) 상에 장착되는 상기 고-전력 접합 저항들(41)을 가지고, 본 발명의 2차 배터리는, 추가의 열 소실 시스템을 필요로 하지 않고, 그러므로 단순하게 구조되고 쉽게 제조됨에 유의해야 한다.
이에 더하여, 상기 열 소실 판(30) 상의 접합 저항들(41)은 상기 제2커넥터들(60)을 통해 상기 과충전 방출 모듈들(40)의 상기 제1커넥터들(50)에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 및 제2커넥터들(50, 60)은 제거가능한 방식으로 연결되는데, 이것은 본 발명의 2차 배터리의 유지보수 및 조립을 매우 편리하게 만든다.
상기 과충전 방출 장치(400)는 상기 배터리 케이스(20)의 챔버(21)의 입구에 배치되고 상기 과충전 방출 모듈들(40)과 상기 2차 배터리 셀들(10)의 전기적 연결을 위해 마련되는 회로 보드(401)를 더 포함함에 유의해야 한다. 상기 과충전 방출 모듈들(40) 각각은 방출 스위치로서 반도체 스위치(43), 및 상기 2차 배터리 셀들(10)의 전압을 감지하기 위한 전압 감지 유닛(44)을 포함한다. 상기 전압 감지 유닛(44) 및 상기 반도체 스위치(43)는 종래의 기술이기 때문에, 더 이상의 설명은 생략한다. 상기 회로 보드(401)는 상기 2차 배터리의 전력 출력 단들로서 양 전극(402) 및 음 전극(403)을 더 포함한다.
본 발명에 따른 다양한 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 추가의 실시예들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 만들어질 수 있음은 당업자에게 명백하다.
20: 배터리 케이스 30: 열 소실 판
400: 과충전 방출 장치 50: 복수의 제1커넥터들
60: 복수의 제2커넥터들

Claims (3)

  1. 복수의 2차 배터리 셀들을 보유하기 위한 챔버를 가지는 배터리 케이스;
    상기 배터리 케이스 외측에 별도로 이격되게 고정되는 열 소실 판;
    상기 배터리 케이스 안에 배치되고, 상기 복수의 2차 배터리 셀들에 전기적으로 연결되는 복수의 과충전 방출 모듈들을 포함하는 과충전 방출 장치를 포함하되,
    상기 복수의 과충전 방출 모듈들의 수는 상기 복수의 2차 배터리 셀들의 수와 동일하고, 상기 복수의 과충전 방출 모듈들 각각은 상기 열 소실 판 상에 고정되어 전기 전력을 소비하는 데 사용되는 밸런스 저항을 더 포함하고,
    상기 배터리 케이스 및 상기 열 소실 판은 금속으로 만들어지고,
    상기 밸런스 저항은 접합 저항들이고, 복수의 제1커넥터들은 상기 복수의 과충전 방출 모듈들에 전기적으로 연결되고, 복수의 제2커넥터들은 상기 접합 저항들에 전기적으로 연결되고 상기 복수의 제1커넥터들 중 대응하는 하나에 제거가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는, 과충전 방지 장치를 가지는 2차 배터리.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 배터리 케이스는 외부 표면 및 상기 외부 표면으로부터 돌출되는 2개의 이격된 제1연결 부분들을 더 포함하고, 상기 열 소실 판은 상기 배터리 케이스의 외부 표면으로부터 이격되는 열 소실 부분, 및 상기 열 소실 부분 상에 형성되고 상기 제1연결 부분들에 고정되는 2개의 제2연결 부분들을 포함하여, 상기 열 소실 판과 상기 배터리 케이스는 액체의 통과를 위한 열 소실 공간을 정의하는, 과충전 방지 장치를 가지는 2차 배터리.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 과충전 방출 장치는 상기 배터리 케이스의 챔버의 입구에 배치되고 상기 복수의 과충전 방출 모듈들과 상기 복수의 2차 배터리 셀들의 전기적 연결을 위해 마련되는 회로 보드를 더 포함하는, 과충전 방지 장치를 가지는 2차 배터리.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008103219A (ja) * 2006-10-19 2008-05-01 Mitsumi Electric Co Ltd 回路モジュール
JP2009201337A (ja) 2008-02-25 2009-09-03 Iwasaki Electric Co Ltd 充電装置及び充電方法
JP2014053197A (ja) * 2012-09-07 2014-03-20 Hitachi Vehicle Energy Ltd 角形電池とその組電池、及びそれと冷却装置との構成体

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101249031B1 (ko) * 2010-12-10 2013-04-01 주식회사 이랜텍 배터리팩 모듈

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008103219A (ja) * 2006-10-19 2008-05-01 Mitsumi Electric Co Ltd 回路モジュール
JP2009201337A (ja) 2008-02-25 2009-09-03 Iwasaki Electric Co Ltd 充電装置及び充電方法
JP2014053197A (ja) * 2012-09-07 2014-03-20 Hitachi Vehicle Energy Ltd 角形電池とその組電池、及びそれと冷却装置との構成体

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