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KR20220126470A - Battery module and status monitoring method thereof - Google Patents

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KR20220126470A
KR20220126470A KR1020210030778A KR20210030778A KR20220126470A KR 20220126470 A KR20220126470 A KR 20220126470A KR 1020210030778 A KR1020210030778 A KR 1020210030778A KR 20210030778 A KR20210030778 A KR 20210030778A KR 20220126470 A KR20220126470 A KR 20220126470A
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KR
South Korea
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unit
battery module
resistance value
sensing
electrode part
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KR1020210030778A
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Korean (ko)
Inventor
김태선
이민호
홍효봉
김영미
Original Assignee
(주)맥솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

본 발명은 배터리 모듈 및 배터리 모듈의 배터리 모듈 상태 모니터링 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 플렉서블한 케이싱 유닛을 가지며, 상기 케이싱 유닛의 내부에 전해물질 및 전극이 배치되어 전기 에너지가 저장되는 배터리 셀과 상기 배터리 셀의 상기 케이싱 유닛의 표면에 배치되는 적어도 하나의 센싱 모듈 및 상기 센싱 모듈과 연결되는 와이어 유닛을 포함하는 센싱 어셈블리를 포함하고, 상기 센싱 어셈블리의 상기 센싱 모듈은, 상기 와이어의 제1 극성에 연결되는 제1 전극부와, 상기 제1 전극부와 이격되며 상기 와이어의 제2 극성에 연결되는 제2 전극부와, 상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부 사이에 배치되며 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부를 전기적으로 연결시키는 전도성 수지유닛을 포함하고, 상기 전도성 수지 유닛은, 상기 케이싱 유닛으로부터 열을 전달받으며, 상기 케이싱 유닛의 온도가 섭씨 70도 내지 섭씨 150도로 형성되는 경우, 융해되도록 형성된다.The present invention relates to a battery module and a battery module status monitoring method of the battery module.
The battery module according to the present invention has a flexible casing unit, and an electrolyte material and an electrode are disposed inside the casing unit to store electrical energy, and at least one disposed on the surface of the casing unit of the battery cell and a sensing assembly including a sensing module of and a wire unit connected to the sensing module, wherein the sensing module of the sensing assembly includes a first electrode unit connected to a first polarity of the wire, and the first electrode unit a second electrode part spaced apart from and connected to the second polarity of the wire, and a conductive resin disposed between the first electrode part and the second electrode part and electrically connecting the first electrode part and the second electrode part Including a unit, wherein the conductive resin unit receives heat from the casing unit, and when the temperature of the casing unit is formed from 70 degrees Celsius to 150 degrees Celsius, it is formed to be melted.

Description

배터리 모듈 및 배터리 모듈 상태 모니터링 방법 {BATTERY MODULE AND STATUS MONITORING METHOD THEREOF}Battery module and battery module status monitoring method {BATTERY MODULE AND STATUS MONITORING METHOD THEREOF}

본 발명은 배터리 모듈 및 배터리 모듈 상태 모니터링 방법에 관한 것으로, 보다 상세히 케이싱 유닛의 내부에 전해물질 및 전극이 배치되어 전기 에너지가 저장되는 배터리 셀의 저항값을 감지하여 특정 전압 이상에서 열방출을 개선한 배터리 모듈 및 배터리 모듈 상태 모니터링 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module and a battery module status monitoring method, and in more detail, an electrolyte and an electrode are disposed inside a casing unit to detect a resistance value of a battery cell in which electrical energy is stored to improve heat dissipation above a specific voltage It relates to a battery module and a battery module status monitoring method.

현재 상용화된 이차전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있다. 이 중에서 리튬 이차전지는 니켈 계열의 이차전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 인해 각광을 받고 있다.Currently commercialized secondary batteries include a nickel cadmium battery, a nickel hydrogen battery, a nickel zinc battery, and a lithium secondary battery. Among them, lithium secondary batteries are attracting attention due to their advantages of being free to charge and discharge, have very low self-discharge rates, and have high energy density because they do not have a memory effect compared to nickel-based secondary batteries.

이러한 리튬 이차전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차전지는, 양극 활물질이 양극 집전체에 코팅된 양극판과, 음극 활물질이 음극 집전체에 코팅된 음극판이, 분리막을 사이에 두고 배치된 구조를 가진 단위 셀을 집합시킨 전극 조립체와, 이 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다. 리튬 이차전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차전지로 분류된다.These lithium secondary batteries mainly use a lithium-based oxide and a carbon material as a positive electrode active material and a negative electrode active material, respectively. A lithium secondary battery includes an electrode assembly in which unit cells having a structure in which a positive electrode plate having a positive electrode active material coated on a positive electrode current collector and a negative electrode plate coated with a negative electrode active material on a negative electrode current collector are disposed with a separator interposed therebetween; An exterior material for sealingly housing the assembly together with an electrolyte, that is, a battery case is provided. Lithium secondary batteries are classified into can-type secondary batteries in which an electrode assembly is embedded in a metal can and pouch-type secondary batteries in which an electrode assembly is embedded in a pouch of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of the battery case.

최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 자동차나 전력저장장치(ESS)와 같은 중대형 장치에도 이차전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 중대형 장치에 이용되는 경우, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차전지가 전기적으로 접속되어 배터리 모듈이나 배터리 팩을 구성한다. 특히, 이러한 중대형 장치에는 적층이 용이하고 무게가 가볍다는 등의 장점으로 인해 파우치형 배터리 셀이 많이 이용된다. 파우치형 배터리 셀은 전극 리드가 접속된 전극 조립체가 파우치 케이스에 전해액과 함께 수납되어 밀봉된 구조를 가진다. 전극 리드의 일부는 파우치 케이스 외부로 노출되며, 노출된 전극 리드는 파우치형 배터리 셀이 장착되는 장치에 전기적으로 접속되거나, 파우치형 배터리 셀 상호간을 전기적으로 접속하는 데 사용된다.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 systems (ESSs). When used in such a medium-large device, a large number of secondary batteries are electrically connected to increase capacity and output to constitute a battery module or a battery pack. In particular, a pouch-type battery cell is widely used in such a medium-to-large device due to advantages such as easy stacking and light weight. The pouch-type battery cell has a sealed structure in which an electrode assembly to which an electrode lead is connected is accommodated in a pouch case together with an electrolyte. A part of the electrode lead is exposed to the outside of the pouch case, and the exposed electrode lead is electrically connected to a device in which the pouch-type battery cell is mounted, or is used to electrically connect the pouch-type battery cells to each other.

한편, 리튬 이차전지는 리튬이온을 기반으로 하고 전해질을 사용하는 현재의 2차 전지는 화재나 폭발 이라는 안전에 대한 문제가 근본적으로 잠재되어 있다.On the other hand, lithium secondary batteries are based on lithium ions and the current secondary batteries using electrolytes have fundamentally potential safety problems such as fire or explosion.

또한, 기타의 전지류와 다르게 리튬이온을 사용하는 2차 전지류는 전원으로서의 특성 자체가 변하지 많이 바뀌지 않기 때문에 실제 오랜 기간 동안 사용될 수 있으나, 안전 문제라는 치명적인 약점을 갖게 된다.In addition, unlike other batteries, secondary batteries using lithium ion may be used for a long period of time because their characteristics as a power source do not change much, but they have a fatal weakness in terms of safety.

즉, 2차 전지가 여러가지 문제에 의해서 과발화가 되면 내부의 분리막과 같은 고분자 구성이 녹기 시작하고 이것이 시작되면 2차적으로 발화를 만들게 되고 이러한 발화는 바로 폭발을 유도하게 된다. That is, when the secondary battery is over-ignited due to various problems, the polymer composition such as the internal separator begins to melt, and when this starts, secondary ignition is made, and this ignition immediately induces an explosion.

또한, 고분자가 녹기 시작하는 온도(대부분 150~170도 섭씨 기준) 이전에 이를 빨리 경고해 줄 수 있는 시스템이 필요하지만 2차 전지 중 자동차나 ESS와 같이 적층되어 있는 구조의 경우는 실제 어떠한 모듈에서 과발화가 일어나고 있는지를 파악하는 것은 현실적으로는 매우 어려운 과제이다.In addition, a system that can warn you before the temperature at which the polymer starts to melt (mostly 150 to 170 degrees Celsius) is needed, but among secondary batteries, in the case of a stacked structure such as a car or ESS, in fact, any module It is a very difficult task in reality to determine whether over-ignition is occurring.

또한, ESS나 자동차용 2차 전지는 젤리롤-셀-모듈 단위로 되어 있고 셀단위 부터는 외부에 금속 구조물로 내부의 2차 전지를 보호하는 구조로 되어 있는데 이 구조물로 인하여 내부의 과열을 감지하는 것은 하나씩 분해 하면서 열감지 카메라 등으로 분석 하는 것은 가능하나 현실적으로 가동중인 장비를 모두 분해해서 분석 할 수는 없다는 문제점이 있다. In addition, secondary batteries for ESS or automobiles are made of jelly roll-cell-module units, and from the cell unit, the external metal structure protects the internal secondary battery. It is possible to disassemble one by one and analyze it with a thermal camera, but there is a problem that realistically, it is not possible to disassemble and analyze all the equipment in operation.

또한, 열감지를 위해서 열전쌍 센서등을 달아서 분석을 할 수는 있겠지만 발화 온도가 급격히 올라가서 불이 나는 순간에 즉시 피해야 하는 상황에서 열전쌍 센서 등은 온도에 변화에 상대적으로 매우 느리게 반응하기 때문에 분석용으로는 적합 할지 몰라도 경보용으로는 적합 하지 못하다는 단점이 있다. In addition, although it is possible to analyze by attaching a thermocouple sensor to detect heat, the thermocouple sensor responds relatively slowly to changes in temperature in a situation where the ignition temperature rises rapidly and it is necessary to immediately avoid a fire, so it is not suitable for analysis. Although suitable, it has a disadvantage that it is not suitable for alarm purposes.

또한, 열전쌍 센서가 가지는 또 하나의 문제는 열전쌍 센서로 사용되는 재료가 현재 생산되는 2차 전지에 1회용 센서로 사용하기에는 너무 고가인 문제점이 있다.In addition, another problem with the thermocouple sensor is that the material used as the thermocouple sensor is too expensive to be used as a disposable sensor in the currently produced secondary battery.

배터리 모듈 혹은 배터리 팩의 폭발은 그것이 채용된 전자기기 혹은 자동차 등의 파손을 가져올 뿐만 아니라 사용자의 안전 위협 및 화재로 연결될 수 있다는 점에서 안전성 확보는 매우 중요하다. 이차전지가 과열되면 폭발 및/또는 발화의 위험이 커지게 되고, 과열로 인한 급격한 연소나 폭발은 인명 및 재산상의 피해를 줄 수 있다.Explosion of a battery module or battery pack is very important in that it not only causes damage to the electronic device or vehicle it is employed in, but also threatens the user's safety and can lead to fire. When the secondary battery is overheated, the risk of explosion and/or ignition increases, and rapid combustion or explosion due to overheating may cause damage to life and property.

그러므로, 이차전지 사용상의 안전성을 충분히 확보하기 위한 수단 도입에 대한 요구가 있다.Therefore, there is a demand for the introduction of a means to sufficiently secure the safety in use of the secondary battery.

본 발명에 따른 실시예는 종래의 2차전지의 발화 혹은 폭파의 문제점을 해결하기 위한 배터리 모듈 및 배터리 모듈 상태 모니터링 방법을 제공하고자 한다.An embodiment according to the present invention is to provide a battery module and a battery module status monitoring method for solving the conventional problem of ignition or explosion of a secondary battery.

본 발명의 실시예의 일측면에 따른 배터리 모듈은, 배터리 모듈에 있어서, 플렉서블한 케이싱 유닛을 가지며, 상기 케이싱 유닛 의 내부에 전해물질 및 전극이 배치되어 전기 에너지가 저장되는 배터리 셀; 및 상기 배터리 셀의 상기 케이싱 유닛의 표면에 배치되는 적어도 하나의 센싱 모듈 및 상기 센싱 모듈과 연결되는 와이어 유닛을 포함하는 센싱 어셈블리;를 포함하고, 상기 센싱 어셈블리의 상기 센싱 모듈은, 상기 와이어의 제1 극성에 연결되는 제1 전극부와, 상기 제1 전극부와 이격되며 상기 와이어의 제2 극성에 연결되는 제2 전극부와, 상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부 사이에 배치되며 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부 를 전기적으로 연결시키는 전도성 수지유닛을 포함하고, 상기 전도성 수지 유닛은, 상기 케이싱 유닛으로부터 열을 전달받으며, 상기 케이싱 유닛의 온도가 섭씨 70도 내지 섭씨 150도일 경우, 융해되도록 형성된다.A battery module according to an aspect of an embodiment of the present invention, in the battery module, has a flexible casing unit, an electrolyte and an electrode are disposed inside the casing unit, the battery cell in which electrical energy is stored; and a sensing assembly including at least one sensing module disposed on a surface of the casing unit of the battery cell and a wire unit connected to the sensing module, wherein the sensing module of the sensing assembly includes a first of the wire A first electrode part connected to a first polarity, a second electrode part spaced apart from the first electrode part and connected to a second polarity of the wire, and disposed between the first electrode part and the second electrode part, and a conductive resin unit electrically connecting the first electrode part and the second electrode part, wherein the conductive resin unit receives heat from the casing unit, and the temperature of the casing unit is 70 degrees Celsius to 150 degrees Celsius In this case, it is formed to be melted.

또한, 상기 센싱 모듈은, 상기 수지 유닛의 하측에 마련되며 상기 전도성 수지 유닛을 향하여 개구되며 내부에 수용 공간이 형성되는 하우징 유닛과, 상기 제1 전극부, 상기 제2 전극부, 상기 전도성 수지 유닛 및 상기 하우징 유닛을 완전하게 감싸며 열전도성 재질로 형성되는 커버 유닛을 더 포함할 수 있다.In addition, the sensing module includes a housing unit provided under the resin unit and opened toward the conductive resin unit and having an accommodating space therein, the first electrode part, the second electrode part, and the conductive resin unit. and a cover unit that completely surrounds the housing unit and is formed of a thermally conductive material.

또한, 상기 전도성 수지 유닛의 상측은 상기 커버 유닛의 상측 내면과 밀착되며, 상기 하우징 유닛의 하측은 상기 커버 유닛의 하측 내면과 밀착되어 형성될 수 있다.In addition, an upper side of the conductive resin unit may be in close contact with an upper inner surface of the cover unit, and a lower side of the housing unit may be formed in close contact with a lower inner surface of the cover unit.

또한, 상기 하우징 유닛은, 상기 수용 공간 내부에 마련되며, 열전도성 물질로 형성되고 일측은 상기 전도성 수지 유닛과 접촉되며 타측은 상기 하우징 유닛의 하측에 연결되는 복수의 열전달 유닛을 포함하여 형성될 수 있다.In addition, the housing unit may include a plurality of heat transfer units provided inside the accommodation space, formed of a thermally conductive material, one side in contact with the conductive resin unit and the other side connected to the lower side of the housing unit. have.

또한, 상기 하우징 유닛의 상기 수용공간의 부피는, 고체 상태의 상기 전도성 수지유닛의 부피와 동일하거나 작으며, 액체 상태의 상기 전도성 수지 유닛의 부피보다 크게 형성될 수 있다.In addition, the volume of the accommodation space of the housing unit may be the same as or smaller than the volume of the conductive resin unit in a solid state, and may be formed to be larger than the volume of the conductive resin unit in a liquid state.

또한, 상기 센싱 어셈블리의 상기 센싱 모듈은, 상기 배터리 셀의 상기 케이싱 유닛의 상면 및 하면에 각각 배치되며, 상기 케이싱 유닛의 상면에 배치되는 상기 센싱 모듈의 상기 커버 유닛의 하면은 상기 케이싱 유닛의 상면과 접촉되며, 상기 케이싱 유닛의 하면에 배치되는 상기 센싱 모듈의 상기 커버 유닛의 상면은 상기 케이싱 유닛의 하면과 접촉되어 형성될 수 있다. In addition, the sensing module of the sensing assembly is disposed on an upper surface and a lower surface of the casing unit of the battery cell, respectively, and a lower surface of the cover unit of the sensing module disposed on the upper surface of the casing unit is an upper surface of the casing unit and an upper surface of the cover unit of the sensing module disposed on a lower surface of the casing unit may be formed in contact with a lower surface of the casing unit.

또한, 상기 전도성 수지유닛은, 상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부를 완전하게 감싸며, 상기 와이어는 금속재질로 형성되는 피복에 의하여 커버되도록 형성될 수 있다. In addition, the conductive resin unit may completely surround the first electrode part and the second electrode part, and the wire may be formed to be covered by a covering formed of a metal material.

또한, 상기 베터리 셀의 상기 케이싱 유닛의 일면에는, 상기 케이싱 유닛의 일측 테두리에 인접되는 제1 영역과, 상기 케이싱 유닛의 타측 체두리에 인접되는 제2 영역과, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 사이에 형성되는 제3 영역이 형성되며, 상기 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역에는 각각 적어도 하나의 상기 센싱 모듈이 배치되며, 상기 센싱 모듈들은 상호 간에 직렬로 연결되어 형성될 수 있다.In addition, on one surface of the casing unit of the battery cell, a first area adjacent to one edge of the casing unit, a second area adjacent to the other side of the casing unit, the first area and the second A third region is formed between the regions, and at least one sensing module is disposed in each of the first region, the second region, and the third region, and the sensing modules are connected in series to each other. .

또한, 상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역에 배치되는 상기 센싱 모듈의 단위면적 당 갯수는, 상기 제3 영역에 배치되는 상기 센싱 모듈의 단위면적 당 갯수보다 크도록 형성될 수 있다.In addition, the number of the sensing modules disposed in the first area or the second area per unit area may be greater than the number per unit area of the sensing modules disposed in the third area.

본 발명의 실시예의 다른 측면에 따른 배터리 모듈의 배터리 모듈 상태 모니터링 방법은, 센싱 어셈블리의 와이어 유닛에 기설정된 모니터링 전압을 인가하여, 센싱 모듈의 저항값 변화를 모니터링 하는 센싱 모듈 모니터링 단계; 및 상기 센싱 모듈 모니터링 단계에서, 상기 센싱 모듈의 저항값이 기설정된 설정 저항값을 기준으로 시간에 따라 변화되는 경우, 사용자에게 배터리 이상 상태를 알리는 제1 알람 단계를 포함한다.A battery module status monitoring method of a battery module according to another aspect of an embodiment of the present invention includes: a sensing module monitoring step of applying a predetermined monitoring voltage to a wire unit of a sensing assembly to monitor a change in a resistance value of the sensing module; and, in the sensing module monitoring step, when the resistance value of the sensing module changes over time based on a preset resistance value, a first alarm step of notifying the user of a battery abnormal state.

또한, 상기 제3 레이어 그룹 배치 단계에서 상기 적어도 하나의 레이어가 배치된 상태에서, 배치된 상기 레이어 상에 상기 포켓 유닛들의 제1 포켓 유닛 및 상기 제2 포켓 유닛의 입구 크기가 다르게 형성되도록 적어도 하나의 레이어를 배치시키는 제4 레이어 그룹 배치 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, in a state in which the at least one layer is disposed in the third layer group arrangement step, at least one of the first pocket units and the second pocket unit of the pocket units are formed to have different entrance sizes on the disposed layer. The method may further include a fourth layer group arrangement step of disposing a layer of .

또한, 상기 제1 알람 단계에서, 상기 센싱 모듈의 저항값은, 상기 설정 저항값을 기준으로 시간에 따라 복수회 증가 및 감소되는 것을 포함할 수 있다.In addition, in the first alarm step, the resistance value of the sensing module may include increasing and decreasing a plurality of times over time based on the set resistance value.

또한, 상기 제1 알람 단계가 수행된 상태에서, 상기 센싱 모듈의 저항값이 상기 설정 저항값보다 큰 기설정된 위험 저항값과 같거나 초과하며, 상기 시간당 저항값의 변화가 상기 제1 알람 단계의 상기 시간당 저항값 변화보다 작아지는 경우, 사용자에게 배터리 위험 상태를 알리는 제2 알람 단계; 및 상기 제2 알람 단계가 수행된 다음, 상기 배터리 모듈의 전원을 차단하는 배터리 모듈 전원 차단 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, in a state in which the first alarm step is performed, the resistance value of the sensing module is equal to or exceeds a preset dangerous resistance value larger than the set resistance value, and the change in the resistance value per time is the first alarm step. a second alarm step of notifying a user of a battery critical state when it is smaller than the change in the resistance value per time; and a battery module power cut-off step of cutting off power to the battery module after the second alarm step is performed.

본 발명의 실시예에 의하면, 이차전지의 화재나 폭발을 감지할 수 있는 배터리 모듈 및 배터리 모듈 상태 모니터링 방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a battery module capable of detecting fire or explosion of a secondary battery and a battery module state monitoring method may be provided.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 센싱 모듈의 저항값 변화를 감지하고 사용자에게 배터리 위험 상태를 알리는 배터리 모듈 및 배터리 모듈 상태 모니터링 방법이 제공될 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, a battery module and a battery module state monitoring method may be provided for detecting a change in the resistance value of the sensing module and notifying the user of a battery dangerous state.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 하우징 유닛의 내부 수용 공간에 마련된 열전도성 물질을 이용하여 저항값을 실시간으로 감지하는 배터리 모듈 및 배터리 모듈 상태 모니터링 방법이 제공될 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, a battery module and a battery module state monitoring method for detecting a resistance value in real time using a thermal conductive material provided in an internal accommodation space of a housing unit may be provided.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 배터리 모듈의 내부 단면도이다.
도 3은 도 2의 배터리 모듈이 이상 상태인 경우, 전도성 수지유닛이 융해되는 상태를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1의 배터리 모듈의 상태별 저항값 변화를 보여주는 그래프이다.
도 5는 도 1의 서버 디바이스 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 6은 도 1의 배터리 모듈의 배터리 모듈 상태 모니터링 방법의 순서도이다.1 is a view showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an internal cross-sectional view of the battery module of FIG. 1 .
3 is a view showing a state in which the conductive resin unit is melted when the battery module of FIG. 2 is in an abnormal state.
4 is a graph showing a change in resistance value for each state of the battery module of FIG. 1 .
5 is a block diagram schematically illustrating the configuration of the server device of FIG. 1 .
6 is a flowchart of a method for monitoring a battery module state of the battery module of FIG. 1 .

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석 되어야만 한다.Hereinafter, the technical idea of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and the inventor should properly understand the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

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. 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, the technical idea of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Since the accompanying drawings are merely examples shown to explain the technical idea of the present invention in more detail, the technical idea of the present invention is not limited to the form of the accompanying drawings. The embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, so various modifications that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be examples.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 보여주는 도면이며, 도 2는 도 1의 배터리 모듈의 내부 단면도이다. 또한, 도 3은 도 2의 배터리 모듈이 이상 상태인 경우, 전도성 수지유닛이 융해되는 상태를 보여주는 도면이다.FIG. 1 is a view showing a battery module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an internal cross-sectional view of the battery module of FIG. 1 . In addition, FIG. 3 is a view showing a state in which the conductive resin unit is melted when the battery module of FIG. 2 is in an abnormal state.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈(1)은 배터리 셀(100)과, 센싱 어셈블리(200)를 포함한다. 또한, 배터리 모듈(1)은 플렉서블한 배터리 셀(100)과 배터리 셀(100)의 표면에 배치되는 센싱 어셈블리(200)를 수용하기 위한 금속 구조물을 포함할 수 있다.First, referring to FIG. 1 , a battery module 1 according to an embodiment of the present invention includes a battery cell 100 and a sensing assembly 200 . Also, the battery module 1 may include a flexible battery cell 100 and a metal structure for accommodating the sensing assembly 200 disposed on the surface of the battery cell 100 .

배터리 셀(100)은, 전기 에너지가 내부에 저장되며, 금속 재질, 예시적으로 알루미늄 등,로 형성되는 배터리 셀(100)의 케이싱 유닛(110)의 내부에는 전해물질 및 전극이 배치되어 전기 에너지가 저장되어, 상기 전기 에너지가 충전 및 방전되도록 할 수 있다. 한편, 배터리 셀(100)의 케이싱 유닛(110)은 박막 알루미늄 재질로 형성되어, 플렉서블하게 형성될 수 있다.In the battery cell 100, electrical energy is stored therein, and an electrolyte material and an electrode are disposed inside the casing unit 110 of the battery cell 100 formed of a metal material, for example, aluminum, etc. may be stored, allowing the electrical energy to be charged and discharged. Meanwhile, the casing unit 110 of the battery cell 100 may be formed of a thin-film aluminum material to be flexible.

센싱 어셈블리(200)는, 배터리 셀(100)의 케이싱 유닛(110) 표면에 배치되는 센싱 모듈(210)과 연결되는 와이어 유닛(220)을 포함한다. 센싱 어셈블리(200)의 센싱 모듈(210)은 복수 개로 마련될 수 있으며, 배터리 셀(100)의 케이싱 유닛(110)의 일면 및/또는 이면의 표면에 복수개로 배치될 수 있다.The sensing assembly 200 includes a wire unit 220 connected to the sensing module 210 disposed on the surface of the casing unit 110 of the battery cell 100 . A plurality of sensing modules 210 of the sensing assembly 200 may be provided, and a plurality of sensing modules 210 may be disposed on one surface and/or a surface of the rear surface of the casing unit 110 of the battery cell 100 .

센싱 어셈블리(200)의 센싱 모듈(210) 들에는 각 센싱 모듈(210)들을 연결시키는 와이어 유닛(220)에 의하여 기설정된 모니터링 전압이 인가된다. 그리고, 배터리 셀(100)의 충방전 동작 과정 중, 배터리 셀(100)에 이상 상태가 발생하게 되어, 배터리 셀(100)의 온도가 상승하게 되어, 케이싱 유닛(110)의 표면 온도가 이상 온도(예시적으로 섭씨 70도 내지 150도)로 상승하게 되는 경우, 해당 부분의 센싱 모듈(210)의 단락이 발생하게 되며, 상기 단락의 발생 여부에 기초하여 배터리 셀(100)의 이상 상태 발생 여부를 판단할 수 있다.A preset monitoring voltage is applied to the sensing modules 210 of the sensing assembly 200 by the wire unit 220 connecting each sensing module 210 . And, during the charging/discharging operation process of the battery cell 100 , an abnormal state occurs in the battery cell 100 , and the temperature of the battery cell 100 increases, so that the surface temperature of the casing unit 110 is at an abnormal temperature. When the temperature rises to (for example, 70 degrees to 150 degrees Celsius), a short circuit occurs in the sensing module 210 of the corresponding part, and whether an abnormal state occurs in the battery cell 100 based on whether the short circuit occurs. can be judged

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 센싱 어셈블리(200)의 구성을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the configuration of the sensing assembly 200 according to an embodiment of the present invention will be described in more detail.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 센싱 어셈블리(200)의 센싱 모듈(210)은 와이어 유닛(220)의 제1 극성(221A)에 연결되는 제1 전극부(216)와, 제1 전극부(216)와 일정 간격 이격되어 와이어 유닛(220)의 제2 극성(221B)에 연결되는 제2 전극부(217)와, 제1 전극부(216) 및 제2 전극부(217) 사이에 배치되며 제1 전극부(216)와 제2 전극부(217)를 전기적으로 연결시키는 전도성 수지유닛(215)을 포함한다. 2 to 3 , the sensing module 210 of the sensing assembly 200 includes a first electrode part 216 connected to the first polarity 221A of the wire unit 220, and a first electrode part ( 216) and spaced apart from the second electrode part 217 connected to the second polarity 221B of the wire unit 220, and disposed between the first electrode part 216 and the second electrode part 217, and a conductive resin unit 215 electrically connecting the first electrode part 216 and the second electrode part 217 .

본 발명의 실시예에 따른 전도성 수지유닛(215)은 케이싱 유닛(110)으로부터 열을 전달 받으며, 케이싱 유닛(110)의 온도가 섭씨 70도 내지 섭씨 150도로 형성되는 경우, 융해된다. 고분자가 녹기 시작하는 온도는 통상 섭씨 150도 내지 섭씨 170도이며, 고분자가 녹게 되면 2차적인 발화를 만들게 되고 이러한 발화는 바로 폭발을 유도할 수 있다. 즉, 전도성 수지유닛(215)의 융해 상태에 따라 고분자가 녹기 시작하는 온도 이전에 발화 온도를 실시간으로 감지할 수 있다. 전도성 수지유닛(215)은 예시적으로 전도성 물질이 함유되는 에폭시 수지로 형성될 수 있다.The conductive resin unit 215 according to an embodiment of the present invention receives heat from the casing unit 110 , and when the temperature of the casing unit 110 is formed at 70 degrees Celsius to 150 degrees Celsius, it is melted. The temperature at which the polymer starts to melt is usually 150 degrees Celsius to 170 degrees Celsius, and when the polymer melts, secondary ignition is made, and this ignition can immediately induce an explosion. That is, according to the melting state of the conductive resin unit 215 , the ignition temperature may be sensed in real time before the temperature at which the polymer starts to melt. The conductive resin unit 215 may be formed of, for example, an epoxy resin containing a conductive material.

본 발명의 실시예에 따른 센싱 모듈(210)은 전도성 수지유닛(215)의 하측에 마련되며 전도성 수지유닛(215)을 향하여 개구되며 내부에 수용 공간(213)이 형성되는 하우징 유닛(212)을 더 포함한다. 이때, 케이싱 유닛(110)의 온도가 일정값 이상으로 올라가게 되면 전도성 수지유닛(215)이 녹게 되고 하우징 유닛(212)의 내부 전체에 전도성 수지유닛(215)이 채워질 경우, 전기가 계속 흐르는 상태이므로 발화의 위험이 높아질 수 있다. 이를 방지하기 위해 하우징 유닛(212)의 수용 공간(213)으로 전도성 유닛(215)이 흘러내려가게 됨으로써 와이어 유닛(220)으로부터 인가되는 상기 모니터링 전압을 차단시킴으로써, 센싱 어셈블리(200)의 단락을 발생시킬 수 있다.The sensing module 210 according to an embodiment of the present invention is provided on the lower side of the conductive resin unit 215 and is opened toward the conductive resin unit 215 and includes a housing unit 212 in which an accommodation space 213 is formed therein. include more At this time, when the temperature of the casing unit 110 rises above a certain value, the conductive resin unit 215 is melted, and when the conductive resin unit 215 is filled in the entire interior of the housing unit 212, electricity continues to flow Therefore, the risk of ignition may increase. In order to prevent this, the conductive unit 215 flows down into the receiving space 213 of the housing unit 212, thereby blocking the monitoring voltage applied from the wire unit 220, thereby causing a short circuit of the sensing assembly 200. can do it

또한, 센싱 모듈(210)은 제1 전극부(216), 제2 전극부(217), 전도성 수지유닛(215) 및 하우징 유닛(212)을 완전하게 감싸며 열전도성 재질로 형성되는 커버 유닛(211)을 더 포함하여 형성될 수 있다. 커버 유닛(211)은 예시적으로 알루미늄과 같은 금속재질 또는 탄소나노튜브와 같이 열을 원활하게 전달할 수 있는 재질로 형성될 수 있다.In addition, the sensing module 210 completely surrounds the first electrode part 216 , the second electrode part 217 , the conductive resin unit 215 and the housing unit 212 , and the cover unit 211 is formed of a thermally conductive material. ) may be further included. The cover unit 211 may be formed of, for example, a metal material such as aluminum or a material capable of smoothly transferring heat such as carbon nanotubes.

이때, 전도성 수지유닛(215)이 액체 상태로 녹아 하우징 유닛(212)의 내부 수용 공간(213)으로 흘러내려갈 수 있도록 전도성 수지유닛(215)의 상측은 커버 유닛(211)의 상측 내면과 밀착되며 하우징 유닛(212)의 하측은 커버 유닛(211)의 하측 내면과 밀착되어 형성될 수 있다.At this time, the upper side of the conductive resin unit 215 is in close contact with the inner surface of the upper side of the cover unit 211 so that the conductive resin unit 215 can melt into a liquid state and flow down to the inner accommodation space 213 of the housing unit 212 . The lower side of the housing unit 212 may be formed in close contact with the lower inner surface of the cover unit 211 .

하우징 유닛(212)은 열을 잘 전달할 수 있는 열전도성 물질로 형성되고 일측은 전도성 수지유닛(215)과 접촉되며 타측은 하우징 유닛(212)의 하측에 연결되는 복수의 열전달 유닛(214)를 포함하며, 열전달 유닛(214)은 하우징 유닛(212)의 수용 공간(213)에 배치된다.The housing unit 212 is formed of a thermally conductive material capable of transferring heat well, one side is in contact with the conductive resin unit 215 and the other side includes a plurality of heat transfer units 214 connected to the lower side of the housing unit 212 . and the heat transfer unit 214 is disposed in the accommodation space 213 of the housing unit 212 .

이때, 하우징 유닛(212)의 수용공간(213)의 부피는 고체 상태의 전도성 수지 유닛(215)의 부피와 동일하거나 작으며, 액체 상태의 전도성 수지유닛(215)의 부피보다는 크게 형성된다. 수용공간(213)의 부피가 액체 상태의 전도성 수지유닛(215)의 부피보다 작게 형성될 경우, 융해된 전도성 수지유닛(215)은 수용공간(213)에 모두 수용되지 않고, 넘치게 되며, 제1 전극부(216)과 제2 전극부(217) 사이에 잔여하게 된 상태에서 제1 전극부(216) 및 제2 전극부(217)의 전기적인 연결이 지속되도록 할 수 있다.따라서, 본 실시예에서는, 수용 공간(213)은 융해된 전도성 수지유닛(215)이 모두 수용될 수 있는 크기의 부피를 갖도록 형성된다.At this time, the volume of the receiving space 213 of the housing unit 212 is the same as or smaller than the volume of the conductive resin unit 215 in the solid state, and is formed to be larger than the volume of the conductive resin unit 215 in the liquid state. When the volume of the accommodating space 213 is formed to be smaller than the volume of the conductive resin unit 215 in the liquid state, the molten conductive resin unit 215 is not all accommodated in the accommodating space 213, but overflows, and the first The electrical connection between the first electrode part 216 and the second electrode part 217 may be maintained in a state remaining between the electrode part 216 and the second electrode part 217. Therefore, in this embodiment In the example, the accommodating space 213 is formed to have a volume of a size that can accommodate all of the molten conductive resin unit 215 .

본 발명의 실시예에 따르면 센싱 어셈블리(200)의 센싱 모듈(210)은 배터리 셀(100)의 케이싱 유닛(110)의 상면(111) 및 하면(112)에 각각 배치될 수 있으며, 케이싱 유닛(110)의 상면에 배치되는 센싱 모듈(210)의 커버 유닛(211)의 하면은 케이싱 유닛(110)의 상면과 접촉된다. 그리고, 케이싱 유닛(110)의 하면(112)에 배치되는 센싱 모듈(210)의 커버 유닛(211)의 상면은 케이싱 유닛(110)의 하면과 접촉되도록 형성될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the sensing module 210 of the sensing assembly 200 may be disposed on the upper surface 111 and the lower surface 112 of the casing unit 110 of the battery cell 100, respectively, and the casing unit ( The lower surface of the cover unit 211 of the sensing module 210 disposed on the upper surface of the 110 is in contact with the upper surface of the casing unit (110). In addition, the upper surface of the cover unit 211 of the sensing module 210 disposed on the lower surface 112 of the casing unit 110 may be formed to contact the lower surface of the casing unit 110 .

한편, 전도성 수지유닛(215)은 제1 전극부(216) 및 제2 전극부(217)를 완전하게 감싸는 형상으로 형성된다. 그리고, 제1 전극부(216) 및 제2 전극부(217)는 일정거리(d)가 단락 되어 형성되는데 서로 단락이 되어 있기는 하지만 전도성 수지유닛(215)이 제1 전극부(216)와 제2 전극부(217)를 완전히 감싸도록 형성되어 전도성 수지유닛(215)에 의해 연결되어 일정한 저항을 감지할 수 있는 장점이 있다.On the other hand, the conductive resin unit 215 is formed to completely surround the first electrode part 216 and the second electrode part 217 . In addition, the first electrode part 216 and the second electrode part 217 are formed by short-circuiting a certain distance d, and although they are short-circuited, the conductive resin unit 215 and the first electrode part 216 are short-circuited. It is formed to completely surround the second electrode part 217 and is connected by the conductive resin unit 215 to detect a certain resistance.

와이어 유닛(220)은 금속 재질로 형성되는 피복에 의하여 커버되어 형성될 수 있다. 이때, 와이어 유닛(220)의 상기 피복 재질은 최소한 전도성 수지유닛(215)보다는 녹는점이 일정값 이상으로 높게 형성되고 열전도율이 좋지 않은 재질일 수 있으나 이를 제한하는 것은 아니다. The wire unit 220 may be covered by a covering formed of a metal material. At this time, the coating material of the wire unit 220 may be a material having a melting point higher than a predetermined value or higher than that of the conductive resin unit 215 at least and the thermal conductivity is not good, but is not limited thereto.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 셀(100)의 케이싱 유닛(110)의 일면에는, 케이싱 유닛(110)의 일측 테두리에 인접되는 제1 영역(161)과, 케이싱 유닛(110)의 타측 테두리에 인접되는 제2 영역(162)과, 제1 영역(161) 및 제2 영역(162) 사이에 형성되는 제3 영역(163)의 형성될 수 있다. 제1 영역(161), 제2 영역(162) 및 제3 영역(163)에는 각각 적어도 하나의 센싱 모듈(210)이 배치될 수 있으며, 센싱 모듈(210)들은 상호 간에 직렬로 연결되어 형성될 수 있다. On the other hand, on one surface of the casing unit 110 of the battery cell 100 according to the embodiment of the present invention, the first area 161 adjacent to one side edge of the casing unit 110, the other side of the casing unit (110) A second region 162 adjacent to the edge and a third region 163 formed between the first region 161 and the second region 162 may be formed. At least one sensing module 210 may be disposed in each of the first region 161 , the second region 162 , and the third region 163 , and the sensing modules 210 may be formed by being connected in series to each other. can

본 발명의 실시예에 따른 센싱 모듈(210)의 단위면적 당 개수는, 제1 영역(161) 또는 제2 영역(162)에 배치되는 개수가 제3 영역(163)에 배치되는 개수보다 크도록 형성될 수 있다. 본 실시예에서 센싱 모듈(210)은 케이싱 유닛(110)의 일측 테두리에 인접되는 제1 영역(161) 혹은 케이싱 유닛(110)의 타측 테두리에 인접되는 제2 영역(162)에 더욱 조밀하게 배치된다. 즉, 배터리 셀(100)에서 이상 상태, 즉 과열이 발생되는 경우, 단자부(160)가 위치되는 케이싱 유닛(110)의 테두리 영역 측의 온도가 더 빠르게 높아지는 경향이 있어, 이를 보다 정확하고 빠르게 감지하기 위하여 센싱 모듈(210)이 제1 여역(110) 및/또는 제2 영역(162)에 보다 조밀하게 배치될 수 있다.The number of sensing modules 210 per unit area according to an embodiment of the present invention is such that the number disposed in the first area 161 or the second area 162 is greater than the number disposed in the third area 163 . can be formed. In this embodiment, the sensing module 210 is more densely disposed in the first area 161 adjacent to one edge of the casing unit 110 or the second area 162 adjacent to the other edge of the casing unit 110 . do. That is, when an abnormal state, that is, overheating, occurs in the battery cell 100 , the temperature of the edge region of the casing unit 110 where the terminal unit 160 is located tends to rise faster, and this is detected more accurately and quickly In order to do this, the sensing module 210 may be more densely disposed in the first area 110 and/or the second area 162 .

이하에서는 본 발며의 실시예에 따른 배터리 모듈(1)의 이상 상태를 판단하기 위한 판단 기준으로 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, it will be described in more detail as a criterion for determining the abnormal state of the battery module 1 according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 1의 배터리 모듈(1)의 상태별 저항값 변화를 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing a change in resistance value for each state of the battery module 1 of FIG. 1 .

도 4를 참조하면, 배터리 모듈 상태 모니터링 시스템(1000)(도 5 참조)은 배터리 모듈(1)의 센싱 어셈블리(200)의 시간에 따른 측정 저항값의 변화에 기초하여 배터리 모듈(1)의 상태를 모니터링할 수 있다. Referring to FIG. 4 , the battery module status monitoring system 1000 (refer to FIG. 5 ) shows the state of the battery module 1 based on a change in the measured resistance value over time of the sensing assembly 200 of the battery module 1 . can be monitored.

센싱 어셈블리(200)의 상기 측정 저항값이 정상 상태일 경우, 상기 측정 저항값은 설정 저항값(Rref)을 유지한다. 이때, 설정 저항값(Rref)은 전도성 수지유닛(215)이 고체 상태를 유지할 때의 센싱 어셈블리(200)의 저항값으로 형성될 수 있으며, 배터리 모듈 상태 모니터링 시스템(1000)(도 5 참조)은, 상기 측정 저항값이 설정 저항값(Rref)과 같거나 그 이하 일 때, 배터리 모듈(1)이 정상 상태인 것으로 판단한다.When the measured resistance value of the sensing assembly 200 is in a normal state, the measured resistance value maintains a set resistance value R ref . At this time, the set resistance value (R ref ) may be formed as a resistance value of the sensing assembly 200 when the conductive resin unit 215 maintains a solid state, and the battery module state monitoring system 1000 (see FIG. 5 ). When the measured resistance value is equal to or less than the set resistance value (R ref ), it is determined that the battery module 1 is in a normal state.

한편, 센싱 어셈블리(200)의 상기 측정 저항값이, 상기 설정 저항값을 기준으로 시간에 따라 복수회 증가 및 감소되며, 전체적으로 증가하는 경향으로 형성되는 경우(제1 위험 구간), 배터리 모듈 상태 모니터링 시스템(1000)은, 배터리 모듈(1)의 배터리 셀(100)의 상태가 이상 상태인 것으로 판단한다. 즉, 배터리 셀(100)의 온도가 이상 온도(예시적으로 섭씨 70도 내지 150도)로 상승하게 되면, 해당 부분의 센싱 모듈(210)의 전도성 수지유닛(215)이 융해되기 시작하며, 전도성 수지유닛(215)의 융해에 의하여 제1 전극부(216) 및 제2 전극부(217) 사이의 저항이 불규칙적으로 변화되며 상기 측정 저항값의 요동(측정 저항값의 상승과 하락이 반복하여 발생됨)이 발생하게 된다. 또한, 제1 전극부(216) 및 제2 전극부(217) 사이에 배치되는 전도성 수지유닛(215)의 용해에 따라, 상기 측정 저항값이 전반적으로 증가되는 경향으로 형성되게 된다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈 상태 모니터링 시스템(1000)은 상기 측정 저항값의 변화에 기초하여 배터리 모듈(1)의 이상 상태 여부를 판단할 수 있다.On the other hand, when the measured resistance value of the sensing assembly 200 increases and decreases a plurality of times over time based on the set resistance value, and is formed in an overall increasing tendency (first dangerous section), the battery module status monitoring The system 1000 determines that the state of the battery cell 100 of the battery module 1 is an abnormal state. That is, when the temperature of the battery cell 100 rises to an abnormal temperature (for example, 70 degrees to 150 degrees Celsius), the conductive resin unit 215 of the sensing module 210 of the corresponding part starts to melt, and the conductivity The resistance between the first electrode part 216 and the second electrode part 217 is irregularly changed by the melting of the resin unit 215, and fluctuations in the measured resistance value (rising and falling of the measured resistance value occur repeatedly) ) will occur. In addition, as the conductive resin unit 215 disposed between the first electrode part 216 and the second electrode part 217 is dissolved, the measured resistance value tends to increase overall. Accordingly, the battery module state monitoring system 1000 according to an embodiment of the present invention may determine whether the battery module 1 is in an abnormal state based on a change in the measured resistance value.

한편, 상기 제1 위험 구간이 지속된 상태에서, 센싱 어셈블리(200)의 상기 측정 저항값이, 설정 저항값(Rref)보다 큰 기설정된 위험 저항값(Rdanger)과 같거나 이를 초과하며 시간당 상기 측정 저항값의 변화가 상기 제1 위험 구간에서의 시간당 상기 측정 저항값의 변화보다 작아지게 되는 경우, 배터리 모듈 상태 모니터링 시스템(1000)은 배터리 모듈(1)의 상태가 위험 상태인 것으로 판단한다. On the other hand, in the state in which the first danger section is continued, the measured resistance value of the sensing assembly 200 is equal to or exceeds a predetermined dangerous resistance value (R danger ) which is greater than the set resistance value (R ref ), per hour When the change in the measured resistance value becomes smaller than the change in the measured resistance value per time in the first dangerous section, the battery module state monitoring system 1000 determines that the state of the battery module 1 is a dangerous state. .

즉, 상기 측정 저항값의 상승과 하락이 반복하여 발생되는 상기 제1 위험 구간을 지나, 배터리 셀(100)의 표면 온도가 급격하게 상승하여 전도성 수지 유닛(215)이 완전히 녹아내릴 경우, 제1 전극부(216)와 제2 전극부(217)가 단락이 되면서 센싱 어셈블리(200)의 상기 측정 저항값이 위험 저항값(Rdanger)으로 커지게 되는 경우, 배터리 모듈 상태 모니터링 시스템(1000)은 배터리 모듈(1)의 상태가 화재 또는 폭발이 발생하기 직전인 위험 상태인 것으로 파악하여, 사용자에게 위험 신호를 알람하게 된다. 본 실시예에서, 위험 저항값(Rdanger)은 무한대에 근접하는 저항값으로 생성될 수 있으며, 센싱 모듈(210)이 실질적으로 단락 상태인 것으로 판단될 수 있는 저항값으로 생성된다.That is, when the surface temperature of the battery cell 100 rapidly rises and the conductive resin unit 215 completely melts after passing through the first danger section in which the rise and fall of the measured resistance value are repeatedly generated, the first When the electrode part 216 and the second electrode part 217 are short-circuited and the measured resistance value of the sensing assembly 200 increases to a dangerous resistance value (R danger ), the battery module status monitoring system 1000 is It is determined that the state of the battery module 1 is a dangerous state just before a fire or explosion occurs, and a danger signal is alerted to the user. In the present embodiment, the dangerous resistance value R danger may be generated as a resistance value close to infinity, and may be generated as a resistance value at which it may be determined that the sensing module 210 is substantially in a short-circuit state.

한편, 본 실시예에 따른 센싱 어셈블리(200)의 센싱 모듈(210)들은 상호 간에 직렬로 연결됨에 따라, 어느 하나의 센싱 모듈(210)에서 단락이 발생되는 경우에도 센싱 어셈블리(200)에서 단락이 발생하게 됨에 따라, 보다 신속하게 배터리 모듈(1)의 위험 상태를 감지할 수 있다.On the other hand, as the sensing modules 210 of the sensing assembly 200 according to the present embodiment are connected in series with each other, even when a short circuit occurs in any one of the sensing modules 210 , a short circuit occurs in the sensing assembly 200 . As it occurs, the dangerous state of the battery module 1 can be detected more quickly.

이하에서는 배터리 모듈의 배터리 모듈 상태 모니터링 방법을 상세하게 설명한다. Hereinafter, a method of monitoring the battery module state of the battery module will be described in detail.

도 5는 도 1의 서버 디바이스 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.5 is a block diagram schematically illustrating the configuration of the server device of FIG. 1 .

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 배터리 모듈 상태 모니터링 시스템(1000)은 각각의 배터리 모듈(1A, 1B..1n)로부터 내부 온도에 따른 저항값을 생성하고, 데이터 정보를 수집하는 배터리 모듈 상태 모니터링 장치(300)와, 네트워크를 통해 저항값 정보 및 데이터를 저장하고 상기 수집한 데이터를 사용자 디바이스에 전달하는 서버부(400)와, 미리 입력된 저항값의 정보를 기반으로 상기 실시간으로 감지된 저항값 정보를 서버부(400)와 네트워크를 통해 전달받고 배터리 모듈(1)의 상황을 파악할 수 있는 사용자 디바이스부(500)를 포함한다.Referring to FIG. 5 , the battery module status monitoring system 1000 according to the present embodiment generates a resistance value according to an internal temperature from each of the battery modules 1A, 1B..1n, and collects data information. A state monitoring apparatus 300, a server unit 400 that stores resistance value information and data through a network and transmits the collected data to a user device, and the real-time detection based on the information of the resistance value input in advance It includes a user device unit 500 capable of receiving the information on the resistance value obtained through the server unit 400 and the network and grasping the status of the battery module 1 .

사용자는, 서버부(400)와 배터리 모듈 상태 모니터링 장치(300)로부터 배터리 모듈(1)의 상기 측정 저항값에 기반한 다양한 정보들을 전달 받음으로써, 내부의 발열이나 폭발 위험 상황 발생시 미리 대비할 수 있다.By receiving various information based on the measured resistance value of the battery module 1 from the server unit 400 and the battery module status monitoring device 300 , the user can prepare in advance when an internal heat or explosion risk occurs.

본 실시예에서는, 각각의 배터리 모듈(1A,1B…1n)에서 측정된 상기 측정 저항값이 배터리 모듈 상태 모니터링 장치(300)로 전송되며, 배터리 모듈 상태 모니터링 장치(300)는 상기 측정 저항값을 기반으로 데이터를 수집 및 생성하여 네트워크를 통해 서버부(400)와 사용자 디바이스부(500)로 상기 데이터를 전송할 수 있다. In this embodiment, the measured resistance value measured in each of the battery modules 1A, 1B...1n is transmitted to the battery module state monitoring device 300, and the battery module state monitoring device 300 receives the measured resistance value. Based on data collection and generation, the data may be transmitted to the server unit 400 and the user device unit 500 through a network.

도 6은 도 1의 배터리 모듈(1)의 배터리 모듈 상태 모니터링 방법의 순서도이다.FIG. 6 is a flowchart of a battery module status monitoring method of the battery module 1 of FIG. 1 .

도 6을 참조하면, 먼저, 배터리 모듈 상태 모니터링 시스템(1000)은 센싱 어셈블리(210)의 와이어 유닛(220)에 기설정된 모니터링 전압을 인가하여, 배터리 모듈(1)의 센싱 어셈블리(200)의 측정 저항값 변화를 모니터링 하는 센싱 어셈블리 모니터링 단계(S110)를 수행한다. Referring to FIG. 6 , first, the battery module state monitoring system 1000 applies a preset monitoring voltage to the wire unit 220 of the sensing assembly 210 to measure the sensing assembly 200 of the battery module 1 . A sensing assembly monitoring step (S110) for monitoring the resistance value change is performed.

센싱 모듈 모니터링 단계(S110)에서, 센싱 어셈블리(200)의 상기측정 저항값이 기설정된 설정 저항값(Rref)을 기준으로 시간에 따라 변화되는 경우(S120), 배터리 모듈 상태 모니터링 시스템(1000)는 사용자에게 배터리 이상 상태를 알리는 제1 알람 단계(S130)를 수행한다. 이때, 제1 알람 단계(S120)에서, 센싱 어셈블리(200)의 상기 측정 저항값은, 설정 저항값(Rref)을 기준으로 시간에 따라 복수회 증가 및 감소되며, 전체적으로 증가하는 경향으로 형성된다. 한편, 센싱 모듈 모니터링 단계(S110)에서 센싱 어셈블리(200)의 측정 저항값이 기설정된 설정 저항값(Rref)을 기준으로 시간에 따라 변화하지 않고 유지되는 경우(S120), 배터리 모듈 상태 모니터링 시스템(1000)은 계속하여 센싱 모듈 모니터링 단계(S110)를 수행한다.In the sensing module monitoring step (S110), when the measured resistance value of the sensing assembly 200 is changed over time based on a preset resistance value (R ref ) ( S120 ), the battery module status monitoring system ( 1000 ) performs the first alarm step (S130) of notifying the user of the battery abnormal state. At this time, in the first alarm step ( S120 ), the measured resistance value of the sensing assembly 200 is increased and decreased a plurality of times over time based on the set resistance value (R ref ), and is formed in an overall increasing tendency. . On the other hand, when the measured resistance value of the sensing assembly 200 in the sensing module monitoring step (S110) is maintained without changing over time based on the preset resistance value (R ref ) (S120), the battery module status monitoring system (1000) continues to perform the sensing module monitoring step (S110).

한편, 제1 알람 단계(S130)가 수행된 상태에서, 센싱 어셈블리(200)의 상기 측정 저항값이 설정 저항값(Rref)보다 큰 기설정된 위험 저항값(Rdanger)과 같거나 초과하며, 상기 시간당 상기 측정 저항값의 변화가 제1 알람 단계(S120)의 상기 시간당 측정 저항값 변화보다 작아지는 경우(S140), 배터리 모듈 상태 모니터링 시스템(1000)는 사용자에게 배터리 위험 상태를 알리는 제2 알람 단계(S150)를 수행한다.On the other hand, in the state in which the first alarm step (S130) is performed, the measured resistance value of the sensing assembly 200 is equal to or greater than a preset dangerous resistance value (R danger ) greater than the set resistance value (R ref ), When the change in the measured resistance value per hour becomes smaller than the change in the measured resistance value per hour in the first alarm step S120 ( S140 ), the battery module condition monitoring system 1000 sends a second alarm informing the user of a battery dangerous state Step S150 is performed.

제2 알람 단계(S150)가 수행된 다음, 배터리 모듈 상태 모니터링 시스템(1000)는 배터리 모듈(1)의 전원을 차단하는 배터리 모듈 전원 차단 단계(S160)를 수행하여 배터리 모듈(1)의 화재 또는 폭발을 억제할 수 있다.After the second alarm step (S150) is performed, the battery module status monitoring system 1000 performs a battery module power cut-off step (S160) of cutting off the power of the battery module 1 to cause a fire or explosion can be suppressed.

한편, 제1 알람 단계(S130)가 수행된 상태에서, 센싱 어셈블리(200)의 상기 측정 저항값이 상기 설정 저항값보다 큰 기설정된 위험 저항값을 초과하지 않고, 상기 시간당 저항값의 변화가 제1 알람 단계(S130)의 상기 시간당 저항값 변화보다 작아지지 않을 경우(S140) 제1 알람 단계(S130) 수행 후 센싱 어셈블리 위함 상태 여부 판단 단계(S140)를 수행한다.On the other hand, in the state in which the first alarm step (S130) is performed, the measured resistance value of the sensing assembly 200 does not exceed a preset dangerous resistance value greater than the set resistance value, and the change in the resistance value per time is first If it does not become smaller than the change in the resistance value per time in the first alarm step (S130) (S140), after the first alarm step (S130) is performed, a step (S140) of determining whether the state for the sensing assembly is performed is performed.

본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈(1) 및 배터리 모듈(1)의 배터리 모듈 상태 모니터링 방법은, 배터리 모듈(1)의 상태를 즉각적으로 파악할 수 있어, 배터리 모듈(1)의 관리가 보다 안정적으로 수행될 수 있는 장점이 있다.The battery module 1 and the battery module status monitoring method of the battery module 1 according to the embodiment of the present invention can immediately grasp the status of the battery module 1, so that the management of the battery module 1 is more stable It has the advantage of being able to

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims.

1: 배터리 모듈1: battery module

Claims (12)

배터리 모듈에 있어서,
플렉서블한 케이싱 유닛을 가지며, 상기 케이싱 유닛의 내부에 전해물질 및 전극이 배치되어 전기 에너지가 저장되는 배터리 셀; 및
상기 배터리 셀의 상기 케이싱 유닛의 표면에 배치되는 적어도 하나의 센싱 모듈 및 상기 센싱 모듈과 연결되는 와이어 유닛을 포함하는 센싱 어셈블리;를 포함하고,
상기 센싱 어셈블리의 상기 센싱 모듈은, 상기 와이어의 제1 극성에 연결되는 제1 전극부와, 상기 제1 전극부와 이격되며 상기 와이어의 제2 극성에 연결되는 제2 전극부와, 상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부 사이에 배치되며 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부를 전기적으로 연결시키는 전도성 수지유닛을 포함하고,
상기 전도성 수지 유닛은, 상기 케이싱 유닛으로부터 열을 전달받으며, 상기 케이싱 유닛의 온도가 섭씨 70도 내지 섭씨 150도로 형성되는 경우, 융해되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.In the battery module,
a battery cell having a flexible casing unit, wherein an electrolyte material and an electrode are disposed inside the casing unit to store electrical energy; and
a sensing assembly including at least one sensing module disposed on a surface of the casing unit of the battery cell and a wire unit connected to the sensing module; and
The sensing module of the sensing assembly includes: a first electrode part connected to a first polarity of the wire; a second electrode part spaced apart from the first electrode part and connected to a second polarity of the wire; a conductive resin unit disposed between the electrode part and the second electrode part and electrically connecting the first electrode part and the second electrode part;
The conductive resin unit receives heat from the casing unit, and when the temperature of the casing unit is formed at 70 degrees Celsius to 150 degrees Celsius, the battery module is fused. 제1 항에 있어서,
상기 센싱 모듈은, 상기 전도성 수지 유닛의 하측에 마련되며 상기 전도성 수지 유닛을 향하여 개구되며 내부에 수용 공간이 형성되는 하우징 유닛과, 상기 제1 전극부, 상기 제2 전극부, 상기 전도성 수지 유닛 및 상기 하우징 유닛을 완전하게 감싸며 열전도성 재질로 형성되는 커버 유닛을 더 포함하는 배터리 모듈.The method of claim 1,
The sensing module includes a housing unit provided under the conductive resin unit and opened toward the conductive resin unit and having an accommodation space therein, the first electrode part, the second electrode part, the conductive resin unit, and The battery module further comprising a cover unit completely surrounding the housing unit and formed of a thermally conductive material. 제2 항에 있어서,
상기 전도성 수지 유닛의 상측은 상기 커버 유닛의 상측 내면과 밀착되며, 상기 하우징 유닛의 하측은 상기 커버 유닛의 하측 내면과 밀착되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.3. The method of claim 2,
An upper side of the conductive resin unit is in close contact with an upper inner surface of the cover unit, and a lower side of the housing unit is in close contact with a lower inner surface of the cover unit. 제3 항에 있어서,
상기 하우징 유닛은, 상기 수용 공간 내부에 마련되며, 열전도성 물질로 형성되고 일측은 상기 전도성 수지 유닛과 접촉되며 타측은 상기 하우징 유닛의 하측에 연결되는 복수의 열전달 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.4. The method of claim 3,
The housing unit is provided in the accommodation space, is formed of a thermally conductive material, one side is in contact with the conductive resin unit, and the other side is a battery comprising a plurality of heat transfer units connected to the lower side of the housing unit. module. 제2 항에 있어서,
상기 하우징 유닛의 상기 수용공간의 부피는, 고체 상태의 상기 전도성 수지유닛의 부피와 동일하거나 작으며, 액체 상태의 상기 전도성 수지 유닛의 부피보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.3. The method of claim 2,
The volume of the accommodating space of the housing unit is the same as or smaller than the volume of the conductive resin unit in a solid state, and is formed to be larger than a volume of the conductive resin unit in a liquid state. 제2 항에 있어서,
상기 센싱 어셈블리의 상기 센싱 모듈은, 상기 배터리 셀의 상기 케이싱 유닛의 상면 및 하면에 각각 배치되며,
상기 케이싱 유닛의 상면에 배치되는 상기 센싱 모듈의 상기 커버 유닛의 하면은 상기 케이싱 유닛의 상면과 접촉되며,
상기 케이싱 유닛의 하면에 배치되는 상기 센싱 모듈의 상기 커버 유닛의 상면은 상기 케이싱 유닛의 하면과 접촉되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈. 3. The method of claim 2,
The sensing module of the sensing assembly is disposed on an upper surface and a lower surface of the casing unit of the battery cell, respectively,
The lower surface of the cover unit of the sensing module disposed on the upper surface of the casing unit is in contact with the upper surface of the casing unit,
A battery module, characterized in that the upper surface of the cover unit of the sensing module disposed on the lower surface of the casing unit is in contact with the lower surface of the casing unit. 제1 항에 있어서,
상기 전도성 수지유닛은, 상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부를 완전하게 감싸며,
상기 와이어는 금속재질로 형성되는 피복에 의하여 커버되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 1,
The conductive resin unit completely surrounds the first electrode part and the second electrode part,
The wire is a battery module, characterized in that covered by a coating formed of a metal material. 제1 항에 있어서,
상기 베터리 셀의 상기 케이싱 유닛의 일면에는, 상기 케이싱 유닛의 일측 테두리에 인접되는 제1 영역과, 상기 케이싱 유닛의 타측 체두리에 인접되는 제2 영역과, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 사이에 형성되는 제3 영역이 형성되며,
상기 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역에는 각각 적어도 하나의 상기 센싱 모듈이 배치되며,
상기 센싱 모듈들은 상호 간에 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The method of claim 1,
On one surface of the casing unit of the battery cell, a first area adjacent to one edge of the casing unit, a second area adjacent to the other side of the casing unit, and between the first area and the second area A third region is formed in the
At least one sensing module is disposed in each of the first region, the second region, and the third region,
The sensing modules are battery module, characterized in that connected in series with each other. 제8 항에 있어서,
상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역에 배치되는 상기 센싱 모듈의 단위면적 당 갯수는, 상기 제3 영역에 배치되는 상기 센싱 모듈의 단위면적 당 갯수보다 큰 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.9. The method of claim 8,
The battery module, characterized in that the number per unit area of the sensing module disposed in the first area or the second area is greater than the number per unit area of the sensing module disposed in the third area. 제1 항의 배터리 모듈의 배터리 모듈 상태 모니터링 방법에 있어서,
센싱 어셈블리의 와이어 유닛에 기설정된 모니터링 전압을 인가하여, 센싱 어셈블리의 저항값 변화를 모니터링 하는 센싱 어셈블리 모니터링 단계; 및
상기 센싱 어셈블리 모니터링 단계에서, 상기 센싱 어셈블리의 측정 저항값이 기설정된 기준 저항값을 기준으로 시간에 따라 변화되는 경우, 사용자에게 배터리 이상 상태를 알리는 제1 알람 단계;를 포함하는 배터리 모듈 상태 모니터링 방법.In the battery module status monitoring method of the battery module of claim 1,
a sensing assembly monitoring step of applying a predetermined monitoring voltage to a wire unit of the sensing assembly to monitor a change in a resistance value of the sensing assembly; and
In the sensing assembly monitoring step, when the measured resistance value of the sensing assembly changes over time based on a preset reference resistance value, a first alarm step of notifying a user of a battery abnormal state; . 제10 항에 있어서,
상기 제1 알람 단계에서, 상기 센싱 어셈블리의 저항값은, 상기 설정 저항값을 기준으로 시간에 따라 복수회 증가 및 감소되며, 전체적으로 증가하는 경향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 상태 모니터링 방법.11. The method of claim 10,
In the first alarm step, the resistance value of the sensing assembly is increased and decreased a plurality of times over time based on the set resistance value, and the battery module status monitoring method is characterized in that it is formed in an overall increasing tendency. 제11 항에 있어서,
상기 제1 알람 단계가 수행된 상태에서, 상기 센싱 어셈블리의 측정 저항값이 상기 설정 저항값보다 큰 기설정된 위험 저항값과 같거나 초과하며, 상기 시간당 측정 저항값의 변화가 상기 제1 알람 단계의 상기 시간당 저항값 변화보다 작아지는 경우, 사용자에게 배터리 위험 상태를 알리는 제2 알람 단계; 및
상기 제2 알람 단계가 수행된 다음, 상기 배터리 모듈의 전원을 차단하는 배터리 모듈 전원 차단 단계;를 더 포함하는 배터리 모듈12. The method of claim 11,
In a state in which the first alarm step is performed, the measured resistance value of the sensing assembly is equal to or exceeds a preset dangerous resistance value that is greater than the set resistance value, and the change in the measured resistance value per time is the first alarm step a second alarm step of notifying a user of a battery critical state when it is smaller than the change in the resistance value per time; and
Battery module further comprising; after the second alarm step is performed, the battery module power cut off step of cutting off the power of the battery module
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