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KR20250001731A - Battery monitoring device - Google Patents

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KR20250001731A
KR20250001731A KR1020230084352A KR20230084352A KR20250001731A KR 20250001731 A KR20250001731 A KR 20250001731A KR 1020230084352 A KR1020230084352 A KR 1020230084352A KR 20230084352 A KR20230084352 A KR 20230084352A KR 20250001731 A KR20250001731 A KR 20250001731A
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KR
South Korea
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battery
abnormality
monitoring device
battery cell
voltage
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Pending
Application number
KR1020230084352A
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Korean (ko)
Inventor
권무현
Original Assignee
우석대학교 산학협력단
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by 우석대학교 산학협력단 filed Critical 우석대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 복수의 배터리셀이 연결되어 구성되는 배터리팩 상태를 감시하는 배터리 모니터링 장치에 있어서, 임의의 타이밍에 상기 각 배터리셀의 전압을 취득하는 전압 취득부, 상기 전압 취득부가 검출한 상기 각 배터리셀의 전압을 각각 저장하는 저장부, 상기 저장부에 저장된 전압에 기반하여 상기 배터리셀별 전압 변화의 기울기를 산출하는 연산부 및 상기 연산부에 의해 산출된 상기 전압 변화의 기울기에 기초하여 상기 배터리셀의 이상을 판정하는 이상 판정부;를 포함하는 배터리 모니터링 장치를 제공한다.The present invention provides a battery monitoring device for monitoring the status of a battery pack configured by connecting a plurality of battery cells, comprising: a voltage acquisition unit for acquiring the voltage of each battery cell at an arbitrary timing; a storage unit for storing the voltage of each battery cell detected by the voltage acquisition unit; a calculation unit for calculating a slope of voltage change for each battery cell based on the voltage stored in the storage unit; and an abnormality determination unit for determining an abnormality of the battery cell based on the slope of the voltage change calculated by the calculation unit.

Description

배터리 모니터링 장치{Battery monitoring device}Battery monitoring device {Battery monitoring device}

본 발명은 배터리 모니터링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a battery monitoring device.

이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 주목받고 있다. 또한, 전력저장 장치의 주요 구성원으로의 사용도 시작되고 있다. 따라서, 이차전지를 사용하는 애플리케이션의 종류는 이차전지의 장점으로 인해 매우 다양화되어 가고 있으며, 향후에는 지금보다는 많은 분야와 제품들에 이차전지가 적용될 것으로 예상된다.Secondary batteries are also attracting attention as an energy source for electric vehicles, hybrid electric vehicles, etc., which are being proposed as a solution to air pollution caused by existing gasoline and diesel vehicles that use fossil fuels. In addition, they are beginning to be used as a major component of power storage devices. Accordingly, the types of applications that use secondary batteries are becoming very diverse due to the advantages of secondary batteries, and it is expected that secondary batteries will be applied to many more fields and products in the future than now.

이와 같이 이차전지의 적용 분야와 제품들이 다양화됨에 따라, 배터리의 종류 또한 그에 알맞은 출력과 용량을 제공할 수 있도록 다양화되고 있다. 더불어, 당해 분야 및 제품들에 적용되는 배터리들은 소형 경량화가 강력히 요구되고 있다.As the application fields and products of secondary batteries are diversifying, the types of batteries are also diversifying to provide appropriate output and capacity. In addition, batteries applied to the relevant fields and products are strongly required to be compact and lightweight.

예를 들어, 휴대폰, PDA, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터 등과 같은 소형 모바일 기기들은 해당 제품들의 소형 경박화 경향에 따라 그에 상응하도록 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 소형 경량을 가진 배터리 셀들이 사용되고 있다. 반면에, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 전력저장 장치 등과 같은 중대형 디바이스들은 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 배터리 셀을 전기적으로 연결한 중대형 배터리 모듈 또는 배터리 팩이 사용되고 있다. 배터리 모듈의 크기와 중량은 당해 중대형 디바이스 등의 수용 공간 및 출력 등에 직접적인 관련성이 있으므로, 제조업체들은 가능한 한 소형이면서 경량의 배터리 모듈을 제조하려고 노력하고 있다.For example, small mobile devices such as mobile phones, PDAs, digital cameras, and notebook computers use one or two or three small and lightweight battery cells per device in accordance with the trend toward miniaturization and lightness of the products. On the other hand, medium- and large-sized devices such as electric vehicles, hybrid electric vehicles, and power storage devices use medium- and large-sized battery modules or battery packs in which a large number of battery cells are electrically connected due to the need for high output and large capacity. Since the size and weight of a battery module are directly related to the storage space and output of the medium- and large-sized devices, manufacturers are striving to manufacture battery modules that are as small and lightweight as possible.

한편, 종래의 중대형 배터리 모듈은 복수의 단위체들을 적층하여 상하로 고정용 플레이트를 덧대어 단위체들 간의 고정을 완료한 후 이를 프레임 내부에 별도로 다시 고정하는 방식으로 제작되고 있는 바, 이러한 방식은 배터리 모듈 전체 부피를 증가시키는 원인이 되고 있다. 또한, 개별 단위체들의 고정을 위해 개별 플레이트로 구성할 경우에, 배터리 모듈의 전체 강성이 저하되고, 이로 인해 추가적인 보강부재가 필요하게 된다. 더욱이, 배터리 모듈의 냉각을 위해 별도의 냉각유로 또는 냉각부재 등을 추가적으로 탑재할 경우, 부품 증가 및 협소한 공간 내에서의 효율적인 작업이 어려워지는 단점을 초래하게 된다.Meanwhile, conventional medium- to large-sized battery modules are manufactured by stacking multiple units, attaching fixing plates vertically to complete fixing between the units, and then fixing them separately again inside the frame. However, this method increases the overall volume of the battery module. In addition, when individual plates are used to fix individual units, the overall rigidity of the battery module is reduced, and this requires additional reinforcing members. Furthermore, when a separate cooling channel or cooling member is additionally installed to cool the battery module, this results in the disadvantages of an increase in parts and difficulty in efficient operation in a narrow space.

또한, 일반적으로 배터리는 전극을 연결하여 전기에너지를 공급하는 구성으로 효율을 증대하기 위한 연구가 개발되어 오고 있다. 배터리와 관련한 다양한 개발중에 안전성 문제는 지속적으로 중요하게 다루어지고 있으며, 특히 사용 중 폭발하는 문제점이 가장 위험한 것으로 알려지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 폭발 시 피해를 감소하기 위해 하우징에 기 결정된 구조를 갖추는 방식이나 폭발 시에 불안정한 배터리 상태를 화학적인 수단으로 안정화 시키는 방법이 이용되기도 한다. 그러나 이는 폭발 후의 사후대책에 불과하며 폭발 자체를 방지하는 데에는 어려움이 있었다.In addition, research has been conducted to increase the efficiency of batteries, which are generally configured to supply electric energy by connecting electrodes. Safety issues have been continuously addressed as important during various developments related to batteries, and in particular, the problem of explosion during use is known to be the most dangerous. To solve these problems, a method of providing a predetermined structure to the housing to reduce damage in the event of an explosion or a method of stabilizing the unstable battery state in the event of an explosion by chemical means has been used. However, this is only a post-explosion measure, and it was difficult to prevent the explosion itself.

따라서, 배터리의 운용 환경을 폭발을 방지할 수 있는 환경에 노출시킴으로써 외력이나 내부적인 문제에 의해 손상의 발생 또는 내압의 증가에 따른 폭발 시점에 도달하는 것을 방지하는 기술이 요구되고 있고 이와 관련한 다양한 기술의 지속적인 개발이 요구되는 것이 현실이다.Accordingly, a technology is required to prevent damage from occurring due to external force or internal problems or reaching the point of explosion due to an increase in internal pressure by exposing the operating environment of the battery to an environment that can prevent explosion, and continuous development of various technologies related to this is required.

또한, 종래부터 차량용 전원으로서 복수의 전지 셀로 구성되는 배터리팩이 이용되고 있다. 이러한 배터리팩을 이용하는 전원 시스템에서는 배터리팩의 이상을 정확하게 감지할 필요 있다. 예를 들면 특허문헌 1에서는 인접한 2개의 전지 블록 전압차가 소정값보다 크고 또한 전지 블록에 포함되는 소정수의 전지 셀 중 하나가 과방전 상태일 경우 배터리팩이 비정상적이라고 판정하고 있다.In addition, battery packs composed of multiple battery cells have been used as vehicle power sources. In power systems using such battery packs, it is necessary to accurately detect abnormalities in the battery pack. For example, in Patent Document 1, if the voltage difference between two adjacent battery blocks is greater than a predetermined value and one of a predetermined number of battery cells included in the battery block is in an over-discharge state, the battery pack is judged to be abnormal.

일본 공개특허공보 제2010-164510호Japanese Patent Publication No. 2010-164510

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서 이상 판정 방법으로는 인접한 2개의 전지 블록 전압차가 소정값보다 큰 것을 전제에 이상을 판정하고 있기 때문에, 수몰 시 등 복수의 전지 셀이(동시 다발적으로) 비정상적인 상태로 빠진 경우, 정확하게 이상을 판정할 수 없는 경우가 있다.The present invention is intended to solve the above problems, and since the abnormality determination method determines an abnormality on the premise that the voltage difference between two adjacent battery blocks is greater than a predetermined value, in cases where multiple battery cells (simultaneously and simultaneously) fall into an abnormal state, such as when submerged, there are cases where an abnormality cannot be accurately determined.

따라서, 이상을 정확하게 판정할 수 있는 전지 모니터링 장치가 필요한 실정이다.Therefore, a battery monitoring device that can accurately determine abnormalities is needed.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 복수의 배터리셀이 연결되어 구성되는 배터리팩 상태를 감시하는 배터리 모니터링 장치에 있어서, 임의의 타이밍에 상기 각 배터리셀의 전압을 취득하는 전압 취득부, 상기 전압 취득부가 검출한 상기 각 배터리셀의 전압을 각각 저장하는 저장부, 상기 저장부에 저장된 전압에 기반하여 상기 배터리셀별 전압 변화의 기울기를 산출하는 연산부 및 상기 연산부에 의해 산출된 상기 전압 변화의 기울기에 기초하여 상기 배터리셀의 이상을 판정하는 이상 판정부를 포함하는 배터리 모니터링 장치를 제공한다.In order to achieve these objectives, the present invention provides a battery monitoring device for monitoring the status of a battery pack configured by connecting a plurality of battery cells, the device including a voltage acquisition unit for acquiring the voltage of each battery cell at an arbitrary timing, a storage unit for storing the voltage of each battery cell detected by the voltage acquisition unit, a calculation unit for calculating a slope of voltage change for each battery cell based on the voltage stored in the storage unit, and an abnormality determination unit for determining an abnormality of the battery cell based on the slope of the voltage change calculated by the calculation unit.

또한, 상기 이상 판정부는 상기 전압 변화의 기울기와 임계값과의 비교에 기반하여 상기 전지 셀의 이상을 판정하도록 구성되며, 상기 임계값은 상기 전지에서 입출력되는 전류의 적산값에 따라 설정될 수 있다.In addition, the abnormality judgment unit is configured to determine an abnormality of the battery cell based on a comparison between the slope of the voltage change and a threshold value, and the threshold value can be set according to an integrated value of current input/output from the battery.

또한, 상기 배터리셀은 절연성 액체 냉매에 침지해 냉각될 수 있다.Additionally, the battery cell can be cooled by immersing it in an insulating liquid coolant.

또한, 상기 배터리셀은 하우징에 수용되어 있고 상기 하우징은 상기 액체 냉매가 유출되는 유출구와 냉각 장치에 의해 냉각된 상기 액체 냉매가 유입되는 유입구를 가지고 상기 유입구의 상기 액체 냉매의 유입 온도 및 상기 유출구의 상기 액체 냉매의 유출 온도를 취득하는 냉매 온도 취득부(70)를 포함할 수 있다.In addition, the battery cell may be accommodated in a housing, and the housing may have an outlet through which the liquid coolant flows out and an inlet through which the liquid coolant cooled by the cooling device flows in, and may include a coolant temperature acquisition unit (70) that acquires an inlet temperature of the liquid coolant of the inlet and an outlet temperature of the liquid coolant of the outlet.

또한, 상기 이상 판정부는 상기 온도 취득부에 의해 취득된 상기 유입 온도와 상기 유출 온도와의 차이가 소정의 차이 이상일 경우 상기 전지 셀이 비정상적이라고 판정하는 한편, 상기 유입 온도와 상기 유출 온도와의 차이가 소정의 차이 미만일 경우 상기 전압 변화의 기울기에 기초하여 상기 배터리셀의 이상을 판정할 수 있다.In addition, the abnormality judgment unit can determine that the battery cell is abnormal if the difference between the inlet temperature and the outlet temperature acquired by the temperature acquisition unit is greater than or equal to a predetermined difference, and can determine an abnormality of the battery cell based on the slope of the voltage change if the difference between the inlet temperature and the outlet temperature is less than or equal to a predetermined difference.

또한, 상기 배터리 모니터링 장치는 공냉식 하우징에 수용될 수 있다.Additionally, the battery monitoring device can be housed in an air-cooled housing.

또한, 상기 각 배터리셀의 온도를 각각 취득하는 셀 온도 취득부를 포함하며, 상기 이상 판정부는 상기 셀 온도 취득부에 의해 취득된 상기 각 전지 셀의 온도에 기반하여 상기 전지 셀의 이상을 판정할 수 있다.In addition, it includes a cell temperature acquisition unit that acquires the temperature of each battery cell, and the abnormality determination unit can determine an abnormality of the battery cell based on the temperature of each battery cell acquired by the cell temperature acquisition unit.

또한, 상기 이상 판정부는 이상이 판정된 경우, 상기 배터리의 통전 및 통전 차단을 전환하는 스위치부 및 통전 차단을 제어하는 제어부를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the above abnormality judgment unit may additionally include a switch unit that switches between energization and energization cutoff of the battery and a control unit that controls energization cutoff when an abnormality is determined.

또한, 상기 이상 판정부는 상기 배터리셀과 상기 배터리 모니터링 장치 간 신호선의 단선 또는 전압 검출계의 이상을 판정하기 위한 고장 판정용 임계값과 상기 전압 변화의 기울기를 비교하여 상기 신호선의 단선 또는 전압 검출계의 이상을 판정할 수 있다.In addition, the abnormality determination unit can determine a disconnection of the signal line or an abnormality of the voltage detector by comparing the slope of the voltage change with a threshold value for determining a failure for determining a disconnection of the signal line or an abnormality of the voltage detector between the battery cell and the battery monitoring device.

본 발명은 상기 과제의 해결 수단을 다양하게 조합한 형태로도 제공이 가능하다.The present invention can also be provided in a form that combines various means for solving the above problems.

본 발명에 의해 배터리팩의 누전 검출 회로, 액체 냉매의 도전율을 계측하는 센서의 설치가 필요 없는 장점이 있다.The present invention has the advantage of not requiring the installation of a leakage current detection circuit in a battery pack or a sensor for measuring the conductivity of a liquid coolant.

또한, 전압 변화의 기울기에 기초하여 이상을 판정하므로 오판정을 줄일 수 있다.In addition, since the abnormality is determined based on the slope of the voltage change, misjudgments can be reduced.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those with ordinary skill in the art can easily implement the present invention. However, when describing the operating principles of preferred embodiments of the present invention in detail, if it is determined that a specific description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 본 명세서에서 어느 실시예에 대한 한정 또는 부가사항은 특정한 실시예에 적용될 뿐 아니라, 그 외 다른 실시예들에 동일하게 적용될 수 있다.Additionally, any limitations or additions to an embodiment in this specification may be applied not only to the specific embodiment, but also to other embodiments.

또한, 본 발명의 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서 단수로 표시된 것은 별도로 언급되지 않는 한 복수인 경우도 포함한다.Additionally, throughout the description and claims of the present invention, the singular includes the plural unless otherwise stated.

본 발명을 도면에 따라 상세한 실시예와 같이 설명한다. The present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.Anyone with ordinary skill in the art will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.

본 발명은 복수의 배터리셀이 연결되어 구성되는 배터리팩 상태를 감시하는 배터리 모니터링 장치에 있어서, 임의의 타이밍에 상기 각 배터리셀의 전압을 취득하는 전압 취득부, 상기 전압 취득부가 검출한 상기 각 배터리셀의 전압을 각각 저장하는 저장부, 상기 저장부에 저장된 전압에 기반하여 상기 배터리셀별 전압 변화의 기울기를 산출하는 연산부 및 상기 연산부에 의해 산출된 상기 전압 변화의 기울기에 기초하여 상기 배터리셀의 이상을 판정하는 이상 판정부를 포함하는 배터리 모니터링 장치를 제공한다.The present invention provides a battery monitoring device for monitoring the status of a battery pack configured by connecting a plurality of battery cells, the device including a voltage acquisition unit for acquiring the voltage of each battery cell at an arbitrary timing, a storage unit for storing the voltage of each battery cell detected by the voltage acquisition unit, a calculation unit for calculating a slope of voltage change for each battery cell based on the voltage stored in the storage unit, and an abnormality determination unit for determining an abnormality of the battery cell based on the slope of the voltage change calculated by the calculation unit.

또한, 상기 이상 판정부는 상기 전압 변화의 기울기와 임계값과의 비교에 기반하여 상기 전지 셀의 이상을 판정하도록 구성되며, 상기 임계값은 상기 전지에서 입출력되는 전류의 적산값에 따라 설정될 수 있다.In addition, the abnormality judgment unit is configured to determine an abnormality of the battery cell based on a comparison between the slope of the voltage change and a threshold value, and the threshold value can be set according to an integrated value of current input/output from the battery.

또한, 상기 배터리셀은 절연성 액체 냉매에 침지해 냉각될 수 있다.Additionally, the battery cell can be cooled by immersing it in an insulating liquid coolant.

또한, 상기 배터리셀은 하우징에 수용되어 있고 상기 하우징은 상기 액체 냉매가 유출되는 유출구와 냉각 장치에 의해 냉각된 상기 액체 냉매가 유입되는 유입구를 가지고 상기 유입구의 상기 액체 냉매의 유입 온도 및 상기 유출구의 상기 액체 냉매의 유출 온도를 취득하는 냉매 온도 취득부(70)를 포함할 수 있다.In addition, the battery cell may be accommodated in a housing, and the housing may have an outlet through which the liquid coolant flows out and an inlet through which the liquid coolant cooled by the cooling device flows in, and may include a coolant temperature acquisition unit (70) that acquires an inlet temperature of the liquid coolant of the inlet and an outlet temperature of the liquid coolant of the outlet.

또한, 상기 이상 판정부는 상기 온도 취득부에 의해 취득된 상기 유입 온도와 상기 유출 온도와의 차이가 소정의 차이 이상일 경우 상기 전지 셀이 비정상적이라고 판정하는 한편, 상기 유입 온도와 상기 유출 온도와의 차이가 소정의 차이 미만일 경우 상기 전압 변화의 기울기에 기초하여 상기 배터리셀의 이상을 판정할 수 있다.In addition, the abnormality judgment unit can determine that the battery cell is abnormal if the difference between the inlet temperature and the outlet temperature acquired by the temperature acquisition unit is greater than or equal to a predetermined difference, and can determine an abnormality of the battery cell based on the slope of the voltage change if the difference between the inlet temperature and the outlet temperature is less than or equal to a predetermined difference.

또한, 상기 배터리 모니터링 장치는 공냉식 하우징에 수용될 수 있다.Additionally, the battery monitoring device can be housed in an air-cooled housing.

또한, 상기 각 배터리셀의 온도를 각각 취득하는 셀 온도 취득부를 포함하며, 상기 이상 판정부는 상기 셀 온도 취득부에 의해 취득된 상기 각 전지 셀의 온도에 기반하여 상기 전지 셀의 이상을 판정할 수 있다.In addition, it includes a cell temperature acquisition unit that acquires the temperature of each battery cell, and the abnormality determination unit can determine an abnormality of the battery cell based on the temperature of each battery cell acquired by the cell temperature acquisition unit.

또한, 상기 이상 판정부는 이상이 판정된 경우, 상기 배터리의 통전 및 통전 차단을 전환하는 스위치부 및 통전 차단을 제어하는 제어부를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the above abnormality judgment unit may additionally include a switch unit that switches between energization and energization cutoff of the battery and a control unit that controls energization cutoff when an abnormality is determined.

또한, 상기 이상 판정부는 상기 배터리셀과 상기 배터리 모니터링 장치 간 신호선의 단선 또는 전압 검출계의 이상을 판정하기 위한 고장 판정용 임계값과 상기 전압 변화의 기울기를 비교하여 상기 신호선의 단선 또는 전압 검출계의 이상을 판정할 수 있다.In addition, the abnormality determination unit can determine a disconnection of the signal line or an abnormality of the voltage detector by comparing the slope of the voltage change with a threshold value for determining a failure for determining a disconnection of the signal line or an abnormality of the voltage detector between the battery cell and the battery monitoring device.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.Although the present invention has been described in detail through representative examples above, those skilled in the art will understand that various modifications can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention.

그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the claims described below but also by equivalents of the claims.

Claims (8)

복수의 배터리셀이 연결되어 구성되는 배터리팩 상태를 감시하는 배터리 모니터링 장치에 있어서
임의의 타이밍에 상기 각 배터리셀의 전압을 취득하는 전압 취득부;
상기 전압 취득부가 검출한 상기 각 배터리셀의 전압을 각각 저장하는 저장부;
상기 저장부에 저장된 전압에 기반하여 상기 배터리셀별 전압 변화의 기울기를 산출하는 연산부; 및
상기 연산부에 의해 산출된 상기 전압 변화의 기울기에 기초하여 상기 배터리셀의 이상을 판정하는 이상 판정부;를 포함하는 배터리 모니터링 장치.
In a battery monitoring device that monitors the status of a battery pack composed of multiple battery cells connected together
A voltage acquisition unit that acquires the voltage of each battery cell at any arbitrary timing;
A storage unit that stores the voltage of each battery cell detected by the voltage acquisition unit;
A calculation unit for calculating the slope of the voltage change for each battery cell based on the voltage stored in the storage unit; and
A battery monitoring device including an abnormality determination unit that determines an abnormality of the battery cell based on the slope of the voltage change calculated by the operation unit.
제1항에 있어서,
상기 이상 판정부는 상기 전압 변화의 기울기와 임계값과의 비교에 기반하여 상기 전지 셀의 이상을 판정하도록 구성되며,
상기 임계값은 상기 전지에서 입출력되는 전류의 적산값에 따라 설정되는 배터리 모니터링 장치.
In the first paragraph,
The above abnormality determination unit is configured to determine an abnormality of the battery cell based on a comparison between the slope of the voltage change and a threshold value.
A battery monitoring device in which the above threshold value is set according to the accumulated value of current input and output from the battery.
제1항에 있어서,
상기 배터리셀은 절연성 액체 냉매에 침지해 냉각되는 배터리 모니터링 장치.
In the first paragraph,
A battery monitoring device wherein the above battery cells are cooled by being immersed in an insulating liquid coolant.
제1항에 있어서,
상기 배터리셀은 하우징에 수용되어 있고 상기 하우징은 상기 액체 냉매가 유출되는 유출구와 냉각 장치에 의해 냉각된 상기 액체 냉매가 유입되는 유입구를 가지고 상기 유입구의 상기 액체 냉매의 유입 온도 및 상기 유출구의 상기 액체 냉매의 유출 온도를 취득하는 냉매 온도 취득부(70)를 포함하고,
상기 이상 판정부는 상기 온도 취득부에 의해 취득된 상기 유입 온도와 상기 유출 온도와의 차이가 소정의 차이 이상일 경우 상기 전지 셀이 비정상적이라고 판정하는 한편, 상기 유입 온도와 상기 유출 온도와의 차이가 소정의 차이 미만일 경우 상기 전압 변화의 기울기에 기초하여 상기 배터리셀의 이상을 판정하는 배터리 모니터링 장치.
In the first paragraph,
The battery cell is housed in a housing, and the housing has an outlet through which the liquid coolant flows out and an inlet through which the liquid coolant cooled by the cooling device flows in, and includes a coolant temperature acquisition unit (70) for acquiring the inlet temperature of the liquid coolant of the inlet and the outlet temperature of the liquid coolant of the outlet.
A battery monitoring device wherein the above abnormality judgment unit determines that the battery cell is abnormal if the difference between the inlet temperature and the outlet temperature acquired by the temperature acquisition unit is greater than or equal to a predetermined difference, and determines an abnormality in the battery cell based on the slope of the voltage change if the difference between the inlet temperature and the outlet temperature is less than or equal to a predetermined difference.
제1항에 있어서,
상기 배터리 모니터링 장치는 공냉식 하우징에 수용되는 배터리 모니터링 장치.
In the first paragraph,
The above battery monitoring device is a battery monitoring device housed in an air-cooled housing.
제1항에 있어서,
상기 각 배터리셀의 온도를 각각 취득하는 셀 온도 취득부를 포함하며,
상기 이상 판정부는 상기 셀 온도 취득부에 의해 취득된 상기 각 전지 셀의 온도에 기반하여 상기 전지 셀의 이상을 판정하는 배터리 모니터링 장치.
In the first paragraph,
Includes a cell temperature acquisition unit that acquires the temperature of each battery cell,
The above-mentioned abnormality determination unit is a battery monitoring device that determines an abnormality in the battery cell based on the temperature of each battery cell acquired by the above-mentioned cell temperature acquisition unit.
제1항에 있어서,
상기 이상 판정부는 이상이 판정된 경우, 상기 배터리의 통전 및 통전 차단을 전환하는 스위치부; 및 통전 차단을 제어하는 제어부;를 추가로 포함하는 배터리 모니터링 장치.
In the first paragraph,
A battery monitoring device further comprising: a switch section for switching between power supply and power cutoff of the battery when an abnormality is determined; and a control section for controlling power cutoff.
제1항에 있어서,
상기 이상 판정부는 상기 배터리셀과 상기 배터리 모니터링 장치 간 신호선의 단선 또는 전압 검출계의 이상을 판정하기 위한 고장 판정용 임계값과 상기 전압 변화의 기울기를 비교하여 상기 신호선의 단선 또는 전압 검출계의 이상을 판정하는 배터리 모니터링 장치.
In the first paragraph,
The above-mentioned abnormality determination unit is a battery monitoring device that determines a disconnection of the signal line or an abnormality of the voltage detector by comparing the slope of the voltage change with a fault determination threshold value for determining a disconnection of the signal line or an abnormality of the voltage detector between the battery cell and the battery monitoring device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010164510A (en) 2009-01-19 2010-07-29 Toyota Motor Corp Abnormality detection device of battery pack

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