JP7464309B2 - バッテリバルブ及びこれを含むバッテリ - Google Patents

バッテリバルブ及びこれを含むバッテリ Download PDF

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Description

本発明は、２０２０年７月１３日に出願された韓国特許出願第１０－２０２０－００８６２７６号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容が本明細書の一部として組み込まれる。
本発明は、バッテリ内部のガスを外部に放出するためのバッテリバルブ及びこれを含むバッテリに関する。
近年、二次電池に関する研究開発が活発に行われている。ここで、二次電池は、充放電可能な電池であって、従来のＮｉ／Ｃｄ電池、Ｎｉ／ＭＨ電池などと近年のリチウムイオン電池を全て含む意味である。二次電池のうち、リチウムイオン電池は、従来のＮｉ／Ｃｄ電池、Ｎｉ／ＭＨ電池などに比べて、エネルギー密度がはるかに高いという利点がある。また、リチウムイオン電池は、小型、軽量に製作することができ、移動機器の電源として用いられる。さらに、リチウムイオン電池は、電気自動車の電源へ使用範囲が広がり、次世代エネルギー貯蔵媒体として注目されている。
また、二次電池は、一般的に複数のバッテリセルが直列及び／又は並列に接続されたバッテリモジュールを含むバッテリパックとして用いられる。さらに、バッテリパックは、バッテリ管理システムにより状態及び動作が管理及び制御される。
このような二次電池は、エネルギー密度が高くなるにつれて、電解質量が増加するので、二次電池内部のガス発生量も増加する。二次電池の内部で発生するガスを外部に放出する場合、外部の水分が二次電池の内部に浸透することがある。このようにバッテリの内部に水分が浸透した場合、副反応が発生することにより、二次電池の性能低下やさらなるガス発生をもたらすことがある。
よって、外部からバッテリの内部に浸透する水分量は最小限に抑えると共にバッテリの内部で発生するガスを外部に排出するための解決策が必要である。
本発明は、上記課題を解決するために考案されたものであり、外部でバッテリの状態を診断して適時にバルブを開閉することにより、外部からの水分浸透を最小限に抑えてバッテリ内部のガスを放出してバッテリの性能低下を防止することができ、ユーザがバッテリバルブを容易に作動することができる、バッテリバルブ及びこれを含むバッテリを提供することを目的とする。
本発明の一実施形態によるバッテリバルブは、バッテリ内部のガスを外部に放出するためのバッテリバルブであって、外部装置からバッテリバルブ開閉命令を受信する通信部と、前記バッテリバルブ開閉命令に従って前記バッテリの内部及び外部を連通する通路を開閉する開閉調節部とを含んでもよい。
本発明の一実施形態によるバッテリには、バッテリ電極と、前記バッテリ電極を収容するためのバッテリケースと、外部装置から受信したバルブ開閉命令に従って前記バッテリケースの内部及び外部を連通する通路を開閉するバッテリバルブとを含む、バッテリが含まれてもよい。
本発明の一実施形態によるバッテリバルブは、バッテリ内部のガスを外部に放出するためのバッテリバルブであって、前記バッテリ内部の圧力を測定するセンサ部と、前記バッテリ内部の圧力を基準値と比較して前記バッテリの内部及び外部を連通する通路を開閉する開閉調節部とを含んでもよい。
本発明の一実施形態によるバッテリバルブによれば、外部でバッテリの状態を診断して適時にバルブを開閉することにより、外部からの水分浸透を最小限に抑えてバッテリ内部のガスを放出してバッテリの性能低下を防止することができ、ユーザがバッテリバルブを容易に作動することができる。
バッテリ制御システムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態によるバッテリバルブの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態によるバッテリバルブの形状を概略的に示す図である。 図３ａのバッテリバルブに図２の構成が含まれることを概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によるバッテリバルブとバッテリ管理システム（ＢＭＳ）が通信することを示す図である。 本発明の一実施形態によるバッテリバルブが挿入されたバッテリを示す平面図である。 本発明の一実施形態によるバッテリバルブが挿入されたバッテリを示す側面図である。 本発明の他の実施形態によるバッテリバルブの構成を示すブロック図である。 本発明の他の実施形態によるバッテリバルブの動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるバッテリバルブのハードウェア構成を示す図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の様々な実施形態について詳細に説明する。本文書において、図面上の同一の構成要素については同一の符号を付し、同一の構成要素についての重複する説明は省略する。
本文書に開示される本発明の様々な実施形態において、特定の構造的または機能的説明は、単に本発明の実施形態を説明するための目的として例示するものであり、本発明の様々な実施形態は、様々な形態で実施することができ、本文書に説明される実施形態に限定されるものと解釈されてはならない。
様々な実施形態において用いられる「第１」、「第２」、「１番目」、「２番目」などの表現は、様々な構成要素を順序及び／又は重要度に関係なく修飾するものであり、当該構成要素を限定するものではない。例えば、本発明の権利範囲から逸脱することなく、第１構成要素は第２構成要素と命名してもよく、同様に、第２構成要素は第１構成要素と命名してもよい。
本文書において用いられる用語は、単に特定の実施形態を説明するために用いられるものであり、他の実施形態の範囲を限定する意図ではない。単数の表現には、文脈上特に断らない限り、複数の表現が含まれる。
本文書において用いられる技術用語や科学用語を含む全ての用語は、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者により一般的に理解されるのと同じ意味を有するものであり得る。一般的に用いられる辞書に定義された用語は、関連技術の文脈上の意味と同一又は類似の意味を有するものと解釈されてもよく、本文書において明らかに定義しない限り、理想的な意味や過度に形式的な意味で解釈されてはならない。場合によっては、本文書において定義された用語であっても、本発明の実施形態を排除するように解釈されてはならない。
図１はバッテリ制御システムの構成を示すブロック図である。
図１を参照すると、本発明の一実施形態によるバッテリパック１と、上位システムに含まれる上位制御器２とを含む、バッテリ制御システムが概略的に示されている。
図１に示すように、バッテリパック１は、１つ以上のバッテリセルからなり、充放電可能なバッテリモジュール１０と、バッテリモジュール１０の＋端子側又は－端子側に直列に接続されてバッテリモジュール１０の充放電電流の流れを制御するためのスイッチング部１４と、バッテリパック１の電圧、電流、温度などをモニタし、過充電や過放電などを防止するように制御管理するバッテリ管理システム２０とを含む。
ここで、スイッチング部１４は、バッテリモジュール１０の充電又は放電における電流の流れを制御するための半導体スイッチング素子であり、例えば、バッテリパック１の仕様によって少なくとも１つのＭＯＳＦＥＴ、リレー、マグネチックコンタクタなどが用いられる。
また、ＢＭＳ２０は、バッテリパック１の電圧、電流、温度などをモニタするために、半導体スイッチング素子のゲート、ソース、ドレインなどの電圧及び電流を測定又は計算することができる。さらに、ＢＭＳ２０は、半導体スイッチング素子に隣接して設けられたセンサ１２を用いて、バッテリパックの電流、電圧、温度などを測定することができる。ＢＭＳ２０は、前述した各種パラメータを測定した値の入力を受けるインタフェースであり、複数の端子や、これらの端子に接続されて入力を受けた値の処理を行う回路などを含む。
さらに、ＢＭＳ２０は、スイッチング部１４、例えばＭＯＳＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを制御することもでき、バッテリモジュール１０に接続されてバッテリモジュール１０の状態を監視することができる。
上位制御器２は、ＢＭＳ２０にバッテリモジュールに対する制御信号を送信することができる。よって、ＢＭＳ２０は、上位制御器から印加される信号に基づいて動作を制御することができる。本発明のバッテリセルは、ＥＳＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ）や車両などに用いられるバッテリパックに含まれる構成であってもよい。また、この場合、上位制御器２は、ＥＳＳ制御器や車両制御器などであってもよい。ただし、バッテリパック１は、これらの用途に限定されるものではない。
このようなバッテリパック１の構成及びＢＭＳ２０の構成は公知の構成であるので、より具体的な説明は省略する。
図２は本発明の一実施形態によるバッテリバルブの構成を示すブロック図である。
図２を参照すると、本発明の一実施形態によるバッテリバルブ２００は、通信部２１０、開閉調節部２２０、センサ部２３０、電源部２４０及びアラーム部２５０を含んでもよい。
通信部２１０は、外部装置からバルブ開閉命令を受信することができる。すなわち、ユーザが外部装置を用いてバッテリバルブ２００を開閉させる命令を入力すると、通信部２１０は、当該バルブ開閉命令を外部装置から受信することができる。ここで、外部装置とは、ユーザが外部でバッテリバルブ２００の開閉を制御できるようにする各種装置をいい、バッテリ管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ，ＢＭＳ）、ユーザ端末（例えば、携帯電話、タブレットＰＣ、デスクトップＰＣなど）が含まれる。このとき、通信部２１０は、外部装置と有線（ケーブル）又は無線（例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣなど）で通信することができる。
通信部２１０は、バッテリの状態情報を外部装置に送信することができる。ここで、バッテリの状態情報は、バッテリ管理システムや別途の測定回路から受信することができ、バッテリの電圧、電流、温度などが含まれる。また、通信部２１０は、後述するように、センサ部２３０で検出されたバッテリの状態情報を外部装置に送信することができる。よって、ユーザは、外部装置により現在のバッテリの状態を確認し、バッテリ内部のガス発生量が基準値以上である場合のようにバッテリに異常が発生したと判断されると、バルブを開放させる命令を送信することができる。
さらに、通信部２１０は、外部のサーバとも通信することができる。この場合、通信部２１０は、センサ部２３０で検出されたバッテリの状態情報、バッテリバルブ２００の開閉状態、バルブ開閉命令受信内訳などの各種情報をサーバに送信することができる。
開閉調節部２２０は、通信部２１０を介して受信したバルブ開閉命令に従ってバッテリの内部及び外部を連通する通路を開閉することができる。このように、開閉調節部２２０は、ユーザにより入力されたバルブ開閉命令に従ってバッテリバルブ２００の通路を開閉することにより、適時にバッテリの内部で発生したガスを外部に排出し、外部から拡散する水分を最小限に抑えることができる。例えば、開閉調節部２２０は、レギュレータであってもよい。
また、開閉調節部２２０は、バッテリ内部の圧力を予め設定された基準値と比較して自動で通路を開閉することができる。例えば、開閉調節部２２０は、センサ部２３０で検出された圧力又はバッテリ管理システムや別途の測定回路から受信した圧力が設定された基準値以上である場合、自動でバルブを開くようにしてもよい。よって、バッテリの内部で発生したガスが所定値以上増加した場合、ユーザがバルブ開閉命令を入力しなくても、独自に内部ガスを外部に排出することができる。
さらに、開閉調節部２２０は、予め設定された周期で通路を開閉することにより、周期的にバッテリ内部のガスを外部に排出することができる。この場合、バッテリバルブ２００は、タイマー（図示せず）を含み、ユーザにより設定された周期毎にバルブが開くように制御してもよい。
このように、本発明の一実施形態によるバッテリバルブ２００においては、ユーザによるバルブ開閉命令に従って開閉調節部２２０がバルブを開閉するようにしてもよく、それ自体でバルブを開閉するようにしてもよい。よって、ユーザがバルブを直接操作しなくても、容易にバッテリ内部のガスを外部に排出することができる。
センサ部２３０は、バッテリ内部の圧力を測定することができる。よって、バッテリの内部でガスが発生して圧力が高くなることを検出することができる。しかし、本発明の一実施形態によるバッテリバルブ２００が必ずしもセンサ部２３０を含まなければならないわけではなく、バッテリ内部の圧力を検出するためのセンサはバッテリバルブ２００の外部に備えられてもよい。また、バッテリバルブ２００のセンサ部２３０は、バッテリ内部の圧力以外にも、電圧、電流、温度などのバッテリの状態を検出するための様々なセンサを含んでもよい。
電源部２４０は、バッテリバルブ２００に電源を供給することができる。例えば、電源部２４０は、バッテリであってもよく、バッテリバルブ２００の通信部２１０、開閉調節部２２０、センサ部２３０、アラーム部２５０などの各構成要素に電源を供給することができる。しかし、本発明によるバッテリバルブ３００が必ずしも電源部３４０を含む必要はなく、外部の電力装置により有線又は無線で電力を受信するように構成されてもよい。
アラーム部２５０は、バッテリ内部の圧力が予め設定された基準値以上であると、警告アラームを発生することができる。例えば、アラーム部２５０は、バッテリ内部の圧力が基準値以上に増加すると、外部装置に通知メッセージを送信するようにしてもよい。また、アラーム部２５０は、ランプやスピーカを含み、光や音声信号により、バッテリ内部のガス発生量が増加していることをユーザに認知させることができる。
一方、本発明の一実施形態によるバッテリバルブ２００は、バッテリのシール部に挿入されるように構成されてもよい。また、バッテリは、円筒状、多角形状、パウチ状など、様々な形状を有する。
また、図２には示していないが、本発明の一実施形態によるバッテリバルブ２００は、ディスプレイ部を含んでもよい。ここで、ディスプレイ部は、バッテリ内部の圧力状態又は現在のバルブの開閉状態などを視覚的に表示することができる。
このように、本発明の一実施形態によるバッテリバルブ２００によれば、外部でバッテリの状態を診断して適時にバルブを開閉することにより、外部からの水分浸透を最小限に抑えてバッテリ内部のガスを放出してバッテリの性能低下を防止することができ、ユーザがバッテリバルブを容易に作動することができる。
図３ａは本発明の一実施形態によるバッテリバルブの形状を概略的に示す図であり、図３ｂは図３ａのバッテリバルブに図２の構成が含まれることを概略的に示す図である。
図３ａに示すように、本発明の一実施形態によるバッテリバルブは、バッテリのシール部に挿入できるように、両側が突出した形状であってもよい。また、バッテリバルブは、バッテリ内部のガスを外部に排出できるように、中心が貫通した構造を有してもよい。さらに、バッテリバルブは、中心を開閉できる構造を有してもよい。
また、図３ｂを参照すると、本発明の一実施形態によるバッテリバルブ３００は、図３ａに示す構造に通信部３１０、開閉調節部３２０、センサ部３３０及び電源部３４０を含んでもよい。ここで、通信部３１０、開閉調節部３２０、センサ部３３０及び電源部３４０の機能は図２において説明したのと同様であるので、具体的な説明は省略する。なお、図２のアラーム部２５０は図３ｂに示していないが、図３ｂにおいて任意の位置に設けることができる。
例えば、図３ｂのバッテリバルブ３００は、左側部分がバッテリのシール部に挿入されるようにしてもよい。よって、挿入部分に位置するセンサ部３３０によりバッテリ内部の圧力を測定し、圧力が基準値以上に増加すると、開閉調節部３２０により通路を開いて内部ガスを外部に排出することができる。
また、通信部３１０は、外部装置からバルブ開閉命令を受信すると、当該命令を開閉調節部に伝達することができる。よって、開閉調節部３２０は、外部から受信した命令に従ってバルブを開閉することができる。
図３ｂにおいて、バッテリバルブ３００の電源部３４０は、バッテリであってもよく、バッテリバルブ３００の通信部３１０、開閉調節部３２０、センサ部３３０にそれぞれ電力を供給することができる。しかし、本発明によるバッテリバルブ３００が必ずしも電源部３４０を含む必要はなく、外部の電力装置により有線又は無線で電力を受信するように構成されてもよい。
一方、本発明によるバッテリバルブ３００は、図３ａ及び図３ｂに示す形状にのみ限定されるものではなく、様々な形状に製作することができる。また、バッテリバルブ３００の各構成も、図３ｂに示す位置に限定されるものではなく、ユーザの必要に応じて任意の位置に配置することができる。
図４は本発明の一実施形態によるバッテリバルブとバッテリ管理システム（ＢＭＳ）が通信することを示す図である。
図４に示すように、本発明の一実施形態によるバッテリバルブ４１０は、外部装置（例えば、ＢＭＳ）４２０と通信することができる。ここで、バッテリバルブ４１０は、外部装置４２０に別途のケーブルを接続して有線で通信するか、又はＷｉ－Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどにより無線で通信することができる。
例えば、バッテリバルブ４１０は、センサ部を介して検出した圧力値やバッテリ測定回路で受信したバッテリ状態情報などを外部装置４２０に送信することができる。また、外部装置４２０では、ユーザ入力により生成されたバルブ開閉命令をバッテリバルブ４１０に送信することができる。
一方、図４においてはバッテリバルブ４１０と外部装置４２０が直接通信することを示すが、別途のサーバ（図示せず）を介して各種情報を送受信するように構成されてもよい。この場合、サーバでは、データベースを介してバッテリバルブ４１０から受信したバッテリの圧力、電圧、温度などの状態情報やバッテリバルブ開閉命令送受信内訳など、各種データを保存することができる。
よって、本発明の一実施形態によるバッテリバルブ４１０は、ユーザが直接バルブを開閉しなくても、ＢＭＳやユーザ端末などの装置により外部でバルブの開閉動作を行うことにより、容易にバッテリ内部のガスを外部に排出することができる。
図５ａ及び図５ｂは本発明の一実施形態によるバッテリバルブが挿入されたバッテリの平面図及び側面図をそれぞれ示す。
図５ａ及び図５ｂを参照すると、本発明の一実施形態によるバッテリは、シール部５１０、電極リード５２０及びバッテリバルブ５３０を含んでもよい。
シール部５１０は、バッテリセルを収納するバッテリケースをシールすることができる。例えば、パウチ状のバッテリは、上部パウチと下部パウチとが結合されてなる場合、シール部５１０が縁部に形成されてバッテリがシールされるようにしてもよい。この場合、図５ａ及び図５ｂに示すように、シール部５１０は、電極リード５２０の一部が露出するようにしてもよい。
電極リード５２０は、バッテリ電極の電極タブに接続され、バッテリ電極で生成される電気が流れるようにする。具体的には、電極リード５２０は、正極リード及び負極リードを含んでもよい。ここで、バッテリケースの外部に突出した電極リード５２０の一部分は、端子部となり、外部の端子と電気的に接続されるようにしてもよい。
バッテリバルブ５３０は、前述したように、外部装置から受信したバルブ開閉命令に従ってバッテリケースの内部及び外部を連通する通路を開閉することができる。また、バッテリバルブ５３０は、外部装置からバルブ開閉命令を受信しなくても、センサ部により測定された圧力が基準値以上である場合に自動でバルブを開閉するか、又は予め設定された周期でバルブを開閉するようにしてもよい。
さらに、バッテリバルブ５３０は、図５ａ及び図５ｂに示すように、バッテリのシール部５１０間に挿入されてもよい。よって、バッテリケース内部のガス発生により圧力が高くなると、バッテリバルブ５３０により内部のガスを外部に排出することができる。
一方、図５ａ及び図５ｂにおいては１つのバッテリバルブ５３０がバッテリケースに挿入されることを示すが、複数のバッテリバルブ５３０がバッテリケースに挿入されるようにしてもよい。また、バッテリバルブ５３０が挿入される位置も自由に構成することができる。
図６は本発明の他の実施形態によるバッテリバルブの構成を示すブロック図である。図７は本発明の他の実施形態によるバッテリバルブの動作を説明するための図である。
まず、図６を参照すると、本発明の他の実施形態によるバッテリバルブ６００は、通信部６１０、開閉調節部６２０及びセンサ部６３０を含んでもよい。また、バッテリバルブ６００は、図２を参照して説明した電源部（図示せず）及びアラーム部（図示せず）をさらに含んでもよい。
通信部６１０は、外部装置から湿度情報を受信することができる。例えば、湿度情報とは、絶対湿度又は空気中の水蒸気濃度を意味することができる。実施形態によれば、絶対湿度又は空気中の水蒸気濃度は、バッテリ外部の絶対湿度又は空気中の水蒸気濃度を意味することができる。通信部６１０は、外部装置と有線（ケーブル）又は無線（例えば、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＮＦＣなど）で通信することができる。
一方、バッテリバルブ６００は、湿度情報を検知するためのセンサをさらに含んでもよい。この場合、バッテリバルブ６００は、センサによりバッテリ外部の湿度情報を取得することができる。
通信部６１０は、バッテリの状態情報を外部装置に送信することができる。ここで、バッテリの状態情報は、バッテリ管理システムや別途の測定回路から受信することができ、バッテリの電圧、電流、温度などが含まれる。また、通信部６１０は、センサ部６３０で検出されたバッテリの状態情報を外部装置に送信することができる。
さらに、通信部６１０は、外部のサーバとも通信することができる。この場合、通信部６１０は、センサ部６３０で検出されたバッテリの状態情報、バッテリバルブ６００の開閉状態、バルブ開閉命令受信内訳などの各種情報をサーバに送信することができる。
開閉調節部６２０は、バッテリ内部の圧力を基準値と比較してバッテリの内部及び外部を連通する通路を開閉することができる。ここで、基準値は、通路の開放に関連する第１基準値及び通路の閉鎖に関連する第２基準値を含んでもよい。例えば、開閉調節部６２０は、レギュレータであってもよい。
例えば、開閉調節部６２０は、センサ部６３０で検出されたバッテリ内部の圧力又はバッテリ管理システムや別途の測定回路から受信した圧力が第１基準値以上である場合、バルブを開くように（すなわち、通路を開放するように）制御し、センサ部６３０で検出されたバッテリ内部の圧力又はバッテリ管理システムや別途の測定回路から受信した圧力が第２基準値以下である場合、バルブを閉じるように（すなわち、通路を閉鎖するように）制御することができる。
開閉調節部６２０は、湿度情報に基づいて第１基準値及び／又は第２基準値を設定することができる。例えば、開閉調節部６２０は、通信部６１０から湿度情報を取得することができる。開閉調節部６２０は、湿度情報に対応する絶対湿度が高いほど、第１基準値及び第２基準値を高く設定することができる。これは、バッテリ外部の絶対湿度が高いほど、バルブの開放時に外部から拡散してバッテリの内部に流入する水分が多くなるので、水分の流入を抑制するためのものである。
図７を参照すると、開閉調節部６２０は、湿度情報に対応する絶対湿度が第１区間（ａ）に対応する場合、第１基準値を第１値に設定し、第２基準値を第２値に設定することができる。例えば、第１区間は、絶対湿度が０ｇ／ｍ３より高く、かつ１５ｇ／ｍ３（Ｈ１）以下である区間として定義されるが、これに限定されるものではない。実施形態によれば、第１値は１．５ａｔｍと定義され、第２値は１．２ａｔｍと定義されるが、これに限定されるものではない。
開閉調節部６２０は、湿度情報に対応する絶対湿度が第１区間より高い値を有する区間として定義される第２区間（ｂ）に対応する場合、第１基準値及び第２基準値をそれぞれ第１値及び第２値より大きい値に設定することができる。例えば、第２区間は、絶対湿度が１５ｇ／ｍ３より高く、かつ３０ｇ／ｍ３（Ｈ２）以下である区間として定義されるが、これに限定されるものではない。実施形態によれば、開閉調節部６２０は、湿度情報に対応する絶対湿度が第２区間に対応する場合、第１基準値を２．０ａｔｍに設定し、第２基準値を１．５ａｔｍに設定することができるが、これに限定されるものではない。
開閉調節部６２０は、湿度情報に対応する絶対湿度が第２区間より高い値を有する区間として定義される第３区間（ｃ）に対応する場合、第１基準値を２．５ａｔｍに設定し、第２基準値を２．０ａｔｍに設定することができるが、これに限定されるものではない。例えば、第３区間は、絶対湿度が３０ｇ／ｍ３より高い区間として定義されるが、これに限定されるものではない。
再び図６を参照すると、開閉調節部６２０は、バッテリ内部の圧力の増加速度を算出し、算出された増加速度に基づいて第１基準値及び第２基準値を設定することができる。例えば、開閉調節部６２０は、バッテリ内部の圧力の増加速度が高いほど、第１基準値及び／又は第２基準値を低い値に設定することができる。これは、バッテリ内部の圧力の増加速度が高い場合はより早くバルブを開放して（すなわち、通路を開放して）バッテリ内部の圧力を早期に下げるためのものである。
一実施形態によれば、開閉調節部６２０は、バッテリ内部の圧力が第１増加速度（ｅｘ．１ａｔｍ／１ｄａｙ）で第１増加分（ｅｘ．０．１ａｔｍ）だけ増加する場合、第１基準値を１．５ａｔｍに設定し、第２基準値を１．１ａｔｍに設定することができるが、これに限定されるものではない。また、開閉調節部６２０は、バッテリ内部の圧力が第２増加速度（ｅｘ．１ａｔｍ／１ｈｏｕｒ）で第１増加分だけ増加する場合、第１基準値を１．３ａｔｍに設定し、第２基準値を１．１ａｔｍに設定することができるが、これに限定されるものではない。
さらに、開閉調節部６２０は、バッテリ内部の圧力が第３増加速度（ｅｘ．１ａｔｍ／１０ｍｉｎ）で第２増加分（ｅｘ．０．５ａｔｍ）だけ増加する場合、第１基準値を１．２ａｔｍに設定し、第２基準値を１．１ａｔｍに設定することができるが、これに限定されるものではない。ここで、開閉調節部６２０は、第１基準値を１．２ａｔｍで所定時間の間維持することができ、バッテリ内部の圧力が第２基準値以下になってバルブを閉じた後、所定時間（ｅｘ．２４時間）の間、バッテリ内部の圧力が第３増加速度以下に維持される場合、第１基準値及び／第２基準値を再設定することができる。
前述したように、バッテリの内部で発生したガスが所定値以上増加した場合、ユーザがバルブ開閉命令を入力しなくても、適時にバッテリの内部で発生したガスを外部に排出し、外部から拡散する水分を最小限に抑えることができる。
さらに、開閉調節部６２０は、予め設定された周期で通路を開閉することにより、周期的にバッテリ内部のガスを外部に排出することができる。この場合、バッテリバルブ６００は、タイマー（図示せず）を含み、ユーザにより設定された周期毎にバルブが開くように制御してもよい。
センサ部６３０は、バッテリ内部の圧力を測定することができる。よって、バッテリの内部でガスが発生して圧力が高くなることを検出することができる。また、バッテリバルブ６００のセンサ部６３０は、バッテリ内部の圧力以外にも、電圧、電流、温度、湿度などのバッテリの状態を検出するための様々なセンサを含んでもよい。
一方、本発明の一実施形態によるバッテリバルブ６００は、バッテリのシール部に挿入されるように構成されてもよい。また、バッテリは、円筒状、多角形状、パウチ状など、様々な形状を有する。
図８は本発明の一実施形態によるバッテリバルブのハードウェア構成を示す図である。
図８を参照すると、バッテリバルブ７００は、マイクロコントローラ（ＭＣＵ）７１０、メモリ７２０、入出力インタフェース７３０及び通信インタフェース７４０を含んでもよい。
マイクロコントローラ７１０は、各種プログラムの処理及びバッテリバルブ７００の各構成要素を制御することができる。すなわち、マイクロコントローラ７１０は、前述したバッテリバルブ７００の各機能を実行できるように、全般的な処理及び制御動作を行うことができる。メモリ７２０には、運営体制プログラムや各種プログラム（例えば、バルブ開閉制御プログラム、圧力検知プログラムなど）などを記録することができる。また、メモリ７２０には、センサモジュール（図示せず）で検出された圧力データ、バッテリバルブ開閉情報などの各種データを保存することができる。
入出力インタフェース７３０は、バッテリセルモジュール及び／又は半導体スイッチング素子との間で入力インタフェース及び出力インタフェースを提供することができる。例えば、入出力インタフェース７３０は、前述したディスプレイ部に該当するものであり得る。すなわち、入出力インタフェース７３０は、ユーザが各種入力動作を行えるようにしたり、バッテリバルブにより検出された状態情報、バルブ開閉情報などを出力したりするように構成されてもよい。
通信インタフェース７４０は、有無線通信網を介して外部と通信可能にすることができる。例えば、通信インタフェース７４０は、前述した通信部に該当するものであり得る。すなわち、通信インタフェース７４０は、外部装置にバッテリの状態情報を送信し、外部装置からバルブ開閉命令を受信するなどの各種送受信動作を行うことができる。
このように、本発明によるコンピュータプログラムは、メモリ７２０に記録され、マイクロコントローラ７１０により処理されることにより、図２において説明したように、外部装置でバルブ開閉命令を受信してバルブの開閉を行うなど、前述した機能を実行するモジュールとして実現することができる。
以上、本発明の実施形態を構成する全ての構成要素が１つに結合するか又は結合して動作すると説明されたとしても、本発明は、必ずしもこのような実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の目的の範囲内であれば、その全ての構成要素が選択的に１つ以上に結合して動作することもできる。
なお、以上に記載された「含む」、「構成する」、「有する」などの用語は、特に反対の記載がない限り、該当構成要素を内在できることを意味するものであるので、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含むこともあるものと解釈されるべきである。技術用語や科学用語を含む全ての用語は、別途定義されない限り、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者により一般的に理解されるのと同じ意味を有する。辞書に定義された用語のように一般的に用いられる用語は、関連技術の文脈上の意味と一致するものと解釈されるべきであり、本発明において明らかに定義しない限り、理想的な意味や過度に形式的な意味で解釈されてはならない。
以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものにすぎず、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で様々な修正及び変形が可能であろう。よって、本発明に開示された実施形態は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、そのような実施形態により本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は、添付の特許請求の範囲により解釈されるべきであり、それと均等な範囲内にある全ての技術思想は本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

Claims (13)

  1. バッテリ内部のガスを外部に放出するためのバッテリバルブであって、
    外部装置からバッテリバルブ開閉命令を受信する通信部と、
    前記バッテリバルブ開閉命令に従って前記バッテリの内部及び外部を連通する通路を開閉する開閉調節部とを含み、
    前記開閉調節部は、予め設定された周期で前記通路を開閉し、
    前記バッテリバルブは、前記バッテリのシール部に挿入するための突出部を備える、バッテリバルブ。
  2. 前記バッテリ内部の圧力を測定するセンサ部をさらに含む、請求項１に記載のバッテリバルブ。
  3. 前記開閉調節部は、前記バッテリ内部の圧力を予め設定された基準値と比較して自動で前記通路を開閉する、請求項１または２に記載のバッテリバルブ。
  4. 前記通信部は、前記バッテリの状態情報を前記外部装置に送信する、請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリバルブ。
  5. 前記バッテリバルブに電源を供給する電源部をさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のバッテリバルブ。
  6. 前記外部装置は、バッテリ管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ，ＢＭＳ）及びユーザ端末の少なくとも一方を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のバッテリバルブ。
  7. 前記通信部は、前記外部装置と有線又は無線で通信可能である、請求項１から６のいずれか一項に記載のバッテリバルブ。
  8. 前記バッテリ内部の圧力が予め設定された基準値以上であると、警告アラームを発生するアラーム部をさらに含む、請求項１から７のいずれか一項に記載のバッテリバルブ。
  9. バッテリ電極と、
    前記バッテリ電極を収容するためのバッテリケースと、
    外部装置から受信したバッテリバルブ開閉命令に従って前記バッテリケースの内部及び外部を連通する通路を開閉するバッテリバルブとを含み、
    前記バッテリバルブは、予め設定された周期で前記通路を開閉し、
    前記バッテリバルブは、バッテリのシール部に挿入するための突出部を備える、バッテリ。
  10. バッテリ内部のガスを外部に放出するためのバッテリバルブであって、
    前記バッテリ外部の絶対湿度または空気中の水蒸気濃度に関する湿度情報を測定する第１センサ部と、
    前記バッテリ内部の圧力を測定する第２センサ部と、
    前記バッテリ内部の圧力を基準値と比較して前記バッテリの内部及び外部を連通する通路を開閉する開閉調節部とを含み、
    前記開閉調節部は、前記湿度情報に基づいて前記基準値を設定する、バッテリバルブ。
  11. 外部装置から湿度情報を受信する通信部をさらに含む、請求項１０に記載のバッテリバルブ。
  12. 前記基準値は、前記通路の開放に関連する第１基準値及び前記通路の閉鎖に関連する第２基準値を含み、
    前記開閉調節部は、前記湿度情報に基づいて前記第１基準値及び前記第２基準値を設定する、請求項１１に記載のバッテリバルブ。
  13. 前記開閉調節部は、前記湿度情報に対応する絶対湿度が第１区間に対応する場合、前記第１基準値を第１値に設定し、前記第２基準値を第２値に設定し、
    前記湿度情報に対応する絶対湿度が前記第１区間より高い値を有する区間として定義される第２区間に対応する場合、前記第１基準値及び前記第２基準値をそれぞれ前記第１値及び前記第２値より大きい値に設定する、請求項１２に記載のバッテリバルブ。
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