KR100790022B1 - 연결 인터페이스를 구비하는 이차전지 디바이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연결 인터페이스를 구비하는 이차전지 디바이스에 관한 것으로서, PCB, 다수의 이차전지 유닛 및 전기 연결 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이차전지 유닛은 PCB 제조 프로세스에 의해 제조되고 PCB 상에 구비된다. 이차전지 유닛은 PCB 물질의 일부로 직접 제조된다. 전기 연결 인터페이스는 PCB 상에 구비되고, 이차전지 유닛과 전기적인 연결을 이루며, 적어도 이차전지 유닛에 의해 생성된 전력에 대한 출력 단자로 사용되게 된다.
이차전지; PCB; 확장판

Description

연결 인터페이스를 구비하는 이차전지 디바이스{SECONDARY CELL DEVICE HAVING CONNECTION INTERFACE}
도 1 은 본 발명에 따른 연결 인터페이스를 구비하는 이차전지 디바이스의 구조적 개요도(structural schematic drawing)이다.
도 2 는 도 1 에 도시한 구조를 구현하기 위한 본 발명에 따른 바람직한 실시례를 도시한 도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 확장판(expansion board)의 구조적 개요도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 이차전지 디바이스가 전자 디바이스 내에 구비된 경우의 배열을 도시한다.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 ***
10 : 이차전지 디바이스 20 : 확장판
30 : 전자 디바이스 40 : 케이블
101 : 이차전지 유닛 103 : 전기 연결 인터페이스
105 : PCB 201 : 전기 커넷터
203 : 연결 인터페이스 205 : 회로
본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 특히 PCB (Printed Circuit Board) 제조 프로세스를 이용하여 제조되고 전기 연결 인터페이스(electrical connection interface)를 구비하는 이차전지에 관한 것이다.
리튬 재충전지(Lithium rechargeable cell) 및 Ni-H 재충전지와 같은 종래의 이차전지는 모두 금속 패키지 케이스(metal packaging casings)를 적용하고 있는데, 금속 패키지 케이스의 내부로는 양극, 음극, 절연필름(insulation film) 및 전해물질 (electrolyte substance)을 포함하는 재충전지를 구성하는 소자들이 내부에 패킹된다. 종래의 이차전지는 대체로 개별적으로 패킹되어, 종래의 이차전지 중 하나 이상의 타입이 직렬 또는 병렬로 연결되며, 이들을 함께 결합시키기 위하여 전지 하우징(cell housing)이 필요하거나 전선이 적용되게 되며, 다음으로 패키지 물질(packaging material)에 의해 함께 패킹된다. 종래의 이차전지 중 하나 이상이 직렬 또는 병렬로 연결될 때, 전지 하우징 또는 전선 결합수단(wire welding means)의 적용 여부에 상관없이 상호 연결된 종래의 이차전지가 상대적으로 큰 부피를 차지하게 됨은 물론이다.
하나 이상의 종래의 이차전지를 결합함으로 인해 유발되는 곤란함의 관점에서, 일반적으로 사용되는 다수의 이차전지 디바이스를 용이하게 결합할 수 있도록 하기 위하여 연결 인터페이스를 구비하는 이차전지 디바이스들이 개발되었다.
본 발명의 첫번째 목적은 PCB 제조 프로세스에 의해 제조되어 보다 많은 그와 같은 이차전지 디바이스가 서로 용이하게 연결될 수 있도록 하는 이차전지 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 두번째 목적은 PCB 제조 프로세스에 의해 제조되어 이러한 이차전지 디바이스가 모듈화(modularization)의 필요성을 용이하게 충족시키도록 하는 이차전지 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 연결 인터페이스를 구비하는 이차전지 디바이스는, 피씨비 (PCB) 제조 프로세서에 의해 제조되는, 연결 인터페이스를 구비하는 이차전지 디바이스로서,
기판과 상기 기판 표면상에 설치된 동박의 와이어링 패턴 (wiring patterns of copper foil)으로 구성된 피씨비(PCB : Printed Circuit Board) (105);
상기 피씨비 (105) 상에 설치되고, 각각의 양극과 음극이 병렬 또는 직렬로 전기적으로 연결된 다수의 이차전지 유닛들(101); 및
상기 피씨비 (105) 상에 구비되고, 상기 이차전지 유닛들 (101) 과 상기 피씨비상에 설치된 동박의 와이어링 패턴 (wiring patterns of copper foil)에 의해 전기적으로 연결되며, 상기 이차전지 유닛들 (101)에 의해 발생된 전력(power)이 출력하는 출력 단자인 전기 연결 인터페이스(103)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명 및 다른 변형례들, 그리고 본 발명의 장점은 이하에서 제시되는 본 발명의 바람직한 실시례에 대한 설명과 도면으로부터 보다 더 명백해질 것이다.
본 발명은 연결 인터페이스(connection interface)를 구비하는 이차전지 디바이스(10)에 관한 것으로서, 다수의 이차전지 유닛들(101, secondary cell units) 및 특히 하나의 전기 연결 인터페이스(103, electrical connection interface)를 포함하고, 다수의 이차전지 디바이스들(10)의 전기 연결 인터페이스(103)는 서로 연결되게 된다. 본 발명은 유연한 방식(flexible manner) 으로 다수의 이차전지 디바이스(10)에 의해 생성된 전력을 통합하여 전원 공급장치를 구현할 수 있게 된 다. 게다가, 이차전지 디바이스(10)의 전기 연결 인터페이스(103)는 또한, 이차전지 디바이스(10)의 전원 관리를 위한 통신 채널로 사용되는 제어 신호의 출력 단자 또는 입력 단자가 된다.
도 1 은 본 발명에 따른 연결 인터페이스를 구비하는 이차전지 디바이스의 구조적 개요도(structural schematic drawing)이다. 본 발명에 따른 이차전지 디바이스(10)는, 다수의 이차전지 유닛들(101), 전기 연결 인터페이스(103) 및 PCB (105, Printed Circuit Board)를 포함하며, 각각은 이하에서 상세히 설명된다.
다수의 이차전지 유닛들(101)은 PCB (105) 상에 구비되고, PCB 제조 프로세스에 의해 PCB (105)를 제조하는 물질의 일부(part)로서 직접 제조된다. 이차전지 유닛들(101)의 양극 및 음극은 서로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. PCB(105) 상에 구비되는 본 발명에 따른 이차 전지 유닛(101)은 일렬 또는 행렬 배열로 정렬될 수 있다. 이차전지 유닛들(101)로는 리듐(Li) 재충전지, 니켈수소 (Ni-H) 재충전지 및 리듐(Li) 고분자 재충전지를 사용할 수 있다.
전기 연결 인터페이스(103)는 PCB(105) 상에 구비되고 이차전지 유닛들(101)과 전기적인 연결을 이룬다. 전기 연결 인터페이스(103)의 한가지 기능은 이차전지 유닛(101)에 의해 생성된 전력의 출력 단자로 사용되는 것이다.
도 2 는 도 1 에 도시한 구조를 실시하기 위한 본 발명에 따른 바람직한 실시례를 도시한 도이다. 도 2 에서, 전기 연결 인터페이스(103)는 PCB (105)의 측면에 구비되는 골드 핑거(gold finger)가 된다. 골드 핑거(103)의 주된 기능은 직렬 또는 병렬로 서로 연결된 이차전지(101)의 양극 및 음극의 부가적인 출력 단 자로 사용되는 것이며, 양극 및 음극은 도 2 에 "+" 및 "-" 기호로 표시되어 있다. 골드 핑거(103)의 나머지 단자는 주로 이차 전지 유닛(101)에 의해 사용되는 제어신호의 출력 단자 및 입력 단자로 사용된다. 예를 들어, 제어신호는 온도 감지 신호, 비정상 상태의 경고 신호 및 데이터 신호를 포함할 수 있다.
물론, 전기 연결 인터페이스 (103) 로는 골드 핑거, 암 타입의 커넥터(female type connector), 수 타입의 커넥터(male type connector), 소형 전기 커넥터(miniature electrical connector) 또는 전기 커넥터의 임의의 다른 적합한 형태를 사용할 수 있다.
도 3 은 본 발명에 따른 확장판(expansion board)의 구조적 개요도이다. 확장판(20)은, 전체 전력 와트수(wattage)를 향상시키기 위하여 이차전지 디바이스(10)의 다수의 시트에 의해 생성되는 전력을 통합할 수 있도록 하기 위하여, 주로 이차전지 디바이스(10)의 다수의 시트를 서로 조립하는데 사용된다. 도 3 에서 확장판 (20) 은 적어도 하나의 전기 커넥터들(201, electrical connector), 연결 인터페이스 (203) 및 회로 (205) 를 포함하며, 각각은 이하에서 상세하게 설명된다.
전기 커넥터(201)는 이차전지 디바이스(10)의 각각의 전기 연결 인터페이스(103)를 연결하는데 사용된다. 전기 커넥터(201)로는 전기 연결 인터페이스(103)의 구성에 적용되는 전기 커넥터를 사용할 수 있다. 예를 들어, 골드 핑거 타입의 전기 연결 인터페이스(103)에 대하여, 전기 커넥터(201)는 슬롯 커넥터(slot connector)가 된다. 각각의 전기 연결 인터페이스(103)에 연결된 전기 커넥터 (201)를 통해 이차전지 디바이스(10)의 전력 및 제어신호는 모두 확장판(20)으로 전송될 수 있게 된다.
연결 인터페이스(203)는 확장판(20)의 통신 채널로 사용된다. 도 4 를 참조하면, 연결 인터페이스(203)는 케이블(40)을 통해 전자 디바이스(30)에 연결되어, 확장판(20)에 의해 통합된 이차전지 디바이스(10)에 의해 생성되는 전력이 전자 디바이스(30)에 의해 전송될 수 있게 된다.
게다가, 확장판(20)의 회로(205)는 직렬/병렬 회로를 포함할 수 있으며, 이를 통해 이차전지 디바이스(10)에 의해 생성된 전력이 통합된 후 연결 인터페이스(203)의 전송을 통해 전자 디바이스(30)로 전송된다. 확장판(20)의 회로(205)는 이차전지 디바이스(10)의 전력 와트수를 관리하기 위한 전력 관리 회로가 될 수 있다. 확장판(20)의 회로(205)는 또한 이차전지 디바이스(10)의 모든 이차전지 유닛을 충전하기 위한 충전 회로가 될 수도 있다.
본 발명에 따른 이차전지 디바이스(10)의 전기 연결 인터페이스(103)는 또한, 확장판(20)에의 플러그 인 또는 제거 어셈블리 동작(plug-in or removal assembly operation)을 용이하게 하기 위하여 플러그형(pluggable) 전기 연결 인터페이스를 적용할 수도 있다.
본 발명에 따른 이차전지 디바이스(10)는 전기 연결 인터페이스(103)를 구비함으로 인하여 이하와 같은 효과를 갖는다.
1. 본 발명에 의해 제공되는 전기 연결 인터페이스(103) 및 확장판(20)을 통 한 연결은 하나 이상의 이차전지 디바이스(10)에 의해 동시에 전력이 제공될 수 있도록 하며, 이로 인해 모듈화된 전력 공급장치(modular power supply)를 형성할 수 있게 된다.
2. 본 발명에 따른 확장판(20)에 회로(205)를 구비함으로써, 바람직한 전압 와트수를 출력하기 위하여 다수의 이차전지 디바이스(10)를 직렬 또는 병렬로 연결할 수 있다.
3. 본 발명은, 다수의 이차전지 디바이스(10)가 직접 삽입되도록(direction insertion) 하기 위하여 컴퓨터 메인보드에 빌트인되는 확장판(20)과 같이, 전자 디바이스(30) 상에 확장판(20)을 직접 구비하도록 함으로써 전자 디바이스(30)의 빌트인(built-in) 전원 공급장치로 사용될 수 있게 된다.
본 발명의 바람직한 실시례가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 오로지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해되어져야 한다.

Claims (16)

  1. 피씨비 (PCB) 제조 프로세서에 의해 제조되는, 연결 인터페이스를 구비하는 이차전지 디바이스로서,
    기판과 상기 기판 표면상에 설치된 동박의 와이어링 패턴 (wiring patterns of copper foil)으로 구성된 피씨비(PCB : Printed Circuit Board) (105);
    상기 피씨비 (105) 상에 설치되고, 각각의 양극과 음극이 병렬 또는 직렬로 전기적으로 연결된 다수의 이차전지 유닛들(101); 및
    상기 피씨비 (105) 상에 구비되고, 상기 이차전지 유닛들 (101) 과 상기 피씨비상에 설치된 동박의 와이어링 패턴 (wiring patterns of copper foil)에 의해 전기적으로 연결되며, 상기 이차전지 유닛들 (101)에 의해 발생된 전력(power)이 출력하는 출력 단자인 전기 연결 인터페이스(103)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 연결 인터페이스가 상기 피씨비 상에 구비되는 골드 핑거(gold finger)인 것을 특징으로 하는 이차전지 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 연결 인터페이스가 상기 피씨비 상에 구비되는 암 타입 커넥터(female type connector)인 것을 특징으로 하는 이차전지 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 연결 인터페이스가 상기 피씨비 상에 구비되는 수 타입 커넥터 (male type connector)인 것을 특징으로 하는 이차전지 디바이스.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 연결 인터페이스가 상기 피씨비 상에 구비되는 소형 전기 커넥터(miniature electrical connector)인 것을 특징으로 하는 이차전지 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 연결 인터페이스가 상기 이차전지 유닛의 제어신호에 대한 출력 단자로도 사용되는 것을 특징으로 하는 이차전지 디바이스.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 연결 인터페이스가 상기 이차전지 유닛의 제어신호에 대한 입력 단자로도 사용되는 것을 특징으로 하는 이차전지 디바이스.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 이차전지 유닛들이,
    Li 재충전지, Ni-H 재충전지 및 Li 고분자 재충전지로부터 각기 선택되는 것을 특징으로 하는 이차전지 디바이스.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 이차전지 디바이스의 상기 전기 연결 인터페이스가 플러그형 전기 연결 인터페이스(pluggable electrical connection interface)인 것을 특징으로 하는 이차전지 디바이스.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 이차전지 디바이스가 확장판(expansion board)을 통해 상기 전기 연결 인터페이스에 연결되고,
    상기 확장판은 또 다른 이차전지 디바이스의 전기 연결 인터페이스에 연결되는 것을 특징으로 하는 이차전지 디바이스.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 확장판이,
    상기 전기 연결 인터페이스와 대응하여 구비되고, 상기 확장판에 연결된 상기 이차전지 디바이스의 전력 및 제어신호에 대한 전기 전송로로 사용되는 적어도 하나의 전기 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 디바이스.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 확장판이,
    전자 디바이스와의 전기 연결에 사용되는 연결 인터페이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 디바이스.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 확장판이 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 디바이스.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 회로가,
    상기 확장판에 직렬/병렬로 연결된 이차전지 디바이스에 의해 생성된 전력을 연결하기 위한 직렬/병렬 회로인 것을 특징으로 하는 이차전지 디바이스.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 회로가 전력 관리 회로인 것을 특징으로 하는 이차전지 디바이스.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 회로가 충전 회로인 것을 특징으로 하는 이차전지 디바이스.
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