KR100903185B1 - Improved Middle or Large-sized Battery Pack Of Increased Safety - Google Patents

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KR100903185B1
KR100903185B1 KR1020050036717A KR20050036717A KR100903185B1 KR 100903185 B1 KR100903185 B1 KR 100903185B1 KR 1020050036717 A KR1020050036717 A KR 1020050036717A KR 20050036717 A KR20050036717 A KR 20050036717A KR 100903185 B1 KR100903185 B1 KR 100903185B1
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Abstract

본 발명은 충방전이 가능한 다수의 전지 셀들을 플레이트 상에 높은 밀집도로 적층하여 전기적으로 연결한 구조로 이루어져 있는 콤팩트한 구조의 중대형 전지팩으로서, 전지팩의 비정상적인 작동이나 장기간의 충방전에 따른 열화로 인해 전지 셀이 팽창할 때, 팽창된 전지 셀의 두께 변화로 인해 전지팩의 소정의 부위에 응력이 집중되어 물리적 변화가 초래되고, 그러한 물리적 변화로 인해 전지팩의 전기적 연결부재가 기계적으로 단전되도록 구성되어 있어서 높은 안전성을 제공한다.The present invention is a medium-large battery pack of a compact structure consisting of a structure in which a plurality of battery cells capable of charging and discharging are electrically connected by stacking a high density on a plate, and deteriorated due to abnormal operation of the battery pack or prolonged charge and discharge. Due to the expansion of the battery cell, due to the change in the thickness of the expanded battery cell is concentrated in a predetermined portion of the battery pack stress caused a physical change, such physical change caused the electrical connection member of the battery pack mechanically disconnected It is configured to provide high safety.

Description

향상된 안전성의 개선된 중대형 전지팩 {Improved Middle or Large-sized Battery Pack Of Increased Safety}Improved Middle or Large-sized Battery Pack Of Increased Safety}
도 1 내지 도 5는 각각 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 측면도, 배면도, 평면도, 저면도 및 하면 사시도이다.1 to 5 are side, rear, top, bottom, and bottom perspective views of a battery pack according to one embodiment of the present invention, respectively.
도 6은 도 1의 전지팩에서 단위전지 팽창시의 상태 변화도이다.FIG. 6 is a state change diagram of unit battery expansion in the battery pack of FIG. 1. FIG.
도 7 내지 도 10은 도 2의 A 부분에서 다양한 형태의 개방형 구조로 이루어진 체결홈들과 이들의 체결상태의 모식도들이다.7 to 10 are schematic views of the fastening grooves and the fastening state of the fastening grooves having various types of open structures in the portion A of FIG.
도면의 주요 부호에 대한 설명Description of the main symbols in the drawings
100: 전지팩 200: 상부 케이스100: battery pack 200: upper case
300: 하부 케이스 400: 단위전지(전지 셀)300: lower case 400: unit cell (battery cell)
500: 제 1 회로부 600: 제 2 회로부500: first circuit portion 600: second circuit portion
700: 제 3 회로부 800: 볼트(체결부재)700: third circuit portion 800: bolt (fastening member)
본 발명은 향상된 안전성의 개선된 중대형 전지팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전체적으로 콤팩트한 구조를 가지며, 다양한 원인에 의한 전지 셀의 팽창시 소정의 부위에서 변형, 파괴 또는 분리 등의 물리적 변화를 유도하고 그로 인해 전기적 연결부재가 기계적으로 단전되도록 함으로써 전지팩의 안전성을 담보할 수 있는 중대형 전지팩을 제공한다. The present invention relates to an improved medium-large battery pack with improved safety, and more particularly, has a compact structure as a whole, and induces physical changes such as deformation, destruction, or separation at predetermined sites when the battery cell is expanded by various causes. And thereby to provide a medium-large battery pack that can ensure the safety of the battery pack by causing the electrical connection member to be mechanically disconnected.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해졌고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.As the development and demand for mobile devices increases, the demand for secondary batteries as energy sources is increasing rapidly. Among them, many researches have been conducted and commercialized and widely used for lithium secondary batteries with high energy density and discharge voltage. It is used.
이차전지는 휴대폰, 디지털 카메라, PDA, 노트북 등의 모바일, 와이어리스 전자기기 뿐만 아니라 전기자전거(E-bike), 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력장치에 대한 에너지원으로도 많은 관심을 모으고 있다. Rechargeable batteries are not only mobile phones, digital electronics such as mobile phones, digital cameras, PDAs, notebooks, etc., but also energy sources for power devices such as electric bicycles (EVs), electric vehicles (EVs), and hybrid electric vehicles (HEVs). It is attracting a lot of attention.
휴대폰, 카메라 등의 소형 디바이스에는 하나의 전지 셀이 팩킹되어 있는 소형 전지팩이 사용됨에 반하여, 노트북, 전기자동차 등의 중대형 디바이스에는 둘 또는 그 이상의 전지 셀들(이하에서는, 때때로 멀티-셀 로 칭하기도 함)을 병렬 및/또는 직렬로 연결한 전지팩이 팩킹되어 있는 중형 또는 대형 전지팩이 사용되고 있다.Small battery packs are packed with one battery cell for small devices such as mobile phones and cameras, while two or more battery cells (hereinafter sometimes referred to as multi-cells) are used for medium and large devices such as notebooks and electric vehicles. Medium or large battery packs in which battery packs are connected in parallel and / or in series are used.
앞서 설명한 바와 같이, 리튬 이차전지는 우수한 전기적 특성을 가지고 있음에 반해 안전성이 낮다는 문제점을 가지고 있다. 예를 들어, 리튬 이차전지는 과 충전, 과방전, 고온에의 노출, 전기적 단락 등 비정상적인 작동 상태에서 전지 구성 요소들인 활물질, 전해질 등의 분해반응이 유발되어 열과 가스가 발생하고 이로 인해 초래된 고온 고압의 조건은 상기 분해반응을 더욱 촉진하여 급기야 발화 또는 폭발을 초래하기도 한다.As described above, the lithium secondary battery has a problem of low safety while having excellent electrical characteristics. For example, lithium secondary batteries cause decomposition reactions of battery components, such as active materials and electrolytes, under abnormal operating conditions such as overcharging, overdischarging, exposure to high temperatures, and electrical short circuits to generate heat and gas, resulting in high temperatures. High pressure conditions may further accelerate the decomposition reaction, resulting in a fire or explosion.
따라서, 리튬 이차전지에는 과충전, 과방전, 과전류시 전류를 차단하는 보호회로, 온도 상승시 저항이 크게 증가하여 전류를 차단하는 PTC 소자(Positive Temperature Coefficient Element), 가스 발생에 따른 압력 상승시 전류를 차단하거나 가스를 배기하는 안전벤트 등의 안전 시스템이 구비되어 있다. 예를 들어, 원통형의 소형 이차전지에서는 원통형 캔에 내장되어 있는 양극/분리막/음극의 전극조립체(발전소자) 상부에 PTC 소자 및 안전벤트가 통상 설치되어 있고, 각형 또는 파우치형의 소형 이차전지에서는 발전소자가 밀봉된 상태로 내장되어 있는 각형 캔 또는 파우치형 케이스의 상단에 보호회로 모듈, PTC 소자 등이 일반적으로 탑재되어 있다. Therefore, the lithium secondary battery includes a protection circuit that blocks current during overcharge, over discharge, and overcurrent, a PTC element (Positive Temperature Coefficient Element) that blocks current by increasing resistance when temperature rises, and a current when pressure rises due to gas generation. Safety systems are provided, such as safety vents to shut off or vent the gases. For example, in a cylindrical small secondary battery, a PTC element and a safety vent are usually installed on an electrode assembly (power generation element) of a cathode / separator / cathode embedded in a cylindrical can, and in a rectangular or pouch type small secondary battery, Protection circuit modules and PTC elements are generally mounted on top of a rectangular can or pouch case in which the generator is sealed.
리튬 이차전지의 안전성 문제는 멀티-셀 구조의 중대형 전지팩에서 더욱 심각하다. 멀티-셀 구조의 전지팩에서는 다수의 전지 셀들이 사용됨으로 인해 일부 전지 셀에서의 작동 이상은 다른 전지 셀들로 연쇄반응을 유발할 수 있고 그로 인한 발화 및 폭발은 자칫 대형 사고를 초래할 수 있기 때문이다. 따라서, 중대형 전지팩에는 과방전, 과충전, 과전류 등으로부터 전지 셀을 보호하기 위한 퓨즈, 바이메탈, BMS (Battery Management System) 등의 안전 시스템이 구비되어 있다. The safety problem of the lithium secondary battery is more serious in the medium-large battery pack of the multi-cell structure. In the battery pack of the multi-cell structure, because a large number of battery cells are used, a malfunction in some battery cells may cause a chain reaction to other battery cells, and the resulting fire and explosion may cause a large accident. Accordingly, the medium and large battery packs are equipped with safety systems such as fuses, bimetals, and battery management systems (BMSs) for protecting the battery cells from over discharge, over charge, over current, and the like.
그러나, 리튬 이차전지는 계속적인 사용, 즉, 계속적인 충방전 과정에서 발 전소자, 전기적 연결부재 등이 서서히 열화되는 바, 예를 들어, 발전소자의 열화는 전극재료, 전해질 등의 분해에 의해 가스를 유발하며 그로 인해 전지 셀(캔, 파우치형 케이스)은 서서히 팽창하게 된다. 또한, 일반 정상적인 상태에서는 안전 시스템인 BMS가 과방전, 과충전, 과전류 등을 탐지하고 전지팩을 제어/보호하고 있으나, 비정상적인 상황에서 BMS가 미작동시에는 위험성 및 안전에 대한 전지팩 제어가 어려워진다. 중대형 전지팩은 일반적으로 다수의 전지 셀들이 일정한 케이스 내에 고정된 상태로 장착되어 있는 구조로 되어 있으므로, 각각의 팽창된 전지 셀들은 한정된 케이스 내에서 더욱 가압되고, 비정상적인 작동 조건 하에서 발화 및 폭발의 위험성이 크게 높아진다.However, lithium secondary batteries are gradually degraded during continuous use, that is, during continuous charging and discharging, such as power generation elements, electrical connection members, and the like. For example, deterioration of a power plant is caused by decomposition of electrode materials, electrolytes, and the like. This causes the battery cells (cans, pouch cases) to expand slowly. In addition, in a normal normal state, the safety system BMS detects overdischarge, overcharge, overcurrent, and the like and controls / protects the battery pack. However, when the BMS is inoperative in an abnormal situation, it becomes difficult to control the battery pack for danger and safety. Medium and large battery packs generally have a structure in which a plurality of battery cells are fixedly mounted in a predetermined case, so that each expanded battery cell is further pressurized in a limited case, and there is a risk of fire and explosion under abnormal operating conditions. This greatly increases.
따라서, 중대형 전지팩의 안전성을 근본적으로 담보할 수 있는 기술에 대한 필요성이 매우 높은 실정이다.Therefore, there is a very high need for a technology capable of fundamentally securing the safety of medium and large battery packs.
이와 더불어, 디바이스의 소형경량화 추세에 따라 더욱 콤팩트한 구조의 전지팩에 대한 수요가 높다.In addition, there is a high demand for a battery pack having a more compact structure according to the trend toward smaller and lighter devices.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.
즉, 본 발명의 목적은 전체적으로 콤팩트한 구조로 이루어져 있으면서도, 과충전, 과방전, 과전류 등 전지팩의 비정상적인 작동이나 장기간의 충방전에 따른 열화로 전지 셀이 팽창할 때 그에 따른 물리적 변화에 의해 전지팩의 전기적 접속 부위가 기계적으로 단전됨으로써 안전성이 확보되는 전지팩을 제공하는 것이다.That is, the object of the present invention is a battery pack due to the physical change when the battery cell is expanded due to abnormal operation of the battery pack such as overcharge, overdischarge, overcurrent, or deterioration due to prolonged charging and discharging, even though the overall structure is compact. It is to provide a battery pack that is secured by the electrical connection of the mechanical disconnection.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중대형 전지팩은, 충방전이 가능한 다수의 전지 셀들을 플레이트 상에 높은 밀집도로 적층하여 전기적으로 연결한 구조로서, 전지팩의 비정상적인 작동이나 장기간의 충방전에 따른 열화로 인해 전지 셀이 팽창할 때, 팽창된 전지 셀의 두께 변화로 인해 전지팩의 소정의 부위에 응력이 집중되어 물리적 변화가 유도되고, 그러한 물리적 변화로 인해 전지팩의 전기적 연결부재가 기계적으로 단전되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.The medium-large battery pack according to the present invention for achieving the above object is a structure in which a plurality of battery cells capable of charging and discharging are electrically stacked by stacking a high density on a plate and electrically connected to each other. When the battery cell expands due to deterioration, the change in thickness of the expanded battery cell causes stress to be concentrated in a predetermined portion of the battery pack, thereby inducing a physical change, and the physical change causes the electrical connection member of the battery pack to It is characterized in that it is configured to be disconnected.
본 발명에 있어서, 전지 셀들을 플레이트 상에 높은 밀집도로 적층하여 전기적으로 연결하는 중대형 전지팩의 바람직한 예로는 본 출원인의 한국 특허출원 2004-112589호에 기재되어 있는 구조를 들 수 있으며, 상기 출원의 내용은 참조로서 본 발명의 내용에 합체된다.In the present invention, a preferable example of a medium-large battery pack that electrically connects the battery cells by stacking them with high density on a plate may include a structure described in Korean Patent Application No. 2004-112589 of the applicant, The contents are incorporated into the contents of the present invention by reference.
따라서, 하나의 바람직한 예에서, 본 발명의 중대형 전지팩은, Therefore, in one preferred embodiment, the medium-large battery pack of the present invention,
충방전이 가능한 단위전지로서의 전지 셀들이 순차적으로 적층되는 상단 수납부를 포함하고 있는 장방형의 하부 케이스;A rectangular lower case including an upper accommodating portion in which battery cells as chargeable and dischargeable unit cells are sequentially stacked;
상기 하부 케이스 상에 적층된 단위전지들의 상단을 덮을 수 있는 하단 수납부를 포함하고 있는 장방형의 상부 케이스; A rectangular upper case including a lower accommodating part covering an upper end of unit cells stacked on the lower case;
적층된 단위전지들의 전기적 연결을 이루고, 전지의 전압 및/또는 전류를 검출하기 위한 센싱 보드 어셈블리를 포함하고 있는 제 1 회로부; A first circuit unit for making electrical connections of the stacked unit cells and including a sensing board assembly for detecting a voltage and / or a current of the battery;
상기 제 1 회로부와 전기적으로 연결되어 있고, 전지팩을 전반적으로 제어하는 메인 보드 어셈블리를 포함하고 있는 제 2 회로부; 및A second circuit part electrically connected to the first circuit part, the second circuit part including a main board assembly to control the battery pack as a whole; And
상기 제 2 회로부에 전기적으로 연결되어 있고, 과충전, 과방전 및/또는 과전류를 방지하면서 외부 출력단자와 연결되는 제 3 회로부;A third circuit portion electrically connected to the second circuit portion and connected to an external output terminal while preventing overcharge, overdischarge, and / or overcurrent;
를 포함하는 것으로 구성되어 있다.It is configured to include.
제 1 회로부는 단위전지들을 병렬 또는 직렬로 연결하기 위한 연결단자들과 각각의 단위전지로부터 전압 및/또는 전류 신호를 검출하기 위한 센싱 보드 어셈블리를 포함하고 있다. 바람직하게는 제 1 회로부에서 단위전지의 전압 신호를 수신한다. 온도는 센싱 보드 어셈블리 또는 메인 보드 어셈블리에서 전지 전체의 온도로서 측정될 수 있다. 상기 제 1 회로부는 바람직하게는 단위전지의 전극리드 방향으로 전지팩의 정면에 부착되어 있다. The first circuit unit includes connection terminals for connecting unit cells in parallel or in series, and a sensing board assembly for detecting voltage and / or current signals from each unit cell. Preferably, the first circuit unit receives the voltage signal of the unit cell. The temperature may be measured as the temperature of the entire cell in the sensing board assembly or the main board assembly. The first circuit unit is preferably attached to the front of the battery pack in the electrode lead direction of the unit cell.
제 2 회로부는 제 1 회로부와 함께 단위전지의 전극리드 방향에 함께 부착될 수도 있고, 하부 케이스의 하단 수납부에 장착될 수도 있으며, 또는 제 1 회로부의 맞은편인 전지팩의 배면에 부착될 수도 있다. 바람직하게는 하부 케이스의 하단 수납부에 장착된다. 이 경우, 단위전지들은 제 1 회로부를 경유하여 하부 케이스의 하단 수납부에 장착되어 있는 제 2 회로부에 전기적으로 연결되며, 전지의 작동은 제 2 회로부의 메인 보드 어셈블리에서 제어된다.The second circuit part may be attached to the electrode lead direction of the unit cell together with the first circuit part, may be attached to the lower accommodating part of the lower case, or may be attached to the rear surface of the battery pack opposite to the first circuit part. have. Preferably it is mounted to the lower housing of the lower case. In this case, the unit cells are electrically connected to the second circuit unit mounted on the lower housing of the lower case via the first circuit unit, and the operation of the battery is controlled in the main board assembly of the second circuit unit.
전지의 충전 및 방전시 과충전, 과방전, 과전류 등을 제어하며 외부 기기에 접속되는 전지팩의 최종 소자인 제 3 회로부 역시 제 1 회로부와 함께 단위전지의 전극리드 방향에 함께 부착될 수도 있고, 하부 케이스의 하단 수납부에 장착될 수 도 있으며, 또는 제 1 회로부의 맞은편인 전지팩의 배면에 부착될 수도 있다. 바람직하게는 제 1 회로부의 맞은편인 전지팩의 배면에 부착된다. 충전 및 방전시의 과전류 제어는 바람직하게는 제 3 회로부에 포함되어 있는 FET 등과 같은 스위칭 소자에 의해 실행될 수 있다.The third circuit part, which is the final element of the battery pack connected to an external device and controls overcharge, overdischarge, overcurrent and the like during charging and discharging of the battery, may also be attached to the electrode lead direction of the unit cell together with the first circuit part. It may be mounted on the bottom housing of the case, or may be attached to the back of the battery pack opposite the first circuit. Preferably it is attached to the back of the battery pack opposite the first circuit portion. The overcurrent control at the time of charging and discharging can be preferably performed by a switching element such as a FET included in the third circuit section.
이러한 회로부들은 전체적인 구조의 콤팩트화 및 안정화를 위해 바람직하게는 PCB 형태로 되어 있으며, 경우에 따라서는 일부 회로부들이 일체로서 형성될 수도 있다.These circuit parts are preferably in the form of a PCB for compactness and stabilization of the overall structure, and in some cases, some circuit parts may be integrally formed.
상기 전지팩 구조는 상부 케이스와 하부 케이스가 서로 분리되어 있으므로, 소망하는 용량 및 출력에 따라 상부 케이스와 하부 케이스 사이에 단위전지를 추가 또는 제거할 수 있어서 유연한 설계가 가능하다. 또한, 상부 케이스와 하부 케이스의 전체적인 크기는 대략 단위전지의 크기에 상응하는 정도이므로, 전지팩은 전체적으로 콤팩트한 구조로 제작될 수 있다.In the battery pack structure, the upper case and the lower case are separated from each other, and thus the unit battery may be added or removed between the upper case and the lower case according to a desired capacity and output, thereby allowing a flexible design. In addition, since the overall size of the upper case and the lower case is approximately equivalent to the size of the unit cell, the battery pack can be manufactured in a compact structure as a whole.
본 발명에서와 같이 전지 셀들이 적층된 구조의 전지 팩에서는, 다양한 원인에 의해 전지 셀들이 팽창할 때, 전지 셀의 두께 방향으로 응력이 발생한다. 그러한 응력은 전지 셀의 두께 방향으로 전지팩에 작용하는 바, 이러한 내부적 변화에도 불구하고 구조적으로 변형되지 않도록 구성된 전지팩에서는 응력이 전지 셀에 그대로 집중되므로 앞서 설명한 바와 같은 위험성이 높아진다. 반면에, 본 발명에서는 그러한 응력을 전지팩의 일부(소정의 부위)에 집중되도록 유도하여 그러한 부위에서 물리적 변화를 초래하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다. 상기 물리적 변화는 전지팩의 소정의 부위가, 예를 들어, 변형, 분리 또는 파괴되도록 구성 하는 경우를 들 수 있다. 또한, 본 발명에서는 이러한 전지팩의 물리적 변화시 전기적 연결부재가 기계적으로 단전되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.In a battery pack having a structure in which battery cells are stacked as in the present invention, when battery cells expand due to various causes, stress is generated in the thickness direction of the battery cells. Such stress acts on the battery pack in the thickness direction of the battery cell. In a battery pack configured to not be structurally deformed despite such internal changes, the stress is concentrated on the battery cell as it is, thus increasing the risk as described above. On the other hand, the present invention is characterized in that it is configured to induce such a stress to be concentrated on a part (predetermined site) of the battery pack to cause a physical change in such a site. The physical change may include a case in which a predetermined portion of the battery pack is configured to be deformed, separated, or destroyed. In addition, the present invention is characterized in that the electrical connection member is configured to be mechanically disconnected when the battery pack is physically changed.
따라서, 전지 셀들이 팽창하여 그것의 두께가 임계치 이상으로 변화되었을 때, 전지팩의 특정 부위가 용이하게 변형, 분리 또는 파괴되도록 구성하고, 그러한 물리적 변화에 따라 전기적 연결부재가 용이하게 기계적으로 단전되도록 구성하는 경우에는 전지팩의 안전성이 담보될 수 있다.Therefore, when the battery cells are expanded and its thickness is changed above a threshold, the battery cell is configured to easily deform, separate, or destroy a certain portion of the battery pack, and the electrical connection member is easily mechanically disconnected according to such physical change. When configured, the safety of the battery pack can be ensured.
팽창된 전지 셀로 인해 물리적 변화를 겪게 되는 전지팩의 부위는 바람직하게는 일련의 전지 셀들이 적층되어 있는 전지팩의 정면, 배면 및/또는 측면일 수 있다. 따라서, 전지팩의 정면, 배면 또는 측면에서 소정의 부위의 기계적 강도를 상대적으로 약하게 구성함으로써, 전지 셀의 팽창시 응력이 집중되어 용이하게 물리적으로 변화될 수 있도록 구성할 수 있다. 상기 소정의 부위는, 바람직하게는, 전기팩을 구성하는 일부 부재들의 체결 부위, 부재 자체 등일 수 있다. The portion of the battery pack which is subjected to physical change due to the expanded battery cell may preferably be the front, back and / or side of the battery pack in which a series of battery cells are stacked. Therefore, by relatively weakly configuring the mechanical strength of a predetermined portion in the front, rear or side of the battery pack, it is possible to configure so that the stress during the expansion of the battery cell can be easily changed physically. The predetermined portion may be preferably a fastening portion of the members constituting the electric pack, the member itself, and the like.
앞서 설명한 하나의 바람직한 전지팩 구조에서, 제 3 회로부의 PCB(제 3 회로부 PCB)가 전지팩의 측면 또는 배면에 위치할 때, 전지 셀의 팽창으로 인해 물리적으로 변화되는 부분은 상부 케이스 및/또는 하부 케이스와 제 3 회로부 PCB의 체결 부위일 수 있다.In one preferred battery pack structure described above, when the PCB (third circuit board PCB) of the third circuit part is located on the side or the back of the battery pack, the part that is physically changed due to the expansion of the battery cell is the upper case and / or It may be a fastening portion of the lower case and the third circuit portion PCB.
전지팩을 구성하는 각 부재들의 체결방식은 다양할 수 있으며, 예를 들어, 각 부재들에 체결홈을 형성하고 상기 체결홈에 볼트를 결합하여 체결시키는 방식을 들 수 있다. 따라서, 전지 셀의 팽창시 전지팩의 소정 부위에 응력이 집중되어 물리적 변화가 초래될 수 있도록, 예를 들어, 그러한 체결 부위를 기타 다른 체결 부 위들과 비교하여 기계적으로 약하게 구성하여 집중된 응력에 의해 변형, 파괴 또는 분리되도록 할 수 있다. 하나의 바람직한 예에서, 체결 부위의 한쪽 부재의 체결홈은 개방홈의 형태로 형성될 수 있다. The fastening method of each member constituting the battery pack may vary, for example, a method of forming a fastening groove in each member and fastening by coupling a bolt to the fastening groove. Thus, for example, such a fastening part may be mechanically weak compared to other fastening parts by the concentrated stress so that stress may be concentrated at a predetermined part of the battery pack when the battery cell is expanded, resulting in physical change. It can be deformed, destroyed or separated. In one preferred example, the fastening groove of one member of the fastening portion may be formed in the form of an open groove.
전지팩에는 다수의 구성요소들을 전기적으로 연결하기 위하여, 예를 들어, 버스 바, 와이어, 케이블 등의 부재(전기적 연결부재)들이 포함되어 있다. 본 발명에서는 앞서 설명한 바와 같은 물리적 변화시 전기적 연결부재가 기계적으로 단전되도록 구성되어 있다. 즉, 전지 셀의 팽창시 응력이 집중되는 소정의 부위에서 전기적 연결부재는 그것의 접속부위가 파괴 내지 분리됨으로써 전기적 접속이 해제되도록 구성할 수 있다.The battery pack includes members (electrical connecting members), for example, bus bars, wires, and cables, for electrically connecting a plurality of components. In the present invention, the electrical connection member is mechanically disconnected during the physical change as described above. That is, the electrical connection member may be configured so that the electrical connection is released by breaking or separating the connection portion thereof at a predetermined portion where the stress is concentrated when the battery cell is expanded.
앞서 설명한 하나의 바람직한 전지팩 구조에서, 전지 셀의 팽창으로 인해 상부 케이스 또는 하부 케이스와 제 3 회로부 PCB의 체결 부위가 물리적으로 변화되도록 구성되어 있고, 전기적 연결부재로서의 적어도 하나의 케이블은 상기 체결 부위의 물리적 변화로 인해 기계적으로 단전될 수 있도록 상부 케이스 또는 하부 케이스를 경유하여 제 3 회로부 PCB에 접속되도록 구성할 수 있다. 예를 들어, 상부 케이스와 제 3 회로부 PCB의 체결 부위가 물리적 변화가 초래되는 소정의 부위일 때, 케이블은 상부 케이스를 경유하여 제 3 회로부 PCB에 접속되도록 구성되어 있어서, 전지 셀의 팽창시 상부 케이스는 제 3 회로부 PCB로부터 분리되고, 그러한 과정에서 케이블에는 상향 장력이 인가되어 역시 제 3 회로부 PCB로부터 기계적으로 단전된다.In one preferred battery pack structure described above, the fastening part of the upper case or the lower case and the third circuit part PCB is physically changed due to the expansion of the battery cell, and the at least one cable as the electrical connection member is the fastening part. It may be configured to be connected to the third circuit part PCB via the upper case or the lower case to be mechanically disconnected due to the physical change of. For example, when the fastening portion of the upper case and the third circuit portion PCB is a predetermined portion that causes a physical change, the cable is configured to be connected to the third circuit portion PCB via the upper case, so that the upper portion when the battery cell is inflated The case is separated from the third circuit portion PCB, in which process the cable is subjected to upward tension and is also mechanically disconnected from the third circuit portion PCB.
하나의 바람직한 예에서, 케이블의 단부와 접속되는 제 3 회로부 PCB 상의 탭 단자는 장력이 인가되는 방향으로 돌출되어 있어서, 용이하게 분리되어 단전을 이룰 수 있다.In one preferred example, the tab terminal on the third circuit portion PCB, which is connected to the end of the cable, protrudes in the direction in which the tension is applied, so that it can be easily separated to make a power cut.
본 발명의 전지팩에서 단위전지로서의 상기 전지 셀들은 충방전이 가능한 이차전지라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 각형 이차전지 또는 파우치형 이차 전지일 수 있으며, 특히 제조비가 낮고 동일 용량 및 출력 대비 부피와 무게가 상대적으로 작은 파우치형 이차전지가 더욱 바람직하다. 파우치형 이차전지는 작은 부피와 무게로 인해 높은 밀집도로 충적될 수 있으므로 전지팩의 전체적인 크기 및 중량을 더욱 작게 하거나 동일 규격 대비 높은 출력과 용량을 제공할 수 있다.In the battery pack of the present invention, the battery cells as unit cells are not particularly limited as long as they are rechargeable batteries capable of charging and discharging. Preferably, the battery cells may be rectangular secondary batteries or pouch secondary batteries. More preferred is a pouch type secondary battery having a relatively small volume and weight. The pouch type secondary battery may be charged with high density due to its small volume and weight, thereby making the overall size and weight of the battery pack smaller or providing higher output and capacity than the same standard.
상기 전지 셀을 구성하는 양극, 음극, 분리막, 전해액 등은 당업계에 공지되어 있는 것이 그대로 사용될 수 있는 바, 예를 들어, 양극을 구성하는 활물질의 경우, 리튬 코발트 산화물, 리튬 망간 산화물, 리튬 니켈 산화물 등의 리튬 전이금속 산화물과 이들의 복합 산화물들이 사용될 수 있다.The positive electrode, the negative electrode, the separator, and the electrolyte constituting the battery cell may be used as they are known in the art. For example, in the case of the active material constituting the positive electrode, lithium cobalt oxide, lithium manganese oxide, lithium nickel Lithium transition metal oxides such as oxides and composite oxides thereof can be used.
상기 전지 셀들은 소망하는 출력과 용량에 따라 직렬 및/또는 병렬로 상호 전기적으로 연결되며, 또한 전지팩 전체의 제어를 위한 메인 보드 어셈블리, 과충전, 과방전 등의 제어를 위한 FET 소자 등에 전기적으로 연결된다.The battery cells are electrically connected in series and / or in parallel according to a desired output and capacity, and also electrically connected to a main board assembly for controlling the entire battery pack, and an FET device for controlling overcharge and overdischarge. do.
단위전지로서 파우치형 이차전지가 사용될 때, 정상적인 상태에서는 전지의 두께가 최대 범위 10% 이내로 부풀 수 있지만, 비정상인 상태가 지속되면 최대 범위를 넘어 부풀게 되고, 전극내에서 발생한 열화가 발전하여 폭발의 위험성을 가속시킨다. 따라서, 폭발의 위험성이 크게 증가되는 두께 범위 이하를 임계값으로 설 정하여 전기적 연결부재의 단전을 이룸으로써 전지팩의 안전성을 담보할 수 있다. 단위전지로서 각형 이차전지는 각형 캔의 기계적 물성으로 인해 파우치형 이차전지보다는 부피 변화가 적으므로, 이러한 점을 고려하여 두께 변화의 임계값을 설정할 수 있다.When a pouch type secondary battery is used as a unit cell, in normal conditions, the thickness of the battery may swell up to the maximum range of 10%, but if an abnormal state persists, the battery swells beyond the maximum range, and deterioration generated in the electrode generates power and causes explosion. Accelerate the risk. Therefore, it is possible to ensure the safety of the battery pack by setting the below the thickness range that greatly increases the risk of explosion to a threshold value to achieve electrical breakdown of the electrical connection member. Since the rectangular secondary battery as the unit cell has a smaller volume change than the pouch type secondary battery due to the mechanical properties of the rectangular can, the threshold of the thickness change may be set in consideration of this point.
본 발명에 따른 전지팩은 전기자전거(E-bike), 전기오토바이, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등과 같은 차량의 동력원 등을 포함하여 다양한 분야와 제품들의 전원으로 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 전지팩은 콤팩트한 구조 등으로 인해 전기자전거의 동력원으로 특히 바람직하다.The battery pack according to the present invention may be used as a power source for various fields and products, including a power source of a vehicle such as an electric bicycle (E-bike), an electric motorcycle, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, and the like. The battery pack according to the present invention is particularly preferable as a power source of an electric bicycle because of its compact structure.
이하에서는, 본 발명의 일부 실시예들을 참조하여 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.In the following, some embodiments of the present invention will be described in more detail, but the scope of the present invention is not limited thereto.
도 1 내지 도 5에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 측면도, 배면도, 평면도, 저면도 및 사시도가 각각 도시되어 있다. 이들 도면을 참조하면, 전지팩(100)은 상부 케이스(200), 하부 케이스(300), 다수의 단위전지들(400), 제 1 회로부 PCB(500), 제 2 회로부 PCB(600) 및 제 3 회로부 PCB(700)를 포함하고 있다. 단위전지들(400)은 서로 분리되어 있는 상부 케이스(200)와 하부 케이스(300) 사이에 적층되어 있으며, 제 1 회로부 PCB(500)는 전지팩(100)의 정면에 위치하고, 제 2 회로부 PCB(600)는 저면에 위치하며, 제 3 회로부 PCB(700)는 배면에 위치한다.1 to 5 are a side view, a rear view, a top view, a bottom view and a perspective view of a battery pack according to an embodiment of the present invention, respectively. Referring to these drawings, the battery pack 100 includes an upper case 200, a lower case 300, a plurality of unit cells 400, a first circuit part PCB 500, a second circuit part PCB 600, and a first case part. 3 circuit part PCB 700 is included. The unit cells 400 are stacked between the upper case 200 and the lower case 300 which are separated from each other, the first circuit part PCB 500 is located in front of the battery pack 100, the second circuit part PCB The 600 is located at the bottom, and the third circuit PCB 700 is located at the back.
상부 케이스(200)와 하부 케이스(300)가 분리되어 있으므로, 적층될 수 있는 단위전지(400)의 수는 그것에 의해 한정되지 않으며, 그러한 단위전지(400)의 적층 수에 따라 제 1 회로부 PCB(500)와 제 3 회로부 PCB(700)만을 변경하면, 소망하는 전기 용량과 출력의 전지팩(100)을 용이하게 디자인할 수 있다. 또한, 단위전지들(400)이 노출되어 있으므로, 충방전시 단위전지들(400)의 방열을 효율적으로 이룰 수 있다.Since the upper case 200 and the lower case 300 are separated from each other, the number of unit cells 400 that can be stacked is not limited thereto, and the first circuit unit PCB ( By changing only the 500 and the third circuit portion PCB 700, it is possible to easily design the battery pack 100 of the desired capacitance and output. In addition, since the unit cells 400 are exposed, heat dissipation of the unit cells 400 may be efficiently performed during charging and discharging.
하부 케이스(300)는 단위전지(400)의 외형에 거의 상응하는 장방형의 구조물로서 단위전지(400)가 수납되는 상단 수납부(도시하지 않음)를 포함하고 있다. 하부 케이스(300)는 높은 강도와 전기 절연성의 부재로서, 바람직하게는 ABS (Acrylonitrile-Butadiene-Styrene), PC (polycarbonate), PBT (Polybutylene Terephthalate) 등의 플라스틱 수지로 되어 있다. The lower case 300 is a rectangular structure substantially corresponding to the outer shape of the unit cell 400 and includes an upper accommodating part (not shown) in which the unit cell 400 is accommodated. The lower case 300 is a member of high strength and electrical insulation, and is preferably made of plastic resin such as ABS (Acrylonitrile-Butadiene-Styrene), PC (polycarbonate), PBT (Polybutylene Terephthalate), and the like.
하부 케이스(300) 상에 적층되는 파우치형 이차전지(400)는 그것의 전극단자가 제 1 회로부 PCB(500)에 접속된 상태로 연결되어 있다. 즉, 제 1 회로부 PCB(500)는 이차전지들(400)을 기계적으로 연결할 뿐만 아니라 전기적으로 연결하는 역할도 병행한다.The pouch type secondary battery 400 stacked on the lower case 300 is connected with its electrode terminal connected to the first circuit part PCB 500. That is, the first circuit PCB 500 not only mechanically connects the secondary batteries 400 but also electrically connects the secondary batteries 400.
제 1 회로부 PCB(500)에서 전기적으로 연결된 이차전지들(400)은 두개의 케이블(510, 520)에 의해 최종 입출력 단자가 위치한 제 3 회로부 PCB(700)에 전기적으로 연결된다. 두 케이블(510, 520) 중 하나는 양극용 케이블이고 나머지는 음극용 케이블이다. 하나의 케이블(510)은 하부 케이스(300)의 하단면을 경유하여 제 3 회로부 PCB(700)에 연결되어 있고, 또다른 케이블(520)은 상부 케이스(200)의 상단면을 경유하여 제 3 회로부 PCB(700)에 연결되어 있다. The secondary batteries 400 electrically connected to the first circuit unit PCB 500 are electrically connected to the third circuit unit PCB 700 where the final input / output terminals are located by two cables 510 and 520. One of the two cables 510, 520 is a positive cable and the other is a negative cable. One cable 510 is connected to the third circuit part PCB 700 via the lower surface of the lower case 300, and the other cable 520 is connected to the third surface via the upper surface of the upper case 200. The circuit portion is connected to the PCB 700.
하단 수납부(310)에 제 2 회로부 PCB(600)가 장착되어 있는 하부 케이스(300)의 하단면에는 케이블(510) 이외에, 전지팩(100)의 제어 작동과 관련하여 제 2 회로부 PCB(600)를 제 1 회로부 PCB(500) 및 제 3 회로부 PCB(700)에 전기적으로 연결하기 위한 전선들(610, 612)도 배선되어 있다. In addition to the cable 510, the second circuit PCB 600 may be connected to the lower surface of the lower case 300 in which the second circuit PCB 600 is mounted on the lower housing 310. Wires 610 and 612 are also wired for electrically connecting the < RTI ID = 0.0 >) < / RTI > to the first circuit portion PCB 500 and the third circuit portion PCB 700.
반면에, 상부 케이스(200)는 단위전지(400)의 상단부가 도포될 수 있도록 그것의 크기에 상응하는 하단 수납부(도시하지 않음)가 형성되어 있으며, 단위전지들(400)은 전극 리드의 관통구를 통과하는 패스너(210)에 의해 상부 케이스(200) 및 하부 케이스(300)에 기계적으로 연결된다. 이에 대한 자세한 내용은 앞서 설명한 한국 특허출원 2004- 112589호에 기재되어 있으므로, 이를 참조할 수 있다.On the other hand, the upper case 200 is formed with a lower accommodating portion (not shown) corresponding to its size so that the upper end of the unit cell 400 can be applied, the unit cells 400 are formed of the electrode lead It is mechanically connected to the upper case 200 and the lower case 300 by the fastener 210 passing through the through hole. Details of this are described in Korean Patent Application No. 2004-112589 described above, which may be referred to.
상부 케이스(200)는 하부 케이스(300)와 동일하거나 또는 그와 다른 절연성 부재로 제조될 수 있으며, 바람직하게는 하부 케이스(300)와 동일한 플라스틱 수지로 이루어져 있다.The upper case 200 may be made of an insulating member that is the same as or different from the lower case 300, and is preferably made of the same plastic resin as the lower case 300.
제 3 회로부 PCB(700)에는 장방형의 방열 구조물(710)에 스위칭 소자인 FET 소자들(720, 730)이 연결된 상태로 장착되어 있다.The third circuit PCB 700 is mounted to the rectangular heat dissipation structure 710 with the FET devices 720 and 730 serving as switching elements connected thereto.
전지팩(100)의 정면을 형성하는 제 1 회로부 PCB(500)와 상부 케이스(200) 및 하부 케이스(300)는 단위전지들(400)의 전극 리드를 관통하고 있는 긴 패스너(210)에 의해 체결되어 있으므로 체결 부위는 높은 기계적 강도를 나타낸다. 반면에, 전지팩(100)의 배면을 형성하는 제 3 회로부 PCB(700)와 상부 케이스(200) 및 하부 케이스(300)는 그것의 각각에 천공되어 있는 체결홈(740: 제 3 회로부 PCB의 체결홈)을 통해 볼트(800)에 의해 체결되므로 기계적 강도가 상대적으로 낮다. 따 라서, 단위전지(400)의 팽창시, 그로 인해 발생한 응력은 상부 케이스(200) 및/또는 하부 케이스(300)와 제 3 회로부 PCB(700)의 체결 부위에 집중되어 해당부위의 파괴를 초래한다.The first circuit PCB 500, the upper case 200, and the lower case 300 forming the front of the battery pack 100 are formed by long fasteners 210 penetrating the electrode leads of the unit cells 400. Since it is fastened, the fastening site shows high mechanical strength. On the other hand, the third circuit part PCB 700 and the upper case 200 and the lower case 300 forming the rear surface of the battery pack 100 are formed in each of the fastening grooves 740 of the third circuit part PCB. Since the fastening groove is fastened by the bolt 800, the mechanical strength is relatively low. Therefore, when the unit cell 400 is expanded, the stress generated therefrom is concentrated at the fastening portion of the upper case 200 and / or the lower case 300 and the third circuit portion PCB 700, resulting in destruction of the corresponding portion. do.
도 6에는 도 1의 전지팩(100)에서 단위전지들(400)의 팽창으로 인해 구조적으로 변화된 모식도가 도시되어 있다.6 is a schematic diagram structurally changed due to the expansion of the unit cells 400 in the battery pack 100 of FIG.
도 6을 참조하면, 다양한 원인으로 인해 팽창된 단위전지들(400)은 그것의 두께 방향으로 커지게 된다. 이러한 응력은 상부 케이스(200)와 하부 케이스(300)의 세로 방향으로 장력을 유발하고, 가장 취약한 부위에 집중된다. 예를 들어, 도 6에서와 같이, 하부 케이스(300)에 대한 제 3 회로부 PCB(700)의 체결 부위가 상부 케이스(200)에 대한 제 3 회로부 PCB(700)의 체결 부위보다 기계적으로 더욱 안정할 때, 팽창된 단위전지들(400)로부터 초래된 응력은 체결 부위(760)의 파괴를 유발한다. 일반적으로 PCB는 유리섬유 등으로 강화된 에폭시 복합수지로 제조되므로 높은 기계적 강도를 가진다. 따라서, 도 6에서와 같이 상부 케이스(200)의 일부가 절단되면서 체결 부위(760)의 파괴가 발생할 수 있다.Referring to FIG. 6, the unit cells 400 expanded due to various causes become larger in the thickness direction thereof. This stress causes tension in the longitudinal direction of the upper case 200 and the lower case 300, and is concentrated in the weakest part. For example, as shown in FIG. 6, the fastening portion of the third circuit portion PCB 700 to the lower case 300 is mechanically more stable than the fastening portion of the third circuit portion PCB 700 to the upper case 200. In this case, stress caused from the expanded unit cells 400 causes breakage of the fastening site 760. In general, since the PCB is made of epoxy composite resin reinforced with glass fiber, it has high mechanical strength. Therefore, as shown in FIG. 6, a portion of the upper case 200 may be cut and breakage of the fastening portion 760 may occur.
한편, 제 1 회로부에 접속되어 있는 케이블(520)은 상부 케이스(200)의 상단면을 경유하여 제 3 회로부 PCB(700)에 접속되어 있으므로 상부 케이스(200)와 제 3 회로부 PCB(700)와의 변화에 크게 영향을 받는다. 즉, 도 6에서와 같이 상부 케이스(200)가 제 3 회로부 PCB(700)로부터 분리될 때, 케이블(520)에는 강한 장력이 인가되어, 제 3 회로부 PCB(700)과의 전기적 접속상태가 해제되게 된다.On the other hand, the cable 520 connected to the first circuit part is connected to the third circuit part PCB 700 via the upper surface of the upper case 200, so that the upper case 200 and the third circuit part PCB 700 are separated from each other. It is greatly affected by the change. That is, as shown in FIG. 6, when the upper case 200 is separated from the third circuit part PCB 700, a strong tension is applied to the cable 520, thereby releasing the electrical connection with the third circuit part PCB 700. Will be.
특히, 제 3 회로부 PCB(700)의 단자 탭(770)이 상향 돌출되어 있고, 케이블 (520)의 단부(522)가 단자 탭(770)에 결합 및 분리 가능한 구조로 이루어져 있어서, 상부 케이스(200)가 제 3 회로부 PCB(700)로부터 분리되었을 때, 용이하게 단전이 이루어질 수 있다.In particular, the terminal tab 770 of the third circuit portion PCB 700 protrudes upward, and the end 522 of the cable 520 is configured to be coupled to and detached from the terminal tab 770, so that the upper case 200 is provided. When () is separated from the third circuit portion PCB 700, it can be easily disconnected.
도 7 내지 도 10에는 도 2의 A 부분에서 다양한 형태의 개방형 구조로 이루어진 체결홈들과 이들의 체결상태의 모식도들이 각각 도시되어 있다.7 to 10 are schematic views of the fastening grooves and the fastening state of the fastening grooves formed of various types of open structures in part A of FIG. 2, respectively.
이들 도면을 참조하면, 상부 케이스(200)의 체결홈(230)은 폐쇄형 구조로 이루어져 있음에 반해, PCB(700)의 체결홈(740)은 각각 상향 개방형 구조로 이루어져 있다. 상부 케이스(200)와 PCB(700)의 체결은 상부 케이스 체결홈(230)과 PCB 체결홈(740)을 일치시킨 상태에서 볼트(800)를 결합시켜 이루어진다. 따라서, 단위전지의 팽창으로 인해 상부 케이스(200)가 상향 이동하게 되면, 볼트(700)는 케이스 체결홈(230)에 결합된 상태로 PCB 체결홈(740)의 개구(742)를 따라 상향 이동됨으로써 체결이 해제되게 된다. 이러한 개구는 도면에서와는 반대로 상부 케이스(200)의 체결홈(230)에 형성될 수도 있으며, 이 경우 개구는 아래쪽을 향하도록 형성된다.Referring to these drawings, the fastening groove 230 of the upper case 200 has a closed structure, whereas the fastening grooves 740 of the PCB 700 have an upward open structure. Fastening of the upper case 200 and the PCB 700 is made by coupling the bolt 800 in a state in which the upper case fastening groove 230 and the PCB fastening groove 740 match. Therefore, when the upper case 200 moves upward due to expansion of the unit cell, the bolt 700 moves upward along the opening 742 of the PCB coupling groove 740 in a state in which the bolt 700 is coupled to the case coupling groove 230. As a result, the fastening is released. This opening may be formed in the fastening groove 230 of the upper case 200 as opposed to the drawing, in which case the opening is formed to face downward.
이상, 본 발명의 몇 가지 실시예에 따른 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.As mentioned above, although the present invention has been described with reference to the drawings according to some embodiments of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains have various applications and modifications within the scope of the present invention. It will be possible to do.
이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 중대형 전지 팩은 과충전, 과방전, 과전류 등의 비정상적인 작동에 의해 전지 셀이 팽창하는 경우와, 계속적인 사용으로 인한 전지 구성요소들의 열화로 인해 전지 셀이 팽창하는 경우에, 전지 팩의 특정 부위에 응력이 집중되어 전기적 접속이 해제되므로 높은 안전성을 제공하며, 전체적으로 콤팩트하고 기계적으로 안정한 구조로 되어 있어서 소형경량의 전지팩으로 제조될 수 있다. As described above, the medium-to-large battery pack according to the present invention has a case in which a battery cell expands due to abnormal operation such as overcharge, overdischarge, overcurrent, and the like, and the battery cell expands due to deterioration of battery components due to continuous use. In this case, since stress is concentrated on a specific part of the battery pack, electrical connection is released, thereby providing high safety, and a compact and mechanically stable structure as a whole can be manufactured as a compact and lightweight battery pack.
특히, 전지의 열화로 의한 전지 셀의 팽창은 종래의 안전 시스템으로는 제어하기 어려운 현상으로서 본 발명에 따른 구조의 전지팩에서만 제어될 수 있다.In particular, expansion of a battery cell due to deterioration of the battery is a phenomenon that is difficult to control with a conventional safety system and can be controlled only in a battery pack having a structure according to the present invention.

Claims (11)

  1. 충방전이 가능한 단위전지로서의 전지 셀들이 순차적으로 적층되는 상단 수납부를 포함하고 있는 장방형의 하부 케이스;A rectangular lower case including an upper accommodating portion in which battery cells as chargeable and dischargeable unit cells are sequentially stacked;
    상기 하부 케이스 상에 적층된 단위전지들의 상단을 덮을 수 있는 하단 수납부를 포함하고 있는 장방형의 상부 케이스; A rectangular upper case including a lower accommodating part covering an upper end of unit cells stacked on the lower case;
    적층된 단위전지들의 전기적 연결을 이루고, 전지의 (i) 전압, 또는 (ii) 전류, 또는 (iii) 전압 및 전류를 검출하기 위한 센싱 보드 어셈블리를 포함하고 있는 제 1 회로부; A first circuit portion for making electrical connections of the stacked unit cells and including a sensing board assembly for detecting (i) voltage, or (ii) current, or (iii) voltage and current of the battery;
    상기 제 1 회로부와 전기적으로 연결되어 있고, 전지팩을 전반적으로 제어하는 메인 보드 어셈블리를 포함하고 있는 제 2 회로부; 및A second circuit part electrically connected to the first circuit part, the second circuit part including a main board assembly to control the battery pack as a whole; And
    상기 제 2 회로부에 전기적으로 연결되어 있고, 과충전, 과방전 및 과전류로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 방지하면서 외부 출력단자와 연결되는 제 3 회로부;A third circuit unit electrically connected to the second circuit unit and connected to an external output terminal while preventing one or more selected from the group consisting of overcharge, overdischarge, and overcurrent;
    로 구성되어 있으며,It consists of
    전지팩의 비정상적인 작동이나 장기간의 충방전에 따른 열화로 인해 전지 셀이 팽창할 때, 팽창된 전지 셀의 두께 변화로 인해 전지팩의 응력이 집중되는 부위에 물리적 변화가 초래되고, 그러한 물리적 변화로 인해 전지팩의 전기적 연결부재가 기계적으로 단전되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.When a battery cell expands due to abnormal operation of the battery pack or deterioration due to prolonged charging and discharging, a change in the thickness of the expanded battery cell causes a physical change in a place where the stress of the battery pack is concentrated, Due to the battery pack, characterized in that the electrical connection member of the battery pack is configured to be mechanically disconnected.
  2. 삭제delete
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 회로부는 단위전지의 전극리드 방향으로 전지팩의 정면에 위치하고, 상기 제 2 회로부는 하부 케이스의 하단 수납부에 위치하며, 상기 제 3 회로부는 전지팩의 배면에 위치하는 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack of claim 1, wherein the first circuit part is positioned in front of the battery pack in an electrode lead direction of the unit cell, the second circuit part is located in a lower accommodating part of the lower case, and the third circuit part is formed on a rear surface of the battery pack. Battery pack, characterized in that located.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 응력이 집중되는 부위가 물리적 변화에 의해 변형, 분리 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 전지팩. The battery pack as claimed in claim 1, wherein the site where the stress is concentrated is deformed, separated, or destroyed by physical change.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 응력이 집중되는 부위는 전지팩의 정면, 배면 또는 측면에 위치하는 부재들의 체결 부위 또는 부재 자체인 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack as claimed in claim 1, wherein the portion where the stress is concentrated is a fastening portion of the members positioned on the front, rear, or side surfaces of the battery pack or the member itself.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 회로부의 PCB(제 3 회로부 PCB)가 전지팩의 측면 또는 배면에 위치할 때, 전지 셀의 팽창으로 인해 물리적으로 변화되는 부분은 (i) 상부 케이스와 제 3 회로부 PCB의 체결부위, 또는 (ii) 하부 케이스와 제 3 회로부 PCB의 체결 부위, 또는 (iii) 상부 케이스 및 하부 케이스와 제 3 회로부 PCB의 체결부위인 것을 특징으로 하는 전지팩. According to claim 1, wherein when the PCB (third circuit PCB) of the third circuit portion is located on the side or the back of the battery pack, the part that is physically changed due to the expansion of the battery cell is (i) the upper case and the third A fastening portion of the circuit portion PCB, or (ii) a fastening portion of the lower case and the third circuit portion PCB, or (iii) a fastening portion of the upper case and the lower case and the third circuit portion PCB.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 체결 부위는 해당 부재들에 체결홈을 형성하고 상기 체결홈에 볼트를 결합하여 체결시키는 것을 특징으로 하는 전지팩. The battery pack as claimed in claim 6, wherein the fastening portion forms a fastening groove in the corresponding members and fastens by fastening a bolt to the fastening groove.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 체결 부위의 한쪽 부재의 체결홈은 개방홈의 형태로 되어있는 것을 특징으로 하는 전지팩. The battery pack according to claim 7, wherein the fastening groove of one member of the fastening portion is in the form of an open groove.
  9. 제 6 항에 있어서, 전지 셀의 팽창시 상부 케이스 또는 하부 케이스와 제 3 회로부 PCB의 체결 부위가 물리적으로 변화되도록 구성되어 있고, 전기적 연결부재로서의 적어도 하나의 케이블은 상기 체결 부위의 물리적 변화로 인해 기계적으로 단전될 수 있도록 상부 케이스 또는 하부 케이스를 경유하여 제 3 회로부 PCB에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩. 7. The method of claim 6, wherein the fastening portion of the upper case or the lower case and the third circuit portion PCB is physically changed when the battery cell is inflated, and at least one cable as the electrical connection member is due to the physical change of the fastening portion. A battery pack, characterized in that connected to the third circuit portion PCB via the upper case or the lower case so as to be mechanically disconnected.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 케이블의 단부와 접속되는 제 3 회로부 PCB 상의 탭 단자는 장력이 인가되는 방향으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩. The battery pack according to claim 9, wherein the tab terminal on the third circuit part PCB connected to the end of the cable protrudes in a direction in which tension is applied.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 전지팩은 전기자전거(E-bike), 전기오토바이, 전기자동차, 또는 하이브리드 전기자동차의 동력원으로 사용되는 것을 특징으로 하는 전지팩. The battery pack as claimed in claim 1, wherein the battery pack is used as a power source of an electric bicycle, an electric motorcycle, an electric vehicle, or a hybrid electric vehicle.
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