KR101001447B1 - Sensing Pad for Battery Cell Voltage, Secondary Battery Protection Circuit Module and Battery Pack including the Same, and Method for Assembling Secondary Battery Pack using the Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전지 셀 전압 센싱 패드, 이를 포함하는 2차 전지의 보호회로 모듈 및 전지 팩, 및 2차 전지 팩 조립 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 전압 센싱 패드는, PCB 기판으로 제조된 2차 전지 보호회로 모듈 상에 구비되어 솔더링 공정을 통해 적어도 하나 이상의 전지 셀이 결합된 코어 팩과 상호 접속되며, 각 전지 셀의 전압을 센싱하여 상기 2차 전지 보호회로 모듈 내에 포함된 마이크로컨트롤러로 인가하되, 각 전지 셀의 전압을 센싱하기 위해 각 전지 셀의 음극 또는 양극 단자와 전기적으로 연결된 금속 단자가 삽입되는 개구를 구비한 제1금속 패턴; 및 상기 제1금속 패턴과 소정 거리 이격되며 상기 마이크로컨트롤러와 전기적으로 접속된 제2금속 패턴;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a battery cell voltage sensing pad, a protection circuit module and a battery pack of a secondary battery including the same, and a method of assembling a secondary battery pack. The voltage sensing pad according to the present invention is provided on a secondary battery protection circuit module made of a PCB substrate, interconnected with a core pack to which at least one battery cell is coupled through a soldering process, and senses a voltage of each battery cell. A first metal having an opening into which a metal terminal electrically connected to a negative electrode or a positive electrode terminal of each battery cell is inserted to be applied to a microcontroller included in the secondary battery protection circuit module. pattern; And a second metal pattern spaced apart from the first metal pattern by a predetermined distance and electrically connected to the microcontroller.
본 발명에 따르면, 2차 전지 보호회로 모듈에 포함된 마이크로컨트롤러에 안정적으로 전원을 공급할 수 있어 퓨즈 융단 현상을 방지할 수 있고, 코어 팩과 보호회로 모듈의 조립 과정에서 퓨즈를 단선시켰다가 조립 완료 후 연결시키는 종래기술에 비해 생산성 향상, 제조 원가 절감 및 보호회로 모듈의 소형화가 가능하다.According to the present invention, it is possible to stably supply power to the microcontroller included in the secondary battery protection circuit module to prevent the fuse fusion phenomenon, the fuse is disconnected during the assembly process of the core pack and the protection circuit module completed assembly Compared with the prior art of connecting afterwards, productivity can be improved, manufacturing cost can be reduced, and protection circuit modules can be miniaturized.
2차 전지, 퓨즈 융단, 마이크로컨트롤러, 안정적인 전원 공급, 솔더링 Secondary Battery, Fuse Carpet, Microcontroller, Stable Power Supply, Soldering
Description
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.The following drawings attached to this specification are illustrative of the preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention is a matter described in such drawings It should not be construed as limited to.
도 1은 종래 기술에 따라 하나 이상의 전지 셀을 포함하는 코어 팩과 2차 전지 보호회로 모듈을 솔더링하는 과정을 설명하기 위한 개략적인 회로 구성도이다.1 is a schematic circuit diagram illustrating a process of soldering a core pack including at least one battery cell and a secondary battery protection circuit module according to the related art.
도 2는 PCB 기판으로 제조된 2차 전지 보호회로 모듈의 상부 평면도이다.2 is a top plan view of a secondary battery protection circuit module manufactured from a PCB substrate.
도 3은 2차 전지 보호회로 모듈과 코어 팩의 솔더링 과정을 보다 구체적으로 예시하기 위해 도 1의 Ι 부분을 확대하여 도시한 사시도이다.3 is an enlarged perspective view illustrating part I of FIG. 1 to more specifically illustrate a soldering process of a secondary battery protection circuit module and a core pack.
도 4는 종래의 전압 센싱 패드에 금속 플레이트를 삽입하고 나서 솔더링 공정을 수행하기 직전의 모습을 도시한 상부 평면도이다.FIG. 4 is a top plan view showing a state immediately before inserting a metal plate into a conventional voltage sensing pad and performing a soldering process.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 전압 센싱 패드의 구조를 도시한 상부 평면도이다.5 is a top plan view illustrating a structure of a voltage sensing pad according to a first embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 전압 센싱 패드의 구조를 도시한 상부 평면도이다.6 is a top plan view illustrating a structure of a voltage sensing pad according to a second embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전압 센싱 패드가 실장된 2차 전지 보호회로 모듈과 코어 팩을 솔더링하는 과정을 도시한 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a process of soldering a secondary battery protection circuit module and a core pack in which a voltage sensing pad is mounted according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 8은 솔더링이 완료된 이후의 전압 센싱 패드를 도시한 상부 평면도이다.8 is a top plan view of the voltage sensing pad after soldering is completed.
본 발명은 2차 전지 보호회로 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2차 전지를 구성하는 전지 셀의 전압을 2차 전지 보호회로에 포함된 마이크로컨트롤러에 안정적으로 공급할 수 있는 전압 센싱 패드, 이를 이용한 2차 전지 보호회로 모듈 및 2차 전지 팩, 및 2차 전지 팩 조립방법에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery protection circuit module, and more particularly, a voltage sensing pad capable of stably supplying a voltage of a battery cell constituting a secondary battery to a microcontroller included in a secondary battery protection circuit. A secondary battery protection circuit module and a secondary battery pack, and a secondary battery pack assembly method.
도 1은 종래 기술에 따라 하나 이상의 전지 셀을 포함하는 코어 팩(20)과 2차 전지 보호회로 모듈(10)을 솔더링하는 과정을 설명하기 위한 개략적인 회로 구성도이고, 도 2는 PCB 기판으로 제조된 2차 전지 보호회로 모듈(10)의 상부 평면도이고, 도 3은 2차 전지 보호회로 모듈(10)과 코어 팩(20)의 솔더링 과정을 보다 구체적으로 예시하기 위해 도 1의 Ι 부분을 확대하여 도시한 사시도이다.1 is a schematic circuit diagram illustrating a process of soldering a
도 1을 참조하면, 일반적으로 멀티 셀(30)을 갖는 2차 전지를 제조하기 위해서는, 먼저 복수의 셀(30)을 직/병렬로 연결하여 코어 팩(20)을 형성한다. 그런 다음 솔더링 공정을 통해 코어 팩(20)과 2차 전지 보호회로 모듈(10)을 전기적으로 접속한다. Referring to FIG. 1, in general, to manufacture a secondary battery having a multi-cell 30, first, a plurality of
이를 위해, 코어 팩(20)에 포함된 각 전지 셀(30)의 음극과 양극에는 셀 와이어(40)가 접속되고 셀 와이어(40)의 일단에는 금속 플레이트(50)가 접속된다. To this end, the
도 2를 참조하면, 코어 팩(20)과 솔더링되는 2차 전지 보호회로 모듈(10)은 PCB 기판으로 제조된다. 그리고 일 측에는 솔더링 공정을 통해 상기 금속 플레이트(50)가 접속될 전압 센싱 패드(60)가 구비된다. 각 전압 센싱 패드(60)는 회로 배선(미도시)을 통해 후술하는 마이크로컨트롤러(M1, M2)에 접속된다. 한편, 도 2에서는 설명의 편의를 위해 전압 센싱 패드(60)와 마이크로컨트롤러(M1, M2)만을 도시하고 2차 전지 보호회로 모듈(10)의 상세한 회로 구성은 생략하였다.Referring to FIG. 2, the secondary battery
도 3을 참조하면, 상기 전압 센싱 패드(60)에는 금속 플레이트(50)가 삽입될 개구(70)가 구비되며, 금속 플레이트(50)는 상기 개구(70)를 통해 소정 높이로 삽입(화살표 참조)된 후 전압 센싱 패드(60)에 솔더링 된다. 그러면 코어 팩(20)과 2차 전지 보호회로 모듈(10)의 조립이 완료된다. Referring to FIG. 3, the
다시 도 1을 참조하면, 2차 전지 보호회로 모듈(10)은 각 셀(30)과 코어 팩(20) 전체가 과충전 또는 과방전되는 것을 방지하고 단락 등의 이유로 발생되는 과전류로부터 2차 전지를 보호하기 위해 적어도 하나 이상의 마이크로컨트롤러(M1, M2)를 포함한다.Referring back to FIG. 1, the secondary battery
상기 마이크로컨트롤러(M1)는 전압 센싱 패드(60)와 접속된 센싱 와이어(45)를 통해 각 전지 셀(30)의 양단 전압을 센싱한 후 특정 셀(30) 또는 코어 팩(20) 전체가 과충전 또는 과방전되는 경우 충전제어 스위치(80) 또는 방전제어 스위 치(90)를 제어하여 충전전류 또는 방전전류를 선택적으로 차단시킨다. 뿐만 아니라 마이크로컨트롤러(M1)는 한계 이상의 과충전 또는 과방전 상태가 유발되거나 센스 저항(100)을 통해 흐르는 전류가 한계 이상의 과전류인 경우, 퓨즈 제어 스위치(110)를 제어하여 퓨즈(120)를 융단시킴으로써 고전압 경로(BAT+ ↔ PACK+)를 비가역적으로 단선시킨다. 이에 따라 2차 전지의 폭발, 전지 셀(30)의 영구적 손상, 2차 전지로부터 전원을 공급받는 부하의 손상을 방지할 수 일다.The microcontroller M1 senses the voltage at both ends of each
상기 마이크로컨트롤러(M2)는 상술한 마이크로컨트롤러(M1)의 기능을 보조하는 보조 수단으로서, 특히 위험한 상황인 2차 전지가 한계 이상으로 과충전되는 경우 2차 전지의 폭발을 방지하기 위해 신속하게 퓨즈 제어 스위치(110)를 별도로 제어하여 퓨즈(120)를 융단시킨다.The microcontroller (M2) is an auxiliary means to assist the function of the microcontroller (M1) described above, in order to quickly control the fuse to prevent the explosion of the secondary battery, especially when the secondary battery in a dangerous situation overcharged beyond the limit The
상기 마이크로컨트롤러(M1, M2)는 전압 센싱 패드(60)를 통해 코어 팩(20)으로부터 동작 전원을 공급받는다. 참고로, 코어 팩(20)의 개별 셀(30)은 소정의 전압으로 예비 충전된 상태에 있다. 따라서 전압 센싱 패드(60)는 전지 셀(30)의 전압을 센싱하는 용도뿐만 아니라 코어 팩(20)으로부터 마이크로컨트롤러(M1, M2) 측으로 동작 전원을 공급하기 위한 용도로도 사용된다.The microcontrollers M1 and M2 are supplied with operating power from the
한편 코어 팩(20)과 2차 전지 보호회로 모듈(10)의 솔더링 시에는 솔더링순서가 엄격히 준수되어야 한다. 예를 들어 낮은 전위부터 높은 전위로 가면서 솔더링을 하거나 그 반대로 솔더링을 해야 한다. 이는 마이크로컨트롤러(M1, M2)에 안정적으로 전원을 공급하여 마이크로컨트롤러(M1, M2)의 오동작을 방지하기 위해서이다. Meanwhile, when soldering the
만약 솔더링 순서를 준수하지 않음으로 인해 전압 센싱 패드(60)를 통해 마이크로컨트롤러(M1, M2)에 갑자기 큰 전압이 인가되면(예를 들어, 2개 셀의 합산 전압이 인가되는 경우), 마이크로컨트롤러(M1, M2)는 2차 전지가 과충전되었다고 판단하여 퓨즈 제어 스위치(110)를 제어함으로써 고전압 라인(BAT+ ↔ PACK+)에 접속된 퓨즈(120)를 융단시키는 현상이 발생될 수 있다. 또한 경우에 따라서는 마이크로컨트롤러(M1, M2)의 내부 회로가 손상되어 위와 같은 오동작을 유발할 가능성도 있다. 하지만 종래에는 전압 센싱 패드(60)의 구조로 인해 솔더링 순서를 엄격하게 준수한다고 하더라도 상기한 퓨즈 융단 현상을 원천적으로 방지할 수 없는 한계가 있었다. If a sudden large voltage is applied to the microcontrollers M1 and M2 through the
도 4는 종래의 전압 센싱 패드(60)에 금속 플레이트(50)를 삽입하고 나서 솔더링 공정을 수행하기 직전의 모습을 도시한 상부 평면도이다.4 is a top plan view showing a state immediately before the soldering process is performed after the
도면을 참조하면, 종래에는 모든 금속 플레이트(50)를 상응하는 전압 센싱 패드(60)의 개구(70)에 일괄 삽입한 상태에서 솔더링 공정을 진행하였다. 그런데 전압 센싱 패드(60)의 개구(70)는 금속 플레이트(50)의 용이한 삽입을 위해 금속 플레이트(50)의 단면보다 크게 설계된다. 따라서 금속 플레이트(50)가 전압 센싱 패드(60)의 개구(70) 내에서 미세하게 유동하여 솔더링 공정이 진행되기도 전에 전압 센싱 패드(60)와 전기적으로 접촉될 수 있다.Referring to the drawings, in the prior art, the soldering process was performed in a state where all the
이러한 현상이 수반되면 솔더링 순서를 엄격히 준수하여 공정을 진행하더라도 마이크로컨트롤러(M1, M2)에는 예기치 못한 순서로 전압이 인가되는 결과가 초래될 수 있다. 예를 들어, 1 번째 솔더링을 수행한 후 2 번째 솔더링을 수행하기 직전에 3 번째 솔더링 지점에서 금속 플레이트(50)와 전압 센싱 패드(60)의 접촉이 이루어지면 2개 셀의 합산 전압이 마이크로컨트롤러(M1, M2)에 인가될 수 있다.When this phenomenon is accompanied, even if the soldering process is strictly followed, the microcontrollers M1 and M2 may receive voltages in an unexpected order. For example, if the
따라서 종래에는 마이크로컨트롤러(M1, M2)의 오동작에 의한 퓨즈 융단 현상을 방지하기 위해 퓨즈 제어 스위치(110)로부터 퓨즈(120) 측으로 동작 전류가 인가되는 배선 경로(115)를 임시적으로 단선시켜 두었다고 금속 플레이트(50)와 전압 센싱 패드(60)의 솔더링이 완료되고 나서 퓨즈(120)의 배선 경로(115)를 솔더링하는 방법을 사용하였다. Accordingly, in order to prevent fuse fusion due to malfunction of the microcontrollers M1 and M2, the
하지만 이러한 방법은 퓨즈 융단 현상만을 방지할 수 있을 뿐 마이크로컨트로러(M1, M2)에 대한 안정적인 전원 공급에는 여전히 문제가 있으므로 마이크로컨트롤러(M1, M2)의 내부 회로 손상에 의한 오동작 가능성을 완전히 배제할 수 없다. However, this method only prevents fuse fusion, and there is still a problem in providing a stable power supply to the microcontrollers M1 and M2, thereby completely eliminating the possibility of malfunction due to internal circuit damage of the microcontrollers M1 and M2. Can't.
또한 퓨즈(120) 측의 배선 경로(115)를 단선시켰다가 솔더링하는 과정에서 주변 회로에 고열이 인가되어 예기치 못한 회로 손상이 유발될 수 있다. 이를 방지하기 위해서는, 솔더링 부위와 주변 부품 사이에 충분한 거리(clearance)를 확보해야 하나, 이러한 경우 보호회로 모듈(10)의 크기가 증가되는 부수적 문제가 유발된다.In addition, high temperature is applied to the peripheral circuits in the process of disconnecting and soldering the
나아가 퓨즈(120) 측의 솔더링 공정을 검수하기 위해 추가적인 검사 공정이 진행되어야 하므로 제조 원가가 상승하고 공정의 비효율성을 야기하는 문제가 있다.Furthermore, since an additional inspection process must be performed to inspect the soldering process on the
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제를 해결하기 위하여 창안된 것으로 서, 2차 전지 보호회로 모듈 내에 포함된 마이크로컨트롤러에 안정적으로 전원을 공급할 수 있도록 구조가 개선된 전압 센싱 패드와, 이를 포함하는 2차 전지 보호회로 모듈 및 2차 전지 팩, 및 전압 센싱 패드를 이용한 2차 전지 팩 조립 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, a voltage sensing pad having an improved structure to stably supply power to the microcontroller included in the secondary battery protection circuit module, and including the An object of the present invention is to provide a method for assembling a secondary battery pack using a secondary battery protection circuit module, a secondary battery pack, and a voltage sensing pad.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전압 센싱 패드는, PCB 기판으로 제조된 2차 전지 보호회로 모듈 상에 구비되어 솔더링 공정을 통해 적어도 하나 이상의 전지 셀이 결합된 코어 팩과 상호 접속되며, 각 전지 셀의 전압을 센싱하여 상기 2차 전지 보호회로 모듈 내에 포함된 마이크로컨트롤러로 인가하되, 각 전지 셀의 전압을 센싱하기 위해 각 전지 셀의 음극 또는 양극 단자와 전기적으로 연결된 금속 단자가 삽입되는 개구를 구비한 제1금속 패턴; 및 상기 제1금속 패턴과 소정 거리 이격되며 상기 마이크로컨트롤러와 전기적으로 접속된 제2금속 패턴;을 포함한다.In order to achieve the above technical problem, the voltage sensing pad according to the present invention is provided on a secondary battery protection circuit module made of a PCB substrate and interconnected with a core pack to which at least one battery cell is coupled through a soldering process. The voltage of each battery cell is sensed and applied to the microcontroller included in the secondary battery protection circuit module, and a metal terminal electrically connected to the negative or positive terminal of each battery cell is inserted to sense the voltage of each battery cell. A first metal pattern having openings; And a second metal pattern spaced apart from the first metal pattern by a predetermined distance and electrically connected to the microcontroller.
바람직하게, 상기 제1금속 패턴 및 제2금속 패턴이 마주 대하는 경계는 소정 거리 이격되어 서로 맞물리는 지그재그 형상이다. 이러한 경우, 상기 제1금속 패턴에 형성된 지그재그 형상의 볼록 요철부가 제2금속 패턴 측을 향하는 것이 바람직하다. 상기 제1금속 패턴 및 제2금속 패턴 사이의 X 축 방향 이격거리는 0.1 ~ 0.3mm인 것이 선호된다. 바람직하게, 상기 금속 단자는 금속 플레이트이다. Preferably, a boundary between the first metal pattern and the second metal pattern facing each other is zigzag to be engaged with each other at a predetermined distance. In this case, it is preferable that the zigzag-convex convex-concave portions formed in the first metal pattern face the second metal pattern side. X-axis spacing distance between the first metal pattern and the second metal pattern is preferably 0.1 ~ 0.3mm. Preferably, the metal terminal is a metal plate.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 2차 전지 보호회로 모듈은, PCB 기판으로 제조되어 적어도 하나 이상의 전지 셀이 결합된 코어 팩과 솔더 링되며, 코어 팩의 과충전 및 과방전을 방지하고 코어 팩으로의 과전류 유입을 차단하는 마이크로컨트롤러가 포함된 2차 전지 보호회로 모듈로서, 상기 코어 팩에 포함된 각 전지 셀의 전압을 센싱하기 위해 각 전지 셀의 음극 또는 양극 단자와 전기적으로 연결된 금속 단자가 삽입되는 개구를 구비한 제1금속 패턴과 상기 제1금속 패턴과 소정 거리 이격되며 상기 마이크로컨트롤러와 전기적으로 접속된 제2금속 패턴으로 이루어진 전압 센싱 패드를 구비한다.The secondary battery protection circuit module according to the present invention for achieving the above technical problem, is made of a PCB substrate and soldered with a core pack combined with at least one battery cell, to prevent overcharge and overdischarge of the core pack and core A secondary battery protection circuit module including a microcontroller that blocks overcurrent flow into the pack, the metal terminal electrically connected to the negative or positive terminal of each battery cell for sensing the voltage of each battery cell included in the core pack. And a voltage sensing pad including a first metal pattern having an opening into which a second metal pattern is formed, and a second metal pattern spaced apart from the first metal pattern by a predetermined distance and electrically connected to the microcontroller.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 2차 전지 팩은, 적어도 하나 이상의 전지 셀이 결합된 코어 팩; 상기 코어 팩의 과충전 및 과방전을 방지하고 코어 팩으로의 과전류 유입을 차단하는 마이크로컨트롤러와, 상기 코어 팩에 포함된 각 전지 셀의 음극 또는 양극 단자와 전기적으로 연결된 금속 단자가 개구를 통해 삽입된 제1금속 패턴과 상기 제1금속 패턴과 소정 거리 이격되며 상기 마이크로컨트롤러와 전기적으로 접속된 제2금속 패턴과, 상기 제1금속 패턴 및 상기 금속 단자와 제1금속 패턴 및 제2금속 패턴을 전기적으로 연결하는 솔더로 이루어진 전압 센싱 패드를 PCB 기판에 표면 실장하고 있는 2차 전지 보호회로 모듈; 및상기 코어 팩과 상기 2차 전지 보호회로 모듈의 조립체를 내부에 실장하는 팩 하우징;을 포함한다.A secondary battery pack according to the present invention for achieving the above technical problem, the core pack is coupled to at least one battery cell; A microcontroller for preventing overcharge and overdischarge of the core pack and preventing overcurrent flow into the core pack, and a metal terminal electrically connected to the negative or positive terminals of each battery cell included in the core pack through an opening. A first metal pattern and a second metal pattern spaced apart from the first metal pattern by a predetermined distance, and electrically connected to the microcontroller, the first metal pattern, the metal terminal, the first metal pattern, and the second metal pattern; A secondary battery protection circuit module for surface-mounting a voltage sensing pad made of a solder to be connected to the PCB substrate; And a pack housing configured to mount the assembly of the core pack and the secondary battery protection circuit module therein.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 2차 전지 팩 조립방법은,적어도 하나 이상의 전지 셀이 결합된 코어 팩의 과충전 및 과방전을 방지하고 코어 팩으로의 과전류 유입을 차단하는 마이크로컨트롤러와, 상기 코어 팩에 포함된 각 전지 셀의 음극 또는 양극 단자와 전기적으로 연결된 금속 단자가 삽입되는 개구를 구비한 제1금속 패턴과 상기 제1금속 패턴과 소정 거리 이격되며 상기 마이크로컨트롤러와 전기적으로 접속된 제2금속 패턴으로 구성된 전압 센싱 패드를 PCB 기판에 표면 실장하고 있는 2차 전지 보호회로 모듈을 코어 팩과 전기적으로 조립하는 방법으로서, 상기 코어 팩과 2차 전지 보호회로 모듈을 준비하는 단계; 각 전지 셀의 음극 또는 양극 단자와 전기적으로 연결된 금속 단자를 상응하는 전압 센싱 패드의 제1금속 패턴의 개구에 삽입하는 단계; 및 미리 정해진 순서에 따라 금속 단자와 전압 센싱 패드를 솔더링하되, 제1금속 패턴 및 금속 단자와 제1금속 패턴 및 제2금속 패턴이 전기적으로 연결될 수 있도록 솔더링하는 단계;를 포함한다.A secondary battery pack assembly method according to the present invention for achieving the above technical problem, at least one battery cell is combined with a microcontroller to prevent the overcharge and over-discharge of the core pack coupled to block the over-current inflow into the core pack, A first metal pattern having an opening into which a metal terminal electrically connected to a negative electrode or a positive electrode terminal of each battery cell included in the core pack is inserted, and spaced apart from the first metal pattern by a predetermined distance and electrically connected to the microcontroller; CLAIMS What is claimed is: 1. A method of electrically assembling a secondary battery protection circuit module having a voltage sensing pad formed of a second metal pattern on a PCB substrate with a core pack, comprising: preparing the core pack and a secondary battery protection circuit module; Inserting a metal terminal electrically connected to the negative or positive terminal of each battery cell into the opening of the first metal pattern of the corresponding voltage sensing pad; And soldering the metal terminal and the voltage sensing pad in a predetermined order, so that the first metal pattern and the metal terminal and the first metal pattern and the second metal pattern are electrically connected to each other.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의기와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as a concept and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 전압 센싱 패드(130)의 구조를 도시한 상부 평면도이다.5 is a top plan view showing the structure of the
도 5를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 전압 센싱 패드(130)는 PCB 기판으로 제조된 2차 전지 보호회로 모듈에 구비되는 것으로서, 개구(140)가 구비된 제1금속 패턴(130a)과 이와 소정 거리 이격된 제2금속 패턴(130b)으로 구성된다. 제1금속 패턴(130a) 및 제2금속 패턴(130b)의 재질은 종래와 실질적으로 동일하게 구리 또는 구리 합금이며, 솔더링 방향은 화살표로 표시된 X 방향이다.Referring to FIG. 5, the
바람직하게, 상기 제1금속 패턴(130a)과 제2금속 패턴(130b)이 마주 대하는 부위(점선 사각형 참조)는 지그 재그 형상을 갖는다. 이러한 경우, X 방향에서의 이격거리(W1)에 대한 설계 조건을 엄격하게 하지 않아도 사선 방향에서의 이격거리(W2)를 세밀하게 조절할 수 있는 이점이 있다. 한편 본 발명은 상기 제1금속 패턴(130a)과 제2금속 패턴(130b)이 마주 대하는 부위의 구체적인 형상에 의해 한정되지 않음은 물론이다.Preferably, a portion of the
바람직하게, 상기 제1 및 제2금속 패턴(130a, 130b) 사이의 X 방향 이격거리(W1)는 0.1mm 내지 0.3mm이다. 이격거리(W1)가 0.1mm 이하이면 패턴 간의 절연에 다소 문제가 있고, 이격거리(W1)가 0.3mm보다 크면 패턴 간격이 증가되어 보호회로 모듈의 크기가 증대되는 문제가 있다. Preferably, the X-direction separation distance W 1 between the first and
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 전압 센싱 패드(150)의 구조를 도시한 상부 평면도이다.6 is a top plan view illustrating a structure of the
도 6을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 전압 센싱 패드(150)는 제1실시예의 경우와 대비하여 제1금속 패턴(150a) 및 제2금속 패턴(150b)이 마주 대하는 부위(점선 사각형 참조)의 지그재그 형상이 제1실시예와 180도 대칭을 이룬다는 점을 제외하고 나머지 구성은 동일하다.Referring to FIG. 6, the
상술한 제1 및 제2실시예를 상호 대비하면, 제1실시예의 제2금속 패턴(130b)의 면적이 제2실시예의 제2금속 패턴(150b) 면적보다 넓다. 또한 제1금속 패턴(130a)에 구비된 지그재그 형상의 볼록 요청부가 제2금속 패턴(130b) 측으로 대향되어 있다. 이러한 경우 개구(140)에 금속 플레이트를 삽입한 상태에서 좌측에서 우측으로 솔더링 공정을 진행할 때 솔더의 인장력을 증가시킬 수 있다. 이러한 경우 솔더링 공정의 불량 발생을 방지하는데 더욱 효과적이다.In contrast with the above-described first and second embodiments, the area of the
도 7은 본 발명에 따른 전압 센싱 패드(130)가 실장된 2차 전지 보호회로 모듈(160)과 코어 팩(170)을 솔더링하는 과정을 도시한 도면이다.FIG. 7 is a view illustrating a process of soldering the secondary battery
도 7을 참조하면, 전압 센싱 패드(130)는 코어 팩(170)에 포함된 각 전지 셀(180)과 연결된 금속 플레이트(190)에 상응하는 수로 2차 전지 보호회로 모듈(160)을 구성하는 PCB 기판의 상부 표면에 구비된다. 도시하지 않았지만, 상기 전압 센싱 패드(130)와 마이크로컨트롤러(M1, M2)의 전기적 접속을 위한 배선은 전압 센싱 패드(130)의 제2금속 패턴(130b)을 통해 이루어진다.Referring to FIG. 7, the
그러면 상기 전압 센싱 패드(130)를 이용한 솔더링 공정을 상세하게 설명한다. 먼저 각 전압 센싱 패드(130)에 구비된 제1금속 패턴(130a)의 개구(140)에 각 금속 플레이트(190)를 삽입한다. 이 때 종래와 마찬가지로 금속 플레이트(190)가 개구 내에서 유동하여 금속 플레이트(190)의 일 부분이 제1금속 패턴(130a)과 접촉될 수 있다(도 4 참조). 하지만 마이크로컨트톨러(M1, M2)와 전압 센싱 패드(130) 와의 배선은 제2금속 패턴(130b)과 이루어져 있으므로 솔더링 공정이 진행되어 제1금속 패턴(130a)과 제2금속 패턴(130b)이 전기적으로 연결되기 전까지는 전지 셀(180)의 전압이 마이크로컨트롤러(M1, M2)로 인가되지 않는다.Next, the soldering process using the
다음으로, 각 금속 플레이트(190)가 제1금속 패턴(130a)의 개구(140)에 모두삽입된 상태에서 미리 정해진 순서, 예컨대 왼쪽부터 1번, 2번, 3번, 4번의 순서로 솔더링 공정을 진행한다. 각 전압 센싱 패드(130)의 솔더링시에는 도 8에 도시된 바와 같이 제1금속 패턴(130a)과 제2금속 패턴(130b), 그리고 제1금속 패턴(130a) 및 금속 플레이트(190) 상호간의 솔더링(200 참조)이 모두 이루어져야 함은 당연하다.Next, the soldering process in a predetermined order, for example, 1, 2, 3, 4 from the left in the state that each
위와 같이 솔더링 공정이 진행되면, 각 전압 센싱 패드(130)에 대한 솔더링이 이루어질 때마다 전지 셀(180)의 전압이 소망하는 순서에 따라 순차적으로 마이크로컨트롤러(M1, M2)에 인가된다. 이에 따라 마이크로컨트롤러(M1, M2) 측에 안정적으로 전원을 공급할 수 있다. 그 결과 코어 팩(170)과 2차 전지 보호회로 모듈(160)을 솔더링하는 과정에서 유발되는 퓨즈 융단 현상을 차단할 수 있고, 내부 회로 손상 등에 의한 마이크로컨트롤러(M1, M2)의 오동작을 방지할 수 있게 된다.When the soldering process is performed as described above, whenever soldering is performed on each
한편, 도 7에 도시된 2차 전지 보호회로 모듈(160)에 구비된 전압 센싱 패드(130) 중 코어 팩(180)의 BAT- 단자에 연결되는 전압 센싱 패드(1번째 패드)는 종래의 전압 센싱 패드로 대체되어도 무방하다. Meanwhile, the voltage sensing pad (first pad) connected to the BAT- terminal of the
BAT- 단자의 경우는 가장 낮은 전위를 가지고 있으므로 금속 플레이트(190)가 전압 센싱 패드의 개구에 삽입된 상태에서 전압 센싱 패드와 접촉되더라도 문제 가 발생되지 않기 때문이다. 이러한 경우에도, 전압 센싱 패드의 솔더링은 1번, 2번, 3번, 4번 순으로 진행하는 것이 바람직하다.Since the BAT- terminal has the lowest potential, even if the
본 발명의 실시예를 통하여 상술한 전압 센싱 패드가 구비된 2차 전지 보호회로 모듈은, 코어 팩과 솔더딩된 후 소정의 형상을 갖는 전지 하우징에 실장되어 전지 팩으로 제조될 수 있음은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 당연하다. According to an embodiment of the present invention, the secondary battery protection circuit module including the above-described voltage sensing pad may be manufactured as a battery pack after being soldered with a core pack and mounted in a battery housing having a predetermined shape. It is obvious to those of ordinary skill in the art.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and is intended by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전압 센싱 패드의 형상을 개선함으로써 2차 전지 보호회로 모듈과 코어 팩을 솔더링하는 과정에서 2차 전지 보호회로 모듈에 안정적으로 전원을 공급할 수 있다. 이에 따라 솔더링 공정이 진행될 때 퓨즈가 융단되는 현상과 내부 회로 손상에 의한 마이크로컨트롤러의 오동작을 방지할 수 있다. According to an aspect of the present invention, by improving the shape of the voltage sensing pad, it is possible to stably supply power to the secondary battery protection circuit module in the process of soldering the secondary battery protection circuit module and the core pack. This prevents the fuse from melting during the soldering process and prevents the microcontroller from malfunctioning due to internal circuit damage.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 퓨즈의 배선을 의도적으로 단선시킨 후 2차 전지 보호회로 모듈과 코어 팩의 솔더링을 완료한 후 퓨즈 배선을 솔더링하여 연결하던 종래기술과 대비하여 볼 때, 생산성 증대, 주변 회로 부품의 손상 방지 및 제조 원가의 절감이 가능하고, PCB 기판으로 제조되는 2차 전지 보호회로 모듈의 크 기를 감소시킬 수 있다.According to another aspect of the present invention, when compared to the prior art of soldering the fuse wiring after completing the soldering of the secondary battery protection circuit module and the core pack after intentionally disconnecting the wiring of the fuse, increased productivity, It is possible to prevent damage to peripheral circuit components and to reduce manufacturing costs, and to reduce the size of a secondary battery protection circuit module manufactured from a PCB substrate.
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