KR101012171B1 - Secondary battery pack having improved safety characteristics - Google Patents

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Abstract

본 발명은 안전성이 향상된 이차 전지 팩에 관한 것이다. 본 발명에 따른 이차 전지 팩은 직렬 연결된 N개의 이차 전지를 구비하는 이차 전지 팩에 있어서, 각 전지의 배치 순서를 K(k는 1부터 N까지의 정수, N은 전지 팩에 포함된 이차 전지의 수)라 할 때, 전지의 배치 순서를 나타내는 번호에 의해 전지들의 직렬 연결 순서를 나열하였을 때 인접하는 홀수 번째와 짝수 번째 번호를 합산할 경우 (N+1)이 되고, 짝수 번째와 홀수 번째 번호를 합산하면 (N+2)가 되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a secondary battery pack having improved safety. A secondary battery pack according to the present invention is a secondary battery pack having N secondary batteries connected in series, wherein each battery is arranged in order of k (k is an integer from 1 to N, N is a secondary battery included in the battery pack). Number), when the serial connection order of the batteries is listed by a number indicating the arrangement order of the batteries, the sum of adjacent odd and even numbers is (N + 1), and even and odd numbers When summed up, it becomes (N + 2).

본 발명에 따르면, 이차 전지 팩에 포함되는 이차 전지의 직렬 연결 순서를 변경함으로써 첨예한 전도성 물체가 전지 팩을 관통하더라도 인접하는 이차 전지가 단락 되는 것을 방지할 수 있어 단락 전류의 통전에 따른 발화/폭발 사고를 효과적으로 방지할 수 있다.According to the present invention, by changing the series connection order of the secondary batteries included in the secondary battery pack, even if a sharp conductive object penetrates the battery pack, it is possible to prevent the adjacent secondary batteries from short-circuit, so that ignition / The explosion accident can be effectively prevented.

이차 전지 팩, 발화, 폭발, 안전성, 관통, 배치 순서 Secondary Battery Pack, Fire, Explosion, Safety, Penetration, Placement Order

Description

안전성이 향상된 이차 전지 팩{Secondary battery pack having improved safety characteristics}Secondary battery pack having improved safety characteristics

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.The following drawings, which are attached to this specification, illustrate exemplary embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the present invention, serve to further understand the technical spirit of the present invention. It should not be construed as limited to.

도 1은 종래의 이차 전지 팩에 포함된 이차 전지의 직렬 연결 순서를 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically illustrating a series connection sequence of secondary batteries included in a conventional secondary battery pack.

도 2는 도 1의 이차 전지 팩을 전도성 물체가 관통한 모습을 도시한 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a conductive object penetrating the secondary battery pack of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이차 전지 팩에 포함된 이차 전지의 직렬 연결 순서를 개략적으로 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view schematically illustrating a series connection sequence of a secondary battery included in a rechargeable battery pack according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 6개 또는 7개의 이차 전지로 전지 팩을 구성하였을 경우 이차 전지의 직렬 연결 순서에 대한 규칙성을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating the regularity of the sequence connection of the secondary battery when the battery pack is composed of six or seven secondary batteries.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 바람직한 제1실시예(이차 전지의 수가 6개인 경우)에 따른 이차 전지 팩을 전도성 물체가 관통한 모습을 도시한 단면도들이다.5A and 5B are cross-sectional views illustrating a conductive object penetrating a secondary battery pack according to a first exemplary embodiment of the present invention (when the number of secondary batteries is six).

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 바람직한 제2실시예(이차 전지의 수가 7개인 경 우)에 따른 이차 전지 팩을 전도성 물체가 관통한 모습을 개략적으로 도시한 단면도들이다.6A and 6B are cross-sectional views schematically illustrating a conductive object penetrating a secondary battery pack according to a second exemplary embodiment of the present invention (when the number of secondary batteries is seven).

<도면의 주요 참조 부호에 대한 설명><Description of Major Reference Marks in Drawings>

200...이차 전지 팩 201...음극 탭200 Secondary battery pack 201 Negative electrode tab

202...양극 탭 203...연결도선202 ... positive tap 203 ... connection lead

210...이차 전지210.Secondary Battery

본 발명은 안정성이 향상된 이차 전지 팩에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 다수의 이차 전지를 직렬로 연결하여 전지 팩을 구성함에 있어서 이차 전지 간의 직렬연결을 배치 순서에 따라 순차적으로 진행하지 않고 외부에서부터 내부 쪽으로 순환하며 직렬연결을 수행함으로써 전도성 물체가 전지 팩에 포함된 전체 전지의 절반 이상을 관통할 때까지는 인접하는 전지 간의 단락 발생을 방지하여 발화/폭발 안전성을 향상시킬 수 있는 이차 전지 팩에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery pack with improved stability, and more particularly, in the configuration of a battery pack by connecting a plurality of secondary batteries in series, the series connection between secondary batteries is not performed sequentially from the outside in a sequential order. A secondary battery pack that can improve fire / explosion safety by preventing a short circuit between adjacent cells until a conductive object penetrates at least half of all batteries included in the battery pack by circulating inward and performing series connection. will be.

일반적으로, 비디오 카메라, 휴대용 전화기, 휴대용 PC 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충 방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 집중적으로 진행되고 있다.In general, as the demand for portable electronic products such as video cameras, portable telephones, portable PCs, etc. increases rapidly, and development of electric vehicles, energy storage batteries, robots, satellites, etc. is in earnest, high performance capable of repetitive charging and discharging is possible. Research on secondary batteries is intensively conducted.

현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드늄 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 메모리 효과가 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높아 소형화, 경량화에 유리한 이점이 있어 범용적으로 널리 사용되고 있다. 그런데 리튬 이차 전지는 외부의 충격이나 높은 열에 의해서 내부 단락이 일어나 과전류가 흐르게 되면 과전류에 의한 발열로 인해 발화/폭발이 일어나는 문제점이 있다.Commercially available secondary batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydride batteries, nickel zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among them, lithium secondary batteries have no memory effect and are free of charge and discharge, and have low self discharge rate and low energy density. As it is advantageous in miniaturization and light weight, it is widely used for general purposes. By the way, the lithium secondary battery has a problem that if an internal short circuit occurs due to external shock or high heat, and an overcurrent flows, ignition / explosion occurs due to heat generated by the overcurrent.

한편 단 전지 형태의 이차 전지는 생산할 수 있는 전력의 크기에 한계가 있으므로 전기 자동차와 같이 큰 전력이 요구되는 장치의 에너지원으로 사용되는 경우는 요구되는 전력에 대응하도록 단 전지 형태를 갖는 복수의 이차 전지를 다층으로 적층 시켜 적층 순서에 따라 직렬 연결을 수행한 후 일정한 수납 공간을 갖는 팩 내에 실장 시켜 사용한다. 이하에서는 복수의 이차 전지가 실장 된 팩을 '이차 전지 팩' 이라고 명명한다.On the other hand, since the secondary battery in the form of a single cell has a limitation in the amount of power that can be produced, when used as an energy source of a device that requires a large amount of power, such as an electric vehicle, a plurality of secondary cells having a single cell form to correspond to the required power Batteries are stacked in multiple layers and serially connected according to the stacking order, and then mounted in a pack having a predetermined storage space. Hereinafter, a pack in which a plurality of secondary batteries are mounted is referred to as a 'secondary battery pack'.

도 1은 종래의 이차 전지 팩에 포함된 이차 전지의 직렬 연결 순서를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 2는 도 1의 이차 전지 팩을 전도성 물체가 관통한 모습을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically illustrating a series connection sequence of secondary batteries included in a conventional secondary battery pack, and FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a conductive object penetrating the secondary battery pack of FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 이차 전지 팩(100)에는 음극 탭(101)과 양극 탭(102)을 구비하는 다수의 이차 전지(110)가 적층 되어 있고, 적층된 순서에 따라 인접하는 이차 전지의 음극 탭(101)과 양극 탭(102)이 연결도선(103)에 의해 직렬로 연결되어 있다.1 and 2, in the conventional secondary battery pack 100, a plurality of secondary batteries 110 including a negative electrode tab 101 and a positive electrode tab 102 are stacked and adjacent to each other in the stacked order. The negative electrode tab 101 and the positive electrode tab 102 of the secondary battery are connected in series by the connecting lead 103.

그런데, 도 2에 도시된 바와 같이 이차 전지(110)의 적층 순서에 따라 직렬 연결이 이루어진 이차 전지 팩(100)에 외부로부터 못과 같은 전도성을 지닌 날카로 운 물체(120)가 팩을 뚫고 들어오면서 두 번째 이상의 이차 전지(110)까지 관통하면 관통된 전지 내부에서 내부 단락이 일어나고 관통된 전지 사이에서 전도성 물체(120)를 매개로 순간적으로 큰 전류가 흐르면서 발열이 이루어진다. 그 결과 전지가 발화/폭발하는 문제가 발생될 우려가 있다. 첫 번째 전지만 관통되었을 경우는 전지 내부에서 단락이 유발되더라도 전기 전도성이 낮은 산화물계 활물질이 코팅된 양극 측의 저항에 의해 전류가 제한되지만, 두 번째 전지까지 날카로운 전도성 물체가 관통하면 전도성이 우수한 탄소계 물질이 코팅된 두 번째 전지의 음극과 전도성 물체가 서로 통전하면서 관통된 전지 사이에서 순간적으로 큰 전류가 흐르기 때문이다.However, as illustrated in FIG. 2, a sharp object 120 having a conductivity such as a nail is inserted into the secondary battery pack 100 in which the series connection is made according to the stacking order of the secondary batteries 110. When passing through the second or more secondary battery 110, an internal short circuit occurs inside the penetrated battery, and a large current flows instantaneously through the conductive object 120 between the penetrated batteries to generate heat. As a result, there is a fear that the battery may ignite / explode. If only the first battery penetrates, even if a short circuit occurs inside the battery, the current is limited by the resistance of the anode side coated with an oxide-based active material having low electrical conductivity. This is because a large current flows instantaneously between the penetrated cell while the negative electrode and the conductive object of the second cell coated with the material are energized with each other.

따라서 본 발명이 속한 기술분야에서는 이차 전지 팩의 사용 및 취급과정에서 예기치 못한 원인으로 날카로운 전도성 물체가 이차 전지 팩을 관통해 들어가더라도 관통된 이차 전지 사이에서 단락 전류가 흐르지 못하도록 하는 방안이 절실히 요구되어지고 있다.Therefore, in the technical field to which the present invention belongs, there is an urgent need for a method of preventing a short circuit current from flowing between the secondary batteries, even if a sharp conductive object penetrates the secondary battery pack as an unexpected cause in the use and handling of the secondary battery pack. ought.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 2개 이상의 이차 전지를 직렬로 연결하여 구성한 이차 전지 팩에서 직렬 연결의 순서를 순차적으로 하지 않음으로써 날카로운 전도성 물체가 전지 팩의 절반 이상을 관통하더라도 발화/폭발을 억제할 수 있는 이차 전지 팩을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, in the secondary battery pack consisting of two or more secondary batteries connected in series in order not to sequence the connection of the sharp conductive object is more than half of the battery pack It is an object of the present invention to provide a secondary battery pack capable of suppressing fire / explosion even though penetrating.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 안전성이 향상된 이차 전지 팩은 직렬 연결된 N개의 리튬 이차 전지를 구비하는 이차 전지 팩에 있어서, 각 전지의 배치 순서를 K(k는 1부터 N까지의 정수, N은 전지 팩에 포함된 이차 전지의 수)라 할 때, 전지의 배치 순서를 나타내는 번호에 의해 전지들의 직렬 연결 순서를 나열하였을 때 인접하는 홀수 번째와 짝수 번째 번호를 합산할 경우 (N+1)이 되고, 짝수 번째와 홀수 번째 번호를 합산하면 (N+2)가 되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the secondary battery pack having improved safety according to the present invention is a secondary battery pack including N lithium secondary batteries connected in series, and the arrangement order of each battery is K (k is from 1 to N). Integer, N is the number of secondary batteries included in the battery pack, and when the serial connection order of the batteries is listed by a number indicating the arrangement order of the batteries, the adjacent odd and even numbers are added together (N +1), and when even and odd numbers are added together, (N + 2).

본 발명에 따르면, 상기 이차 전지의 수가 2n개일 경우 상기 전지 팩의 윗면 또는 아랫면으로부터 첨예한 전도성 물체가 상기 이차 전지를 n개까지 관통하더라도 과전류가 흐르지 않는다.According to the present invention, when the number of secondary batteries is 2n, even if a sharp conductive object penetrates through the secondary batteries to n from the top or bottom of the battery pack, no overcurrent flows.

또한, 상기 이차 전지의 수가 2n+1개일 경우는, 상기 전지 팩의 윗면으로부터 첨예한 전도성 물체가 상기 이차 전지를 n+1개까지, 상기 전지 팩의 아랫면으로부터 첨예한 전도성 물체가 상기 이차 전지를 n개까지 관통하더라도 과전류가 흐르지 않는다.In addition, when the number of the secondary batteries is 2n + 1, the conductive objects sharpened from the top surface of the battery pack up to n + 1 secondary batteries, and the conductive objects sharpened from the bottom surface of the battery pack are connected to the secondary batteries. Even if it penetrates up to n, no overcurrent flows.

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 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 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 present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning 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 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이차 전지 팩에 포함된 이차 전지의 직렬 연결 순서를 개략적으로 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view schematically illustrating a series connection sequence of a secondary battery included in a rechargeable battery pack according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지 팩(200)은 음극 탭(201)과 양극 탭(202)을 구비하는 다수의 이차 전지(210)가 순차적으로 적층되어있다. 여기서, 이차 전지는 리튬 이차 전지일 수 있지만, 본 발명이 이차 전지의 종류에 의해 한정되는 것은 아니다.Referring to FIG. 3, in the secondary battery pack 200 according to the present invention, a plurality of secondary batteries 210 including a negative electrode tab 201 and a positive electrode tab 202 are sequentially stacked. Here, the secondary battery may be a lithium secondary battery, but the present invention is not limited by the type of secondary battery.

본 발명에 있어서, 각 이차 전지의 배치 순서를 K(k는 1부터 N까지의 정수, N은 이차 전지의 수)라 할 때, 전지의 배치 순서를 나타내는 번호에 의해 연결도선(203)에 의한 전지들의 직렬 연결 순서를 나열하였을 때 인접하는 홀수 번째와 짝수 번째 번호를 합산할 경우 (N+1)이 되고, 짝수 번째와 홀수 번째 번호를 합산하면 (N+2)가 된다.In the present invention, when the arrangement order of each secondary battery is K (k is an integer from 1 to N, N is the number of secondary batteries), the connection lead 203 is connected by a number indicating the arrangement order of the batteries. When the serial connection order of the batteries is arranged, the sum of adjacent odd and even numbers is (N + 1), and the sum of even and odd numbers is (N + 2).

예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 6개의 이차 전지(210)가 직렬 연결되어 있는 경우는 각 이차 전지(210)의 배치 순서 K를 1, 2, 3, 4, 5, 6이라 할 때, 1번 이차 전지는 6번 이차 전지와, 6번 이차 전지는 2번 이차 전지와, 2번 이차 전지는 5번 이차 전지와, 5번 이차 전지는 3번 이차 전지와, 3번 이차 전지는 4번 이차 전지와 직렬 연결한다.For example, as shown in FIG. 3, when six secondary batteries 210 are connected in series, an arrangement order K of the respective secondary batteries 210 may be referred to as 1, 2, 3, 4, 5, and 6. At the time, the secondary battery 1 is the secondary battery 6, the secondary battery 6 is the secondary battery 2, the secondary battery 2 is the secondary battery 5, the secondary battery 5 is the secondary battery 3 and the secondary battery 3 Connect in series with No. 4 secondary battery.

도 3에 도시된 예에서, 보다 구체적인 이차 전지(210)들의 직렬 연결 순서는 다음과 같다.In the example shown in FIG. 3, a more specific sequence of connecting the secondary batteries 210 is as follows.

즉, 첫 번째 이차 전지(210)의 양극 탭(202)과 여섯 번째 이차 전지(210)의 음극 탭(201)을 연결도선(203)으로 직렬 연결하고, 여섯 번째 이차 전지(210)의 양극 탭(202)과 두 번째 이차 전지(210)의 음극 탭(201)을 연결도선(203)으로 직렬 연결한다. 그리고 두 번째 이차 전지(210)의 양극 탭(202)과 다섯 번째 이차 전지(210)의 음극 탭(201)을 연결도선(203)으로 직렬 연결하고, 다섯 번째 이차 전지(210)의 양극 탭(202)과 세 번째 이차 전지(210)의 음극 탭(201)을 연결도선(203)으로 직렬 연결한다. 또한 세 번째 이차 전지(210)의 양극 탭(202)과 네 번째 이차 전지(210)의 음극 탭(201)을 연결도선(203)으로 직렬 연결한다. 마지막으로, 첫 번째 이차 전지의 음극 탭(201)은 이차 전지 팩(200)의 음극 단자에 연결하고 네 번째 이차 전지의 양극 탭(202)은 이차 전지 팩(200)의 양극 단자에 연결한다.That is, the positive electrode tab 202 of the first secondary battery 210 and the negative electrode tab 201 of the sixth secondary battery 210 are connected in series with the connection lead 203, and the positive electrode tab of the sixth secondary battery 210 is connected. 202 and the negative electrode tab 201 of the second secondary battery 210 are connected in series with the connection wire 203. In addition, the positive electrode tab 202 of the second secondary battery 210 and the negative electrode tab 201 of the fifth secondary battery 210 are connected in series with the connection lead 203, and the positive electrode tab of the fifth secondary battery 210 ( 202 and the negative electrode tab 201 of the third secondary battery 210 are connected in series with a connection lead 203. In addition, the positive electrode tab 202 of the third secondary battery 210 and the negative electrode tab 201 of the fourth secondary battery 210 are connected in series with the connection wire 203. Finally, the negative electrode tab 201 of the first secondary battery is connected to the negative terminal of the secondary battery pack 200, and the positive electrode tab 202 of the fourth secondary battery is connected to the positive electrode terminal of the secondary battery pack 200.

여기서, 상기 상술된 이차 전지 팩(200)은 첫 번째 이차 전지(210)의 음극 탭(201)과 네 번째 이차 전지(210)의 양극 탭(202)이 최종적으로 외부와 연결되는 음극 및 양극 단자와 연결되도록 구성되어있다. 하지만, 이와는 반대로, 첫 번째 이차 전지(210)의 양극 탭(202)과 네 번째 이차 전지(210)의 음극 탭(201)이 최종적으로 외부와 연결되는 음극 및 양극 단자와 연결될 수도 있다.Here, the above-described secondary battery pack 200 has a negative electrode and a positive electrode terminal in which the negative electrode tab 201 of the first secondary battery 210 and the positive electrode tab 202 of the fourth secondary battery 210 are finally connected to the outside. It is configured to connect with. However, on the contrary, the positive electrode tab 202 of the first secondary battery 210 and the negative electrode tab 201 of the fourth secondary battery 210 may be connected to the negative electrode and the positive electrode terminal which are finally connected to the outside.

도 4는 6개 또는 7개의 이차 전지로 전지 팩을 구성하였을 경우 이차 전지의 직렬 연결 순서에 대한 규칙성을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating the regularity of the sequence connection of the secondary battery when the battery pack is composed of six or seven secondary batteries.

도 4에 도시된 바와 같이, 6개의 이차 전지로 전지 팩을 구성하였을 경우 이차 전지(210)의 배치 순서를 나타내는 수에 의해 이차 전지의 직렬 연결 순서를 나열하면, 인접하는 홀수 번째와 짝수 번째 번호를 합산할 경우'6+1=7(N+1)' 이 되고, 짝수 번째와 홀수 번째 번호를 합산하면 '6+2=8(N+2)' 이 된다.As shown in FIG. 4, when the battery pack is composed of six secondary batteries, the serial connection sequence of the secondary batteries is arranged according to the number indicating the arrangement order of the secondary batteries 210. If we add up, we get '6 + 1 = 7 (N + 1)', and if we add the even and odd numbers, we get '6 + 2 = 8 (N + 2)'.

또한, 7개의 이차 전지로 전지 팩을 구성하였을 경우 이차 전지(210)의 배치 순서를 나타내는 수에 의해 이차 전지의 직렬 연결 순서를 나열하면, 인접하는 홀수 번째와 짝수 번째 번호를 합산할 경우 '7+1=8(N+1)' 이 되고, 짝수 번째와 홀수 번째 번호를 합산하면 '7+2=9(N+2)' 이 된다.In addition, when the battery pack is composed of seven secondary batteries, when the serial connection order of the secondary batteries is arranged by the number representing the arrangement order of the secondary batteries 210, when the adjacent odd and even numbers are added together, '7 + 1 = 8 (N + 1) ', and even and odd numbers add up to' 7 + 2 = 9 (N + 2) '.

상술한 바에 따라 2차 전지를 직렬 연결할 경우, 이차 전지(210)의 수가 2n개 즉, 짝수개이면 전지 팩(200)의 윗면 또는 아랫면에서 전도성 물체(220)를 n번째 이차 전지(210)까지 관통하더라도 과전류 발생을 방지할 수 있다. 그리고 이차 전지(210)의 수가 2n+1개 즉, 홀수개이면 이차 전지 팩(200)의 윗면을 기준으로 하면 전도성 물체(220)를 n+1번째 이차 전지(210)까지, 이차 전지 팩(200)의 아랫면을 기준으로 하면 전도성 물체(220)를 n번째 이차 전지(310)까지 관통하더라도 과전류 발생을 방지할 수 있다.As described above, when the secondary batteries are connected in series, when the number of secondary batteries 210 is 2n, that is, even numbers, the conductive objects 220 are transferred from the top or bottom surface of the battery pack 200 to the nth secondary battery 210. Even if penetrated, overcurrent can be prevented. If the number of the secondary batteries 210 is 2n + 1, that is, the odd number of the secondary batteries 210, the conductive object 220 is connected to the n + 1th secondary battery 210 based on the top surface of the secondary battery pack 200, and the secondary battery pack ( Based on the bottom surface of the 200, even if the conductive object 220 penetrates to the n-th secondary battery 310, overcurrent may be prevented.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 바람직한 제1실시예(이차 전지의 수가 6개인 경우)에 따른 이차 전지 팩을 전도성 물체가 관통한 모습을 도시한 단면도들이다.5A and 5B are cross-sectional views illustrating a conductive object penetrating a secondary battery pack according to a first exemplary embodiment of the present invention (when the number of secondary batteries is six).

도 5a에 도시된 바와 같이, 이차 전지 팩(200)의 이차 전지(210)의 수가 6개인 경우 이차 전지 팩(200)의 윗면으로부터 세 번째 이차 전지(210)까지 전도성 물체(220)가 관통하여도 과전류가 흐르지 않으므로 발화/폭발이 이루어지지 않는다. 첫 번째, 두 번째, 세 번째의 순서로 이차 전지(210)를 전도성 물체(220)가 관통하더라도 여섯 번째 및 다섯 번째 이차 전지(210)가 단락 전류를 차단하기 때문 이다.As shown in FIG. 5A, when the number of secondary batteries 210 of the secondary battery pack 200 is six, the conductive object 220 penetrates from the top surface of the secondary battery pack 200 to the third secondary battery 210. No overcurrent flows, so no fire / explosion occurs. This is because the sixth and fifth secondary batteries 210 block the short-circuit current even though the conductive object 220 penetrates the secondary battery 210 in the first, second, and third order.

또한, 도 5b에 도시된 바와 같이, 이차 전지 팩(200)의 아랫면으로부터 네 번째의 이차 전지(210)까지 전도성 물체(220)가 관통하여도 과전류가 흐르지 않으므로 발화/폭발이 이루어지지 않는다. 여섯 번째, 다섯 번째, 네 번째의 순서로 이차 전지(210)를 전도성 물체(220)가 관통하더라도 첫 번째 및 두 번째 이차 전지(210)가 단락 전류를 차단하기 때문이다.In addition, as illustrated in FIG. 5B, even when the conductive object 220 penetrates from the lower surface of the secondary battery pack 200 to the fourth secondary battery 210, no overcurrent flows, and thus no fire / explosion is performed. This is because the first and second secondary batteries 210 block the short-circuit current even though the conductive object 220 penetrates the secondary battery 210 in the sixth, fifth, and fourth order.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 바람직한 제2실시예(이차 전지의 수가 7개인 경우)에 따른 이차 전지 팩을 전도성 물체가 관통한 모습을 개략적으로 도시한 단면도들이다.6A and 6B are cross-sectional views schematically illustrating a conductive object penetrating a secondary battery pack according to a second exemplary embodiment of the present invention (when the number of secondary batteries is seven).

도 6a에 도시된 바와 같이, 이차 전지 팩(200)의 이차 전지(210)의 수가 7개인 경우 이차 전지 팩(200)의 윗면으로부터 네 번째의 이차 전지(210)까지 전도성 물체(220)가 관통하여도 과전류가 흐르지 않으므로 발화/폭발이 이루어지지 않는다. 첫 번째, 두 번째, 세 번째, 네 번째의 순서로 이차 전지(210)를 전도성 물체(220)가 관통하더라도 여섯 번째, 다섯 번째, 및 네 번째 이차 전지(210)가 단락 전류를 차단하기 때문이다.As illustrated in FIG. 6A, when the number of secondary batteries 210 of the secondary battery pack 200 is seven, the conductive object 220 penetrates from the top surface of the secondary battery pack 200 to the fourth secondary battery 210. Even though overcurrent does not flow, ignition / explosion does not occur. This is because the sixth, fifth, and fourth secondary batteries 210 block the short-circuit current even when the conductive object 220 penetrates the secondary battery 210 in the first, second, third, and fourth order. .

또한, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 이차 전지 팩(200)의 아랫면으로부터 다섯 번째의 이차 전지(210)까지 전도성 물체(220)가 관통하여도 과전류가 흐르지 않으므로 발화/폭발이 이루어지지 않는다. 일곱 번째, 여섯 번째, 다섯 번째의 순서로 이차 전지(210)를 전도성 물체(220)가 관통하더라도 첫 번째, 두 번째 이차 전지(210)가 단락 전류를 차단하기 때문이다.In addition, as illustrated in FIG. 6B, even when the conductive object 220 penetrates from the lower surface of the secondary battery pack 200 to the fifth secondary battery 210, no overcurrent flows, so that no fire / explosion is performed. This is because the first and second secondary batteries 210 block the short-circuit current even though the conductive object 220 penetrates the secondary battery 210 in the order of seventh, sixth, and fifth.

이상과 같이, 본 발명은 전지 팩에 포함되는 이차 전지의 직렬 연결 순서를 변경함으로써 첨예한 전도성 물체가 전지 팩을 관통하더라도 이차 전지 팩의 실제 사용과정에서 일어날 수 있는 정도의 관통 조건(2개 ~ 4개의 관통)에서는 단락 전류의 통전에 따른 발화/폭발 사고를 효과적으로 방지할 수 있다.As described above, according to the present invention, even if a sharp conductive object penetrates the battery pack by changing the series connection order of the secondary batteries included in the battery pack, the penetrating conditions that can occur in the actual use process of the secondary battery pack (2 ~ Four penetrations) can effectively prevent ignition / explosion accidents caused by energization of short circuit current.

이상에서 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.Although the present invention has been described above by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below by the person skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the claims.

본 발명에 따르면, 이차 전지 팩에 포함되는 이차 전지의 직렬 연결 순서를 변경함으로써 첨예한 전도성 물체가 전지 팩을 관통하더라도 인접하는 이차 전지가 단락 되는 것을 방지할 수 있어 단락 전류의 통전에 따른 발화/폭발 사고를 효과적으로 방지할 수 있다.According to the present invention, by changing the series connection order of the secondary batteries included in the secondary battery pack, even if a sharp conductive object penetrates the battery pack, it is possible to prevent the adjacent secondary batteries from short-circuit, so that ignition / The explosion accident can be effectively prevented.

Claims (3)

직렬 연결된 N개의 이차 전지를 구비하는 이차 전지 팩에 있어서,In a secondary battery pack having N secondary batteries connected in series, 각 전지의 배치 순서를 K(k는 1부터 N까지의 정수, N은 전지 팩에 포함된 이차 전지의 수)라 할 때, 전지의 배치 순서를 나타내는 번호에 의해 전지들의 직렬 연결 순서를 나열하였을 때 인접하는 홀수 번째와 짝수 번째 번호를 합산할 경우 (N+1)이 되고, 짝수 번째와 홀수 번째 번호를 합산하면 (N+2)가 되는 것을 특징으로 하는 안전성이 향상된 이차 전지 팩.When the arrangement order of each battery is K (k is an integer from 1 to N, N is the number of secondary batteries included in the battery pack), the serial connection order of the batteries is listed by a number indicating the arrangement order of the batteries. When the adjacent odd and even numbers are added together, (N + 1), and the even and odd numbers are added together (N + 2), wherein the secondary battery pack has improved safety. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이차 전지의 수가 2n개일 경우 상기 전지 팩의 윗면 또는 아랫면으로부터 첨예한 전도성 물체가 상기 이차 전지를 n개까지 관통하더라도 과전류가 흐르지 않는 것을 특징으로 하는 안전성이 향상된 이차 전지 팩.When the number of the secondary battery is 2n, the secondary battery pack with improved safety, characterized in that overcurrent does not flow even if a sharp conductive object penetrates up to n the secondary battery from the top or bottom surface of the battery pack. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이차 전지의 수가 2n+1개일 경우 상기 전지 팩의 윗면으로부터 첨예한 전도성 물체가 상기 이차 전지를 n+1개까지, 상기 전지 팩의 아랫면으로부터 첨예한 전도성 물체가 상기 이차 전지를 n개까지 관통하더라도 과전류가 흐르지 않는 것을 특징으로 하는 안전성이 향상된 이차 전지 팩.When the number of the secondary batteries is 2n + 1, the sharp conductive objects penetrate the n + 1 secondary batteries from the top surface of the battery pack, and the sharp conductive objects penetrate the n secondary batteries from the lower surface of the battery pack. Even if the current does not flow even if the secondary battery pack with improved safety.
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