KR101561997B1

KR101561997B1 - 차량용 배터리 센서 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101561997B1
Application number: KR1020090063067A
Authority: KR
Inventors: 허춘석; 박금현
Original assignee: 주식회사 현대오토넷
Priority date: 2009-07-10
Filing date: 2009-07-10
Publication date: 2015-10-20
Also published as: KR20110005481A

Abstract

본 발명은 차량용 배터리 센서 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 일면에 따른 차량용 배터리 센서는 일정한 저항값을 가지며 상기 차량용 배터리에 연결되는 션트저항; 상기 션트저항에 일측이 연결되는 터미널 PCB; 및 상기 터미널 PCB의 타측에 연결되고, 상기 터미널 PCB를 통해 상기 션트저항의 양단을 측정하여 차량용 배터리의 상태를 감지하는 회로기판을 포함한다.

회로기판, 차량용 배터리, 센서

Description

차량용 배터리 센서 및 그 제조 방법{BATTERY SENSOR FOR USING CAR AND METHOD PRODUCTING THEREOF}

본 발명은 차량용 배터리 센서 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 차량용 배터리의 상태를 감지하는 차량용 배터리 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

차량용 배터리 센서를 제작함에 있어서 전자 소자 또는 회로 소자 등을 회로기판에 부착시키기는 방법으로 고주파 유도 전류를 이용하여 250도 이상의 고온에서 땜납을 가열하고, 가열된 땜납이 용융되어 회로기판의 단면에 소자 등을 부착시키는 방식이 일반적이다.

이러한 고주파 유도 전류를 이용하여 회로기판에 소자 등을 부착시키는 방법은 고온을 이용한 부착 방식이라는 특성상 제조 과정에 어려움이 많고, 특히 온도의 변화가 회로기판의 패턴에 영향을 줄 수 있으며, 즉 온도의 변화에 따라 회로기판의 패턴이 변할 수 있으며, 이는 제품 성능에도 좋지 않은 요인으로 작용할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출한 것으로서, 션트 저항을 회로기판에 직접 부착시키지 않고, 션트 저항과 회로기판 간의 연결 체로 션트 저항과 재질이 동일한 별도의 터미널 단자를 사용하여 션트 저항과 회로기판을 연결시키는 차량용 배터리 센서 및 그 제조 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일면에 따른 차량용 배터리 센서는 일정한 저항값을 가지며 상기 차량용 배터리에 연결되는 션트저항; 상기 션트저항에 일측이 연결되는 터미널 PCB; 및 상기 터미널 PCB의 타측에 연결되고, 상기 터미널 PCB를 통해 상기 션트저항의 양단을 측정하여 차량용 배터리의 상태를 감지하는 회로기판을 포함한다.

본 발명의 다른 면에 따른 차량용 배터리 센서의 제조 방법은 차량용 배터리를 감지하는 차량용 배터리 센서의 제조 방법에 있어서, 일정한 저항값을 가지는 션트저항과 터미널 PCB의 일측을 연결시키는 단계; 및 상기 터미널 PCB의 타측과 상기 차량용 배터리의 상태를 검출하는 회로기판을 연결시키는 단계를 포함하고, 상기 터미널 PCB는 상기 션트저항과 동일한 재질로 형성되고, 상기 회로기판이 상기 차량용 배터리의 전류, 전압 또는 온도를 검출할 수 있도록 상기 션트저항의 양단 값을 상기 회로기판에 전달한다.

본 발명에 따르면, 션트 저항을 회로기판에 직접 부착시키지 않아 회로기판에 과열을 주지 않을 수 있어서 과열에 의한 회로기판의 패턴 변화를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

특히 제품 성능 및 안정성을 높일 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 센서를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 센서를 설명하기 위한 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 센서를 설명하기 위한 예시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 센서를 설명하기 위한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 센서를 설명하기 위한 측면도이고, 도 5는 도 1의 터미널 PCB를 설명하기 위한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 센서를 설명하기 위한 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 센서(100)는 클램프(110, CLAMP), 션트저항(120), 터미널 PCB(130), 회로기판(140), 커버(141), 커넥터(150), 어테치 터미널(160), 케이블(170), 그라운드 단자(180) 및 인몰딩(190)을 포함한다.

클램프(110)는 도 3에 도시된 바와 같이, 차량용 배터리(200)에 차량용 배터리 센서(100)를 고정시킬 수 있다. 즉, 클램프(110)는 차량용 배터리 센서(100)를 차량용 배터리(200)에 안정적으로 연결시켜 차량용 배터리(200)의 상태를 정확하게 감지할 수 있도록 하기 위해 사용될 수 있다.

션트저항(120)은 일정한 저항값을 가지며 클램프(110)에 연결된다. 션트저항(120)은 망가닌 물질로 형성될 수 있다.

션트저항(120)은 차량용 배터리(200)의 전압, 전류 또는 온도를 측정할 수 있는 매개역할을 담당하며, 회로기판(140)은 이 션트저항(120)의 양단에 걸리는 전압 또는 전류를 측정하여 차량용 배터리(200)의 상태를 판단할 수 있다.

터미널 PCB(130)는 도 4에 도시된 바와 같이, 회로기판(140)에 일측이 연결 되고, 션트저항(120)에 타측이 연결되어 회로기판(140)과 션트 저항(120)을 연결시키는 매개 역할을 담당할 수 있다.

션트저항(120)과 회로기판(140)을 직접 연결시키지 않고 터미널 PCB(130)를 사용하는 이유는 고주파 유도 전류를 이용하여 션트저항(120)을 회로기판(140)에 직접 부착시키는 방식이 고온을 이용한 부착 방식이라는 특성상 제조 과정에 어려움이 많고, 특히 온도의 변화가 회로기판의 패턴에 영향을 줄 수 있으며, 즉 온도의 변화에 따라 회로기판의 패턴이 변할 수 있어서 이를 방지하기 위함이다.

터미널 PCB(130)는 도 5에 도시된 바와 같이, 융착면(131), 너어링면(133, knurling) 및 부착부(135)를 포함하고, 션트저항(120)과 동일한 재질인 망가닌으로 형성될 수 있다.

융착면(131)은 사각면을 형성하고, 사각면 중앙부에 사각 형상의 홀(132)이 형성되며, 도 6에 도시된 바와 같이, 션트저항(120)에 융착된다. 사각 형상의 홀(132)은 융착면(131)이 션트저항(120)에 융착되기 용이하도록 형성된 것으로, 레이저를 이용하여 용착면(131)을 녹이고, 녹여진 융착면(131)은 션트저항(120)에 융착될 수 있다.

너어링면(133)은 융착면(131)으로부터 수직방향으로 연장되어 형성되고, 중앙부에 원 형상의 홀(134)이 형성되어 있으며, 인몰딩(In-Molding)시 사출된 수지화합물과 접촉 면을 증대시켜 회로기판(130)으로 유입되는 공기를 차단시킬 수 있다.

예컨대, 차량용 배터리 센서(100)를 인몰딩(In-molding)시키는 과정에서 션 트저항(120)의 열전달 때문에 수지화합물, 예컨대 레진과 션트저항(120)의 사출 후 틈새가 발생할 수 있다. 이렇게 발생한 틈새를 통해 차량용 배터리 센서(100)의 외부에서 터미널 PCB(130)를 경유하여 회로기판(140)으로 습기가 침투될 수 있고, 침투된 습기는 회로 기판(140)을 부식시킬 수 있어서 차량용 배터리 센서(100)의 성능에 문제를 유발시킬 수 있다. 따라서 너어링면(133)은 수지화합물과 접촉면을 증대시켜 외부로부터 공기가 회로기판과 접촉되는 것을 차단하는 역할을 한다. 이렇게 외부로부터 유입되는 공기를 차단함으로써, 회로기판(140)에 습기가 유입되더라도 회로기판(140)이 공기로 인해 부식되는 것을 최소화할 수 있다. 너이링면(133)은 중앙부에 원 형상의 홀(134)이 형성되어 있으며, 이는 외부로부터 유입되는 공기가 회로기판에 접촉되는 것을 최소화하기 위해 형성된다.

부착부(135)는 너어링면(133)으로부터 수직방향으로 연장되어 형성되고, 회로기판(140)의 홀에 꽂혀 부착될 수 있다. 부착부(135)는 회로기판(140)의 홀에 꽂히기 용이하도록 못(nail) 형상으로 형성될 수 있다.

즉, 터미널 PCB(130)는 션트저항(120)과 회로기판(140)을 평행하게 연결시키고, 일측, 예컨대 부착부(135)는 회로기판(140)의 홀에 꽂혀 회로기판(140)에 연결되기 용이한 못(nail) 형상을 지니며, 타측, 예컨대 융착면(131)은 션트저항(120)에 부착되기 용이한 면 형상을 지니되, 면, 즉 융착면(131)은 중앙부에 션트저항에 융착되기 용이하도록 사각 형상의 홀(132)이 형성된다.

회로기판(140)은 차량용 배터리(200)의 상태를 감지한다.

회로기판(140)은 터미널 PCB(130)를 통해 션트저항(120) 양단의 전압 또는 전류를 측정하여 차량용 배터리(200)의 상태를 판단하고, 판단된 상태 정보를 커넥터(150)를 통해 외부로 전달한다.

또한 회로기판(140)은 터미널 PCB(130)를 통해 측정된 정보를 특정 알고리즘을 통해 처리하는 ASIC부를 포함할 수 있다.

커버(141)는 회로기판(140)을 감싸며 회로기판(140)을 보호한다.

커넥터(150)는 회로기판(140)에서 출력된 정보를 외부로 전달한다.

어테치 터미널(160)은 션트저항(120)과 연결된다.

케이블(170)은 어테치 터미널(150)에 연결된다.

그라운드 단자(180)는 차량에 고정된다.

즉, 어테치 터미널(160)은 일측이 션트저항(120)과 연결되고, 타측이 케이블(170)을 통해 연결된 그라운드 단자(180)와 연결되어 션트저항(120)을 접지시키는 역할을 한다.

인몰딩(190)은 차량용 배터리 센서(100)의 일부 또는 전부를 보이지 않게 형성시킨다. 즉, 인몰딩(190)은 차량용 배터리 센서(100)를 구성하는 요소들의 결합 형상을 외부에 노출하는 수위를 조절하는 것으로서, 구성 요소들의 일부만을 외부에 노출시키거나 전부를 노출시키지 않도록 형성할 수 있다.

이상 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 센서를 설명하였고, 도 7을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 센서의 제조 방법을 설명한다. 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 7을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 센서(100)의 제조 방법, 즉 차량용 배터리 센서(100)의 구성 요소인 션트저항(120), 터미널 PCB(130) 및 회로기판(140)의 제조방법을 설명하기에 앞서 다른 구성요소인 클램프(110)와 어테치 터미널(160)의 제조 방법을 먼저 설명한다. 이는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 센서의 제조 방법에서 설명될어질 션트저항(120)에 대한 이해를 높이기 위함이다.

차량용 배터리(200)에 차량용 배터리 센서(100)를 고정시키는 클램프(110, CLAMP)와 일정한 저항값을 가지는 션트저항(120)의 일측을 연결시킨다.

즉, 별도의 용제, 예컨대 매탈을 클램프(110)와 션트저항(120) 사이에 삽입하고 전압을 인가하여 기설정된 온도, 예컨대 650도 이상 800도 이하의 범위에 도달하면, 가압하여 클램프(110)와 션트저항(120)을 융착시킬 수 있다.

또한 션트저항(120)의 타측과 차량에 고정되는 그라운드 단자(180)와 케이블(170)로 연결되는 어테치 터미널(160)을 연결시킨다.

즉, 션트저항(120)의 타측과 어테치 터미널(160) 사이에 용제를 삽입한다. 그런 다음 용제가 삽입된 상태에서 기설정된 온도에 도달하도록 전압을 인가한다. 기설정된 온도, 예컨대 650도 이상 800도 이하의 범위에 도달하면, 가압하여 션트저항(120)의 타측과 어테치 터미널(160)을 결합시킨다.

클램프(110)와 션트저항(120)의 일측 또는 션트저항(120)의 타측과 어테치 터미널(160)을 결합시킬 경우, 각각 겹치는 간격이 5 mm 이상 8 mm 이하의 범위를 갖도록 형성될 수 있다.

전술한 공정 후 일정한 저항값을 가지는 션트저항(120)과 터미널 PCB(130)의 일측을 연결시키고, 터미널 PCB(130)의 타측과 차량용 배터리(200)의 상태를 검출하는 회로기판(140)을 연결시킴으로써, 차량용 배터리 센서(100)를 제조한다. 여기서 터미널 PCB(130)는 션트저항(120)과 동일한 재질, 예컨대 망가닌으로 형성되고, 회로기판(140)이 차량용 배터리(200)의 전류, 전압 또는 온도를 검출할 수 있도록 션트저항(120)의 양단 값을 회로기판(140)에 전달한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 센서의 제조방법은 터미널 PCB(130)의 일측을 녹인다(S400). 터미널 PCB(130)의 일측을 녹이기 위해 레이저를 사용할 수 있고, 터미널 PCB의 일측, 예컨대 융착면(131)을 녹이는 이유는 션트저항(120)에 융착시키기 위함이다.

녹여진 터미널 PCB(130)의 일측, 예컨대 융착면(131)을 션트저항(120)에 융착시킨다(S410).

그런 다음 터미널 PCB(130)의 타측, 예컨대 부착부(135)를 회로기판(140)에 부착시킨다(S420). 터미널 PCB(130)를 회로기판에 부착시키는 방법으로는 일반납땜 공법, 예컨대 인두기 등을 사용하여 납을 녹여 부착시키는 방법을 사용할 수 있고, 터미널 PCB(130)의 부착부(135)를 회로기판(140)의 전면 홀에 꽂고, 회로기판(140) 후면에서 납땜하여 터미널 PCB(130)를 회로기판(140)에 부착시킬 수 있다.

이렇게 션트저항(120)과 회로기판(140)을 직접 연결시키지 않고 터미널 PCB(130)를 사용하여 션트저항(120)과 회로기판(140)을 간접적으로 연결시킴으로써, 션트저항(120)을 회로기판(140)에 직접 연결시기 위해 고주파 유도 전류를 사 용하지 않을 수 있어서, 고온을 이용한 부착 방식에 따른 제조상 어려움을 덜 수 있고, 특히 온도의 변화가 회로기판의 패턴에 많은 영향을 주는 것, 즉 온도의 변화에 따라 회로기판의 패턴이 변할 수 있는 것을 미리 방지할 수 있어 차량용 배터리 센서(100)의 성능을 향상시킬 수 있다.

전술한 바에서는 터미널 PCB(130)를 먼저 션트저항(120)에 융착시킨 후 회로기판(140)에 부착시키는 순서로 차량용 배터리 센서(100)의 제조 방법을 설명하였으나 이에 국한되지 않고 터미널 PCB(130)를 회로기판(140)에 먼저 부착시킨 후 션트저항(120)에 융착되도록 차량용 배터리 센서(100)를 제조할 수 있음은 물론이다.

이상 바람직한 실시예와 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 관해 구체적으로 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 센서를 설명한 블럭도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 센서를 설명한 예시도.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 센서를 설명한 단면도.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 센서를 설명한 측면도.

도 5는 도 1의 터미널 PCB를 설명한 사시도.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 센서를 설명한 사시도.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 센서의 제조 방법을 설명한 흐름도.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>

100 : 차량용 배터리 센서 110 : 클램프

120 : 션트저항 130 : 터미널 PCB

140 : 회로기판 150 : 커넥터

200 : 차량용 배터리

Claims

차량용 배터리를 감지하는 차량용 배터리 센서에 있어서,

일정한 저항값을 가지며 상기 차량용 배터리에 연결되는 션트저항;

상기 션트저항에 일측이 연결되는 터미널 PCB;

상기 터미널 PCB의 타측에 연결되고, 상기 터미널 PCB를 통해 상기 션트저항의 양단을 측정하여 차량용 배터리의 상태를 감지하는 회로기판; 및

상기 회로기판에서 출력된 정보를 외부로 전달하는 커넥터를 포함하고,

상기 회로기판은

상기 션트저항 양단의 전압 또는 전류를 측정하여 상기 차량용 배터리의 상태를 판단하고, 판단된 상기 상태 정보를 상기 커넥터를 통해 외부로 전달하는 것인

차량용 배터리 센서.
삭제
제1항에 있어서, 상기 회로기판은,

상기 터미널 PCB를 통해 측정된 정보를 특정 알고리즘을 통해 처리하는 ASIC부를 포함하는 것

인 차량용 배터리 센서.
제1항에 있어서, 상기 터미널 PCB는

사각면을 형성하고, 상기 사각면 중앙부에 사각 형상의 홀이 형성되며, 상기 션트 저항에 융착되는 융착면;

상기 융착면으로부터 수직방향으로 연장되어 형성되고, 중앙부에 원 형상의 홀이 형성되어 있으며, 인몰딩(In-Molding)시 사출된 수지화합물과 접촉 면을 증대시켜 상기 회로기판으로 유입되는 공기를 차단하는 너어링(knurling)면; 및

상기 너어링면으로부터 일직선상으로 연장되어 형성되고, 상기 회로기판의 홀에 꽂혀 부착되는 부착부를 포함하는 것

인 차량용 배터리 센서.
제4항에 있어서,

상기 너어링면은 외부로부터 상기 회로기판에 습기가 침투될 경우, 상기 회로기판과 공기와의 접촉 면을 최소화하여 상기 회로기판의 부식을 방지하는 것인 차량용 배터리 센서.
차량용 배터리를 감지하는 차량용 배터리 센서의 제조 방법에 있어서,

일정한 저항값을 가지는 션트저항과 터미널 PCB의 일측을 연결하는 단계;

상기 터미널 PCB의 타측과 상기 차량용 배터리의 상태를 검출하는 회로기판의 일측을 연결하는 단계; 및

상기 회로기판의 타측과 커넥터를 연결하는 단계를 포함하고,

상기 회로기판은

상기 터미널 PCB를 통해 상기 션트저항의 양단의 전압 또는 전류를 측정하여 상기 차량용 배터리의 상태를 판단하고, 판단된 상기 상태 정보를 상기 커넥터를 통해 외부로 전달하는 것

인 차량용 배터리 센서의 제조 방법.
제6항에 있어서,

상기 PCB의 일측을 연결하는 단계는,

레이저를 이용하여 상기 터미널 PCB의 일측 단자를 녹이는 단계; 및

상기 녹여진 터미널 PCB의 일측 단자를 상기 션트저항에 융착하는 단계를 포함하고,

상기 회로기판의 일측을 연결하는 단계는

상기 터미널 PCB의 타측을 상기 회로기판에 납땜공법을 이용하여 부착하는 단계인 것

인 차량용 배터리 센서의 제조 방법.