KR101989169B1 - 차량용 배터리의 신호 센싱장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 배터리의 신호 센싱장치에 관한 것으로, 차량용 배터리의 충전 상태와 전원 공급 상태를 비엠에스(BMS:Battery Management System)에 전달하는 상태전송유닛을 포함하고, 상태전송유닛을, 배터리로부터 신호를 받도록 도전성 재질의 경질인 도전부재, 도전부재로부터 해당 신호를 받아 비엠에스로 전송하도록 회로패턴을 형성하는 연성회로기판, 및 도전부재와 연성회로기판을 통전 가능하게 연결하는 커넥팅부로 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래 기술과 달리 전기 차량이나 하이브리드 차량의 배터리의 전압 상태나 충전 상태를 검출하기 위한 신호 센싱장치를 경질의 도전체와 연성회로기판을 접착 통전시켜 레이아웃을 형성함에 따라 기존의 와이어링 대비 작업성을 현저히 향상시키고 통전 유지를 위한 내구성을 증대시킬 수 있다.

Description

차량용 배터리의 신호 센싱장치{BATTERY SIGNALS SENSING DEVICE FOR AUTOMOBILE}
본 발명은 차량용 배터리의 신호 센싱장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기 차량이나 하이브리드 차량의 배터리의 전압 상태나 충전 상태를 검출하기 위한 신호 센싱장치를 경질의 도전체와 연성회로기판을 접착 통전시켜 레이아웃을 형성함에 따라 기존의 와이어링 대비 작업성을 현저히 향상시키고 통전 유지를 위한 내구성을 증대 가능한 차량용 배터리의 신호 센싱장치에 관한 것이다.
최근에는 내연 엔진과 전기자동차의 배터리 엔진을 동시에 장착하거나, 차체의 무게를 획기적으로 줄여 공기의 저항을 최소화하는 등 기존의 일반 차량에 비해 연비 및 유해가스 배출량을 획기적으로 줄인 하이브리드자동차(hybrid electric vehicle) 및 전기자동차가 개발되고 있다.
이러한 하이브리드자동차 및 전기자동차의 경우에는 일반차량에 비해 고전압, 고전류를 요하게 된다. 따라서, 하이브리드자동차와 전기자동차의 외부로부터 전원을 공급받아 효율적으로 차량 내부로 전원을 분배하기 위한 전기장치가 필요로 된다.
이에 따라, 배터리 전원을 시동에 필요한 모터로 전달하기 위해, 배터리팩과 모터가 와이어 및 커넥터로 연결되어 통전되도록 설계된다.
특히, 배터리팩의 배터리셀에 구비되는 (+) 및 (-)단자와 버스 바가 전기적으로 연결된다.
선행기술로 대한민국 등록특허공보 제10-1133237호(등록일 : 2012.03.28.)인 "하이브리드 차량용 커넥터"에는 차량용 모터와 배터리를 전기적으로 연결하는 기술이 제안된 바 있다.
상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
기존 차량의 배터리팩과 모터를 전기적으로 연결하기 위해서는 케이블이 구비되고, 케이블은 버스바와 압착 또는 볼트 결합되어 연결됨에 따라, 배선 조립성 및 생산성이 현저히 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 전기 차량이나 하이브리드 차량의 배터리의 전압 상태나 충전 상태를 검출하기 위한 신호 센싱장치를 경질의 도전체와 연성회로기판을 접착 통전시켜 레이아웃을 형성함에 따라 기존의 와이어링 대비 조립 작업성을 현저히 향상시키고자 하는 차량용 배터리의 신호 센싱장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 연성회로기판과 경질의 도전체를 압착하여 견고하게 접착하고, 커버층으로 보강함으로써 통전 유지를 위한 내구성을 증대시키고자 하는 차량용 배터리의 신호 센싱장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 차량용 배터리의 신호 센싱장치는: 차량용 배터리의 충전 상태와 전원 공급 상태를 비엠에스(BMS)에 전달하는 상태전송유닛을 포함한다.
상기 상태전송유닛은, 상기 배터리로부터 신호를 받도록 도전성 재질의 경질인 도전부재; 상기 도전부재로부터 해당 신호를 받아 상기 비엠에스로 전송하도록 회로패턴을 형성하는 연성회로기판; 및 상기 도전부재와 상기 연성회로기판을 통전 가능하게 연결하는 커넥팅부를 포함한다.
상기 커넥팅부는, 상기 회로패턴의 일부를 상기 연성회로기판에 노출되게 형성하는 노출부; 및 상기 회로패턴의 상기 노출부에 상기 도전부재를 연결하기 위해, 상기 노출부에 도전성 접착제를 도포하여 형성하는 도전접착층을 포함한다.
상기 연성회로기판은 가장자리에 상기 노출부를 노출하기 위해 함몰홈부를 형성하고, 상기 도전접착층은 상기 함몰홈부에 형성되며, 상기 도전부재는 상기 함몰홈부에 수용되어 상기 도전접착층에 접착될 수 있다.
상기 연성회로기판은 상기 회로패턴에 연결된 상기 도전부재를 내측에 수용하기 위해 절개부를 형성할 수 있다.
상기 연성회로기판과 상기 도전부재와 접착 후, 상기 연성회로기판과 상기 도전부재는 각각 외측이 커버층으로 덮여 보강될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 배터리의 신호 센싱장치는 종래 기술과 달리 전기 차량이나 하이브리드 차량의 배터리의 전압 상태나 충전 상태를 검출하기 위한 신호 센싱장치를 경질의 도전체와 연성회로기판을 접착 통전시켜 레이아웃을 형성함에 따라 기존의 와이어링 대비 조립 작업성을 현저히 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 발명은 연성회로기판과 경질의 도전체를 압착하여 견고하게 접착하고, 커버층으로 보강함으로써 통전 유지를 위한 내구성을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리의 신호 센싱장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리의 신호 센싱장치의 확대 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리의 신호 센싱장치의 요부 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리의 신호 센싱장치의 요부 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 배터리의 신호 센싱장치의 확대 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 배터리의 신호 센싱장치의 요부 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 배터리의 신호 센싱장치의 요부 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 배터리의 신호 센싱장치의 실시예들을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리의 신호 센싱장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리의 신호 센싱장치의 확대 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리의 신호 센싱장치의 요부 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리의 신호 센싱장치의 요부 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 배터리(20)의 신호 센싱장치(10)는 배터리(20) 특히, 배터리 셀(이하에서는 '배터리'로 통칭함)과 비엠에스(BMS:Battery Management System,50)를 전기적으로 연결하는 상태전송유닛(100)을 포함한다.
이때, 배터리(20)는 버스바(30)를 통해 상태전송유닛(100)에 연결될 수 있고, 비엠에스(50)는 커넥터(40)에 의해 상태전송유닛(100)에 연결될 수 있다.
상태전송유닛(100)은 차량용 배터리(20)의 충전 상태와 전원 공급 상태를 비엠에스(50)에 전달하는 역할을 한다.
상세히, 배터리(20)의 전원 충,방전 상태 및 전원 공급 상태를 관리하는 비엠에스(50)는 배터리(20)의 각 셀에 연결되어 각각의 배터리셀을 관리하고, 배터리(20)의 전원이 외부로 원활히 공급될 수 있도록 제어하는 역할을 한다.
그래서, 배터리(20)와 비엠에스(50)는 상태전송유닛(100)을 통해 안정적으로 상호 작용할 수 있도록 통전 가능하게 연결되어야 한다.
이를 위해, 상태전송유닛(100)은 도전부재(110), 연성회로기판(120) 및 커넥팅부(130)를 포함한다.
도전부재(110)는 배터리(20)로부터 신호를 받도록 도전성 재질로 이루어지고, 경질인 버스바(30)와 레이저 접합이나 리벳팅 등에 의해 견고하게 연결될 수 있도록 경질로 이루어진다.
예로서, 도전부재(110)는 도전성이 큰 동판(銅版)으로 적용할 수 있다. 물론, 도전부재(110)는 경질의 다양한 재질로 적용 가능하다.
그리고, 연성회로기판(120)은 도전부재(110)로부터 해당 신호를 받아 비엠에스(50)로 전송하는 것으로, 차량 내부에서 다양한 궤적으로 레이아웃이 가능하도록 가요성을 갖는 재질로 이루어진다. 아울러, 연성회로기판(120)은 도전부재(110)와 비엠에스(50)를 전기적으로 연결할 수 있도록 회로패턴(122)이 형성된다.
물론, 회로패턴(122)은 다양한 궤적을 따라 형성될 수 있고, 다양한 방식으로 연성회로기판(120)에 형성될 수 있다.
또한, 커넥팅부(130)는 도전부재(110)와 연성회로기판(120)을 통전 가능하도록 견고하게 연결하는 역할을 한다.
여기서, 커넥팅부(130)는 노출부(132) 및 도전접착층(134)을 포함한다.
노출부(132)는 연성회로기판(120)의 외측으로 노출 방지되는 회로패턴(122)의 일부를 연성회로기판(120)에 노출되어 형성된다. 특히, 노출부(132)는 연성회로기판(120)의 적어도 버스바(30)와 연결되는 측 가장자리에 함몰홈부(124)를 형성함으로써 회로패턴(122)의 일측이 노출되는 것으로 할 수 있다.
그리고, 도전접착층(134)은 회로패턴(122)의 노출부(132)에 도전부재(110)를 연결 가능하도록, 함몰홈부(124)의 노출부(132)에 도전성 접착제를 도포하여 형성된다. 이때, 도전접착층(134)이 완전히 경화되기 전(前)에 도전부재(110)가 도전접착층(134)에 압착되어 접착된다.
따라서, 회로패턴(122)의 노출부(132)와 도전부재(110)는 도전접착층(134)에 의해 상호 접착됨으로써 통전된다.
이때, 연성회로기판(120)의 함몰홈부(124)는 도전접착층(134)을 형성하기 위해 노출부(132)에 도포되는 도전성 접착체가 연성회로기판(120)의 외측으로 일정 이상 퍼져 유동되는 것을 방지하고, 노출부(132)와 접착되는 도전부재(110)와 연성회로기판(120)의 전체 높이를 줄이는 역할을 한다.
아울러, 도전부재(110)가 함몰홈부(124)에 수용됨으로써, 도전부재(110)는 연성회로기판(120)에 견고하게 구속될 수 있다.
또한, 연성회로기판(120)은 가장자리 일부를 절개하여 절개부(126)를 형성한다. 그리고, 도전부재(110) 중 노출부(132)와 접착되지 않는 부분은 연성회로기판(120)의 절개부(126)에 수용될 수 있다. 그래서, 도전부재(110)가 절개부(126)에 수용되어 연성회로기판(120)으로부터 보호됨으로써, 제작 완성된 본 발명에 따른 상태전송유닛(100) 중 도전부재(110)가 유통 중에 파손이나 변형되지 않을 수 있다.
그리고, 도전부재(110)가 절개부(126) 내측에 수용됨에 따라, 도전부재(110) 중 노출부(132)와 접착되지 않는 부분과 연성회로기판(120)의 전체 높이는 줄어들 수 있게 된다. 그래서, 제작 완성된 본 발명에 따른 상태전송유닛(100)의 부피(높이)가 줄어들게 된다.
또한, 도전부재(110)의 일부와 노출부(132)가 도전접착층(134)에 의해 접착된 상태에서, 도전부재(110)가 절개부(126)를 형성한 연성회로기판(120)의 일측 방향으로 당겨질 경우, 도전접착층(134)이 전단력에 의해 접착력이 파괴됨에 따라, 도전부재(110)와 노출부(132)가 분리될 수 있다.
이를 방지하기 위해, 도전부재(110)는 축 방향에 대해 양측 가장자리에 노치홈부(136)를 형성하고, 연성회로기판(120)은 노치홈부(136)에 수용되는 스토퍼(138)를 형성할 수 있다. 그래서, 도전부재(110)가 도전접착층(134)에 의해 노출부(132)에 압착되어 접착시, 노치홈부(136)가 스토퍼(138)를 수용함으로써, 도전부재(110)는 일정 이하의 당김력 내에서 연성회로기판(120)의 일측으로 당겨지더라도 더욱 견고하게 노출부(132)에 접착된 상태를 유지할 수 있다.
결과적으로, 배터리(20)와 비엠에스(50)를 전기적으로 연결하는 상태전송유닛(100)은 와이어링 통전이 아니고 도전부재(110)와 연성회로기판(120)을 접착하여 전기적으로 통전시킴으로써, 상태전송유닛(100)의 조립성이 현저히 향상된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 배터리의 신호 센싱장치의 확대 사시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 배터리의 신호 센싱장치의 요부 분해 사시도이며, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 배터리의 신호 센싱장치의 요부 단면도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 배터리(20)의 신호 센싱장치(10)는 상태전송유닛(100)을 포함하고, 상태전송유닛(100)은 도전부재(110), 연성회로기판(120), 커넥팅부(130), 제 1커버층(142) 및 제 2커버층(144)을 포함한다.
여기서, 도전부재(110), 연성회로기판(120) 및 커넥팅부(130)는 상술한 것으로 대체한다.
이때, 도전부재(110)와 연성회로기판(120)이 도전접착층(134)으로 접착된 상태에서 벌어지는 방향으로 외력 작용시, 도전부재(110)와 연성회로기판(120)은 분리될 수 있다.
이를 방지하기 위해, 상태전송유닛(100)은 제 1커버층(142)과 제 2커버층(144)을 더 포함할 수 있다.
도전부재(110)와 연성회로기판(120)이 접착된 상태에서, 제 1커버층(142)은 연성회로기판(120)의 외측(하측)에 접착되고, 제 2커버층(144)은 자체 접착력 또는 도전접착층(134)의 접착력에 의해 도전부재(110)의 외측과 연성회로기판(120)의 외측(상측)에 접착된다.
그리고, 제 1커버층(142)과 제 2커버층(144)은 대향하는 가장자리를 따라 일부분이 상호 접착된다. 그래서, 도전부재(110)와 연성회로기판(120)의 접착부위는 제 1커버층(142)과 제 2커버층(144)에 의해 보강되어 접착된 상태를 견고하게 유지할 수 있게 된다.
물론, 제 1커버층(142)과 제 2커버층(144)은 절연 재질로 이루어지고, 다양한 형상으로 변형 가능하다.
결과적으로, 상태전송유닛(100)을 구성하는 도전부재(110)와 연성회로기판(120)은 도전접착층(134)의 접착력 및, 제 1커버층(142)과 제 2커버층(144)의 보강으로 인해 밀착력(접착력)이 더욱 증대됨으로써, 상태전송유닛(100)의 내구성이 현저히 향상된다.
미설명된 도면부호는 상술한 것으로 대체한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10: 신호 센싱장치 20: 배터리
30: 버스바 40: 커넥터
50: 비엠에스(BMS) 100: 상태전송유닛
110: 도전부재 120: 연성회로기판
122: 회로패턴 124: 함몰홈부
126: 절개부 130: 커넥팅부
132: 노출부 134: 도전접착층
136: 노치홈부 138: 스토퍼
142: 제 1커버층 144: 제 2커버층

Claims (5)

  1. 차량용 배터리의 충전 상태와 전원 공급 상태를 비엠에스(BMS:Battery Management System)에 전달하는 상태전송유닛을 포함하고,
    상기 상태전송유닛은, 상기 배터리로부터 신호를 받도록 도전성 재질의 경질인 도전부재; 상기 도전부재로부터 해당 신호를 받아 상기 비엠에스로 전송하도록 회로패턴을 형성하는 연성회로기판; 및 상기 도전부재와 상기 연성회로기판을 통전 가능하게 연결하는 커넥팅부를 포함하며,
    상기 커넥팅부는, 상기 회로패턴의 일부를 상기 연성회로기판에 노출되게 형성하는 노출부; 및 상기 회로패턴의 상기 노출부에 상기 도전부재를 연결하기 위해, 상기 노출부에 도전성 접착제를 도포하여 형성하는 도전접착층을 포함하고,
    상기 연성회로기판은 가장자리에 상기 노출부를 노출하기 위해 함몰홈부를 형성하며,
    상기 도전부재는 축 방향에 대해 양측 가장자리에 노치홈부를 형성하고, 상기 연성회로기판은 상기 노치홈부에 수용되는 스토퍼를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리의 신호 센싱장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 도전접착층은 상기 함몰홈부에 형성되며,
    상기 도전부재는 상기 함몰홈부에 수용되어 상기 도전접착층에 접착되는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리의 신호 센싱장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 연성회로기판은 상기 회로패턴에 연결된 상기 도전부재를 내측에 수용하기 위해 절개부를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리의 신호 센싱장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 연성회로기판과 상기 도전부재와 접착 후, 상기 연성회로기판과 상기 도전부재는 각각 커버층으로 덮여 보강되는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리의 신호 센싱장치.
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