KR102251852B1 - Module Unit Battery Pack System - Google Patents

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김성민
여호섭
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Abstract

본 발명은 다수의 배터리 셀이 구비된 배터리팩의 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 배터리팩을 구성하고 있는 다수의 배터리 셀을 모듈화하고, 각각의 배터리 셀을 기존의 플레이트 또는 셀 케이블 등을 이용하여 연결하지 않고, PCB만을 이용하여 직렬 또는 병렬로 연결하며, 문제가 발생된 배터리 셀을 쉽게 파악할 수 있도록 표시함으로써, 유지보수가 용이할 뿐만 아니라 비전문가도 쉽게 문제가 발생된 배터리 셀을 쉽게 교체할 수 있는 모듈 단위 배터리팩 시스템에 관한 기술분야가 개시된다.The present invention relates to a system of a battery pack including a plurality of battery cells, and in more detail, a plurality of battery cells constituting the battery pack are modularized, and each battery cell is connected to a conventional plate or cell cable. It is not connected by using, but connects in series or parallel using only the PCB, and displays the battery cells in which the problem has occurred so that it can be easily identified, so that maintenance is easy, and even non-experts can easily find the problem battery cells. Disclosed is a technical field related to a replaceable module unit battery pack system.

Description

모듈 단위 배터리팩 시스템{Module Unit Battery Pack System}Module Unit Battery Pack System

본 발명은 다수의 배터리 셀이 구비된 배터리팩의 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 배터리팩을 구성하고 있는 다수의 배터리 셀을 모듈화하고, 각각의 배터리 셀을 기존의 플레이트 또는 셀 케이블 등을 이용하여 연결하지 않고, PCB만을 이용하여 직렬 또는 병렬로 연결하며, 문제가 발생된 배터리 셀을 쉽게 파악할 수 있도록 표시함으로써, 유지보수가 용이할 뿐만 아니라 비전문가도 쉽게 문제가 발생된 배터리 셀을 쉽게 교체할 수 있는 모듈 단위 배터리팩 시스템에 관한 기술분야이다.The present invention relates to a system of a battery pack including a plurality of battery cells, and in more detail, a plurality of battery cells constituting the battery pack are modularized, and each battery cell is connected to a conventional plate or cell cable. It is not connected by using, but connects in series or parallel using only the PCB, and displays the battery cells in which the problem has occurred so that it can be easily identified, so that maintenance is easy, and even non-experts can easily find the problem battery cells. It is a technical field related to a replaceable module unit battery pack system.

일반적으로, 배터리팩은 통상적으로 하나 이상의 개별 셀 전지가 복합된 형태로 이루어지는 모듈을 의미하고, 충방전이 가능한 2차 전지 모듈로 구성된다.In general, a battery pack generally refers to a module in which one or more individual cell cells are combined, and is composed of a secondary battery module capable of charging and discharging.

한편, 최근 들어, 에너지 소비가 적고 환경오염을 줄여줄 수 있는 친환경 전기 차량이 다양하게 개발되고 있고, 그 일예로서, 연료전지 차량과 하이브리드(Hybrid) 차량이 있다.Meanwhile, in recent years, various eco-friendly electric vehicles that consume less energy and can reduce environmental pollution have been developed, and examples thereof include fuel cell vehicles and hybrid vehicles.

상기 연료전지 차량은 수소와 산소의 전기화학적 반응으로 발생된 전기를 에너지원으로 사용하는 차량이고, 하이브리드 차량은 고속주행시나 오르막길 주행시에는 내연기관을 사용하고, 저속주행이나 정차시에는 전기를 에너지원으로 사용하는 차량이다.The fuel cell vehicle is a vehicle that uses electricity generated by an electrochemical reaction of hydrogen and oxygen as an energy source, and a hybrid vehicle uses an internal combustion engine when driving at high speed or when driving uphill, and when driving at low speed or stopping, electricity is used as an energy source. It is a vehicle to be used.

이러한 연료전지 차량과 하이브리드 차량(이하, '전기자동차'라 통칭함)은 전기를 공급하기 위해 앞서 설명된 배터리팩(Battery Pack)을 갖추고 있다.These fuel cell vehicles and hybrid vehicles (hereinafter, collectively referred to as'electric vehicles') are equipped with a battery pack described above to supply electricity.

상기 배터리팩은 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 배터리 셀(Battery Cell)(1)들을 직렬로 연결한 다음, 이들을 하나의 팩 형태로 구성한 것으로, 각 배터리 셀(1)들의 전압차를 제어하기 위한 콘트롤러(3)를 구비하고, 상기 콘트롤러(3)는 각 베터리 셀(1)들의 전압을 센싱하기 위한 센싱부(3a)와, 센싱부(3a)로부터 입력된 각 배터리 셀(1)들의 전압을 처리하여 각 베터리 셀(1)들간의 전압편차를 제어하는 제어부(3b)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the battery pack is configured by connecting a plurality of battery cells (1) in series and then in the form of one pack, and controls the voltage difference between the battery cells (1). And a controller 3 for sensing, and the controller 3 includes a sensing unit 3a for sensing the voltage of each battery cell 1 and each of the battery cells 1 input from the sensing unit 3a. It includes a control unit (3b) for controlling the voltage deviation between the battery cells (1) by processing the voltage.

이때, 상기 다수의 배터리 셀(1)은 플레이트(미도시) 또는 셀 케이블 중 어느 하나 이상을 이용하여 직렬로 연결되고, 각 배터리 셀(1)의 전극단자(1a)와 콘트롤러(3)는 버스 바(5)를 통해 서로 전기적으로 연결되기 때문에 일일이 연결해야 하고, 배열 구조가 매우 복잡하여 연결 작업시 많은 시간과 노동력이 요구되는 문제점이 있다.At this time, the plurality of battery cells 1 are connected in series using one or more of a plate (not shown) or a cell cable, and the electrode terminals 1a and the controller 3 of each battery cell 1 are bus Since they are electrically connected to each other through the bar (5), they must be connected one by one, and the arrangement structure is very complex, so there is a problem that a lot of time and labor are required during the connection operation.

아울러, 상기 배터리팩은 다수의 배터리 셀(1) 중 불량이 발생되는 경우 불량이 발생된 배터리 셀(1)을 교체해야 하는데, 상기와 같은 복잡한 연결구조를 해제한 후 교체하기 위해서는 전문가가 꼭 필요하기 때문에 대부분 배터리팩 전체를 교체해야 하는 문제가 발생된다.In addition, the battery pack needs to replace the defective battery cell 1 when a defect occurs among the plurality of battery cells 1, but an expert is required to replace the complex connection structure after releasing the above-described complex connection structure. Because of this, most of the battery pack has to be replaced.

또한, 상기 배터리팩은 협소하고 비좁은 배터리 셀(1) 들의 전극단자(1a) 사이를 따라 셀 케이블 또는 버스 바(5) 등을 배열해서 연결해야 하므로, 많은 노동력과 많은 작업시간이 필요하다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 제조비용이 상승된다는 문제점이 있다.In addition, since the battery pack has to be connected by arranging and connecting cell cables or bus bars 5 along between the electrode terminals 1a of the narrow and narrow battery cells 1, a lot of labor and a lot of work time are required. In addition, there is a problem in that the manufacturing cost is increased due to this disadvantage.

또한, 상기 배터리팩은 협소하고 비좁은 공간을 따라 셀 케이블 또는 버스 바(5)를 설치해야 하므로, 상호 접촉의 우려가 있다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 회로들 간에 전기적인 쇼트(Electronic Short)가 발생될 단점이 있다.In addition, the battery pack has a disadvantage in that there is a concern for mutual contact, since the cell cable or bus bar 5 must be installed along a narrow and cramped space, and because of this disadvantage, an electronic short occurs between circuits. There is a downside to become.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래기술로서, 대한민국 등록특허 제1113687호에는 서로에 대해 직렬로 연결되는 다수의 배터리 셀들과, 각 배터리 셀들의 전압을 센싱하여 상호간의 전압차를 제어하기 위한 콘트롤러를 구비하는 전기차량용 배터리 팩에 있어서, 기판부와; 각 배터리 셀들의 전극단자와 각각 전기적으로 접속될 수 있도록 기판부에 인쇄되는 다수의 연결단자들과; 각 연결단자와 콘트롤러를 전기적으로 연결하여 각 배터리 셀의 전압이 콘트롤러에 인가될 수 있도록, 기판부에 인쇄되는 배선 트레이스들을 구비함으로써, 제조작업이 쉽고 제조시간과 제조공정이 줄어들어 생산성이 향상될 수 있도록 하는 전기차량용 배터리 팩을 제시하고 있다.As a prior art for solving the above problems, Korean Patent Registration No. 1113687 discloses a plurality of battery cells connected in series with each other, and a controller for controlling the voltage difference between each other by sensing the voltage of each battery cell. A battery pack for an electric vehicle, comprising: a substrate; A plurality of connection terminals printed on the substrate so as to be electrically connected to electrode terminals of each of the battery cells; By providing wiring traces printed on the substrate so that the voltage of each battery cell can be applied to the controller by electrically connecting each connection terminal and the controller, the manufacturing operation is easy and the manufacturing time and manufacturing process are reduced, thereby improving productivity. It is presenting a battery pack for electric vehicles.

그러나 상기 종래기술은 다수의 배터리 셀들을 먼저 플레이트 또는 셀 케이블 등을 이용하여 직렬로 연결한 후 PCB를 이용하여 연결되므로, 결과적으로 불량이 발생된 배터리 셀을 교체하기 위해서는 다수의 배터리 셀 들의 연결을 해제해야 하는 번거로움이 발생되는 문제가 있다.However, in the prior art, since a plurality of battery cells are first connected in series using a plate or cell cable, and then connected using a PCB, the connection of a plurality of battery cells is required in order to replace the battery cell in which a defect has occurred as a result. There is a problem that the hassle of having to be canceled occurs.

대한민국 등록특허 제1113687호(2012.02.01)Korean Registered Patent No. 1113687 (2012.02.01)

본 발명은 상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자 안출된 기술로서, 종래의 배터리팩은 다수의 배터리 셀 중 불량이 발생되는 경우 상기 다수의 배터리 셀을 연결하고 있는 플레이트 또는 셀 케이블 등을 전문가가 직접 해제한 후 교체해야 하므로 유지보수가 어려운 문제가 발생하여, 이에 대한 해결점을 다수의 배터리 셀을 모듈화하여 모듈케이스에 장착하고, 상기 모듈케이스를 밀폐하는 커버의 하부에 상기 다수의 배터리 셀의 접속단자와 연결되어 상기 다수의 배터리 셀을 직렬로 연결하는 PCB가 구비됨으로써, 상기 커버를 분리하는 것만으로도 다수의 배터리 셀 중 불량이 발생된 배터리 셀을 비전문가도 쉽게 교체가 가능한 모듈 단위 배터리팩 시스템을 통하여 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.The present invention is a technology conceived to solve the above-described problems according to the prior art. In the case of a defect among a plurality of battery cells, in the case of a conventional battery pack, a plate or a cell cable connecting the plurality of battery cells, etc. Since it has to be released and replaced directly, a problem that is difficult to maintain occurs. To solve this problem, a number of battery cells are modularized and mounted in a module case, and the plurality of battery cells are connected to the lower part of the cover that seals the module case. A module-based battery pack system that allows non-experts to easily replace the defective battery cells among the plurality of battery cells by simply removing the cover by providing a PCB connected to a terminal and connecting the plurality of battery cells in series. The main purpose is to provide through.

본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자, 상부가 개방된 모듈케이스와 상기 모듈케이스의 내부에 배열되어 결합되는 다수의 셀과 상기 모듈케이스의 상부에 탈착 가능하도록 결합되고, 하부에 상기 셀 각각의 접속단자와 접속되어 상기 다수의 셀을 연결하는 PCB를 구비하는 커버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 모듈 단위 배터리팩 시스템을 제시한다.In order to realize the desired object as described above, the present invention is a module case with an open top and a plurality of cells arranged and coupled to the inside of the module case, and are detachably coupled to the top of the module case, and the cell at the bottom. A module unit battery pack system, characterized in that it comprises a cover including a PCB connected to each of the connection terminals and connecting the plurality of cells, is provided.

또한, 본 발명의 상기 PCB는 상기 커버의 하부에 상부가 결합되는 기판부와 상기 기판부의 하부면에 인쇄되고, 상기 셀 각각의 접속단자와 접속되어 상기 다수의 셀을 연결하는 연결단자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the PCB of the present invention includes a connection terminal that is printed on a substrate portion having an upper portion coupled to a lower portion of the cover and a lower surface of the substrate portion, and is connected to the connection terminals of each of the cells to connect the plurality of cells. It characterized in that it is configured.

또한, 본 발명의 상기 커버는 상부에 상기 기판부와 연결되어 상기 다수의 셀 전압을 인가받을 수 있도록 하는 외부단자와 상부에 상기 연결단자 각각과 연결되어 상기 셀 각각의 전압을 측정하는 센싱부 및 상부에 상기 센싱부로부터 센싱된 상기 셀 각각의 전압 이상유무를 표시하는 표시부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the cover of the present invention includes an external terminal connected to the substrate part at an upper portion to receive the voltage of the plurality of cells, and a sensing unit connected to each of the connection terminals at an upper part to measure voltages of each of the cells, and It characterized in that it comprises a display unit to display the presence or absence of an abnormal voltage of each of the cells sensed by the sensing unit.

또한, 본 발명의 상기 기판부는 상부면에 돌출형성되고, 중공이 형성되며, 상기 중공 내측 상부 말단에 환형의 걸림부가 돌출형성되는 적어도 하나의 암가이드봉을 포함하여 구성되고, 상기 커버는 하부면에 돌출형성되어 하부가 상기 암가이드봉의 중공에 내입되어 결합되고, 하부 말단에 외측방향으로 단턱이 형성되는 수가이드봉과 상기 암가이드봉과 수가이드봉의 외주연에 설치되는 탄성부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the substrate portion of the present invention is configured to include at least one arm guide rod protruding from an upper surface, a hollow formed, and an annular locking portion protruding from an upper end of the hollow inner side, and the cover It is formed to protrude and the lower portion is inserted into the hollow of the arm guide rod to be coupled, and the lower end is configured to include a guide rod having a stepped outwardly formed at the lower end and an elastic member installed on the outer periphery of the arm guide rod and the hand guard rod. It is characterized.

상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 모듈 단위 배터리팩 시스템은 배터리팩을 구성하고 있는 다수의 배터리 셀을 PCB를 이용하여 직렬로 연결함으로써, 제조시간 및 제조비용을 절감할 수 있는 효과와, 종래와 같이 회로들 간에 물리적인 접촉이 없어 전기적 쇼트 현상을 최소화할 수 있는 효과 및 불량이 발생된 배터리 셀을 쉽게 파악 및 교체할 수 있으므로 비전문가도 유지보수가 용이한 효과를 얻을 수 있다.The module unit battery pack system according to the present invention presented as described above has the effect of reducing manufacturing time and manufacturing cost by connecting a plurality of battery cells constituting the battery pack in series using a PCB, and as in the prior art. Since there is no physical contact between circuits, an effect of minimizing an electrical short phenomenon and a battery cell in which a defect has occurred can be easily identified and replaced, so that even a non-specialist can obtain an effect of easy maintenance.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 배터리팩을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 배터리팩을 나타낸 평면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 커버가 제거된 배터리팩을 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 배터리팩을 나타낸 분해 측면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 커버를 나타낸 저면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 커버를 나타낸 측면도.
도 7은 도 6의 "A"부분 확대 단면도.1 is a perspective view showing a battery pack according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a plan view showing a battery pack according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a plan view showing a battery pack with a cover removed according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 4 is an exploded side view showing a battery pack according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 5 is a bottom view showing a cover according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 6 is a side view showing a cover according to another embodiment of the present invention.
7 is an enlarged cross-sectional view of a portion "A" of FIG. 6.

본 발명은 다수의 배터리 셀(200)(이하, '셀(200)'이라 한다.)을 구비하되, 상기 다수의 배터리 셀(200)을 쉽게 연결하여 유지보수가 용이한 배터리팩의 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 배터리팩을 구성하고 있는 다수의 셀(200)을 모듈화하여 모듈케이스(100)에 장착하고, 상기 모듈케이스(100)의 상부에 결합되는 커버(400)의 하부에 상기 셀(200)의 접속단자(210)와 접속되어 상기 셀(200)들을 직렬로 연결하는 PCB(300)기 구비되어 상기 커버(400)가 상기 모듈케이스(100)의 상부에 결합되는 것만으로도 쉽게 셀(200)을 연결할 수 있도록 함으로써, 제조가 용이할 뿐만 아니라 다수의 셀(200) 중에서 불량이 발생되는 경우 비전문가도 커버(400)를 분리하는 것만으로도 셀(200)의 연결을 해제할 수 있으므로 불량의 셀(200)을 쉽게 교체할 수 있어 비전문가도 유지보수가 용이한 모듈 단위 배터리팩 시스템에 관한 기술분야이다.The present invention relates to a system of a battery pack having a plurality of battery cells 200 (hereinafter referred to as'cell 200'), but easy maintenance by easily connecting the plurality of battery cells 200. As described in more detail, a plurality of cells 200 constituting the battery pack are modularized and mounted on the module case 100, and under the cover 400 coupled to the upper portion of the module case 100 A PCB 300 connected to the connection terminal 210 of the cell 200 to connect the cells 200 in series is provided so that the cover 400 is coupled to the upper portion of the module case 100. Also, by making it possible to connect the cells 200 easily, manufacturing is easy, and when a defect occurs among a plurality of cells 200, even a non-expert can disconnect the cells 200 simply by removing the cover 400. This is a technical field related to a module-unit battery pack system that can be easily replaced by a defective cell 200, so that even a non-expert can easily maintain and repair.

또한, 본 발명은 커버(400)에 불량이 발생된 셀(200)을 표시하여 줌으로써, 비전문가도 쉽게 불량이 발생된 셀(200)을 파악할 수 있으므로 더욱더 용이하게 유지보수를 할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that by displaying the defective cell 200 on the cover 400, even a non-specialist can easily identify the defective cell 200 so that maintenance can be performed more easily. do.

상기와 같은 본 발명을 달성하기 위한 구성은 상부가 개방된 모듈케이스(100);와 상기 모듈케이스(100)의 내부에 배열되어 결합되는 다수의 셀(200);과 상기 모듈케이스(100)의 상부에 탈착 가능하도록 결합되고, 하부에 상기 셀(200) 각각의 접속단자(210)와 접속되어 상기 다수의 셀(200)을 연결하는 PCB(300)를 구비하는 커버(400);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The configuration for achieving the present invention as described above is a module case 100 with an open top; and a plurality of cells 200 arranged and coupled to the inside of the module case 100; and Including; a cover 400 that is detachably coupled to an upper portion and has a PCB 300 connected to the connection terminals 210 of each of the cells 200 at the lower portion to connect the plurality of cells 200. It characterized in that it is configured.

또한, 본 발명의 상기 PCB(300)는 상기 커버(400)의 하부에 상부가 결합되는 기판부(310);와 상기 기판부(310)의 하부면에 인쇄되고, 상기 셀(200) 각각의 접속단자(210)와 접속되어 상기 다수의 셀(200)을 연결하는 연결단자(320);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the PCB 300 of the present invention includes a substrate portion 310 having an upper portion coupled to the lower portion of the cover 400; and printed on the lower surface of the substrate portion 310, each of the cells 200 And a connection terminal 320 connected to the connection terminal 210 to connect the plurality of cells 200.

또한, 본 발명의 상기 커버(400)는 상부에 상기 기판부(310)와 연결되어 상기 다수의 셀(200) 전압을 인가받을 수 있도록 하는 외부단자(410);와 상부에 상기 연결단자(320) 각각과 연결되어 상기 셀(200) 각각의 전압을 측정하는 센싱부(420); 및 상부에 상기 센싱부(420)로부터 센싱된 상기 셀(200) 각각의 전압 이상유무를 표시하는 표시부(430);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the cover 400 of the present invention has an external terminal 410 connected to the substrate 310 on an upper portion thereof to receive voltages of the plurality of cells 200; and the connection terminal 320 on the upper portion thereof. ) A sensing unit 420 connected to each of the cells 200 to measure a voltage of each of the cells 200; And a display unit 430 that displays an abnormality in voltage of each of the cells 200 sensed by the sensing unit 420 on the upper side.

또한, 본 발명의 상기 기판부(310)는 상부면에 돌출형성되고, 중공이 형성되며, 상기 중공 내측 상부 말단에 환형의 걸림부가 돌출형성되는 적어도 하나의 암가이드봉(312);을 포함하여 구성되고, 상기 커버(400)는 하부면에 돌출형성되어 하부가 상기 암가이드봉(312)의 중공에 내입되어 결합되고, 하부 말단에 외측방향으로 단턱이 형성되는 수가이드봉(440);과 상기 암가이드봉(312)과 수가이드봉(440)의 외주연에 설치되는 탄성부재(450);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the substrate portion 310 of the present invention is protruding from an upper surface, a hollow is formed, and at least one arm guide rod 312 having an annular locking portion protruding from the inner upper end of the hollow; including; Consisting of, the cover 400 is formed protruding from the lower surface, the lower portion is inserted into the hollow of the arm guide rod 312 is coupled, the guide rod 440 is formed with a stepped in the outer direction at the lower end; And It characterized in that it comprises a; an elastic member 450 installed on the outer periphery of the arm guide rod 312 and the guide rod 440.

이하, 본 발명의 실시예를 도시한 도면 1 내지 7을 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7 showing an embodiment of the present invention.

먼저, 본 발명의 배터리팩은 내부에 다수의 셀(200)을 수용할 수 있는 모듈케이스(100)와, 상기 모듈케이스(100)의 내부에 배열되어 결합 즉, 장착되어 고정되는 다수의 셀(200) 및 상기 모듈케이스(100)의 내부의 다수의 셀(200)을 보호할 수 있도록 상기 모듈케이스(100)를 밀폐하는 커버(400)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.First, the battery pack of the present invention includes a module case 100 capable of accommodating a plurality of cells 200 therein, and a plurality of cells arranged and combined, that is, mounted and fixed inside the module case 100. 200) and a cover 400 that seals the module case 100 so as to protect the plurality of cells 200 inside the module case 100.

이때, 상기 모듈케이스(100)는 상부가 개방되어 내부에 다수의 셀(200)이 배열되어 결합될 수 있도록 하고, 상기 커버(400)가 개방된 상부를 밀폐하여 상기 다수의 셀(200)을 더욱더 안정적으로 고정될 수 있도록 결합되고, 상기 셀(200)은 이후에 자세히 설명될 PCB(300)에 의해 직렬로 연결되기 위해 상부에 접속단자(210)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.At this time, the module case 100 has an upper part open so that a plurality of cells 200 are arranged and coupled therein, and the upper part of the cover 400 opened is sealed to close the plurality of cells 200. It is coupled to be more stably fixed, and the cell 200 is characterized in that the connection terminal 210 is formed on the upper portion to be connected in series by the PCB 300, which will be described later in detail.

구체적으로, 본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 커버(400)는Specifically, the cover 400, which is a major component for achieving the present invention, is

상기 모듈케이스(100)의 상부에 탈착 가능하도록 결합되고, 하부에 상기 셀(200) 각각의 접속단자(210)와 접속되어 상기 다수의 셀(200)을 연결하는 PCB(300)를 구비하는 것으로서, 단순히 상기 모듈케이스(100)의 상부에 결합 또는 분리되는 것만으로도 상기 다수의 셀(200)이 상기 PCB(300)에 의해 연결되거나 연결 해제되도록 하여 간단하게 다수의 셀(200)을 모듈화될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.It is coupled to the upper portion of the module case 100 so as to be detachable, and has a PCB 300 connected to the connection terminals 210 of each of the cells 200 at the lower portion to connect the plurality of cells 200. , The plurality of cells 200 are connected or disconnected by the PCB 300 simply by being coupled or separated on the upper part of the module case 100, so that the plurality of cells 200 can be simply modularized. Characterized in that to be able to.

이때, 본 발명의 커버(400)는 상기 모듈케이스(100)의 상부에 결합될 때, 상기 모듈케이스(100)의 내부를 밀폐하도록 결합됨은 자명할 것이고, 결합된 후 견고하게 고정되어 배터리팩을 모듈화시킨다.At this time, when the cover 400 of the present invention is coupled to the upper portion of the module case 100, it will be apparent that it is coupled to seal the inside of the module case 100, and after being coupled, it is firmly fixed to the battery pack. Make it modular.

아울러, 상기 PCB(300)는 상기 커버(400)의 하부에 구비되어 상기 커버(400)가 단순히 상기 모듈케이스(100)의 상부에 결합됨에 따라 상기 다수의 셀(200)의 접속단자(210)와 접속되어 상기 다수의 셀(200)을 직렬로 연결될 수 있도록 함으로써, 전문가가 아닌 비전문가도 쉽게 배터리팩을 모듈화시킬 수 있는 효과를 실현케 한다.In addition, the PCB 300 is provided under the cover 400 so that the cover 400 is simply coupled to the upper portion of the module case 100, so that the connection terminal 210 of the plurality of cells 200 By being connected to and allowing the plurality of cells 200 to be connected in series, even a non-expert, not an expert, can easily modularize the battery pack.

구체적으로, 상기 PCB(300)는 상기 커버(400)의 하부에 상부가 결합되는 기판부(310)와, 상기 기판부(310)의 하부면에 인쇄되고, 상기 셀(200) 각각의 접속단자(210)와 접속되어 상기 다수의 셀(200)을 연결하는 연결단자(320)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Specifically, the PCB 300 is printed on a substrate portion 310 having an upper portion coupled to the lower portion of the cover 400 and a lower surface of the substrate portion 310, and connection terminals of each of the cells 200 It is characterized in that it is configured to include a connection terminal 320 connected to the plurality of cells (200).

상기 기판부(210)는 종래에 일반적으로 사용되는 절연체로서 자세한 설명은 생략하도록 하고, 상기 연결단자(320)는 상기 기판부(210)의 하부면에 인쇄되어 상기 다수의 셀(200) 각각의 접속단자(210)와 접속되어 상기 다수의 셀(200)을 직렬로 연결하는 것을 특징으로 한다.The substrate portion 210 is a conventional insulator and a detailed description thereof will be omitted, and the connection terminal 320 is printed on the lower surface of the substrate portion 210 to each of the plurality of cells 200. It is connected to the connection terminal 210 and characterized in that the plurality of cells 200 are connected in series.

이때, 상기 연결단자(320)는 상기 셀(200)의 접속단자(210)와 납땜 등으로 고정되지 않아도 상기 커버(400)가 상기 모듈케이스(100)의 상부에 결합됨에 따라 하부방향으로 가압되어 상기 접속단자(210)와 단순히 접촉만으로도 원활하게 접속된다.At this time, the connection terminal 320 is pressed downward as the cover 400 is coupled to the upper portion of the module case 100 even if the connection terminal 210 of the cell 200 is not fixed with soldering, etc. It is smoothly connected by simply contacting the connection terminal 210.

아울러, 상기 연결단자(320)는 상기 다수의 셀(200)을 직렬로 연결할 수 있도록 상기 모듈케이브(100)의 내부에 배열되는 다수의 셀(200)에 대응되도록 형성됨은 자명할 것이며, 배터리팩의 모양 및 크기 등에 따라 상기 다수의 셀(200)의 배열 및 갯수가 달라지므로 이에 따라 대응되도록 형성되는 것이 바람직하다.In addition, it will be apparent that the connection terminal 320 is formed to correspond to the plurality of cells 200 arranged inside the module cave 100 so that the plurality of cells 200 can be connected in series, and the battery pack Since the arrangement and number of the plurality of cells 200 vary according to the shape and size of the cells, it is preferable that they are formed to correspond accordingly.

상기와 연관하여, 상기 PCB(300)는 기판부(310) 상에 인쇄되는 배선트레이스(미도시)를 포함하여 구성되고, 상기 배선트레이스는 배터리팩을 제어할 수 있는 컨트롤러와의 연결이 원활하도록 하는 효과를 실현케 한다.In connection with the above, the PCB 300 is configured to include a wiring trace (not shown) printed on the substrate 310, and the wiring trace is configured to facilitate connection with a controller capable of controlling the battery pack. To realize the effect.

또한, 상기 배선트레이스는 이후에 자세히 설명될 외부단자(410), 센싱부(420)와 상기 다수의 셀(200)이 연결될 수 있도록 하여 상기 다수의 셀(200) 전압의 원활한 인가와, 상기 다수의 셀(200) 각각의 전압을 원활하게 측정할 수 있도록 한다.In addition, the wiring trace allows the external terminal 410, the sensing unit 420 and the plurality of cells 200 to be connected, which will be described later in detail, so that the voltage of the plurality of cells 200 is smoothly applied, and the plurality of It is possible to smoothly measure the voltage of each of the cells 200 of.

아울러, 상기 PCB(300)는 상기 커버(400)가 모듈케이스(100)에 결합됨에 따라 상기 다수의 셀(200) 각각의 접속단자(210)와 안정적이고 견고하게 접촉될 수 있도록 상기 커버(400)의 하부에 하부방향으로 탄성지지되록 결합되는 것을 특징으로 한다.In addition, as the cover 400 is coupled to the module case 100, the PCB 300 may stably and firmly contact the connection terminals 210 of the plurality of cells 200. ), characterized in that it is coupled to be elastically supported in the lower direction.

이를 보다 상세하게 설명하면, 상기 PCB(300)의 기판부(310)는 상부면에 돌출형성되고, 중공이 형성되며, 상기 중공 내측 상부말단에 환형의 걸림부(미표시)가 돌출형성되는 적어도 하나의 암가이드봉(312)을 포함하여 구성되고, 상기 커버(400)는 하부면에 돌출형성되어 항부가 상기 암가이드봉(312)의 중공에 내입되어 결합되고, 하부 말단에 외측방향으로 단턱(미표시)이 형성되는 수가이드봉(440)과 상기 암가이드봉(312)과 수가이드봉(440)의 외주연에 설치되는 탄성부재(450)를 포함하여 구성됨으로써, 상기와 같이 안정적이고 견고하게 상기 다수의 셀(200) 각각의 접속단자(210)와 상기 PCB(300)의 연결단자(320)가 접속된다.To explain this in more detail, at least one substrate portion 310 of the PCB 300 protrudes on an upper surface, a hollow is formed, and an annular locking portion (not shown) protrudes at the inner upper end of the hollow. It is configured to include an arm guide rod 312 of, and the cover 400 is formed protruding from the lower surface so that the port portion is inserted into the hollow of the arm guide rod 312 to be coupled, and a stepped outwardly at the lower end ( Not shown) is formed by including a guide rod 440 and an elastic member 450 installed on the outer periphery of the arm guide rod 312 and the hand guide rod 440, so that it is stably and firmly as described above. The connection terminals 210 of each of the plurality of cells 200 and the connection terminals 320 of the PCB 300 are connected.

부가하여 설명하면, 상기 기판부(310)는 암가이드봉(312)의 중공에 상기 커버(400)의 수가이드봉(440)의 하부가 내입되어 상기 암가이드봉(312)이 상기 수가이드봉(440)을 따라 상하이동 가능하게 결합되고, 상기 탄성부재(450)에 의해 상기 하부방향으로 탄성지지되어 상기 커버(400)가 모듈케이스(100)에 결합되면 상기 탄성부재(450)의 탄성력에 의해 상기 연결단자(320)가 상기 접속단자(210)와 접촉될 때, 파손이 최소화될 뿐만 아니라 안정적으로 가압된 상태를 유지하도록 함으로써, 견고한 접속이 유지될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, in the substrate portion 310, the lower portion of the hand guide rod 440 of the cover 400 is inserted into the hollow of the arm guide rod 312 so that the arm guide rod 312 When the cover 400 is coupled to the module case 100 so as to be vertically movable along the 440 and supported by the elastic member 450 in the downward direction, the elastic force of the elastic member 450 is applied to the elastic force of the elastic member 450. Accordingly, when the connection terminal 320 is in contact with the connection terminal 210, damage is minimized, and by stably maintaining a pressurized state, an effect of maintaining a strong connection can be obtained.

이때, 상기 연결단자(320)가 상기 접속단자(210)와 접촉될 때의 가압력은 상기 연결단자(320)와 상기 접속단자(210)의 파손을 최소화하며 안정적으로 밀착되는 것으로서, 상기 탄성부재(450)의 갯수 및 탄성계수에 의해 결정됨은 자명할 것이고, 당업자의 판단에 의해 가장 원활한 가압력을 결정하여 상기 탄성부재(450)의 갯수 및 탄성계수를 결정함은 자명할 것이므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.At this time, the pressing force when the connection terminal 320 is in contact with the connection terminal 210 minimizes damage to the connection terminal 320 and the connection terminal 210 and is stably adhered to each other, and the elastic member ( It will be obvious that it is determined by the number and modulus of elasticity of 450), and it will be obvious to determine the number and modulus of elasticity of the elastic members 450 by determining the smoothest pressing force by judgment of a person skilled in the art, so a detailed description will be omitted. .

한편, 본 발명의 커버(400)는 상부에 상기 기판부(310)와 연결되어 상기 다수의 셀(200) 전압을 인가받을 수 있도록 하는 외부단자(410)와, 상부에 상기 연결단자(320) 각각과 연결되어 상기 셀(200) 각각의 전압을 측정하는 센싱부(420) 및 상부에 상기 센싱부(420)로부터 센싱된 상기 셀(200) 각각의 전압 이상유무를 표시하는 표시부(430)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the cover 400 of the present invention has an external terminal 410 connected to the substrate portion 310 on the top to receive the voltage of the plurality of cells 200, and the connection terminal 320 on the top. A sensing unit 420 connected to each of the cells 200 to measure a voltage of each of the cells 200, and a display unit 430 on the upper portion of the cell 200 to indicate whether or not there is a voltage abnormality of each of the cells 200 sensed by the sensing unit 420. It characterized in that it is configured to include.

상기 외부단자(420)는 모듈 단위의 배터리팩이 기계장치에 설치되어 시스템화될 수 있도록 하는 것으로서, 앞서 설명된 바와 같이, 상기 PCB(300)의 기판부(310)에 인쇄되어 있는 배선트레이스와 연결되어 상기 다수의 셀(200)의 전압을 인가받을 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.The external terminal 420 is to allow a battery pack in a module unit to be installed and systemized in a mechanical device. As described above, the external terminal 420 is connected to a wiring trace printed on the substrate 310 of the PCB 300 It is characterized in that the voltage of the plurality of cells 200 can be applied.

상기 센싱부(420) 또한 앞서 설명된 바와 같이, 상기 PCB(300)의 기판부(310)에 인쇄되어 있는 배선트레이스와 연결됨에 따라 상기 연결단자(320) 각각과 연결되어 상기 다수의 셀(200) 각각의 전압을 측정하여 콘트롤러와 상기 표시부(430)에 전압 정보를 전달하는 것을 특징으로 한다.As described above, the sensing unit 420 is also connected to each of the connection terminals 320 as it is connected to a wiring trace printed on the substrate unit 310 of the PCB 300, so that the plurality of cells 200 are connected to each other. ) It is characterized in that the voltage information is transmitted to the controller and the display unit 430 by measuring each voltage.

상기 표시부(430)는 상기 센싱부(420)로부터 센싱된 상기 다수의 셀(200) 각각의 전압 정보를 전달받아 이상유무를 표시함으로써, 전문가가 아닌 비전문가라 할지라도 쉽게 상기 다수의 셀(200) 중 불량이 발생된 셀(200)이 어떠한 것인지 쉽게 파악할 수 있도록 하는 효과를 실현케 한다.The display unit 430 receives voltage information of each of the plurality of cells 200 sensed from the sensing unit 420 and displays the presence or absence of an abnormality. This makes it possible to easily identify which cell 200 has a defect in the middle.

이때, 상기 표시부(430)는 일예로, 상기 센싱부(420)로부터 센싱된 상기 다수의 셀(200) 각각의 전압 정보에 따라 색이 다르게 표시되는 LED일 수 있고, 상기 LED는 다수의 셀(200)과 동일한 배열로 상기 커버(400)의 상부에 형성됨으로써, 상기 LED의 표시되는 색에 따라 셀(200)의 불량 발생 유무를 쉽게 파악할 수 있으며, 색이 다른 LED의 위치를 보고 불량 발생된 셀(200)의 위치를 쉽게 파악할 수 있도록 한다.In this case, the display unit 430 may be, for example, an LED that displays different colors according to voltage information of each of the plurality of cells 200 sensed by the sensing unit 420, and the LED is a plurality of cells ( 200) and formed on the top of the cover 400 in the same arrangement as the LED, it is possible to easily determine whether or not a defect has occurred in the cell 200 according to the displayed color of the LED. The location of the cell 200 can be easily identified.

결과적으로, 본 발명의 모듈 단위 배터리팩 시스템은 다수의 베터리 셀(200)들이 모듈케이스(100)의 내부에 배열되어 장착되고, 상기 PCB(300)에 의해 직결로 연결되며, 상기 표시부(430)를 이용하여 쉽게 불량 발생된 셀(200)의 유무와 위치를 파악할 수 있을 뿐만 아니라 단순히 상기 모듈케이스(100)의 커버(400)를 분리하는 것만으로도 다수의 셀(200)의 연결이 해제됨으로써, 비전문가도 쉽게 유지보수가 가능한 효과를 얻을 수 있다.As a result, in the module unit battery pack system of the present invention, a plurality of battery cells 200 are arranged and mounted inside the module case 100, are directly connected by the PCB 300, and the display unit 430 Not only can the presence and location of the defective cell 200 be easily identified by using, but also the connection of the plurality of cells 200 is disconnected by simply removing the cover 400 of the module case 100. In addition, even non-professionals can obtain an effect that can be easily maintained.

또한, 본 발명은 특정 기계장치의 배터리팩을 쉽게 모듈화할 수 있을 뿐만 아니라 제조가 용이하여 제조시간 및 제조단가를 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다In addition, according to the present invention, not only can the battery pack of a specific mechanical device be easily modularized, but also manufacturing is easy, so that the manufacturing time and manufacturing cost can be reduced.

또한, 본 발명은 종래에 사용되는 플레이트 또는 셀 케이블 등으로 다수의 셀(200)이 연결되는 것이 아닌 PCB(300)를 이용하여 연결되므로 회로들 간에 물리적인 접촉이 없고, 이에 따라 전기적 쇼트 현상을 최소화하여 전기적 쇼트로 인한 고장을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, since the present invention is connected using a PCB 300 rather than a plurality of cells 200 connected by a plate or cell cable used in the prior art, there is no physical contact between the circuits, thereby preventing an electrical short phenomenon. By minimizing it, it is possible to obtain an effect that can prevent a failure due to an electric short.

상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.The above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, and is not limited to the above embodiments, and through the above embodiments, those skilled in the art to which the present invention pertains within the scope of the gist of the present invention. This can be done with various changes in.

00 : 모듈케이스
200 : 셀
300 : PCB
310 : 기판부
312 : 암가이드봉
320 : 연결단자
400 : 커버
410 : 외부단자
420 : 센싱부
430 : 표시부
440 : 수가이드봉
450 : 탄성부재00: module case
200: cell
300: PCB
310: substrate portion
312: arm guide rod
320: connection terminal
400: cover
410: external terminal
420: sensing unit
430: display
440: guide rod
450: elastic member

Claims (4)

상부가 개방된 모듈케이스(100);와
상기 모듈케이스(100)의 내부에 배열되어 결합되는 다수의 셀(200);과
상기 모듈케이스(100)의 상부에 탈착 가능하도록 결합되고, 하부에 상기 셀(200) 각각의 접속단자(210)와 접속되어 상기 다수의 셀(200)을 연결하는 PCB(300)를 구비하는 커버(400);를 포함하여 구성되고,
상기 PCB(300)는
상기 커버(400)의 하부에 상부가 결합되는 기판부(310);와
상기 기판부(310)의 하부면에 인쇄되고, 상기 셀(200) 각각의 접속단자(210)와 접속되어 상기 다수의 셀(200)을 연결하는 연결단자(320);를 포함하여 구성되며,
상기 커버(400)는
상부에 상기 기판부(310)와 연결되어 상기 다수의 셀(200) 전압을 인가받을 수 있도록 하는 외부단자(410);와
상부에 상기 연결단자(320) 각각과 연결되어 상기 셀(200) 각각의 전압을 측정하는 센싱부(420); 및
상부에 상기 센싱부(420)로부터 센싱된 상기 셀(200) 각각의 전압 이상유무를 표시하는 표시부(430);를 포함하여 구성되고,
상기 표시부(430)는
상기 센싱부(420)로부터 센싱된 상기 다수의 셀(200) 각각의 전압 정보에 따라 색이 다르게 표시되는 LED;로 이루어지며,
상기 LED는
다수의 셀(200)과 동일한 배열로 상기 커버(400)의 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 한편,
상기 기판부(310)는
상부면에 돌출형성되고, 중공이 형성되며, 상기 중공 내측 상부 말단에 환형의 걸림부가 돌출형성되는 적어도 하나의 암가이드봉(312);을 포함하여 구성되고,
상기 커버(400)는
하부면에 돌출형성되어 하부가 상기 암가이드봉(312)의 중공에 내입되어 결합되고, 하부 말단에 외측방향으로 단턱이 형성되는 수가이드봉(440);과
상기 암가이드봉(312)과 수가이드봉(440)의 외주연에 설치되는 탄성부재(450);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 모듈 단위 배터리팩 시스템.
Module case 100 with an open top; And
A plurality of cells 200 arranged and coupled to the inside of the module case 100; And
A cover having a PCB 300 that is detachably coupled to an upper portion of the module case 100 and connected to the connection terminals 210 of each of the cells 200 at the lower portion thereof to connect the plurality of cells 200 (400); consists of, including,
The PCB 300 is
A substrate portion 310 having an upper portion coupled to the lower portion of the cover 400; and
And a connection terminal 320 printed on the lower surface of the substrate 310 and connected to the connection terminals 210 of each of the cells 200 to connect the plurality of cells 200, and
The cover 400 is
An external terminal 410 connected to the substrate 310 on the upper side to receive voltages of the plurality of cells 200; and
A sensing unit 420 connected to each of the connection terminals 320 at an upper portion to measure a voltage of each of the cells 200; And
And a display unit 430 that displays an abnormality in voltage of each of the cells 200 sensed by the sensing unit 420 on the upper side, and
The display unit 430 is
Consists of; LEDs that display different colors according to voltage information of each of the plurality of cells 200 sensed by the sensing unit 420,
The LED is
On the other hand, it is characterized in that it is formed on the top of the cover 400 in the same arrangement as the plurality of cells 200,
The substrate part 310 is
Consists of including; at least one arm guide rod 312 protruding from the upper surface, having a hollow formed therein, and having an annular locking portion protruding from the upper end of the hollow inner side,
The cover 400 is
A guide rod 440 protruding from the lower surface, the lower portion being inserted into the hollow of the arm guide rod 312 and coupled, and having a stepped outwardly formed at the lower end thereof; and
A module unit battery pack system comprising: an elastic member 450 installed at the outer periphery of the arm guide bar 312 and the guide bar 440.
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