KR102397775B1 - 슬림화 구조가 적용된 응급 전화 전원 공급용 배터리 모듈 - Google Patents

슬림화 구조가 적용된 응급 전화 전원 공급용 배터리 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 응급 전화 전원 공급용 배터리 모듈에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 양극단자 및 음극단자가 각각 구비되어 있는 제 1, 2원통형 셀(110, 120); 상기 제 1원통형 셀과 제 2원통형 셀의 적어도 일부 영역에 각각 구비되는 제 1절연부재(200); 상기 제 1원통형 셀과 제 2원통형 셀을 전기적으로 연결하는 메탈 플레이트(300); 상기 제 1원통형 셀 및 제 2원통형 셀에 각각 구비되는 PTC 소자(400); 상기 제 1원통형 셀 및 제 2원통형 셀의 상면 및 하면에 구비되는 제 2절연부재(500); 상기 제 1원통형 셀 및 제 2원통형 셀을 외부장치와 연결하는 연결부(600); 를 포함하여 구성되는 응급 전화 전원 공급용 배터리 모듈에 관한 것이다.

Description

슬림화 구조가 적용된 응급 전화 전원 공급용 배터리 모듈{Battery module for emergency telephone power supply with slim structure}
본 발명은 응급 전화에 전원/전력을 공급하는 예비용 배터리 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래의 배터리 모듈 대비 슬림화된 두께를 가지는 배터리 모듈에 관한 것이다.
자동차의 사고가 발생하게 되면 신속한 구조를 통해 인명 구조를 하기 위하여, 자동차에 심각한 충돌이 감지되면 자동으로 응급 전화를 걸거나 또는 비상 상황 발생 시 탑승자가 직접 전화를 걸어 사고 신고 및 구조 요청을 하는 응급 전화 시스템(이하, ‘E-Call 시스템’으로 지칭함)이 개발되고 있다.
이와 같은 E-Call 시스템은 자동차에 탑재되어 전원을 공급하는 배터리에 의해 동작한다. 여기서, 자동차에 사고가 발생한 경우 등의 비상 상황 시 배터리에 문제가 발생하여 상기 E-Call 시스템에 전원 공급이 원활하지 못하게 되는 경우가 발생할 수 있으며, 이러한 상황을 대비하여 별도의 E-Call 시스템용 예비 배터리를 사용하였다.
이와 같은 E-Call 시스템용 예비 배터리는 배터리의 과열 등으로 인하여 발생 가능한 여러 비상 상황에 대비하기 위하여, 배터리의 온도가 일정 기준 이상으로 상승하는 경우 이를 감지하여 출력 전원을 차단하는 구성이 필요하다.
그러나, 도 1에 도시된 바와 같이 전기적으로 연결된 하나 이상의 원통형 셀(1)을 포함하여 구성되는 종래의 E-call 시스템용 예비 배터리는 각 셀(1)에 연결되는 제 1와이어(2), 제 2와이어(3) 그리고 두 개의 셀을 전기적으로 연결하는 메탈 플레이트에 연결되는 제 3와이어(4)를 구성하여 외부장치와의 연결을 위한 구성인 커넥터를 구성하고 있지만, 배터리 온도가 상승하는 경우, 이를 감지하여 출력 전원을 차단하는 구성은 별도로 구성되어 있지 않아 배터리 과열로 인한 여러 위험 상황을 대비하기에 어려움이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같이 종래의 E-Call 시스템용 예비 배터리의 문제점을 개선하고자 하는 것으로서, 배터리 모듈에 서미스터 및 PTC 소자를 탑재함으로써 배터리 온도 상승에 따라 발생할 수 있는 위험 상황에 대비할 수 있는 E-Call 시스템용 배터리 모듈을 제공하고자 한다.
또한, 배터리 모듈의 두께를 고려하여 PTC 소자 등의 부품을 셀과 셀 사이의 공간에 탑재함으로써 종래보다 슬림화된 구조를 가지는 E-Call용 시스템용 배터리 모듈을 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 응급 전화 전원 공급용 배터리 모듈은, 양극단자 및 음극단자가 각각 구비되어 있는 제 1, 2원통형 셀(110, 120); 상기 제 1원통형 셀과 제 2원통형 셀의 적어도 일부 영역에 각각 구비되는 제 1절연부재(200); 상기 제 1원통형 셀과 제 2원통형 셀을 전기적으로 연결하는 메탈 플레이트(300); 상기 제 1원통형 셀 및 제 2원통형 셀에 각각 구비되는 PTC 소자(400); 상기 제 1원통형 셀 및 제 2원통형 셀의 상면 및 하면에 구비되는 제 2절연부재(500);상기 제 1원통형 셀 및 제 2원통형 셀을 외부장치와 연결하는 연결부(600); 를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 제 1, 2원통형 셀(110, 120)은, 상기 제 1원통형 셀의 양극단자 및 음극단자와 제 2원통형 셀의 양극단자 및 음극단자가 서로 다른 방향을 향하도록 상호 밀착 또는 인접하여 나란히 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1, 2원통형 셀은, 상호 밀착 또는 인접하여 나란히 배치되어 연결되는 영역에 굴곡부(700); 가 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 제 1, 2원통형 셀에 각각 구비되는 PTC 소자(400)는, 상기 제 1, 2원통형 셀의 양극단자 또는 음극단자에 각각 접촉되는 제 1접촉부(410); 상기 제 1접촉부와 절곡 형성되어, 제 1, 2원통형 셀의 측면상에 각각 구비된 제 1절연부재에 접촉되는 제 2접촉부(420);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 PTC 소자는, 상기 제 1원통형 셀 및 제 2원통형 셀이 연결된 측면상의 수평선의 상부로 노출되지 않고, 상기 굴곡부 안으로 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1원통형 셀에 구비되는 PTC 소자와 제 2원통형 셀에 구비되는 PTC 소자는, 서로 셀의 중심축을 기준으로 서로 다른 방향을 대향하도록 엇갈리게 위치하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 연결부(600)는, 상기 제 1원통형 셀에 구비된 PTC 소자의 제 2접촉부(420)에 연결되는 제 1와이어(610); 상기 제 2원통형 셀에 구비된 PTC 소자의 제 2접촉부(420)에 연결되는 제 2와이어(620); 상기 메탈 플레이트에 연결되는 제 3와이어(630); 상기 제 2원통형 셀에 마련된 써미스터를 경유하여 제 1원통형 셀에 구비된 PTC 소자의 제 2접촉부(420)에 연결되는 제 4와이어(640); 를 포함하여 구성되며, 상기 제 1, 2, 3 및 4와이어가 하나의 커넥터를 통하여 외부장치와 연결되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 메탈 플레이트(300)는, 상기 제 1원통형 셀 및 제 2원통형 셀의 양극단자 또는 음극단자에 접속되는 단자 접속부(310); 상기 제 1원통형 셀 및 제 2원통형 셀에 각각 접속된 단자 접속부 사이에 돌출되어, 상기 제 3와이어가 연결되는 돌출부(320); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 E-Call 시스템용 배터리 모듈은, 서미스터 및 PTC 소자를 탑재함으로써 배터리의 온도 상승에 따라 발생 가능한 여러 가지 위험 상황을 방지할 수 있다.
또한, PTC 소자 등의 부품을 원통형 셀과 셀 사이에 형성된 굴곡된 공간 안으로 위치하도록 탑재함으로써 종래보다 슬림화된 두께를 가지는 배터리 모듈을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 응급 전화 전원 공급용 배터리 모듈을 도시한 도면
도 2는 본 발명의 실시 예 1에 따른 응급 전화 전원 공급용 배터리 모듈을 도시한 도면
도 3은 본 발명의 실시 예 2에 따른 응급 전화 전원 공급용 배터리 모듈을 도시한 도면
도 4는 본 발명의 실시 예 2에 따른 배터리 모듈을 분해한 분해도
도 5는 본 발명의 실시 예 2에 따른 배터리 모듈에 구성되는 메탈 플레이트 및 PTC 소자의 구체적인 형상을 도시한 도면
도 6은 본 발명의 실시 예 2에 따른 PTC 소자의 연결 상태를 도시한 도면
도 7은 본 발명의 실시 예 2에 따른 연결부의 구체적인 형상을 도시한 도면
도 8은 본 발명의 실시 예 2에 따른 원통형 셀과 PTC 소자 및 연결부의 연결 상태를 도시한 도면
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예컨대, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “~(하는) 단계” 또는 “~의 단계”는 “~를 위한 단계”를 의미하지 않는다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 응급 전화 전원 공급용 배터리 모듈에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
<실시 예 1>
도 1은 본 발명의 실시 예 1에 따른 응급 전화 전원 공급용 배터리 모듈을 도시한 도면이다. 상기 도 1을 참조하면, 두 개의 원통형 셀이 상호 밀착 또는 인접하여 배치되어 있고, 상기 각 원통형 셀(10)에 PTC 소자(32, 34)가 각각 구비되며, 두 개의 원통형 셀 중 하나의 외면에는 셀의 온도를 측정하기 위한 서미스터(60)가 탑재될 수 있다.
이 때, 상기 각 원통형 셀(10)과 각 구비된 PTC 소자(32, 34)를 절연시키기 위하여 그 사이에 각각 절연부재(20)가 구비될 수 있다.
한편, 상기 배터리 모듈을 외부장치와 연결하기 위하여 구성되는 커넥터(40)는 네 개의 와이어를 포함하여 구성될 수 있다, 여기서, 네 개의 와이어 중 두 개의 와이어(42, 44) 각각은 각 원통형 셀에 마련된 각 PTC 소자(32, 34)에 연결되며, 하나의 와이어(48)는 두 개의 원통형 셀을 전기적으로 연결하는 메탈 플레이트(50)에 연결될 수 있다.
또한, 다른 나머지 하나의 와이어(46)는 하나의 원통형 셀의 일부 영역에 탑재된 서미스터(60)를 경유하여 다른 하나의 원통형 셀의 PTC 소자(32)에 연결된 와이어(42)와 연결될 수 있다. 여기서, 도면에 도시된 바와 같이 42, 46와이어는 하나의 와이어로 구성되어 PTC 소자(32)와 서미스터(60)에 각각 접합 연결되는 영역이 포함되도록 구성되어 PTC 소자(32)와 서미스터(60)를 전기적으로 연결하는 형태일 수도 있고, 서로 다른 두 개의 와이어로 구성되어 하나의 와이어(42)는 PTC 소자(32)에 접합 연결되고, 다른 하나의 와이어(46)는 일부는 서미스터(60)에 연결되고, 그 끝단은 PTC 소자(32)에 접합 연결되어 서미스터(60)와 PTC 소자(32)를 전기적으로 연결하는 형태일 수도 있다.
이와 같은 연결 구조를 통하여 서미스터(60)가 셀의 온도를 감지, 측정하고 각 셀의 PTC 소자(32, 34)는 배터리의 온도가 일정 기준 이상으로 상승하게 될 경우 배터리의 과열을 방지하기 위하여 출력 전원을 차단할 수 있다.
따라서, 도 1의 종래의 배터리 모듈과 달리 PTC 소자 및 서미스터를 탑재함으로써 배터리 온도 상승에 따른 위험 상황 발생을 방지할 수 있다.
이 때, 상기 실시 예 1에 따른 배터리 모듈은, 각각의 PTC 소자(32, 34)는 각 원통형 셀의 외면 중 지면을 기준으로 윗면에 위치하며, 이에 따라 각 PTC 소자(32, 34)에 연결되는 와이어(42, 44), 메탈 플레이트(50)에 연결되는 와이어(48) 또한 각 원통형 셀의 윗면 상으로 위치하여 PTC 소자(32, 34) 및 그에 연결된 와이어(42, 44)가 각 원통형 셀의 상면으로 노출되는 구조를 갖는다.
<실시 예 2>
본 발명의 실시 예 2를 설명하도록 한다.
상술한 본 발명의 실시 예 1의 배터리 모듈의 구조는, PTC 소자의 채용으로 인하여 온도 상승에 따른 배터리 출력 차단 목적을 달성하였지만, PTC 소자 등 추가적인 부품의 배치로 인하여 배터리 모듈의 두께, 상세하게는 지면을 기준으로 하였을 때의 배터리 모듈의 두께를 증가시키는 요인이 되며, 이는 E-Call 시스템용 배터리 모듈의 특성상 요구되는 슬림화된 구조를 만족시키기에는 어려우므로 이에 개선이 필요하다.
따라서, 본 발명의 실시 예 2에 따라 상기의 문제점을 개선한 배터리 모듈의 구조를 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예 2에 따른 응급 전화 전원 공급용 배터리 모듈의 전체적인 형태를 도시한 도면이고, 도 4는 실시 예 2의 배터리 모듈을 분해한 분해도이다.
상기 도 3 및 4를 참조하여, 본 발명에 따른 응급 전화 전원 공급용 배터리 모듈의 구조를 상세히 설명하도록 한다.
발명에 따른 응급 전화 전원 공급용 배터리 모듈은, 양극단자 및 음극단자가 각각 구비되어 있는 제 1, 2원통형 셀(110, 120), 상기 제 1원통형 셀(110)과 제 2원통형 셀(120)의 적어도 일부 영역에 각각 구비되는 제 1절연부재(200), 상기 제 1원통형 셀(110)과 제 2원통형 셀(120)을 전기적으로 연결하는 메탈 플레이트(300), 상기 제 1원통형 셀(110) 및 제 2원통형 셀(120)에 각각 구비되는 PTC 소자(400), 상기 제 1원통형 셀(110) 및 제 2원통형 셀(120)의 상면 및 하면에 각각 구비되는 제 2절연부재(500), 상기 제 1원통형 셀(110) 및 제 2원통형 셀을 외부장치와 연결하는 연결부(600)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제 1원통형 셀(110)과 제 2원통형 셀(120)은, 상기 제 1원통형 셀(110)의 양극단자 및 음극단자와 제 2원통형 셀(120)의 양극단자 및 음극단자가 서로 다른 방향을 향하도록 상호 밀착되거나 또는 인접하여 나란히 배치될 수 있다.
이 때, 상기 제 1원통형 셀(110)과 제 2원통형 셀(120)이 상호 밀착 또는 인접하여 나란히 배치되어 연결되는 영역을 굴곡부(700)로 지칭하도록 하며, 이에 대한 상세한 설명은 PTC 소자(400) 및 연결부(600)의 연결 구조 설명 시 설명하도록 한다.
한편, 상기 제 1원통형 셀(110)과 제 2원통형 셀(120)의 각각의 외면에 일부 영역에는 제 1절연부재(200)가 구비될 수 있다. 여기서, 상기 제 1졀연부재(200)는 각 원통형 셀의 몸통의 길이 이상의 크기를 가지는 곡면 구조일 수 있으며, 이에 따라 각 원통형 셀의 측면 상에 길이 방향으로 밀착될 수 있다.
따라서, 각 원통형 셀(110, 120)의 측면 상에 길이 방향으로 밀착되고 그 나머지 부분은 각 셀의 상면 또는 하면에 ‘ㄱ’ 자 형상으로 절곡되어 부착되므로 보다 안정적으로 부착될 수 있다.
상기와 같이 제 1원통형 셀(110)과 제 2원통형 셀(120)의 각각 구비된 제 1절연부재(200)의 상부에는 후술하는 PTC 소자(400)가 접촉 연결되며, 즉 상기 제 1절연부재(200)는 원통형 셀(110, 120)과 PTC 소자(400)를 절연시키기 위하여 구비되는 것으로 설명할 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 제 1원통형 셀(110)과 제 2원통형 셀(120)을 전기적으로 연결하는 메탈 플레이트(300)는, 각 원통형 셀(110, 120)의 전극단자에 접속되는 단자 접속부(310)와 상기 제 1원통형 셀(110) 및 제 2원통형 셀(120)에 각각 접속된 단자 접속부(310) 사이에 돌출되어 있는 돌출부(320)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 돌출부(320)는, 도면에 도시된 바와 같이 제 1단자 접속부(312)와 제 2단자 접속부(314) 사이를 연결해주는 부분에 수직인 방향으로 절곡 형성된 ‘ㄱ’ 자 형상을 가질 수 있다.
따라서, 상기 돌출부(320)는 제 1원통형 셀(110)과 제 2원통형 셀(120)의 윗면으로 돌출되지 않고 그 사이에 위치, 즉 지면을 기준으로 제 1, 2원통형 셀(110, 120)의 높이와 동일한 위치 또는 그 이하에 위치하므로 후술하는 연결부(600)의 제 3연결부(630) 또한 제 1, 2원통형 셀(110, 120)의 윗면으로 노출되지 않고 돌출부(320)에 연결될 수 있다.
여기서, 상기에서 설명한 바와 같이 제 1원통형 셀(110)과 제 2원통형 셀(120)은 각각의 양극단자 및 음극단자가 서로 다른 방향을 향하도록 배치되므로 제 1원통형 셀(110)에 접속된 제 1단자 접속부(312)와 제 2원통형 셀(120)에 접속된 제 2단자 접속부(314)는 서로 다른 극에 접속된 것으로 설명할 수 있다.
따라서, 각 원통형 셀(110, 120)의 전극단자에 접속되는 제 1단자 접속부(310)와 제 2단자 접속부(320)를 통하여 셀 간의 전기적 연결이 이루어질 수 있다.
또한, 상기 돌출부(320)는, 상기 제 1단자 접속부(312)와 제 2단자 접속부(314)를 연결하는 사이 영역에 수직인 방향으로 절곡 형성되어 'ㄱ' 형상의 구조를 가질 수 있으며, 상기 돌출부(320)에는 후술하는 연결부(600)의 제 3와이어(630)가 연결될 수 있다.
한편, 상기에서 설명한 바와 같이 메탈 플레이트(300)를 통하여 전기적으로 연결된 제 1, 2원통형 셀(110, 120)에는 PTC 소자(400)가 각각 구비될 수 있다. 여기서, 상기 PTC 소자(400)는 메탈 플레이트(300)의 타측에 구비될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 PTC 소자(400)는 제 1원통형 셀(110)의 양극단자 또는 음극단자, 제 2원통형 셀(120)의 양극단자 또는 음극단자에 각각 접촉되는 제 1접촉부(410)와 상기 제 1접촉부(410)와 절곡 형성되어, 제 1원통형 셀(110) 및 제 2원통형 셀(120)의 측면상에 접촉되는 제 2접촉부(420)를 포함하여 구성될 수 있다.
이 때, 상기 PTC 소자(400)는, 상기에서 설명한 바와 같이 제 1, 2원통형 셀(110, 120)에 각각 구비된 제 1절연부재(200)의 상부에 마련되는 것으로, 즉 각 원통형 셀의 측면상에 접촉되는 제 2접촉부(420)는 제 1절연부재(200)에 접촉되는 것일 수 있다. 이에 따라, 제 1절연부재(200)에 의해 원통형 셀(110, 120)의 몸통과 PTC 소자(400)가 절연될 수 있다.
여기서, 각 원통형 셀(110, 120)에 각각 구비되는 PTC 소자(400)는 제 1원통형 셀(110)과 제 2원통형 셀(120)이 상호 밀착 또는 인접하여 연결되는 영역, 즉 굴곡부(700) 안으로 구비될 수 있다.
도 6을 참조하여 보다 상세히 설명하면, 상호 밀착 또는 인접하여 연결된 제 1원통형 셀(110)과 제 2원통형 셀(120)의 각 곡면에 의하여 굴곡부(700)가 형성될 수 있다. 이 때, 상기 각 PTC 소자(400)를 굴곡부(700) 안으로 위치시킴으로써 PTC 소자(400)를 각 원통형 셀(110, 120)들이 연결된 측면상의 수평선의 상부로 노출되지 않도록 할 수 있다.
여기서, 제 1원통형 셀(110)와 제 2원통형 셀(120)에 각각 구비되는 PTC 소자(400)는 셀의 중심축을 기준으로 서로 다른 방향을 대향하도록 엇갈리게 위치할 수 있다.
따라서, 도 6에 도시된 바와 같이 정면으로 바라보았을 경우, 제 1원통형 셀(110)에 접촉된 PTC 소자의 제 1접촉부(410a)와 제 2원통형 셀(120)에 접촉된 PTC 소자의 제 2접촉부(410b)는 서로 평행하며 셀의 중심축을 기준으로 서로 다른 방향을 대향하도록 엇갈리게 형성될 수 있다.
상기 도 6에는 상세히 도면되지 않았지만, 제 1원통형 셀(110)의 제 1접촉부(410a)와 제 2원통형 셀(410b)이 서로 엇갈리도록 위치하는 것은, 즉 그 셀의 측면상에 접촉되는 제 1원통형 셀의 제 2접촉부(미도시)는 도면을 기준으로 하부의 굴곡부(700) 안으로, 제 2원통형 셀의 제 2접촉부(미도시)는 도면을 기준으로 상부의 굴곡부(700) 안으로 위치하는 것을 이해할 수 있을 것이다.
한편, 제 1원통형 셀(110)와 제 2원통형 셀(120)의 상면과 하면에는 제 2절연부재(500)가 구비될 수 있으며, 상기 제 2절연부재(500)는 각 원통형 셀의 상면 및 하면에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 상기 제 2절연부재(500)는 각 원통형 셀(110, 120)의 상면 및 하면에 부착됨으로써 연결부(600)가 외부로 돌출되는 부분을 제외한 나머지 부분에서 제 1원통형 셀, 제 2원통형 셀(110, 120)의 상.하부를 절연할 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 제 1원통형 셀(110)과 제 2원통형 셀(120)을 외부 장치와 연결하는 연결부(700)는 제 1와이어(610), 제 2와이어(620), 제 3와이어(630), 제 4와이어(640)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제 1와이어(610)와 제 2와이어(620)는, 제 1, 2원통형 셀(110, 120)에 각각 구비될 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 제 1와이어(610)는 제 1원통형 셀(110)에 구비된 PTC 소자(400)의 제 2접촉부(420)에 접합 연결되며, 상기 제 2와이어(620)는 제 2원통형 셀(120)에 구비된 PTC 소자(400)의 제 2접촉부(420)에 접합 연결되는 구성으로 각 원통형 셀에 구비된 각각의 PTC 소자(400)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제 3와이어(630)는, 상기에서 상술한 바와 같이 제 1원통형 셀(110)과 제 2원통형 셀(120) 간을 전기적으로 연결하는 메탈 플레이트(300)에 연결되는 구성으로, 상기 메탈 플레이트(300)의 돌출부(320)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 제 1, 2원통형 셀(110, 120)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제 4와이어(640)는, 제 2원통형 셀(120)에 마련된 소자의 온도 상승에 따라 전자의 흐름량이 달라지는 서미스터(미도시)를 경유하여 제 1원통형 셀(110)에 구비된 PTC 소자(400)에 연결될 수 있다.
보다 구체적으로는, 상기 제 4와이어(640)는 커넥터(650)로부터 연장되어 제 2원통형 셀(120)의 외면 중 안쪽에 마련된 서미스터(미도시)에 일부 접합 연결되고, 그 나머지 부분은 제 1원통형 셀(110)에 구비된 PTC 소자(400)의 제 2접촉부(420)에 접합 연결되는 구조일 수 있다.
이에 따라, 즉, 제 1원통형 셀(110)에 구비된 PTC 소자(400)의 제 2접촉부(420)에는, 제 1와이어(610)를 접합 연결하기 위한 1차 솔더링이 수행되고, 서미스터(미도시)를 경유한 제 4와이어(640)를 접합 연결하기 위한 2차 솔더링이 수행되는 총 2번의 솔더링 작업이 수행되는 것으로 설명할 수 있다.
여기서, 하나의 실시 예로 제 1와이어(610)와 제 4와이어(640)는 하나의 와이어로 구성되어 서미스터(미도시)를 경유하여 PTC 소자의 제 2접촉부(420)에 접합 연결되는 루프 형태를 형성할 수도 있고, 다른 실시 예로는 제 1와이어(610)와 제 4와이어(640)가 두 개의 와이어로 구성되어 하나는 서미스터(미도시)에 접합 연결, 다른 하나는 PTC 소자의 제 2접촉부(420)에 접합 연결되는 형태일 수도 있다.
또한, 본 설명에서는 제 2원통형 셀(120)에 서미스터(미도시)가 마련되고, 이를 경유한 제 4와이어(640)가 제 1원통형 셀(110)에 구비된 PTC 소자(400)의 제 2접촉부(420)에 접합 연결되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정하는 것은 아니며 제 1원통형 셀(110)에 서미스터(미도시)가 마련되고, 이를 경유한 제 4와이어(640)가 제 2원통형 셀(120)에 구비된 PTC 소자의 제 2접촉부(420)에 접합 연결될 수도 있다.
이와 같은 연결 구조에 따라, 상기 연결부(600)의 네 개의 와이어(610, 620, 630, 640)는 제 1원통형 셀(110)과 제 2원통형 셀(120)이 상호 밀착 또는 인접하여 연결되는 영역, 즉 굴곡부(700)에 위치할 수 있다.
한편, 상기 제 1 내지 제 4와이어(610, 620, 630, 640)는 하나의 커넥터(650)를 통하여 외부장치와 연결될 수 있다.
또한, 상기 연결부(600)는, 제 1 내지 제 4와이어의 일부를 감싸는 쿠션 부재(660)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기와 같은 연결 구조에 따라 서미스터(미도시)와 PTC 소자(400)가 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 서미스터(미도시)가 배터리 모듈의 온도를 감지, 측정하고, 상기 PTC 소자(400)는 측정된 배터리 모듈의 온도가 일정 온도 이상 상승하게 되면 출력 전원을 차단하여 배터리 모듈의 과열, 이로 인한 발화 문제 등의 위험 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 각 원통형 셀(110, 120)에 구비되는 PTC 소자(410, 420)를 굴곡부(700) 안으로 위치시키고, 이에 연결되는 제 1, 2와이어(610, 620)뿐만 아니라 제 3, 4와이어(630, 640) 또한 굴곡부(700) 안으로 위치되도록 연결함으로써 PTC 소자(400) 및 각 와이어(610, 620, 630, 640)가 지면을 기준으로 각 셀의 윗면상에 노출되지 않아 배터리 모듈의 두께를 감소시킬 수 있다.
도 8을 참조하여 PTC 소자(400) 및 네 개의 와이어(610, 620, 630, 640)의 연결 구조를 보다 상세히 설명하면, 상술한 바와 같이 굴곡부(700) 안으로 위치되도록 각 원통형 셀(110, 120)에 서로 엇갈리도록 PTC 소자(400)가 구비되고, 도면에는 상세하게 도시되지 않았지만 제 1와이어(610)는 PTC 소자(400)의 제 2접촉부(420)에 접합 연결되고, 제 2와이어(620)는 PTC 소자(400)의 제 2접촉부(420)에 접합 연결될 수 있다. 또한, 제 3와이어(630)는 제 1, 2원통형 셀(110, 120)에 PTC 소자가 구비되는 타측에 구성된 메탈 플레이트(300)의 돌출부(320)에 연결될 수 있다. 이 때, 상기 제 3와이어(630)는 도면에 도시된 위치에 위치하여야 하는 것을 한정하는 것은 아니며, 굴곡부(700) 영역 내에서 메탈 플레이트(300)의 돌출부(320)에 연결되도록 위치시킬 수 있다.
즉, 상기 제 3와이어(630)는 커넥터(650)로부터 연장되어 제 1원통형 셀(110)과 제 2원통형 셀(120) 사이 통로로 삽입시켜 굴곡부(700) 영역에 위치되고, 그 끝단이 메탈 플레이트(300)의 돌출부(320)에 연결됨으로써 지면을 기준으로 배터리 모듈의 윗면에 노출되지 않도록 할 수 있는 것이다.
또한, 상기 4와이어(640)는 제 2원통형 셀(120)에 마련된 서미스터(미도시)를 경유하여 제 1원통형 셀(110)에 구비된 PTC 소자(400)의 제 2접촉부(420)에 접합 연결될 수 있다.
따라서, 상기와 같이 각 원통형 셀에 구비되는 PTC 소자(400)를 제 1원통형 셀(110)과 제 2원통형 셀(120)이 상호 밀착 또는 인접하여 연결되는 영역인 굴곡부(700) 안으로 위치시키고, 각 PTC 소자(400)에 연결되는 연결부(600)의 제 1, 2와이어(610, 620)뿐만 아니라 제 3, 4와이어(630, 640)를 모두 포함하여 굴곡부(700) 안으로 위치하도록 연결함으로써 PTC 소자 및 연결부(600)의 각 와이어(610, 620, 630, 640)가 배터리 모듈의 각 셀(110, 120)이 연결된 측면상의 수평선의 상부로 노출되지 않게 되어 실시 예 1와 같이 PTC 및 와이어가 배터리 모듈의 각 셀의 윗면상에 위치하지 않으므로 보다 슬림화된 구조를 가지는 배터리 모듈을 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
110: 제 1원통형 셀
120: 제 2원통형 셀
200: 제 1절연부재
300: 메탈 플레이트 310: 단자 접속부(310)
312: 제 1단자 접속부(312)
314: 제 2단자 접속부(314)
320: 돌출부(320)
400: PTC 소자 410: 제 1접촉부(410)
420: 제 2접촉부(420)
500: 제 2절연부재
600: 연결부 610: 제 1와이어
620: 제 2와이어
630: 제 3와이어
640: 제 4와이어
650: 커넥터
700: 굴곡부

Claims (8)

  1. 전기적으로 연결된 두 개의 제1, 제2 원통형 셀을 포함하여 구성된 배터리 모듈에 있어서,
    양극단자 및 음극단자가 각각 구비되어 있으며, 각각의 양극단자 및 음극단자가 서로 다른 방향을 향하도록 상호 밀착 또는 인접하여 나란히 배치되어, 상기 밀착 또는 인접하여 연결된 영역에 굴곡부(700)를 형성하는 제 1, 2원통형 셀(110, 120);
    각 원통형 셀의 몸통 길이 이상의 크기를 가지는 곡면 구조로 형성되어, 상기 제 1원통형 셀과 제 2원통형 셀의 각 측면 상에 길이 방향으로 밀착되고 그 나머지 부분은 해당 셀의 상면 또는 하면에 'ㄱ'자 형상으로 절곡되어 부착되는 제 1절연부재(200);
    상기 제 1원통형 셀과 제 2원통형 셀의 양극단자 또는 음극단자에 각각 접속된 단자 접속부(310)와 이들 단자 접속부를 연결하는 사이 영역에 수직인 방향으로 절곡 형성된 'ㄱ'자 형상을 가지며 지면을 기준으로 상기 제1, 2 원통형 셀의 높이와 동일한 위치 또는 그 이하에 위치하여 상기 굴곡부 안에 수용된 돌출부(320)를 포함하는 메탈 플레이트(300);
    상기 제 1원통형 셀 및 제 2원통형 셀에 각각 구비된 제1 절연부재의 상부에 구비되되, 셀의 중심축을 기준으로 서로 다른 방향을 대향하도록 엇갈리게 위치하며 상기 제1, 2 원통형 셀이 연결된 측면상의 수평선의 상부로 노출되지 않도록 상기 제1, 2 원통형 셀 사이에 형성된 굴곡부(700) 안에 수용된 PTC 소자(400);
    상기 제 1원통형 셀 및 제 2원통형 셀의 상면 및 하면에 구비되는 제 2절연부재(500);
    제2 원통형 셀의 측면에 구비되는 서미스터(60);
    상기 제 1원통형 셀 및 제 2원통형 셀을 외부장치와 연결하기 위한 복수의 와이어를 포함하여 구성되는 연결부(600);
    를 포함하여 구성되며,
    상기 연결부(600)는,
    그 일단이 상기 제1 원통형 셀에 구비된 PTC 소자에 연결되는 제1 와이어(610);
    그 일단이 상기 제2 원통형 셀에 구비된 PTC 소자에 연결되는 제2 와이어(620);
    그 일단이 상기 메탈 플레이트의 돌출부(320)에 연결되는 제3 와이어(630);
    그 일단이 상기 제2 원통형 셀에 마련된 서미스터(60)를 경유하여 제1 원통형 셀에 구비된 PTC 소자에 연결되는 제4 와이어(640);
    를 포함하여 구성되며,
    상기 연결부의 제1 내지 4 와이어들의 타단은, 하나의 커넥터를 통하여 외부장치와 연결되며, 상기 메탈 플레이트의 돌출부(320)와 상기 PTC 소자(400)에 각각 연결되어 지면을 기준으로 상기 제1, 2 원통형 셀의 상면 또는 하면으로 노출되지 않고 상기 제1, 2 원통형 셀 사이의 굴곡부 안으로 위치하는 것; 을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1, 2원통형 셀에 각각 구비되는 PTC 소자(400)는,
    상기 제 1, 2원통형 셀의 양극단자 또는 음극단자에 각각 접촉되는 제 1접촉부(410);
    상기 제 1접촉부와 절곡 형성되어, 제 1, 2원통형 셀의 측면상에 각각 구비된 제 1절연부재에 접촉되며, 상기 연결부의 제1 와이어, 제2 와이어 및 제4 와이어의 일단이 접촉되는 제 2접촉부(420);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.


  5. 삭제
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  8. 삭제
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