KR102458158B1 - 배터리 팩 보호 회로 모듈 - Google Patents

배터리 팩 보호 회로 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR102458158B1
KR102458158B1 KR1020207015171A KR20207015171A KR102458158B1 KR 102458158 B1 KR102458158 B1 KR 102458158B1 KR 1020207015171 A KR1020207015171 A KR 1020207015171A KR 20207015171 A KR20207015171 A KR 20207015171A KR 102458158 B1 KR102458158 B1 KR 102458158B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pcb
battery
pair
electrodes
electrode
Prior art date
Application number
KR1020207015171A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200081426A (ko
Inventor
존 버나드 아르디사나 2세
요아브 벤-하임
테오도르 다보브
더글라스 웨인 모스코위츠
Original Assignee
스냅 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스냅 인코포레이티드 filed Critical 스냅 인코포레이티드
Priority to KR1020227036397A priority Critical patent/KR102676094B1/ko
Publication of KR20200081426A publication Critical patent/KR20200081426A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102458158B1 publication Critical patent/KR102458158B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/211—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/284—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with incorporated circuit boards, e.g. printed circuit boards [PCB]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/519—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising printed circuit boards [PCB]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • H01M50/557—Plate-shaped terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/181—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with surface mounted components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/247—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for portable devices, e.g. mobile phones, computers, hand tools or pacemakers
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007—Types of components
    • H05K2201/10037—Printed or non-printed battery
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/16—Inspection; Monitoring; Aligning
    • H05K2203/166—Alignment or registration; Control of registration
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

이차 배터리 팩은 배터리 및 보호 회로 모듈(PCM)을 포함하고, 배터리의 한 쌍의 전극들은 PCM의 일부를 형성하는 보호 회로 보드(PCB)에 접속되어 전극 접속들이 PCM 컴포넌트들을 그 위에 수용하는 주면 이외의 PCB의 면 상에 위치하게 한다. 일부 실시예들에서, PCM 컴포넌트들은 PCB의 한 쌍의 주면들 중 하나의 주면 상에 장착되고, 전극 접속들은 주면들 중 반대편의 주면 상에 위치한다. 다른 실시예들에서, 전극 접속들은 PCB의 한 쌍의 주 외부 면들 사이에서 횡방향으로 연장되는 주변 에지면 상에 위치한다. PCB 상의 PCM 컴포넌트들 및 전극 접속들의 공간적 배열은, PCB의 하나의 주 외부 면의 실질적으로 전체가 PCM 컴포넌트들의 배치에 이용가능하도록 되어 있다.

Description

배터리 팩 보호 회로 모듈
우선권 주장
본 출원은 2017년 10월 31일자로 출원된 미국 가특허 출원 일련번호 제62/579,604호에 대한 우선권의 이익을 주장하며; 본 출원은 또한 2017년 10월 31일자로 출원된 미국 가특허 출원 일련번호 제62/579,615호에 대한 우선권의 이익을 주장하며, 그 각각의 우선권의 이익은 이로써 청구되며, 그 각각은 그 전체가 본 명세서에 참조로 포함된다.
배터리 전력을 휴대용 전자 디바이스들에 제공하기 위한 일반적인 메커니즘은 모듈식 이차 배터리 팩(modular secondary battery pack)들의 사용에 의한 것이다. 이러한 배터리 팩들은, Li-Poly, Li-Pol, 또는 LiPo 셀들로도 알려진 리튬-이온 폴리머 배터리 셀들과 같은 재충전가능한 리튬-이온 기반 배터리 셀들을 종종 이용한다.
배터리 셀의 동작에 대하여 보호 기능들을 수행하기 위해 한 쌍의 전극들에 의해 배터리 셀에 접속되는 보호 회로 모듈(protection circuit module, PCM)이 배터리 팩에 보통 포함된다. PCM의 전형적인 기능들은 배터리 셀의 과충전 방지, 과방전 방지, 및 과전류 방지를 포함한다.
모바일 폰들과 같은 모바일 디바이스들 및 스마트 안경과 같은 웨어러블 디바이스들을 포함하는 많은 전자 디바이스들에서는, 공간이 귀하므로, 배터리 팩 설계에서 증가하는 공간 절약을 요구하고 있다. 그러나, 배터리 팩들에서의 공간 절약은, PCM 컴포넌트들에 대한 가용 공간/볼륨이 차선의 레벨들로 감소될 때 비용이 발생할 수 있다.
첨부된 도면들의 다양한 도면들은 본 개시내용의 예시적인 실시예들을 나타낼 뿐이고 그 범위를 제한하는 것으로서 간주될 수 없다. 도면들에 대한 설명에서 번호가 매겨진 항목들의 대조(collation)를 용이하게 하기 위해, 각각의 번호가 매겨진 항목의 첫번째 숫자는 그 항목이 처음 나타나는 도면에 대응한다. 도면에서:
도 1a 및 도 1b는 기존의 구조적 배열들에 따른 배터리 팩을 도시한다. 도 1a는 명확하게 보여주기 위해 PCM 절연 커버가 제거된 기존의 배터리 팩의 개략적인 3차원 도면이다. 도 1b는 도 1a의 기존의 배터리 팩의 확대된 스케일의 부분 단면도이다.
도 2a는 하나의 예시적인 실시예에 따른 배터리 팩의 부분적으로 노출된 개략적인 3차원 도면이고, 예시의 명확성을 위해 PCM 절연 커버가 생략되어 있다.
도 2b는 도 2a의 예시적인 배터리 팩의 확대된 스케일의 부분 단면도이다.
도 3a는, PCM의 보호 회로 보드(protective circuit board, PCB)의 에지면(edge face) 상에 전극 단자들이 제공되어 있는, 다른 예시적인 실시예에 따른 배터리 팩의 개략적인 부분 단면도이다.
도 3b는 도 3a의 예시적인 실시예에 따른 배터리 팩의 축소된 스케일의 개략적인 3차원 도면이다.
도 4a는, 대응하는 쌍의 배터리 셀들에 대한 한 쌍의 PCM들이 공통 PCB를 공유하는, 예시적인 실시예에 따른 배터리 팩의 부분 단면도이다.
도 4b는 도 4a의 예시적인 실시예에 따른 배터리 팩의 제조 동안의 중간 스테이지를 도시하는 도 4a에 대응하는 도면이다.
도 5b는, 대응하는 쌍의 배터리 셀들에 대한 한 쌍의 PCM들이 에지-장착형 PCB를 공통으로 공유하는, 예시적인 실시예에 따른 배터리 팩의 부분 단면도이다.
도 5a는 도 5b의 예시적인 실시예에 따른 배터리 팩의 제조 동안의 중간 스테이지를 도시하는 도 5b에 대응하는 도면이다.
본 명세서에서 제공된 서두는 편의를 위한 것일 뿐이며 사용된 용어들의 범위 또는 의미에 반드시 영향을 주는 것은 아니다.
기술적 배경
도 1a 및 도 1b는 기존의 배터리 팩 구조의 예를 도시한다. 도 1a의 종래의 배터리 팩(100)은 보호 회로 모듈(PCM)(112)의 형태의 안전 회로에 결합된 리튬 폴리머 배터리 셀(103)을 포함한다. 이전에 언급한 바와 같이, PCM(112)은 예를 들어 안전 목적을 위해 배터리 셀(103)에 전력 제어 기능성을 제공한다. 통상적으로, PCM은 배터리 셀(103)에서의 과충전, 과방전, 및/또는 과전류를 방지한다. PCM(112)은 배터리 셀(103)로부터 돌출되는 한 쌍의 전극들(109)에 의해 배터리 셀(103)에 접속된다. 종래의 방식으로, 한 쌍의 전극들(109)은 캐소드 및 애노드로 이루어지는 배터리 셀(103)의 단자들이다.
PCM(112)은 인쇄 회로 보드 또는 보호 회로 보드(PCB)(115) 및 PCB(115) 상에 장착된 복수의 PCM 컴포넌트들을 포함하고, PCB(115) 상의 PCM 컴포넌트들의 위치에 대한 가용 볼륨은 PCM 블록(118)에 의해 도면들에 표시되어 있다. PCB(115)는 PCM 컴포넌트들 및 배터리 전극들(109)로의 접속을 위해 그 위에 통합된 보호 회로를 갖는 직사각형 기판을 포함한다는 것을 알 것이다. 배터리 팩(100)의 모듈식 사용을 용이하게 하기 위해, 배터리 셀(103) 및 PCM(112)으로 이루어지는 어셈블리는 케이싱(106) 내에 하우징되고, 그의 일부는 PCM(112)에 대한 절연체(131) 커버링(covering)을 제공한다. 명확하게 보여주기 위해, 절연체(131) 및 그 유사체들(analogs)은 도 1a, 도 2a, 및 도 3b에서와 같이 각자의 실시예들의 개략적인 3차원 도면으로부터 일관되게 생략된다.
비교적 얇고, 가늘고 긴 직사각형 형상을 갖는 경우, PCB(115)는 서로 실질적으로 평행하고 대향하는 외측 방향들로 향하는 한 쌍의 실질적으로 직사각형의 주요 외부 표면들을 갖는다. 도 1b에서, 이들 대향하는 주요 면들은 상부면(124) 및 하부면(125)으로서 지정된다. 이 설명에서, 상부면 및 하부면에 대한 언급은 각자의 면들의 특정 배향 또는 공간적 속성을 나타내지 않지만, 그 대신에 설명에서 이들 2개의 면을 구별하기 위한 이름들(monikers)로서 사용된다는 점에 유의한다. 설명의 일관성을 위해, 통합된 보호 회로의 콘택들(contacts) 또는 노드들의 전부 또는 대부분이 PCM 컴포넌트들의 접속을 위해 이용가능한 PCB(115)의 그 면이, 문맥이 명확하게 달리 지시하지 않는 한, 상부면(124)으로 지칭된다.
상부 및 하부 면들(124, 125)은 그들 사이에 횡방향으로 연장되는 주변 에지면(peripheral edge face)에 의해 접속된다. 에지면은 PCB(115)의 종방향 단부 에지들(longitudinal end edges)에서 한 쌍의 단부 에지면들(end edge faces), 및 PCB(115)의 측방향 측면 에지들(lateral side edges)에서 한 쌍의 측면 에지면들(side edge faces)(135, 136)을 포함한다. 명확성을 위해, 측면 에지면들(도 1b에서 가장 잘 보임)은 배터리 셀(103)로부터 가장 먼 전방 에지면(135), 및 배터리 셀(103)에 가장 가까운 후방 에지면(136)으로서 지정된다. PCB(115)는 PCB(115)의 폭방향 치수(widthwise dimension)(즉, 측면 에지면들(135, 136) 사이에서 연장되는 치수)가 배터리 셀(103)의 길이 방향에 실질적으로 평행하도록 배향된다. PCB(115)의 길이 방향(즉, 그의 단부 에지들 사이에서 연장되는 PCB(115)의 치수)은 배터리 셀(103)의 길이 방향에 대해 횡방향으로 배향된다. 폭방향 치수에 수직인 PCB(115)의 두께 치수(thickness dimension)(즉, 상부면(124)과 하부면(125) 사이에서 연장되는 PCB(115)의 그 치수)는 배터리 셀(103)의 길이 방향에 대해 횡방향으로 배향된다.
도 1a 및 도 1b에서 알 수 있는 바와 같이, PCB(115)에 대한 각자의 전극들(109)의 접속들은 기존의 배터리 팩(100)에서 PCB(115)의 상부면(124) 상에 위치한다. 전극들(109)을 제공하는 각자의 금속 탭들(예를 들어, 구리 탭들)이 배터리 셀(103)로부터 종방향으로(배터리 셀(103)의 길이 방향에 대해 상대적으로) 돌출하고, PCB(115)의 하부면(125) 아래를 통과하며, 180° 구부러져 상부면(124)과 접촉하도록 접힌다. 전극들(109)은 통상적으로 PCB(115) 상에 제공된 각자의 금속 단자 패드들에 납땜된다. 이 예에서, 금속 단자 패드들은 PCB(115)에 의해 운반되는(carried) 보호 회로의 일부를 형성하는 금 도금된 표면들이다.
상부면(124) 상의 전극 콘택들의 위치가 PCM 블록(118)에 대한 가용 공간을 차단(interrupt)하므로, PCB 상부면(124) 상의 PCM 컴포넌트들에 대한 누적 가용 볼륨(cumulative available volume)은 118', 118", 및 118"'으로 표시된 3개의 개별 서브-블록들의 합으로 주어진다.
상세한 설명
이하의 설명은 본 개시내용의 예시적인 실시예들을 구현하는 디바이스들, 시스템들, 방법들, 기법들, 명령어 시퀀스들, 및 컴퓨팅 머신 프로그램 제품들을 포함한다. 이하의 설명에서는, 설명의 목적들을 위해, 다수의 특정 상세들이 개시된 주제의 다양한 실시예들의 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 본 기술분야의 통상의 기술자들에게는 개시된 주제의 실시예들이 이러한 특정 상세사항들 없이 실시될 수 있다는 것이 명백할 것이다. 일반적으로, 널리 공지된 명령어 인스턴스들, 프로토콜들, 구조들, 및 기법들은 반드시 상세히 도시되지는 않는다.
본 개시내용의 일 양태는 PCM 컴포넌트들을 그 위에 수용하는 주면(major face) 이외의 PCB의 면 상의 PCM의 PCB에 대한 배터리 셀의 전극 접속들을 위치시키는 것을 제공한다. PCM 컴포넌트들이 장착되는 PCB의 주면으로부터의 전극 접속들의 이러한 분리는 PCB의 PCM-호스팅 주면의 실질적으로 전체를 PCM 컴포넌트들의 실장을 위해 이용가능하게 만든다.
다수의 예시적인 실시예들을 참조하여 아래에 설명되는 바와 같이, PCB에 대한 전극 접속들은 그것의 에지면 상에, 또는 PCM 컴포넌트들이 장착되는 상부면에 대향하는 하부면 상에 제공될 수 있다. 전극들이 그의 에지면 상에서 PCB에 접속되는 예시적인 실시예들에서, (예를 들어, 배터리 셀로부터 돌출되는 전극의 주요 접속 부분에 대해 넓어지는) 확대된 단자 패드들은, 예를 들어, 구리 또는 금 도금된 표면들에 의해 PCB의 에지면 상에 제공될 수 있다.
전극들이 PCB의 하부면에 접속되는 일부 예시적인 실시예들에서, PCB는 그 두께 치수가 배터리 셀의 길이 방향에 실질적으로 평행한 배향을 가질 수 있다(따라서 도 1b에 도시된 PCB(115)의 위치에 대해 90°보다 더 많이 또는 더 적게 회전되는 배향을 가짐). 일부 이러한 실시예들에서, 배터리 팩은 PCB 양 옆에 있는 한 쌍의 배터리 셀들을 포함할 수 있고, 배터리 셀들 둘 다가 PCB에 접속되므로, 2개의 배터리 셀의 각자의 PCM 모듈들은 공통으로 단일 PCB를 공유한다.
이제, 다수의 특정 예시적인 실시예들이 도 2 내지 도 5를 참조하여 더 상세히 설명될 것이다. 이해의 용이성을 위해, 일부 경우들에서는 대응하는 부분들 또는 요소들의 상세들 사이에 차이가 있더라도, 도 1 및 도 2 내지 도 5에서 대응하는 부분들 또는 요소들을 표시하기 위해 동일한 참조 번호들이 사용된다.
도 2a 및 도 2b는, 전극들(109)이 그의 하부면(125) 상에서 PCB(115)에 전도성으로 결합되는 예시적인 배터리 팩(200)을 도시한다. 이것은 도 1을 참조하여 논의된 바와 같이, PCB(115)의 상부면(124)에 대한 전극들(109)의 종래의 결합과 대조적이다. 도 1의 종래의 배터리 팩 구성과 도 2의 예시적인 실시예 사이의 추가적인 차이점은, PCB(115)는 그 폭방향 치수가 배터리 셀(103)의 길이 방향에 대해 횡방향으로 배향된다는 점에서 상이한 배향을 갖는다는 점이다. 이것은, 배터리 셀(103)의 길이 방향이 좌에서 우로 연장되는 도 2b의 측단면도에서 가장 잘 볼 수 있으며, PCB(115)의 폭방향 치수는 수직으로 연장된다. (PCB(115)의 두께 치수는, 배터리 셀(103)의 길이 방향에 평행하게, 도 2b에서 수평으로 연장된다는 것을 이해할 것이다).
이 예시적인 실시예에서, PCB(115)의 직립 배향(upright orientation)은, 상부면(124)이 배터리 셀(103) 쪽으로 향하고, 하부면(125)이 배터리 셀(103)로부터 멀리 향하도록 되어 있다. 그의 다양한 컴포넌트들을 갖는 PCM 블록(118)은 상부면(124) 상에 위치되고, 따라서 PCB(115)와 배터리 셀(103) 사이에 샌드위치된다. 전극들(109)은 배터리 셀(103)로부터 종방향으로 돌출하고, PCM 블록(118) 및 PCB(115)를 지나 연장되며, PCB(115)의 하부면(125)에 대해 평평하게 놓여 그와 접촉하도록 약 90°로 완전히 구부러진다(bent through).
PCB(115)의 하부면은 전극들(109)이 접속되는 각자의 전도성 단자 패드들을 제공하고, 단자 패드들은 전극들(109)과 PCM 블록(118)의 일부를 형성하는 PCM 컴포넌트들 사이에 전자적 접속을 제공하기 위해 PCB(115)의 통합된 보호 회로에 결합된다. 이 예시적인 실시예에서, 하부면(125) 상의 단자 패드들은 각자의 전극들이 납땜되는 금 도금된 표면들이다.
전극들(109)이 상부면(124) 위로 지나가지 않도록 하는 PCB(115)의 공간적 배열과 함께, 하부면(125) 상의 전극 접속들의 위치는 PCM 컴포넌트 접속에 이용가능한 상부면(124)의 실질적으로 전체를 남겨두어, PCM 블록(118)이 전극들에 의해 차단되지 않게 한다는 점에 유의한다. (도 1의 배터리 팩(100)과 같은 전형적인 기존의 디바이스와 비교할 때) 상부면(124) 상의 이러한 추가적인 자유 영역은 더욱 콤팩트한 PCB를 허용하도록 최적화될 수 있다. 예를 들어, 배터리 팩(200)의 차단되지 않은 PCM 블록(118)의 높이는, 도 1a의 차단된 PCM 서브 블록들(118', 118", 118"')에 대한 경우와 같이 동일한 PCM 볼륨을 제공하면서, 감소될 수 있다. PCM 블록(118)의 최대 치수들에서의 이러한 감소는 결국 PCM 모듈(112)의 최대 치수들에서의 감소를 전체적으로 달성하기 위해 이용될 수 있고, 이는 유사한 성능 속성들을 갖는 더 작은 배터리 팩(200)을 허용하거나, 배터리 팩(200)이 일정한 배터리 팩 크기에 대해 더 큰, 더 많은 용량의 배터리 셀(103)을 갖는 것을 허용한다.
도 3a 및 도 3b는 그 위의 임의의 전극 접속들에 의해 차단되지 않는 PCM 컴포넌트-수용 상부면(PCM component-receiving top face)(124)을 제공하는 다른 예시적인 배터리 팩(300)을 도시한다. 예시적인 배터리 팩(300)에서, 전극들(109)은 PCB(115)의 에지면에 접속되고, 특히 전방 에지면(135)에 접속된다.
도 3a에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 배터리 팩(300)에서의 PCB(115)의 배향은, PCB(115)의 두께 치수(즉, 상부면(124)과 하부면(125) 사이에서 연장되는 방향)가 배터리 셀(103)의 길이 방향에 대해 횡방향으로 배향된다는 점에서, 이전에 설명된 기존의 배터리 팩(100)(도 1b)에서의 경우와 유사하다. 전극(309)에 의해 제공되는 주요 접속 전극 부분은 배터리 셀(103)로부터 종방향으로 돌출하고, PCB(115)의 하부면(125) 아래를 통과하며, 각자의 전극들(109)의 단자 단부 부분들(317)이 배터리 셀(103)로부터 멀리 종방향으로 향하는 PCB의 전방 에지면(135)에 대해 평평하게 놓이도록 실질적으로 90° 구부러진다.
도 3b에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 전극들(109)의 단자 단부 부분들(317)은 전극들(109)의 탭 부분들(309)의 폭에 대해 넓어진다. PCB(115)의 전방 에지면(135)은 전극들(109)의 단자 단부 부분들(317)보다 폭이 다소 더 큰 한 쌍의 접속 패드들(324)을 제공한다. 이 예시적인 실시예에서, 접속 패드들(324)은 전방 에지면(135) 상의 금 도금된 표면들에 의해 제공되고, 전극들(109)의 접속은 각자의 접속 패드들(324)에 대한 단자 단부 부분들(317)의 납땜 접합 부착(solder joint attachment)에 의해 달성된다. 다른 실시예들에서, 전극들(109)은 노출된 금 패드들(324)에 용접될 수 있다. 접속 패드들(324)은 PCB(115)의 집적 회로에 전도성으로 결합된다. 이 예시적인 실시예에서, 단자 단부 부분들(317) 및 접속 패드들(324)의 증가된 폭은 단자 단부 부분들(317)과 접속 패드들(324) 사이의 접촉 표면이 적어도 도 1을 참조하여 설명된 배터리 팩(100)과 같은 기존의 배터리 팩들의 종래의 구조화된 전극들(109)과 PCB(115) 사이의 대응하는 접촉 표면만큼 크도록 선택된다.
또한, 상부면(124)에 의해 제공되는 PCM 컴포넌트 영역 내로의 배터리 전극들(109)의 침입을 회피함으로써, 상부면(124)의 실질적으로 전체 평평한 표면이 PCM 컴포넌트들을 배치하는 데 이용가능하게 된다는 것을 알 수 있다. 상부면(124) 상의 추가적인 자유 영역은 더욱 콤팩트한 PCB(115)를 허용하기 위해 최적화될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 기존의 배터리 팩(100)의 경우와 비슷한 PCM 블록 볼륨을 제공하는 더 작은 폭(즉, 전방 및 후방 측면 에지들(135, 136) 사이의 더 작은 간격)을 갖는 PCB(115)가 제공될 수 있다. 이전에 언급한 바와 같이, 그러한 공간 절약은 주어진 배터리 용량에 대해 더 짧은 배터리 팩(300)으로 변환될 수 있거나, 주어진 배터리 팩 크기에 대해 배터리 용량을 증가시키는데 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, PCM 컴포넌트 부착을 위해 PCB의 실질적으로 전체 주 외부 면이 이용가능하도록 하는 PCM의 PCB에 대한 배터리 전극 접속들의 배열은, 2개의 별개의 배터리 셀 또는 유닛이 단일 PCB를 갖는 공통 PCM을 공유하는 PCM 네스팅 배열(PCM nesting arrangement)과 조합된다. 이러한 배열의 한 예시적인 실시예가 도 4a에 개략적으로 도시된다.
각자의 예시들로부터 명백하게 알 수 있는 바와 같이, PCB(115)의 배향 및 제1 배터리 셀(103.1)에 대한 그의 접속은 도 2a 및 도 2b를 참조하여 예시되고 논의된 배열에 대응한다. 따라서, PCB(115)는 그의 폭 방향이 제1 배터리 셀(103.1)의 길이 방향에 대해 횡방향인(transverse) 직립 배향을 가지며, PCB(115)의 두께 치수는 배터리 셀(103.1)의 길이 방향에 평행하다. 제1 배터리 셀(103.1)의 전극들(109.1)은 배터리 셀(103)의 하부면(125)에 접속되어, 전극들(109.1)에 의해 방해받지 않는 PCB(115)의 상부면(124) 상에 일차 PCM 블록(118.1)을 남긴다. 상부면(124)은 배터리 셀(103.1)과 반대편에 있으며 이를 향해 있다.
그러나, 배터리 팩(400)은 제1 배터리 셀(103.1)과 실질적으로 동일한 제2의 추가적인 배터리 셀(103.2)을 포함한다. 제2 배터리 셀(103.2)은 제1 배터리 셀(103.1)과 종방향으로 정렬되고, 그 사이에 종방향 간격을 갖고 제1 배터리 셀(103.1)과 엔드-투-엔드로 배열되고, 그 안에 공통 PCM(112)이 배터리 셀들(103.1, 103.2) 둘 다를 서빙(serving)하기 위해 하우징된다. 달리 말하면, 배터리 팩(400)의 2개의 배터리 셀은 실질적으로 공통 평면에 놓인다.
제2 배터리 셀(103.2)의 전극들(109.2)은, 이 예시적인 실시예에서 PCB(115)의 하부면(125)에 접속되는, 제1 배터리 셀(103.1)의 전극들(109.1)의 접속과 동일한 면 상에서 PCB(115)에 전도성으로 결합된다. 각자의 배터리 셀들의 전극들(109.1, 109.2)이 PCB(115)의 대향 측면 에지들을 향해 연장되도록, 제2 배터리 셀(103.2)은 제1 배터리 셀(103.1)에 대해 반전된다. 이 예시적인 실시예에서, 한 쌍의 배터리 셀들(103)의 각자의 전극들(109)은 그들의 공통 접속에서 PCB(115)의 하부면(125)에 함께 접속된다. 따라서, 제1 배터리 전극들(109.1)은 접속 패드들을 실질적으로 커버하는 하부면(125) 상의 각자의 노출된 구리 접속 패드들에 납땜 또는 용접된다. 제2 배터리 전극들(109.2)은 차례로 제1 전극들(109.1)의 노출된 후방 표면들에 납땜 또는 용접된다. 다른 실시예들에서, 별개의 접속 표면들 또는 패드들이 4개의 전극(109.1, 109.2) 모두에 대해 하부면(125) 상에 제공될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 제2 전극들(109.2)은 제1 전극들(109.1)에 부착되지 않고, 대신에 하부면(125)에서 PCB(115)에 직접 납땜 또는 용접된다.
전술한 예시적인 실시예들에서와 같이, PCB(115)의 상부면(124)은 임의의 전극 접속들에 의해 차단되지 않고, 일차 PCM 블록(118.1) 내의 PCM 컴포넌트들의 부착을 위해 실질적으로 전체적으로 이용가능하다. 추가적인 PCM 컴포넌트들은 이차 PCM 블록(118.2)에서 전극 접속을 위해 예약(reserve)되지 않은 하부면(125)의 그 부분들 상에 배치된다. 따라서, 이차 PCM 블록(118.2)은, 도 1a의 PCM 서브-블록들(118', 118", 및 118"')과 배열 및 외관이 유사한 3개의 차단된 서브-블록을 갖는다.
도 4b는 도 4a의 완성된 배터리 팩(400)을 제조하는 중간 단계 동안의 배터리 팩(400)의 상이한 컴포넌트들의 공간적 배열을 도시한다. 전극들(109.1, 109.2)을 PCB(115)에 부착하는 것을 용이하게 하기 위해, 직선으로 된 굽지 않은 상태에서의 각자의 전극 탭들은 PCB(115)의 하부면(125)에 납땜 또는 용접되고, PCB(115)는 그 폭 방향이 배터리 셀들(103.1, 103.2)의 길이 방향들과 정렬되도록 배향된다. 이러한 프로세스는 도 4b에서 보여지는 배열을 초래한다.
그 후에, 전극들(109)이 PCB(115)에 확실하게 부착되는 경우, PCM(112)(단일의 공통 PCB(115), 일차 PCM 블록(118.1), 및 이차 PCM 블록(118.2)을 포함함)은 도 4a에 도시된 그 위치로 대략 90°로 완전히 회전된다(rotated through). 배터리 셀들에 대한 PCM(112)의 이러한 회전 동안, 각자의 전극 탭들(109.1, 109.2)은 도 4a에 도시된 형상들을 취하도록 구부러지거나 접힌다.
도 4b를 참조하여 설명된 배터리 팩(400)의 설명된 조립 방법은, 각자의 컴포넌트들이 도 4의 최종 위치에서 접속되었을 경우보다 전극 부착 동안 PCB(115)에 더 큰 액세스가능성(accessibility)을 제공한다는 이점을 갖는다.
도 5b는, 2개의 배터리 셀(103.1, 103.2)이 단일 PCM(112)을 공통으로 공유하는 네스팅 배열에서의 듀얼-셀 배터리 팩(500)의 추가의 예시적인 실시예를 도시하며, 단일 PCB(115)가 배터리 팩(500)의 배터리 셀들 둘 다를 서빙한다. 따라서 도 5의 배터리 팩(500)은 도 4의 배터리 팩(400)과 배열이 유사하며, 주요 차이점은, 전극 접속들이 도 4의 경우와 같이 하부면(125) 상이 아니라 PCB(115)의 에지면 상에 제공된다는 점이다.
더욱 구체적으로, 각자의 쌍의 배터리 전극들(109.1, 109.2) 각각은 (도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 방식으로) PCB(115)의 각자의 측면 에지면(135, 136)에 접속된다. 따라서, PCB(115)의 각각의 측면 에지면에는 PCB(115)의 통합된 보호 회로에 접속되는 한 쌍의 넓어진 구리 단자 접속 패드들(324)이 제공된다. 4개의 전극 탭 각각은, 납땜 또는 용접에 의해 에지-장착된 접속 패드들(edge-mounted connection pads)(324.1, 324.2) 중 각자의 것에 접속되는 각자의 넓어진 단부 부분(317)을 유사하게 갖는다.
도 5a는 도 5b의 완성된 배터리 팩(500)의 제조에서의 중간 단계를 도시한다. 그러나, 배터리 팩(500)의 제조에서, 전극들(109.1, 109.2)의 각자의 단부 부분들(317.1, 317.2)은 대응하는 에지-장착된 콘택 패드들(324.1, 324.2)에 납땜되고, 전극들(109.1, 109.2)은 직선으로 되어 있고, 도 5a에서 점선들(520)로 표시된 방향들로 연장된다. 이 위치에서, PCB(115)는 그 폭방향 치수가 배터리 셀들(103, 103')의 길이 방향에 대해 횡방향이 되도록 배터리 셀들(103, 103')에 대해 배향된다는 것을 이해할 것이다.
그 후, PCM(112)은 도 5b에 도시된 최종 위치로 180° 완전히 회전된다. 이것은, 전극 단부 부분(317.1, 317.2)이 그것이 돌출되는 배터리 셀(103.1, 103.2)을 다시 향하도록 전극들(109.1, 109.2)의 단부들을 그 자체로 다시 접음으로써 달성된다. 전극들(109.1, 109.2)에서 이러한 180° 접힘을 달성하기 위해, 전극 탭들은 이 예에서 2개의 별개의 가깝게 이격된 90° 접힘 또는 각도로 주어진다. 도 5a는 이들 접힘들 중 첫번째 접힘이 전극들(109.1, 109.2)에 도입된 후의 배터리 팩(500)을 도시한다. 따라서 전극들(109.1, 109.2)을 구부림으로써, 배터리 셀들(103.1, 103.2)을 함께 더 가깝게 끌어오고, PCM 블록들(118)을 도 5b에 도시된 그 최종 위치들로 회전시킨다는 것을 이해할 것이다.
도 4b 및 도 5a를 참조하여 설명된 제조의 설명된 방법의 이점은, 전극들이 접히기 전에 직선으로 연장되는 위치들에서 PCB 및 전극 단부 부분들에 대한 액세스가 더 용이하다는 점이다. 이것은 부분적으로, PCB 및 부착된 전극 단부 부분들이 그 최종 위치들로 회전될 때 배터리 셀들의 인접 단부들 사이의 종방향 간격이 감소한다는 사실로 인한 것이다. 따라서, 예시된 제조 방법은 제조 품질을 향상시키고, 전극들이 그 최종 형상들 및 위치들에서 PCB에 부착되는 경우보다 덜 비싼 툴링(tooling)을 요구한다.
선택된 예시적인 실시예들의 요약
전술한 설명으로부터, 다수의 예시적인 실시예들 및 예시적인 실시예들의 조합들이 개시된다는 것을 알 수 있을 것이다. 개시된 실시예들은 이하에 제시되는 예시적인 실시예들의 열거된 리스트를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
예 1: 배터리 팩(battery pack)으로서,
전기 전력을 생성하기 위한 전기화학 배터리;
상부면 및 반대로 향하는 평행한 하부면을 정의하는 한 쌍의 주 외부 표면들을 갖는 보호 회로 보드(PCB) - 상기 PCB의 주변 에지면은 상기 상부면과 상기 하부면 사이에서 횡방향으로 연장됨 - ;
상기 PCB의 상기 상부면 상에 장착되고 상기 PCB에 전기적으로 결합되어 상기 배터리의 하나 이상의 기능을 제어하는 보호 회로 모듈(PCM) 컴포넌트들; 및
상기 배터리를 상기 PCB에 전기적으로 접속하는 한 쌍의 전극들 - 상기 PCB에 대한 상기 한 쌍의 전극들 중 적어도 하나의 전극의 각자의 전극 접속은 상기 PCB의 상기 에지면 및 상기 PCB의 상기 하부면 중 하나 상에 위치함 -
을 포함하는, 배터리 팩.
예 2: 예 1에 있어서, 상기 PCB에 대한 상기 한 쌍의 전극들 둘 다의 전극 접속들은 상기 PCB의 상기 하부면 또는 상기 에지면 상에 위치하여, 상기 PCB의 상기 상부면에 어떠한 전극 접속도 없는, 배터리 팩.
예 3: 예 2에 있어서, 상기 전극들에 대한 상기 PCB의 공간적 배열은, 상기 상부면의 실질적으로 전체가 PCM 컴포넌트들의 장착을 위해 이용가능하도록 되어 있는, 배터리 팩.
예 4: 예 2 또는 예 3에 있어서, 상기 PCB 상의 PCM 컴포넌트들의 위치는 상기 상부면으로 제한되는, 배터리 팩.
예 5: 예 1 내지 예 4 중 어느 한 예에 있어서, 상기 PCB에 대한 상기 한 쌍의 전극들 둘 다의 전극 접속들은 상기 PCB의 단일의 공통면 상에 위치하는, 배터리 팩.
예 6: 예 4에 있어서, 전극 접속들 둘 다 상기 PCB의 상기 하부면 상에 위치하는, 배터리 팩.
예 7: 예 6에 있어서, 상기 PCB는, 상기 상부면과 상기 하부면 사이에 정의되는 상기 PCB의 두께 치수가 상기 배터리의 길이 방향에 실질적으로 평행하도록 배향되어, 상기 PCB의 상기 주 외부 표면들 중 하나가 상기 배터리를 향하는, 배터리 팩.
예 8: 예 7에 있어서, 상기 PCB의 상기 상부면은 상기 배터리를 향하고, 상기 한 쌍의 전극들이 접속되는 상기 PCB의 상기 하부면은 상기 배터리로부터 멀리 향하는, 배터리 팩.
예 9: 예 2 내지 예 5 중 어느 한 예에 있어서, 상기 PCB에 대한 상기 한 쌍의 전극들 둘 다의 전극 접속들은 상기 에지면 상에 위치하는, 배터리 팩.
예 10: 예 9에 있어서,
상기 PCB의 상기 주 외부 표면들은 윤곽이 실질적으로 직사각형이고, 주변으로 연장되는 에지면은 한 쌍의 실질적으로 평행한 측면 에지면들 및, 그에 대해 횡방향인, 한 쌍의 실질적으로 평행한 단부 에지면을 포함하고;
상기 전극 접속들은 상기 한 쌍의 측면 에지면들 중 하나 상에 위치하는, 배터리 팩.
예 11: 예 10에 있어서,
상기 한 쌍의 측면 에지면들 사이에 정의되는 상기 PCB의 폭 방향은 상기 배터리의 길이 방향에 실질적으로 평행하게 배향되고,
상기 PCB에 대한 상기 한 쌍의 전극들의 전극 접속들은 상기 배터리로부터 가장 먼 상기 PCB의 상기 측면 에지면 상에 위치하는, 배터리 팩.
예 12: 예 11에 있어서, 상기 한 쌍의 전극들은 상기 PCB의 상기 하부면 아래에서 상기 배터리로부터 가장 먼 상기 측면 에지면 상의 그들 각자의 접속들로 통과하여, PCM 컴포넌트들의 장착을 위해 이용가능한 상기 PCB의 상기 상부면의 실질적으로 전체를 남기는, 배터리 팩.
예 13: 예 9 내지 예 12 중 어느 한 예에 있어서, 상기 PCB는 상기 한 쌍의 전극들 각각과의 접속을 위한 상기 에지면 상의 각자의 전극 콘택을 포함하고, 각각의 전극 콘택은 상기 배터리와 상기 전극 콘택 사이에서 연장되는 대응하는 전극 탭의 접속 부분보다 큰 폭을 갖는, 배터리 팩.
예 14: 예 13에 있어서, 각각의 전극은 상기 배터리로부터 가장 먼 상기 대응하는 전극 탭의 단부에 단부 부분을 포함하고, 각각의 전극 단부 부분은 상기 전극 탭의 접속 부분에 대해 증가된 것인, 배터리 팩.
예 15: 예 9 내지 예 14 중 어느 한 예에 있어서, 상기 전극 접속들은 상기 PCB의 상기 에지면에 부착된 대응하는 금속 패드들에 상기 전극들의 각자의 납땜 부착들을 포함하는, 배터리 팩.
예 16: 방법으로서,
배터리의 하나 이상의 동작 기능을 제어하기 위한 보호 회로 보드(PCB)의 상부면 상에 보호 회로 모듈(PCM) 컴포넌트들을 장착하는 단계 - 상기 PCB는 상기 상부면 및 평행한 하부면을 정의하는 한 쌍의 주 외부면들을 갖고, 상기 PCB의 주변 에지면은 상기 상부면과 상기 하부면 사이에서 횡방향으로 연장됨 - ; 및
상기 배터리의 한 쌍의 전극들을 상기 PCB에 접속하여, 상기 PCB에 대한 상기 한 쌍의 전극들 중 적어도 하나의 전극의 각자의 전극 접속을 상기 상부면 이외의 상기 PCB의 면 상에 위치시키는 단계
를 포함하는, 방법.
예 17: 예 16에 있어서, 상기 PCB에 대한 상기 한 쌍의 전극들 둘 다의 전극 접속들은 상기 PCB의 상기 하부면 상에 위치하는, 방법.
예 18: 예 17에 있어서, 상기 PCB는, 상기 PCB의 폭방향 치수가 상기 배터리의 길이 방향에 횡방향으로 연장되도록 배향되고, 상기 PCB의 상기 상부면은 상기 배터리를 향하는, 방법.
예 19: 예 16에 있어서, 상기 PCB에 대한 상기 한 쌍의 전극들 둘 다의 전극 접속들은 상기 PCB의 상기 에지면 상에 위치하는, 방법.
표현
본 명세서의 전반에 걸쳐, 복수의 사례들은 단일 사례로서 설명된 컴포넌트들, 동작들, 또는 구조들을 구현할 수 있다. 하나 이상의 방법의 개별적인 동작들은 별도의 동작들로서 예시되고 설명되지만, 개별적인 동작들 중의 하나 이상은 동시에 수행될 수 있고, 어떤 것도 동작들이 예시된 순서로 수행될 것을 요구하지는 않는다. 예시적인 구성들에서 별도의 컴포넌트들로서 제시된 구조들 및 기능은 조합된 구조 또는 컴포넌트로서 구현될 수 있다. 유사하게, 단일 컴포넌트로서 제시된 구조들 및 기능은 별도의 컴포넌트들로서 구현될 수 있다. 이러한 그리고 다른 변형들, 수정들, 추가들, 및 개선들은 본 명세서에서 주제의 범위 내에 속한다.
개시된 주제의 개요가 특정한 예시적인 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 본 개시내용의 실시예들의 더 넓은 범위로부터 벗어나지 않으면서, 이 실시예들에 대해 다양한 수정들 및 변경들이 행해질 수 있다. 발명 주제의 이러한 실시예들은, 하나보다 많은 것이 실제로 개시되는 경우에 임의의 단일 개시내용 또는 발명 개념으로 이 출원의 범위를 자발적으로 제한하도록 의도하지 않고 단지 편의를 위해 "발명"이라는 용어로 개별적으로 또는 집합적으로 본 명세서에서 지칭될 수 있다.
본 명세서에서 예시된 실시예들은 본 기술분야의 통상의 기술자들이 개시된 교시사항들을 실시하는 것을 가능하게 할 정도로 충분히 상세하게 설명된다. 다른 실시예들이 이용될 수 있고 그로부터 도출될 수 있어서, 이 개시내용의 범위로부터 벗어나지 않으면서 구조적 및 논리적 치환들 및 변경들이 행해질 수 있다. 따라서, 상세한 설명은 제한적인 의미로 해석되어서는 안 되며, 다양한 실시예들의 범위는 오직 첨부된 청구항들과 함께, 그러한 청구항들의 자격이 있는 균등물들의 최대 범위(full range of equivalents)에 의해 정의된다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "또는"은 포괄적 또는 배타적 의미의 어느 하나로 해석될 수 있다. 또한, 복수의 사례들은 본 명세서에서 설명된 자원들, 동작들, 또는 구조들에 대하여 단일 사례로서 제공될 수 있다. 추가적으로, 다양한 자원들, 동작들, 모듈들, 엔진들, 및 데이터 저장소들 사이의 경계들은 다소 임의적이고, 특정 동작들은 특정 예시적인 구성들의 컨텍스트에서 예시된다. 기능의 다른 할당들이 구상되고, 본 개시내용의 다양한 실시예들의 범위 내에 속할 수 있다. 일반적으로, 예시적인 구성들에서 별도의 자원들로서 제시된 구조들 및 기능은 조합된 구조 또는 자원으로서 구현될 수 있다. 유사하게, 단일 자원으로서 제시된 구조들 및 기능은 별개의 자원들로서 구현될 수 있다. 이러한 그리고 다른 변형들, 수정들, 추가들, 및 개선들은 첨부된 청구항들에 의해 표시되는 바와 같은 본 개시내용의 실시예들의 범위 내에 속한다. 따라서, 명세서 및 도면들은 한정적인 의미보다는 예시적인 의미로 간주되어야 한다.

Claims (19)

  1. 배터리 팩(battery pack)으로서,
    전기 전력을 생성하기 위한 전기화학 배터리(electrochemical battery );
    상부면 및 반대로 향하는 평행한 하부면을 정의하는 한 쌍의 주 외부 표면들(major outer surfaces)을 갖는 보호 회로 보드(protective circuit board, PCB) - 상기 PCB의 주변 에지면(peripheral edge face)은 상기 상부면과 상기 하부면 사이에서 횡방향으로 연장됨 - ;
    상기 PCB의 상기 상부면 상에 장착되고 상기 PCB에 전기적으로 결합되어 상기 배터리의 하나 이상의 기능을 제어하는 보호 회로 모듈(protection circuit module, PCM) 컴포넌트들; 및
    상기 PCB와 각각의 전극 사이에 전기 전도성 콘택 결합을 각각 제공하는 각자의 전극 접속들에서 상기 배터리를 상기 PCB에 접속하는 한 쌍의 전극들 - 상기 PCB에 대한 상기 한 쌍의 전극들 둘 다의 전극 접속들은 상기 PCB의 상기 에지면 상에 위치함 -
    을 포함하는, 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서, 상기 PCB의 상기 상부면에 어떠한 전극 접속도 없는, 배터리 팩.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전극들에 대한 상기 PCB의 공간적 배열은, 상기 상부면의 실질적으로 전체가 PCM 컴포넌트들의 장착을 위해 이용가능하도록 되어 있는, 배터리 팩.
  4. 제2항에 있어서, 상기 PCB 상의 PCM 컴포넌트들의 위치는 상기 상부면으로 제한되는, 배터리 팩.
  5. 제1항에 있어서, 상기 PCB에 대한 상기 한 쌍의 전극들 둘 다의 전극 접속들은 상기 PCB의 단일의 공통면 상에 위치하는, 배터리 팩.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 PCB는, 상기 상부면과 상기 하부면 사이에 정의되는 상기 PCB의 두께 치수가 상기 배터리의 길이 방향에 실질적으로 평행하도록 배향되어, 상기 PCB의 상기 주 외부 표면들 중 하나가 상기 배터리를 향하는, 배터리 팩.
  8. 제7항에 있어서, 상기 PCB의 상기 상부면은 상기 배터리를 향하고, 상기 PCB의 상기 하부면은 상기 배터리로부터 멀리 향하는, 배터리 팩.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 PCB의 상기 주 외부 표면들은 윤곽이 실질적으로 직사각형이고, 주변으로 연장되는 에지면은 한 쌍의 실질적으로 평행한 측면 에지면들 및, 그에 대해 횡방향인, 한 쌍의 실질적으로 평행한 단부 에지면들을 포함하고;
    상기 전극 접속들은 상기 한 쌍의 측면 에지면들 중 하나 상에 위치하는, 배터리 팩.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 한 쌍의 측면 에지면들 사이에 정의되는 상기 PCB의 폭 방향은 상기 배터리의 길이 방향에 실질적으로 평행하게 배향되고,
    상기 PCB에 대한 상기 한 쌍의 전극들의 전극 접속들은 상기 배터리로부터 가장 먼 상기 PCB의 상기 측면 에지면 상에 위치하는, 배터리 팩.
  12. 제11항에 있어서, 상기 한 쌍의 전극들은 상기 PCB의 상기 하부면 아래에서 상기 배터리로부터 가장 먼 상기 측면 에지면 상의 그들 각자의 접속들로 통과하여, PCM 컴포넌트들의 장착을 위해 이용가능한 상기 PCB의 상기 상부면의 실질적으로 전체를 남기는, 배터리 팩.
  13. 제1항에 있어서, 상기 PCB는 상기 한 쌍의 전극들 각자와의 접속을 위한 상기 에지면 상의 한 쌍의 전극 콘택들을 포함하고, 각각의 전극 콘택은 상기 배터리와 상기 전극 콘택 사이에서 연장되는 대응하는 전극 탭(electrode tab)의 접속 부분(connective portion)보다 큰 폭을 갖는, 배터리 팩.
  14. 제13항에 있어서, 각각의 전극은 상기 배터리로부터 가장 먼 상기 대응하는 전극 탭의 단부에 단부 부분을 포함하고, 각각의 전극 단부 부분은 상기 전극 탭의 상기 접속 부분에 대해 증가된 폭을 갖는, 배터리 팩.
  15. 제1항에 있어서, 상기 전극 접속들은 상기 PCB의 상기 에지면에 부착된 대응하는 금속 패드들에 상기 전극들의 각자의 납땜 부착들(solder attachments)을 포함하는, 배터리 팩.
  16. 방법으로서,
    배터리의 하나 이상의 동작 기능을 제어하기 위한 보호 회로 보드(PCB)의 상부면 상에 보호 회로 모듈(PCM) 컴포넌트들을 장착하는 단계 - 상기 PCB는 상기 상부면 및 평행한 하부면을 정의하는 한 쌍의 주 외부면들을 갖고, 상기 PCB의 주변 에지면은 상기 상부면과 상기 하부면 사이에서 횡방향으로 연장됨 - ; 및
    상기 PCB와 각각의 전극 사이에 전기 전도성 콘택 결합을 각각 제공하는 각자의 전극 접속들에서 상기 배터리의 한 쌍의 전극들을 상기 PCB에 접속하는 단계 - 상기 PCB에 대한 상기 한 쌍의 전극들 둘 다의 전극 접속들은 상기 PCB의 상기 에지면 상에 위치함 -
    를 포함하는, 방법.
  17. 삭제
  18. 제16항에 있어서, 상기 PCB는, 상기 PCB의 폭방향 치수(widthwise dimension)가 상기 배터리의 길이 방향(lengthwise direction)에 횡방향으로 연장되도록 배향되고, 상기 PCB의 상기 상부면은 상기 배터리를 향하는, 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 PCB의 상기 주 외부면들은 윤곽이 가늘고 길고, 주변으로 연장되는 에지면은 한 쌍의 실질적으로 평행한 측면 에지면들 및, 그에 대해 횡방향인, 한 쌍의 실질적으로 평행한 단부 에지면들을 포함하고;
    상기 PCB에 대한 상기 한 쌍의 전극들 둘 다의 전극 접속들은 상기 PCB의 상기 한 쌍의 측면 에지면들 중 하나 상에 위치하는, 방법.
KR1020207015171A 2017-10-31 2018-10-31 배터리 팩 보호 회로 모듈 KR102458158B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020227036397A KR102676094B1 (ko) 2017-10-31 2018-10-31 배터리 팩 보호 회로 모듈

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762579615P 2017-10-31 2017-10-31
US201762579604P 2017-10-31 2017-10-31
US62/579,604 2017-10-31
US62/579,615 2017-10-31
PCT/US2018/058513 WO2019089797A1 (en) 2017-10-31 2018-10-31 Battery pack protection circuit module

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227036397A Division KR102676094B1 (ko) 2017-10-31 2018-10-31 배터리 팩 보호 회로 모듈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200081426A KR20200081426A (ko) 2020-07-07
KR102458158B1 true KR102458158B1 (ko) 2022-10-25

Family

ID=64332200

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207015171A KR102458158B1 (ko) 2017-10-31 2018-10-31 배터리 팩 보호 회로 모듈
KR1020227036397A KR102676094B1 (ko) 2017-10-31 2018-10-31 배터리 팩 보호 회로 모듈
KR1020227045832A KR20230005440A (ko) 2017-10-31 2018-10-31 내포된 보호 회로 모듈 배터리 팩
KR1020207015244A KR102483248B1 (ko) 2017-10-31 2018-10-31 내포된 보호 회로 모듈 배터리 팩

Family Applications After (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227036397A KR102676094B1 (ko) 2017-10-31 2018-10-31 배터리 팩 보호 회로 모듈
KR1020227045832A KR20230005440A (ko) 2017-10-31 2018-10-31 내포된 보호 회로 모듈 배터리 팩
KR1020207015244A KR102483248B1 (ko) 2017-10-31 2018-10-31 내포된 보호 회로 모듈 배터리 팩

Country Status (5)

Country Link
US (2) US11670805B2 (ko)
EP (2) EP3704759A1 (ko)
KR (4) KR102458158B1 (ko)
CN (4) CN116683054A (ko)
WO (2) WO2019089797A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11670805B2 (en) 2017-10-31 2023-06-06 Snap Inc. Nested PCM battery pack

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11515575B2 (en) 2017-10-31 2022-11-29 Snap Inc. Battery pack protection circuit module
WO2022067693A1 (zh) * 2020-09-30 2022-04-07 东莞新能安科技有限公司 电池模组、电池包及电子装置
KR20220050651A (ko) * 2020-10-16 2022-04-25 삼성전자주식회사 배터리 및 배터리를 포함하는 전자 장치
KR20220057206A (ko) * 2020-10-29 2022-05-09 주식회사 엘지에너지솔루션 방열 테이프를 이용한 보호회로 모듈 방열 구조를 포함하는 전지팩
CN116937077A (zh) * 2020-10-31 2023-10-24 东莞新能德科技有限公司 电池、电池组及电子装置
CN116264340A (zh) * 2021-10-19 2023-06-16 荣耀终端有限公司 印制电路板pcb组件和电子设备

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1321470C (zh) 2000-03-14 2007-06-13 松下电器产业株式会社 二次电池及其引线接合方法和采用该二次电池的电池电源装置
JP2002289160A (ja) 2001-03-26 2002-10-04 At Battery:Kk 電池パック
KR100958647B1 (ko) 2002-12-18 2010-05-20 삼성에스디아이 주식회사 파우치형 이차전지 유니트
CN1890824A (zh) 2003-12-08 2007-01-03 株式会社Lg化学 Pcm模以及包含它的电池
JP2007280617A (ja) 2006-04-03 2007-10-25 Sony Corp 電池パック
EP2052431B1 (en) 2006-07-31 2012-11-07 LG Chem, Ltd. Secondary battery with top sealed portion of improved structure
KR100922474B1 (ko) 2007-01-18 2009-10-21 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR100971342B1 (ko) 2008-06-03 2010-07-20 삼성에스디아이 주식회사 리튬 폴리머 전지
US9224999B2 (en) 2008-10-30 2015-12-29 Infineon Technologies Americas Corp. Vehicle battery module
US20120308849A1 (en) * 2010-02-05 2012-12-06 Alelion Batteries Ab Battery assembly
US9685681B2 (en) 2010-11-16 2017-06-20 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
US9716258B2 (en) 2011-04-26 2017-07-25 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
KR101905081B1 (ko) 2011-12-09 2018-11-30 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR101440890B1 (ko) * 2013-01-29 2014-09-18 삼성에스디아이 주식회사 전지 팩
KR101619926B1 (ko) 2013-09-27 2016-05-12 주식회사 엘지화학 보호회로모듈 케이스를 포함하는 전지팩
DE102014101238A1 (de) 2014-01-31 2015-08-06 Hs Elektronik Systeme Gmbh In Leiterplatten eingebettetes Leistungsmodul
US20170005318A1 (en) 2014-03-25 2017-01-05 Nec Corporation Laminated-type battery and method for manufacturing the same
US10349565B2 (en) 2016-09-06 2019-07-09 Apple Inc. Electronic assembly architectures using multi-cable assemblies
US9711799B1 (en) * 2016-10-03 2017-07-18 Chang Chun Petrochemical Co., Ltd. Copper foil having uniform thickness and methods for manufacturing the copper foil
US11515575B2 (en) 2017-10-31 2022-11-29 Snap Inc. Battery pack protection circuit module
US11670805B2 (en) 2017-10-31 2023-06-06 Snap Inc. Nested PCM battery pack

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11670805B2 (en) 2017-10-31 2023-06-06 Snap Inc. Nested PCM battery pack

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230005440A (ko) 2023-01-09
KR20200081426A (ko) 2020-07-07
KR102483248B1 (ko) 2022-12-30
US20190131664A1 (en) 2019-05-02
EP3704759A1 (en) 2020-09-09
CN111295795B (zh) 2023-07-14
US11670805B2 (en) 2023-06-06
CN111295795A (zh) 2020-06-16
CN111247684A (zh) 2020-06-05
KR102676094B1 (ko) 2024-06-19
CN116683054A (zh) 2023-09-01
WO2019089814A1 (en) 2019-05-09
WO2019089797A1 (en) 2019-05-09
KR20220147708A (ko) 2022-11-03
CN116666784A (zh) 2023-08-29
CN111247684B (zh) 2023-07-14
KR20200081431A (ko) 2020-07-07
EP3704758A1 (en) 2020-09-09
US20230253634A1 (en) 2023-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102458158B1 (ko) 배터리 팩 보호 회로 모듈
US20230093458A1 (en) Battery pack protection circuit module
US8785781B2 (en) Connecting tab of battery pack, coupling structure between the connecting tab and wire, and coupling method thereof
CN106663773A (zh) 电极构件及集电板、电池组
US9184472B2 (en) Battery pack and method of manufacturing battery pack with interconnected half contact pads
KR101312425B1 (ko) 이차 전지용 전지팩 및 이에 사용되는 컨넥터
US10164238B2 (en) Method for manufacturing battery protection device and battery protection device
EP3182485B1 (en) Protective main board for battery cell, electronic terminal and method for assembling battery cell of electronic terminal
CN103972459A (zh) 电池组
US20140030558A1 (en) Battery pack
US11942711B2 (en) Electrical connector with electrical terminals
KR101675617B1 (ko) 전극탭을 벤딩하여 배터리를 적층하는 방법
CN111433942B (zh) 电池模块
EP2876706A2 (en) Battery pack
US20130244060A1 (en) Battery pack
US20220320601A1 (en) Battery pack comprising cell stack structure using flexible printed circuit board
CN210984882U (zh) 电池保护板、电池组件及终端设备
KR102307297B1 (ko) 접속플레이트를 가지는 배터리 보호회로 모듈, 배터리 팩 및 배터리 셀과 배터리 보호회로의 연결 방법
CN207938468U (zh) 双侧插接式电容
CN117080685A (zh) 汇流条模块

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
A107 Divisional application of patent
GRNT Written decision to grant