KR102554217B1 - 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회로 기판에 형성된 회로 소자들에서 발생하는 열에 의한 영향을 최소화 하면서 배터리 셀의 온도를 정확하게 측정할 수 있는 온도 센서가 실장된 보호 회로 모듈을 갖는 배터리 팩에 관한 것이다.
일례로, 배터리 셀; 및 상기 배터리 셀과 전기적으로 연결되며, 상기 배터리 셀의 온도를 측정하는 온도 센서가 실장된 회로 기판을 갖는 보호 회로 모듈;을 포함하고, 상기 회로 기판의 일측에는 일부분이 상기 회로 기판으로부터 이격된 격리 영역이 형성되고, 상기 격리 영역에는 상기 온도 센서가 실장된 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 개시한다.

Description

배터리 팩{Battery pack}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것이다.
이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충·방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 휴대폰, PDA, 노트북 컴퓨터 등의 소형 첨단 전자기기 분야뿐만 아니라 에너지 저장 시스템에 이르기까지 널리 사용되고 있다.
이러한 이차 전지는 충·방전을 통해 오랜 기간 사용되므로 안정성이 큰 관심의 대상이다. 이차 전지가 충·방전시 발생하는 열, 즉 이차 전지의 온도를 제대로 관리하지 않으면 이차 전지는 열화되어 수명을 확보할 수 없다. 이와 같이, 이차 전지에 있어서 온도의 제어는 중요한 과제이다.
본 발명은 회로 기판에 형성된 회로 소자들에서 발생하는 열에 의한 영향을 최소화 하면서 배터리 셀의 온도를 정확하게 측정할 수 있는 온도 센서가 실장된 보호 회로 모듈을 갖는 배터리 팩을 제공한다.
본 발명에 의한 배터리 팩은 전극조립체가 파우치형의 케이스에 수용된 배터리 셀 및, 상기 배터리 셀의 온도를 측정하는 온도 센서가 실장된 회로 기판을 갖는 보호 회로 모듈;을 포함하고, 상기 배터리 셀은 상기 케이스의 상부 방향에서 외부로 돌출된 제1전극탭 및 제2전극탭을 포함하고, 상기 보호 회로 모듈은 상기 제1전극탭 및 제2전극탭과 전기적으로 연결되는 제1전극 단자 및 제2전극 단자를 포함하고, 상기 보호 회로 모듈은 회로 기판과 다수의 소자들을 포함하며, 상기 회로 기판의 양단부 중 적어도 하나의 영역의 일부분이 이격된 격리 영역이 형성되고, 상기 격리 영역에는 상기 온도 센서가 실장될 수 있다.
상기 보호 회로 모듈의 회로 기판 상에 위치하는 다수의 소자들 및 회로들은 상기 제1전극 단자와 제2전극 단자 사이에 형성될 수 있다.
상기 격리 영역은 상기 제1전극 단자와 인접한 상기 회로 기판의 단부영역에 형성될 수 있다.
상기 격리 영역은 상기 제2전극 단자와 인접한 상기 회로 기판의 단부영역에 형성될 수 있다.
상기 격리 영역은 상기 회로 기판의 내측에 형성될 수 있다.
상기 회로 기판은 한 쌍의 장변과, 상기 한 쌍의 장변을 연결하며 상기 한 쌍의 장변의 길이보다 짧은 한 쌍의 단변을 포함할 수 있다.
상기 격리 영역은 상기 한 쌍의 장변 중 어느 하나로부터 상기 회로 기판의 내측을 향해 일정 너비를 가지며, 상기 장변과 평행하게 형성될 수 있다.
상기 격리 영역은 상기 한 쌍의 단변 중 어느 하나로부터 상기 회로 기판의 내측을 향해 형성될 수 있다.
상기 격리 영역은 상기 회로 기판과 연결되며 상기 한 쌍의 단변과 평행한 연결부와, 상기 연결부로부터 절곡되며 상기 한 쌍의 장변과 평행한 절곡부를 포함할 수 있다.
상기 온도 센서는 상기 절곡부에 형성될 수 있다.
상기 격리 영역은 상기 회로 기판과 연결되며 상기 한 쌍의 장변과 평행한 연결부와, 상기 연결부로부터 절곡되며 상기 한 쌍의 단변과 평행한 제1절곡부와, 상기 제1절곡부로부터 절곡되며 상기 한 쌍의 장변과 평행한 제2절곡부와, 상기 제2절곡부로부터 절곡되며 상기 한 쌍의 단변과 평행한 제3절곡부와, 상기 제3절곡부로부터 절곡되며 상기 한 쌍의 장변과 평행한 제4절곡부를 포함할 수 있다.
상기 제4절곡부는 상기 제2절곡부와 마주보며, 상기 온도 센서는 상기 제4절곡부에 형성될 수 있다.
상기 온도 센서는 칩 타입의 써미스터일 수 있다.
상기 격리 영역은 사각형상으로 4개의 변중 한개의 변이 상기 회로 기판과 연결될 수 있다.
본 발명에 의한 배터리 팩은 전극조립체가 파우치형의 케이스에 수용된 배터리 셀 및, 상기 배터리 셀의 온도를 측정하는 온도 센서가 실장된 회로 기판을 갖는 보호 회로 모듈을 포함하고, 상기 배터리 셀은 상기 케이스의 상부 방향에서 외부로 돌출된 제1전극탭 및 제2전극탭을 포함하고, 상기 보호 회로 모듈은 상기 제1전극탭 및 상기 제2전극탭과 각각 전기적으로 연결되는 제1전극 단자 및 제2전극 단자를 포함하고, 상기 보호 회로 모듈은 회로 기판과 다수의 소자들을 포함하며, 상기 회로 기판의 양단부 중 적어도 하나의 영역의 일부분이 이격된 격리 영역이 형성되고, 상기 격리 영역은 적어도 하나 이상의 절곡형상을 형성하고, 상기 격리 영역에는 상기 온도 센서가 실장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은 회로 기판으로부터 일부분이 이격된 격리 영역에 온도 센서를 형성함으로써, 회로 기판에 형성된 다른 회로 소자들에서 발생되는 열에 의한 영향을 최소화하면서 배터리 셀의 온도를 정확하게 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 배터리 셀을 도시한 분해 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에서 보호 회로 모듈을 도시한 평면도이다.
도 3b는 도 3a의 격리 영역을 도시한 확대 평면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 격리 영역을 도시한 평면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 격리 영역을 도시한 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장 또는 축소된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
또한, "하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용된다. 이러한 공간에 관련된 용어는 이차 전지의 다양한 제조 공정 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 이차 전지가 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소는 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1의 배터리 셀을 도시한 분해 사시도이다. 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에서 보호 회로 모듈을 도시한 평면도이다. 도 3b는 도 3a의 격리 영역을 도시한 확대 평면도이다.
도 1 내지 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 배터리 셀(110) 및 보호 회로 모듈(120)를 포함한다.
상기 배터리 셀(110)은 전극 조립체(111)와 상기 전극 조립체(111)를 수용하는 케이스(114)를 포함한다. 상기 전극 조립체(111)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 제 1 전극판(111a), 세퍼레이터(111c) 및 제 2 전극판(111b)의 적층체를 권취하거나 겹쳐서 형성한다. 여기서, 제 1 전극판(111a)은 양극으로서 동작할 수 있으며, 제 2 전극판(111b)은 음극으로서 동작할 수 있다. 물론, 당업자의 선택에 따라 상기 제 1 전극판(111a) 및 제 2 전극판(111b)은 서로 극성을 달리하여 배치될 수도 있다.
상기 제 1 전극판(111a)은 알루미늄과 같은 금속 포일로 형성된 제 1 전극 집전체에 전이금속산화물 등의 제 1 전극 활물질을 도포함으로써 형성되며, 제 1 활물질이 도포되지 않는 영역인 제 1 전극 무지부를 포함한다. 또한, 상기 제 1 전극 무지부에는 제 1 전극탭(112)이 부착된다. 예를 들어, 상기 제 1 전극탭(112)은 용접에 의해 상기 제 1 전극 무지부에 부착될 수 있다. 상기 제 1 전극탭(112)의 일단은 상기 제 1 전극판(111a)에 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 전극탭(112)의 타단은 상기 케이스(114)의 외부로 연장되어 돌출된다.
상기 제 2 전극판(111b)은 구리 또는 니켈과 같은 금속 포일로 형성된 제 2 전극 집전체에 흑연 또는 탄소 등의 제 2 전극 활물질을 도포함으로써 형성되며, 제 2 활물질이 도포되지 않는 영역인 제 2 전극 무지부를 포함한다. 또한, 상기 제 2 전극 무지부에는 제 2 전극탭(113)이 부착된다. 예를 들어, 상기 제 2 전극탭(113)은 용접에 의해 상기 제 2 전극 무지부에 부착될 수 있다. 상기 제 2 전극탭(113)의 일단은 상기 제 2 전극판(111b)에 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 전극탭(113)의 타단은 상기 케이스(114)의 외부로 연장되어 돌출된다.
여기서, 상기 제 1 전극탭(112) 및 제 2 전극탭(113)은 절연 부재(112a, 113a)로 감싸여, 상기 케이스(114)와 전기적으로 쇼트되지 않는다.
상기 세퍼레이터(111c)는 제 1 전극판(111a)과 제 2 전극판(111b)의 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 수행한다. 상기 세퍼레이터(111c)는 폴리에틸렌이나, 폴리 프로필렌이나, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 복합 필름으로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 세퍼레이터(111c)의 재질로서 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
상기 케이스(114)는 상기 전극 조립체(111)를 수납한다. 예를 들어, 상기 케이스(114)는 상기 전극 조립체(111)를 수납하여 밀봉할 수 있도록 파우치 형태로 형성될 수 있다. 상기 케이스(114)는 상기 전극 조립체(111)가 수납되는 하부 케이스(115)와 상기 전극 조립체(111)를 덮으며 상기 하부 케이스(115)에 결합되는 상부 케이스(116)를 포함한다. 상기 하부 케이스(115)에는 프레스(press) 가공 등을 통해 상기 전극 조립체(111)가 수용될 수 있는 수용홈(115a)이 형성되고, 상기 수용홈(115a)의 외주연에는 상기 상부 케이스(116)와의 실링을 위한 실링부(115b)가 형성된다. 상기 실링부(115b)는 상기 하부 케이스(115)와 상부 케이스(116)가 일체로 접하여 있는 한 변과 나머지 세변을 따라서 모두 형성될 수 있다. 상기 케이스(114)는 상기 하부 케이스(115)와 상부 케이스(116)가 마주하는 두개의 장변과 상기 두개의 장변과 수직을 이루며 마주하는 두개의 단변을 포함한다. 여기서, 상기 전극 조립체(111)의 제 1,2 전극탭(112, 113)은 상기 두개의 단변 중 하부 케이스(115)와 상부 케이스(116)가 연결되는 단변과 마주보는 측의 단변을 통해 인출된다. 이때, 상기 제 1,2 전극탭(112, 113)에 형성된 절연 부재(112a, 113a)가 상기 실링부(115b)에 실링된다. 즉, 상기 절연 부재(112a, 113a)는 상기 제 1,2 전극탭(112, 113)과 실링부(115b)가 접촉하는 부분에 형성되어 상기 제 1,2 전극탭(112, 113)이 상기 케이스(114)와 쇼트되는 것을 방지한다.
상기 케이스(114)는 제 1 절연층(114a), 금속층(114b) 및 제 2 절연층(114c)을 갖는 다층 구조로 형성된다.
상기 제 1 절연층(114a)은 상기 케이스(114)의 내측면으로, 절연성 및 열접착성을 가지는 물질로 형성된다. 또한, 상기 제 1 절연층(114a)은 상기 금속층(114b)의 일면에 형성되며, 상기 전극 조립체(111)와 대향하는 케이스(114)의 내측면을 이룬다. 상기 제 1 절연층(114a)은 전해액 등과 반응하지 않는 무연신 폴리프로핀렌(Casted Polypropylene:CPP) 또는 그 등가물로 형성될 수 있다. 상기 하부 케이스(115)에 전극 조립체(111)를 수납하고 상부 케이스(116)으로 덮으면, 상기 케이스(114)의 제 1 절연층(114a)이 서로 접촉하게 된다. 따라서, 상기 실링부(115b)를 열융착시키면, 상기 제 1 절연층(114a)이 서로 접착되어 상기 케이스(114)가 밀봉된다.
상기 금속층(114b)은 상기 제 1 절연층(114a)과 제 2 절연층(114c) 사이에 개재되어 있으며, 외부로부터 수분과 산소가 유입되는 것을 막고 상기 케이스(114) 내부에 채워진 전해액이 외부로 유출되는 것을 방지하는 역할을 한다. 또한, 상기 금속층(114b)은 상기 케이스(114)의 기계적 강도를 유지하는 역할을 한다. 일반적으로 상기 금속층(114b)은 알루미늄으로 형성될 수 있다.
상기 제 2 절연층(114c)은 상기 케이스(114)의 외측면으로, 외부 전자기기와의 기계적, 화학적 충격을 완화하는 역할을 한다. 또한, 상기 제 2 절연층(114c)은 상기 금속층(114b)의 타면에 형성되며, 상기 케이스(114)의 외측면을 이룬다. 상기 제 2 절연층(114c)은 나일론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리부틸렌 나프탈레이트(PBN) 또는 그 등가물로 형성될 수 있다.
더불어, 상기 케이스(114)는 파우치 형태뿐만 아니라, 금속 재질로 이루어진 캔으로 이루어질 수도 있다. 즉, 상기 배터리 셀(110)은 파우치형 이외에도 각형으로 이루어질 수도 있다.
상기 보호 회로 모듈(120)은 상기 배터리 셀(110)과 전기적으로 연결되어, 상기 배터리 셀(110)의 충/방전을 제어한다. 상기 보호 회로 모듈(120)은 회로 기판(121)과 상기 회로 기판(121)에 형성된 다수의 소자들을 포함한다.
구체적으로, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상기 회로 기판(121)은 수지로 이루어지며, 대략 평평한 직사각형의 플레이트로 형성된다. 예를 들어, 상기 회로 기판(121)은 인쇄 회로 기판(PCB: Printed Circuit Board)일 수 있다. 또한, 상기 회로 기판(121)은 상기 배터리 셀(110)의 충전 및 방전을 제어하는 회로, 또는 과방전 및 과충전을 방지하는 회로와 같은 보호 회로 등을 포함할 수 있다. 상기 회로 기판(121)의 일면에는 상기 배터리 셀(110)의 제 1 전극탭(112) 및 제 2 전극탭(113)이 결합되는 제 1 전극 단자(122) 및 제 2 전극 단자(123)가 형성된다. 구체적으로, 상기 제 1 전극 단자(122)에는 제 1 전극탭(112)이 용접에 의해 전기적으로 접속되고, 상기 제 2 전극 단자(123)에는 제 2 전극탭(113)이 용접에 의해 전기적으로 접속된다.
또한, 상기 회로 기판(121)의 일측에는 격리 영역(130)이 형성된다. 상기 회로 기판(121)은 대략 평평한 직사각형의 플레이트로 형성되며, 한 쌍의 장변(121a)과 상기 한 쌍의 장변(121a)을 연결하는 한 쌍의 단변(121b)을 포함한다. 여기서, 한 쌍의 장변(121a)은 상기 회로 기판(121)에서 상대적으로 길이가 더 길게 형성된 변을 말한다.
상기 격리 영역(130)은 상기 회로 기판(121)으로부터 일정 간격 이격되되, 일단은 상기 회로 기판(121)과 연결되어 회로 기판(121)으로부터 완전히 분리되지 않는다. 상기 격리 영역(130)은 상기 한 쌍의 장변(121a) 중 어느 하나로부터 일정한 너비(W1)를 가지며, 상기 한 쌍의 장변(121a)과 평행하게 형성된다. 즉, 상기 격리 영역(130)은 대략 일(一)자 형태로 형성되며, 일단이 상기 회로 기판(121)과 연결되어 있다. 또한, 상기 격리 영역(130)의 일부와 회로 기판(121) 사이에는 이격된 공간(S)이 존재한다.
상기 격리 영역(130)은 상기 장변(121a)으로부터 회로 기판(121)의 내측을 향해 일정한 너비(W1)를 갖도록 형성된다. 따라서, 상기 격리 영역(130)은 회로 기판(121)의 외측으로 돌출되지 않고 상기 회로 기판(121)의 내측에 형성되므로, 배터리 팩(100)의 크기를 기존보다 확장시키지 않는 범위 내에서 형성된다. 상기 격리 영역(130)의 너비(W1)는 상기 회로 기판(121)의 너비(W)에 비해 상대적으로 좁게 형성된다(W1<W). 또한, 상기 격리 영역(130)은 상기 제 1 전극 단자(121)와 제 2 전극 단자(122) 사이에 위치한다. 더불어, 상기 격리 영역(130)에는 배터리 셀(110)의 온도를 감지하는 온도 센서(131)가 형성된다. 예를 들어, 상기 온도 센서(131)는 칩 타입의 써미스터(thermistor)로 형성될 수 있다. 상기 써미스터(131)는 배터리 셀(110)의 온도에 따라 저항값이 변화하는 소자이다. 따라서, 상기 써미스터(131)의 저항값을 측정하여 배터리 셀(110)의 온도를 측정할 수 있다. 여기서, 측정된 배터리 셀(110)의 온도에 따라, 보호 회로 모듈(120) 내의 보호 회로가 동작하거나 배터리 셀(110)의 용량을 예측할 수 있다.
또한, 상기 써미스터(131)는 칩 타입 형태이므로 상기 회로 기판(121)에 실장되어 보호 회로 모듈(120)의 크기를 줄일 수 있다. 한편, 회로 기판(121) 상에 실장된 써미스터(131)는 배터리 셀(110)의 온도뿐만 아니라, 상기 회로 기판(121)에 실장된 다른 회로 소자들에서 발생되는 열에 의해 영향을 받게 된다. 그러나, 본 발명에서는 상기 써미스터(131)를 회로 기판(121)으로부터 일부분이 이격된 격리 영역(130)에 형성함으로써, 이에 대한 영향을 최소화 하여 배터리 셀(110)의 온도를 정확하게 감지할 수 있다. 더불어, 상기 써미스터(131)는 상기 격리 영역(130)에서 상기 회로 기판(121)과 연결된 일단의 반대편인 타단에 형성되어, 회로 기판(121)에 형성된 다른 회로 소자들에서 발생되는 열에 의한 영향을 최소화할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 격리 영역을 도시한 평면도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상기 보호 회로 모듈(120)은 회로 기판(121)과 상기 회로 기판(121)에 형성된 다수의 소자들을 포함한다. 또한, 상기 보호 회로 모듈(120)의 일측에는 격리 영역(230)이 형성된다. 상기 회로 기판(121)은 대략 평평한 직사각형의 플레이트로 형성되며, 한 쌍의 장변(121a)과 상기 한 쌍의 장변(121a)을 연결하는 한 쌍의 단변(121b)을 포함한다. 여기서, 한 쌍의 장변(121a)은 상기 회로 기판(121)에서 상대적으로 길이가 더 길게 형성된 변을 말한다.
상기 격리 영역(230)은 상기 회로 기판(121)으로부터 일정 간격 이격되되, 일단은 상기 회로 기판(121)과 연결되어 회로 기판(121)으로부터 완전히 분리되지 않는다. 따라서, 상기 격리 영역(230)의 일부와 회로 기판(121) 사이에는 이격된 공간(S)이 존재한다. 상기 격리 영역(230)은 상기 회로 기판(121)의 일단, 즉, 한 쌍의 단변(121b) 중 어느 하나와 인접한 부분에 형성된다. 구체적으로, 상기 격리 영역(230)은 상기 회로 기판(121)과 연결되며 한 쌍의 단변(121b)과 평행하게 형성된 연결부(230a) 및 상기 연결부(230a)로부터 절곡되어 상기 한 쌍의 장변(121a)과 평행하게 형성된 절곡부(230b)를 포함한다. 즉, 상기 격리 영역(230)은 상기 회로 기판(121)의 모서리 부근에 형성되며, 대략 ‘ㄱ’자를 시계 방향으로 90도 회전한 형태로 형성된다. 또한, 상기 격리 영역(230)은 회로 기판(121)의 외측으로 돌출되지 않고 상기 회로 기판(121)의 내측에 형성되므로, 배터리 팩(100)의 크기를 기존보다 확장시키지 않는 범위 내에서 형성된다.
더불어, 상기 절곡부(230b)에는 배터리 셀(110)의 온도를 감지하는 온도 센서(231)가 형성된다. 예를 들어, 상기 온도 센서(231)는 칩 타입의 써미스터(thermistor)로 형성될 수 있다. 상기 써미스터(231)는 배터리 셀(110)의 온도에 따라 저항값이 변화하는 소자이다. 따라서, 상기 써미스터(231)의 저항값을 측정하여 배터리 셀(110)의 온도를 측정할 수 있다. 여기서, 측정된 배터리 셀(110)의 온도에 따라, 보호 회로 모듈(120) 내의 보호 회로가 동작하거나 배터리 셀(110)의 용량을 예측할 수 있다.
또한, 상기 써미스터(231)는 칩 타입 형태이므로 상기 회로 기판(121)에 실장되어 보호 회로 모듈(120)의 크기를 줄일 수 있다. 한편, 회로 기판(121) 상에 실장된 써미스터(231)는 배터리 셀(110)의 온도뿐만 아니라, 상기 회로 기판(121)에 실장된 다른 회로 소자들에서 발생되는 열에 의해 영향을 받게 된다. 그러나, 본 발명에서는 상기 써미스터(231)를 회로 기판(121)으로부터 일부분이 이격된 격리 영역(230)에 형성함으로써, 이에 대한 영향을 최소화 하여 배터리 셀(110)의 온도를 정확하게 감지할 수 있다. 특히, 상기 써미스터(231)는 상기 격리 영역(230) 중에서 상기 회로 기판(121)으로부터 가장 멀리 떨어진 절곡부(230b)에 형성되어, 회로 기판(121)에 형성된 다른 회로 소자들에서 발생되는 열에 의한 영향을 최소화할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 격리 영역을 도시한 평면도이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상기 보호 회로 모듈(120)은 회로 기판(121)과 상기 회로 기판(121)에 형성된 다수의 소자들을 포함한다. 또한, 상기 보호 회로 모듈(120)의 일측에는 격리 영역(330)이 형성된다. 상기 회로 기판(121)은 대략 평평한 직사각형의 플레이트로 형성되며, 한 쌍의 장변(121a)과 상기 한 쌍의 장변(121a)을 연결하는 한 쌍의 단변(121b)을 포함한다. 여기서, 한 쌍의 장변(121a)은 상기 회로 기판(121)에서 상대적으로 길이가 더 길게 형성된 변을 말한다.
상기 격리 영역(330)은 상기 회로 기판(121)으로부터 일정 간격 이격되되, 일단은 상기 회로 기판(121)과 연결되어 회로 기판(121)으로부터 완전히 분리되지 않는다. 따라서, 상기 격리 영역(330)의 일부와 회로 기판(121) 사이에는 이격된 공간(S)이 존재한다. 상기 격리 영역(330)은 상기 회로 기판(121)의 일단, 즉, 한 쌍의 단변(121b) 중 어느 하나와 인접한 부분에 형성된다. 구체적으로, 상기 격리 영역(330)은 상기 회로 기판(121)과 연결되며 한 쌍의 장변(121a)과 평행한 연결부(330a), 상기 연결부(330a)로부터 절곡되어 한 쌍의 단변(121b)과 평행하게 형성된 제1절곡부(330b), 상기 제1절곡부(330b)로부터 절곡되어 한 쌍의 장변(121a)과 평행하게 형성된 제2절곡부(330c), 상기 제2절곡부(330c)로부터 절곡되어 한 쌍의 단변(121b)과 평행하게 형성된 제3절곡부(330d) 및 상기 제3절곡부(330d)로부터 절곡되어 한 쌍의 장변(121a)과 평행하게 형성된 제4절곡부(330e)를 포함한다. 즉, 상기 격리 영역(330)은 적어도 하나 이상의 절곡부를 갖도록 대략 ‘ㄹ’자 형태와 유사하게 형성된다.
더불어, 상기 제4절곡부(330e)는 회로 기판(121)의 내측을 향해 절곡되어 상기 제2절곡부(330c)와 마주보는 형태로 형성된다. 따라서, 상기 격리 영역(330)은 회로 기판(121)의 외측으로 돌출되지 않고 상기 회로 기판(121)의 내측에 형성되므로, 배터리 팩(100)의 크기를 기존보다 확장시키지 않는 범위 내에서 형성된다. 또한, 상기 제4절곡부(330e)에는 배터리 셀(110)의 온도를 감지하는 온도 센서(331)가 형성된다. 예를 들어, 상기 온도 센서(331)는 칩 타입의 써미스터(thermistor)로 형성될 수 있다. 상기 써미스터(331)는 배터리 셀(110)의 온도에 따라 저항값이 변화하는 소자이다. 따라서, 상기 써미스터(331)의 저항값을 측정하여 배터리 셀(110)의 온도를 측정할 수 있다. 여기서, 측정된 배터리 셀(110)의 온도에 따라, 보호 회로 모듈(120) 내의 보호 회로가 동작하거나 배터리 셀(110)의 용량을 예측할 수 있다.
또한, 상기 써미스터(331)는 칩 타입 형태이므로 상기 회로 기판(121)에 실장되어 보호 회로 모듈(120)의 크기를 줄일 수 있다. 한편, 회로 기판(121) 상에 실장된 써미스터(331)는 배터리 셀(110)의 온도뿐만 아니라, 상기 회로 기판(121)에 실장된 다른 회로 소자들에서 발생되는 열에 의해 영향을 받게 된다. 그러나, 본 발명에서는 상기 써미스터(331)를 회로 기판(121)으로부터 일부분이 이격된 격리 영역(330)에 형성함으로써, 이에 대한 영향을 최소화 하여 배터리 셀(110)의 온도를 정확하게 감지할 수 있다. 특히, 상기 써미스터(331)는 상기 격리 영역(330) 중에서 상기 회로 기판(121)으로부터 가장 멀리 떨어진 제4절곡부(330e)에 형성되어, 회로 기판(121)에 형성된 다른 회로 소자들에서 발생되는 열에 의한 영향을 최소화할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 배터리 팩을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100: 배터리 팩 110: 배터리 셀
111: 전극 조립체 112: 제 1 전극탭
113: 제 2 전극탭 114: 케이스
115: 하부 케이스 116: 상부 케이스
120: 보호 회로 모듈 121: 회로 기판
122: 제 1 전극 단자 122: 제 2 전극 단자
121a: 장변 121b: 단변
130, 230, 330: 격리 영역 131, 231, 331: 온도 센서

Claims (15)

  1. 전극조립체가 파우치형의 케이스에 수용된 배터리 셀; 및
    상기 배터리 셀의 온도를 측정하는 온도 센서가 실장된 회로 기판을 갖는 보호 회로 모듈;을 포함하고,
    상기 배터리 셀은 상기 케이스의 상부 방향에서 외부로 돌출된 제1전극탭 및 제2전극탭을 포함하고,
    상기 보호 회로 모듈은 상기 제1전극탭 및 상기 제2전극탭과 각각 전기적으로 연결되는 제1전극 단자 및 제2전극 단자를 포함하고,
    상기 보호 회로 모듈은 회로 기판과 다수의 소자들을 포함하며,
    상기 회로 기판의 양단부 중 적어도 하나의 영역의 일부분이 이격된 격리 영역이 형성되고,
    상기 격리 영역에는 상기 온도 센서가 실장되며,
    상기 격리 영역은 사각형상으로 4개의 변중 한개의 변이 상기 회로 기판과 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호 회로 모듈의 회로 기판 상에 위치하는 다수의 소자들 및 회로들은 상기 제1전극 단자와 제2전극 단자 사이에 형성된 배터리 팩.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 격리 영역은 상기 제1전극 단자와 인접한 상기 회로 기판의 단부영역에 형성된 배터리 팩.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 격리 영역은 상기 제2전극 단자와 인접한 상기 회로 기판의 단부영역에 형성되는 배터리 팩.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 격리 영역은 상기 회로 기판의 내측에 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로 기판은
    한 쌍의 장변과, 상기 한 쌍의 장변을 연결하며 상기 한 쌍의 장변의 길이보다 짧은 한 쌍의 단변을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 격리 영역은 상기 한 쌍의 장변 중 어느 하나로부터 상기 회로 기판의 내측을 향해 일정 너비를 가지며, 상기 장변과 평행하게 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 격리 영역은 상기 한 쌍의 단변 중 어느 하나로부터 상기 회로 기판의 내측을 향해 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 격리 영역은
    상기 회로 기판과 연결되며 상기 한 쌍의 단변과 평행한 연결부와,
    상기 연결부로부터 절곡되며 상기 한 쌍의 장변과 평행한 절곡부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 온도 센서는 상기 절곡부에 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 격리 영역은
    상기 회로 기판과 연결되며 상기 한 쌍의 장변과 평행한 연결부와,
    상기 연결부로부터 절곡되며 상기 한 쌍의 단변과 평행한 제1절곡부와,
    상기 제1절곡부로부터 절곡되며 상기 한 쌍의 장변과 평행한 제2절곡부와,
    상기 제2절곡부로부터 절곡되며 상기 한 쌍의 단변과 평행한 제3절곡부와,
    상기 제3절곡부로부터 절곡되며 상기 한 쌍의 장변과 평행한 제4절곡부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제4절곡부는 상기 제2절곡부와 마주보며,
    상기 온도 센서는 상기 제4절곡부에 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 센서는 칩 타입의 써미스터인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 삭제
  15. 전극조립체가 파우치형의 케이스에 수용된 배터리 셀; 및
    상기 배터리 셀의 온도를 측정하는 온도 센서가 실장된 회로 기판을 갖는 보호 회로 모듈;을 포함하고,
    상기 배터리 셀은 상기 케이스의 상부 방향에서 외부로 돌출된 제1전극탭 및 제2전극탭을 포함하고,
    상기 보호 회로 모듈은 상기 제1전극탭 및 상기 제2전극탭과 각각 전기적으로 연결되는 제1전극 단자 및 제2전극 단자를 포함하고,
    상기 보호 회로 모듈은 회로 기판과 다수의 소자들을 포함하며,
    상기 회로 기판의 양단부 중 적어도 하나의 영역의 일부분이 이격된 격리 영역이 형성되고,
    상기 격리 영역은 적어도 하나 이상의 절곡형상을 형성하고,
    상기 격리 영역에는 상기 온도 센서가 실장되며,
    상기 격리 영역은 사각형상으로 4개의 변중 한개의 변이 상기 회로 기판과 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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