KR102556526B1 - 차량용 배터리 센서 모듈 - Google Patents

차량용 배터리 센서 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 배터리 센서 모듈에 관한 것으로, 상기 차량용 배터리 센서 모듈은, 배터리의 음극 단자에 연결되는 클램프 조립체; 접지에 연결되는 어태치먼트 터미널; 상기 클램프 조립체 및 상기 어태치먼트 터미털 사이에 위치하며, 회로 소자를 구비하는 회로 기판; 및 상기 클램프 조립체 및 상기 어태치먼트 터미널과 연결되는 션트 저항을 포함하고, 상기 클램프 조립체, 상기 어태치먼트 터미널 및 상기 회로 기판에는 각각 통공이 형성되고, 상기 통공에 상기 션트 저항이 삽입된다.

Description

차량용 배터리 센서 모듈{Battery sensor module for vehicle}
본 발명은 차량용 배터리 센서 모듈에 관한 것으로, 상세하게는 강한 결속력을 유지할 수 있는 한편 적당한 삽입력을 통해 회로 기판과 회로 기판에 구비되는 회로 소자를 보호하면서, 공정 및 재료비를 줄일 수 있는 차량용 배터리 센서 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 엔진이나 차량 내부의 전기장치들이 필요로 하는 전기를 공급하기 위해서 차량 내에 배터리를 구비하고 있다. 이러한 배터리의 전기에너지는 엔진을 통해 생성되는 전기 에너지에 의해 충전이 이루어진다.
차량용 배터리는 영구 사용이 불가능하기 때문에 시간이 지날수록 자체 충전되는 양이 감소하게 되고, 결과적으로 배터리에 충전되는 전지에너지의 양이 차량에서 필요한 적정 수준 이하로 떨어지게 되어 배터리의 교체가 불가피하게 된다.
최근에는, 내연 엔진과 배터리 엔진을 동시에 장착한 하이브리드 자동차와, 배터리 엔진만으로 운행되는 전기 자동차가 개발되어, 배기가스 배출을 줄임으로써 친환경 사업에 일조하고 있다.
하이브리드 자동차와 전기 자동차는 엔진 동력을 배터리로부터 공급받기 때문에, 배터리의 관리가 중요하다. 이에, 차량 배터리에는 배터리 센서 모듈이 장착된다.
상기 배터리 센서 모듈은 차량 배터리의 전압, 전류, 온도 등을 검출하고, 이를 통해 배터리의 잔존용량, 노화 정도 등을 측정하여 LIN 통신을 통해 전자 제어 유닛(Electronic Control Unit, ECU)으로 데이터를 전송하는 지능형 배터리 센서(Intelligent Battery Sensor, IBS)이다.
여기서, 배터리 센서 모듈은 시동 시 흐르는 600~700A의 대전류를 측정하기 위해 저저항의 션트(shunt) 저항을 사용한다. 이러한 배터리 센서 모듈의 결합구조는 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0038286호(이하 ‘종래기술’) 등에 자세하게 나타나 있다.
상기 언급된 종래기술에서는, 배터리 센서 모듈이 배터리의 (-)단자에 결합되는 클램프(12)와, 일단이 상기 클램프(12)에 전기적으로 연결되어 결합되는 션트 저항(24)과, 상기 션트 저항(24)의 타단에 결합된 접속단자(32)와, 상기 션트 저항(24)의 일부를 감싸는 하우징(22) 등을 포함하여 이루어진다.
이러한 종래의 배터리 센서 모듈의 경우, 션트 저항(32)은 용접 혹은 솔더링에 의해 클램프(12)와 접속단자(32)와 연결되기 때문에, 용접 혹은 솔더링 시에 가해지는 열 및 압력에 의해 PCB 및 회로소자의 손상 가능성이 있고, 용접 작업 혹은 솔더링 작업이 필요하기 때문에 공정이 복잡하고, 작업에 필요한 재료 구입에 따른 비용이 발생한다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 강한 결속력을 유지할 수 있는 한편 적당한 삽입력을 통해 회로 기판과 회로 소자를 보호하면서, 공정 및 재료비를 줄일 수 있는 차량용 배터리 센서 모듈을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 차량용 배터리 센서 모듈은, 배터리와 접지 사이에 연결되어, 배터리의 상태를 측정하는 차량용 배터리 센서 모듈에 있어서, 상기 배터리의 음극 단자에 연결되는 클램프 조립체; 상기 접지에 연결되는 어태치먼트 터미널; 상기 클램프 조립체 및 상기 어태치먼트 터미털 사이에 위치하며, 회로 소자를 구비하는 회로 기판; 및 상기 클램프 조립체 및 상기 어태치먼트 터미널과 연결되는 션트 저항을 포함하고, 상기 클램프 조립체, 상기 어태치먼트 터미널 및 상기 회로 기판에는 각각 통공이 형성되고, 상기 통공에 상기 션트 저항이 삽입된다.
상기 션트 저항은 프레스-핏(press-fit) 형상으로 이루어진다.
상기 션트 저항은, 상기 회로 기판의 통공 내에 위치하는 몸체; 및 상기 몸체의 양측 단부에 위치하며, 각각 상기 클램프 조립체 및 상기 어태치먼트 터미널과 접촉되는 헤드부로 구성된다.
상기 션트 저항은 상기 몸체의 외주면에 결합되는 링형 절연체를 더 구비한다.
상기 회로 기판은 상기 클램프 조립체의 영역 중 통공이 형성된 일단과 상기 어태치먼트 터미널의 영역 중 통공이 형성된 일단 사이에 위치한다.
이와 같은 본 발명의 차량용 배터리 센서 모듈의 구조에 따르면, 클램프 조립체 및 어태치먼트 터미널과 연결되는 션트 저항이 프레스-핏(press-fit) 형태로 이루어진다.
따라서, 종래에는 션트 저항의 연결을 위하여 용접 작업 혹은 솔더링 작업이 필요하였으나, 본 발명에와 같이 프레스-핏 형태의 션트 저항을 이용하면, 별도의 용접 혹은 솔더링 재료 및 강한 외부 압력을 필요로 하지 않으므로, PCB와 회로소자를 보호하면서, 공정 및 재료비를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 배터리 센서 모듈의 분리 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 배터리 센서 모듈의 결합 상태에서의 일부분을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 배터리 센서 모듈의 결합 상태에서의 션트 저항의 결합 영역을 확대하여 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 배터리 센서 모듈에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 배터리 센서 모듈의 분리 상태를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 배터리 센서 모듈의 결합 상태에서의 일부분을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 배터리 센서 모듈의 결합 상태에서의 션트 저항의 결합 영역을 확대하여 도시한 도면이다.
도 1 내지 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 배터리 센서 모듈(100)을 살펴보면, 상기 차량용 배터리 센서 모듈(100)은 클램프 조립체(110), 어태치먼트 터미널(120), 회로 기판(130), 션트 저항(140), 커넥터(150) 및 하우징(160)을 포함한다.
상기 클램프 조립체(110)는 일단이 배터리(도면상 미도시)의 음극 단자에 연결되는 한편, 타단이 션트 저항(140)과 연결되도록 구성되는 것으로서, 상기 션트 저항(140)이 결합되는 통공(111)을 구비한다.
상기 클램프 조립체(110)의 구조는 본 발명에 도시된 구조 이외에도 기 공지된 종래의 구조를 이용할 수 있는 것으로서, 본 발명에 국한되지 않으며, 상기 클램프 조립체(110)의 구조와 관련된 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이 클램프 조립체(110)가 통공(111)을 구비함으로써, 통공(111)을 통해 션트 저항(140)이 삽입될 수 있으므로, 션트 저항(140)이 클램프 조립체(110)에 용이하게 결합될 수 있다.
상기 어태치먼트 터미널(120)은 일단이 상기 션트 저항(140)과 연결되는 한편, 타단이 접지되도록 구성되는 것으로서, 상기 션트 저항(140)이 결합되는 통공(121)을 구비한다.
상기 어태치먼트 터미널(120)의 구조는 본 발명에 도시된 구조 이외에도 기 공지된 종래의 구조를 이용할 수 있는 것으로서, 본 발명에 국한되지 않으며, 상기 어태치먼트 터미널(120)의 구조와 관련된 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이 어태치먼트 터미널(120)이 통공(121)을 구비함으로써, 통공(121)을 통해 션트 저항(140)이 삽입될 수 있으므로, 션트 저항(140)이 어태치먼트 터미널(120)에 용이하게 결합될 수 있다.
상기 회로 기판(130)은 클램프 조립체(110)와 어태치먼트 터미널(120) 사이에 위치하며, 션트 저항(140)의 전압 값을 전송받는다.
특히, 상기 회로 기판(130)은 클램프 조립체(110)의 영역 중 통공(110)이 형성된 타단과 어태치먼트 터미널(120)의 영역 중 통공(121)이 형성된 일단 사이에 위치한다.
이때, 상기 회로 기판(130)은 션트 저항(140)이 결합되는 통공(131)을 구비하며, 통공(131)을 통해 션트 저항(140)이 삽입될 수 있으므로, 션트 저항(140)이 회로 기판(130)에 용이하게 결합될 수 있다.
그리고, 상기 회로 기판(130)은 션트 저항(140)과의 접촉에 따라 손상될 수도 있기 때문에, 션트 저항(140)과의 접촉에 따른 전기적 연결이 이루어지지 않는 것이 바람직하므로, 회로 기판(130)에 형성되는 통공(131)은 션트 저항(140)과 접촉되지 않도록 충분한 크기로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 회로 기판(130)은 다수의 회로소자를 구비하며, 특히 상기 션트 저항(140)으로부터 전송되는 전압 값을 바탕으로 배터리의 상태를 측정하는 마이컴(미도시)을 구비한다.
상기 마이컴은 션트 저항(140)에서 검출된 전압 값을 이용하여 션트 저항(140)에 흐르는 전류 값을 계산하고, 전류 값에 따라 배터리의 상태를 측정한다. 여기서, 배터리의 상태는 배터리의 충전상태, 노후화 정도, 재시동 능력 등을 의미한다. 또한, 마이컴은 온도센서(미도시)를 포함하여서 배터리의 온도도 측정할 수 있다.
상기 션트 저항(140)은 일단이 클램프 조립체(110)와 연결되고, 타단이 어태치먼트 터미널(120)과 연결되어, 양단 사이에 흐르는 전압 값을 검출하여 회로 기판(130)으로 전송하는 것으로서, 프레스-핏(press-fit) 형태를 갖는다.
즉, 상기 션트 저항(140)은 몸체와, 몸체의 양측 단부에 위치하며, 몸체에 비해 직경이 큰 헤드부로 형성될 수 있다.
이때, 상기 클램프 조립체(110), 어태치먼트 터미널(120) 및 회로 기판(130) 각각에는 통공(111, 121, 131)이 형성되어 있기 때문에, 상기 션트 저항(140)은 상기 통공들(111, 121, 131)을 통해 삽입되는 형태로 클램프 조립체(110) 및 어태치먼트 터미널(120)과 연결된다.
한편, 상기 션트 저항(140)의 양측 단부는 각각 클램프 조립체(110) 및 어태치먼트 터미널(120)과 각각 접촉되고, 션트 저항(140)의 몸체는 회로 기판(130)의 통공(131) 내에 위치한다.
이때, 상기 션트 저항(140)의 몸체는 회로 기판(130)과 직접적으로 접촉되지 않는 것이 바람직하므로, 상기 션트 저항(140)은 몸체의 외주면에 결합되는 링형 절연체를 더 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명에서와 같이 프레스-핏 형태의 션트 저항(140)을 이용하면, 별도의 용접 혹은 솔더링 재료 및 강한 외부 압력을 필요로 하지 않으므로, 회로 기판(130) 및 회로기판(130)에 구비되는 회로소자를 보호할 수 있고, 공정 및 재료비를 줄일 수 있다.
한편, 상기 커넥터(150)는 회로 기판(140)에 전기적으로 연결되며, 커넥터(150)에는 외부 장치(ex. ECU)와의 연결을 위한 케이블의 단부에 마련되는 다른 커넥터가 연결된다.
상기 하우징(160)은 클램프 조립체(110), 어태치먼트 터미널(120), 회로 기판(130) 및 션트 저항(140)의 연결 부위를 감싸도록 구비되는 것으로서, 연결 부위의 외관이 미려해질 뿐만 아니라 방소 및 방진 성능을 향상시킬 수 있다.
상기 하우징(160)은 클램프 조립체(110), 어태치먼트 터미널(120), 회로 기판(130) 및 션트 저항(140)의 연결 부위에 인서트 몰딩되는 것이 바람직하다.
상기 하우징(160)이 클램프 조립체(110), 어태치먼트 터미널(120), 회로 기판(130) 및 션트 저항(140)의 연결 부위에 인서트 몰딩됨으로써 유격부위 발생이 방지되므로 유격부위 발생으로 인한 외관의 미감 저하 및 방수 및 방진 성능 저하가 방지될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 차량용 배터리 센서 모듈을 실시 예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
따라서, 본 발명에 기재된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 배터리 센서 모듈
110 : 클램프 조립체
120 : 어태치먼트 터미널
130 : 회로 기판
140 : 션트 저항
150 : 커넥터
160 : 하우징

Claims (5)

  1. 배터리와 접지 사이에 연결되어, 배터리의 상태를 측정하는 차량용 배터리 센서 모듈에 있어서,
    상기 배터리의 음극 단자에 연결되며 통공이 형성된 클램프 조립체;
    상기 접지에 연결되며 통공이 형성된 어태치먼트 터미널;
    상기 클램프 조립체 및 상기 어태치먼트 터미널 사이에 위치하며 통공이 형성된 회로 기판; 및
    상기 클램프 조립체, 상기 어태치먼트 터미널, 및 상기 회로 기판에 형성된 통공에 삽입되어 상기 클램프 조립체 및 상기 어태치먼트 터미널을 전기적으로 연결하는 션트 저항을 포함하되,
    상기 션트 저항은
    상기 회로 기판의 통공 내에 위치하는 몸체; 및
    상기 몸체의 양측 단부에 위치하며, 상기 클램프 조립체 및 상기 어태치먼트 터미널의 각 통공을 관통하여 접촉되는 헤드부를 포함하는 차량용 배터리 센서 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 션트 저항은 프레스-핏(press-fit) 형상으로 이루어지는 것
    인 차량용 배터리 센서 모듈.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 션트 저항은 상기 몸체의 외주면에 결합되는 링형 절연체를 더 구비하는 것
    인 차량용 배터리 센서 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로 기판은 상기 클램프 조립체의 영역 중 통공이 형성된 일단과 상기 어태치먼트 터미널의 영역 중 통공이 형성된 일단 사이에 위치하는 것
    인 차량용 배터리 센서 모듈.
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