KR20120122007A - 과전류 방지장치를 포함한 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전지 셀들로 이루어지는 단위모듈이 수개가 인접 또는 일정한 간격을 두고 적층되며 전극 탭은 직렬로 연결되어 형성되는 배터리 팩에 있어서, 각각의 전지 셀의 전압을 센싱 할 수 있도록 전지 셀의 양극탭과 음극탭을 전압센싱라인으로 연결하고, 전지 셀과 전압센싱라인 사이에 구성되며 전극탭들을 결합하는 커넥터에 퓨즈를 설치하여 전지 셀의 쇼트 또는 보호회로로 부터 유입되는 과전류에 의해 각각의 전지 셀들이 손상되는 것을 방지할 수 있는 과전류 방지장치를 포함한 배터리 팩에 관한 것이다.

Description

과전류 방지장치를 포함한 배터리 팩 {Battery pack with apparatus to prevent surge current}
본 발명은 전지 셀들로 이루어지는 단위모듈이 수개가 인접 또는 일정한 간격을 두고 적층되며 전극 탭은 직렬로 연결되어 형성되는 배터리 팩에 있어서, 각각의 전지 셀의 전압을 센싱 할 수 있도록 전지 셀의 양극탭과 음극탭을 전압센싱라인으로 연결하고, 전지 셀과 전압센싱라인 사이에 구성되며 전극탭들을 결합하는 커넥터에 퓨즈를 설치하여 전지 셀의 쇼트, 배터리 팩의 전압을 감지하는 회로의 외부회로의 단락 또는 보호회로로 부터 전지 셀로 유입되는 과전류에 의해 전지 셀이 손상되는 것을 방지할 수 있는 과전류 방지장치를 포함한 배터리 팩에 관한 것이다.
일반적으로, 이차전지는 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능하여 디지털 카메라, 휴대폰, 노트북, 하이브리드카와 같은 다양한 분야에 적용되며 활발한 연구가 진행중이다. 이차 전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이차전지를 들 수 있다.
그리고 전기자동차 또는 하이브리드카의 동력원으로는 리튬 이차전지가 주로 사용되며, 모터구동 등과 같은 큰 전력을 필요로 하므로 다수 개의 고출력 전지 셀을 또는 셀 모듈을 직렬로 연결하여 구성되는 대용량의 배터리 팩이 사용되는 것이 일반적이다.
상술한 바와 같이 배터리 팩은 통상적으로 직렬로 연결되는 다수 개의 전지 셀을 포함하여 이루어진다. 특히, 하이브리트카용 배터리 팩의 경우 수 개에서 많게는 수십 개의 전지 셀이 충전과 방전을 번갈아가면서 수행하게 됨에 따라 이러한 충방전 등을 제어하여 배터리가 적정한 동작 상태로 유지하도록 관리할 필요성이 있다.
또한, 배터리 팩은 그 내부에 다수 개의 전지 셀을 포함하고 있으며, 각각의 전지 셀의 전극 탭들은 커넥터에 의해 전기적으로 연결되며, 상기 커넥터에는 상기 각각의 전극 셀들의 전압을 측정할 수 있도록 전압센싱라인을 통해 보호회로와 연결된다.
그런데 종래의 배터리 팩은 상기 전압센싱라인 및 보호회로 등에 과전류가 흐를 때 전류를 차단할 수 있는 장치가 없으며, 상기 전압센싱라인에 과전류 차단장치가 구성되더라도 전압센싱라인의 배치작업 도중에 파손되거나 단락될 수 있는 문제점이 있다.
그리고 종래의 배터리 팩에 과전류를 차단할 수 있도록 한 기술이 공개되어 있으며, 도 1에 종래의 배터리 팩을 도시하였다.
종래의 배터리 팩은 케이스(10)와, 상기한 케이스(10) 내부에 위치하며 전기화학적 반응으로 전기에너지를 발생시키며 양극판, 음극판 그리고 세퍼레이터로 구성되는 극판군(20)과, 이 극판군(20)의 양극판에 전기적으로 연결되어 양극단자(30)로 전달하는 양극연결부재(21)와, 상기한 극판군(20)의 음극판과 전기적으로 연결되어 음극단자(40)로 전달하는 음극연결부재를 포함하여 이루어진다.
이때, 상기한 양극단자(30)와 양극연결부재(21)사이 또는 음극단자(40)와 음극연결부재 사이에는 퓨즈(50)가 탈장착이 가능하도록 부착되어 극판군(20)의 쇼트나 과전류의 유입으로 인한 배터리 팩의 손상을 방지하도록 구성된다.
그러나 상기와 같은 종래의 배터리 팩은 구조가 복잡하여 제작이 어려우며, 진동 또는 충격에 의해 상기 양극연결부재(21) 또는 양극단자(30)와 퓨즈(50)의 접촉부가 떨어져 오히려 쇼트를 유발시킬 수도 있다.
또한, 전극단자(30,40)에 상기 퓨즈(50)가 연결되므로 상기 극판군(20)의 각각의 셀들에 쇼트나 이상 발생시 상기 퓨즈(50)가 상기 각각의 셀들을 보호하는 역할을 하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전지 셀들이 수개가 인접 또는 일정한 간격을 두고 적층되며 전극 탭은 직렬로 연결되어 형성되는 배터리 팩에 있어서, 각각의 전지 셀의 전압을 센싱 할 수 있도록 전지 셀의 양극탭과 음극탭을 전압센싱라인으로 연결하고, 전지 셀과 전압센싱라인 사이에 구성되며 전극탭들을 결합하는 커넥터에 퓨즈를 설치하여 전지 셀의 쇼트, 배터리 팩의 전압을 감지하는 회로의 외부회로의 단락 또는 보호회로로부터 전지 셀로 유입되는 과전류에 의해 전지 셀이 손상되는 것을 방지할 수 있는 과전류 방지장치를 포함한 배터리 팩을 제공하는 것이다.
또한, 전지 셀의 전극탭과 연결되는 커넥터에 과전류를 방지할 수 있는 퓨즈를 설치함으로서 구조가 간단하여 소형화가 가능하며, 전압센싱라인의 배치작업 도중에 파손 또는 단락되지 않는 과전류 방지장치를 포함한 배터리 팩을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 과전류 방지장치를 포함한 배터리 팩은, 각각 음극탭(111) 및 양극탭(112)으로 이루어지는 한 쌍의 전극탭(110)이 일측에 형성되며 나란히 배열되는 수개의 전지 셀(100); 서로 이웃하는 상기 전지 셀(100)들의 전극탭(110)들 사이에 개재되며 상기 전극탭(110)들이 연결부재(220)에 의해 전기적으로 연결되는 커넥터(200); 상기 커넥터(200)의 일측에 연결되는 전압센싱라인(300); 및 상기 커넥터(200)에 구성되며 상기 커넥터(200)의 연결부재(220)에 일측이 연결되고 상기 전압센싱라인(300)에 타측이 각각 연결되어 상기 전지 셀(100)의 전극탭(110)들과 상기 전압센싱라인(300)이 전기적으로 연결되는 퓨즈(400); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전지 셀(100)들 사이에 개재되며 일측에 상기 커넥터(200)가 결합되는 케이스(500); 및 상기 전지 셀(100)들 중 최외곽 전지 셀(100)들의 외측면을 지지하는 한 쌍의 엔드커버(600); 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 커넥터(200)는 삽입홈(230)이 형성되어 상기 퓨즈(400)가 상기 삽입홈(230)에 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 커넥터(200)는 상기 삽입홈(230)의 양측면에 한 쌍의 홀더(240)가 형성되어, 상기 홀더(240)들은 각각 상기 커넥터(200)의 연결부재(220) 및 전압센싱라인(300)에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 홀더(240)는 상측에 고정홈(241)이 형성되어 상기 퓨즈(400)가 상기 고정홈(241)에 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 과전류 방지장치를 포함한 배터리 팩은, 전지 셀들이 수개가 인접 또는 일정한 간격을 두고 적층되며 전극 탭은 직렬로 연결되어 형성되는 배터리 팩에 있어서, 각각의 전지 셀의 전압을 센싱 할 수 있도록 전지 셀의 양극탭과 음극탭을 전압센싱라인으로 연결하고, 전지 셀과 전압센싱라인 사이에 구성되며 전극탭들을 결합하는 커넥터에 퓨즈를 설치하여 전지 셀의 쇼트, 배터리 팩의 전압을 감지하는 회로의 외부회로의 단락 또는 보호회로로부터 전지 셀로 유입되는 과전류에 의해 전지 셀이 손상되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 전지 셀의 전극탭과 연결되는 커넥터에 과전류를 방지할 수 있는 퓨즈를 설치함으로서 구조가 간단하고, 전압센싱라인의 배치작업 도중에 파손 또는 단락될 가능성이 적으며, 상기 퓨즈의 적용에 따른 추가적인 공간이 불필요하여 소형화가 가능한 장점이 있다.
도 1은 종래의 배터리 팩의 과전류 방지 구조를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 과전류 방지장치를 포함한 배터리 팩을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 과전류 방지장치를 포함한 배터리 팩을 나타낸 분해 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 전극탭과 커넥터를 나타낸 단면 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 커넥터와 퓨즈를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 커넥터의 홀더와 퓨즈를 나타낸 분해 사시도.
이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 과전류 방지장치를 포함한 배터리 팩을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 과전류 방지장치를 포함한 배터리 팩을 나타낸 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 과전류 방지장치를 포함한 배터리 팩은, 각각 음극탭(111) 및 양극탭(112)으로 이루어지는 한 쌍의 전극탭(110)이 일측에 형성되며 나란히 배열되는 수개의 전지 셀(100); 서로 이웃하는 상기 전지 셀(100)들의 전극탭(110)들 사이에 개재되며 상기 전극탭(110)들이 연결부재(220)에 의해 전기적으로 연결되는 커넥터(200); 상기 커넥터(200)의 일측에 연결되는 전압센싱라인(300); 및 상기 커넥터(200)에 구성되며 상기 커넥터(200)의 연결부재(220)에 일측이 연결되고 상기 전압센싱라인(300)에 타측이 각각 연결되어 상기 전지 셀(100)의 전극탭(110)들과 상기 전압센싱라인(300)이 전기적으로 연결되는 퓨즈(400); 를 포함하여 이루어진다.
먼저, 상기 전지 셀(100)은 상기 양극, 음극, 전해질 및 격리판 등으로 이루어져 전기를 발생시키는 부분인 전극체(113)에 그 일측으로 전기가 흐를 수 있도록 상기 전극탭(110)이 형성된다.
상기 전극탭(110)은 양극탭(111) 및 음극탭(112)으로 이루어지고, 전기적으로 도체인 금속 재질이며, 구부러지기 쉬운 연성 재질인 것이 바람직하다.
그리고 도 3 과 같이 상기와 같은 수개의 전지 셀(100)들이 일정한 간격을 두고 나란히 배치되며, 서로 이웃하는 상기 전지 셀(100)들의 전극탭(110) 사이에 상기 커넥터(200)가 개재된다.
이때, 서로 이웃하는 전지 셀(100)은 양극탭(111)과 음극탭(112)이 마주보도록 교번 배치되고 그 사이에 상기 커넥터(200)가 개재된다.
그리고 도 4와 같이 서로 이웃하는 전지 셀(100)의 양극탭(111)과 음극탭(112)은 상기 커넥터(200)의 상면에 구성되는 제1연결부재(221)와 접촉되어 통전되도록 상기 제1연결부재(221) 쪽으로 구부려진 후 레이져 또는 초음파 용접되어 결합된다.
또한, 도 5와 같이 상기 커넥터(200)는 일측에 전압센싱라인(300)이 연결되는 몸체(210), 상기 몸체(210)의 상면에 형성되는 제1연결부재(221), 상기 몸체(210)의 양측면에 결합되는 한 쌍의 제2연결부재(222)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 몸체(210)는 전기가 통하지 않는 플라스틱 재질로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 제1연결부재(221)는 상기 전지 셀(100)의 전극탭(110)과 용접 등으로 결합되어야 하므로 동일한 재질을 사용하며, 또한 전기가 잘 통할 수 있도록 금속 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 한 쌍의 제2연결부재(222)는 서로 연결되지 않도록 구성되며, 각각의 제2연결부재(222)는 전기적인 도체이며, U자 형태로 탄성을 갖는 금속으로 형성되는 것이 바람직하다.
그런데 이때, 상기 커넥터(200)는 서로 이웃하는 한 쌍의 전지 셀(100)의 전극탭(110) 사이에 하나만 개재된다.
즉, 상기 한 쌍의 마주보는 전지 셀(100)은 양극탭(111)과 음극탭(112)이 마주보도록 두 쌍의 전극탭(110)이 구성되므로, 한 쌍의 전극탭(110) 사이에는 상기 커넥터(200)가 개재되어 상기 커넥터(200)의 제1연결부재(221)에 결합된다.
그리고 나머지 한 쌍의 전극탭(110)은 다시 그 이웃하는 전지 셀(100)의 전극탭(110)사이에 개재되는 커넥터(200)의 제1연결부재(221)에 결합된다.
그리하여 수개의 전지 셀(100)들 사이에 커넥터(200)가 지그재그로 개재되고 전극탭(110)들이 직렬로 연결될 수 있다.
이때, 상기 커넥터(200)는 양측에 U자 형태로 형성되는 제2연결부재(222)에 의해 상기 전극탭(110)들이 밀착되며, 상기 커넥터(200)의 상면과 측면을 덮을 수 있도록 커버가 결합되어 상기 결합되는 전극탭(110)들을 보호 할 수도 있다.
또한, 상기와 같이 전극탭(110)들이 결합되는 경우 상기 수개의 전지 셀(100)들의 전극탭(110) 사이에는 상기 커넥터(200)가 개재되지 않은 부분이 존재하며, 여기에는 도 2와 같이 제1연결부재(221)가 형성되지 않은 고정커넥터(200c)가 개재되어 상기 전극탭(110)들이 전기적으로 연결되지 않는 상태로 밀착시켜 고정하는 역할을 하도록 구성될 수 있다.
즉, 마주보는 전지 셀(100)의 두 쌍의 전극탭(110) 사이에 각각 커넥터(200)가 개재되되, 한 쌍의 전극탭(110) 사이에는 전극탭(110)이 결합될 수 있도록 제1연결부재(221)가 형성된 연결커넥터(200a)가 개재되어 전극탭(110)이 연결커넥터(200a) 안쪽으로 구부러져 결합되고, 다른 한 쌍의 전극탭(110) 사이에는 전극탭(110)이 결합되지 않으며 바깥쪽으로 전극탭(110)을 밀착시키는 역할만을 하는 고정커넥터(200c)가 개재된다.
이때, 상기 고정커넥터(200c)는 단순히 전극탭(110)을 밀착시키는 역할만을 하게 되며 전압센싱라인(300)이 연결되지 않는다.
그리고 가장 바깥쪽에 배치되는 전지 셀(100)은 하나의 탭(양극탭 또는 음극탭)만 남게 되는데, 이는 엔드커넥터(200b-1 또는 200b-2)를 개재하고 하나의 전극탭(110)만 결합하여 연결된다.
즉, 가장 바깥쪽 전극 셀(100)과 그 이웃하는 전극 셀(100)의 전극탭(110)들 사이에는 연결커넥터(200a)와 엔드커넥터(200b-1 또는 200b-2)가 개재되어, 한 쌍의 전극탭(110)과 하나의 전극탭(110)이 상기 연결커넥터(200a)와 엔드커넥터(200b-1 또는 200b-2)의 제1연결부재(221)에 각각 결합된다.
이때, 상기 엔드커넥터(200b-1 또는 200b-2)의 제1연결부재(221)는 제2연결부재(222)와 접촉되지 않도록 구성되어야 한다.
그리고 상기 커넥터(200)의 일측에는 상기 전압센싱라인(300)이 연결되며, 상기 전압센싱라인(300)은 상기 커넥터(200)의 제1연결부재(221)에 연결되도록 결합된다.
즉, 상기 전압센싱라인(300)은 상기 커넥터(200)에 연결되어 상기 전극 셀(100)의 전극탭(110)과 전기적으로 연결되도록 결합된다.
이때, 상기 커넥터(200)는 전극탭(110)들이 상기 제2연결부재(220)에 의해 밀착되어, 상기 제2연결부재(220)와 상기 전극탭(110)들이 통전되도록 구성되므로 도 6과 같이 상기 전압센싱라인(300)이 상기 제2연결부재(220)에 연결되도록 구성될 수도 있다.
여기에 상기 커넥터(200)에 구성되며 상기 커넥터(200)의 연결부재(220)에 일측이 연결되고 상기 전압센싱라인(300)에 타측이 각각 연결되어 상기 전지 셀(100)의 전극탭(110)들과 상기 전압센싱라인(300)이 전기적으로 연결되도록 퓨즈(400)가 결합된다.
이는 상기 커넥터(200)의 연결부재(220)에 전극탭(110)들이 결합되고, 상기 연결부재(220)의 일측에 상기 퓨즈(400)의 일측이 연결되고, 상기 퓨즈(400)의 타측은 상기 전압센싱라인(300)과 연결되도록 구성되는 것이다.
이때, 도 5와 같이 상기 퓨즈(400)는 상기 전압센싱라인(300)상에 형성되는 것이 아니며, 상기 커넥터(200)의 일측에 고정되도록 구성되어 상기 퓨즈(400)의 양측이 각각 상기 커넥터(200)의 연결부재(220)와 전압센싱라인(300)에 연결되는 구성이다.
그리고 상기 전압센싱라인(300)은 배터리 팩의 일측 또는 외부에 구성되는 보호회로 및 BMS(Battery Management System)와 연결되어 상기 전지 셀(100)이 충방전되는 전류가 흘러 전압과 전류를 감지하도록 구성된다.
그리하여 각각의 전지 셀(100)의 전압을 센싱 할 수 있도록 전지 셀(100)의 양극탭(111)과 음극탭(112)이 전압센싱라인(300)으로 연결되고, 상기 전지 셀(100)과 전압센싱라인(300) 사이에 구성되며 전극탭(110)들이 결합되어 연결되는 커넥터(200)에 퓨즈(400)가 설치되어, 상기 전지 셀(100)의 내부에서 쇼트가 발생하거나 배터리 팩의 전압을 감지하는 외부회로의 단락 또는 보호회로로부터 과전류가 유입될 때 상기 퓨즈(400)가 단락되어 전류를 차단함으로서 상기 전지 셀(100)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 전지 셀(100)의 전극탭(110)과 연결되는 커넥터(200)에 과전류를 방지할 수 있는 퓨즈(400)를 설치함으로서 구조가 간단하고, 전압센싱라인(300)의 배치작업 도중에 파손 또는 단락될 가능성이 감소하며, 상기 퓨즈(400)의 적용에 따른 추가적인 공간이 불필요하여 소형화가 가능한 장점을 갖게 된다.
그리고 본 발명의 과전류 방지장치를 포함한 배터리 팩은, 상기 전지 셀(100)들 사이에 개재되며 일측에 상기 커넥터(200)가 결합되는 케이스(500); 및 상기 전지 셀(100)들 중 최외곽 전지 셀(100)들의 외측면을 지지하는 한 쌍의 엔드커버(600); 를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
이는 도 3과 같이 전지 셀(100)과 전지 셀(100) 사이에 케이스(500)를 개재하여 적층하고 가장 바깥쪽에 배치되는 전지 셀(100)의 외측면에 상기 엔드커버(600)를 배치하여 상기 한 쌍의 엔드커버(600)를 체결수단으로 고정함으로서 상기 전지 셀(100)들이 지지되도록 하여, 상기 케이스(500)에 의해 상기 전지 셀(100)의 전극체(113)가 감싸지고 전극탭(110)은 상기 케이스(500)의 상측으로 돌출되도록 결합되는 것이다.
이때, 상기 케이스(500)는 상측에 상기 커넥터(200)가 결합되어 상기 전극탭(110)들 사이에 위치하도록 구성되어, 상기 전지 셀(100) 및 상기 커넥터(200)를 지지하는 역할을 한다.
여기에서 상기 커넥터(200)에 전극탭(110)들이 결합된 후 상측에 배터리 팩의 일측으로 전극을 형성하기 위해 하나의 전극탭(110)과 연결되도록 버스바가 결합될 수 있고, 그 상측에 상부커버가 구성되어 상기 케이스(500) 또는 엔드커버(600)에 결합될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 과전류 방지장치를 포함한 배터리 팩은, 상기 커넥터(200)에 전지 셀(100)로 과전류가 흐르는 것을 방지하는 역할을 하는 퓨즈(400) 및 상기 커넥터(200)가 다양한 형태로 이루어질 수 있으며 그 실시 예를 아래에 설명한다.
상기 커넥터(200)는 도 5와 같이 삽입홈(230)이 형성되어 상기 퓨즈(400)가 상기 삽입홈(230)에 고정도록 이루어질 수 있다.
즉, 상기 퓨즈(400)의 형태에 대응되도록 상기 커넥너(200)에 삽입홈(230)을 형성하고 상기 퓨즈(400)가 상기 삽입홈(230)에 삽입되어, 퓨즈(400)의 일측이 상기 커넥터(200)의 연결부재(220)와 연결되고 상기 퓨즈(400)의 타측은 상기 전압센싱라인(300)과 연결되도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 커넥터(200)는 상기 삽입홈(230)의 양측면에 한 쌍의 홀더(240)가 형성되어, 상기 홀더(240)들이 각각 상기 커넥터(200)의 연결부재(220) 및 전압센싱라인(300)에 전기적으로 연결되도록 구성하여 상기 홀더(240)들 사이에 상기 퓨즈(400)가 삽입되어 연결되도록 한 것이다.
이때, 하나의 홀더(240)는 상기 커넥터(200)의 제2연결부재(222)의 일측에 연결되도록 일체형으로 형성되는 것이 바람직하며, 다른 하나의 홀더(240)는 상기 전압센싱라인(300)을 연결하기 용이하도록 'L'자 형태로 형성하여 수직부분은 상기 퓨즈(400)와 연결되도록 하고 수평부분은 상기 전압센싱라인(300)에 연결되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 홀더(240)는 도 6과 같이 상측에 고정홈(241)이 형성되어 상기 퓨즈(400)가 상기 고정홈(241)에 삽입되어 고정되도록 구성할 수 있다.
그리하여 상기 퓨즈(400)가 상기 커넥터(200)에 조립이 용이하고 과전류로 인한 상기 퓨즈(400)의 단락시 교체가 편리하다.
또한, 상기 퓨즈(400)가 상기 홀더(240)에 확실하게 고정되므로 진동 또는 외부 충격으로 인해 퓨즈(400)가 움직이거나 이탈되는 것이 방지되어, 상기 퓨즈(400)와 홀더(240)가 전기적으로 단락되지 않는 장점이 있다.
그리고 본 발명의 실시 예에서는 수개의 전지 셀(100)들이 직렬로 연결되는 구성에 대하여 나타내었으나, 수개의 전지 셀(100)들을 병렬로 연결하거나 수개의 배터리 팩이 결합되도록 구성될 수도 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : (본 발명의) 과전류 방지장치를 포함한 배터리 팩
100 : 전지 셀
110 : 전극탭 111 : 양극탭
112 : 음극탭 113 : 전극체
200 : 커넥터 200a : 연결커넥터
200b-1, 200b-2 : 엔드커넥터 200c : 고정커넥터
210 : 몸체 220 : 연결부재
221 : 제1연결부재 222 : 제2연결부재
230 : 삽입홈 240 : 홀더
241 : 고정홈
300 : 전압센싱라인
400 : 퓨즈
500 : 케이스
600 : 엔드커버

Claims (5)

  1. 각각 음극탭(111) 및 양극탭(112)으로 이루어지는 한 쌍의 전극탭(110)이 일측에 형성되며 나란히 배열되는 수개의 전지 셀(100);
    서로 이웃하는 상기 전지 셀(100)들의 전극탭(110)들 사이에 개재되며 상기 전극탭(110)들이 연결부재(220)에 의해 전기적으로 연결되는 커넥터(200);
    상기 커넥터(200)의 일측에 연결되는 전압센싱라인(300); 및
    상기 커넥터(200)에 구성되며 상기 커넥터(200)의 연결부재(220)에 일측이 연결되고 상기 전압센싱라인(300)에 타측이 각각 연결되어 상기 전지 셀(100)의 전극탭(110)들과 상기 전압센싱라인(300)이 전기적으로 연결되는 퓨즈(400); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 과전류 방지장치를 포함한 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전지 셀(100)들 사이에 개재되며 일측에 상기 커넥터(200)가 결합되는 케이스(500); 및
    상기 전지 셀(100)들 중 최외곽 전지 셀(100)들의 외측면을 지지하는 한 쌍의 엔드커버(600); 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 과전류 방지장치를 포함한 배터리 팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터(200)는 삽입홈(230)이 형성되어 상기 퓨즈(400)가 상기 삽입홈(230)에 고정되는 것을 특징으로 하는 과전류 방지장치를 포함한 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 커넥터(200)는 상기 삽입홈(230)의 양측면에 한 쌍의 홀더(240)가 형성되어, 상기 홀더(240)들은 각각 상기 커넥터(200)의 연결부재(220) 및 전압센싱라인(300)에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 과전류 방지장치를 포함한 배터리 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 홀더(240)는 상측에 고정홈(241)이 형성되어 상기 퓨즈(400)가 상기 고정홈(241)에 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 과전류 방지장치를 포함한 배터리 팩.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140085890A (ko) * 2012-12-28 2014-07-08 현대자동차주식회사 고전압 배터리팩용 배터리모듈 조립체
KR20190006753A (ko) * 2017-07-11 2019-01-21 주식회사 엘지화학 이차전지 모듈
KR20190032863A (ko) * 2017-09-20 2019-03-28 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
WO2019103310A1 (ko) * 2017-11-23 2019-05-31 주식회사 엘지화학 안전성이 개선된 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
CN110692149A (zh) * 2017-11-30 2020-01-14 株式会社Lg化学 具有汇流条组件的电池模块
US11469472B2 (en) 2017-08-29 2022-10-11 Lg Energy Solution, Ltd. Battery pack having waterproof function and manufacturing method therefor
US11489235B2 (en) 2018-04-25 2022-11-01 Lg Energy Solution, Ltd. Battery module and battery pack including the same
US11749843B2 (en) 2017-11-23 2023-09-05 Lg Energy Solution, Ltd. Battery module having improved safety, battery pack including battery module, and vehicle including battery pack

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101629488B1 (ko) * 2013-07-31 2016-06-10 주식회사 엘지화학 삽입형 전원 차단부를 포함하는 전지팩 안전장치
JP6237450B2 (ja) * 2014-05-07 2017-11-29 株式会社オートネットワーク技術研究所 蓄電モジュール
CN106575726B (zh) 2014-07-30 2019-07-19 株式会社自动网络技术研究所 蓄电模块
JP6455705B2 (ja) * 2014-10-21 2019-01-23 株式会社オートネットワーク技術研究所 蓄電モジュール
JP6288057B2 (ja) * 2015-12-02 2018-03-07 トヨタ自動車株式会社 積層型全固体電池
US9923187B2 (en) * 2016-08-01 2018-03-20 Ford Global Technologies, Llc Sensor fuse for an electric battery array
JP6571627B2 (ja) * 2016-11-18 2019-09-04 矢崎総業株式会社 導電モジュール及び電池パック
KR102324968B1 (ko) 2018-10-15 2021-11-11 주식회사 엘지에너지솔루션 퓨즈 연결성 진단 시스템 및 진단 방법, 퓨즈 연결성 진단 시스템을 포함하는 배터리 관리 시스템
EP3800723A1 (en) * 2019-10-02 2021-04-07 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG Battery module and aircraft with a battery module
KR20210090888A (ko) * 2020-01-13 2021-07-21 주식회사 엘지화학 폴딩 구조를 적용한 파우치형 배터리 팩 및 그 제조 방법
KR102507734B1 (ko) 2020-11-18 2023-03-09 스마트론파워(주) 배터리 상태 검출 장치 및 방법
KR20220067832A (ko) 2020-11-18 2022-05-25 스마트론파워(주) 스마트 배터리 충전 장치
KR102507725B1 (ko) 2020-11-18 2023-03-09 스마트론파워(주) 스마트 배터리 충전 장치 및 충전 방법
CN113764795A (zh) * 2021-08-11 2021-12-07 湖北亿纬动力有限公司 电池模组

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5242767A (en) * 1992-06-22 1993-09-07 Motorola, Inc. Battery housing assembly with integral limited travel guide rails
EP1376734A3 (en) * 1997-03-24 2004-11-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Cooling device for battery power source
JP4220649B2 (ja) * 1999-06-10 2009-02-04 パナソニック株式会社 組電池
KR100876456B1 (ko) * 2004-12-24 2008-12-29 주식회사 엘지화학 분리형 커넥팅 부재 및 그것을 이용한 이차전지 모듈의제조방법
EP1829138A4 (en) * 2004-12-24 2012-06-13 Lg Chemical Ltd SEPARABLE CONNECTOR FOR A SECONDARY BATTERY MODULE AND METHOD FOR IMPROVING THE PERFORMANCE OF A BATTERY MODULE THROUGH A LEVELING VOLTAGE
JP2009231138A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Toshiba Corp 電池パック
JP2010225449A (ja) * 2009-03-24 2010-10-07 Autonetworks Technologies Ltd 接続ユニット
JP4748745B2 (ja) * 2009-10-13 2011-08-17 株式会社エース電研 遊技機

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140085890A (ko) * 2012-12-28 2014-07-08 현대자동차주식회사 고전압 배터리팩용 배터리모듈 조립체
KR20190006753A (ko) * 2017-07-11 2019-01-21 주식회사 엘지화학 이차전지 모듈
US11469472B2 (en) 2017-08-29 2022-10-11 Lg Energy Solution, Ltd. Battery pack having waterproof function and manufacturing method therefor
KR20190032863A (ko) * 2017-09-20 2019-03-28 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
WO2019103310A1 (ko) * 2017-11-23 2019-05-31 주식회사 엘지화학 안전성이 개선된 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
US11749843B2 (en) 2017-11-23 2023-09-05 Lg Energy Solution, Ltd. Battery module having improved safety, battery pack including battery module, and vehicle including battery pack
CN110692149A (zh) * 2017-11-30 2020-01-14 株式会社Lg化学 具有汇流条组件的电池模块
US11489235B2 (en) 2018-04-25 2022-11-01 Lg Energy Solution, Ltd. Battery module and battery pack including the same

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