KR20140027751A

KR20140027751A - 이차전지용 센싱모듈

Info

Publication number: KR20140027751A
Application number: KR1020120093719A
Authority: KR
Inventors: 이진우; 임종대; 이성식; 유제현
Original assignee: 인지컨트롤스 주식회사
Priority date: 2012-08-27
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2014-03-07
Also published as: KR101384636B1

Abstract

본 발명은 이차전지용 센싱모듈에 관한 것으로, BMS로 감지신호를 인가하기 위한 전자적 회로를 갖는 센싱 PCB; 및 상기 센싱 PCB에 통전 가능하게 고정된 상태로 상기 배터리 셀들의 전극단자와 연결된 셀 탭을 파지하여 이차전지의 전압이나 전류를 상기 센싱 PCB에 제공하는 전도성 재질의 센싱 커넥터;를 포함한다. 본 발명은 센싱 커넥터가 센싱 PCB를 통전가능하게 파지하므로 별도의 전선을 사용하지 않고 센싱 PCB에 착탈가능하게 직접 고정될 수 있는 구조의 센싱모듈을 제공한다.

Description

이차전지용 센싱모듈{Sensing module for secondary battery}

본 발명은 이차전지용 센싱모듈에 관한 것으로서, 특히 두 개의 배터리 셀을 전기적으로 동시에 연결해주는 단일 센싱 커넥터 어셈블리의 구조에 있어서, 배선을 사용하지 않고 BMS 회로부의 센싱 PCB에 직접 고정되는 커넥터에 의한 탈부착 가능한 구조의 연결방식을 구현하여 보다 안정적인 통전 결합상태를 유지함과 아울러, 제품의 소형화를 도모할 수 있게 한 이차전지용 센싱모듈에 관한 것이다.

현재, 반복 충전 후 재사용이 가능한 이차전지(Secondary Battery)는 무선이동통신용 단말기나 전기자동차 등과 같은 매우 다양한 산업분야에서 유용한 에너지원으로 사용되고 있으며, 향후에는 지금보다도 더욱 다양한 분야의 제품들에 대해 이차전지가 적용될 것으로 예상된다.

이와 같이 이차전지의 적용분야와 제품들이 다양화됨에 따라 그 종류 또한 용도 및 유형에 맞는 출력과 용량을 제공할 수 있도록 다양화되고 있으며, 보다 광범위한 제품 적용을 위해서는 무엇보다 이차전지의 소형, 경량화가 절실하다.

예를 들어, 휴대폰, PDA, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터 등과 같은 소형 모바일 기기들은, 해당 제품들의 소형화 또는 경박화 추세 등에 따라 그에 상응하도록 기기 한 대당 한 개 또는 서너 개 정도의 소형 및 경량형 배터리 셀들이 사용되고 있다. 이에 비해, 전기자전거, 전기오토바이, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등과 같은 중대형 장치들은, 고출력 대용량의 필요성에 따라 다수의 배터리 셀들을 전기적으로 연결한 전지 모듈(전지 팩)이 사용되며, 그 크기와 중량은 해당 중대형 장치의 수용 공간 및 출력 등에 밀접한 관련성이 있으므로 가급적 소형, 경량의 전지 모듈을 제조하려는 노력이 더해지고 있다.

통상의 중대형 이차전지 모듈은, 하우징(케이스) 내부에 다수의 배터리 셀들을 수용하여 이들이 상호 전기적으로 연결되고, 하우징의 외측에 다수의 회로부를 구비하여 상기 배터리 셀들의 전압, 전류 및 온도 등을 검출 후 전지의 작동을 제어하도록 된 구성을 이룬다.

상기 중대형 이차전지 모듈은 그 구조 또는 사용상의 특성으로 인해 소형 전지와는 확연히 다른 구성을 갖게 되는데, 즉, 고출력 대용량의 성능을 제공하기 위해 다수의 배터리 셀들이 투입되고 그 배터리 셀들 중 일부 또는 전체가 직렬로 연결된다. 따라서, 일부 배터리 셀들의 과충전, 과방전, 과전류, 발열 등에 의한 안전성 저하는 연쇄적인 부 반응에 의해 전지 모듈 전체의 발화 또는 폭발을 유발할 수 있을 뿐만 아니라 이차전지 모듈 전체의 작동 저하를 초래할 수 있다. 그러므로, 이차전지 모듈에는, 각 배터리 셀의 전압, 전류, 모듈 전체의 온도 등을 지속적으로 검출하여 제어하는 수단이 필히 구비되어 있어야 한다.

일반적으로, 배터리 셀은 일측으로 돌출된 박판형의 전극단자에 전선이 솔더링으로 연결되고, 이러한 전선이 BMS(Battery Management System ; 배터리 관리시스템)의 회로기판과 솔더링으로 연결된다. 이와 달리, 배터리 셀은 잔류 전압이나 전류를 측정해서 BMS에 인가하는 센싱모듈(Sensing Module)이 일측방에 고정되고, 센싱모듈에서 돌출된 박판형의 모듈단자(일명 Bus bar)가 일측으로 돌출된 전극단자와 중첩상태로 통전 가능하게 레이저로 용접된다. 따라서, BMS는 전선이나 센싱모듈에서 인가되는 전압이나 전류 또는 측정신호를 통해 배터리 셀의 작동을 제어하여 배터리 셀을 관리할 수 있다.

그러나, 전술한 바와 같은 일반적인 베터리 셀은 솔더링으로 전선이 전극단자에 연결될 경우, 전선의 납땜 등으로 공정이 복잡할 뿐만 아니라 조립공정시 전선이 절첩되면서 단선되거나 솔더링 부위가 분리되는 문제가 있다.

그리고, 전극단자 및 센싱모듈의 모듈단자가 연결될 경우, 전선의 단락을 방지할 수 있는 유용한 효과는 기대할 수 있으나, 전극단자 및 모듈단자를 중첩하는 공정 및 레이저로 용접하는 공정을 실시하여야 하므로 제조비용이 과도하게 소요될 뿐만 아니라, 전극단자 및 모듈단자를 중첩시키는 공정과 중첩상태를 유지하면서 용접하는 공정이 매우 까다롭기 때문에 대량생산량이 어렵다.

특히, 센싱모듈의 모듈단자가 전극단자에 용접으로 접합되어 센싱모듈이 전지 셀에 반영구적으로 고정되므로 필요시 센싱모듈을 분리하여 교체할 수 없는 문제도 있다.

또한, 중대형 이차전지 모듈이 사용되는 장치들은, 전기자전거, 전기오토바이, 전기자동차, 기타 산업용 기기 등과 같은 중대형 장치 등으로, 크고 작은 많은 외력을 받게 되므로 구성요소들의 결합상태가 안정적이어야 하지만, 기존의 중대형 이차전지용 센싱모듈은 이러한 요건들을 모두 만족시키지는 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 전술한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 주목적은, 배선을 사용하지 않고 센싱모듈의 센싱 PCB에 통전가능한 상태로 착탈가능하게 직접 고정되는 커넥터식 연결방식이 적용된 이차전지용 센싱모듈을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 커넥터 하나로 2개의 배터리 셀을 전기적으로 연결할 수 있으며, 이에 더하여 다수의 접점부가 마련되어 안정적인 통전을 도모할 수 있는 이차전지용 센싱모듈을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 커넥터의 조립과정이 간편하면서도 추후 결합상태가 안정적으로 유지되고, 더 나아가 커넥터에 연결된 배터리 셀의 셀 탭이 휨변형하는 것을 방지하면서 커넥터를 셀 탭에 안내하는 이차전지용 센싱모듈을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 커넥터의 접점부위가 분할형성되어 셀 탭과 다중 접속이 가능하고, 더욱이 커넥터의 접점부위를 압박하여 안정적인 접속상태를 유지할 수 있는 이차전지용 센싱모듈을 제공함에 있다.

또한, 퓨즈 하우징과 센싱 PCB를 일체로 적층시키는 고 집적 구조에 따른 제품 소형화를 구현할 수 있는 이차전지용 센싱모듈을 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지용 센싱모듈은, 배터리 셀들의 전압이나 전류를 감지하여 감지신호를 출력하는 이차전지용 센싱모듈에 있어서, 상기 BMS로 감지신호를 인가하기 위한 전자적 회로를 갖는 센싱 PCB; 및 상기 센싱 PCB에 통전 가능하게 고정된 상태로 상기 배터리 셀들의 전극단자와 연결된 셀 탭을 파지하여 이차전지의 전압이나 전류를 상기 센싱 PCB에 제공하는 전도성 재질의 센싱 커넥터;를 포함한다.

상기 센싱 커넥터는 예컨대, 상기 센싱 PCB 쪽으로의 고정을 위한 솔더 테일이 일단에 마련되고, 셀 탭과 접촉하는 커넥터 터미널이 타단에 마련된 커넥터 바디를 포함한다.

상기 커넥터 바디는, 상기 커넥터 터미널이 형성된 타단에서부터 상기 솔더 테일이 마련된 일단을 향해 형성되어 상기 셀 탭을 삽입 수용하는 파지홈이 형성되고, 상기 커넥터 터미널이 타단에 만곡상태로 절곡형성되어 상기 파지홈에 수용되는 상기 셀 탭을 탄력적으로 파지하면서 상기 셀 탭과 통전되며, 상기 커넥터 터미널이 상기 셀 탭을 파지함에 따라 상기 커넥터 터미널을 통해 전기적 접점부를 제공한다.

상기 센싱 커넥터는, 상기 파지홈의 내측으로 상기 커넥터 바디의 일부분이 돌출되어 상기 파지홈에 수용되는 상기 셀 탭과 접촉하면서 통전함에 따라 상기 커넥터 바디를 통해 전기적 접점부를 추가로 제공한다.

상기 센싱 커넥터는, 다수 개 구비되고, 그 각각의 솔더 테일이 몰드 플레이트에 이격 상태로 각각 관통 고정되며, 상기 솔더 테일의 단부 일측에는 상기 센싱 PCB나 상기 몰드 플레이트에 매입되어 지지되는 압입레그가 돌출 형성된다.

상기 몰드 플레이트는, 상기 센싱 커넥터의 배열 선상에서 상기 센싱 커넥터의 길이 방향을 따라 각각 돌출 형성되어 상기 셀 탭의 휨 방지 보강 및 각 센싱 커넥터의 파지 안내를 유도하는 다수의 터미널 가이드;를 더 포함한다.

상기 커넥터 터미널은, 일부분이 절개되어 분할 형성됨에 따라 복수의 부위가 상기 셀 탭에 접속된다.

상기 센싱 커넥터는, 상기 커넥터 터미널이 셀 탭을 압박하여 상호 긴밀한 접촉 상태를 유지하도록, 상기 커넥터 터미널의 내측으로 압입되어 커넥터 터미널을 외측으로 가압하는 압입대;를 더 포함한다.

본 발명에 따른 이차전지용 센싱모듈에 의하면, 별도의 전선을 사용하지 않고 센싱 PCB에 직접 고정될 수 있는 구조의 센싱 커넥터를 센싱 PCB에 등 간격으로 다수 개 배치함으로써, 두 개의 배터리 셀의 전극단자 간을 전기적으로 연결하는 셀 탭이 센싱 커넥터의 터미널에 다중 접점 형태로 긴밀하게 압입되어 경량 간소화된 연결 구조를 제공할 수 있으면서도 안정적인 통전 결합상태를 유지할 수 있으며, 커넥터 터미널과 셀 탭의 접합이 필요 없으므로 공정의 간소화를 도모할 수 있다. 즉, 이러한 다중 접점의 형태는 외부 진동 전달 시 그 중의 어느 한 접점이라도 전기적 연결상태를 유지할 수 있는 가능성을 높일 수 있게 되어 보다 안정적인 통전 결합상태를 유지할 수 있는 것이다.

특히, 전기적 접점부가 센싱 커넥터의 커넥터 바디에 형성된 파지홈의 내측으로 돌출형성될 경우 배터리 셀의 전극단자가 커넥터 터미널의 파지홈에 억지끼움되므로 배터리 셀의 전극단자가 커넥터 터미널에 견고하게 접속되며, 이에 따라 배터리 셀의 전극단자를 센싱 커넥터에 안정적으로 파지시킬 수 있을 뿐만 아니라 좀더 안정적인 통전 결합상태를 유지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 센싱 커넥터가 배터리 셀을 파지하므로 탈부착 가능한 구조의 연결방식 구현이 가능하여 배터리 셀에 용이하게 설치 및 분리할 수 있으며, 센싱 커넥터의 압입레그가 몰드 플레이트에 매입되어 지지되도록 하여 용접 부위를 최소화함으로써 친환경적인 제품 생산 공정을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 압입대에 의해 커넥터 터미널의 접점부가 셀 탭을 압박하므로 더욱더 안정적인 접속상태를 유지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 하우징과 센싱 PCB 및 몰드 플레이트를 일체로 적층시켜 배터리 셀과 연결할 수 있게 됨으로써 고도의 집적상태를 제공하여 제품의 소형화에 기여할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이차전지용 센싱모듈의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 이차전지용 센싱모듈의 결합 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 이차전지용 센싱모듈의 결합 정면도이다.
도 4는 본 발명의 이차전지용 센싱모듈에 적용되는 센싱 커넥터의 제 1 실시 예를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 이차전지용 센싱모듈에 적용되는 센싱 커넥터의 제 1 실시 예를 나타낸 저면 사시도이다.
도 6은 본 발명에 적용되는 센싱 커넥터가, 배터리 셀들의 전극단자 간을 연결하는 셀 탭의 접합겹판부에 결합된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명에 적용되는 센싱 커넥터가, 배터리 셀들의 전극단자 간을 연결하는 셀 탭의 접합겹판부에 결합된 상태를 나타낸 요부확대 정면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 센싱 커넥터 고정용 몰드 플레이트에 형성된 터미널 가이드에 의해, 상기 센싱 커넥터가 셀 탭의 접합겹판부에 결합된 상태를 나타낸 요부확대 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 센싱 커넥터 고정용 몰드 플레이트에 형성된 터미널 가이드에 의해, 상기 센싱 커넥터가 셀 탭의 접합겹판부에 결합된 상태를 나타낸 요부확대 정면도이다.
도 10은 본 발명의 터미널 가이드를 구비한 몰드 플레이트가 적용된 이차전지용 센싱모듈의 결합 우측면도이다.
도 11은 본 발명의 이차전지용 센싱모듈에 적용되는 센싱 커넥터의 제 2 실시 예를 나타낸 정면측 저면 사시도이다.
도 12는 본 발명의 이차전지용 센싱모듈에 적용되는 센싱 커넥터의 제 2 실시 예를 나타낸 배면측 저면 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 센싱 커넥터에 있어서, 그 일측 커넥터 터미널의 내부로 압입대가 삽입되어 셀 탭을 압박함으로써 센싱 커넥터와 셀 탭간에 더욱 긴밀한 결합 상태를 유지하게 되는 원리를 설명하기 위해, 상기 센싱 커넥터를 종 방향으로 절단하여 개략 도시한 종단면 사시도이다.
도 14는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 센싱 커넥터가 셀 탭의 접합겹판부에 긴밀하게 결합된 상태를 나타낸 개략적인 결합 종단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 이차전지용 센싱모듈을 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 이차전지용 센싱모듈은, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같은 배터리 셀(10)들의 전압이나 전류를 감지하여 BMS(배터리관리시스템)(미도시)로 감지신호를 인가함으로써 상기 BMS에 의해 이차전지의 작동을 제어할 수 있게 해주는 장치이다. 이러한 이차전지용 센싱모듈은 도 1에 도시된 바와 같이 PCB 어셈블리(100) 및 커넥터 어셈블리(200)를 포함한다.

PCB 어셈블리(100)는 상기 BMS로 감지신호를 인가하기 위한 전자적 회로를 갖는 센싱 PCB(110)로 구성된다. 이러한 커넥터 어셈블리(200)는 상기 센싱 PCB(110)에 통전 가능하게 고정된 상태로 상기 배터리 셀(10)들의 전극단자와 연결된 셀 탭(20)을 파지하여 이차전지의 전압이나 전류를 상기 센싱 PCB(110)에 제공하는 전도성 재질의 센싱 커넥터(220)를 갖는다.

상기 PCB 어셈블리(100)는 상부가 보호되도록 도시된 바와 같은 하우징(300)이 상부에 결합될 수 있다. 즉, 본 발명의 이차전지용 센싱모듈은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 일례로 상기 하우징(300)과 PCB 어셈블리(100) 및 후술되는 커넥터 어셈블리(200)가 순차적으로 적층되어 일체로 조립된 구조로 구현할 수 있으며, 이로써 센싱 PCB(110)를 차폐할 수 있는 구조를 이룬다. 하지만, PCB 어셈블리(100)는 미도시된 또 다른 PCB가 결합되는 별개의 메인보드(미도시)가 마련될 경우 메인보드의 슬릿에 결합될 수 있으며, 이러한 경우 메인보드의 미도시된 하우징이나 커버에 보호되므로 상기 하우징(300) 및 커넥터 어셈블리(200)와 조립되지 않을 수도 있다. 즉, PCB 어셈블리(100)는 통상의 컴퓨터에 설치되어 그래픽카드와 같은 PCB 등이 결합되는 것과 같은 메인보드가 마련될 경우 이러한 메인보드에 직결될 수 있으며, 이에 따라 전술한 상기 하우징(300) 및 커넥터 어셈블리(200)와 조립되지 않을 수도 있다.

상기 PCB 어셈블리(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 BMS로 감지신호를 인가하기 위한 회로인 센싱 PCB(110) 상에 상기 센싱 PCB(110)와 BMS 간의 신호라인을 연결하는 메인 커넥터(120)가 마련될 수 있다.

상기 센싱 PCB(110)는 도시된 바와 같이 다수의 관통공(111)이 형성되어 있어 상기 센싱 PCB(110)의 상하로 커넥터 어셈블리(200)와 하우징(300)을 각각 조립할 수 있도록 되어 있다. 즉, 상기 관통공(111)에는 각 센싱 커넥터(220)의 솔더 테일(226)들이 각각 삽입된 후 접합으로 고정된다.

상기 하우징(300)은 도 1에 도시된 바와 같이 하우징 바디(301)의 후크(305)가 상기 센싱 PCB(110)의 외곽측에 걸려 안정된 조립 상태를 유지한다. 상기 하우징(300)은 하우징 바디(301)의 상부 외측면상에 퓨즈(미도시)를 결합할 수 있는 퓨즈 고정부(302)가 형성될 수 있다. 즉, 하우징(300)은 퓨즈가 설치될 수 있다.

상기 커넥터 어셈블리(200)는 상기 센싱 PCB(110)와 밀착 중첩되어 센싱 PCB(110)의 하부를 보호하는 몰드 플레이트(210)를 더 포함할 수 있다. 상기 몰드 플레이트(210)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 센싱 커넥터(220)의 솔더 테일(226) 및 압입레그(227)를 삽입하기 위한 다수의 관통공(211)이 형성되고, 다수의 배터리 셀(10)들을 수용하는 배터리 케이스(미도시)와 결합되는 다수의 보강 가이드(213)가 모서리 둘레를 따라 형성된 구조를 이룬다.

상기 커넥터 어셈블리(200)에 마련되는 전술한 상기 센싱 커넥터(220)는, 통전이 가능한 금속재로 구성되며, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 복수의 배터리 셀(10)들을 연결하는 셀 탭(20)의 접합겹판부(21)를 파지 가능하게 구성된다. 상기 센싱 커넥터(220)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 복수로 구성되어 상기 몰드 플레이트(210)의 저면쪽 양측 모서리를 따라 배치 및 고정될 수 있으며, 이와 달리 센싱 PCB(110)에 직결될 수도 있다.

상기 센싱 커넥터(220)는 예컨대, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 센싱 PCB(110)에 통전가능하게 연결되는 솔더 테일(226)이 일단에 마련되고 셀 탭(20)과 접촉하는 커넥터 터미널(223)이 타단에 마련된 중공형의 커넥터 바디(221)를 포함하여 구성할 수 있다.

상기 커넥터 바디는(221) 예컨대, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 커넥터 터미널(223)이 형성된 타단에서부터 상기 솔더 테일(226)이 마련된 일단을 향해 형성되어 도 7에 도시된 바와 같이 상기 셀 탭(20)을 삽입 수용하는 파지홈(222)이 형성된다. 상기 커넥터 바디(221)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 전도성 재질의 평판을 설정된 형태로 수 차례 절곡 가공(Bending)하여 속에 공간을 갖는 관형태로 제작하는 것이 바람직하다.

상기 커넥터 터미널(223)은 예컨대, 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 커넥터 바디(221)의 타단에 만곡상태로 절곡형성될 수 있다. 이러한 커넥터 터미널(223)은 만곡상태로 절곡됨에 따라 상기 파지홈(222)에 수용되는 상기 셀 탭(20)을 탄력적으로 파지하여 상기 셀 탭(20)과 통전된다. 따라서, 상기 커넥터 바디(221)는 상기 커넥터 터미널(223)이 상기 셀 탭(20)을 파지함에 따라 상기 커넥터 터미널(223)을 통해 1차적으로 전기적 접점부(224)를 제공한다.

상기 커넥터 터미널(223)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 파지홈(222)을 중심으로 커넥터 바디(221)의 타단 양측에 형성되어 커넥터 바디(221)의 타단 양측으로 전기적 접점부(224)를 제공할 수 있다. 이때, 커넥터 터미널(223)은 도시된 바와 같이 서로 동일한 형태로 대칭형성되어 동일한 접속성능을 제공할 수 있으나, 다양한 구조의 셀 탭(20)과 접속이 가능하도록 도시된 바와 달리 서로 다른 형태로 형성되어 커넥터 바디(221)의 양측에서 서로 대향할 수도 있다.

또한, 상기 커넥터 터미널(223)은 파지되는 셀 탭(20)의 구조에 따라, 도시된 바와 달리 커넥터 바디(221)의 타단 일측에만 형성되어 일측에만 전기적 접점부(224)를 제공할 수도 있다. 그리고, 상기 커넥터 터미널(223)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 일부분이 절개되어 분할 형성된 구조로 구성될 수 있다. 이러한 커넥터 터미널(223)은 분할 형성됨에 따라 상기 셀 탭(20)의 파지시 복수의 부위가 상기 셀 탭(20)에 접속된다. 따라서, 센싱 커넥터(220)는 진동이나 충격에 의해 상기 셀 탭(20)이 유동하여도 복수의 부위가 상기 셀 탭(20)에 접속됨에 따라 안정적으로 통전상태를 유지할 수 있다. 즉, 센싱 커넥터(220)는 부러쉬(솔)와 같이 여러 가닥으로 분할됨에 따라 진동이나 충격으로 상기 셀 탭(20)이 유동할 경우, 복수의 부위 중 적어도 어느 한 곳이라도 상기 셀 탭(20)과 접촉된 상태를 유지하거나, 복수의 부위가 교대로 상기 셀 탭(20)에 접속되므로 안정적으로 통전상태를 유지할 수 있다.

한편, 상기 센싱 커넥터(220)는 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 파지홈(222)의 내측으로 상기 커넥터 바디(221)의 일부분이 돌출되어 상기 파지홈(222)에 수용되는 상기 셀 탭(20)과 접촉하면서 통전함에 따라 상기 커넥터 바디(221)의 돌출된 부위를 통해 2차적인 전기적 접점부(225)를 추가로 제공한다. 즉, 추가적인 전기적 접점부는 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 파지홈(222)의 내측으로 돌출되는 상기 커넥터 바디(221)의 돌출된 부위이다.

또한, 상기 센싱 커넥터(220)는 도 1에 도시된 바와 같이 복수로 구성되어 각각의 솔더 테일(226)이 몰드 플레이트(210)에 등 간격으로 각각 관통 고정되는 것이 바람직하며, 상기 솔더 테일(226)의 단부 일측에는 상기 몰드 플레이트(210)에 매입되어 지지되는 압입레그(227)가 돌출 형성된 구조로 구현할 수 있다. 이러한 센싱 커넥터(220)는 솔더 테일(226) 및 압입레그(227)가 몰드 플레이트(210)에 제각기 지지되므로 셀 탭(20)의 파지시 유동이 방지된다.

여기서, 전술한 압입레그(227)는 솔더 테일(226)이 도시된 바와 달리 센싱 PCB(110)에 직결될 경우 솔더 테일(226)과 함께 센싱 PCB(110)에 직결되도록 구성할 수도 있다.

다른 한편, 상기 센싱 커넥터(220)는 터미널 가이드(230)를 더 포함할 수 있다. 상기 터미널 가이드(230)는 예컨대, 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이 상기 몰드 플레이트(210)의 저면 쪽에 등 간격으로 고정된 다수의 센싱 커넥터(220)와 각각 동일 배열 선상에 병렬 배치되도록, 상기 몰드 플레이트(210)에서 상기 센싱 커넥터(220)의 길이 방향을 따라 각각 돌출 형성될 수 있다. 상기 터미널 가이드(230)는 상기 셀 탭(20)의 휨 방지 보강 및 각 센싱 커넥터(220)의 파지 안내를 유도한다.

상기 터미널 가이드(230)는 예컨대, 도 8에 도시된 바와 같이 길이를 갖는 막대형으로 구성할 수 있다. 그리고, 상기 터미널 가이드(230)는 도 9에 도시된 바와 같이 단부에 센싱 커넥터(220)의 파지 안내를 원활히 유도할 수 있도록 외측으로 하향 경사진 경사안내면(231)이 형성될 수도 있다. 즉, 터미널 가이드(230)는 센싱 커넥터(220)의 파지홈(222)으로 셀 탭(20)이 삽입될 경우 경사안내면(231)을 통해 셀 탭(20)을 파지홈(222)의 내측으로 안내한다. 따라서, 센싱 커넥터(220)는 셀 탭(20)을 용이하게 파지한다.

상기 터미널 가이드(230)는 센싱 커넥터(220)에 셀 탭(20)이 파지될 경우 도 9에 도시된 바와 같이 셀 탭(20)의 측방을 지지하여 셀 탭(20)의 휨을 방지한다. 따라서, 센싱 커넥터(220)는 셀 탭(20)과 안정적으로 접속할 수 있다.

여기서, 상기 터미널 가이드(230)는 후술되는 도 14의 압박대(310)와 같이 하우징(300)에 형성될 수도 있다.

한편, 도 11 내지 도 14는 본 발명의 제2 실시예를 도시한 것으로서, 본 발명의 제2 실시예는 도시된 바와 같이 센싱 커넥터(240)의 커넥터 바디(241)가 전술한 센싱 커넥터(220)의 커넥터 바디(221)와 동일하게 구성된다. 하지만, 제2 실시예는 도시된 바와 같이 커넥터 터미널(243)이 도시된 바와 같이 분할되지 않은 상태로 구성되고, 파지홈(242)을 기준하여 좌우 비대칭형의 구조로 구성된다. 즉, 커넥터 터미널(223, 243)은 분할되지 않은 상태로 구성될 수 있으며, 커넥터 바디(221, 241)의 타단 양측에 비대칭의 구조로 구성될 수도 있다.

이러한 센싱 커넥터(220, 240)는 도 13에 도시된 바와 같이 상기 커넥터 터미널(223, 243)의 내측 중공부로 압입되어 커넥터 터미널(223, 243)을 외측으로 가압하는 압입대(310)를 더 포함할 수 있다. 압입대(310)는 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 상기 커넥터 터미널(223, 243)의 내부로 삽입되면서 상기 커넥터 터미널(223, 243)을 외측으로 가압하여 확관시킨다. 따라서, 커넥터 터미널(223, 243)은 확관되면서 셀 탭(20)을 압박하여 셀 탭(20)과의 상호 긴밀한 접촉 상태를 유지한다.

상기 압입대(310)는 예컨대, 용이한 삽입을 위해 도 13에 도시된 바와 같이 쐐기 형상의 막대로 구성할 수 있다. 그리고, 압입대(310)는 예컨대, 도 14에 도시된 바와 같이 전술한 하우징(300)의 하우징 바디(301)에 형성되어 센싱 PCB(110) 및 몰드 플레이트(210)를 관통한 후 커넥터 터미널(223, 243)에 삽입될 수도 있다.

상기 압입대(310)는 커넥터 터미널(243) 내에서 걸림 고정되는 구조로도 구현 가능하다. 이때, 상기 압입대(310)는 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 압입대 바디(311)의 외측면상에 걸림돌기(312)가 형성되고, 커넥터 터미널(243)에 상기 걸림돌기(312)와 대응되는 걸이구멍(248)이 형성됨에 따라 걸림 고정이 가능하다. 따라서, 상기 압입대(310)는 걸림 고정으로 인하여 진동이나 충격이 전달되어도 커넥터 터미널(243)을 지속적으로 가압할 수 있다.

한편, 도면 중 미설명 부호 240은 본 실시 예에 따른 센싱 커넥터, 244 및 245는 본 실시 예에 따른 1차 및 2차 접점부, 246은 본 실시 예에 따른 솔더 테일, 247은 본 실시 예에 따른 압입레그, 313은 본 실시 예에 따른 압입대(310)에 경사형성된 가압단부를 나타낸 것이다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시 예들을 기준하여 설명되어 있으나 이는 예시적인 것이라 할 수 있고, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예들을 생각해 낼 수 있으므로 이러한 균등한 실시 예들 또한 본 발명의 특허청구범위 내에 포함되는 것으로 보아야 함은 극히 당연한 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 결정되어야 할 것이다.

10 ; 배터리 셀(Battery Cell) 20 ; 셀 탭(Cell Tab)
21 ; 접합겹판부 100 ; PCB 어셈블리(PCB Assembly)
110 ; 센싱 PCB(Sensing PCB) 111 ; 관통공
120 ; 메인 커넥터(Main Connector)
200 ; 커넥터 어셈블리(Connector Assembly)
210 ; 몰드 플레이트(Mold Plate) 211 ; 관통공
213 ; 보강 가이드
220, 240 ; 센싱 커넥터(Sensing Connector)
221, 241 ; 커넥터 바디(Connector Body)
222, 242 ; 파지홈 223, 243 ; 커넥터 터미널
224, 244 ; 1차 접점부 225, 245 ; 2차 접점부
226, 246 ; 솔더 테일(Solder Tale)
227, 247 ; 압입레그(Press Insertion Leg)
230 ; 터미널 가이드(Terminal Guide) 231 ; 경사안내면
248 ; 걸이구멍 300 ; 하우징(Fuse Housing)
301 ; 하우징 바디(Housing Body) 302 ; 퓨즈 고정부
305 ; 후크
310 ; 압입대
311 ; 압입대 바디 312 ; 걸림돌기
313 ; 가압단부

Claims

배터리 셀들의 전압이나 전류를 감지하여 감지신호를 출력하는 이차전지용 센싱모듈에 있어서,
상기 BMS로 감지신호를 인가하기 위한 전자적 회로를 갖는 센싱 PCB; 및
상기 센싱 PCB에 통전 가능하게 고정된 상태로 상기 배터리 셀들의 전극단자와 연결된 셀 탭을 파지하여 이차전지의 전압이나 전류를 상기 센싱 PCB에 제공하는 전도성 재질의 센싱 커넥터;를 포함하는 이차전지용 센싱모듈.
제 1 항에 있어서, 상기 센싱 커넥터는,
상기 센싱 PCB 쪽으로의 고정을 위한 솔더 테일이 일단에 마련되고, 셀 탭과 접촉하는 커넥터 터미널이 타단에 마련된 커넥터 바디를 포함하고,
상기 커넥터 바디는,
상기 커넥터 터미널이 형성된 타단에서부터 상기 솔더 테일이 마련된 일단을 향해 형성되어 상기 셀 탭을 삽입 수용하는 파지홈이 형성되고, 상기 커넥터 터미널이 타단에 만곡상태로 절곡형성되어 상기 파지홈에 수용되는 상기 셀 탭을 탄력적으로 파지하면서 상기 셀 탭과 통전되며, 상기 커넥터 터미널이 상기 셀 탭을 파지함에 따라 상기 커넥터 터미널을 통해 전기적 접점부를 제공하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 센싱모듈.
제 2 항에 있어서, 상기 센싱 커넥터는,
상기 파지홈의 내측으로 상기 커넥터 바디의 일부분이 돌출되어 상기 파지홈에 수용되는 상기 셀 탭과 접촉하면서 통전함에 따라 상기 커넥터 바디를 통해 전기적 접점부를 추가로 제공하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 센싱모듈.
제 2 항에 있어서,
상기 센싱 커넥터는, 다수 개 구비되고, 그 각각의 솔더 테일이 몰드 플레이트에 이격 상태로 각각 관통 고정되며, 상기 솔더 테일의 단부 일측에는 상기 센싱 PCB나 상기 몰드 플레이트에 매입되어 지지되는 압입레그가 돌출 형성된 이차전지용 센싱모듈.
제 4 항에 있어서, 상기 몰드 플레이트는,
상기 센싱 커넥터의 배열 선상에서 상기 센싱 커넥터의 길이 방향을 따라 각각 돌출 형성되어 상기 셀 탭의 휨 방지 보강 및 각 센싱 커넥터의 파지 안내를 유도하는 다수의 터미널 가이드;를 더 포함하는 이차전지용 센싱모듈.
제 2 항에 있어서,
상기 커넥터 터미널은, 일부분이 절개되어 분할 형성됨에 따라 복수의 부위가 상기 셀 탭에 접속되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 센싱모듈.
제 2 항에 있어서, 상기 센싱 커넥터는,
상기 커넥터 터미널이 셀 탭을 압박하여 상호 긴밀한 접촉 상태를 유지하도록, 상기 커넥터 터미널의 내측으로 압입되어 커넥터 터미널을 외측으로 가압하는 압입대;를 더 포함하는 이차전지용 센싱모듈.