KR20150078083A - 커버에 전압센싱부재가 설치된 배터리 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 모듈의 단부에 체결되는 커버에 상기 배터리 모듈을 구성하는 각 배터리 셀의 전압을 측정할 수 있는 전압센싱부재와 전압을 센싱하는 회로가 구성된 PCB가 설치된 커버에 전압센싱부재가 설치된 배터리 모듈에 관한 것이다.
본 발명에 따른 커버에 전압센싱부재가 설치된 배터리 모듈은, 복수의 배터리 셀(10)이 배열된 상태로 결합되어 가조립되고, 복수로 배열된 배터리 셀(10)들의 양단을 수용하도록 커버(21)가 결합되고, 친환경 자동차에 탑재되는 배터리 모듈에 있어서, 상기 커버(21)의 내부에는, 각 배터리 셀(10)의 단부에 전기적으로 연결되는 복수의 전압센싱부재(23)와, 상기 전압센싱부재(23)와 전기적으로 연결되고, 상기 배터리 셀의 전압을 측정할 수 있는 회로가 구성된 PCB(24)가 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

커버에 전압센싱부재가 설치된 배터리 모듈{Battery module installed voltage sensing member in cover of the battery module}
본 발명은 친환경 자동차에 탑재되는 배터리 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리 모듈의 단부에 체결되는 커버에 상기 배터리 모듈을 구성하는 각 배터리 셀의 전압을 측정할 수 있는 전압센싱부재와 전압을 센싱하는 회로가 구성된 PCB가 설치된 커버에 전압센싱부재가 설치된 배터리 모듈에 관한 것이다.
전기자동차 또는 하이브리드 자동차와 같은 친환경 자동차에는 전동모터의 구동에 필요한 전원이 충전되는 배터리 모듈이 탑재된다.
이러한 배터리 모듈은 배터리 모듈의 슬림화와 원가절감을 달성하기 위해 부품 공용화를 목적으로 규격화된 표준 배터리 모듈이 많이 사용되고 있다.
상기 표준 배터리 모듈에는 상기 배터리 모듈을 구성하는 각 배터리 셀을 관리하기 위해서 각 배터리 셀의 전압을 측정해야 한다. 예컨대, 각 배터리 셀에 기계식 또는 전자식 센서를 용접하거나 클립방식으로 체결하고, 각 배터리 셀과 전압을 측정하는 센서를 연결하기 위한 부재 등을 장착하여, 각 배터리 셀의 전압을 측정하고 개별 배터리 셀을 제어한다. 만약, 각 배터리 셀의 전압을 측정하지 못하면, 해당 배터리 셀에 대한 제어가 불가능하여, 충전과 방전을 할 수 없어 배터리 셀로서의 기능을 하지 못한다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이, 배터리 모듈의 슬림화 및 표준화로 배터리 모듈의 내부에는 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 전압을 측정하는 전압센서와 배터리 셀과 전압센서를 연결하는 부재를 설치하기 위한 공간적 제약이 많다 그리고, 배터리 모듈의 내부에 장착하기 위한 공간이 충분치 않아, 장착이 어려워 장착공정이 복잡해지는 문제점이 있다.
또한, 상기 배터리 모듈의 내부에서 전압센서가 제대로 설치되지 않으면, 배터리 셀의 고유 전압을 유지하는데도 나쁜 영향을 미쳐 배터리 모듈의 성능저하를 유발하는 문제점이 있다.
한편, 하기의 선행기술문헌은 '배터리의 셀 전압 측정 장치'에 관한 것으로서, 직렬 연결된 복수 개의 배터리들 각각의 전압을 측정하는 배터리의 전압 측정 장치에 관한 기술이 개시되어 있다.
KR 10-1071940 B1
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 배터리모듈의 양단에 결합되는 커버의 내부에 전압을 센싱하는 회로가 구성된 PCB와 상기 PCB와 배터리 셀을 전기적으로 연결시키는 전압센싱부재가 장착되도록 하여, 상기 배터리모듈에 커버를 결합시키는 것만으로도, 상기 배터리 모듈 단부에 전압센싱부재와 PCB가 설치되도록 하는 커버에 전압센싱부재가 설치된 배터리 모듈을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 커버에 전압센싱부재가 설치된 배터리 모듈은, 복수의 배터리 셀이 배열된 상태로 결합되어 가조립되고, 복수로 배열된 배터리 셀들의 양단을 수용하도록 커버가 결합되고, 친환경 자동차에 탑재되는 배터리 모듈에 있어서, 상기 커버의 내부에는, 각 배터리 셀의 단부에 전기적으로 연결되는 복수의 전압센싱부재와, 상기 전압센싱부재와 전기적으로 연결되고, 상기 배터리 셀의 전압을 측정할 수 있는 회로가 구성된 PCB가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 전압센싱부재는, 도체로 이루어지고, 단면이 'ㄷ'자 형태로 형성되어, 상기 배터리 셀의 단부를 파지하는 형태로 상기 배터리 셀의 단부에 접속되는 것을 특징으로 한다.
상기 전압센싱부재는 그 일부가 상기 커버의 외측으로 노출되도록 상기 커버에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 커버의 일측에는 복수의 체결공이 형성되고, 가조립된 배터리 모듈의 일측에는 상기 체결공에 체결되는 복수의 체결돌기가 형성되며, 상기 커버로 상기 배터리 모듈의 단부를 밀어넣으면, 상기 체결돌기가 상기 체결공에 삽입됨으로써, 상기 커버가 상기 배터리 모듈의 단부에 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 커버에 전압센싱부재가 설치된 배터리 모듈에 따르면, 배터리 모듈의 조립에 있어서, 배터리 모듈의 단부에 커버를 결합하는 것만으로도, 상기 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 전압을 측정하기 위한 전압센싱부재와 PCB가 설치할 수 있다.
또한, 상기 배터리 셀에 전압센싱부재와 PCB를 설치하는 과정에서, 별도의 공구가 필요하지 않으므로, 배터리 모듈의 조립이 간단해진다.
아울러, 각 배터리 셀에 전압센싱부재와 PCB가 안정된 상태로 설치되기 때문에, 상기 배터리 셀의 전압을 측정하지 못하여 배터리 모듈이 정상적으로 작동하지 않는 문제점을 해결할 수 있다.
그리고, 배터리 셀의 전압을 측정하는데 사용되는 전압센싱부재와 PCB가 커버의 내부에 위치하기 때문에 온도, 습도의 영향을 덜 받으며, 수분의 침투에 대해서도 우수한 특성을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 커버에 전압센싱부재가 설치된 배터리 모듈의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 커버에 전압센싱부재가 설치된 배터리 모듈의 분해 사시도.
도 3은 도 2의 요부 확대도.
도 4는 본 발명에 따른 커버에 전압센싱부재가 설치된 배터리 모듈에서 커버를 다른 방향에서 도시한 사시도.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 커버에 전압센싱부재가 설치된 배터리 모듈에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 단부에 결합되는 커버(21)의 내부에는, 각 배터리 셀(10)의 단부에 전기적으로 연결되는 복수의 전압센싱부재(23)와, 상기 전압센싱부재(23)와 전기적으로 연결되고, 상기 배터리 셀의 전압을 측정할 수 있는 회로가 구성된 PCB(24)가 설치된다.
배터리 모듈(1)은 복수의 배터리 셀(10)이 배열되고, 복수로 배열된 배터리 셀(10)의 단부에 커버(21)가 결합된다.
상기 배터리 모듈(1)의 단부에 결합되는 커버(21)의 내부에는 각 배터리 셀(10)의 단부와 전기적으로 연결되는 전압센싱부재(23)과, 상기 배터리 셀(10)의 전압을 측정할 수 있는 회로가 구성된 PCB(24)가 설치된다.
전압센싱부재(23)는 각 배터리 셀(10)의 단부에 결합되어, 상기 배터리 셀(10)과 PCB(24)를 전기적으로 연결해주는 역할을 한다. 상기 전압센싱부재(23)는 도체로 이루어지고, 단면이 'ㄷ'자 형태로 형성되어 있어서, 상기 배터리 셀(10)의 단부를 파지하는 형태로 접속된다. 따라서, 상기 전압센싱부재(23)는 배터리 셀(10)의 단부에서 전면과 후면, 그리고 측면과 접하고 있어서, 상기 배터리 셀(10)의 전압을 3면에서 측정할 수 있어서 신뢰성을 더 높일 수 있다. 아울러, 상기 전압센싱부재(23)는 상기 커버(21)의 상하방향으로 연장되게 형성되어 있어서, 상기 커버(21)에 장착되는 다른 부재, 예컨대 PCB(24)등에 접속되도록 한다.
아울러, 상기 전압센싱부재(23)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 커버(21)의 외측으로 일부가 노출되도록 상기 커버(21)에 설치된다. 즉 상기 커버(21)가 상기 배터리 모듈(1)에 조립된 상태에서도 일부가 외부로 노출됨으로써, 노출된 부분을 통하여 외부에서 상기 전압센싱부재(23)에 접속될 수 있도록 한다. 따라서, 상기 전압센싱부재(23)에서 조립후에도 외부로 노출되는 부분을 통하여 레이저 용접 등을 통하여, 외부에서 상기 전압센싱부재(23)와 상기 배터리 셀(10)의 단부가 용접되도록 하여 상기 배터리 셀(10)과 상기 전압센싱부재(23)의 결합력을 높이도록 한다.
이러한 전압센싱부재(23)는 복수, 즉 상기 배터리 셀(10)과 같은 수로 상기 커버(21)의 내부에 설치됨으로써, 상기 배터리 모듈(1)을 구성하는 각 배터리 셀(10)의 전압을 측정할 수 있도록 한다.
PCB(24)는 상기 커버(21)의 내부에 장착되고, 전압을 측정할 수 있는 회로가 구성된다. 상기 PCB(24)는 상기 전압센싱부재(23)를 통하여 상기 배터리 셀(10)과 전기적으로 연결된다. 즉 상기 전압센싱부재(23)는 상기 배터리 셀(10)의 단부를 파지하는 형태로 상기 배터리 셀(10)의 일측에 전기적으로 연결되어 있고, 아울러 상기 전압센싱부재(23)가 상기 PCB(24)쪽으로도 연장되어 상기 PCB(24)와 전기적으로 연결됨으로써, 상기 PCB(24)는 상기 배터리 셀(10)과 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 상기 커버(21)의 일측과 상기 배터리 모듈(1)의 일측에는 상기 커버(21)가 상기 배터리 모듈(1)의 일측에 체결되도록 하는 체결수단이 설치된다.
상기 체결수단으로는 상기 커버(21)에 형성되는 체결공(22)과 상기 배터리 모듈(1)의 일측에 형성되는 체결돌기(11)가 될 수 있다.
상기 체결돌기(11)는 상기 커버(21)가 진입하는 쪽에는 경사면이 형성되고 상기 커버(21)가 분리되는 방향으로는 수직면이 형성되어 있어서, 상기 커버(21)를 배터리 모듈(1)의 단부에 후크결합시킬 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 커버에 전압센싱부재가 설치된 배터리 모듈의 작용에 대하여 설명하기로 한다.
배터리 모듈(1)은 복수의 배터리 셀(10)이 포개지도록 배열되어 결합된 상태에서, 그 양단에 내부에 전압센싱부재(23)와 PCB(24)가 일체로 형성된 커버(21)를 결합함으로써 완성된다.
상기 커버(21)의 내부에 상기 복수의 배터리 셀(10)이 결합된 가조립 상태의 배터리 모듈(1)의 단부를 밀어넣으면, 상기 커버(21)의 체결공(22)에 상기 배터리 모듈(1)의 체결돌기(11)가 결합됨으로써, 상기 커버(21)와 가조립된 배터리 모듈(1)이 결합되어 배터리 모듈(1)이 완성된다.
특히, 상기 커버(21)를 배터리 모듈(1)의 단부에 결합하는 것만으로도, 상기 커버(21)의 내부에 설치된 PCB(24)와 상기 배터리 셀(10)이 상기 전압센싱부재(23)를 통하여 전기적으로 연결됨으로써, 상기 배터리 모듈(1)에 전압을 측정하기 위한 각종 부재 또는 전압센서 등을 설치하는 번거로움이 사라진다.
또한, 각 배터리 셀(10)의 단부마다 전압센싱부재(23)가 접속되기 때문에, 배터리 모듈(1)을 구성하는 각 배터리 셀(10)의 전압을 측정하여 해당 배터리 셀(10)의 충전과 방전을 제어할 수 있다.
1 : 배터리 모듈 10 : 배터리 셀
11 : 체결돌기 21 : 커버
22 : 체결공 23 : 전압센싱부재
24 : PCB

Claims (4)

  1. 복수의 배터리 셀이 배열된 상태로 결합되어 가조립되고, 복수로 배열된 배터리 셀들의 양단을 수용하도록 커버가 결합되고, 친환경 자동차에 탑재되는 배터리 모듈에 있어서,
    상기 커버의 내부에는,
    각 배터리 셀의 단부에 전기적으로 연결되는 복수의 전압센싱부재와,
    상기 전압센싱부재와 전기적으로 연결되고, 상기 배터리 셀의 전압을 측정할 수 있는 회로가 구성된 PCB가 설치되는 것을 특징으로 하는 커버에 전압센싱부재가 설치된 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전압센싱부재는,
    도체로 이루어지고, 단면이 'ㄷ'자 형태로 형성되어, 상기 배터리 셀의 단부를 파지하는 형태로 상기 배터리 셀의 단부에 접속되는 것을 특징으로 하는 커버에 전압센싱부재가 설치된 배터리 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전압센싱부재는 그 일부가 상기 커버의 외측으로 노출되도록 상기 커버에 설치되는 것을 특징으로 하는 커버에 전압센싱부재가 설치된 배터리 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 커버의 일측에는 복수의 체결공이 형성되고,
    가조립된 배터리 모듈의 일측에는 상기 체결공에 체결되는 복수의 체결돌기가 형성되며,
    상기 커버로 상기 배터리 모듈의 단부를 밀어넣으면, 상기 체결돌기가 상기 체결공에 삽입됨으로써, 상기 커버가 상기 배터리 모듈의 단부에 결합되는 것을 특징으로 하는 커버에 전압센싱부재가 설치된 배터리 모듈.
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