KR20150144852A - 이차전지팩의 이차전지 연결장치 - Google Patents

이차전지팩의 이차전지 연결장치 Download PDF

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KR20150144852A
KR20150144852A KR1020140073439A KR20140073439A KR20150144852A KR 20150144852 A KR20150144852 A KR 20150144852A KR 1020140073439 A KR1020140073439 A KR 1020140073439A KR 20140073439 A KR20140073439 A KR 20140073439A KR 20150144852 A KR20150144852 A KR 20150144852A
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Abstract

본 발명은 이차전지팩의 이차전지 연결장치에 관한 것으로서, 복수의 이차전지가 집단으로 연결된 이차전지팩에 설치되며, 복수의 이차전지의 단자와 전기적으로 접촉하는 전도성 패드가 복수개 일면에 형성되며, 상기 이차전지팩의 제어부와 연결되는 제어부 연결부가 형성된 연성회로기판; 및 상기 연성회로기판의 상기 이차전지 단자 반대측에 결합되며, 상기 전도성 패드가 형성된 부위에 개구가 형성된 프로텍터;를 포함하고, 상기 연성회로기판에는, 복수의 상기 전도성 패드와 상기 제어부 연결부를 연결하는 회로가 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지팩의 이차전지 연결장치를 개시한다. 따라서, 설치되는 공간 및 무게를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 조립도 용이하도록 한다.

Description

이차전지팩의 이차전지 연결장치{Apparatus for connecting secondary cells in battery pack}
본 발명은 이차전지팩의 이차전지 연결장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차 등에 사용되는 이차전지팩에서, 복수의 이차전지의 단자 혹은 버스바와 이차전지팩의 제어부를 연결하는 연결장치에 관한 것이다.
최근들어, 하이브리드 자동차 혹은 전기자동차의 개발이 활성화됨에 따라서, 자동차 내부에 전력원으로서 대량의 이차전지가 설치된다. 이차전지는 개별적으로 사용되지 않으며, 복수의 이차전지들이 하나의 이차전지팩으로 클러스터되어, 사용된다. 이러한 이차전지팩에는 각각의 이차전지의 단자들과 연결되어, 전압 혹은 온도 등을 센싱하여, 각각의 이차전지를 제어하는 제어부가 설치되며, 상기 제어부와 이차전지 단자들을 연결하는 이차전지 연결장치가 설치된다.
도 1은 종래의 이차전지팩의 이차전지 연결장치를 도시한 사시도이다.
도1에 도시된 바와 같이, 이차전지팩의 이차전지 연결장치는, 각각의 이차전지(미도시)의 단자에 접속하는 이차전지 접속단자(1)와, 이차전지팩의 제어부(미도시)와 연결되는 제어부 연결 커넥터(2)와, 이차전지 접속단자(1)와 제어부 연결 커넥터(2)를 연결하는 복수의 와이어로 구성된 와이어 하네스(3)를 포함한다.
도 1에 도시된 종래의 이차전지팩의 이차전지 연결장치는, 이차전지 접속단자(1)와 제어부 연결 커넥터(2)를 연결하는 와이어 하네스(3)의 두께가 이차전지의 갯수에 비례하여 두터워 질 뿐만 아니라, 무게도 증대하여, 차량의 경량화를 통해서 연비를 개선하기 위해 필사적으로 노력하는 최근의 자동차 설계 방향과 전혀 맞지 않을 뿐만 아니라, 일일이 이차전지 접속단자(1)를 이차전지의 단자에 맞춰 고정하는 작업을 하여야 하므로, 조립 공수도 증대된다는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 설치되는 공간 및 무게를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 조립도 용이한 이차전지팩의 이차전지 연결장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 복수의 이차전지가 집단으로 연결된 이차전지팩에 설치되며, 복수의 이차전지의 단자와 전기적으로 접촉하는 전도성 패드가 복수개 일면에 형성되며, 상기 이차전지팩의 제어부와 연결되는 제어부 연결부가 형성된 연성회로기판; 및 상기 연성회로기판의 상기 이차전지 단자 반대측에 결합되며, 상기 전도성 패드가 형성된 부위에 개구가 형성된 프로텍터;를 포함하고, 상기 연성회로기판에는, 복수의 상기 전도성 패드와 상기 제어부 연결부를 연결하는 회로가 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지팩의 이차전지 연결장치를 제공한다.
여기서, 상기 프로텍터의 상기 연성회로기판 반대면에 결합되며, 상기 개구를 밀폐하는 커버;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 커버에는, 상기 이차전지팩과 고정을 위해 형성된 고정부;를 더 포함한다.
상기 제어부 연결부는, 상기 연성회로기판에 고정된 커넥터;를 더 포함하는 것이 효과적이다.
상기 제어부 연결부는, 상기 연성회로기판이 상기 프로텍터의 끝단에서 더 돌출되도록 연장된 연장부;를 더 포함하며, 상기 커넥터는, 상기 연장부의 끝단에 고정된 것이 효과적이다.
상기 제어부 연결부는, 상기 연장부를 감싸는 망사형태의 연장부 프로텍터;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.
상기와 같이, 본 발명의 실시예는, 연성회로기판을 사용하여, 이차전지의 단자와 제어부를 연결함으로써, 무게를 획기적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 두꺼운 와이어를 제거할 수 있어, 부피도 획기적으로 줄일 수 있다.
또한, 이차전지의 단자의 상면에 연성회로기판의 전도성 패드를 위치시킨 후, 레이저 용접 등으로 고정할 수 있어, 일일이 위치를 맞추기 위한 공정이 필요없으며, 대량으로 레이저 용접 등의 방법으로 고정할 수 있어, 공정에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 종래의 이차전지팩의 이차전지 연결장치를 도시한 사시도
도 2는 본 발명의 제 1 실시예의 이차전지팩의 이차전지 연결장치가 장착된 이차전지팩의 사시도
도 3은 도 2의 이차전지팩의 이차전지 연결장치의 분리 사시도
도 4는 도 3의 절단선 Ⅳ-Ⅳ에 따른 단면도
도 5는 본 발명의 제 2 실시예의 이차전지팩의 이차전지 연결장치의 분리 사시도
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예의 이차전지팩의 이차전지 연결장치가 장착된 이차전지팩의 사시도, 도 3은 도 2의 이차전지팩의 이차전지 연결장치의 분리 사시도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예의 이차전지팩 이차전지 연결장치(1000)는, 복수의 이차전지(110)가 집단으로 연결된 이차전지팩(100)에 설치되며, 복수의 이차전지(110)의 단자(111)와 전기적으로 접촉하는 전도성 패드(1111)가 복수개 일면에 형성되며, 상기 이차전지팩의 제어부와 연결되는 제어부 연결부(1200)가 형성된 연성회로기판(1100)과, 상기 연성회로기판(1100)의 상기 이차전지 단자 반대측에 결합되며, 상기 전도성 패드가 형성된 부위에 개구(1210)가 형성된 프로텍터(1200)와, 상기 프로텍터(1200)의 상기 연성회로기판 반대면에 결합되며, 상기 개구(1210)를 밀폐하는 커버(1300)를 포함한다.
이차전지팩(100)은 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 이차전지(110)가 포개져 형성되며, 일면에는 각각의 이차전지(110)에 연결된 단자(111)가 형성되어 있다. 본 발명의 실시예에서는 개별 이차전지에 형성된 단자(111)를 예시로 들었으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 단자(111)를 동시에 연결한 버스바(Bus bar) 등도 본 발명의 단자(111)의 범주에 속한다. 다만, 설명의 번거러움을 피하기 위해 단자(111)로 통칭한다.
또한, 타면에는 이차전지팩(100) 전체를 제어하기 위한 제어부(120)가 형성되어 있다. 제어부(120)는 CSE(Cell Supervising Electronics) 혹은 BSM(Battery Management System)라 불리우며 이차 전지의 상태를 상시 모니터링 하여, 이차전지를 제어하는 부분이다. 제어부(120)에는 통상 마이크로칩 및 회로기판 등이 내설된다. 또한, 제어신호 등을 전달하기 위한 제어부 커넥터(121)가 일면에 형성된다.
연성회로기판(1100)은 전술한 바와 같이, 전도성 패드(1111)가 이차전지의 단자(111)와 맞물리는 위치에 형성되며, 제어부 연결부(1120)가 일단에 형성되며, 복수의 상기 전도성 패드(1111)와 상기 제어부 연결부(1120)를 연결하는 회로(1112)가 형성된다.
전도성 패드(1111)와, 회로(1112)는 전도성 물질인 구리 등 일반적인 연성회로기판에 사용되는 재질로 형성되며, 도 4와 같이, 이차전지의 단자(111)를 바라보는 면이 노출되도록 형성되며, 반대면은 연성회로기판을 형성하는 절연성 필름(1113)으로 지지된다.
상기 제어부 연결부(1120)는, 상기 연성회로기판에 고정된 커넥터(1121)와, 커넥터(1121)가 안착되는 커넥터 안착부(1122)를 포함한다. 즉, 제어부 연결부(1120)는 연성회로기판(1100)의 일단에 커넥터(1121)에 일단이 연결되고, 타단이 제어부 커넥터(121)와 연결된 연결 커넥터(1500)를 통해서 제어부와 연결된다.
프로텍터(1200)는, 연성회로기판(1100) 보다 강성이 강한 재질로 형성되어, 연성회로기판(1100)을 보호해주는 역할을 한다. 다만, 프로텍터(1200)에는 전도성 패드가 형성된 부위에 개구(1210)가 형성되며, 커넥터(1122)가 형성된 부위에도 커넥터 관통공(1220)이 형성된다.
프로텍터(1200)와 연성회로기판(1100)은 본딩 결합등 다양한 방법으로 고정될 수 있다. 프로텍터(1200)는 제조공정에서 연성회로기판(1100)을 보호하는 역할을 수행한다. 또한, 개구(1210)를 형성함으로써, 전도성 패드(1111)를 이차전지 단자(111)와 결합 시 용이하도록 한다. 즉, 개구(1210)를 통해서 레이저 등을 조사하여, 전도성 패드(1111)와 이차전지 단자(111)를 융착 고정할 수 있다.
커버(1300)는 개구(1210)를 최종적으로 커버하는 부재이며, 상기 이차전지팩과 고정을 위해 형성된 고정부(1310)가 형성된다. 고정부(1310)는 볼트 등이 체결될 수 있는 체결공으로 형성되거나, 스냅핏 돌기 등 이차전지팩과 고정하는 다양한 형태가 사용될 수 있다. 또한, 커넥터(1121)의 상면을 감싸는 커넥터 보호부(1320)와 강성증대용 리브(1330)가 형성된다. 상기와 같이, 커버(1300)는 최종적으로 연성회로기판(1100)과, 프로텍터(1200)를 보호해주며, 배터리팩(100)에 고정하는 역할을 한다.
상기와 같이, 형성된 이차전지팩의 이차전기 연결장치는, 먼저 프로텍터(1200)와 연성회로기판(1100)이 본딩 등으로 고정된 상태에서, 전도성 패드(1111)가 이차전지의 단자(111)의 상면에 위치하도록 연성회로기판(1100)을 위치시킨 후, 프로텍터(1200)의 개구(1210)를 통해서 레이저를 조사하여, 전도성 패드(1111)와 이차전지의 단자(111)를 고정한다.
그 다음, 커버(1300)를 위치시킨 후, 고정부(1310)를 통해서, 커버(1300) 프로텍터(1200) 및 연성회로기판(1100)을 이차전지팩(100)에 고정한다.
상기와 같이, 본 발명의 실시예는, 연성회로기판을 사용하여, 이차전지의 단자와 제어부를 연결함으로써, 무게를 획기적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 두꺼운 와이어를 제거할 수 있어, 부피도 획기적으로 줄일 수 있다.
또한, 이차전지의 단자의 상면에 연성회로기판의 전도성 패드를 위치시킨 후, 레이저 용접 등으로 고정할 수 있어, 일일이 위치를 맞추기 위한 공정이 필요없으며, 대량으로 레이저 용접 등의 방법으로 고정할 수 있어, 공정에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예의 이차전지팩의 이차전지 연결장치의 분리 사시도이다.
제 2 실시예는 제 1 실시예와, 제어부 연결부의 구성이 상이하며, 나머지 구성은 실질적으로 동일하다.
즉, 제 2 실시예의 상기 제어부 연결부(2120)는, 상기 연성회로기판이 상기 프로텍터(2200)의 끝단(2210)에서 더 돌출되도록 연장된 연장부(2121)와, 상기 연장부(2121)를 감싸는 망사형태의 연장부 프로텍터(2122)를 더 포함한다. 또한, 커넥터(2123)는 연장부(2121)의 끝단에 고정된다.
이와 같이 형성됨으로써, 제 1 실시예의 프로텍터(1200)에 형성된 커넥터 관통공(1220)에 해당하는 구성이 제 2 실시예의 프로텍터(2200)에는 형성되지 않으며, 제 1 실시예의 커버(1300)에 형성된 커넥터 보호부(1320)는 제 2 실시예의 커버(2300)에는 형성되어 있지 않다.
연장부(2121)는, 커넥터(2123)가 직접 제어부 커넥터(121)에 연결될 수 있는 길이로 형성된다. 연장부 프로텍터(2122)는 유연성 있는 재질로 형성되어, 연장부(2121)가 자유롭게 휘어지도록 함과 동시에, 연장부(2121)가 마모 혹은 날카로운 부위와 접촉하여 절단되는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같이, 제 2 실시예의 제어부 연결부는 연장부(2121) 및 이의 끝단에 연결된 커넥터(2123)를 구비함으로써, 제어부 커넥터(121)에 직접 연결될 수 있어, 제 1 실시예의 연결 커넥터(1500)를 제거할 수 있다는 장점이 있다.
위에서 설명된 부분을 제외하고 나머지 부분은 제 1 실시예의 구성과 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
110: 이차전지 100: 이차전지팩
111: 이차전지의 단자 1111: 전도성 패드
120: (이차전지팩) 제어부 1120, 2210: 제어부 연결부
1100, 2100: 연성회로기판 1210: 개구
1200: 프로텍터 1112: 회로
1300: 커버 1310: 고정부
1121, 2123: 커넥터 2121: 연장부
2122: 연장부 프로텍터

Claims (6)

  1. 복수의 이차전지가 집단으로 연결된 이차전지팩에 설치되며, 복수의 이차전지의 단자와 전기적으로 접촉하는 전도성 패드가 복수개 일면에 형성되며, 상기 이차전지팩의 제어부와 연결되는 제어부 연결부가 형성된 연성회로기판; 및
    상기 연성회로기판의 상기 이차전지 단자 반대측에 결합되며, 상기 전도성 패드가 형성된 부위에 개구가 형성된 프로텍터;
    를 포함하고,
    상기 연성회로기판에는,
    복수의 상기 전도성 패드와 상기 제어부 연결부를 연결하는 회로가 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지팩의 이차전지 연결장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로텍터의 상기 연성회로기판 반대면에 결합되며, 상기 개구를 밀폐하는 커버;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지팩의 이차전기 연결장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 커버에는, 상기 이차전지팩과 고정을 위해 형성된 고정부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지팩의 이차전지 연결장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부 연결부는,
    상기 연성회로기판에 고정된 커넥터;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지팩의 이차전지 연결장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부 연결부는,
    상기 연성회로기판이 상기 프로텍터의 끝단에서 더 돌출되도록 연장된 연장부;
    를 더 포함하며,
    상기 커넥터는, 상기 연장부의 끝단에 고정된 것을 특징으로 하는 이차전지팩의 이차전지 연결장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부 연결부는,
    상기 연장부를 감싸는 망사형태의 연장부 프로텍터;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지팩의 이차전지 연결장치.
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KR20210041235A (ko) 2019-10-07 2021-04-15 주식회사 엘지화학 비고정식 검사 가능한 배터리 및 배터리 검사방법
US11888125B2 (en) 2018-12-26 2024-01-30 Lg Energy Solution, Ltd. Battery module having connector mounted on FPCB, and battery pack and vehicle comprising same

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