KR20160021499A - Protection Circuit Member for Electrostatic Discharge and Battery Pack Having the Same - Google Patents

Protection Circuit Member for Electrostatic Discharge and Battery Pack Having the Same Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a protecting circuit member, included in a battery management system (BMS) and electrically connected between a battery cell and an external device. The protecting circuit member includes: a first connector part electrically connected to an input/output terminal of a battery cell; a second connector part transmitting power, supplied from the first connector part, to an external device or transmitting the power, supplied from the external device, to the first connector part; and a third connector part and sensors sensing a state of the battery cell. A pair of spark gaps, preventing static electricity from flowing into the second connector part and/or the third connector part and discharging the static electricity, are installed in the second connector part and/or the third connector part except for the first connector part.

Description

정전기 방전을 위한 보호회로 부재 및 이를 포함하는 전지팩 {Protection Circuit Member for Electrostatic Discharge and Battery Pack Having the Same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a protection circuit member for electrostatic discharge, and a battery pack including the same. 2. Description of the Related Art Protection Circuit Member for Electrostatic Discharge and Battery Pack Having the Same [

본 발명은 정전기 방전을 위한 보호회로 부재 및 이를 포함하는 전지팩에 관한 것이다.The present invention relates to a protective circuit member for electrostatic discharge and a battery pack including the same.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해졌고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.As technology development and demand for mobile devices have increased, the demand for secondary batteries as energy sources has been rapidly increasing. Many researches have been conducted on lithium secondary batteries with high energy density and discharge voltage among such secondary batteries. .

또한, 대기오염에 대한 관심으로 차량의 동력원을 충방전이 가능한 이차전지로 사용하는 기술이 주목을 받고 있으며, 그에 따라, 고출력의 리튬 이차전지를 동력원으로 사용할 수 있는 전기자동차(EV), 이차전지와 기존 엔진을 병용하는 하이브리드 전기자동차(HEV) 등이 개발되었고, 일부는 상용화되어 있다.In addition, attention has been paid to the use of a secondary battery capable of charging and discharging the power source of a vehicle with attention to air pollution. Accordingly, an electric vehicle (EV) capable of using a high output lithium secondary battery as a power source, And hybrid electric vehicles (HEVs) that use existing engines in combination. Some of them have been commercialized.

소형 모바일 기기들에는 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 전지셀들이 사용됨에 반하여, 보조 전력장치 또는 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 전지팩이 사용된다.In small mobile devices, one or two or more battery cells are used per device, while a middle- or large-sized device such as an auxiliary power device or an automobile is used with a battery pack in which a plurality of battery cells are electrically connected due to the necessity of a high output large capacity .

이러한 전지팩은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 충적될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지모듈의 전지셀로서 주로 사용되고 있다. 특히, 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하는 파우치형 전지는 중량이 작고 제조비용이 낮다는 등의 이점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다. Since such a battery pack is preferably manufactured in a small size and a weight as much as possible, a prismatic battery, a pouch-type battery, and the like, which can be charged with a high degree of integration and have a small weight to capacity ratio, are mainly used as a battery cell of a middle- or large-sized battery module. Particularly, a pouch-shaped battery using an aluminum laminate sheet or the like as an exterior member has recently attracted a great deal of attention due to its advantages such as low weight and low manufacturing cost.

한편, 전지팩은, 한정된 공간에 다수의 전지셀들이 높은 집적도로 조합된 구조로 이루어져 있으므로 전지셀들의 전력 공급 수단을 통합하여 연결하고 전지셀들의 전력을 외부로 송출하는 동시에 이를 관리하는 BMS(Battery Management System)에 연결된 구조로 이루어진다. 또한, BMS는 일부 전지셀들이 과전압, 과전류 또는 과 발열되는 경우를 검출하여 제어하기 위한 수단으로 이용된다. Meanwhile, since the battery pack has a structure in which a plurality of battery cells are combined with a high degree of integration in a limited space, the power supply means of the battery cells are integrally connected to each other, the power of the battery cells is transmitted to the outside, Management System). In addition, the BMS is used as a means for detecting and controlling a case where some battery cells are overvoltage, overcurrent, or overheated.

따라서, 다수의 전지셀들로 이루어진 전지팩은 BMS에 전기적으로 연결되어 전지팩의 상태를 측정 및 관리할 수 있고, 전지팩의 안전성을 향상하는 한편, BMS를 통하여 전지팩의 안정적인 전력을 외부 디바이스에 공급하는 구조로 이루어질 수 있다.Therefore, the battery pack including a plurality of battery cells can be electrically connected to the BMS to measure and manage the state of the battery pack, improve the safety of the battery pack, and provide stable power of the battery pack through the BMS to the external device As shown in FIG.

이러한, BMS는 인쇄회로 기판으로 구성된 보호회로 부재가 포함되어 있고, 이 보호회로 부재는 전지팩 및 외부 디바이스와 연결되기 위한 다수의 커넥터를 포함하고 있다. The BMS includes a protection circuit member composed of a printed circuit board, and the protection circuit member includes a plurality of connectors for connection with the battery pack and the external device.

그러나, BMS는 내부에 배선된 다수의 배선들간 마찰, 커넥터의 연결 과정 또는 외력에 따른 전지팩의 각종 부재들간 마찰에 의해, BMS 내부에 외부 요인으로 인한 정전기가 발생할 수 있으며, 이러한 정전기는 BMS에 배치된 보호회로 부재의 오작동을 유발할 수 있다. 더욱이, 정전기의 전하가 축적되어, 보호회로 부재의 커넥터에 접촉할 경우, 정전기가 커넥터를 따라서 외부 디바이스의 회로로 흐르게 되어, 디바이스의 오작동 또는 회로의 파손등을 유발할 수 있는 바, BMS상에 외부 요인으로 인한 정전기 방지 대책이 필수 적이다. However, the BMS may generate static electricity due to external factors in the BMS due to friction between a plurality of wirings wired in the BMS, connection process of the connector, or friction between various members of the battery pack depending on external force, Which may cause malfunction of the disposed protection circuit member. Further, when electric charges of static electricity accumulate and come into contact with the connector of the protection circuit member, static electricity flows to the circuit of the external device along the connector, which may cause malfunction of the device or breakage of the circuit. It is necessary to take measures to prevent static electricity.

이를 위해, 종래에는 보호회로 부재의 회로 상에 다수의 ESD(Electrostatic Discharge) 방지용 보호 소자를 설치하여 정전기의 축적을 방지하는 기술이 이용되고 있다. 그러나, 이러한 보호 소자를 구비하기 위해 보호회로 모듈의 설계 공간을 확장해야 하고, 그로 인한 비용증가 및 제조 공정성이 저하되는 단점이 있다.To this end, a technique has been used in which a plurality of ESD (Electrostatic Discharge) protection elements are provided on a circuit of a protection circuit member to prevent the accumulation of static electricity. However, in order to provide such a protection device, the design space of the protection circuit module must be enlarged, thereby increasing the cost and manufacturing processability.

특히, 앞서 설명한 바와 같이, 정전기에 특히 취약한 커넥터 부근에 형성된 정전기는 전술한 보호 소자만으로는 정전기의 제거에 한계가 있다.Particularly, as described above, the static electricity formed near the connector, which is particularly vulnerable to static electricity, has a limitation in the removal of static electricity only by the above-described protection element.

따라서, BMS 내부에서, 전지팩 및 외부 디바이스의 안정성에 매우 치명적인 요인으로 작용하는 정전기를 방지하기 위한 기술의 필요성이 매우 높은 실정이다.Therefore, there is a great need for a technique for preventing static electricity, which acts as a critical factor in the stability of the battery pack and the external device, in the BMS.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 보호회로 부재에서 정전기에 취약한 커넥터 부위에 정전기의 축적을 방지하고, 정전기를 흡수하는 스파크 갭을 설치하여, BMS, 나아가 전지팩 및 외부 디바이스의 안전성을 크게 향상시킬 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application have conducted intensive research and various experiments and have found that a protection circuit member is provided with a spark gap for preventing accumulation of static electricity in a connector portion vulnerable to static electricity and absorbing static electricity, And further, the safety of the battery pack and the external device can be greatly improved, and the present invention has been accomplished.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 보호회로 부재는 전지팩의 BMS(Battery Management System)에 포함되어 있고, 전지셀과 외부 디바이스 사이에 전기적으로 연결되어 있는 보호회로 부재로서, According to an aspect of the present invention, there is provided a protection circuit member included in a BMS (Battery Management System)

상기 보호회로 부재에는, 전지셀의 입출력 단자와 전기적으로 연결되는 제 1 커넥터 부, 제 1 커넥터 부로부터 공급된 전력을 외부 디바이스로 송출하거나 외부 디바이스로부터 공급된 전력을 제 1 커넥터 부로 송출하는 제 2 커넥터 부, 및 전지셀의 상태를 감지하는 센서들과 제 3 커넥터 부를 포함하며; The protection circuit member includes a first connector portion electrically connected to an input / output terminal of the battery cell, a second connector portion that transmits power supplied from the first connector portion to the external device, or transmits power supplied from the external device to the first connector portion A connector portion, and sensors and a third connector portion for sensing the state of the battery cell;

상기 제 1 커넥터 부를 제외한 제 2 커넥터 부 및/또는 제 3 커넥터 부에는 정전기가 제 2 커넥터 부 및/또는 제 3 커넥터 부에 유입되는 것을 방지하고 정전기를 방전시키는 한 쌍의 스파크 갭(Spark Gap)이 하나 이상 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.The second connector portion and / or the third connector portion excluding the first connector portion may include a pair of spark gaps for preventing static electricity from flowing into the second connector portion and / or the third connector portion, Is installed.

상기 보호회로 부재는 인쇄회로 기판으로 구성된 IC 회로이다.The protection circuit member is an IC circuit composed of a printed circuit board.

즉, 본 발명에 따른 보호회로 부재는, 인쇄회로 기판으로 구성된 IC 회로에서, 특히, 정전기에 취약한 커넥터 부위에 정전기의 축적을 방지하고, 정전기가 커넥터로 유입되는 것을 원천 차단할 수 있는 스파크 갭을 커넥터의 상단과 하단에 각각 설치하여, 외부 요인으로 발생한 정전기를 스파크 갭으로 제거할 수 있다. 또한, 상기한 스파크 갭으로 인하여, 본 발명에 따른 보호회로 부재는 복잡한 회로구성 및 설계가 필요한 고 비용의 ESD 보호 소자를 설치할 필요가 없으므로, 콤팩트한 회로 구성이 가능하고 생산 비용 절감효과를 가질 수 있다. In other words, the protection circuit member according to the present invention is a circuit circuit formed of a printed circuit board, in particular, a spark gap that prevents accumulation of static electricity in a connector portion vulnerable to static electricity and can prevent the introduction of static electricity into the connector, The static electricity generated by external factors can be removed by the spark gap. In addition, due to the above-described spark gap, the protective circuit member according to the present invention does not need to provide a high-cost ESD protection element that requires a complicated circuit configuration and design, so that a compact circuit configuration is possible, have.

여기서, 한 쌍의 스파크 갭 각각은 커넥터 주변에 형성되는 외부 전하가 축적되는 것을 방지하기 위해 보호회로 부재에 접지되어 있을 수 있다. 즉, 정전기를 스파크 갭으로 유도한 후, 정전기를 스파크 갭을 통해 전위가 0인 접지로 흐르게 하여, 정전기를 제거하는 구조이다. Here, each of the pair of spark gaps may be grounded to the protection circuit member to prevent external charges formed around the connector from accumulating. That is, after the static electricity is guided to the spark gap, the static electricity is made to flow through the spark gap to the ground of zero potential, thereby removing the static electricity.

상기 스파크 갭의 구조는 회로에 접지되어 있는 접지부, 및 전하를 유도하기 위한 엣지부를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 한 쌍의 스파크 갭은 엣지부가 서로 마주보는 형태로 배치된다. The structure of the spark gap may include a ground portion grounded to the circuit, and an edge portion for guiding the charge. At this time, the pair of spark gaps are arranged such that the edge portions are opposed to each other.

이러한 구조는, 스파크 갭 한 쌍은 엣지부가 마주보는 형태로 이루어 지는 바, 엣지부 사이가 이루는 좁은 간극이 정전기 전하의 유도 기전력을 유발하고, 그에 따라, 커넥터 주변에 정전기 전하들이 형성되는 즉시 스파크 갭의 엣지부에 전도되고, 전하는 접지부로 전도되어 소멸하는 구조이다.In such a structure, a pair of spark gaps is formed in such a manner that the edge portions are opposed to each other, so that a narrow gap between the edge portions induces an induced electromotive force of the electrostatic charge, and as the electrostatic charges are formed around the connector, And the electric charge is conducted to the ground and is destroyed.

따라서, 상기 스파크 갭 한 쌍에서 엣지부의 간격은 전하의 유도 기전력을 위해 매우 주요한 구성으로서, 상기 간격이 너무 좁거나 넓을 경우에는 정전기 전하의 유도 기전력을을 충분히 발휘할 수 없다. 이에, 본 발명의 출원인이 확인한 바에 따르면, 상기 간격은 0.1 밀리미터 내지 1 밀리미터일 경우, 1000 V 내지 2500 V의 피크 전압에 대해서 정전기 유도 기전력을 발휘할 수 있으므로, 커넥터 부위에 형성된 정전기를 다량 제거할 수 있다.Therefore, the spacing of the edge portions in a pair of the spark gaps is a very important structure for the induced electromotive force of the electric charge. When the gap is too narrow or wide, the induced electromotive force of the static electric charge can not be sufficiently exhibited. According to the applicant of the present invention, since the electrostatic induction electromotive force can be exerted with respect to the peak voltage of 1000 V to 2500 V when the interval is 0.1 millimeter to 1 millimeter, a large amount of static electricity have.

상기 엣지부의 수직 단면적 형상은, 스파크 갭이 보호회로 부재에 접지된 방향에서, 대향 엣지부의 외측 단부 방향으로 점차 감소하는 역삼각형 형상으로 이루어질 수 있다. 이는 전하가 각지고 뾰족한 부분에 집중되는 특성을 이용한 것으로, 전술한 엣지부의 구조는 한 쌍의 스파크 갭에서 간극을 이루는 엣지부들의 역삼꼭지점 부위에 전하가 집중되도록 할 수 있다.The vertical cross sectional shape of the edge portion may be an inverted triangular shape in which the spark gap is gradually reduced toward the outer end portion of the opposite edge portion in the direction in which the spark gap is grounded to the protection circuit member. The structure of the edge portion described above allows charge to be concentrated on the reverse osmosis point of the edge portions forming the gap in the pair of spark gaps.

여기서, 상기 스파크 갭은 둘 이상 내지 넷 이하의 엣지부들을 포함할 수 있고, 상세하게는 세 개의 엣지부들을 포함할 수 있다. 즉, 본 발명은 정전기 방전을 위한 스파크 갭에서 단일 접지부와 전하가 집중될 수 있는 엣지부 다수를 조합하여, 더 많은 정전기 전하를 유도할 수 있도록 한 구조이다. 더욱이, 둘 이상의 엣지부가 나란히 위치하는 바, 하나의 스파크 갭에서도, 엣지부 사이에 간극이 형성되므로, 정전기 전하의 유도 기전력은 더욱 증가하게 되며, 그에 따른 정전기 제거 효과는 크게 증가한다.Here, the spark gap may include at least two to four edge portions, and may include three edge portions in detail. That is, the present invention is a structure in which a single ground portion and a plurality of edge portions where charge can be concentrated are combined in a spark gap for electrostatic discharge to induce more electrostatic charge. Furthermore, since two or more edge portions are located side by side, a gap is formed between the edge portions even in one spark gap, so that the induced electromotive force of the electrostatic charge is further increased, and the static eliminating effect thereby is greatly increased.

상기 엣지부들의 외측 단부들 사이의 간격은 전하의 유도 기전력을 고려하여, 0.1 밀리미터 내지 3 밀리미터일 수 있다.The spacing between the outer ends of the edges may be between 0.1 millimeters and 3 millimeters, taking into account the induced electromotive force of the charge.

한편, 하나의 구체적인 예에서, 상기 한 쌍의 스파크 갭은 제 2 커넥터 부들의 모든 커넥터들 및 제 3 커넥터 부의 하나 또는 둘 이상의 커넥터들의 상단과 하단에 각각 설치될 수 있다. On the other hand, in one specific example, the pair of spark gaps may be installed at the upper and lower ends of one or both of the connectors of the second connector portions and the third connector portion, respectively.

일반적으로, 외부 디바이스로 전력이 송출되거나 외부 디바이스로부터 전력을 공급받는 제 2 커넥터 부의 커넥터들은 외부 디바이스와 직접적으로 연결되어 있기 때문에 정전기로 인하여, 외부 디바이스의 회로가 파손되거나 오작동을 유발할 수 있으므로, 제 2 커넥터 부의 모든 커넥터들에 스파크 갭을 설치하여, 정전기에 의한 외부 디바이스 파손을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제 3 커넥터 부는 또 다른 디바이스나 센서들과 연결될 수 있는 확장 커넥터들의 집합으로서 경우에 따라 하나 또는 둘 이상의 커넥터들에 스파크 갭을 설치하여, 커넥터로 정전기가 유입되는 것을 방지할 수 있다. In general, since the connectors of the second connector unit, which are supplied with electric power to the external device or receive power from the external device, are directly connected to the external device, the circuit of the external device may be broken or malfunction due to the static electricity, 2 Spark gaps are provided in all the connectors of the connector section to prevent breakage of external devices due to static electricity. In addition, the third connector is a set of extension connectors that can be connected to another device or sensors. In some cases, a spark gap may be provided in one or two connectors to prevent static electricity from being introduced into the connector.

그러나, 전지셀의 입출력 단자와 전기적으로 연결되는 제 1 커넥터 부는 스파크 갭에 의하여, 전지셀에 입출력 되는 전하의 흐름이 방해될 수 있으므로, 스파크 갭을 설치하지 않는 것이 바람직하다. However, it is preferable that the first connector portion electrically connected to the input / output terminal of the battery cell does not have a spark gap because the spark gap may interfere with the flow of electric charge input / output to / from the battery cell.

하나의 구체적인 예에서, BMS가 전지셀의 상태를 산정하여, 이를 관리할 수 있도록 상기 센서들은 전지팩의 온도 감지 센서, 전압 감지 센서 및 용량 감지 센서로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 센서로 이루어질 수 있다.In one specific example, the sensors may be comprised of one or more sensors selected from the group consisting of a temperature sensing sensor, a voltage sensing sensor, and a capacity sensing sensor of the battery pack so that the BMS can estimate and manage the state of the battery cell. have.

본 발명은 또한, 상기 보호회로 부재를 포함하는 전지팩을 제공하며, 상기 전지팩을 동력원으로 사용하는 디바이스를 제공한다.The present invention also provides a battery pack including the protection circuit member, and provides a device using the battery pack as a power source.

상기 전지팩은 하나 이상의 전지셀을 포함하며, 이러한 전지셀은 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지, 또는 리튬 폴리머 전지일 수 있다.The battery pack includes at least one battery cell, which may be a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, or a lithium polymer battery.

또한, 상기 디바이스는 휴대폰, 태블릿 컴퓨터, 웨어러블 전자기기, 노트북 컴퓨터, 파워 툴, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장 장치로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.The device may be any one selected from the group consisting of a cellular phone, a tablet computer, a wearable electronic device, a notebook computer, a power tool, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, and a power storage device.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 보호회로 부재는 인쇄회로 기판으로 구성된 IC 회로에서, 특히, 정전기에 취약한 커넥터 부위에 정전기의 축적을 방지하고, 정전기가 커넥터로 유입되는 것을 원천 차단할 수 있는 스파크 갭을 커넥터의 상단과 하단에 각각 설치하여, 외부 요인으로 발생한 정전기를 스파크 갭으로 제거할 수 있다. 또한, 상기한 스파크 갭으로 인하여, 본 발명에 따른 보호회로 부재는 복잡한 회로구성 및 설계가 필요하며, 고 비용의 ESD 보호 소자를 설치할 필요가 없으므로, 콤팩트한 회로 구성이 가능하고 생산 비용 절감효과를 가질 수 있다. As described above, the protective circuit member according to the present invention is an IC circuit composed of a printed circuit board, and more particularly, to an IC circuit for preventing accumulation of static electricity in a connector portion vulnerable to static electricity, The gap can be provided at the top and bottom of the connector, respectively, so that the static electricity generated by external factors can be removed by the spark gap. In addition, due to the above-described spark gap, the protective circuit member according to the present invention requires a complicated circuit configuration and design, and it is not necessary to provide a high-cost ESD protection device, so that a compact circuit configuration is possible, Lt; / RTI >

또한, 본 발명은 정전기 방전을 위한 스파크 갭에서 단일 접지부와 전하가 집중될 수 있는 엣지부 다수를 조합하여, 더 많은 정전기 전하를 유도할 수 있으며, 둘 이상의 엣지부가 나란히 위치하는 바, 하나의 스파크 갭에서도, 엣지부 사이에 간극이 형성되므로, 정전기 전하의 유도 기전력은 더욱 증가하게 되며, 그에 따른 정전기 제거 효과는 크게 증가하는 효과를 발현한다.Further, the present invention can combine a single ground portion and a plurality of edge portions where charge can be concentrated in a spark gap for electrostatic discharge to induce more electrostatic charge, and two or more edge portions are located side by side, Since a gap is formed between the edge portions even in the spark gap, the induced electromotive force of the electrostatic charge is further increased, and the effect of removing the static electricity is remarkably increased.

도 1은 본 발명에 따른 보호회로 부재의 회로도이다;
도 2는 한 쌍의 스파크 갭을 나타낸 평면도이다.1 is a circuit diagram of a protection circuit member according to the present invention;
2 is a plan view showing a pair of spark gaps.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.

도 1에는 본 발명에 따른 보호회로 부재의 회로도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 도시된 한 쌍의 스파크 갭을 확대한 평면도가 도시되어 있다. FIG. 1 shows a circuit diagram of a protection circuit member according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing an enlarged view of the pair of spark gaps shown in FIG.

이들 도면을 참조하면, 보호회로 부재는 전기회로가 인쇄되어 있는 인쇄회로기판(150) 및, 인쇄회로기판(150)에 형성된 제 1 커넥터 부(110), 제 2 커넥터 부(120) 및 제 3 커넥터 부(130)로 구성되어 있다.Referring to these drawings, the protection circuit member includes a printed circuit board 150 on which an electric circuit is printed, and a first connector portion 110, a second connector portion 120, and a third connector portion 120 formed on the printed circuit board 150, And a connector unit 130.

제 1 커넥터 부(110)는 전지셀과 연결되기 위한 두 개의 입출력 단자인 커넥터들(112, 114)로 구성되어 있고, 제 2 커넥터 부(120)는 외부 디바이스와 연결되기 위한 세 개의 입출력 단자인 커넥터들(122, 124, 126)로 구성되어 있으며, 제 3 커넥터 부(130)는 확장형 센서 또는 디바이스와 연결되기 위한 세 개의 입출력 단자인 커넥터들(132, 134, 136)로 구성되어 있다. The first connector unit 110 is composed of connectors 112 and 114 which are two input / output terminals for connecting with the battery cells. The second connector unit 120 is composed of three input / output terminals And the third connector part 130 is composed of connectors 132, 134 and 136 which are three input / output terminals for connection with the extended sensor or device.

여기서, 제 2 커넥터 부(120)의 커넥터들(122, 124, 126) 및 제 3 커넥터 부(130)의 하나의 커넥터(132)에는 상하에서 대칭을 이루며 마주보는 스파크 갭들(200, 201, 202, 203)이 보호회로 부재(100)에 접지되어 있다. Here, the connectors 122, 124, 126 of the second connector part 120 and the one connector 132 of the third connector part 130 are symmetrical with respect to the vertical direction and have opposing spark gaps 200, 201, 202 And 203 are grounded to the protection circuit member 100.

이들 스파크 갭(200)은 회로에 접지되어 있는 접지부(230), 및 접지부로부터 연장되어 전하를 유도하기 위한 세 개의 엣지부들(220)로 구성되어 있다. These spark gaps 200 are composed of a ground portion 230 that is grounded to the circuit and three edge portions 220 that extend from the ground portion to guide charge.

엣지부(220)는, 스파크 갭(200)이 보호회로 부재(100)에 접지된 접지부(230)를 기준으로, 대향 엣지부의 외측 단부 방향으로 수직 단면적 형상이 점차 감소하는 역삼각형 형상으로 이루어져 있으며, 역삼각형의 외측 단부의 모서리(221)에 전하가 집중되는 구조로 이루어져 있다. 또한, 한 쌍의 스파크 갭(200)에서 엣지부(220)가 서로 마주보는 형태로 배치되어, 엣지부(200) 사이가 이루는 좁은 간극(T)이 정전기 전하의 유도 기전력을 유발한다. The edge portion 220 has an inverted triangular shape in which the spark gap 200 gradually decreases in the vertical cross-sectional shape in the direction of the outer end of the opposing edge portion with respect to the ground portion 230 grounded to the protection circuit member 100 And the charge is concentrated on the edge 221 at the outer end of the inverted triangle. In addition, the edge portions 220 of the pair of spark gaps 200 are disposed opposite to each other, and a narrow gap T between the edge portions 200 induces an induced electromotive force of the electrostatic charge.

따라서, 스파크 갭(200) 주변의 정전기 전하(240)가 스파크 갭(200)으로 유도되며, 엣지부(221)에 집중되게 된다. 그 후, 엣지부(220)로부터 접지부(230)로 전도되어 소멸된다. Thus, the electrostatic charge 240 around the spark gap 200 is directed to the spark gap 200 and is concentrated at the edge portion 221. Thereafter, it is conducted from the edge portion 220 to the ground portion 230 and is destroyed.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

Claims (16)

전지팩의 BMS(Battery Management System)에 포함되어 있고, 전지셀과 외부 디바이스 사이에 전기적으로 연결되어 있는 보호회로 부재로서,
상기 보호회로 부재에는, 전지셀의 입출력 단자와 전기적으로 연결되는 제 1 커넥터 부, 제 1 커넥터 부로부터 공급된 전력을 외부 디바이스로 송출하거나 외부 디바이스로부터 공급된 전력을 제 1 커넥터 부로 송출하는 제 2 커넥터 부, 및 전지셀의 상태를 감지하는 센서들과 제 3 커넥터 부를 포함하며;
상기 제 1 커넥터 부를 제외한 제 2 커넥터 부 및/또는 제 3 커넥터 부에는 정전기가 제 2 커넥터 부 및/또는 제 3 커넥터 부에 유입되는 것을 방지하고 정전기를 방전시키는 한 쌍의 스파크 갭(Spark Gap)이 하나 이상 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 보호회로 부재.A protection circuit member included in a BMS (Battery Management System) of a battery pack and electrically connected between the battery cell and an external device,
The protection circuit member includes a first connector portion electrically connected to an input / output terminal of the battery cell, a second connector portion that transmits power supplied from the first connector portion to the external device, or transmits power supplied from the external device to the first connector portion A connector portion, and sensors and a third connector portion for sensing the state of the battery cell;
The second connector portion and / or the third connector portion excluding the first connector portion may include a pair of spark gaps for preventing static electricity from flowing into the second connector portion and / or the third connector portion, Wherein at least one protection circuit member is provided. 제 1 항에 있어서, 상기 센서들은 전지팩의 온도 감지 센서, 전압 감지 센서 및 용량 감지 센서로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 보호회로 부재.The protection circuit module according to claim 1, wherein the sensors are at least one selected from the group consisting of a temperature sensor, a voltage sensor and a capacitance sensor of a battery pack. 제 1 항에 있어서, 상기 한 쌍의 스파크 갭 각각은 커넥터 주변에 형성되는 외부 전하가 축적되는 것을 방지하도록 보호회로 부재에 접지되어 있는 것을 특징으로 하는 보호회로 부재.The protection circuit member according to claim 1, wherein each of the pair of spark gaps is grounded to a protection circuit member so as to prevent accumulation of external charges formed around the connector. 제 3 항에 있어서, 상기 스파크 갭은, 회로에 접지되어 있는 접지부, 및 전하를 유도하기 위한 엣지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 보호회로 부재.4. The protection circuit member according to claim 3, wherein the spark gap includes a ground portion that is grounded to the circuit, and an edge portion to guide the charge. 제 3 항 및 제 4 항에 있어서, 상기 한 쌍의 스파크 갭은 엣지부가 서로 마주보는 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 보호회로 부재.The protection circuit member according to claim 3 or 4, wherein the pair of spark gaps are arranged such that the edge portions thereof face each other. 제 5 항에 있어서, 상기 한 쌍의 스파크 갭에서 엣지부의 간격은 0.1 밀리미터 내지 1 밀리미터인 것을 특징으로 하는 보호회로 부재.6. The protective circuit member according to claim 5, wherein the interval between the edge portions in the pair of spark gaps is 0.1 millimeter to 1 millimeter. 제 4 항에 있어서, 상기 엣지부의 수직 단면적 형상은, 스파크 갭이 보호회로 부재에 접지된 방향에서, 대향 엣지부의 외측 단부 방향으로 점차 감소하는 역삼각형 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 보호회로 부재. The protection circuit member according to claim 4, wherein the vertical cross-sectional area of the edge portion has an inverted triangular shape gradually decreasing from the direction in which the spark gap is grounded to the protection circuit member toward the outer end portion of the opposing edge portion. 제 4 항에 있어서, 상기 스파크 갭은 둘 이상 내지 넷 이하의 엣지부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 보호회로 부재.The protection circuit member according to claim 4, wherein the spark gap includes at least two to four edges. 제 8 항에 있어서, 상기 엣지부들의 외측 단부들 사이의 간격은 0.1 밀리미터 내지 3 밀리미터 인 것을 특징으로 하는 보호회로 부재.The protective circuit member according to claim 8, wherein the distance between the outer ends of the edges is 0.1 millimeter to 3 millimeters. 제 8 항에 있어서, 상기 엣지부들은 세 개인 것을 특징으로 하는 보호회로 부재.The protective circuit member according to claim 8, wherein the edge portions are three. 제 1 항에 있어서, 상기 한 쌍의 스파크 갭은 제 2 커넥터 부들의 모든 커넥터들 및 제 3 커넥터 부의 하나 또는 둘 이상의 커넥터들의 상단과 하단에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 보호회로 부재.The protection circuit member according to claim 1, wherein the pair of spark gaps are installed at the upper and lower ends of one or more connectors of all connectors of the second connector portions and the third connector portion, respectively. 제 1 항에 있어서, 상기 보호회로 부재는 인쇄회로 기판으로 구성된 것을 특징으로 하는 보호회로 부재.The protection circuit member according to claim 1, wherein the protection circuit member comprises a printed circuit board. 제 1 항에 따른 보호회로 부재를 포함하는 전지팩.A battery pack comprising the protection circuit member according to claim 1. 제 13 항에 있어서, 상기 전지팩은 하나 이상의 전지셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack according to claim 13, wherein the battery pack includes at least one battery cell. 제 13 항에 따른 전지팩을 동력원으로 사용하는 디바이스.A device using the battery pack according to claim 13 as a power source. 제 15 항에 있어서, 상기 디바이스는 휴대폰, 태블릿 컴퓨터, 웨어러블 전자기기, 노트북 컴퓨터, 파워 툴, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장 장치로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디바이스.16. The device of claim 15, wherein the device is any one selected from the group consisting of a cell phone, a tablet computer, a wearable electronic device, a notebook computer, a power tool, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, . ≪ / RTI >
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