KR20160113830A - Battery pack with structure of enabling effective temperature detection and Temperature device mounting type printed circuit board applied for the same - Google Patents

Battery pack with structure of enabling effective temperature detection and Temperature device mounting type printed circuit board applied for the same Download PDF

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KR20160113830A
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a battery pack comprises: at least one battery cell; a heat sink for discharging the heat generated from the battery cell; a printed circuit substrate, wherein at least a portion is in contact with the heat sink; and a temperature device mounted on the printed circuit substrate for detecting the heat conducted from the heat sink to the printed circuit substrate. Provided is the battery pack structure, which has the improved efficiency of the temperature measurement, a quality, and processability.

Description

효율적인 온도 검출이 가능한 구조를 갖는 배터리 팩 및 이에 적용되는 온도 소자 실장형 인쇄회로기판{Battery pack with structure of enabling effective temperature detection and Temperature device mounting type printed circuit board applied for the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery pack having a structure capable of efficiently detecting temperature, and a temperature element mounting type printed circuit board applicable thereto,

본 발명은 효율적인 온도 검출이 가능한 구조를 갖는 배터리 팩 및 이에 적용되는 온도 소자 실장형 인쇄회로기판에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 인쇄회로기판 상에 실장되어 있는 온도 소자에 배터리로부터 발생된 열이 잘 전달될 수 있는 구조를 갖는 배터리 팩 및 이에 적용되는 온도 소자 실장형 인쇄회로기판에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery pack having a structure capable of efficient temperature detection, and a temperature element mounting type printed circuit board applied thereto, and more particularly, To a battery pack having a structure that can be well transferred, and to a temperature element mounting type printed circuit board applied thereto.

배터리를 사용함에 있어서 이차전지의 온도를 확인하는 것은 안전사고 발생의 방지 및 배터리 수명 향상 등의 측면에서 매우 중요하다.It is very important to check the temperature of the secondary battery when using the battery in terms of preventing a safety accident and improving battery life.

즉, 전자기기의 성능이 날로 향상되어 감에 따라 이에 전력을 공급하는 배터리의 성능 또한 향상되어 가고, 특히 이러한 고성능 전자기기에 사용되는 배터리의 경우 발열량이 매우 커 온도 상승에 적절히 대처하지 못하는 경우 발화/폭발 등의 사고를 유발할 수 있다.That is, as the performance of electronic devices is improved all the more, the performance of the battery supplying the power is improved. Particularly, in the case of the battery used for such a high performance electronic device, / Explosion and other accidents can be caused.

뿐만 아니라, 배터리의 수명은 주변의 온도와 밀접한 관련성이 있어 주변 온도가 극히 저온 또는 고온인 경우에는 이를 확인하여 배터리의 운전(이차전지의 충전/방전을 의미)을 지양하는 것이 배터리 수명의 연장에 큰 도움이 될 수 있다.In addition, since the life of the battery is closely related to the ambient temperature, if the ambient temperature is extremely low or high, it is necessary to check the operation of the battery to avoid operation of the battery (meaning charging / discharging of the secondary battery) It can be a big help.

배터리의 온도 측정을 위해 사용되는 온도 소자로는 NTC 소자(negative temperature coefficient device), PTC 소자(positive temperature coefficient device) 등이 사용될 수 있으며, 이러한 온도 소자는 배터리에 직접 부착되거나, 배터리의 열을 흡수/방출하기 위해 배터리에 설치되는 히트싱크(heat sink)에 부착되는 것이 일반적이었다.A negative temperature coefficient device (NTC) device, a positive temperature coefficient device (PTC) device, or the like may be used as the temperature device for measuring the temperature of the battery. These temperature devices may be directly attached to the battery, / ≪ / RTI > to the heat sink to be installed in the battery for discharge.

또한, 이처럼 배터리 또는 히트싱크에 부착된 온도 소자와 PCB(printed circuit board: 인쇄회로기판) 사이를 전기적으로 연결하기 위해 케이블을 이용하는 것이 일반적이었다.Also, it has been common to use a cable to electrically connect the temperature element attached to the battery or the heat sink to the printed circuit board (PCB).

그러나, 이처럼 케이블을 이용하여 온도 소자와 PCB를 연결하는 경우 케이블의 외부 접촉 방지를 위해 수지 필름 등으로 절연 처리를 해줘야 하는 공정상의 번거로움이 있고, 케이블을 PCB에 연결하기 위해 납땜 처리한 부분에서 단선이 발생할 수 있는 위험이 크다는 문제점이 있다.However, in the case of connecting the temperature element and the PCB by using the cable, there is a complication in the process of insulating the cable with resin film or the like in order to prevent the external contact of the cable. In order to connect the cable to the PCB, There is a problem in that there is a large risk that disconnection may occur.

본 발명은 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 온도 소자와 PCB 사이의 연결 구조를 개선하여 공정성, 품질 및 온도 측정의 효율성이 향상된 배터리 팩 구조 및 이에 적용되는 인쇄회로기판 구조를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a battery pack structure improved in processability, quality, and temperature measurement efficiency by improving a connection structure between a temperature element and a PCB, and a printed circuit board structure applied thereto The purpose.

다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 위에서 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood, however, that the technical scope of the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other technical subjects not mentioned above can be understood by those skilled in the art from the description of the invention described below.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 적어도 하나의 배터리 셀; 상기 배터리 셀로부터 발생된 열을 방출하는 히트 싱크; 적어도 일부가 상기 히트 싱크와 접하는 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판 상에 실장 되어 상기 히트 싱크로부터 인쇄회로기판으로 전도된 열을 감지하는 온도 소자;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery pack comprising: at least one battery cell; A heat sink for discharging heat generated from the battery cell; A printed circuit board at least a portion of which is in contact with the heat sink; And a temperature element mounted on the printed circuit board to sense heat conducted from the heat sink to the printed circuit board.

상기 인쇄회로기판은, 기판 본체부; 및 상기 기판 본체부의 일 측으로부터 연장되어 상기 히트 싱크와 연결되는 기판 연장부;를 포함할 수 있다.The printed circuit board includes: a substrate main body; And a substrate extension part extending from one side of the substrate body part and connected to the heat sink.

상기 기판 연장부의 제1 면의 적어도 일부 영역에는 히트 싱크와 접하는 열전도 코팅층이 형성될 수 있다.A heat conduction coating layer in contact with the heat sink may be formed on at least a part of the first surface of the substrate extension.

상기 온도 소자는, 상기 기판 연장부의 제2 면 중 상기 열전도 코팅층이 형성된 영역과 대응되는 열전도 영역 내에 실장될 수 있다.The temperature element may be mounted in a heat conduction region corresponding to a region of the second surface of the substrate extension where the thermally conductive coating layer is formed.

상기 기판 연장부는, 상기 온도 소자의 둘레 중 적어도 일부에 형성되되 상기 인쇄회로기판을 관통하여 형성됨으로써 상기 히트 싱크로부터 방출된 열이 온도 소자 쪽으로 전달될 수 있도록 하는 열 전달 홀을 구비할 수 있다.The substrate extension part may include a heat transfer hole formed in at least a part of the circumference of the temperature element and formed to penetrate the printed circuit board so that the heat emitted from the heat sink can be transmitted to the temperature element.

상기 열 전달 홀의 내벽 면 상에는 금속층이 형성될 수 있다.A metal layer may be formed on the inner wall surface of the heat transfer hole.

상기 인쇄회로기판은, 상기 기판 본체부와 기판 연장부의 경계 영역에 형성되되 상기 인쇄회로기판을 관통하여 형성됨으로써 상기 히트 싱크로부터 방출된 열이 온도 소자 쪽으로 전달될 수 있도록 하는 열 전달 슬릿을 구비할 수 있다.The printed circuit board may include a heat transfer slit formed in a boundary region between the substrate main body and the substrate extending portion and penetrating the printed circuit board to allow heat emitted from the heat sink to be transmitted to the temperature device .

상기 기판 연장부는, 상기 인쇄회로기판과 히트 싱크 사이의 체결을 위한 체결 홀을 구비할 수 있다.The board extension may include a fastening hole for fastening between the printed circuit board and the heat sink.

상기 인쇄회로기판과 히트 싱크는 볼트에 의해 상호 체결될 수 있다.The printed circuit board and the heat sink may be fastened together by bolts.

상기 온도 소자는, NTC 소자일 수 있다.The temperature element may be an NTC element.

상기 인쇄회로기판은 상기 온도 소자의 전기적 연결을 위한 제1 단자 및 상기 배터리 셀과 전기적으로 연결되어 배터리 셀의 단자로서 기능하는 제2 단자를 포함하며, 상기 제1 단자와 제2 단자는 절연내력을 유지하기 위해 일정 거리를 유지할 수 있다.Wherein the printed circuit board includes a first terminal for electrical connection of the temperature element and a second terminal electrically connected to the battery cell and serving as a terminal of the battery cell, A certain distance can be maintained.

한편, 상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄회로기판은, 적어도 일부가 배터리 셀로부터 발생된 열을 방출하는 히트 싱크와 접하는 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판 상에 실장되어 상기 히트 싱크로부터 인쇄회로기판으로 전도된 열을 감지하는 온도 소자;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a printed circuit board including: a printed circuit board (PCB), at least a portion of which is in contact with a heat sink for emitting heat generated from a battery cell; And a temperature element mounted on the printed circuit board to sense heat conducted from the heat sink to the printed circuit board.

본 발명의 일 측면에 따르면, 온도 소자를 인쇄회로기판에 연결시키기 위한 공정의 간소화 및 원가 절감이 가능하여 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.According to an aspect of the present invention, it is possible to simplify the process of connecting the temperature element to the printed circuit board and reduce the cost, thereby improving the productivity.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 온도 소자와 인쇄회로기판 사이의 단선에 따른 제품 불량 발생을 방지할 수 있게 된다.According to another aspect of the present invention, it is possible to prevent the occurrence of defective products due to disconnection between the temperature element and the printed circuit board.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 배터리에서 발생된 열을 온도 소자에 좀 더 신속하고 정확하게 전달할 수 있어 배터리의 온도 검출 효율성을 높일 수 있게된다.According to another aspect of the present invention, it is possible to more quickly and accurately transmit the heat generated from the battery to the temperature element, thereby increasing the temperature detection efficiency of the battery.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 있어서 인쇄회로기판 및 히트 싱크가 결합된 상태를 나타내는 실물 사진이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 상에 온도 소자가 실장된 모습을 나타내는 실물 사진이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제1 면을 나타내는 실물 사진이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 있어서 인쇄회로기판, 히트 싱크 및 온도 소자가 상호 결합된 형태를 나타내는 평면도이다.
도 5는, 도 4에 도시된 ⅴ-ⅴ 라인을 따라 절단된 형태를 나타내는 측 단면도이다.
도 6은 및 도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 있어서 열이 방출되는 경로를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 있어서, 온도소자 설치 단자와 배터리 파워 단자 사이의 거리를 나타내는 평면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention. And should not be construed as limiting.
1 is a photograph showing a state where a printed circuit board and a heat sink are combined in a battery pack according to an embodiment of the present invention.
2 is a photograph showing a state where a temperature element is mounted on a printed circuit board according to an embodiment of the present invention.
3 is a photograph showing a first side of a printed circuit board according to an embodiment of the present invention.
4 is a plan view illustrating a printed circuit board, a heat sink, and a temperature element in a battery pack according to an embodiment of the present invention.
5 is a side cross-sectional view showing a shape cut along the line v-v in Fig.
FIG. 6 and FIG. 7 are diagrams schematically showing a path through which heat is discharged in a battery pack according to an embodiment of the present invention.
8 is a plan view showing a distance between a temperature element mounting terminal and a battery power terminal in a battery pack according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only some of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 구조를 설명하기로 한다.First, a battery pack structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 있어서 인쇄회로기판 및 히트 싱크가 결합된 상태를 나타내는 실물 사진이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 상에 온도 소자가 실장된 모습을 나타내는 실물 사진이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제1 면을 나타내는 실물 사진이다. 또한, 도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 있어서 인쇄회로기판, 히트 싱크 및 온도 소자가 상호 결합된 형태를 나타내는 평면도이고, 도 5는, 도 4에 도시된 ⅴ-ⅴ 라인을 따라 절단된 형태를 나타내는 측 단면도이다.FIG. 1 is a photograph showing a state where a printed circuit board and a heat sink are combined in a battery pack according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross- FIG. 3 is a photograph showing a first side of a printed circuit board according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a plan view showing a form in which a printed circuit board, a heat sink, and a temperature element are coupled to each other in a battery pack according to an embodiment of the present invention. Fig. 5 is a cross- And FIG.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은 배터리 셀(미도시), 히트 싱크(10), 인쇄회로기판(PCB: printed circuit board)(20) 및 온도 소자(30)를 포함하는 형태로 구현될 수 있다.1 to 5, a battery pack according to an embodiment of the present invention includes a battery cell (not shown), a heat sink 10, a printed circuit board (PCB) 20, 30). ≪ / RTI >

상기 배터리 셀은, 배터리 팩의 용도나 요구되는 용량 등에 따라 다양한 종류가 적용 가능하며, 예를 들어 파우치 케이스 내에 전극 조립체를 수용시킨 후 전극 조립체와 연결된 한 쌍의 전극 리드가 외부로 인출된 상태로 파우치 케이스의 테두리 영역을 열 융착 하는 방식으로 실링 함으로써 제조되는 파우치 타입 셀이 적용될 수 있다.The battery cell may be of various types depending on the use of the battery pack and the required capacity. For example, a pair of electrode leads connected to the electrode assembly after the electrode assembly is received in the pouch case are drawn out to the outside A pouch-type cell manufactured by sealing the edge region of the pouch case by a heat fusion method can be applied.

상기 히트 싱크(heat sink)(10)는, 배터리 셀과 직접 또는 간접적으로 접하여 배터리 셀로부터 발생된 열을 방출하는 기능을 수행한다.The heat sink 10 directly or indirectly contacts the battery cell to discharge heat generated from the battery cell.

상기 히트 싱크(10)는 배터리 셀로부터 발생된 열을 효율적으로 전달 받기 위해 배터리 셀 중 특히 발열량이 큰 전극 리드(T, 도 5 참조)와 직접 접촉하거나 또는 이러한 전극 리드와 연결된 리드 컨덕터(lead conductor)와 같은 부품과 접촉하도록 설치될 수 있다.The heat sink 10 is in direct contact with an electrode lead (T, see FIG. 5) having a large heat generation amount among the battery cells to efficiently receive heat generated from the battery cell, or a lead conductor And the like.

한편, 상기 인쇄회로기판(20)은 적어도 일부가 히트 싱크(10)와 접하도록 설치되는 것으로서, 이러한 인쇄회로기판(20) 상에는 온도 소자(30)가 실장되며, 온도 소자(30) 외에도 배터리 셀의 동작 제어를 위한 논리회로 칩 및/또는 스위칭 소자 등의 다양한 부품들이 실장될 수 있다.The printed circuit board 20 is mounted such that at least a part of the printed circuit board 20 is in contact with the heat sink 10. A temperature element 30 is mounted on the printed circuit board 20, Various components such as a logic circuit chip and / or a switching element for controlling the operation of the semiconductor device can be mounted.

물론, 상기 배터리 셀의 동작 제어는, 별도의 BMS에 의해 이루어질 수도 있으며, 이 경우 배터리 셀과 BMS 사이의 전기적 연결 및/또는 BMS와 온도 소자(30) 사이의 전기적 연결은 인쇄회로기판(20) 내에 형성된 도전성 회로 패턴에 의해 이루어질 수 있다.In this case, the electrical connection between the battery cell and the BMS and / or the electrical connection between the BMS and the temperature element 30 may be controlled by the printed circuit board 20, The conductive circuit pattern may be formed by a conductive circuit pattern.

즉, 상기 인쇄회로기판(20)의 역할을 매우 다양할 수 있으나, 본 발명에 있어서는 히트 싱크(10)와 온도 소자(30) 사이의 열 매개체로서의 역할에 대해 집중적으로 설명하기로 한다.That is, although the role of the printed circuit board 20 may vary widely, the role of the heat medium between the heat sink 10 and the temperature element 30 will be described intensively in the present invention.

상기 인쇄회로기판(20)은, 기판 본체부(20a) 및 기판 본체부(20a)의 일 측으로부터 연장되어 히트 싱크(10)와 접촉하는 기판 연장부(20b)를 포함한다.The printed circuit board 20 includes a substrate body portion 20a and a substrate extension portion 20b extending from one side of the substrate body portion 20a and contacting the heat sink 10. [

상기 기판 연장부(20b)에는 인쇄회로기판(20)과 히트 싱크(10) 간의 결합을 위한 체결 홀(21)이 형성되어 있다.The board extension 20b is formed with a fastening hole 21 for coupling between the printed circuit board 20 and the heat sink 10.

또한, 상기 기판 연장부(20b)에는 히트 싱크(10)로부터 온도 소자(30)로 열 전달이 효율적으로 이루어지도록 하기 위한 다양한 구조들이 형성되어 있다.The substrate extension part 20b is formed with various structures for efficiently transferring heat from the heat sink 10 to the temperature element 30.

먼저, 도 3 및 도 5를 함께 참조하면, 기판 연장부(20b)의 양 면 중 히트 싱크(10)와 대면/접촉하는 제1 면 상에는 열전도 코팅층(22)이 형성되어 있다.3 and 5, a heat conduction coating layer 22 is formed on a first surface of the substrate extending portion 20b facing / contacting the heat sink 10 on both surfaces thereof.

상기 열전도 코팅층(22)은 히트 싱크(10)와 접촉함으로써 인쇄회로기판(20)의 제2 면 상에 실장되어 있는 온도 소자(30)쪽으로의 열 전달 효율을 높여주는 기능을 수행한다.The heat conduction coating layer 22 functions to increase heat transfer efficiency to the temperature element 30 mounted on the second surface of the printed circuit board 20 by contacting the heat sink 10.

이러한 기능을 고려할 때, 상기 열전도 코팅층(22)은 가능한 열전도도가 높은 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 생산성 및 열전도도를 모두 고려하여 구리(Cu)로 이루어질 수 있다.In consideration of this function, the thermally conductive coating layer 22 is preferably made of a material having a high thermal conductivity, and may be made of copper (Cu) in consideration of productivity and thermal conductivity.

한편, 다시 도 1 내지 도 5를 함께 참조하면, 상기 기판 연장부(20b)에는 히트 싱크(10)로부터 온도 소자(30) 쪽으로 가열된 공기가 용이하게 순환되도록 함으로써 열 전달이 효율적으로 이루어질 수 있도록 하기 위한 열 전달 홀(23)들이 형성될 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 5 again, air heated from the heat sink 10 to the temperature device 30 is easily circulated in the substrate extension portion 20b, thereby efficiently transferring heat. The heat transfer holes 23 may be formed.

상기 열 전달 홀(23)들은 인쇄회로기판(20) 중 온도 소자(30)가 설치된 영역의 둘레 중 적어도 일부에 형성되되 인쇄회로기판(20)을 관통하여 형성됨으로써 히트 싱크(10)로부터 방출된 열이 온도 소자(30) 쪽으로 공기 순환을 통해 전달될 수 있도록 한다.The heat transfer holes 23 are formed in at least a part of the periphery of the region where the temperature element 30 is installed in the printed circuit board 20 and are formed through the printed circuit board 20, So that the heat can be transferred to the temperature element 30 through the air circulation.

이러한 열 전달 홀(23)의 내벽면 상에는 금속층이 형성될 수도 있으며, 이 경우 금속의 우수한 열전도도로 인해 열 전달의 효율성이 더욱 향상될 수 있다.A metal layer may be formed on the inner wall surface of the heat transfer hole 23. In this case, the efficiency of heat transfer can be further improved due to the excellent thermal conductivity of the metal.

상기 인쇄회로기판(20)은, 히트 싱크(10)와 온도 소자(30) 사이의 효율적인 열 전달을 위해 열전도 코팅층(22) 및/또는 열 전달 홀(23) 이외에도 열 전달 슬릿(24)을 추가적으로 더 구비할 수도 있다.The printed circuit board 20 may further include a heat transfer slit 24 in addition to the heat conduction coating layer 22 and / or the heat transfer hole 23 for efficient heat transfer between the heat sink 10 and the temperature element 30. [ .

상기 열 전달 슬릿(24)은, 기판 본체부(20a)와 기판 연장부(20b)의 경계 영역에 형성되되 인쇄회로기판(20)을 관통하여 형성됨으로써 히트 싱크(10)로부터 방출된 열이 온도 소자 쪽으로 더욱 효율적으로 전달될 수 있도록 한다.The heat transfer slit 24 is formed in a boundary region between the substrate main body portion 20a and the substrate extending portion 20b and is formed so as to penetrate the printed circuit board 20 so that heat emitted from the heat sink 10 To be more efficiently transmitted to the device.

한편, 본 발명의 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 인쇄회로기판(20)의 제2 면 상에는 일부 영역에 금속 코팅층(25)이 형성될 수도 있는데, 이러한 금속 코팅층(25)은 체결 홀(21)의 둘레 영역 및 그에 인접한 영역에까지 형성될 수 있다.4 and 5, a metal coating layer 25 may be formed on a second surface of the printed circuit board 20. The metal coating layer 25 may be formed on the second surface of the printed circuit board 20, 21 and a region adjacent thereto.

이러한 금속 코팅층(25)은 앞서 설명한 인쇄회로기판(20)의 제1 면 상에 형성된 열전도 코팅층(22)과 연결될 수도 있으며, 이 경우 전도 방식에 의한 열전달 효율이 더욱 향상될 수 있다.The metal coating layer 25 may be connected to the thermally conductive coating layer 22 formed on the first surface of the printed circuit board 20 described above. In this case, the heat transfer efficiency by the conduction method may be further improved.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 적용되는 온도 소자(30)는, 온도에 따른 전기적 물성 변화로 인해 온도의 변화 수준을 감지할 수 있는 것이라면 특별히 그 종류가 제한되지는 않는다.The type of the temperature device 30 applied to the battery pack according to the embodiment of the present invention is not particularly limited as long as it can detect a temperature change level due to a change in electrical properties depending on the temperature.

상기 온도 소자로는, 예를 들어 온도의 상승에 따라 저항 값이 점점 작아지는 NTC 소자(negative temperature coefficient device) 또는 온도의 상승에 따라 저항의 값이 점점 커지는 PTC 소자(positive temperature coefficient device) 등이 이용될 수 있다.Examples of the temperature element include a negative temperature coefficient device (NTC element) in which the resistance value gradually decreases with an increase in temperature or a positive temperature coefficient device (PTC element) in which the resistance value increases gradually with an increase in temperature Can be used.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판(20)에 구비된 열전도 코팅층(22), 열 전달 홀(23), 그리고 열 전달 슬릿(24)에 의한 열 전달 경로가 구체적으로 나타나 있다.6 and 7, a heat transfer coating layer 22, a heat transfer hole 23, and a heat transfer slit 24 provided on a printed circuit board 20 according to an embodiment of the present invention, The path is shown in detail.

도 6은 및 도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 있어서 열이 방출되는 경로를 모식적으로 나타내는 도면이다.FIG. 6 and FIG. 7 are diagrams schematically showing a path through which heat is discharged in a battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 히트 싱크(10)가 배터리 셀(미도시)에 구비된 전극 리드(T)와 접하여 열을 흡수한 후 상방으로 다시 방출하면, 방출된 열은 인쇄회로기판(20)의 제1 면으로부터 열전도 코팅층(22), 열 전달 홀(23) 및 열 전달 슬릿(24)을 통해 온도 소자(30)가 설치된 제2 면 쪽으로 전달됨을 알 수 있다.6 and 7, when the heat sink 10 contacts the electrode lead T provided in the battery cell (not shown) to absorb heat and then emits the heat upward, The heat transfer coating layer 22, the heat transfer hole 23 and the heat transfer slit 24 are transferred from the first surface of the heat transfer sheet 20 to the second surface on which the temperature element 30 is installed.

한편, 도 8에는, 본 발명에 따른 배터리 팩에 있어서 온도 소자 설치 단자와 배터리 파워 단자 사이의 거리 관계가 나타나 있다.On the other hand, FIG. 8 shows a distance relationship between the temperature element mounting terminal and the battery power terminal in the battery pack according to the present invention.

도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 있어서, 온도소자 설치 단자와 배터리 파워 단자 사이의 거리를 나타내는 평면도이다.8 is a plan view showing a distance between a temperature element mounting terminal and a battery power terminal in a battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 인쇄회로기판(20)은 온도 소자(30)의 설치를 위한 한 쌍의 온도소자 설치 단자(26)를 구비할 수 있고, 앞서 설명한 인쇄회로기판(20)의 제2 면 상에 형성된 금속 코팅층(25)은 배터리 셀의 단자로서 기능하는 배터리 파워 단자에 해당할 수 있다.8, the printed circuit board 20 may include a pair of temperature element mounting terminals 26 for mounting the temperature element 30, and the second surface of the printed circuit board 20 The metal coating layer 25 may correspond to a battery power terminal functioning as a terminal of the battery cell.

이 경우, 양 단자 사이에는 절연이 유지되어야 하는데, 이러한 절연 유지를 위해 배터리 파워 단자(25)와 온도소자 설치 단자(26)는 일정 거리를 유지할 수 있다. 일 예로서, 요구되는 절연 내력이 대략 2KV 수준인 경우, 양 단자 사이의 거리는 최소한 1.75mm 이상의 간격을 유지하는 것이 바람직하다.In this case, insulation must be maintained between both terminals. To maintain such insulation, the battery power terminal 25 and the temperature element mounting terminal 26 can maintain a certain distance. As an example, if the required dielectric strength is approximately 2 KV, the distance between the terminals is preferably at least 1.75 mm or more apart.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은 온도 소자(30)가 인쇄회로기판(20) 상에 직접 실장되어 있으므로 인쇄회로기판(20)과 온도 소자(30) 사이의 연결 불량이 발생될 위험이 매우 적다.As described above, in the battery pack according to the embodiment of the present invention, since the temperature element 30 is directly mounted on the printed circuit board 20, the connection failure between the printed circuit board 20 and the temperature element 30 There is very little risk of this happening.

즉, 인쇄회로기판(20)과 온도 소자(30) 사이를 별도의 케이블 등을 이용하여 연결하고자 하는 경우 공정이 번거로울 뿐만 아니라, 케이블과 인쇄회로기판(20)의 결합을 위한 납땜 부위가 제품의 사용 과정에서 파손되어 접촉 불량이 발생될 위험 또한 높다. 반면, 본 발명에 따른 배터리 팩의 경우 온도 소자(30)가 인쇄회로기판(20)에 직접 실장되는 구조를 가지므로 공정상의 이점을 가질 수 있을 뿐만 아니라 연결 부위 파손에 따른 접촉 불량의 위험 역시 매우 적다.That is, when connecting the printed circuit board 20 and the temperature element 30 by using a separate cable or the like, it is not only troublesome but also a soldering portion for coupling the cable and the printed circuit board 20 to the product There is also a high risk of contact failure due to breakage during use. On the other hand, in the case of the battery pack according to the present invention, since the temperature element 30 is directly mounted on the printed circuit board 20, not only can the process be advantageous, but also the risk of contact failure little.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은 히트 싱크(10)와 온도 소자(30) 사이의 열 전달이 효율적으로 이루어질 수 있는 구조를 가짐으로써 신속하고 정확한 셀 온도 측정이 가능하며, 이로써 열 발생에 따른 적절한 배터리 팩 운용을 가능하게 한다.In addition, the battery pack according to an embodiment of the present invention has a structure in which heat transfer between the heat sink 10 and the temperature element 30 can be efficiently performed, thereby enabling quick and accurate cell temperature measurement, Thereby enabling proper battery pack operation according to the occurrence.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

10: 히트 싱크(heat sink)
20: 인쇄회로기판(PCB: printed circuit board)
20a: 기판 본체부 20b: 기판 연장부
21: 체결 홀 22: 열전도 코팅층
23: 열 전달 홀 24: 열전도 슬릿
25: 금속 코팅층 26: 온도소자 설치 단자
T: 전극 리드
30: 온도 소자10: Heat sink
20: printed circuit board (PCB)
20a: substrate body portion 20b: substrate extension portion
21: fastening hole 22: heat conduction coating layer
23: heat transfer hole 24: heat conduction slit
25: metal coating layer 26: temperature element mounting terminal
T: Electrode lead
30: Temperature element

Claims (20)

적어도 하나의 배터리 셀;
상기 배터리 셀로부터 발생된 열을 방출하는 히트 싱크;
적어도 일부가 상기 히트 싱크와 접하는 인쇄회로기판; 및
상기 인쇄회로기판 상에 실장되어 상기 히트 싱크로부터 인쇄회로기판으로 전도된 열을 감지하는 온도 소자;
를 포함하는 배터리 팩.At least one battery cell;
A heat sink for discharging heat generated from the battery cell;
A printed circuit board at least a portion of which is in contact with the heat sink; And
A temperature element mounted on the printed circuit board to sense heat conducted from the heat sink to the printed circuit board;
. 제1항에 있어서,
상기 인쇄회로기판은,
기판 본체부; 및
상기 기판 본체부의 일측으로부터 연장되어 상기 히트 싱크와 연결되는 기판 연장부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.The method according to claim 1,
Wherein the printed circuit board includes:
A substrate main body portion; And
A substrate extension part extending from one side of the substrate main body part and connected to the heat sink;
And the battery pack (100). 제2항에 있어서,
상기 기판 연장부의 제1 면의 적어도 일부 영역에는 히트 싱크와 접하는 열전도 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.3. The method of claim 2,
Wherein at least a portion of the first surface of the substrate extension portion is formed with a heat conductive coating layer in contact with the heat sink. 제3항에 있어서,
상기 온도 소자는,
상기 기판 연장부의 제2 면 중 상기 열전도 코팅층이 형성된 영역과 대응되는 열전도 영역 내에 실장되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.The method of claim 3,
Wherein the temperature element comprises:
Wherein the heat dissipation member is mounted in a heat conduction region corresponding to a region of the second surface of the substrate extending portion where the thermally conductive coating layer is formed. 제2항에 있어서,
상기 기판 연장부는,
상기 온도 소자의 둘레 중 적어도 일부에 형성되되 상기 인쇄회로기판을 관통하여 형성됨으로써 상기 히트 싱크로부터 방출된 열이 온도 소자 쪽으로 전달될 수 있도록 하는 열 전달 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.3. The method of claim 2,
Wherein the substrate extension comprises:
And a heat transfer hole formed in at least a part of the periphery of the temperature device and formed to penetrate the printed circuit board to allow heat emitted from the heat sink to be transmitted to the temperature device. 제5항에 있어서,
상기 열 전달 홀의 내벽면 상에는 금속층이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.6. The method of claim 5,
And a metal layer is formed on an inner wall surface of the heat transfer hole. 제2항에 있어서,
상기 인쇄회로기판은,
상기 기판 본체부와 기판 연장부의 경계 영역에 형성되되 상기 인쇄회로기판을 관통하여 형성됨으로써 상기 히트 싱크로부터 방출된 열이 온도 소자 쪽으로 전달될 수 있도록 하는 열 전달 슬릿을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.3. The method of claim 2,
Wherein the printed circuit board includes:
And a heat transfer slit formed in a boundary region between the substrate main body portion and the substrate extension portion and formed to penetrate the printed circuit board so that the heat emitted from the heat sink can be transmitted to the temperature device. . 제2항에 있어서,
상기 기판 연장부는,
상기 인쇄회로기판과 히트 싱크 사이의 체결을 위한 체결 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.3. The method of claim 2,
Wherein the substrate extension comprises:
And a fastening hole for fastening between the printed circuit board and the heat sink. 제8항에 있어서,
상기 인쇄회로기판과 히트 싱크는 볼트에 의해 상호 체결되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.9. The method of claim 8,
Wherein the printed circuit board and the heat sink are fastened together by bolts. 제1항에 있어서,
상기 온도 소자는,
NTC 소자인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.The method according to claim 1,
Wherein the temperature element comprises:
Wherein the battery pack is an NTC element. 제1항에 있어서,
상기 인쇄회로기판은 상기 온도 소자의 전기적 연결을 위한 온도소자 설치 단자 및 상기 배터리 셀과 전기적으로 연결되어 배터리 셀의 단자로서 기능하는 배터리 파워 단자를 포함하며,
상기 온도소자 설치 단자와 배터리 파워 단자 사이의 거리는 적어도 1.75mm 이상인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.The method according to claim 1,
Wherein the printed circuit board includes a temperature element mounting terminal for electrically connecting the temperature element and a battery power terminal electrically connected to the battery cell and serving as a terminal of the battery cell,
And a distance between the temperature element mounting terminal and the battery power terminal is at least 1.75 mm or more. 적어도 일부가 배터리 셀로부터 발생된 열을 방출하는 히트 싱크와 접하는 인쇄회로기판; 및
상기 인쇄회로기판 상에 실장되어 상기 히트 싱크로부터 인쇄회로기판으로 전도된 열을 감지하는 온도 소자;
를 포함하는 인쇄회로기판 조립체.At least a portion of which is in contact with a heat sink that emits heat generated from the battery cells; And
A temperature element mounted on the printed circuit board to sense heat conducted from the heat sink to the printed circuit board;
≪ / RTI > 제12항에 있어서,
상기 인쇄회로기판은,
기판 본체부; 및
상기 기판 본체의 일측으로부터 연장되어 상기 히트 싱크와 연결되는 기판 연장부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체.13. The method of claim 12,
Wherein the printed circuit board includes:
A substrate main body portion; And
A substrate extension extending from one side of the substrate body and connected to the heat sink;
And a printed circuit board assembly. 제13항에 있어서,
상기 기판 연장부의 제1 면의 적어도 일부 영역에는 히트 싱크와 접하는 열전도 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체.14. The method of claim 13,
Wherein at least a portion of the first surface of the substrate extension portion is formed with a heat conductive coating layer in contact with the heat sink. 제14항에 있어서,
상기 온도 소자는,
상기 기판 연장부의 제2 면 중 상기 열전도 코팅층이 형성된 영역과 대응되는 열전도 영역 내에 실장되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체.15. The method of claim 14,
Wherein the temperature element comprises:
Wherein the heat dissipation member is mounted in a heat conduction region corresponding to a region of the second surface of the substrate extending portion where the thermally conductive coating layer is formed. 제13항에 있어서,
상기 기판 연장부는,
상기 온도 소자의 둘레 중 적어도 일부에 형성되되 상기 인쇄회로기판을 관통하여 형성됨으로써 상기 히트 싱크로부터 방출된 열이 온도 소자 쪽으로 전달될 수 있도록 하는 열 전달 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체.14. The method of claim 13,
Wherein the substrate extension comprises:
And a heat transfer hole formed in at least a part of the circumference of the temperature device and formed to penetrate the printed circuit board to allow heat emitted from the heat sink to be transmitted to the temperature device. . 제16항에 있어서,
상기 열 전달 홀의 내벽면 상에는 금속층이 형성된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체.17. The method of claim 16,
And a metal layer is formed on the inner wall surface of the heat transfer hole. 제13항에 있어서,
상기 인쇄회로기판은,
상기 기판 본체부와 기판 연장부의 경계 영역에 형성되되 상기 인쇄회로기판을 관통하여 형성됨으로써 상기 히트 싱크로부터 방출된 열이 온도 소자 쪽으로 전달될 수 있도록 하는 열 전달 슬릿을 구비하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체.14. The method of claim 13,
Wherein the printed circuit board includes:
And a heat transfer slit formed in a boundary region between the substrate main body portion and the substrate extension portion, the heat transfer slit being formed through the printed circuit board so that the heat emitted from the heat sink can be transmitted to the temperature device. / RTI > 제13항에 있어서,
상기 기판 연장부는,
상기 인쇄회로기판과 히트 싱크 사이의 체결을 위한 체결 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체.14. The method of claim 13,
Wherein the substrate extension comprises:
And a fastening hole for fastening between the printed circuit board and the heat sink. 제12항에 있어서,
상기 인쇄회로기판은 상기 온도 소자의 전기적 연결을 위한 온도소자 설치 단자 및 상기 배터리 셀과 전기적으로 연결되어 배터리 셀의 단자로서 기능하는 배터리 파워 단자를 포함하며,
상기 온도소자 설치 단자와 배터리 파워 단자 사이의 거리는 적어도 1.75mm 이상인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체.13. The method of claim 12,
Wherein the printed circuit board includes a temperature element mounting terminal for electrically connecting the temperature element and a battery power terminal electrically connected to the battery cell and serving as a terminal of the battery cell,
And the distance between the temperature element mounting terminal and the battery power terminal is at least 1.75 mm or more.
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