KR20160142975A - Battery Pack Comprising Frame Member Having Hole for Welding - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 용접용 홀을 구비한 프레임 부재를 포함하고 있는 전지팩에 관한 것이다.The present invention relates to a battery pack including a frame member having a welding hole.
최근, 화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력저장장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.In recent years, the demand for environmentally friendly alternative energy sources has become an indispensable factor for the future, as the increase in the price of energy sources due to depletion of fossil fuels and the interest in environmental pollution are amplified. Various researches on power generation technologies such as nuclear power, solar power, wind power, and tidal power have been continuing, and electric power storage devices for more efficient use of such generated energy have also been attracting much attention.
특히, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 최근에는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로서 이차전지의 사용이 실현화되고 있으며, 그리드(Grid)화를 통한 전력 보조전원 등의 용도로도 사용영역이 확대되고 있어, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.Particularly, as technology development and demand for mobile devices increase, the demand for batteries as energy sources is rapidly increasing. Recently, the use of secondary batteries as a power source for electric vehicles (EV) and hybrid electric vehicles (HEV) In addition, the use area has been expanded for use as a power auxiliary power source through a grid, and accordingly, a lot of researches on a battery that can meet various demands have been conducted.
대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.Typically, in terms of the shape of a battery, there is a high demand for a prismatic secondary battery and a pouch-type secondary battery which can be applied to products such as mobile phones with a small thickness, and has advantages such as high energy density, discharge voltage, There is a high demand for lithium secondary batteries such as lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries.
이러한 이차전지는 적용되는 디바이스 내에서 소망하는 용량 특성을 발휘할 수 있도록, 다수의 전지셀들이 프레임 부재에 장착된 상태에서, 직렬 또는 병렬로 연결된 상태의 전지팩 형태로서 사용되기도 한다.Such a secondary battery may be used in the form of a battery pack in a state where a plurality of battery cells are mounted on a frame member and connected in series or in parallel so as to exhibit a desired capacity characteristic in a device to which the invention is applied.
도 1에는 종래의 전지팩을 이루는 프레임 부재에 전지셀이 장착된 구조를 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.1 is a schematic view schematically showing a structure in which a battery cell is mounted on a frame member constituting a conventional battery pack.
도 1을 참조하면, 전지팩(100)은 하나의 프레임 부재(140)에 두 개의 전지셀들(110, 120) 및 하나의 PCM(130)이 탑재된 구조로 이루어져 있다.Referring to FIG. 1, the
프레임 부재(140)는 전지셀들(110, 120)과 PCM(130)의 외주변을 전체적으로 감싸는 구조로 이루어져 있다.The
프레임 부재(140)의 양측에는 두 개의 전지셀 탑재부들(141, 142)이 각각 형성되어 있고, 전지셀 탑재부들(141, 142) 사이에는 PCM 탑재부(143)가 형성되어 있으며, 전지셀 탑재부들(141, 142)과 PCM 탑재부(143)는 격벽에 의해 구분되어 있다.Two
PCM(130)은 일면에 안전소자(131)를 포함하고 있으며, 와이어에 의해 연결된 외부 입출력 단자(132)가 프레임 부재(140)의 외주변으로부터 외향 돌출되어 있다.The PCM 130 includes a
전지셀들(110, 120)은 양극단자들(111, 121) 및 음극단자들(112, 122)이 PCM(130)에 인접한 외주변으로부터 돌출되어 있으며, 각각 PCM(130)과 용접에 의해 전기적으로 연결되어 있다.The
그러나, 이러한 용접이 수행되는 과정에서는 소정의 불꽃 내지 비산물(飛散物)이 발생하는 바, 상기 불꽃 내지 비산물은 PCM을 구성하는 안전소자 내지 PCB를 손상시켜 제품의 불량을 유발하는 원인으로 작용함으로써, 제품 및 공정에 대한 신뢰도를 저하시키는 문제점이 있다.However, in the course of performing such welding, a predetermined flame or non-product is generated, and the flame or non-product may damage the safety element or PCB constituting the PCM, causing a defect in the product There is a problem that the reliability of the product and the process is lowered.
또한, 이러한 문제점을 예방하기 위해, 절연성의 고분자 수지 등을 이용해 PCM의 노출 부위를 도포하는 방법이 제안되고 있으나, 이는 PCM의 제조에 소요되는 시간 및 비용을 증가시켜, 전체적인 공정 효율성을 저하시키는 문제점이 있다.In order to prevent such a problem, a method of applying an exposed portion of a PCM using an insulating polymer resin has been proposed. However, this method increases the time and cost of manufacturing the PCM, .
따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technique capable of fundamentally solving such problems.
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, PCM 탑재부의 일면에 형성된 PCM 커버에 용접용 홀을 천공함으로써, PCM에 대한 전극단자의 전기적 연결을 위한 용접 과정에서, 불꽃 내지 비산물에 의한 PCM 구성품들의 손상을 방지하고, 이에 따른 제품의 불량률을 감소시킬 수 있으며, 상기 PCM 구성품들의 보호를 위한 추가적인 공정 내지 구성이 필요 없어, 제품의 생산에 소요되는 비용 및 시간을 절약할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application have conducted intensive research and various experiments and have developed a welding process for electrically connecting electrode terminals to PCM by drilling a welding hole in a PCM cover formed on one surface of a PCM mounting part, , It is possible to prevent the damage of the PCM components due to flame or non-product, and to reduce the defect rate of the product, and the additional process or configuration for protecting the PCM components is not necessary, And that the present invention has been accomplished.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지팩은,According to an aspect of the present invention, there is provided a battery pack comprising:
양극단자 및 음극단자가 적어도 일측 외주변으로부터 돌출된 하나 이상의 전지셀;At least one battery cell in which a positive electrode terminal and a negative electrode terminal protrude from at least one outer periphery;
보호회로가 형성되어 있는 인쇄회로 기판(PCB), 전지셀의 일측 전극단자와 PCB 사이에 전기적으로 연결되어 있거나 또는 상기 PCB 상에 탑재된 안전소자, 및 상기 PCB의 보호회로에 전기적으로 연결되어 있는 외부입출력단자를 포함하고 있으며, 상기 전지셀의 양극 단자 및 음극 단자에 전기적으로 연결되어 있는 보호회로 모듈(PCM); 및A printed circuit board (PCB) on which a protection circuit is formed, a safety element electrically connected between the one side electrode terminal of the battery cell and the PCB or mounted on the PCB, and a protection circuit electrically connected to the protection circuit of the PCB A protective circuit module (PCM) including an external input / output terminal and electrically connected to the positive and negative terminals of the battery cell; And
상기 전지셀과 PCM이 각각 탑재되는 전지셀 탑재부 및 PCM 탑재부를 가지고 있는 프레임 부재;A frame member having a battery cell mounting portion and a PCM mounting portion on which the battery cell and the PCM are mounted, respectively;
를 포함하고 있고,And,
상기 PCM 탑재부는 전지셀 탑재부와 제 1 격벽에 의해 구분된 상태에서, 일면에 PCM 커버가 형성되어 있으며, The PCM mounting part is divided into a battery cell mounting part and a first bank, a PCM cover is formed on one surface,
상기 PCM 커버에는 전지셀의 양극단자 및 음극단자와 PCM의 전기적 연결을 위한 용접용 홀이 천공되어 있는 구조일 수 있다.The PCM cover may have a structure in which a welding hole for electrically connecting the positive terminal and the negative terminal of the battery cell to the PCM is perforated.
따라서, PCM 커버에 천공된 용접용 홀을 통해, PCM에 대한 전극단자의 용접을 수행하므로, 상기 용접 과정에서, 불꽃 내지 비산물에 의한 PCM 구성품들의 손상을 방지하고, 이에 따른 제품의 불량률을 감소시킬 수 있으며, 상기 PCM 구성품들의 보호를 위한 추가적인 공정 내지 구성이 필요 없어, 제품의 생산에 소요되는 비용 및 시간을 절약할 수 있다.Therefore, since the welding of the electrode terminal to the PCM is performed through the hole for the penetration of the PCM cover, it is possible to prevent the damage of the PCM components by the flame or the non-product during the welding process, And it is possible to save the cost and time required for the production of the product since no additional process or configuration for protecting the PCM components is required.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전지셀은 프레임 부재의 전지셀 탑재부에 안정적으로 탑재된 상태에서, 양극단자 및 음극단자가 일측 외주변으로 돌출되어 있고, PCM에 대한 전기적 연결이 용접에 의해 용이하게 수행될 수 있는 구조라면, 그 구조가 크게 제한되는 것은 아니며, 상세하게는, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트에 전극조립체가 밀봉되어 있는 판상형 구조로 이루어질 수 있다.In one specific example, the battery cell is stably mounted on the battery cell mounting portion of the frame member, and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal protrude from one side to the outside, and the electrical connection to the PCM is easily performed by welding The structure is not limited to a large extent, and in particular, it may be a plate-like structure in which an electrode assembly is sealed in a laminate sheet including a resin layer and a metal layer.
또한, 상기 전지셀에서 양극단자 및 음극단자는 각각 전지셀의 동일한 외주변으로부터 돌출되어 있고, 상기 PCM 탑재부는 전지셀의 양극단자 및 음극단자에 대응되는 부위에 위치하는 구조일 수 있다.The positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the battery cell protrude from the same outer periphery of the battery cell, respectively, and the PCM mounting portion may be located at a portion corresponding to the positive and negative terminals of the battery cell.
따라서, 상기 양극단자 및 음극단자를 통한 전지셀과 PCM의 전기적 연결이 보다 용이하게 수행될 수 있으며, 보다 간소화된 구조로 전지팩을 구성할 수 있다.Therefore, the electrical connection between the battery cell and the PCM through the positive terminal and the negative terminal can be more easily performed, and the battery pack can be constructed with a simplified structure.
한편, 상기 프레임 부재는 전지셀 및 PCM의 외주변을 감싸는 구조로 이루어져 있고, 전지셀의 일면 및 이에 대향하는 타면이 개방된 구조로 이루어질 수 있으며, 상기 프레임 부재는, PCM 탑재부에서, PCM 커버에 대향하는 부위가 개방된 구조로 이루어질 수 있다.Meanwhile, the frame member may have a structure that surrounds the battery cells and the outer periphery of the PCM, and may have a structure in which one surface of the battery cell and the other surface facing the battery cell are opened. And the opposed portions may be opened.
다시 말해, 상기 프레임 부재는 PCM 탑재부의 일면에 형성된 PCM 커버를 제외하고, 전체적으로, 전지셀 및 PCM의 외주변만을 감싸는 구조로 이루어져 있으며, 이에 따라, 상기 전지팩을 구성하는 전지셀 및 PCM이 프레임 부재의 각 탑재부에 용이하게 탑재될 수 있다.In other words, the frame member is configured so as to surround only the outer periphery of the battery cells and the PCM as a whole except for the PCM cover formed on one side of the PCM mounting portion. Accordingly, the battery cells and the PCM, It can be easily mounted on each mounting portion of the member.
또한, 상기 PCM 탑재부와 전지셀 탑재부를 구분하는 제 1 격벽의 높이는 전지셀의 두께에 대해 50% 내지 120%의 크기일 수 있다.In addition, the height of the first bank dividing the PCM mounting part and the battery cell mounting part may be 50% to 120% of the thickness of the battery cell.
만일, 상기 제 1 격벽의 높이가 전지셀의 두께에 대해 50% 미만일 경우, 상기 전지셀 탑재부와 PCM 탑재부에 각각 탑재되는 전지셀 및 PCM이 안정적으로 소망하는 위치에 고정될 수 없을 수 있다.If the height of the first bank is less than 50% of the thickness of the battery cell, the battery cells and the PCM mounted on the battery cell mounting part and the PCM mounting part may not be stably fixed at desired positions.
이와 반대로, 상기 제 1 격벽의 높이가 전지셀의 두께에 대해 120%를 초과하는 경우, 상기 제 1 격벽이 프레임 부재의 다른 부위에 비해 지나치게 돌출되어, 전지팩의 외면이 균일하게 형성될 수 없으며, 상기 전지팩이 디바이스의 제한된 공간에 안정적으로 탑재될 수 없는 문제점이 발생할 수 있다.On the other hand, when the height of the first bank is greater than 120% of the thickness of the battery cell, the first bank is excessively protruded compared to other portions of the frame member, so that the outer surface of the battery pack can not be uniformly formed , The battery pack can not be stably mounted in a limited space of the device.
하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 격벽에는 전지셀의 양극단자 및 음극단자가 PCM 방향으로 외향 돌출될 수 있도록 전극단자 돌출용 홈이 형성되어 있는 구조일 수 있다.In one specific example, the first bank may have a structure in which the electrode terminal protruding grooves are formed so that the positive and negative terminals of the battery cell protrude outward in the PCM direction.
즉, 상기 전지셀의 양극단자 및 음극단자는 제 1 격벽에 형성된 전극단자 돌출용 홈을 통해, 이에 인접한 PCM 방향으로 보다 용이하게 돌출될 수 있다.That is, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the battery cell can be more easily protruded in the PCM direction adjacent to the electrode terminal protrusion groove formed in the first bank.
이 때, 상기 양극단자 및 음극단자는 PCM 방향으로 돌출된 상태로, PCM과 PCM 커버 사이에 위치하는 구조일 수 있다.At this time, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal may be positioned between the PCM and the PCM cover in a state protruding in the PCM direction.
구체적으로, 상기 PCM이 탑재되는 PCM 탑재부의 일면에는 용접용 홀이 천공되어 있으며, 상기 전지셀의 양극단자 및 음극단자와 PCM의 전기적 연결은 용접용 홀을 통해 수행될 수 있다.Specifically, a welding hole is formed in one side of the PCM mounting part on which the PCM is mounted, and electrical connection between the positive terminal and the negative terminal of the battery cell and the PCM can be performed through a welding hole.
따라서, 상기 양극단자 및 음극단자는 PCM 방향으로 돌출된 상태로, PCM과 PCM 커버 사이에 위치함으로써, PCM 커버에 천공된 용접용 홀을 통해 외부로 노출되는 구조일 수 있다.Therefore, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal may protrude in the PCM direction and may be exposed to the outside through the hole for welding formed in the PCM cover by being positioned between the PCM and the PCM cover.
상기 구조를 달성하기 위해, 상기 용접용 홀은 전지셀의 양극단자 및 음극단자와 PCM이 연결되는 부위가 외부로 노출되도록 천공되어 있는 구조일 수 있다.In order to achieve the above-described structure, the welding hole may be formed such that a portion where the positive and negative terminals of the battery cell and the PCM are connected is exposed to the outside.
한편, 상기 PCM 탑재부에는 안전소자의 외주변을 감싸는 구조의 제 2 격벽이 PCM 커버로부터 PCM이 위치한 방향으로 돌출되어 있는 구조일 수 있다.Meanwhile, the PCM mounting part may have a structure in which a second partition wall that surrounds the outer periphery of the safety device protrudes from the PCM cover in a direction in which the PCM is positioned.
구체적으로, 상기 PCM은 전지셀의 일측 전극단자와 PCB 사이에 전기적으로 연결되어 있거나 또는 상기 PCB 상에 탑재된 안전소자를 포함하고 있으며, 더욱 구체적으로, 상기 안전소자는 PCB의 일면 상에 탑재될 수 있다.Specifically, the PCM may include a safety element electrically connected to one side of a battery cell and a PCB or mounted on the PCB. More specifically, the safety element may be mounted on one side of the PCB .
이 때, 상기 안전소자는 PCM이 PCM 탑재부에 탑재되는 과정에서, PCB의 일면과 PCM 커버 사이에 위치하게 될 수 있으며, 이에 따라, 상기 PCM 커버와 PCM을 구성하는 PCB의 일면 사이에는 소정의 공간이 형성될 수 있다.At this time, the safety element may be positioned between one side of the PCB and the PCM cover in the process of mounting the PCM on the PCM mounting part, Can be formed.
따라서, 상기 PCM 커버에 천공된 용접용 홀은 PCM 커버와 PCB 사이에 형성된 공간으로 연통될 수 있으며, 이에 따라, 용접용 홀을 통한 용접 과정에서 발생하는 불꽃 내지 비산물이 상기 연통된 공간을 통해, 안전소자를 비롯한 PCM 구성품들에 접촉됨으로써, 상기 안전소자 등의 PCM 구성품들에 손상을 입힐 수 있다.Therefore, the welded hole formed in the PCM cover can communicate with the space formed between the PCM cover and the PCB, so that the flame or non-product generated in the welding process through the welding hole can be communicated through the communicated space , The PCM components, including the safety element, may be damaged, thereby damaging the PCM components, such as the safety element.
그러나, 상기 PCM 탑재부에는 안전소자의 외주변을 감싸는 구조의 제 2 격벽이 PCM 커버로부터 PCM이 위치한 방향으로 돌출되어 있어, 상기 안전소자는 제 2 격벽에 의해 안전하게 보호될 수 있으며, 이에 따라, 상기 전극단자의 용접 과정에서 발생하는 불꽃 내지 비산물에 의한 손상을 방지할 수 있다.However, in the PCM mounting portion, a second partition wall having a structure for surrounding the outer periphery of the safety element is protruded from the PCM cover in a direction in which the PCM is positioned, so that the safety element can be safely protected by the second partition, It is possible to prevent damage due to flame or non-product generated in the welding process of the electrode terminal.
이를 위해, 상기 제 2 격벽의 높이는, PCM 커버로부터 PCM에 이르는 거리와 동일한 구조일 수 있다.To this end, the height of the second bank may be the same as the distance from the PCM cover to the PCM.
만일, 상기 제 2 격벽의 높이가 커버로부터 PCM에 이르는 거리에 비해 작은 크기일 경우에는, 용접 과정에서 발생하는 불꽃 내지 비산물로부터 상기 안전소자를 완전히 보호할 수 없으며, 상기 제 2 격벽의 높이가 커버로부터 PCM에 이르는 거리에 비해 큰 구조일 경우에는, 상기 제 2 격벽이 프레임 부재의 다른 부위에 비해 지나치게 돌출되어, 전지팩의 외면이 균일하게 형성될 수 없으며, 상기 전지팩이 디바이스의 제한된 공간에 안정적으로 탑재될 수 없는 문제점이 발생할 수 있다.If the height of the second partition wall is smaller than the distance from the cover to the PCM, the safety element can not be completely protected from flames or artefacts generated during the welding process, and the height of the second partition wall The second partition wall is excessively protruded relative to other portions of the frame member so that the outer surface of the battery pack can not be formed uniformly and the battery pack can not be formed in a limited space It can not be stably mounted on the vehicle.
또한, 상기 용접용 홀의 내주변에는 PCM 커버로부터 PCM 방향으로 돌출된 구조의 제 3 격벽이 형성되어 있는 구조일 수 있다.A third partition wall having a structure protruding from the PCM cover in the PCM direction may be formed in the inner periphery of the welding hole.
앞서 설명한 바와 마찬가지로, PCM 커버에 천공된 용접용 홀은 PCM 커버와 PCB 사이에 형성된 공간과 연결될 수 있으며, 이에 따라, 용접용 홀을 통한 용접 과정에서 발생하는 불꽃 내지 비산물이 상기 공간을 통해, 안전소자를 비롯한 PCM 구성품들에 접촉될 수 있으며, 이에 따라, 상기 안전소자 등의 PCM 구성품들에 손상을 입힐 수 있다.As described above, the welded holes formed in the PCM cover can be connected to the space formed between the PCM cover and the PCB, so that the flame or non-product generated in the welding process through the hole for welding can pass through the space, May be contacted with PCM components, including safety elements, thereby damaging PCM components, such as the safety element.
따라서, 본 발명에 따른 전지팩은 안전소자의 외주변을 감싸는 구조의 제 2 격벽 이외에, 용접용 홀의 내주변을 감싸는 구조로 형성된 제 3 격벽을 포함함으로써, 상기 용접 과정에서 발생하는 불꽃 내지 비산물에 의한 안전소자의 손상을 방지할 수 있다.Therefore, the battery pack according to the present invention includes a third partition wall having a structure that surrounds the inner periphery of the welding hole, in addition to the second partition wall having a structure surrounding the outer periphery of the safety element, It is possible to prevent the safety element from being damaged.
즉, 상기 제 2 격벽과 제 3 격벽은 최종적으로 동일하거나, 유사한 효과를 발휘하며, 이에 따라, 프레임 부재의 PCM 탑재부에 함께 형성될 수도 있고, 각각 선택적으로 형성될 수도 있음은 물론이다.That is, the second and third barrier ribs may have the same or similar effect, and may be formed together with the PCM mount of the frame member, or may be selectively formed.
이러한 경우에, 상기 제 3 격벽의 높이는, 제 2 격벽의 높이와 마찬가지로, PCM 커버로부터 PCM에 이르는 거리와 동일한 구조일 수 있다.In this case, the height of the third bank may be the same as the height from the PCM cover to the PCM, like the height of the second bank.
또한, 상기 PCM 커버로부터 PCM에 이르는 거리는 PCM의 두께에 대해 100% 내지 800%의 크기일 수 있다.In addition, the distance from the PCM cover to the PCM may be between 100% and 800% of the thickness of the PCM.
만일, 상기 PCM 커버로부터 PCM에 이르는 거리가 PCM의 두께에 대해 100% 미만일 경우에는, 상기 용접용 홀의 깊이가 지나치게 작아, 용접 과정에서 발생하는 불꽃 내지 비산물이 용접용 홀의 외부로 비산되어 전지팩의 다른 부위를 손상시킬 수 있으며, 800%를 초과할 경우에는, 상기 용접용 홀의 깊이가 지나치게 깊어, 상기 용접용 홀을 통해 PCM에 대한 전극단자의 용접을 용이하게 수행할 수 없는 문제점이 발생할 수 있다.If the distance from the PCM cover to the PCM is less than 100% of the thickness of the PCM, the depth of the welding hole is excessively small, so that the flame or non-product generated in the welding process is scattered to the outside of the welding hole, If the thickness exceeds 800%, the depth of the welding hole is too deep, and welding of the electrode terminal to the PCM can not be easily performed through the welding hole. have.
하나의 구체적인 예에서, 상기 외부 입출력 단자는 와이어에 의해 PCB에 연결되어 있고, 프레임 부재의 외주변으로부터 외향 돌출되어 있는 구조일 수 있다.In one specific example, the external input / output terminal may be connected to the PCB by a wire and protrude outward from the outer periphery of the frame member.
상기 구조에 따라, 외부 입출력 단자는 전지팩의 위치에 대한 제약 없이, 보다 용이하게 외부 디바이스와 전기적으로 연결될 수 있다.According to the structure, the external input / output terminal can be electrically connected to the external device more easily without restriction on the position of the battery pack.
이 때, 상기 외부 입출력 단자가 돌출된 프레임 부재의 외주변 부위에는 U자형 홈이 형성되어 있는 구조일 수 있다.At this time, a U-shaped groove may be formed in an outer peripheral portion of the frame member where the external input / output terminal protrudes.
따라서, 상기 외부 입출력 단자는 PCM이 프레임 부재의 PCM 탑재부에 탑재되는 과정에서, 보다 용이하게 프레임 부재의 외주변으로부터 돌출될 수 있다.Therefore, the external input / output terminal can be more easily protruded from the outer periphery of the frame member in the process of mounting the PCM on the PCM mounting portion of the frame member.
그러나, 상기 외부 입출력 단자의 구조가 이에 한정되는 것은 아니며, 전지팩과 외부 디바이스를 용이하게 전기적으로 연결할 수 있는 구조라면 그 구조가 크게 제한되는 것은 아니다.However, the structure of the external input / output terminal is not limited thereto, and the structure of the external input / output terminal is not limited as long as the battery pack can easily be electrically connected to the external device.
본 발명은 또한, 상기 전지팩을 전원으로서 포함하는 디바이스를 제공하는 바, 상기 디바이스는 휴대폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 파워 툴, 웨어러블 전자기기, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장 장치로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.The present invention also provides a device including the battery pack as a power source, wherein the device is used in a mobile phone, a tablet computer, a notebook computer, a power tool, a wearable electronic device, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug- , And a power storage device.
상기 디바이스들은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 구체적인 설명을 생략한다.Since the devices are well known in the art, a detailed description thereof will be omitted herein.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지팩은, PCM 탑재부의 일면에 형성된 PCM 커버에 용접용 홀을 천공함으로써, PCM에 대한 전극단자의 전기적 연결을 위한 용접 과정에서, 불꽃 내지 비산물에 의한 PCM 구성품들의 손상을 방지하고, 이에 따른 제품의 불량률을 감소시킬 수 있으며, 상기 PCM 구성품들의 보호를 위한 추가적인 공정 내지 구성이 필요 없어, 제품의 생산에 소요되는 비용 및 시간을 절약할 수 있는 효과가 있다.As described above, in the battery pack according to the present invention, in the welding process for electrical connection of the electrode terminals to the PCM, by punching the welding holes in the PCM cover formed on one surface of the PCM mounting portion, It is possible to prevent the damage of the PCM components and to reduce the defective rate of the product, and there is no need of additional process or configuration for protecting the PCM components, and the effect of saving the cost and time for production of the product have.
도 1은 종래의 전지팩을 이루는 프레임 부재에 전지셀이 장착된 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 상면 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 하면 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 4는 도 3의 프레임 부재의 PCM 탑재부 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 5는 도 2의 A-A’에 따른 수직 단면도이다.1 is a schematic view showing a structure in which a battery cell is mounted on a frame member constituting a conventional battery pack;
2 is a schematic view illustrating a top surface structure of a battery pack according to an embodiment of the present invention;
3 is a schematic view schematically illustrating a bottom structure of a battery pack according to an embodiment of the present invention;
4 is a schematic view schematically showing a structure of a PCM mounting part of the frame member of Fig. 3;
5 is a vertical sectional view taken along line A-A 'in Fig.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings according to the embodiments of the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.
도 2 및 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 상면 및 하면 구조를 개략적으로 나타낸 모식도가 각각 도시되어 있다;2 and 3 are schematic views schematically showing the top and bottom structures of the battery pack according to one embodiment of the present invention;
도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 전지팩(200)은 하나의 프레임 부재(240)에 두 개의 전지셀들(210, 220) 및 하나의 PCM(230)이 탑재된 구조로 이루어져 있다.Referring to FIGS. 2 and 3, the
프레임 부재(240)는 전지셀들(210, 220)과 PCM(230)의 외주변을 전체적으로 감싸는 구조로 이루어져 있으며, 전지셀들(210, 220)의 상면 및 하면이 각각 개방된 구조로 이루어져 있다.The
프레임 부재(240)의 외주변에는 외부 디바이스에 대한 전지팩(200)의 고정을 위해, 4개의 고정부들(246a, 246b, 246c, 246d)이 형성되어 있다.Four fixing
전지셀들(210, 220)은 프레임 부재(240)의 양측에 형성된 전지셀 탑재부들(241, 242)에 각각 탑재되어 있으며, 전지셀 탑재부들(241, 242) 사이에 형성된 PCM 탑재부(243)에는 PCM(230)이 탑재되어 있다.The
PCM(230)은 와이어(232)에 의해 연결된 외부 입출력 단자(231)가 프레임 부재(240)의 대응되는 외주변 부위에 형성된 U자형 홈을 통해, 외향 돌출되어 있다.The
PCM 탑재부(243)의 상면에는 PCM 커버(244)가 형성되어 있고, 이에 대향하는 하면은 개방된 구조로 이루어져 있다.A
PCM 커버(244)에는 전지셀들(210, 220)의 전극단자들과 PCM(230)의 연결 부위가 외부로 노출되도록 4개의 용접용 홀들(245a, 245b, 245c, 245d)이 천공되어 있다.Four
도 4에는 도 3의 프레임 부재의 PCM 탑재부 구조를 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.4 is a schematic view schematically showing the PCM mounting structure of the frame member of Fig.
도 4를 참조하면, PCM 탑재부(243)는 두 개의 전지셀 탑재부들(241, 242) 사이에 위치해 있다.Referring to FIG. 4, the
PCM 탑재부(243)는 전지셀 탑재부들(241, 242)과 제 1 격벽(251a, 251b)에 의해 구분되어 있으며, 제 1 격벽(251a, 251b)에는 전지셀들의 양극단자들 및 음극단자들이 PCM 방향으로 외향 돌출될 수 있도록 전극단자 돌출용 홈들(261a, 261b, 261c, 261d)이 형성되어 있다.The
PCM 탑재부(243)에는 안전소자의 외주변을 감싸는 구조의 제 2 격벽(252a, 252b, 252c)이 형성되어 있으며, 용접용 홀들(245a, 245b, 245c, 245d)의 내주변에는 제 3 격벽(253a, 253b)이 형성되어 있다.The
따라서, 용접용 홀들(245a, 245b, 245c, 245d)을 통해 전지셀들의 전극단자들을 PCM에 용접하는 경우, 상기 용접에 의해 발생하는 불꽃 내지 비산물로 인한 안전소자의 손상을 방지할 수 있다.Accordingly, when the electrode terminals of the battery cells are welded to the PCM through the
도 5에는 도 2의 A-A’에 따른 수직 단면도가 도시되어 있다.5 is a vertical sectional view taken along line A-A 'of FIG.
도 5를 참조하면, PCM 탑재부의 상면에는 PCM 커버(244)가 형성되어 있으며, 개방된 하면을 통해 PCM(230)이 탑재된다.Referring to FIG. 5, a
전지셀들의 양극단자들(221, 222) 및 음극단자들(211, 212)은 PCM(230)과 PCM 커버(244) 사이에 위치해 있으며, PCM 커버(244)에는 전지셀들의 양극단자들(221, 222) 및 음극단자들(211, 212)과 PCM(230)이 연결되는 부위가 외부로 노출되도록 용접용 홀들(245a, 245b, 245c, 245d)이 천공되어 있다.The
PCM 탑재부(243)에는 안전소자들(233a, 233b)의 외주변을 감싸는 구조의 제 2 격벽(252a, 252b, 252c)이 PCM 커버(244)로부터 PCM(230)이 위치한 방향으로 돌출되어 있으며, 용접용 홀들(245a, 245b, 245c, 245d)의 내주변에는 PCM 커버(244)로부터 PCM(230) 방향으로 돌출된 구조의 제 3 격벽(253a, 253b)이 형성되어 있다.The
제 2 격벽(252a, 252b, 252c)과 제 3 격벽(253a, 253b)의 높이는 PCM 커버(244)로부터 PCM(230)에 이르는 거리와 동일하다.The heights of the
따라서, PCM(230)의 안전소자들(233a, 233b)은 용접용 홀들(245a, 245b, 245c, 245d)로부터 완전히 격리되어 있으며, 이에 따라, 전지셀들의 전극단자들(211, 212, 221, 222)을 PCM(230)에 용접하는 경우, 상기 용접에 의해 발생하는 불꽃 내지 비산물(270)로 인한 안전소자의 손상을 방지할 수 있다.Therefore, the
또한, 상기 불꽃 내지 비산물(270)에 의한 PCM(230)의 손상을 방지하기 위해, 상기 PCM(230) 상에 절연성의 고분자 수지 등을 도포할 필요가 없으므로, 제품 생산에 소요되는 비용 및 시간을 절약할 수 있다.In addition, since it is not necessary to apply an insulating polymer resin or the like on the
외부 입출력 단자(231)는 와이어(232)에 의해 PCM(230)에 연결된 상태에서, 프레임 부재의 대응되는 외주변 부위에 형성된 U자형 홈(247)을 통해 외향 돌출되어 있다.The external input /
따라서, 외부 입출력 단자(231)는 PCM(230)을 PCM 탑재부에 탑재하는 과정에서 보다 용이하게 프레임 부재의 외주변으로부터 돌출될 수 있다.
Accordingly, the external input /
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 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 (19)
보호회로가 형성되어 있는 인쇄회로 기판(PCB), 전지셀의 일측 전극단자와 PCB 사이에 전기적으로 연결되어 있거나 또는 상기 PCB 상에 탑재된 안전소자, 및 상기 PCB의 보호회로에 전기적으로 연결되어 있는 외부입출력단자를 포함하고 있으며, 상기 전지셀의 양극 단자 및 음극 단자에 전기적으로 연결되어 있는 보호회로 모듈(PCM); 및
상기 전지셀과 PCM이 각각 탑재되는 전지셀 탑재부 및 PCM 탑재부를 가지고 있는 프레임 부재;
를 포함하고 있고,
상기 PCM 탑재부는 전지셀 탑재부와 제 1 격벽에 의해 구분된 상태에서, 일면에 PCM 커버가 형성되어 있으며,
상기 PCM 커버에는 전지셀의 양극단자 및 음극단자와 PCM의 전기적 연결을 위한 용접용 홀이 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.At least one battery cell in which a positive electrode terminal and a negative electrode terminal protrude from at least one outer periphery;
A printed circuit board (PCB) on which a protection circuit is formed, a safety element electrically connected between the one side electrode terminal of the battery cell and the PCB or mounted on the PCB, and a protection circuit electrically connected to the protection circuit of the PCB A protective circuit module (PCM) including an external input / output terminal and electrically connected to the positive and negative terminals of the battery cell; And
A frame member having a battery cell mounting portion and a PCM mounting portion on which the battery cell and the PCM are mounted, respectively;
And,
The PCM mounting part is divided into a battery cell mounting part and a first bank, a PCM cover is formed on one surface,
Wherein the PCM cover is formed with a welding hole for electrical connection between the positive terminal and the negative terminal of the battery cell and the PCM.
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