KR20170048819A - 정전기 유도 패턴을 포함하는 전지팩 - Google Patents

정전기 유도 패턴을 포함하는 전지팩 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기적으로 연결되어 있는 둘 이상의 전지셀들; 상기 전지셀들의 일측에 위치해 있고, 전지셀들에 전기적으로 연결되어 전지셀들의 충방전을 제어하는 BMU(Battery Management Unit); 및 상기 전지셀들 및 BMU를 내부에 수납하는 팩 케이스; 를 포함하고 있고, 상기 BMU는 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board) 및 커넥터(Connector)를 포함하고 있으며, 상기 인쇄회로기판에는 외주를 따라 정전기 유도 패턴이 형성되어 있고, 상기 정전기 유도 패턴은 커넥터에 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩을 제공한다.

Description

정전기 유도 패턴을 포함하는 전지팩 {Battery Pack Including Static Guide Pattern}
본 발명은 정전기 유도 패턴을 포함하는 전지팩에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 발전은 데스크 탑 컴퓨터에 필적하는 성능을 발휘할 수 있는 노트북 컴퓨터를 제공하기 이르렀고, 최근에는 노트북 컴퓨터에 대한 수요가 매우 높은 실정이다.
노트북 컴퓨터는 기존의 데스크 탑 컴퓨터에 비해 휴대하기가 편리한 것이 최대 장점이라 할 수 있으며, 이러한 휴대를 가능케 하는데 가장 큰 역할을 하는 것 중의 하나는 노트북 컴퓨터의 에너지원인 전지팩이라 할 수 있다.
일반적으로 노트북 컴퓨터의 전지팩은 다수의 단위 전지셀과 전지셀들의 충방전을 제어하는 BMU(Battery Management Unit)와 그것들을 내장하는 전지팩 케이스로 이루어져 있으며, 특히 노트북 컴퓨터와 같은 디바이스에 사용되는 이차전지는 고출력 대용량의 원통형 전지셀이 주로 사용된다.
이와 같은 전지팩은, 전지팩 외부로부터 인가되는 정전기에 의해 BMU가 간섭 및 손상되는 것을 방지 하기 위해서, BMU와 연결된 커넥터에 정전기 방지를 위한 ESD(Electrostatic Discharge) 설계가 연구되어 왔다.
그러나 전지팩의 케이스로부터 인가되는 정전기를 방지 하기 위한 연구는 미흡한 실정이다. 특히, 전지팩의 케이스의 체결부위 또는 이음부에 형성되어 있는 틈으로부터 유입되는 정전기는 BMU에 형성되어 있는 보호회로모듈에 간섭 및 손상을 야기하여, 전지팩의 정상적인 작동을 방지한다.
따라서, 상기의 문제점을 해결할 수 있는 전지팩이 매우 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은, 전지팩의 외부로부터 인가되는 정전기로부터 전지의 충방전을 제어하는 보호회로모듈이 간섭 및 손상받는 것을 방지하여 전지의 작동의 안정성을 담보할 수 있는 전지팩을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지팩은,
전기적으로 연결되어 있는 둘 이상의 전지셀들;
상기 전지셀들의 일측에 위치해 있고, 전지셀들에 전기적으로 연결되어 전지셀들의 충방전을 제어하는 BMU(Battery Management Unit); 및
상기 전지셀들 및 BMU를 내부에 수납하는 팩 케이스;
를 포함하고 있을 수 있고,
상기 BMU는 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board) 및 커넥터(Connector)를 포함하고 있을 수 있으며,
상기 인쇄회로기판에는 외주를 따라 정전기 유도 패턴이 형성되어 있고, 상기 정전기 유도 패턴은 커넥터에 전기적으로 연결되어 있는 구조로 이루어져 있을 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 전지팩은, 인쇄회로기판에 외주를 따라 정전기 유도 패턴이 형성되어 있고, 정전기 유도 패턴은 커넥터에 전기적으로 연결되어 있음으로써, 전지팩의 외부로부터 인가되는 정전기로부터 전지의 충방전을 제어하는 보호회로모듈 또는 안전 소자가 간섭 및 손상받는 것을 방지하여 전지의 작동의 안정성을 담보할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 상기 전지셀은 원통형 전지셀일 수 있다. 상기 원통형 전지셀은, 젤리-롤형의 전극조립체를 원통형 케이스에 수납하고, 원통형 케이스 내에 전해액을 주입한 후에, 원통형 케이스의 개방 상단에 전극 단자가 형성되어 있는 탑 캡을 결합한 구조로 이루어져 있을 수 있다.
구체적인 실시예로서, 상기 전지셀들은 전지셀의 길이방향으로 배열되어 직렬 연결을 이루고 있을 수 있다. 상기 전지셀들은 둘 이상의 전지셀들을 측면이 접한 상태에서 전극 단자가 동일한 방향을 향하도록 배열하고 병렬로 연결하고, 상기 병렬로 연결된 전지셀들에 길이 방향으로 추가로 병렬로 연결된 둘 이상의 전지셀들을 연결하여 전지셀 어셈블리를 구성할 수 있다. 예를 들어, 상기 전지셀 어셈블리는 1P-4S 또는 2P-3S의 연결 구조로 이루어져 있을 수 있고, 전지팩이 장착되는 디바이스가 소요로 하는 용량 및 출력에 따라, 다양한 규격의 전지셀 어셈블리로 구성될 수 있다.
상기 전지셀들 중에서 양측 최외곽에 위치하는 전지셀들의 외곽 전극 단자는 버스 바에 의해 BMU에 전기적으로 연결되어 있을 수 있다. 상기 전지셀들 중 일측 최외곽에 위치하는 전지셀은 양극 단자를 형성하고 있을 수 있고, 상기 전지셀들 중 타측 최외곽에 위치하는 전지셀은 음극 단자를 형성하고 있을 수 있다. 상기 양극 단자 및 음극 단자는 각각의 버스 바에 의해 BMU에 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.
구체적으로, 상기 버스 바는 최외곽 전지셀의 단부로부터 BMU 방향으로 절곡되어 있을 수 있고, 배열된 전지셀들의 외면을 따라 BMU까지 연장되어 있는 구조로 이루어져 있을 수 있다. 상기 버스 바는 전지셀들의 측면에 접한 상태에서 외면을 따라 BMU까지 연장되어 있는 구조로 이루어져 있을 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 상기 팩 케이스는 제 1 케이스 및 제 2 케이스로 이루어져 있을 수 있다.
상기 제 1 케이스는, 전지셀들과 BMU가 수납되는 수납부와, 제 2 케이스가 전지셀들의 상부에 장착된 상태에서 전지셀들 및 BMU와 제 2 케이스를 덮는 구조의 커버로 이루어져 있을 수 있다.
상기 수납부는 상기 전지셀들과 BMU에 대응하는 형성으로 이루어져 있을 수 있고, 전지셀들이 수납되는 전지셀 수납 부위와 BMU가 수납되는 BMU 수납 부위로 이루어져 있을 수 있으며, 상기 커버는 내면이 상기 제 2 케이스에 대응하는 형상으로 이루어져 있을 수 있다.
상기 수납부와 커버는 힌지(Hinge) 구조로 연결되어 있을 수 있고, 그에 따라, 상기 커버의 상기 수납부에 대한 개폐(open and close) 이동이 용이하게 이루어질 수 있다.
상기 수납부에서 BMU의 커넥터에 대응하는 부위에는 커넥터가 노출될 수 있도록 커넥터용 개구가 형성되어 있을 수 있다. 상기 커넥터용 개구는 상기 커넥터의 외주면에 대응하는 형상으로 이루어져 있을 수 있다.
상기 제 2 케이스는 배열된 전지셀들의 상부 외면에 대응하는 형상으로 이루어져 있을 수 있고, 상기 전지셀들로부터 발생하는 열을 방출할 수 있도록, 제 2 케이스의 외면에는 길이 방향으로 하나 이상의 방열용 개구가 형성되어 있을 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 상기 PCB는 평면 상 직사각형 형상으로 이루어져 있을 수 있고, 상기 정전기 유도 패턴은 PCB의 4개 변들 중에서 적어도 1개 이상의 변을 따라 형성되어 있을 수 있으며, PCB의 안전 소자들이 정전기 유도 패턴의 내측에 위치해 있을 수 있다. 즉, 상기 정전기 유도 패턴은 PCB의 외주변을 따라 상기 PCB의 안전 소자를 둘러싸는 형태로 형성되어 있을 수 있다. 그에 따라, 전지팩의 외부로부터 팩 케이스의 체결부위 또는 이음부의 틈을 따라 정전기가 유입된다 하더라도, 유입된 정전기는 상기 정전기 유도 패턴에 의해 상기 커넥터로 유도되어 상기 PCB의 안전 소자 또는 보호회로모듈에 간섭 또는 손상을 야기할 수 없다.
하나의 실시예로서, 상기 정전기 유도 패턴은 커넥터에 대향하는 변을 제외한 PCB의 3개 변들을 따라 형성되어 있을 수 있다.
또 하나의 실시예로서, 상기 정전기 유도 패턴은 PCB의 4개 변들을 따라 형성되어 있을 수 있다.
상기 커넥터는, 정전기 유도 패턴으로부터 유도된 정전기를 제거할 수 있도록, ESD(Electrostatic Discharge) 소자를 포함하고 있을 수 있다.
상기 전지셀은 리튬 이차전지일 수 있고, 구체적으로 리튬 이온 전지 또는 리튬 이온 폴리머 전지일 수 있다.
일반적으로, 리튬 이차전지는 양극, 음극, 분리막, 및 리튬염 함유 비수 전해액으로 구성되어 있다.
상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.
상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.
상기 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.
상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.
상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.
리튬염 함유 비수계 전해액은, 극성 유기 전해액과 리튬염으로 이루어져 있다. 전해액으로는 비수계 액상 전해액, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.
상기 비수계 액상 전해액으로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.
상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.
상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.
상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.
또한, 비수계 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있다.
본 발명은 또한 상기 전지팩을 전원으로 포함하고 있는 디바이스를 제공한다.
상기 디바이스는 휴대폰, 웨어러블 전자기기, 휴대용 컴퓨터, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치로부터 선택되는 것일 수 있다.
이들 디바이스의 구조 및 그것의 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지팩은, 인쇄회로기판에 외주를 따라 정전기 유도 패턴이 형성되어 있고, 정전기 유도 패턴은 커넥터에 전기적으로 연결되어 있음으로써, 전지팩의 외부로부터 인가되는 정전기로부터 전지의 충방전을 제어하는 보호회로모듈 또는 안전 소자가 간섭 및 손상받는 것을 방지하여 전지의 작동의 안정성을 담보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 사시도이다;
도 2는 도 1의 전지팩의 분해도이다;
도 3은 도 1의 인쇄회로기판의 평면도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 사시도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 전지팩의 분해도가 모식적으로 도시되어 있으며, 도 3에는 도 1의 인쇄회로기판의 평면도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 전지팩(100)은 전지셀들(200), BMU(300) 및 팩 케이스(400)로 이루어져 있다.
전지셀들(200)은 원통형 전지셀로 이루어져 있고, 전지셀들(200)은 전지셀의 길이 방향으로 배열되어 직렬 연결되어 있다. 최좌측에 위치한 전지셀(210)의 외곽 전극 단자는 양극 단자(211)로 이루어져 있고 버스 바(500)에 의해 BMU(300)에 전기적으로 연결되어 있고, 최우측에 위치한 전지셀(230)의 외곽 전극 단자는 음극 단자(231)로 이루어져 있으며 버스 바(500)에 의해 BMU(300)에 전기적으로 연결되어 있다.
버스 바(500)는 최외곽 전지셀들(210, 230)의 단부로부터 BMU(300) 방향으로 절곡되어 있고, 배열된 전지셀들(200)의 외면을 따라 BMU(300)까지 연장되어 있는 구조로 이루어져 있다.
BMU(300)는 전지셀들(200) 중 가운데 위치한 전지셀들(220)의 측면에 위치해 있고, 전지셀들(200)에 전기적으로 연결되어 전지셀들(200)의 충방전을 제어한다.
BMU(300)는 인쇄회로기판(310) 및 커넥터(320)로 이루어져 있다.
인쇄회로기판(310)은 평면 상 직사각형 형상으로 이루어져 있고, 인쇄회로기판(310)의 커넥터(320)에 대향하는 상변을 제외한 인쇄회로기판(310)의 3개 변들(좌변, 하변, 우변)을 따라 정전기 유도 패턴(330)이 형성되어 있고, 정전기 유도 패턴(330)은 커넥터(320)에 전기적으로 연결되어 있으며, 인쇄회로기판(310)의 보호회로모듈(도시하지 않음) 또는 안전 소자들(도시하지 않음)은 정전기 유도 패턴(330)의 내측에 위치해 있다.
팩 케이스(400)는 제 1 케이스(410) 및 제 2 케이스(420)로 이루어져 있다.
제 1 케이스(410)는 전지셀들(200)과 BMU(300)가 수납되는 수납부(411)와, 제 2 케이스(420)가 전지셀들(200)의 상부에 장착된 상태에서 전지셀들(200) 및 BMU(300)와 제 2 케이스(200)를 덮는 구조의 커버(412)로 이루어져 있다.
수납부(410)와 커버(412)는 힌지 구조로 연결되어 있다.
제 1 케이스(410)의 수납부(411)에서 BMU(300)의 커넥터(320)에 대응하는 부위에는 커넥터(320)가 노출될 수 있도록 커넥터용 개구(413)가 형성되어 있다.
제 2 케이스(420)는 배열된 전지셀들(200)의 상부 외면에 대응하는 형상으로 이루어져 있고, 전지셀들(200)로부터 발생하는 열을 방출할 수 있도록, 제 2 케이스(420)의 외면에는 길이 방향으로 방열용 개구들(421)이 형성되어 있다.
제 1 케이스(410)의 커버(412)는, 전지셀들(200) 및 BMU(300가 수납부(411)에 내장되고 전지셀들(200)의 상부에 제 2 케이스(420)가 덮인 상태에서, 수납부(411)부 방향으로 덮어져 수납부(410)와 체결된다.
상기한 구조에 의해, 전지팩(100)의 외부로부터 팩 케이스(400)의 체결부위 또는 이음부의 틈을 따라 정전기가 유입된다 하더라도, 유입된 정전기는 상기 정전기 유도 패턴(330)에 의해 커넥터(320)로 유도되어 인쇄회로기판(310)의 안전 소자(도시하지 않음) 또는 보호회로모듈(도시하지 않음)에 간섭 또는 손상을 야기할 수 없다.
커넥터(320)에는 정전기 유도 패턴(330)으로부터 유도된 정전기를 제거할 수 있도록 ESD 소자(도시하지 않음)를 포함하고 있다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (17)

  1. 전기적으로 연결되어 있는 둘 이상의 전지셀들;
    상기 전지셀들의 일측에 위치해 있고, 전지셀들에 전기적으로 연결되어 전지셀들의 충방전을 제어하는 BMU(Battery Management Unit); 및
    상기 전지셀들 및 BMU를 내부에 수납하는 팩 케이스;
    를 포함하고 있고,
    상기 BMU는 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board) 및 커넥터(Connector)를 포함하고 있으며,
    상기 인쇄회로기판에는 외주를 따라 정전기 유도 패턴이 형성되어 있고, 상기 정전기 유도 패턴은 커넥터에 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 원통형 전지셀인 것을 특징으로 하는 전지팩.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀들은 전지셀의 길이방향으로 배열되어 직렬 연결을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 전지셀들 중에서 양측 최외곽에 위치하는 전지셀들의 외곽 전극 단자는 버스 바에 의해 BMU에 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 버스 바는 최외곽 전지셀의 단부로부터 BMU 방향으로 절곡되어 있고, 배열된 전지셀들의 외면을 따라 BMU까지 연장되어 있는 구조로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 팩 케이스는 제 1 케이스 및 제 2 케이스로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 케이스는, 전지셀들과 BMU가 수납되는 수납부와, 제 2 케이스가 전지셀들의 상부에 장착된 상태에서 전지셀들 및 BMU와 제 2 케이스를 덮는 구조의 커버로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 수납부와 커버는 힌지(Hinge) 구조로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 수납부에서 BMU의 커넥터에 대응하는 부위에는 커넥터가 노출될 수 있도록 커넥터용 개구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 제 2 케이스는 배열된 전지셀들의 상부 외면에 대응하는 형상으로 이루어져 있고, 상기 전지셀들로부터 발생하는 열을 방출할 수 있도록, 제 2 케이스의 외면에는 길이 방향으로 하나 이상의 방열용 개구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 PCB는 평면 상 직사각형 형상으로 이루어져 있고, 상기 정전기 유도 패턴은 PCB의 4개 변들 중에서 적어도 1개 이상의 변을 따라 형성되어 있으며, PCB의 안전 소자들이 정전기 유도 패턴의 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 정전기 유도 패턴은 커넥터에 대향하는 변을 제외한 PCB의 3개 변들을 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 정전기 유도 패턴은 PCB의 4개 변들을 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 커넥터는, 정전기 유도 패턴으로부터 유도된 정전기를 제거할 수 있도록, ESD(Electrostatic Discharge) 소자를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 전지팩.
  16. 제 1 항에 따른 전지팩을 전원으로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 디바이스는 휴대폰, 웨어러블 전자기기, 휴대용 컴퓨터, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005285456A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置
JP2006172942A (ja) * 2004-12-16 2006-06-29 Sony Corp バッテリーパック
KR101093861B1 (ko) * 2009-12-16 2011-12-13 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
JP2014192091A (ja) * 2013-03-28 2014-10-06 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 蓄電モジュール

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005285456A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置
JP2006172942A (ja) * 2004-12-16 2006-06-29 Sony Corp バッテリーパック
KR101093861B1 (ko) * 2009-12-16 2011-12-13 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
JP2014192091A (ja) * 2013-03-28 2014-10-06 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 蓄電モジュール

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10897032B2 (en) 2018-09-10 2021-01-19 Lg Chem, Ltd. Jig for assembly of battery module

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