KR20200099256A - 전지 모듈 - Google Patents

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KR20200099256A KR1020190016884A KR20190016884A KR20200099256A KR 20200099256 A KR20200099256 A KR 20200099256A KR 1020190016884 A KR1020190016884 A KR 1020190016884A KR 20190016884 A KR20190016884 A KR 20190016884A KR 20200099256 A KR20200099256 A KR 20200099256A
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Abstract

본 발명의 전지 모듈은 전지, TCO(thermal cutoff) 어셈블리 및 보호장치를 포함한다. TCO 어셈블리는 TCO 칩, TCO 칩과 전기적 연결되는 제1 전극과 제2 전극을 포함하며, 제1 전극은 전지와 연결된다. 보호장치는 TCO 칩을 피복한다.

Description

전지 모듈 {BATTERY MODULE}
본 발명은 전지 모듈에 관한 것으로, 특히 TCO(thermal cutoff) 칩을 보호할 수 있는 전지 모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 전지 모듈 내에는 전지 관리 유닛(Battery Management Unit, BMU）이 배치되어 전지에 대해 관리를 하는데, 전지 관리 유닛은 TCO 어셈블리를 통해 전지의 온도를 감측하고, 즉각적으로 전지 회로를 온/오프하여 전지가 고온 환경 하에서 파손되는 것을 방지한다. 하지만, 제조 과정에서, 조립자는 상술한 부품을 전지 쉘 내에 조립할 때, 부주의로 TCO 어셈블리의 TCO 칩을 부딪치거나 구부려 놓을 때가 많아 이를 파손시키는 수가 있다.
본 발명은 TCO 칩을 보호하는 보호장치를 포함하는 전지 모듈을 제공한다.
본 발명의 전지 모듈은, 전지, TCO 어셈블리 및 보호장치를 포함한다. TCO 어셈블리는 TCO 칩, TCO 칩과 전기적 연결되는 제1 전극과 제2 전극을 포함하고, 제1 전극은 전지에 연결되며, 보호장치는 TCO 칩을 피복한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상술한 보호장치는 제1 전극을 피복하고 제2 전극을 노출시킨다.
본 발명의 일 실시예에서, 상술한 보호장치는 순차 절곡되면서 연결되는 제1 측벽, 제2 측벽 및 제3 측벽을 구비하고, 제1 측벽, 제2 측벽 및 제3 측벽은 공동으로 수용공간을 형성하고, TCO 칩은 수용공간에 위치한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상술한 제2 측벽은 슬릿을 구비하고, 제2 전극은 슬릿으로부터 돌출한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상술한 제1 측벽은 제3 측벽과 대향하고, 제1 측벽과 제3 측벽 사이의 거리는 TCO 칩의 두께와 동일하며, 보호장치는 TCO 칩에 꼭 맞춰 설치된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상술한 보호장치는 TCO 칩에 접착된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상술한 보호장치는 경질 절연성 쉘이다.
본 발명의 일 실시예에서, 상술한 보호장치는 가요성 절연 쉘이다.
본 발명의 일 실시예에서, 상술한 보호장치의 재질은 고무 혹은 실리콘을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상술한 보호장치의 높이는 전지의 높이보다 작다.
상술한 바에 의하면, 본 발명의 전지 모듈은 보호장치에 의해 TCO 칩을 피복하여 TCO 칩을 보호하며, 조립 과정 중에 TCO 칩이 충격 혹은 굽힘으로 인해 파손되는 확률을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 개략도이다.
도 2는 도 1의 전지 모듈을 은폐하기 위한 보호장치의 개략도이다.
도 3은 도 1의 전지 모듈을 분해하여 나타낸 개략도이다.
이하, 본 발명의 상술한 특징과 이점을 더욱 명확히 하기 위해 실시예 및 도면에 의해 설명을 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 개략도이다. 도 2는 도 1의 전지 모듈을 은폐하기 위한 보호장치의 개략도이다. 도 3은 도 1의 전지 모듈을 분해하여 나타낸 개략도이다. 본 출원의 내용을 명확히 하기 위해, 도 1 내지 도 3에서는 단지 본 출원에 관련한 소자만 나타냈고 전지 쉘과 전지 관리 유닛과 같은 다른 소자는 나타내지 않았다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예의 전지 모듈(5)은 전지(10), TCO 어셈블리(15) 및 보호장치(100)를 포함한다. 본 실시예에서, 전지(10)로서 직사각형 전지를 예로 들었지만 전지(10)의 형상은 이에 제한되는 것이 아니다. 전지(10)는 전지(10)를 관리하는 전지 관리 유닛(미도시)에 연결되며, 전지 관리 유닛은 TCO 어셈블리(15)에 의해 전지(10)의 온도를 감측하고, 즉각적으로 전지 회로를 온/오프하여 고온 환경 하에서 전지(10)가 파손되는 것을 방지한다.
도 2에서와 같이, TCO 어셈블리(15)는 TCO 칩(20), TCO 칩(20)과 전기적 연결되는 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)을 포함한다. 본 실시예에서, 제1 전극(21)은 전지(10)에 연결되고, 제2 전극(22)은 전지 관리 유닛(미도시)과 같은 다른 소자에 연결될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, TCO 칩(20)은 제1 전극(21)에 의해 전지(10)에 전기적 연결되고, 또한 제2 전극(22)에 의해 전지 관리 유닛에 전기적 연결된다. 따라서, 전지 관리 유닛은 TCO 칩(20)에 의해 전지(10)와 전기적 연결될 수 있다.
일반적으로, TCO 칩(20)은 충격이나 외부 힘에 의해 구부러지거나 할 때 쉽게 파손된다. 본 실시예에서, 보호장치(100)는 TCO 칩(20)에 피복되어 TCO 칩(20)을 보호하며, 조립과정 중 TCO 칩(20)이 충격 또는 굽힘으로 인해 파손되는 확률을 효과적으로 감소시킨다.
또한, 본 실시예에서, 보호장치(100)는 제1 전극(21)을 피복하도록 제1 전극(21)까지 연장된다. 물론, 기타 실시예에서, 보호장치(100)는 제1 전극(21)을 노출시킬 수도 있고, TCO 칩(20)이 보호장치(100)에 의해 피복되기만 하면 된다.
도 1에서 알 수 있듯이, 제2 전극(22)은 보호장치(100)의 외부로 노출되어 있다. 따라서, 제2 전극(22)이 보호장치(100)에 의해 노출되어, 제2 전극(22)이 다른 기타 소자(예를 들면 전지 관리 유닛)에 용이하게 연결될 수 있다. 물론, 다른 실시예에서, 보호장치(100)는 또한 제2 전극(22)에까지 연장되어 제2 전극(22)과 이에 연결되는 소자 사이의 연결 부위를 보호할 수 있다.
여기에서 언급하고 싶은 것은, 도 1 내지 도 3에서, 하나의 전지 모듈(5)을 예시적으로 나타내었지만, 실제적으로는 복수개의 전지 모듈(5)의 복수개의 TCO 어셈블리(15)의 복수개의 제2 전극(22)이 전지 관리 유닛에 연결되고, 복수개의 전지(10)를 구비하는 어셈블리를 공통으로 구성하며, 전지 모듈(5)과 전지 관리 유닛 사이의 수량상의 관계는 이에 제한되지 않는다는 것이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에서, 보호장치(100)는 순차 절곡되면서 연결되는 제1 측벽(110), 제2 측벽(120) 및 제3 측벽(130)을 구비하고, 제1 측벽(110)은 제3 측벽(130)과 대향한다. 제1 측벽(110), 제2 측벽(120) 및 제3 측벽(130)은 공동으로 수용공간(S)을 형성하고, 보호장치(100)는 TCO 어셈블리(15)에 커버되어 설치된다. TCO 칩(20)과 제1 전극(21)은 수용공간(S) 내에 위치한다. 물론, 기타 실시예에서, 보호장치(100)는 절단면이 U자 형을 이루고 명확한 절곡이 없거나 혹은 보호장치(100)가 다른 형태일 수 있으며 도면에 나타낸 것만으로 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 실시예에서, 제2 측벽(120)은 슬릿(122)을 구비하고, 제2 전극(22)은 슬릿(122) 밖으로 노출된다. 물론, 기타 실시예에서, 슬릿(122)은 제1 측벽(110) 혹은 제3 측벽(130)에 위치할 수 있으며, 슬릿(122)은 긴 모양의 슬릿 형태가 아닐 수도 있고, 창문형일 수도 있다. 슬릿(122)의 모양은 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 실시예에서, 제1 측벽(110)과 제3 측벽(130) 사이의 거리가 TCO 칩(20)의 두께와 같을 수 있고, 보호장치(100)가 TCO 칩(20)에 커버되어 설치된 후 TCO 칩(20)에 꼭 맞추어 피팅하여, 보호장치(100)가 안장된 후 쉽게 TCO 어셈블리(15)에서 이탈되지 않는다.
여기에서 언급하고 싶은 것으로, 도 2에서 알 수 있듯이, TCO 어셈블리(15)의 표면 윤곽은 높낮이 기복이 있는 형태를 나타내고 있는데, 더 구체적으로 말하면, TCO 어셈블리(15)는 TCO 칩(20)에서 제일 높고, 제1 전극(21)에서 제일 낮다. 본 실시예에서, 보호장치(100)의 제1 측벽(110)의 내표면은 평면이고, 제1 측벽(110)의 내표면은 TCO 어셈블리(15) 높이의 최대 위치에 긴밀하게 부합된다(즉 TCO 칩(20)의 상표면).
기타 실시예에서, 보호장치(100)의 제1 측벽(110)의 내표면의 윤곽은 피복되는 TCO 어셈블리(15)의 표면윤곽에 대응될 수 있다. 예를 들면 만약 보호장치(100)의 제1 측벽(110)이 서로 다른 위치에서 상이한 두께를 가질 때, 보호장치(100)의 제1 측벽(110)은 TCO 칩(20)에서의 두께가 제일 작을 수 있고, 제1 전극(21)에서의 두께가 제일 클 수 있다. 또한, 기타 실시예에서, 보호장치(100)의 제1 측벽(110), 제2 측벽(120) 및 제3 측벽(130)은 같은 두께일 수도 있고, 보호장치(100)의 제1 측벽(110)의 내표면은 TCO 칩(20)에서 비교적 높고, 제1 전극(21)에서 비교적 낮다.
이러한 윤곽 설계는 보호장치(100)와 피복된 TCO 어셈블리(15)의 각 부위 사이가 밀착되도록 한다. 즉, 해당 실시예에서, 제1 측벽(110)의 내표면은 TCO 칩(20)의 상표면에 밀착될 뿐더러, 제1 전극(21)의 상표면에도 밀착된다.
물론, 보호장치(100)가 TCO 어셈블리(15)에 고정되는 방식은 이에 제한되지 않는다. 기타 실시예에서, 보호장치(100)는 TCO 칩(20)에 접착되어 있을 수도 있다. 예를 들면, 제1 측벽(110)의 내표면과 제3 측벽(130)의 내표면에 접착제를 바르고 TCO 칩(20)에 접착되도록 한다. 혹은, TCO 어셈블리(15)(특히 TCO 칩(20))의 상하 표면에 접착제를 바르고 제1 측벽(110)의 내표면과 제3 측벽(130)의 내표면에 접착되도록 할 수 있다.
기타 실시예에서, 보호장치(100)는 클릭하여 고정되거나 잠가서 고정되는 방식으로 TCO 어셈블리(15)에 고정될 수 있다. 또는, 기타 실시예에서, 보호장치(100)는 끼워 맞추거나 접착, 클릭하여 결합하거나 잠가서 고정하는 방식으로 전지(10)에 고정될 수 있고, 간접적으로 TCO 어셈블리(15)에 고정된다.
또한, 본 실시예에서, 보호장치(100)는 경질 절연성 쉘일 수 있고, 예를 들면 사출 성형된 플라스틱 부품일 수 있으며 양호한 구조적 강도를 가지며 낙하 및 충돌에 강해 TCO 어셈블리(15)를 보호할 수 있다. 물론, 기타 실시예에서, 보호장치(100)의 재질은 세라믹스, 유리일 수 있고, 절연층을 금속 외부에 도포하여 결합하는 방식일 수도 있다. 보호장치(100)의 경질 재질의 종류와 그 제작 방식은 이에 제한되지 않는다.
기타 실시예에서, 보호장치(100)는 가요성 절연 쉘일 수 있다. 예를 들면, 보호장치(100)의 재질은 고무 혹은 실리콘일 수 있다. TCO 어셈블리(15)에 완충을 제공할 수 있고 충격 혹은 굴절되는 힘을 흡수하여 충격이나 굴절이 TCO 어셈블리(15)에 대해 영향주는 것을 방지한다. 물론, 기타 실시예에서, 보호장치(100)는 그 재질이 천일 수 있고, 두꺼운 판지일 수도 있으며, 보호장치(100)의 가요성 재질의 종류에 대해서 제한은 없다.
또한, 기타 실시예에서, 보호장치(100)는 부분적으로 경질이고 부분적으로 가요성 재질의 조합일 수 있다. 즉, 보호장치(100)는 플라스틱 부품과 고무 부품의 조합일 수 있다. 예를 들면, 보호장치(100)는 플라스틱 쉘이고 플라스틱 쉘의 내표면에 고무층이 설치될 수 있다. 혹은, 보호장치(100)는 플라스틱 내부 쉘을 구비하고 플라스틱 내부 쉘의 외표면에 고무층을 설치할 수도 있다. 또한, 보호장치(100)는 TCO 칩(20)에 대응되는 부위는 연질 부분으로, 기타 다른 부위는 경질 부분으로 설치할 수 있다. 또한, 보호장치(100)는 TCO 칩(20)에 대응하는 부위는 경질 부분으로, 기타 다른 부위는 연질 부분으로 설치할 수 있다. 보호장치(100)의 형식은 상술한 것에 한정되지 않는다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에서, 보호장치(100)의 높이(H1)는 전지(10)의 높이(H2)보다 작다. 또한, 보호장치(100)의 길이(L1) 및 폭(W1)은 TCO 어셈블리(15)의 제2 전극(22) 이외의 부위의 길이(L2) 및 폭(W2)과 비슷하며, 또한 보호장치(100)의 길이(L1)는 전지(10)의 길이(L3)보다 작다. 따라서, 전지 모듈(5)에 보호장치(100)를 안장하여도 전지 모듈(5)의 두께와 길이는 영향을 받지 않으며, 전지 모듈(5)은 원래의 사이즈를 유지할 수 있다.
여기에서 언급하고 싶은 것으로, 전지 모듈(5)의 낙하 테스트 조건은 다음과 같다. 하우징(미도시)내에 장입한 전지 모듈(5)을 높이 1m에서 낙하시키되, 직사각형체의 6개면, 3개의 엣지(edge)와 코너(corner)를 각각 지면으로 향해 낙하시키며, 각 방위로 두번씩 낙하시킨다. 낙하 테스트의 표준에 따르면, 개방 회로 전압(Open Circuit Voltage, OCV)의 변화는 100Mv보다 작고, 저항의 변화는 10밀리 옴(m ohm)보다 작고, 액체가 밖으로 새는 것이 없고 기체가 밖으로 분출되는 것이 없어야 한다.
진동 테스트의 조건으로, 로그 스캔의 정현곡선파(sinusoidal wave with logarithmic sweep)로 수행하며, 7Hz에서 200Hz까지 15분간 하되, 7Hz에서 18Hz까지는 1 gn, 18Hz에서 50Hz까지는 8 gn, 50Hz에서 200Hz까지는 8 gn으로 지속하며, 진폭(amplitude)은 0.8mm이다. 만약 개방 회로 전압의 변화가 1%보다 작고, 교류저항(Alternating Current Internal Resistance, ACIR)의 변화가 10%보다 작으며, 외관과 작동 표현이 정상이면, 진동 테스트를 통과한 것이다.
실험에 의하면, 본 실시예에서, 전지 모듈(5)의 TCO 칩(20)은 보호장치(100)에 의해 피복되며, 모든 전지 모듈(5)이 낙하 테스트와 진동 테스트를 통과하였다.
이상, 본 발명의 전지 모듈은 보호장치에 의해 TCO 칩을 피복하고 TCO 칩에 대해 보호를 하고, 조립 과정에서 TCO 칩이 충격 혹은 구부림에 의해 파손되는 확률을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
실시예에 의해 본 발명을 설명하였는데 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며 임의의 기술분야의 기술자들은 본 발명의 사상 범위를 벗어나지 않는 전제 하에 적당한 변경과 수정을 할 수 있으며 이는 모두 본 발명의 보호 범위 내에 속하며 본 발명은 첨부된 청구범위를 기준으로 한다.
H1, H2：높이
L1, L2, L3：길이
W1, W2：폭
S：수용공간
5：전지 모듈
10：전지
15：TCO 어셈블리
20：TCO 칩
21：제1 전극
22：제2 전극
100：보호장치
110：제1 측벽
120：제2 측벽
122：슬릿
130：제3 측벽

Claims (10)

  1. 전지;
    TCO 칩, 상기 TCO 칩과 전기적 연결되는 제1 전극과 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 전극은 상기 전지에 연결되는 것인, TCO 어셈블리; 및
    상기 TCO 칩을 피복하는 보호장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보호장치는 상기 제1 전극을 피복하고 상기 제2 전극을 노출시키는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 보호장치는 순차 절곡되면서 연결되는 제1 측벽, 제2 측벽 및 제3 측벽을 구비하고, 상기 제1 측벽, 상기 제2 측벽 및 상기 제3 측벽은 공동으로 수용공간을 형성하고, 상기 TCO 칩은 상기 수용공간에 위치하는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제2 측벽은 슬릿을 구비하고, 상기 제2 전극은 상기 슬릿으로부터 돌출하는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제1 측벽은 상기 제3 측벽과 대향하고, 상기 제1 측벽과 상기 제3 측벽 사이의 거리는 상기 TCO 칩의 두께와 같고, 보호장치는 상기 TCO 칩에 꼭 맞춰 설치되는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  6. 제1항에 있어서, 상기 보호장치는 상기 TCO 칩에 접착되는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  7. 제1항에 있어서, 상기 보호장치는 경질 절연성 쉘인 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  8. 제1항에 있어서, 상기 보호장치는 가요성 절연 쉘인 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  9. 제8항에 있어서, 상기 보호장치의 재질은 고무 혹은 실리콘인 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  10. 제1항에 있어서, 상기 보호장치의 높이는 상기 전지의 높이보다 작은 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20120020048A (ko) * 2010-08-27 2012-03-07 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR20150040444A (ko) * 2013-10-07 2015-04-15 주식회사 엘지화학 보호회로모듈 보호 테이프를 포함하는 전지팩

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