KR20210038826A - 가요성 인터커넥터를 갖는 전지 모듈 - Google Patents

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KR20210038826A
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Abstract

다른 방향의 표면을 갖는 복수의 정렬된 전지 셀과, 상기 전지 셀 중 적어도 하나의 전지 셀의 전압 및/또는 온도에 대응하는 신호를 수신하도록 구성된 셀 감시 회로 및 제1 절연 메인 면, 상기 제1 절연 메인 면에 대응하는 제2 절연 메인 면 및 상기 제1 절연 메인 면과 상기 제2 절연 메인 면 사이에 배치되는 열적 및/또는 전기적인 복수의 전도성 라인을 포함하는 스트립 형상의 가요성 인쇄 회로를 포함하는 가요성 인터커넥터를 포함하는 전지 모듈에 관한 것이다. 각각의 전도성 라인은 상기 제1 절연 메인 면 및/또는 상기 제2 절연 메인 면의 접촉 개구를 통해 노출되는 접촉부 및 상기 셀 감시 회로에 연결되는 연결부를 포함하고, 상기 가요성 인터커넥터는 상기 접촉부가 상기 다른 방향의 표면에 접촉되도록 상기 전지 셀의 주위에 감긴다.

Description

가요성 인터커넥터를 갖는 전지 모듈{Battery module with flexible interconnector}
본 발명은 온도 및/또는 전압 측정을 위해 전지 모듈에 있어 셀 감시 회로(cell supervision circuit, CSC)를 복수의 측정 지점과 연결하기 위한 가요성 인쇄 회로(flexible printed circuit, FPC)를 포함하는 가요성 인터커넥터를 갖는 전지 모듈에 관한 것이다.
이차 전지는 반복적으로 충전되고 방전될 수 있다는 점에서 화학 에너지를 전기 에너지로만 전환할 수 있는 일차 전지와 다르다. 저용량 이차 전지는 휴대 전화, 노트북, 컴퓨터 및 캠코더와 같은 소형 전자 기기의 전원 공급용으로 사용되며, 고용량 이차 전지는 하이브리드(hybrid) 차량 등과 같은 전원 공급용으로 사용된다.
일반적으로, 이차 전지는 양극과 음극, 그리고 양극과 음극 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체, 전극 조립체를 수용하는 케이스, 및 전극 조립체에 전기적으로 연결된 전극 단자를 포함한다. 전해액은 양극, 음극, 및 전해액의 전기화학 반응을 통하여 전지의 충전과 방전을 가능하게 하기 위하여 케이스 내에 주입된다. 케이스의 형상은 전지의 사용 목적에 적합하도록 예를 들어, 원통형 또는 사각형 등으로 제작될 수 있다.
이차 전지는 고 에너지 밀도를 제공하기 위하여(예: 하이브리드 차량의 모터 구동용) 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 단위 전지 셀로 형성되는 전지 모듈로서 사용될 수 있다. 즉, 전지 모듈은 필요한 전력량에 부합하고, 예컨대, 전기 차량의 고출력 이차 전지를 구현하기 위하여, 다수의 단위 전지의 전극 단자를 서로 연결하여 형성된다.
전지 모듈은 블록형(block) 구조 또는 모듈형(module) 구조로 구성될 수 있다. 블록형 구조에서는, 각 전지 셀은 공통된 집전체 구조와 공통된 전지 관리 시스템에 연결된다. 모듈형 구조에서는, 서브모듈이 다수의 전지 셀을 연결하여 형성되고, 전지 모듈은 다수의 서브모듈을 연결하여 형성된다. 전지 관리 기능은 모듈 또는 서브모듈 레벨에서 적어도 부분적으로 실현될 수 있는 바, 이에 따라 호환성이 개선될 수 있다. 전지 시스템을 구성하기 위해, 적어도 하나 이상의 전지 모듈은 열 관리 시스템을 갖추며, 기계적 및 전기적으로 통합되고, 적어도 하나 이상의 전기 소비 장치와 연결되도록 구성된다.
전지 시스템의 열적 제어를 위해, 열 관리 시스템은 전지 모듈의 이차 전지로부터 발생된 열을 효율적으로 발열, 방출, 및/또는 소산시킴으로써 적어도 하나의 전지 모듈을 안전하게 사용할 수 있도록 하는 것이 요구된다. 전지에서 발생된 열이 충분히 발열, 방출, 및/또는 소산되지 않으면, 전지 셀 간의 온도 편차가 발생하여 하나 이상의 전지 모듈은 원하는 양의 전력을 생성할 수 없게 된다. 또한, 이차 전지의 내부 온도가 상승하게 되면 내부 이상 반응으로 이어질 수 있으며, 이에 따라 이차 전지의 충/방전 성능이 악화되며 이차 전지의 수명도 단축될 수 있다. 따라서, 셀에서 발생하는 열을 효율적으로 발열, 방출, 및/또는 소산시키기 위한 냉각 장치가 필요하다.
전지 시스템과 연결된 각종 전기 소비 장치의 다양한 전력 수요를 역동적으로 충족시키기 위해 전원 출력 및 충전에 대한 정적 제어 방법만으로 충분하지 않다. 따라서, 전지 시스템과 전기 소비 장치의 컨트롤러 사이에 지속적인 정보 전달이 이루어지도록 구현할 필요가 있다. 이들 정보에는 전지 시스템의 실제 충전 상태(SoC), 잠재 전기적 성능, 충전능력, 및 내부 저항은 물론, 실제 또는 예측된 전력 수요 및 소비체의 잉여분과 같은 중요한 정보를 포함한다. 전지 시스템은 이러한 정보의 진행을 위해 통상 전지 관리 시스템(BMS)을 포함한다.
BMS는 일반적으로 전지 시스템의 각각의 전지 모듈뿐만 아니라 하나 이상의 전기 소비 장치의 컨트롤러에 결합된다. 데이지 체인(daisy chain) 셋업은 단일 BMS에 의해 복수의 전지 모듈을 제어하는데 사용될 수 있다. 이러한 셋업에서, BMS는 마스터로서 복수의 전지 모듈, 구체적으로 각각의 전지 모듈의 복수의 셀 감시 회로(Cell Supervision Circuit, CSC)에 직렬로 연결될 수 있다. 여기서, BMS는 각각의 CSC뿐만 아니라 외부 소비 장치 또는 이에 연결된 제어 유닛(예: 차량 보드 네트)으로부터 정보를 수신하고 처리하도록 구성될 수 있다. 또한, 각각의 CSC는 개별 전지 모듈의 전압 및/또는 온도를 검출하고 검출된 전압 및/또는 온도를 BMS에 전달하도록 구성될 수 있다.
CSC를 전지 모듈의 개별 전지 셀과 연결하기 위해, 전압 측정 및 제어를 위한, 그리고 온도 측정을 위한 다양한 전기 전도체 경로가 셀 전압 및 온도 계측의 현 디자인에 사용된다. 이들 전기적 전도체 경로는 일측 단부에 CSC에 대한 인터페이스를 위한 압착 접촉 단자를 가지며, 다른 한편으로 버스 바에 납땜, 용접 또는 리벳팅되는 인터페이스를 갖는 와이어 하네스에 의해 통상적으로 제공된다.
이러한 와이어 하네스는 통상 플라스틱 캐리어 내에 와이어 별로 설치되어 정해진 위치를 유지한다. 따라서, 와이어 하네스의 장착은 제조 공정에서 시간이 걸리는 단계이다. 또한, 와이어 하네스의 장착을 위한 캐리어 및/또는 프레임은 시스템에 대해 추가적인 구성 요소로 더해진다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 단점 중 적어도 일부를 극복하거나 감소시키며, 제조 공정 동안 용이하고 비용 효율적으로 조립될 수 있으며 전체 부품 수를 줄일 수 있는 셀 감시 회로에 전지 모듈 또는 시스템의 개별 전지 셀을 연결하기 위한 해결책을 제공하는 것이다.
종래 기술의 하나 이상의 단점은 본 발명의 본 발명의 전지 모듈 및 전지 모듈의 제조 방법에 의해 회피되거나 완화된다. 본 발명에 따른 전지 모듈은, 복수의 정렬된 전지 셀을 포함한다. 각 전지 셀은 셀 케이스, 양극 단자 및 음극 단자를 포함한다. 전지 셀들은 버스 바를 통해 개별 단위 또는 서브셋 단위로 연결될 수 있도록 정렬된다. 예시적으로, 복수의 각형 전지 셀이 넓은 측면이 서로 마주보도록 길이 방향으로 정렬되거나 복수의 원통형 전지 셀이 측면이 서로 마주보도록 정렬된다. 또한, 복수의 정렬된 전지 셀은 다른 방향의 표면 즉, 다른 방향으로 향하는 다른 표면을 포함한다. 즉, 개별 전지 셀 뿐만 아니라 복수의 정렬된 전지 셀은 복수의 표면을 포함한다. 이 표면의 법선 벡터는 다른 방향을 가리킨다. 다시 말해, 전지 모듈은 복잡한 비정형적인 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 전지 모듈은 전지 모듈의 적어도 하나의 전지 셀의 전압 및/또는 온도에 대응하는 신호를 수신하도록 구성된 셀 감시 회로(CSC)를 더욱 포함한다. 셀 감시 회로는 마이크로 프로세서, ASIC 또는 전지 모듈의 적어도 하나의 전지 셀의 전압 및/또는 온도에 대응하는 신호를 수신하도록 구성된 임의의 (집적) 회로를 포함한다. 셀 감시 회로는 수신된 신호를 처리, 분석 및/또는 저장하도록 더욱 구성되고, 전지 관리 시스템(BMS)으로 수신된 신호와 관련된 신호를 전달하도록 더욱 구성될 수 있다. 셀 감시 회로는 전지 모듈 및/또는 전지 모듈의 적어도 하나의 전지 셀에 대해 적어도 하나의 제어 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 여기서, 제어 기능은 셀 전압, 셀 전류, 셀 저항 및/또는 셀 용량의 측정 또는 결정을 포함할 수 있고 전지 모듈에서 전지 셀의 셀 전압 또는 셀 전류의 능동 또는 수동 밸런싱을 더욱 포함할 수 있다.
본 발명의 전지 모듈은 스트립 형상의 가요성 인쇄 회로(FPC)를 포함하는 가요성 인터커넥터를 더욱 포함한다. 스트립 형상의 가요성 인쇄 회로는 길이 방향의 연장부를 갖는다. 이 연장부 대 가요성 인쇄 회로의 폭의 비는 적어도 5:1, 10:1, 50:1 또는 그 이상 비율로 이루어질 수 있다. 가요성 인쇄 회로는 폴리이미드, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) 또는 폴리에스터 등의 가요성 플라스틱 기판과, 이 가요성 기판 상 또는 내에 배치된 금속화 또는 전도성 폴리머 등의 전도성 구조체를 포함할 수 있다.
가요성 인쇄 회로는 제1 절연 메인 면과, 제1 절연 메인 면에 대향하는 제2 절연 메인 면을 갖는다. 절연 메인 면들 각각은 가요성 인쇄 회로의 길이 방향과 폭 방향 사이에 걸치는 것이 좋다. 또한, 절연 메인 면들은 상호 라미네이트된 가요성 인쇄 회로의 각 층에 의해 형성되거나, 가요성 인쇄 회로의 단일 몸체에 의해 형성 즉, 절연 기판으로부터 성형 가공 또는 주조될 수 있다. 또한, 가요성 인쇄 회로는 제1 절연 메인 면과 제2 절연 메인 면 사이에 배치된 복수의 열적 및/또는 전기적 전도성 라인을 포함한다. 각 전도성 라인은 열적 및 전기적으로 전도성인 것이 좋다. 그러나, 전도성 라인의 제1 서브셋은 주로 전기적으로 전도성인 반면, 전도성 라인의 제2 서브셋은 주로 열적으로 전도성일 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 모든 전도성 라인은 전기적으로 전도성이다.
본 발명에 따르면, 전도성 라인 각각은 제1 절연 메인 면 및/또는 제2 절연 메인 면 내에서 접촉 개구에 의해 노출된 적어도 하나의 접촉부를 포함한다. 또한, 전도성 라인 각각은 셀 감시 회로에 연결되는 적어도 하나의 연결부를 포함한다. 다시 말해, 각각의 전도성 라인은 적어도 하나의 접촉부와 적어도 하나의 연결부를 제외한 가요성 인쇄 회로의 절연 메인 면 즉, 절연 재료에 의해 완전히 커버된다. 전도성 라인 각각 또는 적어도 일부는 단지 하나의 연결부를 포함하는 것이 좋다. 또한 접촉부 각각 또는 적어도 일부는 제1 절연 메인 면과 제2 절연 메인 중 하나의 접촉 개구에 의해 노출되는 것이 좋다. 접촉 개구는 각각의 전도성 라인과 전지 셀의 표면 및/또는 가요성 인쇄 회로가 배치된 전지 모듈의 다른 부분 사이의 전기적 및/또는 열적 접촉을 허용하도록 구성된다. 이 전기적 및/또는 열적 접촉은 납땜, 브레이징 등과 같은 추가적인 접촉 구조에 의해 제공되거나 적어도 개선된다.
본 발명에 따르면, 가요성 인터커넥터는 접촉부가 복수의 정렬된 전지 셀의 다른 방향의 표면에 접촉하도록 복수의 정렬된 전지 셀의 주위에 감긴다. 다시 말해, 가요성 인터커넥터는 다른 방향의 표면 즉, 복수의 정렬된 전지 셀 즉, 전지 모듈의 비정형적인 형상에 적합한 곡률을 포함하는 것이 좋다. 이에 가요성 인터커넥터, 특히, 가요성 인쇄 회로는 적어도 하나의 전지 셀 또는 전지 모듈의 다른 구성 요소의 표면을 따르는 적어도 하나의 벤드, 좋게는 복수의 벤드를 포함한다. 따라서, 가요성 인쇄 회로는 전지 셀의 다른 방향의 복수의 표면에 배치되어 절연 메인 면들 중 하나를 통해 각각의 표면과 마주한다. 또한, 가요성 인쇄 회로에서 전도성 라인은 각각이 절연 메인 면 내의 적어도 하나의 접촉 개구를 통해 전지 셀(전지 모듈)의 다른 방향의 복수의 표면과 전기적 또는 열적으로 접촉한다.
예시적인 실시예에서, 가요성 인쇄 회로는 셀 감시 회로와 전기적 및/또는 열적으로 연결될 전지 모듈의 모든 구성 요소가 접촉 개구를 통해 적어도 하나의 전도성 라인에 의해 접촉되도록 전지 모듈 주위에 감긴다(권선된다 또는 고리모양으로 감긴다). 다시 말해, 가요성 인터커넥터는 셀 감시 회로에 의해 모니터링될 셀 감시 회로와 전지 모듈의 구성 요소 사이의 모든 전기적 연결을 제공하도록 구성된다. 따라서, 본 발명의 전지 모듈은 전지 모듈의 전압 및/또는 온도 측정을 위한 측정 지점 즉, 전지 셀, 버스 바, 열 교환기 등등을 전체에 걸쳐서 셀 감시 회로와 상호 연결하기 위한 새로운 해결책을 유리하게 제공한다. 여기에는 접촉 개구가 전지 모듈의 원하는 측정 지점과 정렬되도록 단지 하나의 구성 요소가 전지 모듈의 주위에 감겨야 한다. 본 발명의 전지 모듈은 통상의 전지 모듈보다 보다 쉽게 제조될 수 있는 반면, 부품 수와 제조 비용은 감소시킬 수 있다.
예시적인 실시예에서, 가요성 인터커넥터는 접촉부가 원통형 전지 셀의 베이스 면 및 측면에 접촉하도록 원통형 전지 셀의 주위에 감긴다. 가요성 인터커넥터는 전지 셀의 제1 서브셋의 베이스 면과 전지 셀의 제2 서브셋의 측면에 접촉하는 것이 좋다. 이 실시예에 따르면, 전지 모듈은 각기 측면에 의해 상호 연결되는 한 쌍의 대향 베이스 면을 갖는 원통형 전지 셀들로 구성된다. 여기서 베이스 면은 원통형 또는 타원형의 형상을 갖는 것이 좋다. 복수의 전지 셀의 베이스 표면은 정렬될 수 있는 반면, 전지 셀의 측면들은 서로는 물론 베이스 면에 대해 다른 방향을 갖는다. 그러나, 가요성 인터커넥터의 가소성 및 가요성은 가요성 인터커넥터가 다른 방향을 갖는 측면의 변화에 대응하여 전기적 및/또는 열적으로 접촉할 수 있도록 전지 셀의 주위에 감겨지는 것을 허용한다. 또한, 가요성 인터커넥터는 다른 전지 셀 사이를 지날 수 있다. 이에 따라 가요성 인터커넥터는 복수의 전지 셀의 안쪽 전지 셀까지에도 전기적 및 열적으로 접촉하는 것이 가능하다.
다른 예시적인 실시예에서, 전지 셀은 각형 전지 셀이며, 각 전지 셀은 셀 케이스와 셀 케이스 상에 배치된 캡 조립체를 포함한다. 가요성 인터커넥터는 접촉부가 셀 케이스와 각형 전지 셀의 캡 조립체에 접촉하도록 각형 전지 셀의 주위에 감긴다. 가요성 인터커넥터는 제1 서브셋 전지 셀의 셀 케이스와 제2 서브셋 전지 셀의 캡 조립체에 접촉하는 것이 좋다. 이 실시예에 따르면, 전지 모듈은 각형 전지 셀들을 포함하고, 각 전지 셀은 하나의 개방 베이스 영역을 갖는 셀 케이스와 셀 케이스의 개방 베이스 영역을 닫는 캡 조립체를 포함한다. 각형 전지 셀은 셀 케이스의 넓은 면이 서로 마주하는 반면, 다른 방향으로 측면뿐만 아니라 캡 조립체는 마주하지 않도록 정렬되는 것이 좋다. 반면, 가요성 인터커넥터의 가소성 및 유연성은 서로 다른 방향으로 다양한 표면에 접촉할 수 있도록 전지 셀의 주위에 가요성 인터커넥터가 감기도록 하여 것을 허용한다. 또한, 가요성 인터커넥터는 다른 전지 셀들 사이를 지나 복수의 전지 셀의 안쪽에 있는 전지 셀까지에도 전기적 및 열적으로 접촉할 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 전지 모듈은 복수의 전지 셀에 열적으로 접촉하는 적어도 하나의 열 교환기를 포함한다. 가요성 인터커넥터는 접촉부가 전지 셀 및 적어도 하나의 열 교환기에 접촉하도록 전지 셀과 적어도 하나의 열 교환기 주위에 감긴다. 복수의 접촉부는 전지 셀에 접촉하고 적어도 하나의 접촉부는 열 교환기에 접촉하는 것이 좋다. 전지 모듈은 하나 이상의 열 교환기를 포함하고, 각각의 열 교환기는 적어도 하나의 접촉부에 의해 접촉되는 것이 더욱 좋다. 전지 모듈의 열 교환기는 베이스판 또는 일체화된 냉각 수단을 갖는 상부 커버로서 구성되는 것이 좋다. 그러나, 다른 열 교환기의 구성 즉, 전지 셀 사이에 배치되는 것도 좋다.
또한 전지 모듈은 복수의 버스 바를 포함하는 것이 좋다. 각 버스 바는 적어도 2개의 전지 셀의 셀 단자를 서로 연결하고, 가요성 인터커넥터는 접촉부가 전지 셀과 적어도 하나의 버스 바를 접촉하도록 전지 셀과 적어도하나의 버스 바 주위에 감긴다. 버스 바의 일부는 다른 극성의 셀 단자를 서로 연결 즉, 직렬로 전지 셀을 연결하는 것이 좋다. 다른 버스 바는 같은 극성의 셀 단자를 서로 연결, 즉 병렬로 전지 셀을 연결하는 것이 좋다. 또한, 버스 바는 직렬 및 병렬로 전지 셀에 연결될 수 있다. 버스 바는 각형 전지 셀의 상부 면 또는 캡 조립체 상에 배치되는 것이 좋다. 또한, 버스 바는 원통형 전지 셀의 베이스 면 상에 배치되는 것이 좋다. 복수의 접촉부는 전지 셀에 접촉하고 복수의 접촉부는 버스 바에 접촉하는 것이 좋다. 버스 바는 셀 전압의 측정을 위해 접촉하는 반면, 전지 셀은 온도 측정을 위해 접촉될 수 있는 것이 더욱 좋다.
추가의 예시적인 실시예에서, 전도성 라인의 적어도 일부의 연결부는 스트립 형상의 가요성 인쇄 회로의 단자 단부에 배열된다. 전도성 라인이 납땜, 브레이징 또는 용접에 의해 셀 감시 회로에 전기적으로 연결되도록 가요성 인쇄 회로의 단자 단부에서 절연 메인 면 위로 연장하는 것이 좋다. 추가의 예시적인 실시예에서, 전도성 라인의 적어도 일부 및 좋게는 각각의 전도성 라인은 스트립 형상의 가요성 인쇄 회로의 전체 길이를 가로질러 연장하며, 제1 단자 단부에서의 제1 연결부와 제2 단자 단부에서의 제2 연결부를 포함한다. 예시적으로, 전도성 라인은 납땜, 브레이징 또는 용접에 의해 셀 감시 회로에 전기적으로 연결되도록 양 단자 단부에서 절연 메인 면 위로 연장할 수 있다. 이에 따라, 예를 들어 셀 감시 회로의 접촉부에 위치한 서미스터에 의존하여 전도성 라인을 따라 전압 강하를 측정하기 위한 셀 감시 회로와의 폐쇄의 전기적 연결이 실현된다. 또한, 가요성 인터커넥터는 스트립 형상의 가요성 인쇄 회로의 적어도 하나의 단자 단부에 연결된 적어도 하나의 커넥터 플러그를 포함하는 것이 좋다. 컨텍터 플러그는 가요성 인쇄 회로의 전도성 라인의 적어도 일부, 좋게는 전도성 라인 모두에, 특별하게는 가요성 인쇄 회뢰의 단자 단부에 연결된다. 또한, 커넥터 플러그는 가령 전도성 라인에 연결되고 셀 감시 회로의 핀 소켓에 연결되도록 구성된 복수의 접촉 핀의 제공함으로써 셀 감시 회로에 전기적으로 연결되도록 구성된다.
추가의 예시적 실시예에 따르면, 전도성 라인의 적어도 일부의 연결부는 스트립 형상의 가요성 인쇄 회로의 중앙부에 배열된다. 다시 말해, 스트립 형상의 가요성 인쇄 회로의 중앙부는 셀 감시 회로에 연결되도록 즉, 셀 감시 회로와의 전기적 연결을 제공하기 위해, 가령, 셀 감시 회로 상의 랜딩 패드를 갖도록 구성된다.
가요성 인터커넥터의 다른 전도성 라인은 셀 감시 회로의 다른 부재로 신호를 제공하기 위해 셀 감시 회로의 다른 구성 요소에 연결되도록 구성될 수 있다. 다시 말해, 동일한 가요성 인터커넥터는 중심부의 접촉 패드에 의해 가요성 인터커넥터의 길이를 따라 셀 감시 회로 상의 다른 랜딩 패드에 연결될 수 있다.
접촉 개구 각각은 전도성 라인의 하나 또는 서브셋을 노출시키는 것이 좋다. 따라서, 단일의 전도성 라인만이 접촉 부분에서의 전압을 측정하기 위해 사용될 수 있거나 다중의 전도성 라인이 접속 부분에서의 전압 및/온도를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 여분의 다중의 전도성 라인의 사용하면 접촉 부분에 연결된 측정 지점에서의 더 높은 전류 및/또는 전압을 측정할 수 있다. 그러나, 대부분의 경우, 각각의 접촉 부분과 단일 전도성 라인을 노출하면 그 접촉 부분에서의 전압 및/또는 온도를 측정하기에 충분할 것이다. 또한, 단일 전도성 라인만을 사용하면 접촉 부분의 최대 양을 측정할 수 있다.
전지 모듈의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 전도성 라인의 제1 서브셋은 각각의 접촉부 즉, 전도성 라인의 제1 서브셋의 전도성 라인을 노출하는 접촉부에서의 전기적 전압을 측정하는 역할을 한다. 이 실시예에서, 추가로 전도성 라인의 제2 서브셋은 각각의 제2 접촉부 즉, 전도성 라인의 제2 서브셋의 전도성 라인을 노출하는 접촉부에서의 온도를 측정하는 역할을 한다. 이 실시예에 따르면, 정의된 전도성 라인의 서브셋들은 각각 전압과 온도를 측정하는데 사용된다. 여기서, 전압은 각각의 측정 지점(접촉부)에서 전위를 셀 감시 회로에서 각각의 센서 입력에 제공하는 것으로써 측정되는 것이 좋다.
온도는 각각의 전도성 라인을 통해 셀 감시 회로에서 온도 센서의 각각의 입력으로 각각의 온도 레벨을 전도하는 것으로써 전도성 라인의 제2 세브셋을 통해 측정된다. 입력과 접촉부 사이의 열 전파 특성과 전도성 라인의 길이를 고려하는 것으로, 셀 감시 회로에서의 전도성 라인의 온도로부터 접촉부에서의 온도를 도출할 수 있다.
다른 예시적인 실시예에 따르면, 접촉부에서의 온도는 전도성 라인의 접촉부에 배치된 서미스터에서의 전압 강하를 통해 측정된다. 이 실시예에 따르면, 상기에서 정의된 전도성 라인의 제2 서브셋의 접촉부는 전지 셀과 접촉하고, 서미스터를 통해 전지 모듈의 다른 구성 요소와 접촉한다. 따라서, 서미스터에서의 전압 강하는 접촉부에서의 온도(예: 접촉부에서의 온도에 따른 변화)에 의존하며, 도전성 라인의 하나의 단자 단부로 임의의 전압 전위를 인가함으로써 접촉부에서의 온도 측정을 가능하게 한다. 전압 강하는 셀 감시 회로에 연결된 전도성 라인의 다른 단자 단부에서 측정되는 것이 좋다. 이에 따라, 전도성 라인의 양 단자 단부는 셀 감시 회로에 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 위에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 전지 모듈의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법에 있어, 복수의 정렬된 전지 셀을 포함하는 가조립의 전지 모듈이 제공된다. 여기서 각각의 전지 셀은 셀 케이스, 음극 셀 단자 및 양극 셀 단자를 가질 수 있다. 복수의 정렬된 전지 셀은 위에서 설명한 바와 같이, 다른 방향의 표면을 더욱 포함한다. 이와 같은 가조립의 모듈이 본 발명의 방법에 제공되기는 하나, 이의 제조가 반드시 본 발명의 전지 모듈 제조 방법으로 수행될 필요는 없다.
본 발명의 방법의 다른 단계에서, 가요성 인터커넥터의 단자 단부는 가조립의 모듈에 부착된다. 여기서 가요성 인터커넥터는 위에서 설명한 바와 같은 스트립 형상의 가요성 인쇄 회로를 포함한다. 가요성 인터커넥터의 단자 단부의 부착은 접착제 예를 들어, 별도로 제공된 접착제 또는 가요성 인터컨텍터의 자체 접착부를 통해 이루는 것이 좋다. 그러나, 단자 단부의 부착은 가요성 인터커넥터의 단자 단부에 배치된 커넥터 플러그를 통해 수행될 수도 있다. 커넥터 플러그는 셀 감시 회로, 가령 셀 감시 회로의 소켓에 연결되어 고정될 수 있다. 그러나, 가요성 인터커넥터의 단자 단부를 부착하는 다른 방법, 예를 들어 훅크와 루프 사이에 제공된 연결이나 푸쉬 버튼과 같은 방법도 좋다.
본 발명의 발명에 사용된 가요성 인쇄 회로는 본 발명의 전지 모듈에 대해서 위에서 이미 설명한 바와 같이, 제1 절연 메인 면, 제1 절연 메인에 대향하는 제2 절연 메인 면 및 제1 절연 메인 면과 제2 절연 메인 면 사이에 배치된 복수의 열적 및/또는 전기적인 전도성 라인을 갖는다. 각각의 전도성 라인은 제1 절연 메인 면 및/또는 제2 절연 메인 면에 있는 접촉 개구에 의해 노출되는 적어도 하나의 접촉부를 포함한다. 본 발명의 방법에 있어, 가요성 인터 커넥터, 특히 가요성 인쇄 회로는 전지 모듈의 복수의 전지 셀의 다른 방향의 표면에 접촉하도록 가조립의 모듈의 주위에 감긴다.
가조립의 모듈은 회전 플랫폼 상에 배치되고 가요성 인터커넥터는 가요성 인쇄 회로를 제공하는 공급 장치에 연결된 로봇암을 통해 가조립의 모듈에 부착되는 것이 좋다. 가요성 인터커넥터의 단자 단부가 가조립의 모듈에 부착된 후, 회전 플랫폼이 회전되고, 가요성 인쇄 회로와 가조립의 모듈의 외부 표면 사이, 특히 접촉부와 전지 셀의 다른 방향의 표면 사이에 밀접 접촉이 제공되도록 가요성 인쇄 회로가 장력을 받아 공급되어 전지 셀의 외부 표면에 단단히 감긴다.
본 발명의 방법에서, 가조립의 모듈은 전지 모듈의 적어오 하나의 전지 셀의 전압 및/또는 온도에 대응하는 신호를 수신할 수 있도록 구성된 셀 감시 회로를 더욱 포함하는 것이 좋다. 그런데, 셀 감시 회로는 가요성 인터커넥를 감은 후 가조립의 모듈에 제공될 수도 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 가조립의 모듈은 복수의 전지 셀과 열적으로 접촉하는 가령, 베이스 판 및/또는 일체화된 냉각 수단을 갖는 상부 커버와 같은 적어도 하나의 열 교환기를 포함한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 가조립의 모듈은 복수의 정렬된 전지 셀의 적어도 2개의 전지 셀의 셀 단자를 상호 연결하는 적어도 하나의 버스 바를 포함한다.
이들 실시예에 따르면, 가요성 인쇄 회로의 접촉부 또한 적어도 하나의 열 교환기 및/또는 적어도 하나의 버스 바 및/또는 셀 감시 회로에 부착된 가요성 인터커넥터의 단자 단부에 접촉하도록 즉, 가요성 인터커넥터의 연결부가 셀 감시 회로에 연결되도록 가요성 인터커넥터는 가조립의 모듈 주위에 감긴다. 이에 따라 셀 감시 회로는 가령 초기 연결부가 접착제에 의한 경우, 가요성 인터커넥터가 가조립의 모듈에 설치된 이 후 가조립의 모듈에 설치될 수 있다.
접촉부가 가조립 모듈의 다른 방향 표면, 적어도 하나의 열 교환기 및/또는 적어도 하나의 버스 바에 접촉하도록 가요성 인터커넥터가 가조립 모듈 주위에 감긴 이후, 접촉부와 가조립의 전지 모듈 사이에 실질적인 전기 연결이 제공된다. 즉, 가조립 모듈의 주위에 가요성 인터커넥터가 감긴 이후, 전기적 연결이 용접, 스탬핑, 브레이징 및/또는 납땜의 수단에 의해 제공될 수 있다. 이 전기적 연결은 가요성 인쇄 회로, 예를 들어, 제1 절연 메인 면의 접촉부와 제2 절연 메인 면을 통해 제공된 압력 및/또는 열에 의해 가조립의 전지 모듈 사이에 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 종속항, 첨부된 도면 및/또는 첨부된 도면에 대한 다음의 설명에 의해 알 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈은, 가요성 인터커넥터와 전지 모듈 또는 개별 전지 셀과의 개선된 연결구조에 의해 제조 공정 동안 용이하고 비용 효율적으로 조립될 수 있으며 전체 부품 수를 줄일 수 있다.
첨부된 도면을 참조하여 예시적인 실시예를 상세하게 설명함으로써 통상의 기술자에게 특징이 명백해질 것이다.
도 1은 실시예에 따른 전지 모듈의 사시도이다.
도 2는 실시예에 따른 가요성 인터커넥터의 가요성 인쇄 회로를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 실시예에 따른 전지 모듈의 일측 부분을 확대 도시한 도면이다.
도 4는 실시예에 따른 전지 모듈의 바닥면을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 실시예에 따른 전지 모듈을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈의 제조 방법 단계를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
이하, 실시예를 참조하여 상세하게 설명되며, 그 예는 첨부 도면에 도시되어 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그 구현 방법에 대하여 설명한다. 도면에서 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하고 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 도면에서, 구성요소의 상대적인 크기, 층 및 영역은 명확성을 위해 과장될 수 있다. 그러나, 본 발명은 다양한 형태로 구체화될 수 있으며, 도시된 실시예로만 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시가 철저하고 완전하게 될 수 있도록 예로서 제공되며, 당업자에게 본 발명의 양상 및 특징을 충분히 전달할 것이다. 따라서, 본 발명의 양상들 및 특징들의 완전한 이해를 위해 당업자에게 불필요한 프로세스들, 요소들, 및 기술들은 설명되지 않을 수 있다.
본 명세서에 사용된 용어 "및(그리고)/또는"은 관련된 열거 항목 중 하나 이상의 임의 및 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명할 때 "할 수 있는"의 사용은 "본 발명의 하나 이상의 실시예"를 의미한다. 본 발명의 실시예에 대한 다음의 설명에서, 단수형의 용어는 문맥상 달리 명시하지 않는 한 복수형을 포함할 수 있다. 적어도 하나"와 같은 표현은 구성요소 목록 앞에 있을 때, 전체 구성요소 목록을 수식하고 목록의 개별 요소를 수식하지 않는다.
비록 "제1" 및 "제2", 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하기 위해 사용되지만, 이들 구성요소는 이들 용어에 의해 제한되지 않아야 한다는 것이 이해될 것이다. 이 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위해서만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "실질적으로", "약" 및 이와 유사한 용어는 정도가 아닌 근사치로 사용되며, 통상의 기술자에 의해 인식될 측정된 또는 계산된 값의 내재적 편차를 설명하고자 하는 것이다. 또한, "실질적으로"라는 용어가 수치를 사용하여 표현될 수 있는 특징과 조합하여 사용되는 경우, "실질적으로"라는 용어는 값을 중심으로 한 값의 ±5 %의 범위를 나타낸다.
도 1은 실시예에 따른 전지 모듈(50)의 개략적인 사시도를 도시한다. 전지 모듈(50)은 복수의 원통형 전지 셀(10)을 포함하며, 각 전지 셀(10)은 측면(15)에 의해 연결되어 대향 배치된 한 쌍의 원형 베이스 면(14)을 갖는다. 각 전지 셀(10)은 각각의 셀 케이스(13) 내에 배치된다. 셀 케이스(13)은 상부 셀 케이스와 하부 셀 케이스로 나뉘며, 각 전지 셀(10)의 측면 중심부는 셀 케이스(13)에 의해 커버되지 않는다. 즉, 전지 셀(10)의 측면(15) 중앙부는 셀 케이스(13)의 상부 케이스와 하부 케이스 사이에서 노출된다.
복수의 전지 셀(10)은 각각의 하부 베이스 면(14a)을 통해 전지 셀(10)에 의해 방출된 열을 멀리 전달하기 위해 하부 열 교환기(40.1)로서 구성된 베이스판(42) 상에 배치된다. 상부 커버(41)는 복수의 전지 셀(10)의 상부에 배치되며, 전지 셀(10)의 상부 베이스 면(14b)을 통해 전지 셀(10)에 의해 방출을 열을 멀리 전달하기 위한 상부 열 교환기(40.2)로서 구성된다. 상부 커버(41) 상에는 전지 모듈(50)의 전지 셀(10)의 전압과 온도에 대응하는 신호를 수용하도록 구성된 셀 감시 회로(CSC, 20)가 제공된다. 더욱이 셀 감시 회로(20)는 전지 관리 시스템(미도시)과 통신하고 능동 또는 수동 밸런싱을 통해 전지 모듈(50)의 전지 셀(10)의 전압을 제어하도록 구성된다.
전지 모듈(50)은 스트립 형상의 가요성 인쇄 회로(FPC, 35)를 갖는 가요성 인터커넥터(30)를 더욱 포함한다. 가요성 인쇄 회로(35)의 단면은 도 2에 개략적으로 도시되어 있다. 가요성 인쇄 회로(35)는 제1 절연 메인 표면(31)과 제1 절연 메인 표면(31)에 대향하는 제2 절연 메인 표면(32)을 포함한다. 제1 절연 메인 표면(31)과 제2 절연 메인 표면(32) 사이에는 주변으로부터 전기적 및/또는 열적으로 절연된 복수의 전도성 라인(33)이 배치된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 가요성 인쇄 회로(35)의 양 연결부(37)의 제1 연결부(371)(예: 제1 단자 단부)는 제1 커넥터 플러그(38a)를 통해 셀 감시 회로(20)에 연결되고, 가요성 인쇄 회로(35)의 양 연결부(37)의 제2 연결부(372)(예: 제2 단자 단부)는 제2 커넥터 플러그(38b)를 통해 셀 감시 회로(20)에 연결된다. 따라서, 가요성 인터커넥터(30)는 셀 감시 회로(20)에서 전기적 루프의 시작과 끝을 형성한다.
도 2에 더욱 도시된 바와 같이, 가요성 인쇄 회로(35)의 전도성 라인(33)은 제1 절연 메인 표면(31)의 접촉 개구(36a,36b,36c)(특히, 접촉 개구 36b) 또는 제2 절연 메인 표면(32)의 접촉 개구(36a,36b,36c)(특히, 접촉 개구 36a,36c)에 의해 노출된 복수의 접촉부(34a,34b,34c)를 포함한다. 다시 말해, 전기적 및/또는 열적 연결이 각각의 접촉 개구(36a,36b,36c)를 통해 전도성 라인(33)과 접촉부(34a,34b,34c) 내의 이웃한 대상 사이에서 이루어질 수 있다. 전지 모듈(50) 주위에 가요성 인쇄 회로(35)를 감으로써 전지 모듈의 구성 즉, 전지 셀의 전압 및/또는 온도가 측정될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 가요성 인터커넥터(30)의 가요성 인쇄 회로(35)는 전지 모듈(50)의 주위에 감겨져 전지 모듈(50)의 다양한 구성 요소에 걸쳐 연장된다. 제1 단자 단부(371)로부터 시작하여, 가요성 인쇄 회로(35)는 상부 커버(41)의 아래로 전지 셀(10) 사이, 특히 상부 커버(41)와 베이스판(42) 사이의 전지 셀(10) 사이에서 위,아래로 안내된다. 그리고 가요성 인쇄 회로(35)는 베이스판(42)의 저면을 따라 연장되고 셀 감시 회로(20)의 제2 단자 단부(372)를 향해 전지 셀(10)을 따라 위로 연장된다. 이러한 가요성 인쇄 회로(35)의 연장과 함께, 가요성 인쇄 회로(35)는 전지 모듈(50)의 복수의 측정 지점과 전기적 및/또는 열적으로 접촉하는 다수의 접촉부(34)를 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 가요성 인쇄 회로(35)는 전지 셀(10), 열 교환기(예: 하부 열 교환기 (40.1) 또는 상부 열 교환기(40.2)) 및 버스 바(45)를 따라 연장한다. 이들 구성 요소 각각에서, 제1 및 제2 메인 표면(31,32) 중 하나는 전도성 라인(33)의 접촉부(34)를 노출하는 접촉 개구(36)를 갖는다. 가요성 인쇄 회로(35)에서 다른 접촉 개구(36)는 다른 전도성 라인(33)을 노출한다. 예를 들어, 버스 바(45)를 이웃한 제2 절연 메인 표면(32)에서 제1 접촉 개구(36a)는 제1 접촉부(34a)의 영역에서 버스 바(45)에 대해 전도성 라인(33)을 노출한다. 전도성 라인(33)은 예로써 납땜에 의해 버스 바(45)에 전기적으로 연결된다. 제2 절연 메인 표면(32)에서 제3 접촉 개구(36c)는 상부 열 교환기(40.2) 근처에 배치되며 제3 접촉부(36c)를 노출한다. 그런데, 상부 열 교환기(40.2)는 전도성 라인(33)과의 사이에 전기적 연결이 이루어지지 않도록 제1 절연 메인 표면(31)에 인접한다. 이에 상부 열 교환기(40.2)의 근처에 있는 제3 접촉 개구(36c)에 서미스터(39a)가 배치된다. 서미스터(예: NTC 서미스터)의 오믹 저항은 서미스터(39a)의 온도에 의존하고, 각각의 전도성 라인(33)의 전압 강하는 서미스터(39a)의 온도를 나타낸다. 전지 셀(10)로부터 멀어진 쪽을 향해 인접하여 제2 접촉부(34b)를 노출하는 제2 접촉 개구(36b)에는 다른 서미스터(39b)가 배치된다. 이에 이 다른 서미스터(39b)의 전압 강하는 전지 셀(10)의 온도를 나타낸다.
도 3에 도시된 바와 같이, 온도 측정을 위해, 가요성 인쇄 회로(35)가 전지 셀(10)의 표면, 특히 셀 케이스(13)에 의해 커버되지 않는 전지 셀(10)의 측면에 부착된다. 가요성 인쇄 회로(35)의 부착 부위에 배치된 서미스터(39)(도 3에서 검은 점으로 표시한 부분 참조)는 근처 전지 셀(10)의 온도에 의해 영향을 받는다. 도 4에 도시된 바와 같이, 전압 측정을 위해, 가요성 인쇄 회로(35)는 전지 셀(10)의 상부 베이스 면(14b)에서 복수의 버스 바(45) 위로 연장된다. 가요성 인쇄 회로(35)는 복수의 접촉부(34)를 포함한다. 복수의 접촉부(34) 각각은 복수의 버스 바(45) 중 하나를 향해 이웃하여 마주하며, 전도성 라인(33) 중 다른 하나를 노출시킨다. 따라서, 각각의 전도성 라인(33)과 각각의 버스 바(45) 사이에는 전기적 연결이 이루어지고, 버스 바에서 전압은 전도성 라인(33)을 통해, 가령 본 실시예서는 커넥터 플러그(38)의 핀을 통해 셀 감시 회로(20)의 각각의 전압 측정 입력에 제공된다.
도 5는 도 1에 도시된 전지 모듈의 개략적인 분해 사시도이다. 도 5에는 편의상 도 1에 도시된 베이스판(42)은 도시가 생략되었다. 도 5를 통해 알 수 있는 바와 같이, 셀 케이스(13)는 전지 셀(10)과 접촉할 수 있도록 전지 셀(10)의 베이스 면(14)과 정렬되는 개구를 포함한다. 도 5에서 스트립 형상의 가요성 인쇄 회로(35)를 갖는 가요성 인터커넥터(30)는 도 1에 도시된 것과 유사한 구성으로 도시되었으나, 제2 단자 단부(372) 및 제2 단자 단부(372)와 전지 셀(10)의 측면(15)에 연결된 가요성 인쇄 회로(35)의 중간 부분은 도시가 생략되었다. 도 5에 도시된 바와 같이, 가요성 인쇄 회로(35)는 상부 커버(41)의 아래, 전지 셀(10)의 외측면, 전지 셀(10)의 하부 베이스 면(14a) 및 전지 셀(10)의 내부 측면(15)을 따라서 연장된다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈(50)의 제조 방법 단계를 계략적으로 도시한다. 전술한 바와 같이 2개 파트의 셀 케이스(13)에 배치된 복수의 원통형 전지 셀(10)을 포함한 가조립의 모듈(55)이 제공된다(도 6a 참조). 전지 셀(10)의 하부 및 상부 베이스 면(14a,14b)에서 전지 셀(10)의 단자가 버스 바(45)를 통해 병렬 및/또는 직렬로 상호 연결된다. 복수의 정렬된 전지 셀(10)은 다른 방향의 표면을 포함한다. 특히, 정렬된 전지 셀(10)의 측면은 복수의 다른 방향으로 향한다. 본 발명에 따른 제조 방법 동안 회전되도록 구성된 테이블(60) 상에 가조립의 모듈(55)이 배치된다.
더욱이 도 6a에 도시된 바와 같이, 가요성 인터커넥터(30)의 단자 단부는 공급 장치(미도시)의 로봇 암에 의해 가조립의 모듈(55)에 부착되는 자체 접착부를 통해서 가조립의 모듈(55)에 부착된다. 여기서 가요성 인터커넥터(30)는 위에서 설명한 바와 같이, 제1 절연 메인 표면(31), 이 제1 절연 메인 표면(31)에 대향하는 제2 절연 메인 표면(32) 및 제1 절연 메인 표면(31)과 제2 절연 메인 표면(32) 사이에 배치된 복수의 열적 및/또는 전기적인 전도성 라인(33)을 갖는 스트립 형상의 가요성 인쇄 회로(35)를 포함한다. 더욱이, 각 전도성 라인(33)은 제1 절연 메인 표면(31) 또는 제2 절연 메인 표면(32) 내의 접촉 개구(36)에 의해 노출되는 적어도 하나의 접촉부(34)를 포함한다.
도 6b 내지 도 6d에 도시된 바와 같이, 가요성 인터커넥터(30)의 단자부가 부착된 이후, 회전 테이블(60)은 회전을 시작한다. 반면, 가요성 인터커넥터(30)는 공급 장치(미도시)의 로봇 암에 의해 장력을 유지한다. 이로 인해 가요성 인터커넥터(30)는 접촉부(34)가 전지 모듈(50)의 다른 방향의 표면에 접촉하도록 가조립 모듈(55)의 주위에 감긴다. 여기서 전지 셀(10)의 하부 베이스 면(14a) 상에 배치된 복수의 버스 바(45)는 가요성 인터커넥터(30)에 의해, 특히 각각의 접촉 개구(36)를 통해 노출된 복수의 각 접촉부(34)에 의해 접촉된다(도 6b 참조). 또한, 전지 셀(10)의 다른 방향의 측면(15)은 도 6c에 도시된 바와 같이, 온도 측정을 위해 각각의 접촉 개구(36)에 의해 접촉된다. 또한, 가요성 인터커넥터(30)의 각각의 접촉부(34)는 각각의 전도성 라인(33)에 복수의 버스 바(45)을 연결하기 위하여, 도 6d에 도시된 바와 같이, 전지 셀(10)의 상부 베이스 면(14b) 상에 배치된 복수의 버스 바(45)에 접촉된다.
가요성 인터커넥터(30)가 가조립의 모듈(55) 주위에 감겨진 후, 감겨진 가요성 인터커넥터(30)의 접촉부(34)와 전지 셀(10)의 다른 방향 표면, 적어도 하나의 열 교환기(40.1,40.2) 및 적어도 하나의 버스 바(45) 중 적어도 하나의 사이에는 용접, 스탬핑, 브레이징 및/또는 납땜에 의해 실질적인 전기적 연결이 제공된다. 따라서 전도성 라인(33)은 접촉 개구(36)를 통해 접촉부(34)의 영역에서 가조립 모듈(55)의 인접한 구성 요소에 실질적으로 연결된다. 최종적으로 셀 감시 회로(20)가 전지 모듈(50)을 형성하기 위해 가조립 모듈(55)에 장착되고 가요성 인터커넥터(30)의 단자 단부에서 커넥터 플러그(38)가 셀 감시 회로(20)에 연결된다.
기술된 본 발명의 실시예에 따른 전자 또는 전기 장치 및/또는 다른 관련 장치 또는 구성 요소는 임의의 적절한 하드웨어, 펌웨어 (예: 응용-특정 집적 회로), 소프트웨어 또는 이들의 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 이들 장치의 다양한 구성 요소는 하나의 집적 회로(IC) 칩 또는 분리된 집적 회로 칩들 상에 형성될 수 있다.
또한, 이들 장치의 다양한 구성 요소는 가요성 인쇄 회로 필름, 테이프 캐리어 패키지(TCP), 인쇄 회로 기판 상에 마련되거나 하나의 기판 상에 형성될 수 있다. 또한, 이들 장치의 다양한 구성 요소는 하나 이상의 컴퓨팅 장치에서 하나 이상의 프로세서를 수행하고, 컴퓨터 프로그램 명령을 실행하며, 위에서 설명된 다양한 기능을 수행하기 위해 다른 시스템 구성 요소와 상호 작용하는 프로세스 또는 스레드일 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령은 가령 랜덤 액세스 메모리(RAM)와 같은 표준 메모리 장치를 사용하여 컴퓨팅 장치에서 구현될 수 있는 메모리에 저장된다. 더욱이 컴퓨터 프로그램 명령은 가령 ROM, 플래시 드라이브 등과 같은 다른 비 일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장될 수 있다. 또한, 당업자는 본 실시예의 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 컴퓨팅 장치의 기능이 단일 컴퓨팅 장치에 결합 또는 통합될 수 있거나, 특정 컴퓨팅 장치의 기능이 하나 이상의 컴퓨팅 장치에 걸쳐 분산될 수 있음을 인식해야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에 사용된 기술적이고 과학적인 용어를 포함한 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어는 관련 기술 및/또는 본 명세서의 맥락에서 그 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 명시적으로 정의되지 않는 한 이상적이거나 지나치게 공식적인 의미로 해석되어서는 안 된다는 것이 이해될 것이다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 전지 셀 13: 셀 케이스
14: 베이스 면 14a: 하부 베이스 면
14b: 상부 베이스 면 15: 측면
20: 셀 감시 회로 30: 가요성 인터커넥터
31: 제1 절연 메인 면 32: 제2 절연 메인 면
33: 전도성 라안 34: 접촉부
34a: 제1 접촉부 34b: 제2 접촉부
34c: 제3 접촉부 35: 스트립 형상의 가요성 인쇄 회로
36: 접촉 개구 36a: 제1 접촉 개구
36b: 제2 접촉 개구 36c: 제3 접촉 개구
37: 연결부 371: 제1 연결부
372: 제2 연결부 38: 커넥터 플러그
39: 서미스터 40.1,40.2: 열 교환기
41: 상부 커버 42: 베이스판
45: 버스 바 50: 전지 모듈
55: 가조립 모듈 60: 회전 테이블

Claims (15)

  1. 다른 방향의 표면을 갖는 복수의 정렬된 전지 셀;
    상기 전지 셀 중 적어도 하나의 전지 셀의 전압 및/또는 온도에 대응하는 신호를 수신하도록 구성된 셀 감시 회로; 및
    제1 절연 메인 면, 상기 제1 절연 메인 면에 대응하는 제2 절연 메인 면 및 상기 제1 절연 메인 면과 상기 제2 절연 메인 면 사이에 배치되는 열적 및/또는 전기적인 복수의 전도성 라인을 포함하는 스트립 형상의 가요성 인쇄 회로를 포함하는 가요성 인터커넥터
    를 포함하고,
    각각의 전도성 라인은 상기 제1 절연 메인 면 및/또는 상기 제2 절연 메인 면의 접촉 개구를 통해 노출되는 접촉부 및 상기 셀 감시 회로에 연결되는 연결부를 포함하고,
    상기 가요성 인터커넥터는 상기 접촉부가 상기 다른 방향의 표면에 접촉되도록 상기 전지 셀의 주위에 감긴,
    전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전지 셀은 원통형 전지 셀이며, 상기 가요성 인터커넥터는 상기 접촉부가 상기 전지 셀의 베이스 면 및 측면에 접촉되도록 상기 전지 셀의 주위에 감긴, 전지 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전지 셀은 각형 전지 셀이며, 각각의 상기 각형 전지 셀은 셀 케이스 및 상기 셀 케이스 상에 배치된 캡 조립체를 포함하고, 상기 가요성 인터커넥터는 상기 접촉부가 상기 셀 케이스 및 상기 각형 전지 셀의 캡 조립체에 접촉되도록 상기 각형 전지 셀의 주위에 감긴, 전지 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전지 셀과 열적으로 접촉하는 열 교환기를 더욱 포함하고, 상기 가요성 인터커넥터는 상기 접촉부가 상기 전지 셀과 상기 열 교환기에 접촉되도록 상기 전지 셀과 상기 열 교환기 주위에 감긴, 전지 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    복수의 버스 바를 더욱 포함하고, 각각의 버스 바는 적어도 2개의 전지 셀의 셀 단자에 상호 연결되며, 상기 가요성 인터커넥터는 상기 접촉부가 상기 전지 셀 및 상기 버스 바에 연결되도록 상기 전지 셀 및 상기 버스 바 주위에 감긴, 전지 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    적어도 일부의 전도성 라인의 연결부는 상기 스트립 형상의 가요성 인쇄 회로의 단자 단부에 배열된, 전지 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    각 전도성 라인은 상기 가요성 인쇄 회로의 전체 길이에 걸쳐 연장되며, 제1 단자 단부에서의 제1 연결부와 제2 단자 단부에서의 제2 연결부를 포함하는 전지 모듈.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 가요성 인터커넥터는 상기 가요성 인쇄 회로의 단자 단부에 연결된 커넥터 플러그를 더욱 포함하고, 상기 커넥터 플러그는 적어도 하나의 전도성 라인에 연결되고 상기 셀 감시 회로에 전기적으로 연결되도록 구성된, 전지 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    적어도 일부의 전도성 라인의 연결부는 상기 가요성 인쇄 회로의 중앙부에 배열된, 전지 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 접촉 개구는 하나 이상의 상기 전도성 라인을 노출하는, 전지 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 라인의 제1 서브셋은 각각의 제1 접촉부에서 전압을 측정하도록 구성되고, 상기 전도성 라인의 제2 서브셋은 각각의 제2 접촉부에서 온도를 측정하도록 구성되는, 전지 모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제2 서브셋의 전도성 라인의 제2 접촉부에 배치된 서미스터를 더욱 포함하는, 전지 모듈.
  13. 다른 방향의 표면을 포함하는 복수의 정렬된 전지 셀을 포함하는 가조립의 모듈을 제공하고,
    제1 절연 메인 면, 상기 제1 절연 메인 면에 대향하는 제2 절연 메인 면 및 상기 제1 절연 메인 면과 상기 제2 절연 메인 면 사이에 배치되며 상기 제1 절연 메인 면 및/또는 상기 제2 절연 메인 면의 접촉 개구를 통해 노출되는 접촉부를 갖는 열적 및/또는 전기적인 복수의 전도성 라인을 포함한 스트립 형상의 가요성 인쇄 회로를 포함하는 가요성 인터커넥터의 단자 단부를 상기 가조립의 모듈에 연결하고, 그리고
    상기 접촉부가 상기 전지 셀의 다른 방향의 표면에 접촉하도록 상기 가조립의 모듈 주위에 상기 가요성 인터커넥터를 감는 단계
    를 포함하는, 전지 모듈의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 가조립의 모듈은, 상기 전지 셀의 전압 및/또는 온도에 대응하는 신호를 수신하도록 구성된 셀 감시 회로; 상기 복수의 전지 셀과 열적으로 접촉하는 열 교환기; 및 적어도 2개의 전지 셀의 셀 단자에 상호 연결되는 버스 바를 더욱 포함하고,
    상기 가조립 모듈의 주위에 상기 가요성 인터커넥터를 감는 단계는 상기 접촉부가 상기 열 교환기 및/또는 상기 버스 바에 접촉하도록 상기 가요성 인터커넥터를 감는 단계를 포함하고,
    상기 가요성 인터커넥터의 단자 단부를 상기 가조립의 모듈에 연결하는 단계는 상기 가요성 인터커넥터의 단자 단부를 상기 셀 감시 회로에 연결하는 단계를 포함하는, 전지 모듈의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 감긴 가요성 인터커넥터의 접촉부와 상기 전지 셀의 다른 방향의 표면, 상기 열 교환기 및/또는 상기 버스 바 사이에 전기적 연결이 용접, 스탬핑, 브레이징 및/또는 납땜에 의해 형성된, 전지 모듈의 제조 방법.
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