KR20210120687A - 셀 밸런싱 모듈 - Google Patents

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KR20210120687A
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이주영
이상아
조용석
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 셀 밸런싱 모듈은 복수의 셀 밸런싱 저항이 실장되는 메인 기판, 복수의 셀 밸런싱 저항이 실장되고, 메인 기판의 상부에 소정의 간격으로 이격되어 형성되는 하나 이상의 보조 기판, 및 메인 기판과 이격되도록 보조 기판을 지지하며, 보조 기판과 메인 기판을 전기적으로 연결하는 하나 이상의 커넥터를 포함한다.

Description

셀 밸런싱 모듈{Cell balancing module}
본 발명은 셀 밸런싱 모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로 스택 구조를 이용하여 셀 밸런싱 저항을 실장하는 셀 밸런싱 모듈에 관한 발명이다.
자동차용 배터리 팩은 충/방전 시 자연스레 셀 간의 전압 차가 발생 하는데 이 상태로 지속적으로 사용하게 되면 일부 배터리는 과 충전 상태가 되어 화재의 위험이 있고, 일부 배터리는 과 방전 상태가 되어 배터리 팩의 수명단축 등의 문제가 발생하게 된다.
이를 방지하기 위하여 배터리 팩의 셀과 연결된 저항에 전류를 인가하여 각 셀의 전압을 열로 소모하여 셀 간의 밸런싱(balancing)을 하게 된다. 한정된 공간 내 셀의 전압을 열로 소비하면서 저항은 급격한 온도 상승을 하게 되고, 이를 방지하기 위하여 전류를 줄이는 방식으로 온도를 관리하고 있으나 이는 셀 밸런싱 시간에 영향을 주기 때문에 전류를 줄이지 않고 위치, 배열, 구동방식 등의 개선으로 최적화 설계가 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 스택 구조를 이용하여 셀 밸런싱 저항을 실장하는 셀 밸런싱 모듈 및 셀 밸런싱 모듈 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 밸런싱 모듈은 복수의 셀 밸런싱 저항이 실장되는 메인 기판; 복수의 셀 밸런싱 저항이 실장되고, 상기 메인 기판의 상부에 소정의 간격으로 이격되어 형성되는 하나 이상의 보조 기판; 및 상기 메인 기판과 이격되도록 상기 보조 기판을 지지하며, 상기 보조 기판과 상기 메인 기판을 전기적으로 연결하는 하나 이상의 커넥터를 포함한다.
또한, 상기 보조 기판은, 상기 메인 기판과 마주보는 면 또는 반대면에 상기 복수의 셀 밸런싱 저항이 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 셀 밸런싱 저항은, 하나의 배터리 셀마다 두 개의 셀 밸런싱 저항이 직렬 연결되어 각 배터리 셀의 전압을 소모할 수 있다.
또한, 상기 메인 기판에 형성되는 복수의 셀 밸런싱 저항과 상기 보조 기판에 형성되는 복수의 셀 밸런싱 저항은 서로 위치가 겹치지 않도록 교차로 배치될 수 있다.
또한, 상기 보조 기판은, 상기 복수의 셀 밸런싱 저항이 실장되지 않는 면에 방열부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 메인 기판 상에 실장되어, 상기 복수의 셀 밸런싱 저항의 연결을 제어하는 제어부(300)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 보조 기판은 복수개이고, 서로 이웃하는 보조 기판 사이에 커넥터가 형성되어 상기 서로 이웃하는 보조 기판은 소정의 간격으로 이격되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 커넥터는, 상기 메인 기판 및 상기 보조 기판을 내부에 패터닝된 연결라인을 통해 연결할 수 있다.
또한, 발열밀도, 밸런싱 시간, 밸런싱을 수행하는 셀의 수, 또는, 셀 밸런싱 모듈의 공간에 따라 셀 밸런싱 저항 간의 간격, 셀 밸런싱 저항의 개수, 및 보조 기판의 수 중 적어도 하나 이상이 달라질 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 밸런싱 모듈 제조방법은 하나 이상의 보조 기판 상에 셀 밸런싱 저항을 실장하고, 커넥터를 연결하여 저항모듈을 형성하는 단계; 메인 기판 상에 셀 밸런싱 저항 및 셀 밸런싱 저항을 제어하는 제어부(300)를 실장하는 단계; 및 상기 저항모듈을 상기 메인 기판의 셀 밸런싱 저항 위에 적층하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 스택구조를 이용하여 보다 많은 수의 저항의 실장이 가능하여, 다수의 셀에 대한 밸런싱이 가능하며, 셀 밸런싱 시간을 단축할 수 있다. 또한, 다양한 저항을 이용할 수 있고, 셀 밸런싱 모듈의 크기를 줄일 수 있어, 콤팩트 및 슬림화 설계가 가능하다. 또한, 발열밀도가 감소되어 저항/모듈 온도를 감소시킬 수 있다.
발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 밸런싱 모듈을 도시한 것이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 밸런싱 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 셀 밸런싱 모듈을 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 셀 밸런싱 모듈의 저항에 대한 설계를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 셀 밸런싱 모듈을 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 밸런싱 모듈 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합 또는 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결', '결합', 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 "상(위)" 또는 "하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, "상(위)" 또는 "하(아래)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라, 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위)" 또는 "하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 밸런싱 모듈을 도시한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 셀 밸런싱 모듈(100)은 메인 기판(110), 보조 기판(120), 및 커넥터(130)로 구성되고, 제어부(300), 방열부(140)를 더 포함할 수 있다.
배터리에 대한 셀 밸런싱은 도 2와 같이 연결된 각 셀의 전압을 동일하게 제어하는 것으로, 셀 밸런싱을 수행하면, 각 셀에 충전되어 있는 전압은 모두 같게 된다. (V1=V2=V3=Vn) 셀 밸런싱을 위하여, 셀 밸런싱 모듈(100)은 셀의 전압을 소모하는 저항들과(R1 내지 R3)과 각 저항을 이용하여 셀의 전압 소모를 제어하기 위한 제어부(300)(controller)를 포함할 수 있다. 각 셀과 연결되는 저항 중 전압이 다른 셀의 전압보다 높은 셀에 연결된 저항이 셀과 연결되어 폐루프를 형성함으로써 전류가 흐르게 되고, 흐르는 전류를 통해 셀의 전압을 소모하여, 셀들 간의 균형을 맞춘다. 이를 수동 밸런싱(Passive balancing)이라 한다.
셀 밸런싱을 위하여, 각 셀(11)마다 2 개의 저항(12,13)이 연결되어, 흐르는 전류에 통해 셀의 전압을 소모한다. 셀 밸런싱 동작은 제어부(300)의 제어에 의한 스위치(14)의 온오프를 통해 제어된다.
셀 밸런싱을 수행시, 저항에 흐르는 전류와 밸런싱 시간의 관계는 도 3과 같다. 저항에 흐르는 전류를 증가시킴에 따라서 각 셀에서의 전압 변화는 아주 빠른 응답속도를 갖는다. 또한, 도 4와 같이, 저항(30)을 기판(10)에 실장하고, 제어부(300)(20)의 제어에 의해 셀 밸런싱을 수행하는 경우, 저항(30)의 수가 많을수록 소비하는 전력을 증가시킬 수 있는 바, 밸런싱 시간을 줄일 수 있다.
하지만, 각 저항(30)에 전류를 증가시키면, 각 저항에서의 소비전력이 증가하여 저항 및 모듈 내부에 급격한 온도 상승이 발생할 수 있다. 저항(30)의 수를 늘리면, 저항이 차지하는 공간에 따라 기판(10)의 사이즈가 커지고, 그에 따라 케이스의 사이즈도 커지게 되어, 비용상승이 발생한다. 또한, 한정된 공간 내 다수의 저항(30)을 동시에 사용하는 경우, 저항에서 발생하는 발열밀도 증가로 열점(Hot Spot)이 발생할 수 있어, 고장이나 화재의 위험도 발생할 수 있다.
효율적인 셀 밸런싱을 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 밸런싱 모듈(100)은 복수의 셀 밸런싱 저항(111)이 실장되는 메인 기판(110) 상부에 소정의 간격으로 이격되어 형성되는 하나 이상의 보조 기판(120)을 갖는 스택 구조를 포함한다.
보조 기판(120)과 메인 기판(110)은 하나 이상의 커넥터(130)를 통하여 서로 전기적으로 연결되며, 커넥터(130)는 보조 기판(120)이 메인 기판(110)과 이격 될 수 있도록 보조 기판(120)을 지지한다.
메인 기판(110)과 보조 기판(120)에 셀 밸런싱 저항(111, 121)을 각각 실장함으로써 실장할 수 있는 공간을 넓힐 수 있어, 셀 밸런싱을 위한 셀 밸런싱 저항에 대한 효율적인 설계가 가능하다. 메인 기판(110) 및 보조 기판(120)에 실장되는 셀 밸런싱 저항(111, 121)은 하나의 배터리 셀마다 두 개의 셀 밸런싱 저항이 직렬 연결되어 각 배터리 셀에서 흐르는 전압을 소모할 수 있다. 메인 기판(110)과 보조 기판(120)에는 두 개의 셀 밸런싱 저항과 셀의 연결을 제어할 수 있도록 온오프되는 스위치가 실장될 수 있다. 해당 스위치는 제어부(300)에 의해 온오프가 제어될 수 있다.
커넥터(130)는 보조 기판(120)의 스택 구조를 지지하는 역할과 함께 보조 기판(120)과 메인 기판(110)을 연결하는 역할을 수행한다. 이때, 커넥터(130)는 내부에 패터닝된 연결라인이 형성될 수 있고, 내부에 패터닝된 연결라인을 통해 메인 기판(110) 및 보조 기판(120)을 연결할 수 있다. 셀 밸런싱 저항(111, 121)에서의 전력 소모를 제어하기 위한 제어부(300)는 도 5와 같이, 메인 기판(110)에 실장될 수 있다.
제어부(300)는 메인 기판(110) 상에 실장되어, 메인 기판(110)에 실장된 셀 밸런싱 저항(111)뿐만 아니라 보조 기판(120)에 실장된 셀 밸런싱 저항(121)의 연결을 제어할 수 있다. 즉, 하나의 제어부(300)가 셀 밸런싱 모듈(100)에 실장되는 모든 셀 밸런싱 저항의 연결을 제어할 수 있다. 셀 밸런싱 저항의 수나 제어부(300)의 성능 또는 제어설계에 따라 복수의 제어부(300)를 이용할 수 있음은 당연하다.
제어부(300)가 보조 기판(120)에 실장된 셀 밸런싱 저항(121)의 연결을 제어하기 위해, 제어부(300)의 제어신호를 보조 기판(120)에 실장된 셀 밸런싱 저항(121)에 전달해야 하고, 이를 연결하는 전도성 라인이 필요하다. 커넥터(130)는 내부에 관통전극 등의 패터닝된 연결라인을 포함하고, 연결라인을 통해 메인 기판(110)의 전극과 보조 기판(120)의 전극을 연결할 수 있다. 커넥터(130)에는 급전라인 및 접지라인을 형성되어, 저항을 포함하는 폐루프를 형성할 수 있다. 커넥터(130)는 내부에 패터닝된 연결라인이 형성되고, 메인 기판(110)과 보조 기판(120)이 연결되는 양 단에는 단자가 형성되어, 해당 단자를 메인 기판(110)과 보조 기판(120)에 연결함으로써 쉽게 결합할 수 있다. 이를 통해, 셀 밸런싱 모듈(100)의 제조과정이 간단해져, 공정속도를 높일 수 있다.
셀 밸런싱 저항을 실장함에 있어서, 도 5와 같이, 제어부(300)의 양 방향으로 메인 기판(110) 상에 셀 밸런싱 저항(111, 211)을 실장할 수 있고, 각 셀 밸런싱 저항이 실장된 메인 기판(110) 상부에 각각의 보조 기판(120, 220)을 적층하고, 각 보조 기판(120, 220)에 셀 밸런싱 저항(121, 221)을 실장할 수 있다.
메인 기판(110)에 적층되는 보조 기판은 도 5와 같이, 복수 개(220, 250)일 수 있고, 서로 이웃하는 보조 기판(220, 250) 사이에 커넥터(330)가 형성되어 서로 이웃하는 보조 기판(220, 250)은 소정의 간격으로 이격되어 형성될 수 있다. 보조 기판을 한층이 아닌 복수의 층으로 적층함을써, 셀 밸런싱 저항을 실장할 공간을 더 넓힐 수 있다. 각 보조 기판(220, 250)은 서로 커넥터(330)에 의해 서로 이격되며, 커넥터(330)를 통해 서로 연결될 수 있다.
상기와 같이, 보조 기판(120)을 메인 기판(110) 상부에 적층하는 스택구조를 이용함으로써 다양한 셀 밸런싱 저항 설계가 가능하다. 발열밀도, 밸런싱 시간, 밸런싱을 수행하는 셀의 수, 또는, 셀 밸런싱 모듈의 공간에 따라 셀 밸런싱 저항 간의 간격, 셀 밸런싱 저항의 개수, 및 보조 기판의 수 중 적어도 하나 이상이 달라질 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 셀 밸런싱 모듈(100)을 도시한 것으로, 도 6과 같이, 메인 기판(110)에 형성되는 복수의 셀 밸런싱 저항(111, 211)과 보조 기판(120, 220)에 형성되는 복수의 셀 밸런싱 저항(121, 221)은 서로 위치가 겹치지 않도록 교차로 배치될 수 있다. 위아래로 겹치는 셀 밸런싱 저항이 없는 바, 발열밀도는 반으로 감소한다. 발열밀도가 반으로 감소하게 되면, 발열에 따른 위험성을 낮출 수 있는 바, 대전류를 이용할 수 있다. 이를 통해, 기존보다 4 배의 전류를 증가시킬 수 있고, 도 3과 같이, 셀 밸런싱 시간은 전류의 크기의 제곱에 반비례하는 바, 1/16로 셀 밸런싱 시간을 줄일 수 있다.
또는, 도 7과 같이, 메인 기판(110) 상에 보조 기판(120, 220)을 적층함으로써 셀 밸런싱 모듈(100) 상에 실장되는 셀 밸런싱 저항의 수를 2 배로 늘릴 수 있다. 이 경우, 도 6과 달리, 발열밀도는 동일하나, 기존 셀 밸런싱이 가능한 셀의 수를 2 배로 늘릴 수 있다. 즉, 하나의 셀 밸런싱 모듈(100)로 셀 밸런싱이 가능한 셀의 수를 늘릴 수 있다.
또한, 도 8과 같이, 메인 기판(110) 상에 실장되는 셀 밸런싱 저항의 수를 반으로 줄이되, 보조 기판(120)을 적층함으로써 셀 밸런싱 저항이 실장되는 공간을 제어부(300)의 일 방향에만 형성할 수 있다. 이 경우, 도 6과 달리, 발열밀도는 기존과 동일하나, 기판의 사이즈를 줄일 수 있다. 즉, 셀 밸런싱 모듈(100)의 전체 사이즈를 줄일 수 있어, 소형화가 가능하다.
도 6 내지 도 8과 같이, 발열밀도, 밸런싱 시간, 밸런싱을 수행하는 셀의 수, 또는, 셀 밸런싱 모듈의 공간에 따라 셀 밸런싱 저항 간의 간격, 셀 밸런싱 저항의 개수, 및 보조 기판의 수를 결정하고, 그에 따라 셀 밸런싱 모듈(100)을 설계할 수 있다.
또한, 도 9와 같이, 스택 구조를 이용하여 저항의 수를 늘리되, 셀 밸런싱 저항의 저항값을 다르게 적용할 수도 있다.
먼저, 스택 구조를 이용하여 전체 저항에서 소모되는 전력은 동일하게 유지하며, 각 저항의 저항값을 반으로 줄일 수 있다(610). 이 경우, 셀 밸런싱 회로에 흐르는 전류는 동일하나, 개별 저항값이 줄어 개별 발열을 낮출 수 있다. 즉, 발열밀도를 줄일 수 있다.
또는, 각 저항값을 줄이되 소모되는 전력을 동일하게 유지할 수 있다(620). 이 경우, 셀 밸러닝 회로에 흐르는 전류가 2 배로 증가하고, 이를 통해, 셀 밸런싱 시간을 단축시킬 수 있다.
보조 기판(120)은 메인 기판(110) 상부에 이격되어 형성되며, 메인 기판(110)과 마주보는 면 또는 반대면에 복수의 셀 밸런싱 저항(121)이 실장될 수 있다. 도 1과 같이, 메인 기판(110)과 마주보는 면의 반대면에 셀 밸런싱 저항(121)을 실장하거나, 도 10과 같이, 메인 기판(110)과 마주보는 면에 셀 밸런싱 저항(121)을 실장할 수 있다.
이때, 보조 기판(120)은 복수의 셀 밸런싱 저항(121)이 실장되지 않는 면에 방열부(140)가 형성될 수 있다. 방열부(140)를 보조 기판(120)에 형성하는 경우, 방열의 효율을 높이기 위하여, 방열부(140)가 외부를 향하도록 형성할 수 있다. 이와 같이, 방열부(140)가 외부, 즉 메인 기판(110)의 상부방향으로 형성되는 경우, 보조 기판(120)에 실장되는 셀 밸런싱 저항(121)은 메인 기판(110)과 마주보는 면에 실장될 수 있다. 방열부(140)가 형성되지 않는 경우에는 셀 밸런싱 저항 간의 거리를 멀리 형성하도록 보조 기판(120)에 실장되는 셀 밸런싱 저항(121)은 메인 기판(110)과 마주보는 면의 반대면에 실장될 수 있다.
방열부(140)가 형성되는 보조 기판(120) 역시, 도 10과 같이, 복수의 층(220, 250)으로 적층될 수 있음은 당연하다.
상기와 같이 형성되는 셀 밸런싱 모듈(100)은 다음 과정을 통해 제조할 수 있다.
먼저, 하나 이상의 보조 기판 상에 셀 밸런싱 저항을 실장하고, 커넥터를 연결하여 저항모듈을 형성하고, 메인 기판 상에 셀 밸런싱 저항 및 셀 밸런싱 저항을 제어하는 제어부(300)를 실장한 이후, 상기 저항모듈을 상기 메인 기판의 셀 밸런싱 저항 위에 적층함으로써 셀 밸런싱 모듈(100)을 제조할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 11과 같이, 메인 기판 상에 적층하고 하는 보조 기판에 각각 셀 밸런싱 저항을 실장하고 커넥터를 연결(1111, 1112, 1113)할 수 있다.
여기서, 보조 기판에 방열부 등의 히트싱크(heat sink)을 형성하는 과정을 수행할 수도 있다. 히트싱크의 형성위치는 보조 기판의 상부 또는 하부일 수 있다. 또한, 커넥터는 패터닝된 연결라인이 형성되는 인터페이스(interface) 커넥터일 수 있고, 솔더링을 통해 보조 기판과 연결될 수 있다. 이후, 보조 기판들에 대해 리플로우(Reflow) 솔더링(1120)을 통해 저항모듈을 형성(1130)할 수 있다. 여기서, 리플로우 솔더링이란 접합개소에 미리 적량의 솔더(Solder)를 공급한 다음, 외부로부터 열원에 의해 솔더(Solder)를 용융시켜 솔더링(Soldering)하는 공정이다.
이후, 메인 기판에 셀 밸런싱 저항 및 제어부(300) 등 필요 부품을 실장(1140)하고, 메인 기판 상에 저항모듈을 리플로우 솔더링(1150)을 통해 셀 밸런싱 모듈 제조과정을 완료(1160)할 수 있다.
상기와 같이, 제조되어 형성되는 셀 밸런싱 모듈은 보조 기판을 저항모듈로 모듈화되어 적층되는 바, 필요수에 따라 적층하는 저항모듈을 수를 자유롭게 설계할 수 있어, 표준화가 가능하다. 또한, 스택 구조를 통해 보다 많은 수의 저항을 실장할 수 있어, 보다 많은 수의 셀에 대한 셀 밸런싱이 가능하고, 설계에 따라 셀 밸런싱 전류의 크기를 증가시켜 셀 밸런싱 시간을 단축할 수도 있다. 또한, 다양한 사이즈와 용량의 저항을 이용할 수 있다. 사이즈에 있어, 메인 기판에는 3216 저항을 실장하고 보조 기판에는 6432 저항을 실장할 수 있으며, 용량도 1옴 또는 2옴 등 다양한 용량의 저항을 이용할 수 있다. 보조 기판을 형성함에 있어서, 다양한 기판의 사용이 가능한바, 기판의 두께, 레이어, 코퍼(copper) 사양 등 기판 사양의 자유도가 높아진다. 설계의 자유도가 높아짐에 따라 보조 기판은 메인 기판과 별도의 공정으로 제조가 가능하며, 콤팩트 및 슬림화 설계가 가능하다. 또한, 연결이 용이한 커넥터를 이용함으로써 접합부의 단락 문제에서 자유로워질 수 있고, 리플로우 등 조립자동화의 구현이 가능해진다. 다양한 셀 밸런싱 저항의 설계가 가능한 바, 발열밀도를 줄이는 설계가 가능하며, 층별로 교차로 온오프를 제어할 수 있으며, 이를 통해 저항 및 모듈의 온도 상승을 줄일 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 배터리
11: 배터리 셀
100: 셀 밸런싱 모듈
110: 메인 기판
120, 220, 250: 보조 기판
130: 커넥터
140, 240, 260: 방열부
12, 13, 111, 121, 211, 221, 251: 셀 밸런싱 저항
300: 제어부(300)

Claims (10)

  1. 복수의 셀 밸런싱 저항이 실장되는 메인 인쇄회로기판;
    복수의 셀 밸런싱 저항이 실장되고, 상기 메인 기판의 상부에 소정의 간격으로 이격되어 형성되는 하나 이상의 보조 기판; 및
    상기 메인 기판과 이격되도록 상기 보조 기판을 지지하며, 상기 보조 기판과 상기 메인 기판을 전기적으로 연결하는 하나 이상의 커넥터를 포함하는 셀 밸런싱 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보조 기판은,
    상기 메인 기판과 마주보는 면 또는 반대면에 상기 복수의 셀 밸런싱 저항이 형성되는 셀 밸런싱 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 셀 밸런싱 저항은,
    하나의 배터리 셀마다 두 개의 셀 밸런싱 저항이 직렬 연결되어 각 배터리 셀의 전압을 소모하는 셀 밸런싱 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 메인 기판에 형성되는 복수의 셀 밸런싱 저항과 상기 보조 기판에 형성되는 복수의 셀 밸런싱 저항은 서로 위치가 겹치지 않도록 교차로 배치되는 셀 밸런싱 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보조 기판은,
    상기 복수의 셀 밸런싱 저항이 실장되지 않는 면에 방열부가 형성되는 셀 밸런싱 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 메인 기판 상에 실장되어, 상기 복수의 셀 밸런싱 저항의 연결을 제어하는 제어부(300)를 포함하는 셀 밸런싱 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 보조 기판은 복수개이고,
    서로 이웃하는 보조 기판 사이에 커넥터가 형성되어 상기 서로 이웃하는 보조 기판은 소정의 간격으로 이격되어 형성되는 셀 밸런싱 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터는,
    상기 메인 기판 및 상기 보조 기판을 내부에 패터닝된 연결라인을 통해 연결하는 셀 밸런싱 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    발열밀도, 밸런싱 시간, 밸런싱을 수행하는 셀의 수, 또는, 셀 밸런싱 모듈의 공간에 따라 셀 밸런싱 저항 간의 간격, 셀 밸런싱 저항의 개수, 및 보조 기판의 수 중 적어도 하나 이상이 달라지는 셀 밸런싱 모듈.
  10. 하나 이상의 보조 기판 상에 셀 밸런싱 저항을 실장하고, 커넥터를 연결하여 저항모듈을 형성하는 단계;
    메인 기판 상에 셀 밸런싱 저항 및 셀 밸런싱 저항을 제어하는 제어부(300)를 실장하는 단계; 및
    상기 저항모듈을 상기 메인 기판의 셀 밸런싱 저항 위에 적층하는 단계를 포함하는 셀 밸런싱 모듈 제조방법.
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