KR20220095990A - 배터리 팩 - Google Patents

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KR20220095990A
KR20220095990A KR1020200188061A KR20200188061A KR20220095990A KR 20220095990 A KR20220095990 A KR 20220095990A KR 1020200188061 A KR1020200188061 A KR 1020200188061A KR 20200188061 A KR20200188061 A KR 20200188061A KR 20220095990 A KR20220095990 A KR 20220095990A
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along
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KR1020200188061A
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왕한준
강찬우
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명에서는, 배터리 팩이 개시된다. 상기 배터리 팩은, 제1 축을 따라 배열된 제1 내지 제3 셀과, 제1 축을 따라 서로 마주하도록 연장된 탭을 포함하는 제1, 제2 셀 사이에 배치된 제1 회로체와, 제1 축을 따라 서로 같은 방향으로 연장된 탭을 포함하는 제2, 제3 셀 사이에 배치된 제2 회로체와, 제1, 제2 회로체를 서로 연결하는 제3 회로체를 포함하며, 제1 내지 제3 회로체 중에서 적어도 어느 하나의 회로체는, 경성회로기판을 포함하고, 제1 내지 제3 회로체 중에서 또 다른 적어도 어느 하나의 회로체는, 연성회로기판을 포함한다.
본 발명에 의하면, 배터리 셀의 충방전 패스를 형성하는 회로부의 제조비용을 절감하면서 회로부의 손상이 억제될 수 있는 배터리 팩이 제공된다.

Description

배터리 팩{Battery pack}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것이다.
통상적으로 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 이차 전지는 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 자전거, 무정전 전원공급장치(uninterruptible power supply) 등의 에너지원으로 사용되며, 적용되는 외부기기의 종류에 따라 단일 전지의 형태로 사용되기도 하고, 다수의 전지들을 연결하여 하나의 단위로 묶은 모듈 형태로 사용되기도 한다.
본 발명의 일 실시형태는, 배터리 셀의 충방전 패스를 형성하는 회로부의 제조비용을 절감하면서 회로부의 손상이 억제될 수 있는 배터리 팩을 포함한다.
본 발명의 다른 실시형태는, 배터리 셀과 회로부 사이의 불연속적인 면에 대해 라벨 시트가 붙었다가 떨어짐을 반복하면서 발생되는 접착 소음이 방지되는 배터리 팩을 포함한다.
상기와 같은 과제 및 그 밖의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 배터리 팩은,
제1 축을 따라 배열된 제1 내지 제3 셀;
제1 축을 따라 서로 마주하도록 연장된 탭을 포함하는 제1, 제2 셀 사이에 배치된 제1 회로체;
제1 축을 따라 서로 같은 방향으로 연장된 탭을 포함하는 제2, 제3 셀 사이에 배치된 제2 회로체; 및
상기 제1, 제2 회로체를 서로 연결하는 제3 회로체;를 포함하며,
상기 제1 내지 제3 회로체 중에서 적어도 어느 하나의 회로체는, 경성회로기판을 포함하고,
상기 제1 내지 제3 회로체 중에서 또 다른 적어도 어느 하나의 회로체는, 연성회로기판을 포함한다.
예를 들어, 상기 제1 내지 제3 회로체는, 각각 제1 축 또는 제1 축과 교차하는 제2 축 중에서 어느 일 축을 따라 띠 형태로 연장될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 내지 제3 회로체 각각은, 제1 축 또는 제2 축 중에서 택일적으로 어느 일 축을 따라 연장되며,
상기 제1 내지 제3 회로체를 포함하는 회로 조립체는, 서로 다른 제1, 제2 축을 따라 연장되는 절곡된 형태를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 내지 제3 회로체 중에서 적어도 하나의 회로체는, 제1 축을 따라 연장되고,
상기 제1 내지 제3 회로체 중에서 적어도 하나의 다른 회로체는, 제2 축을 따라 연장되며,
상기 제1 내지 제3 회로체는 서로 다른 제1, 제2 축을 따라 연장되면서 서로에 대해 결합될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 내지 제3 회로체는, 각각 서로 개별적으로 형성되어, 서로에 대해 결합될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 내지 제3 셀은, 각각 제1 축을 따라 연장되는 제1 내지 제3 탭을 포함하며,
서로 이웃하는 제1, 제2 셀은, 서로 마주하는 방향을 따라 연장되는 제1, 제2 탭을 갖도록, 서로 마주하는 배향으로 배치되고,
서로 이웃하는 제2, 제3 셀은, 서로 같은 방향을 따라 연장되는 제2, 제3 탭을 갖도록, 서로 같은 배향으로 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 회로체는, 제1 축을 따라 서로 마주하도록 연장되는 제1, 제2 탭에 연결되고,
상기 제2 회로체는, 제1 축을 따라 서로 같은 방향으로 연장되는 제2, 제3 탭 중에서, 제3 탭에 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 제3 회로체는, 제1, 제2 회로체의 일 단부를 가로질러 연장되면서, 제1, 제2 회로체의 일 단부에 연결되는 양단부를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 내지 제3 회로체는, 제1 축을 따라 배열된 제1 내지 제3 셀 중에서, 중간 위치에 배치된 제2 셀을 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 내지 제3 회로체 중에서, 경성회로기판으로 형성되는 회로체는, 연성회로기판으로 형성된 또 다른 회로체와 결합될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 내지 제3 회로체 중에서, 경성회로기판으로 형성되는 회로체는, 경성회로기판으로 형성된 또 다른 회로체와 결합되지 않을 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 내지 제3 회로체 중에서, 경성회로기판으로 형성되는 회로체에는, 외부 기기에 접속되는 커넥터가 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 회로체에는, 제1 내지 제3 셀 중에서 적어도 어느 하나의 셀과의 접속을 위한 접속패드가 형성되고,
상기 제1, 제2 회로체 중에서 연성회로기판으로 형성된 회로체는, 상기 접속패드와 대응되는 위치에 형성된 고립부와, 절연 갭을 사이에 두고 상기 고립부로부터 절연된 우회부를 포함하는 도전패턴층을 구비할 수 있다.
예를 들어, 상기 고립부 및 우회부는, 상기 접속패드와 연결된 제1 도전패턴층으로부터 절연층을 사이에 두고 절연되어 있는 제2 도전패턴층에 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 절연 갭은, 상기 접속패드 또는 상기 고립부를 둘러싸도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 절연 갭은, 상기 접속패드 또는 상기 고립부를 둘러싸는 폐루프 형태로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 배터리 팩은, 상기 제1 내지 제3 셀 및 제1 내지 제3 회로체를 떠받쳐 지지해주기 위한 프레임; 및
상기 프레임 상에 안착된 제1 내지 제3 셀 및 제1 내지 제3 회로체를 향하여 부착되는 제1 라벨 시트;를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 라벨 시트는, 상기 제1 내지 제3 셀 및 제1 내지 제3 회로체를 향하는 접착면과, 상기 접착면과 반대되는 비접착면을 포함하고,
상기 배터리 팩은, 상기 제1 라벨 시트의 접착면에 부착된 이형지 조각을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 이형지 조각은, 상기 제1 내지 제3 회로체의 배치에 대응되도록, 제1 축을 따라 배열된 제1 내지 제3 셀 중에서, 중간 위치에 배치된 제2 셀을 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 이형지 조각은 상기 제2 셀의 가장자리를 따라 배치된 제1 내지 제3 회로체를 덮으면서, 제1 내지 제3 회로체와 인접한 제1 내지 제3 셀의 변부를 함께 덮어줄 수 있다.
본 발명에 의하면, 배터리 셀의 충방전 패스를 형성하는 회로부의 제조비용을 절감하면서 회로부의 손상이 억제될 수 있는 배터리 팩이 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 배터리 셀과 회로부 사이의 불연속적인 면에 대해 라벨 시트가 붙었다가 떨어짐을 반복하면서 발생되는 접착 소음이 방지되는 배터리 팩이 제공된다.
도 1에는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 팩의 사시도가 도시되어 있다.
도 2에는, 도 1에 도시된 배터리 팩을 도시한 평면도가 도시되어 있다.
도 3에는, 본 발명과 대비되는 비교예를 보여주는 도면이 도시되어 있다.
도 4 및 도 5에는, 도 2의 변형된 실시형태를 보여주는 도면들이 도시되어 있다.
도 6에는 도 2에 도시된 배터리 팩의 변형된 실시형태가 도시되어 있다.
도 7에는 도 6의 E 부분에 관한 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 8a 및 도 8b에는 도 7에 도시된 일부에 관한 평면도 및 도 8a의 VIIIb-VIIIb 선을 따라 취한 단면도가 각각 도시되어 있다.
도 9에는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 배터리 팩의 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 10에는 도 9에 도시된 배터리 팩의 일부에 관한 사시도가 도시되어 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시형태에 관한 배터리 팩에 대해 설명하기로 한다.
도 1에는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 팩의 사시도가 도시되어 있다. 도 2에는, 도 1에 도시된 배터리 팩을 도시한 평면도가 도시되어 있다. 도 3에는, 본 발명과 대비되는 비교예를 보여주는 도면이 도시되어 있다. 도 4 및 도 5에는, 도 2의 변형된 실시형태를 보여주는 도면들이 도시되어 있다.
본 발명의 배터리 팩은, 제1 축(Z1)을 따라 배열된 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3)과, 제1 축(Z1)을 따라 서로 마주하도록 연장된 탭(T1,T2)을 포함하는 제1, 제2 셀(B1,B2) 사이에서 제1 축(Z1)과 교차하는 제2 축(Z2)을 따라 연장되는 제1 회로체(C1)와, 제1 축(Z1)을 따라 서로 같은 방향으로 연장된 탭(T2,T3)을 포함하는 제2, 제3 셀(B2,B3) 사이에서 제2 축(Z2)을 따라 연장되는 제2 회로체(C2)와, 제1, 제2 회로체(C1,C2)를 서로 연결하도록 제1 축(Z1)을 따라 연장되는 제3 회로체(C3)를 포함하며, 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3) 중에서 적어도 어느 하나의 회로체(C1,C2,C3)는, 경성회로기판을 포함하고, 상기 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3) 중에서 또 다른 적어도 어느 하나의 회로체(C1,C2,C3)는, 연성회로기판을 포함한다.
본 발명의 배터리 팩은, 제1 축(Z1)을 따라 배열된 다수의 셀(B1,B2,B3)을 포함할 수 있으며, 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 팩은, 제1 축(Z1)을 따라 배열된 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3)을 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 배터리 팩은, 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3)을 포함하는 다수의 셀(B1,B2,B3)을 포함할 수 있으며, 이하에서 설명되는 기술적 내용은, 배터리 팩에 구비되는 셀(B1,B2,B3)의 개수에 한정되지 않는다.
상기 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3) 각각은, 전극 조립체(미도시)와, 전극 조립체를 밀봉하는 외장재와, 전극 조립체로부터 외장재의 외부로 인출되는 탭(T1,T2,T3)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 탭(T1,T2,T3)은, 전극 조립체와 외장재를 포함하는 셀 본체로부터 외부로 연장될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 팩은, 제1 축(Z1)을 따라 배열된 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3)을 포함할 수 있으며, 상기 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3)은, 제1 축(Z1)을 따라 연장되는 제1 내지 제3 탭(T3)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3)은, 제1 축(Z1)을 따라 일 열로 배열될 수 있으며, 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3)은, 제1 축(Z1)을 따르는 탭(T1,T2,T3)의 연장 방향을 따라 서로 마주하는 방향으로 배열되거나 또는 서로 같은 방향으로 배열될 수 있다. 보다 구체적으로, 서로 이웃하는 제1, 제2 셀(B1,B2)은, 서로 마주하는 방향으로 연장되는 제1, 제2 탭(T1,T2)을 갖도록, 서로 마주하는 배향으로 배치될 수 있고, 서로 이웃하는 제2, 제3 셀(B2,B3)은, 서로 같은 방향으로 연장되는 제2, 제3 탭(T2,T3)을 갖도록, 서로 같은 배향으로 배치될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3)은, 회로 조립체(CA)를 통하여 서로 전기적으로 연결될 수 있으며, 회로 조립체(CA)를 통하여 외부 충전기로부터 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3)을 향하여 충전 전류가 입력되거나 또는 회로 조립체(CA)를 통하여 외부 부하를 향하여 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3)의 방전 전류가 출력될 수 있다. 즉, 상기 회로 조립체(CA)는, 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3)과 외부 충전기 사이를 연결하거나 또는 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3)과 외부 부하 사이를 연결할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 회로 조립체(CA)는, 서로 이웃하는 제1, 제2 셀(B1,B2) 사이에 배치되는 제1 회로체(C1)와, 서로 이웃하는 제2, 제3 셀(B2,B3) 사이에 배치되는 제2 회로체(C2)와, 제2 셀(B2)을 사이에 두고 배치된 제1, 제2 회로체(C1,C2)를 서로 전기적으로 연결해주는 제3 회로체(C3)를 포함할 수 있다. 상기 제1, 제2 회로체(C1,C2)는 서로 이웃하는 셀(C1,C2,C3) 사이에 배치된다는 점에서, 그러니까, 제1, 제2 회로체(C1,C2)는 각각 서로 이웃하는 제1, 제2 셀(B1,B2) 사이와, 서로 이웃하는 제2, 제3 셀(B2,B3) 사이에 배치된다는 점에서, 서로 유사한 물리적 배치를 가질 수 있다. 그러나, 상기 제1, 제2 회로체(C1,C2)는, 전기적으로 서로 연결하는 대상이 다르다는 점에서, 서로 상이한 전기적 연결을 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 회로체(C1)는 제1 축(Z1)을 따라 서로 마주하게 연장되는 제1, 제2 탭(T1,T2)을 연결하면서, 제1, 제2 셀(B1,B2)을 서로 전기적으로 연결해줄 수 있다. 즉, 상기 제1 회로체(C1)는, 제1 회로체(C1)를 향하여 마주하도록 연장되는 제1, 제2 탭(T1,T2)과 연결되면서, 제1, 제2 셀(B1,B2)을 전기적으로 연결해줄 수 있다. 이와 달리, 상기 제2 회로체(C2)는 제1 축(Z1)을 따라 서로 같은 방향으로 연장되는 제2, 제3 탭(T2,T3) 중에서, 제1 회로체(C1)에 연결된 제2 탭(T2)을 제외하고, 제3 탭(T3)과 연결되면서, 제3 셀(B3)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 같이, 상기 제1, 제2 회로체(C1,C2)는, 서로 이웃하는 제1, 제2 셀(B1,B2) 사이 또는 서로 이웃하는 제2, 제3 셀(B2,B3) 사이에 배치된다는 점에서는 유사하지만, 제1 회로체(C1)는, 제1 회로체(C1)의 양편으로 배치된 제1, 제2 셀(B1,B2)과 모두 전기적인 연결을 형성하는 반면에, 제2 회로체(C2)는 제2 회로체(C2)의 양편으로 배치된 제2, 제3 셀(B2,B3) 중에서 택일적으로 제3 셀(B3)과 전기적인 연결을 형성한다는 점에서, 서로 상이하다.
상기 제1 회로체(C1)는, 제1, 제2 셀(B1,B2)과 전기적인 연결을 형성하고, 제2 회로체(C2)는 제3 셀(B3)과 전기적인 연결을 형성하는 한편으로, 이들 제1, 제2 회로체(C1,C2)가 서로 연결되면서, 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3)의 전류가 하나의 충방전 패스 상으로 취합될 수 있다. 즉, 제1, 제2 셀(B1,B2)과 전기적인 연결을 형성하는 제1 회로체(C1)와, 제3 셀(B3)과 전기적인 연결을 형성하는 제2 회로체(C2)는, 제1, 제2 회로체(C1,C2) 사이를 연결하는 제3 회로체(C3)를 통하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제3 회로체(C3)는 제2 셀(B2)을 사이에 두고 배치된 제1, 제2 회로체(C1,C2)를 전기적으로 연결할 수 있으며, 제2 셀(B2)을 가로질러 연장되면서, 제1, 제2 회로체(C1,C2)에 연결되는 양단부를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제3 회로체(C3)가 제2 셀(B2)을 가로질러 연장된다는 것은, 상기 제3 회로체(C3)가 제2 셀(B2)의 주된 면을 가로질러 연장된다기 보다는, 제2 셀(B2)의 측면을 가로질러 연장된다는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 셀(B2)이 대략 육면체 형상으로 형성된다고 할 때, 상기 주된 면이란 6면 중에서 가장 넓은 면적을 차지하는 면을 의미할 수 있고, 상기 측면이란 상기 주된 면과 연결된 상대적으로 좁은 면적을 차지하는 면을 의미할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 측면이란 주된 면과 연결된 면들 중에서, 제2 탭(T2)이 인출되는 전면 및 그 반대되는 배면을 제외한 면을 의미할 수 있다.
상기 제3 회로체(C3)는, 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3)이 배열된 제1 축(Z1)을 따라 연장될 수 있으며, 제2 축(Z2)을 따라 배치된 제1, 제2 회로체(C1,C2)의 일 단부를 가로질러 연장되면서, 제1, 제2 회로체(C1,C2)의 일 단부에 연결되는 양단부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1, 제2 회로체(C1,C2)에 연결되는 제3 회로체(C3)의 양단부란, 제1 축(Z1)을 따라 제3 회로체(C3)의 일단부와 타단부를 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)는, 제1 축(Z1) 또는 제2 축(Z2)을 따라 연장될 수 있으며, 제1 축(Z1) 또는 제2 축(Z2) 중에서 어느 일 축을 따라 배타적으로 연장될 수 있다. 여기서, 제2 축(Z2)이란 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3)이 배열된 제1 축(Z1)과 교차하는 방향으로, 본 발명의 일 실시형태에서, 제1 축(Z1)과 수직으로 교차하는 방향을 의미할 수 있다. 상기 제1 축(Z1)은, 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3)이 배열된 방향을 의미할 수 있고, 상기 제2 축(Z2)은, 제1 축(Z1)과 수직으로 교차하는 방향을 의미할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3)은, 대략 육면체 형상을 갖는 각형 셀로 마련될 수 있으며, 상기 제1, 제2 축(Z1,Z2)은, 이러한 각형 셀에서 일 모서리를 통하여 서로에 대해 맞닿은 서로 다른 두 면이 연장되는 방향을 의미할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1 축(Z1)은 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3)의 측면과 나란한 방향을 의미할 수 있고, 상기 제2 축(Z2)은 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3) 중에서, 제1 내지 제3 탭(T3)이 인출되는 전면 또는 그 반대되는 배면과 나란한 방향을 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)가 제1 축(Z1) 또는 제2 축(Z2) 중에서 어느 일 축을 따라 배타적으로 연장된다는 것은, 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)가 제1 축(Z1) 또는 제2 축(Z2) 중에서 택일적으로 어느 일 축을 따라 길게 연장되는 띠 형태로 형성된다는 것을 의미할 수 있다. 여기서, 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)가 제1 축(Z1) 또는 제2 축(Z2) 중에서 어느 일 축을 따라 배타적으로 연장된다고 하더라도, 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)가 모두 같은 제1 축(Z1) 또는 모두 같은 제2 축(Z2)을 따라 연장되지는 않을 수 있다. 상기 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)는, 서로 간의 전기적인 연결을 위하여, 예를 들어, 충, 방전 패스가 서로 연결되도록, 서로에 대해 결합될 수 있으며, 이를 위해, 상기 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3) 중에서 적어도 어느 일 회로체(C1,C2,C3)는 제1 축(Z1)을 따라 연장되며, 적어도 하나의 다른 회로체(C1,C2,C3)는 제2 축(Z2)을 따라 연장되면서, 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3) 간의 결합을 형성할 수 있다.
상기 제1 축(Z1) 또는 제2 축(Z2) 중에서 어느 일 축을 따라 연장되는 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)는, 서로에 대해 결합되면서 하나의 회로 조립체(CA)를 형성할 수 있다. 여기서, 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)가 서로에 대해 결합되면서 하나의 회로 조립체(CA)를 형성한다는 것은, 제1 축(Z1) 및 제2 축(Z2)을 따라 절곡된 형태로 형성되는 회로 조립체(CA)는 서로 공통의 기반을 갖는 일체적인 형태로 형성되지 않고, 각각 개별적으로 형성된, 그러니까, 서로 다른 기반을 갖는 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)의 결합을 통하여 제1 축(Z1) 및 제2 축(Z2)을 따라 절곡된 형태의 회로 조립체(CA)를 형성한다는 것을 의미할 수 있다. 본 명세서를 통하여, 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3) 또는 회로 조립체(CA)의 기반이란, 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3) 또는 회로 조립체(CA)의 기반을 형성하는 절연기판 또는 절연필름을 의미할 수 있으며, 이러한 절연기판 또는 절연필름 상에 도전패턴층을 형성함으로써, 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3) 또는 회로 조립체(CA)가 형성될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 본 발명에서는 서로 다른 제1 축(Z1) 및 제2 축(Z2)을 따라 일체로 형성된 회로 조립체(CA)를 형성하기 보다는, 각각 일 축을 따라 띠 형태로 형성된 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)의 결합을 통하여, 서로 다른 제1 축(Z1) 및 제2 축(Z2)을 따라 절곡된 형태의 회로 조립체(CA)를 형성함으로써, 소재의 낭비를 막고 제조비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)는, 어느 일 셀을 둘러싸는 형태로 배열되면서, 서로에 대해 결합될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)는, 제1 축(Z1)을 따라 배열된 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3) 중에서, 중간 위치에 배치된 제2 셀(B2)을 둘러싸는 형태로 배치될 수 있으며, 제2 셀(B2)의 주변을 둘러싸는 형태로 배치되면서, 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3)을 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)를 포함하는 회로 조립체(CA)는, 전체적으로 서로 다른 제1, 제2 축(Z1,Z2)을 따라 연장되는 절곡된 형태를 가질 수 있고, 회로 조립체(CA)를 형성하는 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3) 각각은, 제1 축(Z1) 또는 제2 축(Z2) 중에서 어느 일 축을 따라 연장되며, 제1 축(Z1) 및 제2 축(Z2)을 따라 연장되는 절곡된 형태를 갖지 않을 수 있다. 이하에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1, 제2 회로체(C1,C2)는, 제2 축(Z2)을 따르는 띠 형태로 형성될 수 있고, 상기 제3 회로체(C3)는, 제1 축(Z1)을 따르는 띠 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3) 각각은, 일 축을 따라 길게 연장되는 띠 형태로 형성되며, 제1 축(Z1)을 따르는 부분과 제2 축(Z2)을 따르는 부분을 모두 포함하여, 전체적으로 절곡된 형태를 갖지 않을 수 있다. 이와 같이, 본 발명에서는, 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)가 제1 축(Z1) 또는 제2 축(Z2) 중 어느 일 축을 따르는 띠 형태로 형성됨으로써, 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)를 포함하는 회로 조립체(CA)의 제조비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3) 중에서 적어도 어느 하나의 회로체(C1,C2,C3)는, 모 기판로부터 단위 크기로 컷팅한 절연기판을 기반으로 하여, 형성될 수 있다. 이때, 상기 회로체(C1,C2,C3)는, 일 축을 따라 연장되는 띠 형태로 형성됨으로써, 모 기판으로부터 낱개의 절연기판을 커팅할 때 낭비되는 스크랩을 줄일 수 있다. 도 3에 도시된 본 발명과 대비되는 비교예에서와 같이, 상기 제1 내지 제3 회로체(C1`,C2`,C3`)를 포함하는 회로 조립체(CA`)를 일체로 형성된 한 장의 절연기판을 기반으로 형성할 경우, 회로 조립체(CA`)의 기반을 형성하는 한 장의 절연기판은, 제1 축(Z1) 및 제2 축(Z2)을 따르는 절곡된 형태로 형성될 필요가 있고, 이에 따라, 절연기판의 커팅시에 낭비되는 스크랩의 발생으로, 제조비용이 증가될 수 있다. 예를 들어, 모 기판으로부터 제1 축(Z1)을 따라 연장되는 부분과 제2 축(Z2)을 따라 연장되는 부분을 포함하는 절곡된 형태의 절연기판을 커팅하면서, 제1 축(Z1)을 따라 연장되는 부분과 제2 축(Z2)을 따라 연장되는 부분에 의해 둘러싸인 내측 부분은, 효용이 없는 스크랩으로 낭비될 수 있으며, 이에 따라, 도 3에 도시된 비교예에서는 제1 축(Z1)과 제2 축(Z2)을 따라 절곡된 형태의 절연기판을 형성하면서, 낭비되는 스크랩으로 인하여 제조비용이 증가할 수 있다. 또한, 제1 축(Z1) 및 제2 축(Z2)을 따라 절곡된 형태의 절연기판에서는 상대적으로 취약한 절곡된 모서리 부분에서 크랙이 발생될 수 있다. 보다 구체적으로, 경질의 절연기판이 외력에 의해 뒤틀림으로 휘어지면서 절곡된 모서리 부분에서 크랙이 발생될 수 있다.
본 발명에서는, 제1 축(Z1) 또는 제2 축(Z2) 중에서 어느 일 축을 따라 연장되는 띠 형태의 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)를 각각 형성하면서, 이들 일 축을 따라 연장되는 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)를 결합한 형태의 회로 조립체(CA)를 형성함으로써, 제1 축(Z1) 및 제2 축(Z2)을 따라 연장되는 절곡된 형태의 회로 조립체(CA)를 형성할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)를 포함하는 회로 조립체(CA)는, 적어도 하나의 경성회로기판과 적어도 하나의 연성회로기판을 포함할 수 있는데, 상대적으로 크랙에 취약한 경성회로기판이 서로에 대해 결합되지 않도록, 즉, 경성회로기판과 연성회로기판이 서로에 대해 결합되도록 하며, 경성회로기판끼리는 서로에 대해 결합되지 않도록, 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)를 형성하는 경성회로기판과 연성회로기판의 조합을 적절하게 설계할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 실시형태에서, 경성회로기판으로 형성된 제1, 제2 회로체(C1,C2)는, 연성회로기판으로 형성된 제3 회로체(C3)를 통하여 서로 연결될 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 모 기판으로부터의 커팅시 발생되는 스크랩으로 인한 소재 낭비와, 제1, 제2 축(Z1,Z2)을 따라 절곡된 모서리 부분에서 크랙의 발생은, 연성회로기판 보다는 경성회로기판에서 보다 두드러지게 발생될 수 있다. 예를 들어, 상기 경성회로기판은 상대적으로 경질의 절연기판을 기반으로 형성되며, 상기 연성회로기판은 상대적으로 연질의 절연필름을 기반으로 형성될 수 있는데, 모 기판으로부터 낱개의 절연기판을 커팅하는 과정에서 발생되는 스크랩으로 인한 비용의 낭비(경성회로기판에서의 비용 낭비)가, 모 필름으로부터 낱개의 절연필름을 커팅하는 과정에서 발생되는 스크랩으로 인한 비용의 낭비(연성회로기판에서의 비용 낭비) 보다 많을 수 있고, 상대적으로 경질의 절연기판의 절곡된 모서리 부분에서 크랙의 발생(경성회로기판에서의 크랙의 발생)이, 상대적으로 연질의 절연필름의 절곡된 모서리 부분에서 크랙의 발생(연성회로기판에서의 크랙의 발생) 보다 빈번하게 나타날 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3) 각각은, 경성회로기판 또는 연성회로기판 중에서 어느 하나의 회로기판으로 형성될 수 있는데, 스크랩으로 인한 비용의 낭비와 절곡된 모서리 부분에서 크랙의 발생을 고려하여, 경성회로기판과 경성회로기판이 서로 맞닿지 않도록, 그러니까, 경성회로기판끼리 서로 맞닿지 않도록, 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)에서 경성회로기판과 연성회로기판의 조합을 적정하게 설계할 수 있다. 예를 들어, 경성회로기판으로 형성된 회로체(C1,C2,C3)와 경성회로기판으로 형성된 회로체(C1,C2,C3)는 서로 이웃하지 않도록 설계될 수 있다. 도 2에 도시된 실시형태에서, 경성회로기판으로 형성된 제1, 제2 회로체(C1,C2)는 서로 직접 연결되지 않으며, 연성회로기판으로 형성된 제3 회로체(C3)를 개재하여 서로 연결될 수 있다. 다만, 경성회로기판의 경우와 달리, 연성회로기판과 연성회로기판은 서로 맞닿더라도, 그러니까, 연성회로기판끼리는 서로 맞닿더라도 스크랩으로 인한 비용의 낭비와 절곡된 모서리 부분에서 크랙의 발생이 적어도 경성회로기판 보다는 적기 때문에, 연성회로기판과 연성회로기판은 서로 맞닿도록 설계될 수 있다.
스크랩으로 인한 소재 낭비와 절곡된 모서리 부분에서의 크랙 발생에서, 연성회로기판은 적어도 경성회로기판 보다는 유리한 특성을 갖기 때문에, 연성회로기판으로 형성된 이웃한 두 개의 회로체(C1,C2,C3)는 일체로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 본 발명의 다른 실시형태에 관한 도 4를 참조하면, 제1 회로체(C11)는 경성회로기판으로 형성될 수 있고, 제2, 제3 회로체(C21,C31)는 연성회로기판으로 형성될 수 있는데, 연성회로기판으로 형성된 제2, 제3 회로체(C21,C31)는 서로 개별적으로 형성되어 서로에 대해 결합될 수 있고, 또는, 연성회로기판으로 형성된 제2, 제3 회로체(C21,C31)는 서로 일체로 형성될 수도 있다. 이러한 관점에서, 제1 내지 제3 회로체(C11,C21,C31)를 포함하는 회로 조립체(CA1)가 각각 개별적으로 형성된 제1 내지 제3 회로체(C11,C21,C31)의 결합에 의해 형성된다는 것은, 적어도 경성회로기판으로 형성된 회로체(C11)는, 이웃한 다른 회로체(C21,C31)와는 별개로 형성된다는 것을 의미할 수 있으며, 연성회로기판으로 형성된 이웃한 두 개의 회로체(C21,C31)는 일체로 형성될 수도 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3) 각각은, 경성회로기판 또는 연성회로기판 중 적어도 어느 하나의 회로기판을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 경성회로기판은, 상대적으로 경질의 절연기판을 기반으로 하여, 절연기판 상에 도전패턴층이 형성된 구조를 가질 수 있다. 상기 연성회로기판은, 상대적으로 연질의 절연필름을 기반으로 하여, 절연필름 상에 도전패턴층이 형성된 구조를 가질 수 있으며, 가요성을 제공할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)를 포함하는 회로 조립체(CA)는, 적어도 하나의 경성회로기판과 적어도 하나의 연성회로기판을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 실시형태에서, 상기 제1, 제2 회로체(C1,C2)는 경성회로기판으로 형성될 수 있으며, 제1, 제2 회로체(C1,C2)를 연결하는 제3 회로체(C3)는 연성회로기판으로 형성될 수 있다. 다만, 본 발명의 다양한 실시형태에서, 상기 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)의 구성은, 도 2에 도시된 바에 의해 한정되지 않으며, 도 4 및 도 5에 도시된 또 다른 실시형태를 포함하여, 다양하게 변형될 수 있다.
도 4에 도시된 본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 제1 회로체(C11)는 경성회로기판으로 형성될 수 있고, 상기 제2, 제3 회로체(C21,C31)는 연성회로기판으로 형성될 수 있다. 도 4에 도시된 실시형태에서, 상기 제2, 제3 회로체(C21,C31)는 각각 개별적으로, 제2 축(Z2) 및 제1 축(Z1)을 따라 연장되는 띠 형태로 형성되어 서로에 대해 결합될 수 있다.
도 5에 도시된 본 발명의 또 다른 실시형태에서, 상기 제1, 제2 회로체(C12,C22)는 연성회로기판으로 형성될 수 있고, 상기 제3 회로체(C32)는 경성회로기판으로 형성될 수 있다. 상기 제1 내지 제3 회로체(C12,C22,C32)는 각각 개별적으로 형성되어 서로에 대해 결합되면서, 회로 조립체(CA2)를 형성할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다양한 실시형태에서, 상기 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)를 포함하는 회로 조립체(CA)는, 구체적인 설계에 따라 다양한 경성회로기판과 연성회로기판의 조합으로 형성될 수 있다. 여기서, 경성회로기판(제1 내지 제3 회로체 C1,C2,C3 중에서 경성회로기판으로 형성된 회로체 C1,C2,C3)은, 상대적으로 지지 강도가 높고 안정적인 기반을 제공할 수 있으므로, 연성회로기판(제1 내지 제3 회로체 C1,C2,C3 중에서 연성회로기판으로 형성된 회로체 C1,C2,C3) 보다 많은 개수의 도전패턴층을 포함할 수 있고, 외부 기기에 접속되는 커넥터(CN)가 연결될 수 있다. 즉, 상기 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)를 포함하는 회로 조립체(CA)에는, 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3)과 외부 부하, 또는 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3)과 외부 충전기 사이를 연결해주기 위한 커넥터(CN)가 연결될 수 있는데, 상기 커넥터(CN)는 안정적인 지지 기반을 제공하는 경성회로기판(제1 내지 제3 회로체 C1,C2,C3 중에서 경성회로기판으로 형성된 회로체 C1,C2,C3)에 연결될 수 있다. 이와 같이, 안정적인 지지 기반을 제공하는 경성회로기판에는 커넥터(CN)가 연결됨과 함께, 연성회로기판 보다 많은 개수의 도전패턴층(예를 들어, 4층 또는 6층)이 형성될 수 있고, 보다 많은 전자소자들이 안정적으로 장착될 수 있으므로, 상기 경성회로기판(제1 내지 제3 회로체 C1,C2,C3 중에서 경성회로기판으로 형성된 회로체 C1,C2,C3)은, 전체 회로 조립체(CA)를 제어하는 보호회로로 기능할 수 있다. 그리고, 상대적으로 지지 강도가 떨어지는 연성회로기판(제1 내지 제3 회로체 C1,C2,C3 중에서 연성회로기판으로 형성된 회로체 C1,C2,C3)에는, 경성회로기판 보다 적은 개수의 도전패턴층(예를 들어, 2층)이 형성될 수 있고, 이러한 연성회로기판은, 경성회로기판끼리를 연결해주거나 또는 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3) 중 적어도 하나의 셀(B1,B2,B3)과 경성회로기판을 연결해주는 배선으로 기능할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시형태에서, 상기 경성회로기판은, 서로 다른 위치의 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3) 중에 적어도 어느 하나의 회로체(C1,C2,C3)를 형성할 수 있고, 이때, 경성회로기판으로 형성된 회로체(C1,C2,C3)는, 전체 회로 조립체(CA)를 제어하는 보호회로로 기능함과 동시에, 외부 부하 또는 외부 충전기(외부 기기)와 접속되는 커넥터(CN)의 연결 위치를 제공하므로, 서로 다른 위치의 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3) 중에서 적정의 회로체(C1,C2,C3)를 경성회로기판으로 형성함으로써, 회로 조립체(CA)의 배치에 관한 설계 자유도를 높일 수 있고, 외부 부하 또는 외부 충전기(외부 기기)와의 연결이 효율적으로 이루어질 수 있다.
도 6에는 도 2에 도시된 배터리 팩의 변형된 실시형태가 도시되어 있다. 도 7에는 도 6의 E 부분에 관한 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 8a 및 도 8b에는 도 7에 도시된 일부에 관한 평면도 및 도 8a의 VIIIb-VIIIb 선을 따라 취한 단면도가 각각 도시되어 있다.
도면들을 참조하면, 상기 제2 회로체(C21)는, 제3 탭(T3)과 연결되는 접속패드(P)를 포함할 수 있다. 상기 제2 회로체(C21)의 접속패드(P) 상에는, 제3 탭(T3)이 놓여질 수 있고, 서로 겹쳐지게 배치된 제2 회로체(C21)의 접속패드(P)와 제3 탭(T3)은, 서로에 대해 용접 결합될 수 있다. 도시되어 있지는 않지만, 제2 회로체(C21)와 유사하게, 상기 제1 회로체(C11)는, 제1, 제2 탭(T1,T2)과 연결되는 접속패드를 포함할 수 있고, 제1 회로체(C11)의 접속패드 상에 놓여진 제1, 제2 탭(T1,T2)은, 제1 회로체(C11)의 접속패드 상에 용접 결합될 수 있다.
상기 접속패드(P) 상에서는, 접속패드(P)와 제3 탭(T3) 간의 용접이 수행되므로, 용접이 수행되는 접속패드(P)의 주변으로는, 용접 열에 의한 단락을 방지하기 위한 단락 방지 구조가 적용될 수 있다. 다만, 이러한 접속패드(P) 주변으로 형성되는 단락 방지 구조는, 해당 접속패드(P)가 형성된 제1 내지 제3 회로체(C11,C21,C31)의 구체적인 구조, 그러니까, 해당 접속패드(P)가 형성된 제1 내지 제3 회로체(C11,C21,C31)가 경성회로기판으로 형성되었는지 또는 연성회로기판으로 형성되었는지에 따라 적용될 수 있으며, 상대적으로 연질로 형성되어 용접 열에 취약한 연성회로기판(연성회로기판으로 형성된 회로체 C11,C21,C31)에 대해 우선적으로 적용될 수 있다.
도 6 내지 8b에 도시된 실시형태에서, 상기 제2 회로체(C21)는 연성회로기판으로 형성될 수 있으며, 이러한 제2 회로체(C21)의 접속패드(P) 주변으로는 단락 방지 구조가 적용될 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 회로체(C21)의 두께 방향을 따라 상기 접속패드(P)는, 제1 도전패턴층(L1)과 연결될 수 있고, 제1 도전패턴층(L1)은, 절연층(L3)을 사이에 두고 제2 도전패턴층(L2)과 이웃하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2 회로체(C21)는, 두께 방향을 따라 상면으로 노출된 접속패드(P)와, 접속패드(P)와 연결된 제1 도전패턴층(L1)과, 절연층(L3)과, 제2 도전패턴층(L2)이 순차적으로 적층된 구조로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제2 도전패턴층(L2)은, 접속패드(P)와 대응되는 위치에 형성된 고립부(I)와 절연 갭(G)을 사이에 두고 고립부(I)로부터 이격된 우회부(M)를 포함할 수 있다.
상기 고립부(I)는, 접속패드(P)와 대응되는 위치에 형성되어, 접속패드(P) 및 접속패드(P)와 연결된 제1 도전패턴층(L1)으로부터 전달되는 용접 열에 의해 제1 도전패턴층(L1)과 단락될 수 있다. 즉, 상기 고립부(I)는 절연층(L3)에 의해 제1 도전패턴층(L1)으로부터 절연되어 있더라도, 용접 열에 의해 상기 절연층(L3)이 용융되면서 제1 도전패턴층(L1)과 단락될 수 있다. 이에, 본 발명에서는, 제1 도전패턴층(L1)과의 단락 우려가 있는 고립부(I)를 제2 도전패턴층(L2)의 나머지(우회부 M)로부터 분리시킴으로써, 고립부(I)의 단락시에도 제2 도전패턴층(L2)의 나머지(우회부 M)를 통하여 정상적인 제2 도전패턴층(L2)의 기능이 가능할 수 있으며, 제1 도전패턴층(L1)과는 절연된 상태를 유지하며, 제1 도전패턴층(L1)과는 다른 전류나 신호를 소통시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 절연 갭(G)을 통하여 고립부(I)와 우회부(M) 간의 전기적인 연결을 차단함으로써, 고립부(I)의 단락시에도 고립부(I)와 절연된 상태에서 고립부(I)를 우회하는 우회부(M)를 통하여 정상적인 제2 도전패턴층(L2)의 기능이 가능하며, 제1 도전패턴층(L1)과 절연된 상태를 유지할 수 있다.
상기 고립부(I)의 구체적인 구조에 대해, 상기 고립부(I)는, 고립부(I)를 둘러싸는 절연 갭(G)에 의해 우회부(M)로부터 전기적으로 분리될 수 있다. 즉, 상기 절연 갭(G)은 고립부(I)를 전체적으로 둘러쌀 수 있으며, 고립부(I)를 완전히 둘러싸는 폐루프 형태로 형성될 수 있다. 다만, 본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 접속패드(P)는, 제2 회로체(C21)의 가장자리 위치, 그러니까, 외부와 접한 제2 회로체(C21)의 가장자리 위치에 형성될 수 있으며, 이에 따라, 상기 접속패드(P)와 대응되는 위치에 형성되는 고립부(I) 역시 가장자리 위치에 배치되어, 외부와 접하는 고립부(I)의 일 측으로는, 상기 절연 갭(G)이 형성되지 않을 수 있다. 이때, 상기 절연 갭(G)은 고립부(I)의 내측을 따라 연장될 수 있으며, 고립부(I)의 전체를 둘러싸는 폐루프 형태가 아닌, 고립부(I)의 내측을 따라 연장되며, 외측을 향하여 개방된 형태로 형성될 수 있다.
상기 절연 갭(G)을 통하여 고립부(I)로부터 분리된 우회부(M)는, 제2 도전패턴층(L2)에서 고립부(I)를 배제한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 우회부(M)는, 상기 고립부(I)를 피하여 우회하는 형태로 형성될 수 있다. 상기 우회부(M)는, 상기 접속패드(P)와 대응되는 위치에서는 고립부(I)를 피하여 우회하는 형태로 형성되며, 접속패드(P)가 형성되지 않은 위치에서는, 제1 도전패턴층(L1)과 같이, 온전한 폭으로 나란하게 연장될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 고립부(I)와 우회부(M)는, 상대적으로 연질의 연성회로기판으로 형성된 제2 회로체(C21)에 형성될 수 있으며, 상대적으로 경질의 경성회로기판으로 형성된 제1 회로체(C11)에는 고립부(I)와 우회부(M)가 형성되지 않을 수 있다. 즉, 접속패드(P)에 가해지는 용접 열에 의한 단락은, 경질의 경성회로기판 보다는 용접 열에 취약한 연질의 연성회로기판에서 두드러지게 나타날 수 있으므로, 경성회로기판에는 고립부(I)와 우회부(M)를 형성하지 않을 수 있다. 또한, 제1, 제2 회로체(C11,C21)를 연결하면서 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3)과 직접적인 연결을 형성하지 않는, 그러니까, 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3)과의 연결을 위한 접속패드(P)가 형성되지 않은, 제3 회로체(C31)에도 고립부(I)와 우회부(M)가 형성되지 않을 수 있다. 다만, 본 발명의 다양한 실시형태에서, 상기 제1 회로체(C11)에 대해서도, 제2 회로체(C21)와 유사한 형태로, 접속패드(P)와 대응되는 위치에 고립부(I)가 형성될 수 있고, 절연 갭(G)을 사이에 두고 고립부(I)로부터 절연된 우회부(M)가 형성될 수 있다.
도 9에는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 배터리 팩의 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 10에는 도 9에 도시된 배터리 팩의 일부에 관한 사시도가 도시되어 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 배터리 팩은, 다수의 셀(B1,B2,B3)과, 상기 다수의 셀(B1,B2,B3)과 전기적으로 연결된 다수의 회로체(C1,C2,C3)를 떠받쳐 지지해주기 위한 프레임(F)을 포함할 수 있다. 상기 프레임(F)에는, 다수의 셀(B1,B2,B3)이 배치되는 셀 영역(FB)과, 상기 셀 영역(FB)과 인접한 위치에 형성되어 다수의 회로체(C1,C2,C3)가 배치되는 회로 영역(FC)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 회로 영역(FC)은, 서로 이웃한 셀 영역(FB) 사이에 형성되는 회로 영역(FC)과, 적어도 어느 하나의 셀 영역(FB, 예를 들어, 제2 셀 B2이 배치된 셀 영역 FB)을 가로질러 형성되는 또 다른 회로 영역(FC)을 포함할 수 있다.
상기 다수의 셀(B1,B2,B3)과 다수의 회로체(C1,C2,C3)는, 프레임(F) 상의 셀 영역(FB) 및 회로 영역(FC) 상에 각각 안착될 수 있으며, 다수의 셀(B1,B2,B3)과 다수의 회로체(C1,C2,C3)가 안착된 프레임(F) 상에는 라벨 시트(S1,S2)가 부착되어, 다수의 셀(B1,B2,B3) 및 다수의 회로체(C1,C2,C3)와 프레임(F) 사이를 견고하게 결속시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 라벨 시트(S1,S2)는 프레임(F)의 상하 양편으로 부착되는 제1, 제2 라벨 시트(S1,S2)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1 라벨 시트(S1)는, 프레임(F) 상에 안착된 다수의 셀(B1,B2,B3) 및 다수의 회로체(C1,C2,C3)를 향하여 부착될 수 있고, 상기 제2 라벨 시트(S2)는 다수의 셀(B1,B2,B3) 및 다수의 회로체(C1,C2,C3)를 떠받쳐 지지해주는 프레임(F)을 향하여 부착될 수 있다. 상기 제1, 제2 라벨 시트(S1,S2)는, 프레임(F)의 상하 양편에서 프레임(F) 상에 안착된 다수의 셀(B1,B2,B3) 및 다수의 회로체(C1,C2,C3)와 프레임(F) 사이를 견고하게 결속시켜줄 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 프레임(F) 상에 안착된 다수의 셀(B1,B2,B3) 및 다수의 회로체(C1,C2,C3)를 향하여 부착되는 제1 라벨 시트(S1)에는 이형지 조각(10,20)이 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 라벨 시트(S1)는, 다수의 셀(B1,B2,B3) 및 다수의 회로체(C1,C2,C3)를 향하는 접착면(A)과, 상기 접착면(A)과 반대되는 비접착면(NA)을 포함할 수 있는데, 상기 이형지 조각(10,20)은, 제1 라벨 시트(S1)의 접착면(A) 상에 배치되어, 제1 라벨 시트(S1)와 다수의 셀(B1,B2,B3)이나 다수의 회로체(C1,C2,C3) 사이의 불안정한 접착을 차단할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 이형지 조각(10,20)은, 다수의 셀(B1,B2,B3) 및 다수의 회로체(C1,C2,C3) 사이의 불연속적인 면과 제1 라벨 시트(S1) 간의 불안정한 접착을 차단함으로써, 다수의 셀(B1,B2,B3) 및 다수의 회로체(C1,C2,C3) 사이의 불연속적인 면에 대해 제1 라벨 시트(S1)가 붙었다가 떨어지면서 발생되는 접착 소음을 방지할 수 있다. 여기서, 상기 불연속적인 면 이란, 서로 이웃한 셀(B1,B2,B3)과 회로체(C1,C2,C3)의 경계에서 연속적으로 이어지지 않고 단절된 형태 또는 단차진 형태로 나타나는 프로파일을 의미할 수 있고, 예를 들어, 제1, 제2 셀(B1,B2) 사이에 개재된 제1 회로체(C1)를 중심으로, 제1, 제2 셀(B1,B2)의 변부까지 연장되거나 또는 제2, 제3 셀(B2,B3) 사이에 개재된 제2 회로체(C2)를 중심으로, 제2, 제3 셀(B2,B3)의 변부까지 연장되거나 또는 제3 회로체(C3)로부터 제2 셀(B2)의 변부까지 연장되는 불연속적인 프로파일을 의미할 수 있다.
상기 이형지 조각(10,20)은, 상기 제1 라벨 시트(S1) 중에서 다수의 셀 및 다수의 회로체(C1,C2,C3)를 향하는 접착면(A) 상에 부착될 수 있으며, 제1 라벨 시트(S1)와, 다수의 셀(B1,B2,B3) 및 다수의 회로체(C1,C2,C3) 사이의 불연속적인 면 사이에서 이들 간의 접착을 차단할 수 있다. 상기 이형지 조각(10,20)은, 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)를 포함하는 회로 조립체(CA)를 따라 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 이형지 조각(10,20)은 제1 축(Z1)을 따라 배열된 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3) 중에서, 중간 위치에 배치된 제2 셀(B2)을 둘러싸도록 제2 셀(B2)의 가장자리를 따라 배치된 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)를 덮으면서, 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)와 인접한 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3)의 변부를 함께 덮어줄 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 이형지 조각(10,20)은, 제1 회로체(C1)와 제3 회로체(C3)의 일부를 덮는 제1 이형지 조각(10)과, 제2 회로체(C2)와 제3 회로체(C3)의 일부를 덮는 제2 이형지 조각(20)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 이형지 조각(10)은, 제1 회로체(C1)와 제1 회로체(C1)를 사이에 두고 인접한 제1, 제2 셀(B1,B2)의 변부를 함께 덮어주는 제1 부분(11)과, 제3 회로체(C3)와 제3 회로체(C3)와 인접한 제2 셀(B2)의 변부를 함께 덮어주는 제2 부분(12)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 이형지 조각(10)의 제1, 제2 부분(11,12)은, 서로 교차하는 제2 축(Z2) 및 제1 축(Z1)을 따라 연장될 수 있으며, 상기 제1, 제2 부분(11,12)은 수직으로 교차하는 방향을 따라 맞닿을 수 있다.
상기 제1 부분(11)에 의해 덮이는 제1, 제2 셀(B1,B2)의 변부는 제1 회로체(C1)를 사이에 두고 인접한 변부로서, 제1, 제2 탭(T1,T2)이 인출되는 변부에 해당될 수 있다. 그리고, 제2 부분(12)에 의해 덮이는 제2 셀(B2)의 변부는 제3 회로체(C3)가 가로질러 연장되는 제2 셀(B2)의 측부에 해당될 수 있다. 상기 제1 이형지 조각(10)의 제1 부분(11)은, 제2 부분(12) 보다 상대적으로 넓은 폭으로 형성될 수 있으며, 제1 부분(11)은 상대적으로 넓은 폭으로 형성되어, 제1 회로체(C1)를 사이에 두고 인접한 제1, 제2 셀(B1,B2)의 변부를 함께 덮어줄 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1 회로체(C1)는, 외부 부하 또는 외부 충전기(외부 기기)와 소통되는 커넥터(CN)의 연결 위치를 제공하며, 전체 회로 조립체(CA)를 제어하는 보호회로로 기능하도록 경성회로기판으로 형성될 수 있으며, 상대적으로 넓은 폭으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상대적으로 넓은 폭으로 형성된 제1 회로체(C1)를 덮어주는 제1 부분(11)도 상대적으로 넓은 폭으로 형성될 수 있으며, 제1 회로체(C1)를 덮어주는 제1 이형지 조각(10)의 제1 부분(11)은, 제1 이형지 조각(10)의 제2 부분(12) 보다 넓은 폭으로 형성되며, 후술하는 제2 이형지 조각(20)의 제1 부분(21)이나 제2 부분(22) 보다 넓은 폭으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 이형지 조각(10)의 제1 부분(11)은, 제1 회로체(C1) 및 제1 회로체(C1) 양편의 제1, 제2 셀(B1,B2)의 변부를 함께 덮도록 상대적으로 넓은 폭으로 형성될 수 있으며, 적어도 제3 회로체(C3) 및 제3 회로체(C3) 일편의 제2 셀(B2)의 변부를 함께 덮어주는 제2 부분(12) 보다는 넓은 폭으로 형성될 수 있다.
상기 제2 이형지 조각(20)은, 제2 회로체(C2)와 제2 회로체(C2)를 사이에 두고 인접한 제2, 제3 셀(B2,B3)의 변부를 함께 덮어주는 제1 부분(21)과, 제3 회로체(C3)와 제3 회로체(C3)와 인접한 제2 셀(B2)의 변부를 함께 덮어주는 제2 부분(22)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제2 이형지 조각(20)의 제1, 제2 부분(21,22)은, 서로 교차하는 제2 축(Z2) 및 제1 축(Z1)을 따라 연장될 수 있으며, 수직으로 교차하는 방향을 따라 맞닿을 수 있다.
상기 제1 부분(21)에 의해 덮이는 제2, 제3 셀(B2,B3)의 변부는 제2 회로체(C2)를 사이에 두고 인접한 변부로서, 서로 같은 방향으로 배치된 제2, 제3 셀(B2,B3)의 배치에 따라, 제1 부분(21)에 의해 덮이는 제2 셀(B2)의 변부는 제2 탭(T2)과 반대되는 변부에 해당될 수 있고, 제1 부분에 의해 덮이는 제3 셀(B3)의 변부는 제3 탭(T3)이 인출되는 변부에 해당될 수 있다. 그리고, 제2 부분(22)에 의해 덮이는 제2 셀(B2)의 변부는 제3 회로체(C3)가 가로질러 연장되는 제2 셀(B2)의 측부에 해당될 수 있다. 이때, 상기 제3 회로체(C3) 및 제3 회로체(C3)와 인접한 제2 셀(B2)의 측부는, 각각 제1 이형지 조각(10)의 제2 부분(12) 및 제2 이형지 조각(20)의 제2 부분(22)에 의해 부분적으로 덮일 수 있고, 상기 제1 이형지 조각(10)의 제2 부분(12) 및 제2 이형지 조각(20)의 제2 부분(22)은, 제3 회로체(C3) 및 제3 회로체(C3)와 인접한 제2 셀(B2)의 측부 중에서 제1 축(Z1)을 따라 서로 다른 부분을 덮어줄 수 있다. 이때, 상기 제1 이형지 조각(10)의 제2 부분(12) 및 제2 이형지 조각(20)의 제2 부분(22)은, 제1 축(Z1)을 따라 유격을 두고 서로 마주할 수 있다. 한편, 상기 제2 이형지 조각(20)의 제1 부분(21)은, 제2 부분(22) 보다 상대적으로 넓은 폭으로 형성될 수 있으며, 제1 부분(21)은 상대적으로 넓은 폭으로 형성되어 제2 회로체(C2)를 사이에 두고 양편의 제2, 제3 셀(B2,B3)의 변부를 함께 덮어줄 수 있다.
상기 이형지 조각(10,20)은, 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)와 함께, 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)와 인접한 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3)을 함께 덮어줌으로써, 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)와 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3) 사이의 불연속적인 면과 제1 라벨 시트(S1) 사이에서 불안정한 접착을 차단하고, 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3)와 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3) 사이의 불연속적인 면에 대해 제1 라벨 시트(S1)가 붙었다가 떨어지면서 발생되는 접착 소음을 방지할 수 있다.
상기 이형지 조각(10,20)은, 제1 라벨 시트(S1)의 접착면(A)을 보호하기 위한 이형지(미도시)의 박리 과정에서, 제1 라벨 시트(S1)로부터 분리되지 않은 이형지(미도시)의 일부로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 라벨 시트(S1)의 부착에서는, 제1 라벨 시트(S1)로부터 이형지(미도시)를 박리하고, 이형지(미도시)가 박리되어 노출된 제1 라벨 시트(S1)의 접착면(A)을, 프레임(F) 상에 안착된 제1 내지 제3 셀(B1,B2,B3)과 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3) 상에 접착하게 된다. 이때, 상기 이형지(미도시)와 함께 박리되지 않고 제1 라벨 시트(S1)의 접착면(A) 상에 부착된 상태로 남아서, 제1 라벨 시트(S1)와 함께 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3) 상을 덮는 이형지 조각(10,20)은, 제1 라벨 시트(S1)의 접착면(A)이 노출되지 않도록 접착면(A)을 가리게 되고, 제1 라벨 시트(S1)가 제1 내지 제3 회로체(C1,C2,C3) 주변의 불연속적인 면과 불안정한 접착을 형성하지 않도록 할 수 있다.
상기 이형지 조각(10,20)은, 제1 라벨 시트(S1)로부터 이형지(미도시)의 박리 과정에서 이형지(미도시) 상에 형성된 절취선을 따라 이형지(미도시)로부터 분리되어 제1 라벨 시트(S1)로부터 박리되지 않고 제1 라벨 시트(S1) 상에 잔존할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 이형지 조각(10,20)은 라운드진 단부를 포함함으로써, 이형지(미도시)로부터의 분리가 원활하게 이루어질 수 있고, 이형지 조각(10,20)의 단부에서 응력이 집중되면서 이형지 조각(10,20)이 손상되는 것이 방지될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시형태에서, 제1, 제2 이형지 조각(10,20)의 제1, 제2 부분(11,12,21,22)의 단부는 라운드지게 형성될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
B1: 제1 셀 B2: 제2 셀
B3: 제3 셀 C1,C11,C12: 제1 회로체
C2,C21,C22: 제2 회로체 C3,C31,C32: 제3 회로체
CA: 회로 조립체 T1: 제1 탭
T2: 제2 탭 T3: 제3 탭
F: 프레임 CN: 커넥터
P: 접속패드 L1: 제1 도전패턴층
L2: 제2 도전패턴층 L3: 절연층
I: 고립부 M: 우회부
G: 절연 갭 10: 제1 이형지 조각
20: 제2 이형지 조각

Claims (20)

  1. 제1 축을 따라 배열된 제1 내지 제3 셀;
    제1 축을 따라 서로 마주하도록 연장된 탭을 포함하는 제1, 제2 셀 사이에 배치된 제1 회로체;
    제1 축을 따라 서로 같은 방향으로 연장된 탭을 포함하는 제2, 제3 셀 사이에 배치된 제2 회로체; 및
    상기 제1, 제2 회로체를 서로 연결하는 제3 회로체;를 포함하며,
    상기 제1 내지 제3 회로체 중에서 적어도 어느 하나의 회로체는, 경성회로기판을 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 회로체 중에서 또 다른 적어도 어느 하나의 회로체는, 연성회로기판을 포함하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 회로체는, 각각 제1 축 또는 제1 축과 교차하는 제2 축 중에서 어느 일 축을 따라 띠 형태로 연장되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 회로체 각각은, 제1 축 또는 제2 축 중에서 택일적으로 어느 일 축을 따라 연장되며,
    상기 제1 내지 제3 회로체를 포함하는 회로 조립체는, 서로 다른 제1, 제2 축을 따라 연장되는 절곡된 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 회로체 중에서 적어도 하나의 회로체는, 제1 축을 따라 연장되고,
    상기 제1 내지 제3 회로체 중에서 적어도 하나의 다른 회로체는, 제2 축을 따라 연장되며,
    상기 제1 내지 제3 회로체는 서로 다른 제1, 제2 축을 따라 연장되면서 서로에 대해 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 회로체는, 각각 서로 개별적으로 형성되어, 서로에 대해 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 셀은, 각각 제1 축을 따라 연장되는 제1 내지 제3 탭을 포함하며,
    서로 이웃하는 제1, 제2 셀은, 서로 마주하는 방향을 따라 연장되는 제1, 제2 탭을 갖도록, 서로 마주하는 배향으로 배치되고,
    서로 이웃하는 제2, 제3 셀은, 서로 같은 방향을 따라 연장되는 제2, 제3 탭을 갖도록, 서로 같은 배향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 회로체는, 제1 축을 따라 서로 마주하도록 연장되는 제1, 제2 탭에 연결되고,
    상기 제2 회로체는, 제1 축을 따라 서로 같은 방향으로 연장되는 제2, 제3 탭 중에서, 제3 탭에 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제3 회로체는, 제1, 제2 회로체의 일 단부를 가로질러 연장되면서, 제1, 제2 회로체의 일 단부에 연결되는 양단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 회로체는, 제1 축을 따라 배열된 제1 내지 제3 셀 중에서, 중간 위치에 배치된 제2 셀을 둘러싸는 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 회로체 중에서, 경성회로기판으로 형성되는 회로체는, 연성회로기판으로 형성된 또 다른 회로체와 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 회로체 중에서, 경성회로기판으로 형성되는 회로체는, 경성회로기판으로 형성된 또 다른 회로체와 결합되지 않는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 회로체 중에서, 경성회로기판으로 형성되는 회로체에는, 외부 기기에 접속되는 커넥터가 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 회로체에는, 제1 내지 제3 셀 중에서 적어도 어느 하나의 셀과의 접속을 위한 접속패드가 형성되고,
    상기 제1, 제2 회로체 중에서 연성회로기판으로 형성된 회로체는, 상기 접속패드와 대응되는 위치에 형성된 고립부와, 절연 갭을 사이에 두고 상기 고립부로부터 절연된 우회부를 포함하는 도전패턴층을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 고립부 및 우회부는, 상기 접속패드와 연결된 제1 도전패턴층으로부터 절연층을 사이에 두고 절연되어 있는 제2 도전패턴층에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 절연 갭은, 상기 접속패드 또는 상기 고립부를 둘러싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 절연 갭은, 상기 접속패드 또는 상기 고립부를 둘러싸는 폐루프 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 셀 및 제1 내지 제3 회로체를 떠받쳐 지지해주기 위한 프레임; 및
    상기 프레임 상에 안착된 제1 내지 제3 셀 및 제1 내지 제3 회로체를 향하여 부착되는 제1 라벨 시트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 라벨 시트는, 상기 제1 내지 제3 셀 및 제1 내지 제3 회로체를 향하는 접착면과, 상기 접착면과 반대되는 비접착면을 포함하고,
    상기 제1 라벨 시트의 접착면에 부착된 이형지 조각을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 이형지 조각은, 상기 제1 내지 제3 회로체의 배치에 대응되도록, 제1 축을 따라 배열된 제1 내지 제3 셀 중에서, 중간 위치에 배치된 제2 셀을 둘러싸는 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 이형지 조각은 상기 제2 셀의 가장자리를 따라 배치된 제1 내지 제3 회로체를 덮으면서, 제1 내지 제3 회로체와 인접한 제1 내지 제3 셀의 변부를 함께 덮어주는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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