KR20230170553A - Temperature sensing assembly and battery module including the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 온도 센싱 어셈블리는, 기판; 상기 기판 상에 장착된 온도 센서; 상기 기판과 결합되며 상기 온도 센서를 향하는 홀이 형성된 브릿지; 및 상기 브릿지와 상기 기판 사이에 배치된 압축 부재를 포함할 수 있다. 상기 압축 부재 중 일부는 상기 온도 센서의 일측에 위치하고, 상기 압축 부재 중 다른 일부는 상기 온도 센서의 타측에 위치할 수 있다.A temperature sensing assembly according to an embodiment of the present invention includes a substrate; a temperature sensor mounted on the substrate; a bridge coupled to the substrate and having a hole facing the temperature sensor; And it may include a compression member disposed between the bridge and the substrate. Some of the compression members may be located on one side of the temperature sensor, and other portions of the compression members may be located on the other side of the temperature sensor.
Description
본 발명은 셀 적층체의 온도를 감지하는 온도 센싱 어셈블리 및 이를 포함하는 전지 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature sensing assembly that senses the temperature of a cell stack and a battery module including the same.
현대 사회에서는 휴대폰, 노트북, 캠코더, 디지털 카메라 등의 휴대형 기기의 사용이 일상화되면서, 상기와 같은 모바일 기기와 관련된 분야의 기술에 대한 개발이 활발해지고 있다. 또한, 충방전이 가능한 이차 전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량 등의 대기 오염 등을 해결하기 위한 방안으로, 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(P-HEV) 등의 동력원으로 이용되고 있는바, 이차 전지에 대한 개발의 필요성이 높아지고 있다.In modern society, as the use of portable devices such as mobile phones, laptops, camcorders, and digital cameras becomes routine, the development of technologies in fields related to the above mobile devices is becoming more active. In addition, secondary batteries that can be charged and discharged are a way to solve air pollution from existing gasoline vehicles that use fossil fuels, and are used in electric vehicles (EV), hybrid electric vehicles (HEV), and plug-in hybrid electric vehicles ( As it is used as a power source for batteries such as P-HEV), the need for development of secondary batteries is increasing.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충, 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.Currently commercialized secondary batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, nickel zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among these, lithium secondary batteries rarely have a memory effect compared to nickel-based secondary batteries, so they can be freely charged and discharged. , it is in the spotlight for its very low self-discharge rate and high energy density.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다.These lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxide and carbon material as positive and negative electrode active materials, respectively. A lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate coated with the positive electrode active material and the negative electrode active material are disposed with a separator in between, and an exterior material, that is, a battery case, that seals and stores the electrode assembly together with an electrolyte solution.
일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.Generally, lithium secondary batteries can be classified into can-type secondary batteries in which the electrode assembly is built into a metal can and pouch-type secondary batteries in which the electrode assembly is built in a pouch of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of the exterior material.
소형 기기들에 이용되는 이차 전지의 경우, 2-3개의 전지 셀들이 배치되나, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에 이용되는 이차 전지의 경우는, 다수의 전지 셀을 전기적으로 연결한 전지 모듈(Battery module)이 이용된다.In the case of secondary batteries used in small devices, 2-3 battery cells are placed, but in the case of secondary batteries used in medium to large devices such as automobiles, a battery module is made by electrically connecting multiple battery cells. This is used.
이러한 전지 모듈은 다수의 전지셀이 서로 직렬 또는 병렬로 연결되어 전지셀 적층체를 형성함으로써 용량 및 출력이 향상된다. 또한, 하나 이상의 전지 모듈은 BMS(Battery Management System), 냉각 시스템 등의 각종 제어 및 보호 시스템과 함께 장착되어 전지 팩을 형성할 수 있다.These battery modules have improved capacity and output by connecting multiple battery cells in series or parallel to each other to form a battery cell stack. Additionally, one or more battery modules may be mounted together with various control and protection systems such as a battery management system (BMS) and a cooling system to form a battery pack.
한편, 전지 모듈에 포함된 전지셀들이 과전압, 과전류, 과발열 되는 경우, 전지 모듈의 안전성과 작동효율이 크게 문제된다. 일례로, 전지의 압력이나 온도가 상승하면 활물질의 분해 반응과 다수의 부반응들이 진행되며, 이에 따라 전지의 온도가 급격히 상승하게 되고, 이는 다시 전해액과 전극 사이의 반응을 가속화시킨다. 종국에는 전지의 온도가 급격히 상승하는 열폭주 현상이 일어나게 되고 온도가 일정 이상까지 상승하면 전지의 발화가 일어날 수 있으며, 상승된 전지의 내압에 의해 전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈이 폭발하게 된다.Meanwhile, when the battery cells included in the battery module experience overvoltage, overcurrent, or overheating, the safety and operating efficiency of the battery module are greatly problematic. For example, when the pressure or temperature of the battery increases, the decomposition reaction of the active material and a number of side reactions proceed, causing the temperature of the battery to rise rapidly, which in turn accelerates the reaction between the electrolyte and the electrodes. Ultimately, a thermal runaway phenomenon occurs in which the temperature of the battery rises rapidly. If the temperature rises above a certain level, the battery may ignite, and the increased internal pressure of the battery causes the battery cell and the battery module containing it to explode.
따라서, 전지셀의 온도 변화를 검출하기 위한 수단이 필요하며, 따라서, 써미스터 등의 온도 센서를 전지 모듈 내에 배치하여, 실시간 또는 일정한 간격으로 작동 상태를 확인하여 제어하고 있다.Therefore, a means for detecting temperature changes in the battery cells is needed, and therefore, temperature sensors such as thermistors are placed within the battery module to check and control the operating status in real time or at regular intervals.
본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 온도 센서에 데미지가 가해지는 것을 방지하고 정확성 및 신뢰성이 향상된 온도 센싱 어셈블리 및 이를 포함하는 전지모듈을 제공하는 것이다.One problem that the present invention seeks to solve is to provide a temperature sensing assembly that prevents damage to the temperature sensor and has improved accuracy and reliability, and a battery module including the same.
본 발명의 실시예에 따른 온도 센싱 어셈블리는, 기판; 상기 기판 상에 장착된 온도 센서; 상기 기판과 결합되며 상기 온도 센서를 향하는 홀이 형성된 브릿지; 및 상기 브릿지와 상기 기판 사이에서 상기 온도 센서의 양측에 위치한 압축 부재를 포함할 수 있다.A temperature sensing assembly according to an embodiment of the present invention includes a substrate; a temperature sensor mounted on the substrate; a bridge coupled to the substrate and having a hole facing the temperature sensor; and compression members located on both sides of the temperature sensor between the bridge and the substrate.
상기 브릿지는 상기 기판의 상측에서 결합될 수 있다.The bridge may be coupled to the upper side of the substrate.
상기 브릿지는, 상기 기판이 결합되는 본체부; 및 상기 본체부에서 연장되고 상기 기판과 소정의 간격을 이루며 상기 압축 부재가 접촉하는 연장부를 포함할 수 있다.The bridge includes a main body to which the substrate is coupled; and an extension part extending from the main body, forming a predetermined gap with the substrate, and contacting the compression member.
상기 연장부에는 상기 홀이 형성될 수 있다.The hole may be formed in the extension part.
상기 기판은, 상기 브릿지에 결합되는 결합부; 및 상기 브릿지와 소정의 간격을 이루며 상기 온도 센서가 장착되는 장착부를 포함할 수 있다.The substrate includes a coupling portion coupled to the bridge; And it may include a mounting part on which the temperature sensor is mounted at a predetermined distance from the bridge.
상기 결합부와 상기 브릿지 사이에는 접착층이 구비될 수 있다.An adhesive layer may be provided between the coupling portion and the bridge.
상기 기판은, 상기 결합부와 상기 장착부를 연결하며 상기 장착부에 대해 비스듬하게 형성된 경사부를 더 포함할 수 있다.The substrate may further include an inclined portion that connects the coupling portion and the mounting portion and is formed at an angle with respect to the mounting portion.
상기 압축 부재는 상기 브릿지 및 기판에 접착될 수 있다.The compression member may be adhered to the bridge and the substrate.
상기 홀은, 상기 홀의 관통 방향에 대해 상기 압축 부재와 논 오버랩될 수 있다.The hole may non-overlap with the compression member with respect to the penetration direction of the hole.
본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈은, 하우징; 상기 하우징에 수용되며 서로 나란하게 배치된 복수개의 전지 셀을 포함하는 셀 적층체; 및 상기 셀 적층체의 온도를 감지하는 온도 센싱 어셈블리를 포함할 수 있다. 상기 온도 센싱 어셈블리는, 상기 셀 적층체의 상측에 위치하는 기판; 상기 기판 상에 장착된 온도 센서; 상기 기판과 결합되며 상기 온도 센서를 향하는 홀이 형성된 브릿지; 및 상기 브릿지와 상기 기판 사이에서 상기 온도 센서의 양측에 위치한 압축 부재를 포함할 수 있다.A battery module according to an embodiment of the present invention includes a housing; A cell stack containing a plurality of battery cells accommodated in the housing and arranged side by side with each other; And it may include a temperature sensing assembly that senses the temperature of the cell stack. The temperature sensing assembly includes a substrate located on an upper side of the cell stack; a temperature sensor mounted on the substrate; a bridge coupled to the substrate and having a hole facing the temperature sensor; and compression members located on both sides of the temperature sensor between the bridge and the substrate.
상기 전지 모듈은, 상기 복수개의 전지 셀과 연결되는 버스 바가 장착되는 버스바 프레임을 더 포함할 수 있다. 상기 브릿지는 상기 버스바 프레임에 회동 가능하게 연결될 수 있다.The battery module may further include a bus bar frame on which bus bars connected to the plurality of battery cells are mounted. The bridge may be rotatably connected to the bus bar frame.
상기 온도 센싱 어셈블리의 적어도 일부는, 상기 하우징의 상부 플레이트와 상기 셀 적층체의 사이에 위치할 수 있다.At least a portion of the temperature sensing assembly may be located between the upper plate of the housing and the cell stack.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 셀 적층체가 팽창되거나 전지 모듈의 조립시에 공차 등에 의해 기판에 압력이 가해지더라도, 압축 부재에 의해 온도 센서에 데미지가 가해지는 것을 방지할 수 있으며, 기판이 셀 적층체에 인접하거나 밀착된 상태를 유지할 수 있다. 이로써, 온도 센서의 정확성 및 신뢰성이 향상될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, even if the cell stack is expanded or pressure is applied to the substrate due to tolerances during assembly of the battery module, damage to the temperature sensor due to the compression member can be prevented, and the substrate can be used to prevent the cell from being damaged. It can remain adjacent to or in close contact with the laminate. As a result, the accuracy and reliability of the temperature sensor can be improved.
또한, 압축 부재는 온도 센서와 간섭되지 않고 브릿지홀은 온도 센서를 향하도록 형성되므로, 압축 부재가 과도하게 압착되더라도 온도 센서는 브릿지 홀로 들어갈 수 있다. 이로써 온도 센서에 데미지가 가해지는 것을 방지할 수 있다.Additionally, since the compression member does not interfere with the temperature sensor and the bridge hole is formed to face the temperature sensor, the temperature sensor can enter the bridge hole even if the compression member is excessively compressed. This can prevent damage to the temperature sensor.
이 외에도, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성들로부터 당업자가 용이하게 예측 가능한 효과들을 포함할 수 있다.In addition to this, effects that can be easily predicted by a person skilled in the art from the configurations according to the preferred embodiment of the present invention may be included.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 외관이 도시된 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전지 모듈의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 구비된 온도 센싱 어셈블리가 도시된 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 센싱 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 센싱 어셈블리의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 센싱 어셈블리의 작용을 설명하기 위한 개략도이다.
도 7 및 도 8은 비교예에 따른 온도 센싱 어셈블리의 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도 센싱 어셈블리의 분해 사시도이다.The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the invention described later, so the present invention includes the matters described in such drawings. It should not be interpreted as limited to only .
1 is a perspective view showing the appearance of a battery module according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exploded perspective view of the battery module shown in Figure 1.
Figure 3 is a diagram showing a temperature sensing assembly provided in a battery module according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an exploded perspective view of a temperature sensing assembly according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a plan view of a temperature sensing assembly according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a schematic diagram explaining the operation of a temperature sensing assembly according to an embodiment of the present invention.
7 and 8 are diagrams of a temperature sensing assembly according to a comparative example.
Figure 9 is an exploded perspective view of a temperature sensing assembly according to another embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited or restricted by the following examples.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분 또는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하였으며, 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서는, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호를 붙이도록 한다In order to clearly explain the present invention, detailed descriptions of parts unrelated to the description or related known technologies that may unnecessarily obscure the gist of the present invention have been omitted, and reference signs are added to components in each drawing in this specification. In this regard, identical or similar reference signs are used to designate identical or similar components throughout the specification.
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.In addition, terms or words used in this specification and patent claims should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor appropriately defines the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. It must be interpreted with meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be done.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 외관이 도시된 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 전지 모듈의 분해 사시도이다.Figure 1 is a perspective view showing the exterior of a battery module according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is an exploded perspective view of the battery module shown in Figure 1.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 셀 적층체(110) 및 하우징(120)을 포함할 수 있다. The
셀 적층체(110)는, 서로 나란하게 배치된 복수개의 전지 셀(111)을 포함할 수 있다. 셀 적층체(110)는 하우징(120)에 수용될 수 있다.The
복수개의 전지셀(111)은 제1방향(예를 들어, Y축과 나란한 방향)으로 서로 마주보게 배치될 수 있다. 좀 더 상세히, 복수개의 전지셀(111)은 상기 제1방향에 대해 서로 적층될 수 있다. 또한, 각 전지셀(111)은 상기 제1방향과 수직한 제2방향(예를 들어, X축과 나란한 방향)으로 길게 배치될 수 있다. 상기 제1방향은 하우징(120)의 전폭 방향과 나란한 방향일 수 있고, 상기 제2방향은 하우징(120)의 전장 방향과 나란한 방향일 수 있다.The plurality of
각 전지 셀(111)은 파우치형 전지셀일 수 있다. 파우치형 전지셀은 단위 면적당 적층수가 최대화될 수 있으므로 전지 모듈(100)의 에너지 밀도가 높아질 수 있다. 파우치형으로 제공되는 전지셀(111)은 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극 조립체를 라미네이트 시트가 성형된 셀 케이스에 수납한 뒤 셀 케이스를 열융착하여 실링함으로써 제조될 수 있다. 그러나, 전지셀(111)이 반드시 파우치형으로 제공되어야 하는 것은 아니며, 향후 장착될 디바이스가 요구하는 저장 용량이 달성되는 수준 하에서 각형, 원통형 또는 그 밖의 다양한 형태로 제공될 수도 있음은 자명하다.Each
각 전지셀(111)에는 한 쌍의 전극 리드(112)가 구비될 수 있다. 한 쌍의 전극 리드(112)는 서로 반대 방향으로 돌출될 수 있고, 전지 셀(111)의 길이 방향과 나란하게 돌출될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 한 쌍의 전극 리드(112)가 동일 방향으로 서로 나란하게 돌출되는 것도 가능하다.Each
또한, 셀 적층체(110)에는 적어도 하나의 방열 패드가 구비될 수 있다. 상기 방열 패드는 복수개의 전지셀(111)의 사이에 배치되거나, 최외각 전지셀(111)을 커버하도록 배치될 수 있다.Additionally, the
하우징(120)은 전지 모듈(100)의 외관을 이룰 수 있다. 하우징(120)은 높은 강도를 갖는 금속 재질을 가질 수 있다. The
하우징(120)의 구조는 다양할 수 있다. 일 예로, 하우징(120)은 모노 프레임일 수 있다. 상기 모노 프레임은 상부 플레이트(121), 하부 플레이트 및 양 사이드 플레이트가 일체화된 금속 판재일 수 있다. 다른 예로, 하우징(120)은 U자형 프레임과 상부 플레이트(121)가 결합된 구조를 가질 수 있다. 상기 U자형 프레임은 하부 플레이트 및 사이드 플레이트가 결합된 또는 일체화된 금속 판재일 수 있다. 그 외에도, 하우징(120)의 구조는 L형 프레임들이 결합된 구조로 제공될 수도 있으며, 상술한 예에서 설명하지 않은 다양한 구조로 제공될 수도 있을 것이다.The structure of the
하우징(120)은 내부 공간을 가질 수 있고, 상기 내부 공간에는 셀 적층체(110)가 수용될 수 있다. 좀 더 상세히, 하우징(120)은 상부 플레이트(121), 하부 플레이트 및 양 사이드 플레이트를 포함할 수 있다. 하우징(120)은 전장 방향에 대한 양 단부는 개방될 수 있고, 후술할 엔드 플레이트(140)에 의해 커버될 수 있다.The
전지 모듈(100)은 버스바 프레임(130) 및 엔드 플레이트(140)를 더 포함할 수 있다.The
버스바 프레임(130)은 셀 적층체(110)의 전장 방향 양측에 배치될 수 있다. 버스바 프레임(130)에는 적어도 하나의 버스바(131)가 장착될 수 있으며, 각 버스바(131)는 전지셀(111)의 전극 리드(112)에 연결될 수 있다. 버스바(131)는 복수개의 전지셀(111)을 외부 기기와 전기적으로 연결하기 위한 구성일 수 있다.The
엔드 플레이트(140)는 버스바 프레임(130)의 외측에 배치될 수 있다. 즉, 버스바 프레임(130)은 셀 적층체(110)와 엔드 플레이트(140)의 사이에 배치될 수 있다. The
엔드 플레이트(140)는 하우징(120)에 결합될 수 있다. 엔드 플레이트(140)는 하우징(120)의 개방된 양 단부를 커버할 수 있다. 엔드 플레이트(140)에는 개구(140h)가 형성되고, 상기 개구(140h)를 통해 버스바(131)의 전기적 연결이 이뤄질 수 있다. 즉, 일 전지 모듈(100)의 버스바(131)는, 상기 개구(140h)를 통해 다른 전지 모듈(100)이나 BDU(Battery Disconnect Unit)와 전기적으로 연결될 수 있다.The
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 구비된 온도 센싱 어셈블리가 도시된 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 센싱 어셈블리의 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 센싱 어셈블리의 평면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 센싱 어셈블리의 작용을 설명하기 위한 개략도이다.Figure 3 is a diagram showing a temperature sensing assembly provided in a battery module according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is an exploded perspective view of the temperature sensing assembly according to an embodiment of the present invention, and Figure 5 is a diagram showing the temperature sensing assembly of the battery module according to an embodiment of the present invention. This is a top view of a temperature sensing assembly according to an embodiment of the present invention, and Figure 6 is a schematic diagram for explaining the operation of the temperature sensing assembly according to an embodiment of the present invention.
전지 모듈(100)은, 셀 적층체(110)의 온도를 감지하는 온도 센싱 어셈블리(10)를 포함할 수 있다.The
온도 센싱 어셈블리(10)의 적어도 일부는, 하우징(120)의 상부 플레이트(121)와 셀 적층체(110)의 사이에 위치할 수 있다. 즉, 온도 센싱 어셈블리(10)의 적어도 일부는 셀 적층체(110)의 상측에 위치할 수 있고, 상부 플레이트(121)의 하측에 위치할 수 있다. 온도 센싱 어셈블리(10)는 상부 플레이트(121) 또는 상부 플레이트(121)의 하부에 위치한 별도의 구성에 의해, 셀 적층체(110) 쪽으로 가압 또는 밀착될 수 있다.At least a portion of the
온도 센싱 어셈블리(10)는, 버스바 프레임(130)에 연결될 수 있다. 좀 더 상세히, 온도 센싱 어셈블리(10)는 버스바 프레임(130)에 회동 가능하게 연결될 수 있다. 예를 들어, 온도 센싱 어셈블리(10)는 버스바 프레임(130)에 대해 힌지 연결될 수 있다.The
이로써, 온도 센싱 어셈블리(10)가 셀 적층체(110)에 신뢰성있게 밀착될 수 있고, 셀 적층체(110)의 온도를 정확하게 측정할 수 있다.As a result, the
온도 센싱 어셈블리(10)는, 기판(20), 기판(20) 상에 장착된 온도 센서(40), 기판(20)과 결합되며 온도 센서(40)를 향하는 홀(34)이 형성된 브릿지(30) 및 브릿지(30)와 기판(20) 사이에 배치된 압축 부재(50)를 포함할 수 있다.The
기판(20)는 셀 적층체(10)의 상측에 위치할 수 있다. 기판(20)은, 대략 셀 적층체(110)의 전장 방향으로 길게 형성될 수 있다. 기판(20)은 서로 다른 경사도를 갖는 복수개의 영역을 포함할 수 있다. 기판(20)은 일체로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
기판(20) 상에는 온도 센서(40)가 장착될 수 있다. 온도 센서(40)는 온도 감지가 가능한 소자일 수 있다. 온도 센서(40)는 기판(20) 상에 솔더링(soldering)으로 고정될 수 있다.A
온도 센서(40)는 써미스터(Thermistor)를 포함할 수 있다. 써미스터는 온도에 따라 저항값이 달라지는 현상을 이용한 반도체 소자이다. 써미스터는, 크기가 작고, 빠른 온도 변화나 세밀한 온도 변화에도 측정이 가능하다는 장점이 있다.The
기판(20)은 플렉서블 인쇄회로기판(FPCB)일 수 있다. 기판(20)은 온도 센서(40)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 온도 센서(40)에서 측정된 온도 정보를 외부로 전달할 수 있다.The
온도 센서(40)에 의해 측정된 온도 정보는, 전지 모듈(100) 외부의 다른 장치로 전달될 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(40)에 측정된 온도 정보는 전지 모듈(100) 외부의 전지 관리 시스템(Battery Management System; BMS)로 전달되어, 전지 모듈(100)을 제어하는데 이용될 수 있다. Temperature information measured by the
브릿지(30)는 기판(20)의 상측에서 결합될 수 있다. 브릿지(30)는 기판(20)보다 높은 강성을 가지며, 기판(20)을 지지할 수 있다. The
브릿지(30)는, 대략 셀 적층체(110)의 전장 방향으로 길게 형성될 수 있다. 브릿지(30)는 서로 다른 경사도를 갖는 복수개의 영역을 포함할 수 있다. 브릿지(30)는 일체로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
브릿지(30)는 버스바 프레임(130)에 회동 가능하게 연결될 수 있다. 좀 더 상세히, 브릿지(30)는, 버스바 프레임(130)에 대해 회동 가능하도록, 버스바 프레임(130)의 상단에 힌지 연결될 수 있다. 브릿지(30)는 기판(20)과 결합되므로, 브릿지(30)는 기판(20)과 함께 회동할 수 있다. 브릿지(30)는, 셀 적층체(110)의 적층 방향과 나란한 축을 중심으로 회동할 수 있다.The
브릿지(30)에는, 기판(20) 상의 온도 센서(40)를 마주보는 홀(34)이 형성될 수 있다. 따라서, 기판(20)이 브릿지(30)쪽으로 변형되더라도, 온도 센서(40)는 홀(34)에 삽입될 수 있다. 즉, 온도 센서(40)가 브릿지(30)와 간섭하는 것을 방지할 수 있다.A
기판(20)은, 브릿지(30)에 결합되는 결합부(21)와, 브릿지(30)와 소정의 간격을 이루며 온도 센서(40)가 장착되는 장착부(22)를 포함할 수 있다. 기판(20)은, 결합부(21)와 장착부(22)를 연결하며 장착부(22)에 대해 비스듬하게 형성된 경사부(23)를 더 포함할 수 있다.The
브릿지(30)는, 기판(20)이 결합되는 본체부(31)와, 본체부(31)에서 연장되고 기판(20)과 소정의 간격을 이루며 압축 부재(50)가 접촉하는 연장부(32)를 포함할 수 있다. 브릿지(30)는, 버스바 프레임(130)에 회동 가능하게 연결되는 연결부(33)를 더 포함할 수 있다.The
기판(20)의 결합부(21)는 브릿지(30)에 접착될 수 있으며, 이로써 브릿지(30)에 간단하게 결합될 수 있다. 즉, 결합부(21)와 브릿지(30) 사이에는 접착층(60)이 구비될 수 있다.The
결합부(21)는, 브릿지(30)의 본체부(31)에 결합될 수 있다. 기판(20)의 결합부(21)는 브릿지(30)의 본체부(31)와 나란하게 형성될 수 있다. 따라서, 접착층(60)을 사이에 두고 결합부(21)와 본체부(31)가 밀착 및 결합될 수 있다.The
예를 들어, 접착층(60)은 양면 테이프일 수 있다.For example, the
다만, 기판(20)의 결합부(21)와 브릿지(30)의 본체부(31) 간 결합 방식이 이에 한정되는 것은 아니다.However, the coupling method between the
기판(20)의 장착부(22)는 브릿지(30)와 소정의 간격을 이룰 수 있다. 좀 더 상세히, 장착부(22)는 브릿지(30)의 연장부(32)와 소정의 간격을 이룰 수 있다. 상기 간격에 의해, 온도 소자(40) 및 압축 부재(50)는 기판(20)과 브릿지(30)의 사이에 배치될 수 있다.The mounting
브릿지(30)의 연장부(32)는 본체부(31)로부터 연장될 수 있다. 연장부(32)와 본체부(31)는 서로 나란하거나, 서로 다른 기울기로 형성될 수 있다.The
기판(20)의 장착부(22)는 브릿지(30)의 연장부(32)와 나란하게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 장착부(22)의 길이 방향에 대해 상기 간격이 일정하게 형성될 수 있다.The mounting
장착부(22) 상에는 온도 센서(40)가 장착될 수 있다. 온도 센서(40)는 장착부(22) 상에 솔더링(soldering)으로 고정될 수 있다. A
온도 센서(40)는 브릿지(30)에 형성된 홀(34)을 마주볼 수 있다. 좀 더 상세히, 브릿지(30)의 연장부(32)에는 온도 센서(40)를 마주보는 홀(34)이 형성될 수 있다. 이로써, 기판(20)의 장착부(22)가 브릿지(30)의 연장부(32) 쪽으로 변형되더라도, 온도 센서(40)가 상기 홀(34)로 삽입될 수 있다. 즉, 온도 센서(40)가 브릿지(30)의 연장부(32)와 간섭하는 것을 방지할 수 있다.The
기판(20)의 경사부(23)는, 결합부(21)와 장착부(22)의 사이에 위치하며, 결합부(21)와 장착부(22)를 연결할 수 있다. 경사부(23)는 결합부(21) 및 장착부(22)와 일체로 형성될 수 있다. 경사부(23)에 의해, 결합부(21)와 장착부(22)는 대략 단차를 이룰 수 있다. 이로써, 결합부(21)는 브릿지(30)의 본체부(31)에 밀착되고 장착부(22)는 브릿지(30)의 연장부(32)와 소정의 간격을 이룰 수 있다.The
브릿지(30)의 연결부(33)는, 본체부(31)에서 하방으로 꺾인 형상을 가질 수 있다. 연결부(33)는 버스바 프레임(130)에 회동 가능하게 연결될 수 있다.The
압축 부재(50)는 기판(20)과 브릿지(30)의 사이에 배치될 수 있다. 압축 부재(50)는 기판(20)의 장착부(22)와 브릿지(30)의 연장부(32) 사이에 배치될 수 있다. The
압축 부재(50)는 기판(20)과 브릿지(30)에 각각 접착될 수 있다. 즉, 압축 부재(50)의 저면은 기판(20)의 장착부(22)에 접착되고 상면은 브릿지(30)의 연장부(32)에 접착될 수 있다. The
예를 들어, 압축 부재(50)의 저면과 장착부(22)의 상면 사이에는 로어 접착층이 구비되고, 압축 부재(50)의 상면과 연장부(32)의 하면 사이에는 어퍼 접착층이 구비될 수 있다. 상기 로어 접착층 및 어퍼 접착층은 양면 테이프일 수 있다.For example, a lower adhesive layer may be provided between the bottom of the
이로써, 기판(20)의 장착부(22)와 브릿지(30)의 연장부(32)가 벌어지거나, 의도하지 않는 방향으로 변형되는 것을 방지할 수 있다.As a result, it is possible to prevent the mounting
압축 부재(50)는, 기판(20)이 브릿지(30) 쪽으로 변형될 때, 압축되도록 구성될 수 있다. 압축 부재(50)는 기판(20)의 변형을 완화시키고, 기판(20)이 브릿지(30)와 간섭하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 압축 부재(50)에 의해 온도 센싱 어셈블리(10)의 내구성이 향상될 수 있다. The
압축 부재(50)는 그 재질 자체가 탄성력을 가지며 압축 변형되는 압축 패드일 수 있다. 이 경우, 압축 부재(50)의 재질은 한정되지 않으며, 기설정된 외력에 의해 탄성 변형되는 재질을 가질 수 있다. 예를 들어, 압축 부재(50)는 스펀지나 폴리우레탄폼 등과 같이 탄성 변형되는 소재를 가질 수 있고, 브릿지(30)와 기판(20) 사이에서 압축될 수 있다.The
다만 이에 한정되는 것은 아니며, 압축 부재(50)는, 스프링 등과 같이, 그 형상에 의해 탄성력을 발휘하도록 구성될 수도 있다. However, it is not limited to this, and the
압축 부재(50)는 온도 센서(40)의 양측에 위치할 수 있다. 즉, 압축 부재(50) 중 일부는 온도 센서(40)의 일측에 위치하고, 압축 부재(50) 중 다른 일부는 온도 센서(40)의 타측에 위치할 수 있다.
예를 들어, 압축 부재(50)는 온도 센서(40)의 일측에 배치된 제1압축 부재(50)와, 온도 센서(40)의 타측에 배치된 제2압축 부재(50)를 포함할 수 있다. For example, the
이로써, 압축 부재(50)는 온도 센서(40)와 간섭되지 않으며, 압축 부재(50)가 압축될 때 온도 센서(40)에 압력이 가해지는 것을 방지할 수 있다. 좀 더 상세히, 셀 적층체(110)가 팽창되거나 전지 모듈(100)의 조립시에 공차 등에 의해 기판(20)에 압력이 가해지더라도, 압축 부재(50)에 의해 온도 센서(40)에 데미지가 가해지는 것을 방지할 수 있으며, 기판(20)이 셀 적층체(110)에 인접하거나 밀착된 상태를 유지할 수 있다. 이로써, 온도 센서(40)의 정확성 및 신뢰성이 향상될 수 있다.As a result, the
브릿지(30)에 형성된 홀(34)은, 홀(34)의 관통 방향에 대해 압축 부재(50)와 논 오버랩될 수 있다. 이로써, 압축 부재(50)가 홀(34)을 막는 것을 방지할 수 있으며, 압축 부재(50)가 압축될때에도 온도 센서(40)가 홀(34)을 마주보거나 홀(34) 내로 들어갈 수 있다.The
도 7 및 도 8은 비교예에 따른 온도 센싱 어셈블리의 도면이다.7 and 8 are diagrams of a temperature sensing assembly according to a comparative example.
비교예에 따른 온도 센싱 어셈블리(10')는, 브릿지(30)에 온도 센서(40)를 향하는 홀이 형성되지 않을 수 있으며, 압축 부재(50')가 온도 센서(40)를 커버할 수 있다. 즉, 온도 센서(40)가 압축 부재(50')에 파묻힐 수 있다.In the temperature sensing assembly 10' according to the comparative example, a hole facing the
따라서, 압축 부재(50')가 약하게 압축되는 경우에는 문제가 없으나, 압축 부재(50')가 강하게 압축되면 온도 센서(40)에 데미지가 가해질 우려가 있다. Accordingly, there is no problem when the compression member 50' is slightly compressed, but there is a risk of damage to the
반면 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 온도 센싱 어셈블리(10)의 경우, 압축 부재(50)는 온도 센서(40)와 간섭되지 않고 브릿지(30)의 홀(34)은 온도 센서(40)를 향하도록 형성되므로, 압축 부재(50)가 과도하게 압착되더라도 온도 센서(40)는 상기 홀(34)로 들어갈 수 있다. 이로써 온도 센서(40)에 데미지가 가해지는 것을 방지할 수 있다.On the other hand, as described above, in the case of the
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도 센싱 어셈블리의 분해 사시도이다.Figure 9 is an exploded perspective view of a temperature sensing assembly according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 실시예에 따른 온도 센싱 어셈블리(10')는, 압축 부재(50a)를 제외하고는 앞서 설명한 일 실시예를 원용한다.The temperature sensing assembly 10' according to another embodiment of the present invention uses the previously described embodiment except for the
온도 센서(40)의 양측에 위치한 압축 부재(50a)가, 온도 센서(40)와 간섭되지 않는 범위에서 서로 연결될 수 있다. 압축 부재(50a)는 일체로 형성될 수 있다
압축 부재(50a)는 온도 센서(40)를 둘러쌀 수 있다. 즉, 압축 부재(50a) 중 일부는 온도 센서(40)의 일측에 위치하고, 압축 부재(50a) 중 다른 일부는 온도 센서(40)의 타측에 위치할 수 있다. The
좀 더 상세히, 압축 부재(50a)에는 관통홀이 형성되고, 온도 센서(40)는 상기 관통홀 내에 위치할 수 있다. 상기 관통홀은, 브릿지(30)에 형성된 홀(34)과 마주볼 수 있다.In more detail, a through hole is formed in the
본 실시예의 경우, 기판(20) 및/또는 브릿지(30)에 대한 압축 부재(50a)의 접착 과정이 간소해지는 이점이 있다.In the case of this embodiment, there is an advantage that the adhesion process of the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations will be possible to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of rights of the present invention.
10: 온도 센싱 어셈블리
20: 기판
21: 결합부
22: 장착부
23: 경사부
30: 브릿지
31: 본체부
32: 연장부
33: 연결부
34: 홀
40: 온도 센서
50: 압축 부재
60: 접착층
100: 전지 모듈
110: 셀 적층체
111: 전지셀
120: 하우징
130: 버스바 프레임
140: 엔드 플레이트10: temperature sensing assembly 20: substrate
21: coupling part 22: mounting part
23: inclined portion 30: bridge
31: main body 32: extension
33: connection 34: hole
40: temperature sensor 50: compression member
60: Adhesive layer 100: Battery module
110: Cell stack 111: Battery cell
120: Housing 130: Busbar frame
140: End plate
Claims (12)
상기 기판 상에 장착된 온도 센서;
상기 기판과 결합되며 상기 온도 센서를 향하는 홀이 형성된 브릿지; 및
상기 브릿지와 상기 기판 사이에서 상기 온도 센서의 양측에 위치한 압축 부재를 포함하는 온도 센싱 어셈블리.Board;
a temperature sensor mounted on the substrate;
a bridge coupled to the substrate and having a hole facing the temperature sensor; and
A temperature sensing assembly including compression members located on both sides of the temperature sensor between the bridge and the substrate.
상기 브릿지는 상기 기판의 상측에서 결합되는 온도 센싱 어셈블리.According to claim 1,
The bridge is a temperature sensing assembly coupled to the upper side of the substrate.
상기 브릿지는,
상기 기판이 결합되는 본체부; 및
상기 본체부에서 연장되고 상기 기판과 소정의 간격을 이루며 상기 압축 부재가 접촉하는 연장부를 포함하는 온도 센싱 어셈블리.According to claim 1,
The bridge is,
a main body to which the substrate is coupled; and
A temperature sensing assembly including an extension portion extending from the main body portion, forming a predetermined gap with the substrate, and contacting the compression member.
상기 연장부에는 상기 홀이 형성된 온도 센싱 어셈블리.According to claim 3,
A temperature sensing assembly in which the hole is formed in the extension portion.
상기 기판은,
상기 브릿지에 결합되는 결합부; 및
상기 브릿지와 소정의 간격을 이루며 상기 온도 센서가 장착되는 장착부를 포함하는 온도 센싱 어셈블리.According to claim 1,
The substrate is,
A coupling portion coupled to the bridge; and
A temperature sensing assembly including a mounting portion on which the temperature sensor is mounted and spaced at a predetermined distance from the bridge.
상기 결합부와 상기 브릿지 사이에는 접착층이 구비되는 온도 센싱 어셈블리.According to claim 5,
A temperature sensing assembly wherein an adhesive layer is provided between the coupling portion and the bridge.
상기 기판은,
상기 결합부와 상기 장착부를 연결하며 상기 장착부에 대해 비스듬하게 형성된 경사부를 더 포함하는 온도 센싱 어셈블리.According to claim 5,
The substrate is,
A temperature sensing assembly connecting the coupling portion and the mounting portion and further comprising an inclined portion formed at an angle with respect to the mounting portion.
상기 압축 부재는 상기 브릿지 및 기판에 접착되는 온도 센싱 어셈블리.According to claim 1,
A temperature sensing assembly wherein the compression member is adhered to the bridge and the substrate.
상기 홀은, 상기 홀의 관통 방향에 대해 상기 압축 부재와 논 오버랩되는 온도 센싱 어셈블리.According to claim 1,
The hole is a temperature sensing assembly that does not overlap with the compression member in the penetration direction of the hole.
상기 하우징에 수용되며 서로 나란하게 배치된 복수개의 전지 셀을 포함하는 셀 적층체; 및
상기 셀 적층체의 온도를 감지하는 온도 센싱 어셈블리를 포함하고,
상기 온도 센싱 어셈블리는,
상기 셀 적층체의 상측에 위치하는 기판;
상기 기판 상에 장착된 온도 센서;
상기 기판과 결합되며 상기 온도 센서를 향하는 홀이 형성된 브릿지; 및
상기 브릿지와 상기 기판 사이에서 상기 온도 센서의 양측에 위치한 압축 부재를 포함하는 전지 모듈.housing;
A cell stack containing a plurality of battery cells accommodated in the housing and arranged side by side with each other; and
It includes a temperature sensing assembly that senses the temperature of the cell stack,
The temperature sensing assembly,
A substrate located on top of the cell stack;
a temperature sensor mounted on the substrate;
a bridge coupled to the substrate and having a hole facing the temperature sensor; and
A battery module including compression members located on both sides of the temperature sensor between the bridge and the substrate.
상기 복수개의 전지 셀과 연결되는 버스 바가 장착되는 버스바 프레임을 더 포함하고,
상기 브릿지는 상기 버스바 프레임에 회동 가능하게 연결된 전지 모듈.According to claim 10,
It further includes a bus bar frame on which a bus bar connected to the plurality of battery cells is mounted,
The bridge is a battery module rotatably connected to the bus bar frame.
상기 온도 센싱 어셈블리의 적어도 일부는, 상기 하우징의 상부 플레이트와 상기 셀 적층체의 사이에 위치하는 전지 모듈.According to claim 10,
At least a portion of the temperature sensing assembly is a battery module positioned between the upper plate of the housing and the cell stack.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/KR2023/006105 WO2023239060A1 (en) | 2022-06-10 | 2023-05-04 | Temperature sensing assembly, and battery module comprising same |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020220070939 | 2022-06-10 | ||
KR20220070939 | 2022-06-10 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230170553A true KR20230170553A (en) | 2023-12-19 |
Family
ID=89385563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020230048466A KR20230170553A (en) | 2022-06-10 | 2023-04-12 | Temperature sensing assembly and battery module including the same |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR20230170553A (en) |
-
2023
- 2023-04-12 KR KR1020230048466A patent/KR20230170553A/en active Search and Examination
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Legal Events
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