WO2016122129A1 - 전지팩 - Google Patents

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WO2016122129A1
WO2016122129A1 PCT/KR2016/000059 KR2016000059W WO2016122129A1 WO 2016122129 A1 WO2016122129 A1 WO 2016122129A1 KR 2016000059 W KR2016000059 W KR 2016000059W WO 2016122129 A1 WO2016122129 A1 WO 2016122129A1
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battery
battery cell
electrode terminal
switch
fuse
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PCT/KR2016/000059
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이철규
윤형구
정범영
최승렬
안선모
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주식회사 엘지화학
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Priority to PL16717531T priority patent/PL3073548T3/pl
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Definitions

  • the present invention relates to a battery pack, and more particularly, to a battery pack having a switch device for preventing short.
  • a rechargeable battery is a battery that can be charged and discharged unlike a primary battery that is not rechargeable.
  • secondary batteries include low-capacity battery packs used in portable electronic devices such as mobile phones, notebook computers, and camcorders, and high-capacity battery packs used for power sources for driving motors such as hybrid vehicles.
  • the battery pack according to the prior art includes a battery module in which a plurality of battery cells are connected in series or in parallel, and a battery case in which the battery module is built.
  • the battery pack according to the prior art has a safety problem when pressed by a heavy object or subjected to a strong impact. That is, in the case of nail penetration, crimping, and impact, a short occurs while the positive electrode and the negative electrode of the battery cell are short-circuited.
  • an object of the present invention is to prevent the exothermic reaction due to short circuit by blocking the connection of the battery cells connected in series or parallel when the shock is transmitted, thereby igniting the battery cells And to provide a battery pack that prevents explosion.
  • the battery pack according to the present invention is disposed adjacent to each other, the battery module is provided with a first and second battery cells formed with the first and second electrode terminals; A fuse unit including a first fuse connecting the second electrode terminal of the first battery cell to the first electrode terminal of the second battery cell; And a first switch disposed outside the battery module on the top surface of the first battery cell and connected to the first fuse, and a second switch disposed on the first switch and connected to the second electrode terminal of the second battery cell. It may include a switch device provided with.
  • the battery module further includes a third battery cell in which first and second electrode terminals are formed, and the fuse unit connects the second electrode terminal of the second battery cell and the first electrode terminal of the third battery cell.
  • the display device may further include a second fuse, and the switch device may further include a third switch disposed under the second switch and connected to the second electrode terminal of the third battery cell.
  • the first fuse When the first switch is in contact with the second switch, the first fuse is melted by overcurrent or heat generated when the second electrode terminal of the first battery cell and the second electrode terminal of the second battery cell are connected.
  • the connection between the first battery cell and the second battery cell may be cut off.
  • the second fuse is melted by an overcurrent or heat generated while the second electrode terminal of the second battery cell and the first electrode terminal of the third battery cell are connected.
  • the connection between the second battery cell and the third battery cell may be cut off.
  • the switches may be provided with a conductive metal plate.
  • the switches may remain spaced apart.
  • the switches may be provided on the entire outer circumferential surface of the battery module.
  • the battery cell may further include a fourth battery cell disposed below the third battery cell, and the fuse unit may further include a fourth fuse connecting the third battery cell and the fourth battery cell in series. have.
  • the first electrode terminal may be a positive electrode terminal, and the second electrode terminal may be a negative electrode terminal.
  • a buffer space may be provided between the switch device and the battery module.
  • the buffer space may be provided with a buffer member.
  • the present invention has the following effects.
  • the number of disconnection of the battery cells can be adjusted according to the impact strength.
  • FIG. 1 is a view showing a battery pack according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 and 3 is a view showing the operating state of the battery pack according to the first embodiment
  • Figure 2 is a view showing a state in which a shock is transmitted to the battery pack
  • Figure 3 is a battery cell connection blocking state of the battery pack Figure shown.
  • FIG. 4 is a view showing a battery pack according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 to 8 are views showing the operating state of the battery pack according to the second embodiment
  • Figures 5 and 6 are views showing a state of blocking the connection of the two battery cells built in the battery pack
  • Figure 7 and 8 is a view showing a state of blocking the connection of the three battery cells built in the battery pack.
  • the battery pack according to the present invention includes a shock detection switch device on the outside, the heat generated by the short circuit by detecting the shock transmitted to the battery pack through the switch device to cut off the connection of the battery cells provided in the battery pack It can prevent the reaction, thereby solving the safety problem of the battery cell ignition and explosion.
  • the battery pack 100 according to the first embodiment of the present invention, as shown in Figure 1, the battery module 110, the first and second battery cells 111 and 112 are provided with 2 fuse unit 120 connecting the battery cells 111 and 112 in series, and a switch device 130 that melts and blows the fuse unit 120 with high temperature heat when an impact is applied to the battery module 110. Include.
  • the battery module 110 includes first and second battery cells 111 and 112 disposed adjacent to each other and formed with first and second electrode terminals, and the first and second battery cells 111 and 112.
  • the electrode assembly includes an electrode assembly in which an anode, a separator, and a cathode are sequentially stacked, and a pouch case accommodating an electrolyte solution together with the electrode assembly.
  • the first and second electrode tabs are provided at the positive and negative electrodes, respectively, and the first and second electrode terminals are connected to the first and second electrode tabs, respectively.
  • first and second electrode terminals 111a and 111b are connected to the first battery cell 111, and the first and second electrode terminals 112a and 112b are connected to the second battery cell 112. do.
  • first electrode is an anode and the second electrode is a cathode.
  • second electrode is a cathode.
  • the fuse part 120 connects or cuts off the first and second battery cells 111 and 112, and the second electrode terminal 111b and the second battery cell 112 of the first battery cell 111. It includes a first fuse 121 connecting the first electrode terminal 112a of the ().
  • the fuse unit 120 connects the first battery cell 111 and the second battery cell 112 in series by the first fuse 121, and the first fuse 121 is melted and blown by heat. The series connection of the first battery cell 111 and the second battery cell 112 is blocked.
  • the fuse 120 is formed of a metal that melts when a current larger than the expected current flows in the connected circuit.
  • the switch device 130 cuts off the first fuse 121 when the shock is applied to the battery module 110 to block the connection of the first battery cell 111 and the second battery cell 112 to prevent the occurrence of a short.
  • the first switch 131 disposed on the outer side of the battery module 110 on the upper surface of the first battery cell 111 and connected to the first fuse 121, and disposed on the first switch 131 and disposed above the second switch 131.
  • the second switch 132 is connected to the second electrode terminal 112b of the cell 112.
  • the first and second switches 131 and 132 may be provided as conductive metal plates. That is, the first and second switches 131 and 132 are provided with a conductive metal plate such as a copper plate or an aluminum plate, thereby inducing contact force increase and stable flow of current.
  • the first and second switches 131 and 132 may maintain a state spaced apart by a predetermined interval. That is, a space of 2 to 10 mm is formed between the first and second switches 131 and 132, and the error in which the first and second switches 131 and 132 are contacted by vibration, not shock. You can prevent it.
  • a support (not shown) for supporting the first and second switches 131 and 132 spaced apart from both ends of the corresponding surfaces of the first and second switches 131 and 132 may be provided.
  • the first and second switches 131 and 132 may be provided on the entire outer surface of the battery module 110. That is, even when an impact is applied to any one of the outer circumferential surfaces of the battery module 110, the first and second switches 131 and 132 are contacted, and the first fuse 121 is melted and cut off, thereby increasing safety. have.
  • a buffer space 140 for buffering the shock applied to the battery module 110, thereby preventing the shock penetrating significantly through the battery module 110 can do.
  • the buffer space 140 may be provided with a buffer member 150, absorbing the impact force applied to the battery module 110 by the buffer force through the buffer member 150 damages the battery cell in the battery module 110 Prevent it.
  • the first switch 131 of the switch device 130 is moved to the second. It is in close contact with the switches 131 and 132.
  • the battery pack 100 ′ may include the first, second and third battery cells 111, 112, and 113 disposed adjacent to each other.
  • the battery module 110 includes first, second, and third battery cells 111, 112, and 113 disposed adjacent to each other and having first and second electrode terminals formed thereon.
  • the three battery cells 111, 112, and 113 include an electrode assembly in which an anode, a separator, and a cathode are sequentially stacked, and a pouch case accommodating an electrolyte solution together with the electrode assembly.
  • the first and second electrode terminals are connected to the first and second electrode tabs of the electrode assembly, respectively.
  • the fuse unit 120 may include a first fuse 121 connecting the second electrode terminal 111b of the first battery cell 111 and the first electrode terminal 112a of the second battery cell 112, and the first fuse 121. 2 includes a second fuse 122 connecting the second electrode terminal 112b of the battery cell 112 and the first electrode terminal 113a of the third battery cell 113.
  • the fuse part 120 may block the connection of the first and second battery cells 111 and 112 when the first fuse 121 is melted and blown, and the second fuse when the second fuse 122 is melted and blown. And connection of the third battery cells 112 and 113.
  • the switch device 130 is disposed outside the battery module 110 on the upper surface of the first battery cell and is disposed on the first switch 131 and the first switch 131 connected to the first fuse 121.
  • the second switch 132 connected to the second electrode terminal 112b of the second battery cell 112, and the second electrode terminal of the third battery cell 113 disposed under the second switch 132.
  • a third switch 133 connected to the 113b.
  • first, second and third switches 131, 132, 133 have the same size and thickness.
  • the battery cell 110 further includes a fourth battery cell 114 and an nth battery cell 115 disposed under the third battery cell 113, and the fuse unit 120 includes a third battery.
  • the battery pack 100 ′ increases the voltage due to the fourth battery cell 114 and the n-th battery cell 115, and the first, second, and third switches.
  • the first and third fuses 121, 122, and 123 are disconnected when the first and third fuses 121, 132, and 133 are in contact with each other, the first to fourth battery cells 111, 112, and 113 ( 114 is disconnected, thereby preventing fire and explosion due to a short of the battery cells.
  • the first switch 131 of the switch device 130 becomes the second. It is in close contact with the switches 131 and 132.
  • the battery pack 100 ′ according to the second embodiment of the present invention prevents fire and explosion due to a short circuit by cutting off the connection of the first, second and third battery cells through the first and second fuses. can do.

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Abstract

본 발명은 전지팩에 관한 것으로서, 서로 이웃하게 배치되며, 제1 및 제2 전극단자가 형성된 제1 및 제2 전지셀이 구비되는 전지모듈; 상기 제1 전지셀의 제2 전극단자와 상기 제2 전지셀의 제1 전극단자를 연결하는 제1 퓨즈가 구비되는 퓨즈부; 및 상기 제1 전지셀 상면의 전지모듈 외측에 배치되고 상기 제1 퓨즈와 연결되는 제1 스위치, 상기 제1 스위치의 상부에 배치되고 상기 제2 전지셀의 제2 전극단자와 연결되는 제2 스위치가 구비되는 스위치장치를 포함할 수 있다.

Description

전지팩
관련출원과의 상호인용
본 출원은 2015년 01월 30일자 한국특허출원 제2015-0015026호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 전지팩에 관한 것으로서, 특히 쇼트 발생을 방지하기 위한 스위치장치를 가진 전지팩에 관한 것이다.
일반적으로 이차 전지(rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 이러한 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되는 저용량 전지팩과, 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원에 사용되는 대용량 전지팩이 있다.
종래기술에 따른 전지팩은 복수개의 전지셀이 직렬 또는 병렬로 연결되는 전지모듈과, 상기 전지모듈이 내장되는 전지케이스를 포함한다.
그러나 종래기술에 따른 전지팩은 무거운 물체에 눌리거나, 강한 충격을 받을 경우에 안전성 문제가 생긴다. 즉, 못 관통, 압착, 충격의 경우, 전지셀의 양극과 음극이 단락하면서 쇼트가 발생하고, 이 쇼트에 의한 발열반응으로 전지셀이 발화 및 폭발하는 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 충격이 전달될 경우 직렬 또는 병렬로 연결된 전지셀들의 연결을 차단하여 쇼트로 인한 발열반응을 방지하며, 이에 전지셀의 발화 및 폭발을 방지한 전지팩을 제공하는데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 전지팩은 서로 이웃하게 배치되며, 제1 및 제2 전극단자가 형성된 제1 및 제2 전지셀이 구비되는 전지모듈; 상기 제1 전지셀의 제2 전극단자와 상기 제2 전지셀의 제1 전극단자를 연결하는 제1 퓨즈가 구비되는 퓨즈부; 및 상기 제1 전지셀 상면의 전지모듈 외측에 배치되고 상기 제1 퓨즈와 연결되는 제1 스위치, 상기 제1 스위치의 상부에 배치되고 상기 제2 전지셀의 제2 전극단자와 연결되는 제2 스위치가 구비되는 스위치장치를 포함할 수 있다.
상기 전지모듈은 제1 및 제2 전극단자가 형성된 제3 전지셀을 더 포함하고, 상기 퓨즈부는 상기 제2 전지셀의 제2 전극단자와 상기 제3 전지셀의 제1 전극단자를 연결하는 제2 퓨즈를 더 포함하며, 상기 스위치장치는 상기 제2 스위치의 하부에 배치되고 상기 제3 전지셀의 제2 전극단자와 연결되는 제3 스위치를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치가 접촉되는 경우, 상기 제1 전지셀의 제2 전극단자와 상기 제2 전지셀의 제2 전극단자가 연결되면서 발생하는 과전류 또는 열에 의해 상기 제1 퓨즈가 녹아서 끊어지면서 상기 제1 전지셀과 상기 제2 전지셀 간의 연결을 차단할 수 있다.
상기 제2 스위치와 상기 제3 스위치가 접촉되는 경우, 상기 제2 전지셀의 제2 전극단자와 상기 제3 전지셀의 제1전극단자가 연결되면서 발생하는 과전류 또는 열에 의해 상기 제2 퓨즈가 녹아서 끊어지면서 상기 제2 전지셀과 상기 제3 전지셀 간의 연결을 차단할 수 있다.
상기 스위치들은 도전성을 가진 금속플레이트로 구비할 수 있다.
상기 스위치들은 이격된 상태를 유지할 수 있다.
상기 스위치들은 상기 전지모듈의 외주면 전체에 구비될 수 있다.
상기 전지셀은 상기 제3 전지셀의 하부에 배치되는 제4 전지셀을 더 포함하고, 상기 퓨즈부는 상기 제3 전지셀과 상기 제4 전지셀을 직렬로 연결하는 제4 퓨즈를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 전극단자는 양극단자이고, 제2 전극단자는 음극단자일 수 있다.
상기 스위치장치와 상기 전지모듈 사이에는 완충공간이 구비될 수 있다.
상기 완충공간에는 완충부재가 구비될 수 있다.
본 발명은 하기와 같은 효과가 있다.
첫째: 전지팩의 외측에 스위치장치를 구비함으로써 전지팩으로 전달되는 충격을 미리 감지하고 전지셀들의 연결을 차단하여 쇼트로 인한 화재 및 폭발사고를 미연에 방지할 수 있다.
둘째: 전지팩의 내측에 스위치장치를 더 구비함으로써 전지팩 내부까지 충격력이 전달되었는지 감지할 수 있으며, 이를 통해 전지셀의 점검 여부를 판단할 수 있다.
셋째: 스위치장치를 복수개의 스위치들로 구성함으로써 충격 강도에 따라 전지셀들의 연결을 차단하는 수를 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전지팩을 도시한 도면.
도 2 및 도 3은 제1 실시예에 따른 전지팩의 작동상태를 나타낸 도면으로, 도 2는 전지팩에 충격이 전달되는 상태를 나타낸 도면이고, 도 3은 전지팩의 전지셀 연결 차단 상태를 나타낸 도면임.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전지팩을 도시한 도면.
도 5 내지 도 8은 제2 실시예에 따른 전지팩의 작동상태를 나타낸 도면으로, 도 5 및 도 6은 전지팩에 내장된 2개의 전지셀 연결을 차단하는 상태를 나타낸 도면이고, 도 7 및 도 8은 전지팩에 내장된 3개의 전지셀 연결을 차단하는 상태를 나타낸 도면임.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명에 따른 전지팩은 외측에 충격 감지용 스위치장치를 포함하며, 이 스위치장치를 통해 전지팩에 전달되는 충격을 감지하여 상기 전지팩에 구비된 전지셀들의 연결을 차단함에 따라 쇼트로 인한 발열반응을 방지하고, 이에 전지셀의 발화 및 폭발하는 안전성 문제를 해결할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 전지팩의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 전지팩(100)은 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 및 제2 전지셀(111)(112)이 구비되는 전지모듈(110), 제1 및 제2 전지셀(111)(112)을 직렬로 연결하는 퓨즈부(120), 및 전지모듈(110)에 충격이 가해지면 퓨즈부(120)를 고온의 열로 녹여서 끊어지게 하는 스위치장치(130)를 포함한다.
전지모듈(110)은 서로 이웃하게 배치되고 제1 및 제2 전극단자가 형성된 제1 및 제2 전지셀(111)(112)을 포함하며, 제1 및 제2 전지셀(111)(112)은 양극, 분리막 및 음극이 순차적으로 적층되는 전극조립체와 상기 전극조립체와 함께 전해액을 수용하는 파우치케이스를 포함한다. 그리고 상기 양극 및 음극에는 제1 및 제2 전극탭이 각각 구비되고, 상기 제1 및 제2 전극탭에는 상기 제1 및 제2 전극단자가 각각 연결된다.
즉, 제1 전지셀(111)에는 제1 및 제2 전극단자(111a)(111b)가 연결되고, 제2 전지셀(112)에는 제1 및 제2 전극단자(112a)(112b)가 연결된다.
여기서 제1 전극은 양극이고, 제2 전극은 음극이다. 물론 반대일 수도 있다.
퓨즈부(120)는 제1 및 제2 전지셀(111)(112)을 연결하거나 또는 차단하기 위한 것으로, 제1 전지셀(111)의 제2 전극단자(111b)와 제2 전지셀(112)의 제1 전극단자(112a)를 연결하는 제1 퓨즈(121)를 포함한다.
즉, 퓨즈부(120)는 제1 퓨즈(121)에 의해 제1 전지셀(111)와 제2 전지셀(112)를 직렬로 연결하며, 열에 의해 제1 퓨즈(121)가 녹아서 끊어질 경우 제1 전지셀(111)와 제2 전지셀(112)의 직렬 연결을 차단한다.
한편, 퓨즈(fuse)(120)부는 연결된 회로에 예상 전류보다 더 큰 전류가 흐르면 녹게 되는 금속으로 구비된다.
스위치장치(130)는 전지모듈(110)에 충격이 가해지면 제1 퓨즈(121)를 끊어서 제1 전지셀(111)와 제2 전지셀(112)의 연결을 차단하여 쇼트 발생을 방지하는 것으로, 제1 전지셀(111) 상면의 전지모듈(110)의 외측에 배치되고 제1 퓨즈(121)와 연결되는 제1 스위치(131), 제1 스위치(131)의 상부에 배치되고 제2 전지셀(112)의 제2 전극단자(112b)와 연결되는 제2 스위치(132)를 포함한다.
여기서 제1 및 제2 스위치(131)(132)는 도전성을 가진 금속 플레이트로 구비될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 스위치(131)(132)는 구리 플레이트 또는 알루미륨 플레이트 등의 도전성을 가진 금속 플레이트로 구비되며, 이에 접촉력 증대 및 전류의 안정된 흐름을 유도할 수 있다.
한편, 제1 및 제2 스위치(131)(132)는 소정 간격 이격된 상태를 유지할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 스위치(131)(132)의 사이는 2~10mm 의 공간을 형성하며, 이에 충격이 아닌 진동에 의해 제1 및 제2 스위치(131)(132)가 접촉되는 오류를 방지할 수 있다. 여기서 제1 및 제2 스위치(131)(132)의 상호 대응하는 대응면 양측 끝단에는 제1 및 제2 스위치(131)(132)를 이격되게 지지하는 지지대(미도시)가 구비될 수 있다.
한편, 제1 및 제2 스위치(131)(132)는 전지모듈(110)의 외면 전체에 구비될 수 있다. 즉, 전지모듈(110)의 외주면 중 어느 한 곳으로 충격이 가해지더라도 제1 및 제2 스위치(131)(132)가 접촉되면서 제1 퓨즈(121)를 녹여서 끊지게 되며, 이에 안전성을 높일 수 있다.
한편, 스위치장치(130)와 전지모듈(110) 사이에는 전지모듈(110)로 가해지는 충격을 완충하는 완충공간(140)이 형성되며, 이에 충격이 전지모듈(110)을 관통하는 것을 현저히 방지할 수 있다.
특히 완충공간(140)에는 완충부재(150)가 구비될 수 있으며, 이 완충부재(150)를 통한 완충력으로 전지모듈(110)에 가해지는 충격력을 흡수하여 전지모듈(110) 내의 전지셀이 훼손되는 것을 방지한다.
이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전지팩의 작동상태를 설명한다.
먼저, 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 스위치장치(130)가 위치한 전지모듈(110)의 외측에 못 관통과 같은 충격이 가해지면, 스위치장치(130)의 제1 스위치(131)가 제2 스위치(131)(132)에 밀착된다.
즉, 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 스위치(131)와 제2 스위치(132)가 접촉되는 경우 제1 전지셀(111)의 제2 전극단자(111b)와 제2 전지셀(112)의 제2 전극단자(112b)가 연결되면서 발생하는 과전류 또는 열이 발생하고, 이 열에 의해 퓨즈부(120)의 제1 퓨즈(121)가 녹아 끊어지면서 제1 전지셀(111)과 제2 전지셀(112) 간의 연결을 차단하며, 이에 쇼트 발생으로 인한 화재 및 폭발사고를 미연에 방지할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 다른 실시예를 설명함에 있어 전술한 실시예와 동일한 구성과 기능을 가지는 구성부호에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 전지팩(100')은 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 서로 이웃하게 배치되는 제1, 제2 및 제3 전지셀(111)(112)(113)을 구비한 전지모듈(110)과, 제1, 제2 및 제3 전지셀(111)(112)(113)를 직렬 또는 병렬로 연결하는 퓨즈부(120)와, 전지모듈(110)에 충격이 가해지면 제1, 제2 및 제3 전지셀(111)(112)(113)을 연결한 퓨즈부(120)를 고온의 열로 녹여서 끊어지게 하는 스위치장치(130)를 포함한다.
전지모듈(110)은 서로 이웃하게 배치되고 제1 및 제2 전극단자가 형성된 제1, 제2 및 제3 전지셀(111)(112)(113)을 포함하며, 제1, 제2 및 제3 전지셀(111)(112)(113)은 양극, 분리막 및 음극이 순차적으로 적층되는 전극조립체와 상기 전극조립체와 함께 전해액을 수용하는 파우치케이스를 포함한다. 그리고 상기 전극조립체의 제1 및 제2 전극탭에는 상기 제1 및 제2 전극단자가 각각 연결된다.
퓨즈부(120)는 제1 전지셀(111)의 제2 전극단자(111b)와 상기 제2 전지셀(112)의 제1 전극단자(112a)를 연결하는 제1 퓨즈(121), 및 제2 전지셀(112)의 제2 전극단자(112b)와 상기 제3 전지셀(113)의 제1 전극단자(113a)를 연결하는 제2 퓨즈(122)를 포함한다.
즉, 퓨즈부(120)는 제1 퓨즈(121)가 녹아서 끊어지면 제1 및 제2 전지셀(111)(112)의 연결을 차단할 수 있고, 제2 퓨즈(122)가 녹아서 끊어지면 제2 및 제3 전지셀(112)(113)의 연결을 차단할 수 있다.
스위치장치(130)는 제1 전지셀 상면의 전지모듈(110) 외측에 배치되고 상기 제1 퓨즈(121)와 연결되는 제1 스위치(131), 제1 스위치(131)의 상부에 배치되고 상기 제2 전지셀(112)의 제2 전극단자(112b)와 연결되는 제2 스위치(132), 및 상기 제2 스위치(132)의 하부에 배치되고 제3 전지셀(113)의 제2 전극단자(113b)와 연결되는 제3 스위치(133)를 포함한다.
여기서 제1, 제2 및 제3 스위치(131)(132)(133)은 동일한 크기 및 두께를 가진다.
한편, 전지셀(110)은 제3 전지셀(113)의 하부에 배치되는 제4 전지셀(114) 및 제n 전지셀(115)을 더 포함하고, 상기 퓨즈부(120)는 제3 전지셀(113) 및 제4 전지셀(114)을 직렬로 연결하는 제4 퓨즈(123)와 제4 전지셀(114) 및 제n 전지셀(115)을 직렬로 연결하는 제n 퓨즈(124)를 더 포함할 수 있다.
즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전지팩(100')은 제4 전지셀(114) 및 제n 전지셀(115)로 인해 전압을 증대시키는 한편, 제1, 제2 및 제3 스위치(131)(132)(133)가 접촉될 경우 제1 내지 제3 퓨즈(121)(122)(123)의 연결이 끊어지면서 제1 내지 제4 전지셀(111)(112)(113)(114)의 연결이 차단되고, 이에 전지셀들의 쇼트로 인한 화재 및 폭발을 방지할 수 있다.
이하, 이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전지팩(100')의 작동상태를 설명한다.
먼저, 도 5에 도시되어 있는 것과 같이, 스위치장치(130)가 위치한 전지모듈(111)의 외측에 못 관통과 같은 충격이 가해지면, 스위치장치(130)의 제1 스위치(131)가 제2 스위치(131)(132)에 밀착된다.
즉, 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 스위치(131)와 제2 스위치(132)가 접촉되는 경우 제1 전지셀(111)의 제2 전극단자(111b)와 제2 전지셀(112)의 제2 전극단자(112b)가 연결되면서 발생하는 과전류 또는 열이 발생하고, 이 열에 의해 퓨즈부(120)의 제1 퓨즈(121)가 녹아 끊어지면서 제1 전지셀(111)과 제2 전지셀(112) 간의 연결을 차단하며, 이에 쇼트 발생으로 인한 화재 및 폭발사고를 미연에 방지할 수 있다.
여기서 도 7에 도시되어 있는 것과 같이, 스위치장치(130)가 위치한 전지모듈(111)의 외측에 가해지는 충격이 클 경우 스위치장치(130)의 제1 및 제2 스위치(131)(132)가 제3 스위치(131)(132)에 밀착된다.
즉, 도 8에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 스위치(131)와 제2 스위치(132)가 접촉되면서 제1 퓨즈가 녹아 끊어지고, 이에 제1 및 제2 전지셀(111)(112)의 연결을 차단한다. 연속으로 제2 및 제3 스위치(132)(133)가 접촉되면서 제2 전지셀(112)의 제2 전극단자(112b)와 제3 전지셀(113)의 제1전극단자(113a)가 연결되면서 발생하는 과전류 또는 열에 의해 제2 퓨즈(132)가 녹아서 끊어지고, 이에 제2 전지셀(112)과 제3 전지셀(113) 간의 연결을 차단한다.
따라서 본 발명의 제2 실시예에 따른 전지팩(100')은 제1 및 제2 퓨즈를 통해 제1, 제2 및 제3 전지셀의 연결을 차단함으로써 쇼트로 인한 화재 및 폭발을 미연에 방지할 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (11)

  1. 서로 이웃하게 배치되며, 제1 및 제2 전극단자가 형성된 제1 및 제2 전지셀이 구비되는 전지모듈;
    상기 제1 전지셀의 제2 전극단자와 상기 제2 전지셀의 제1 전극단자를 연결하는 제1 퓨즈가 구비되는 퓨즈부; 및
    상기 제1 전지셀 상면의 전지모듈 외측에 배치되고 상기 제1 퓨즈와 연결되는 제1 스위치, 상기 제1 스위치의 상부에 배치되고 상기 제2 전지셀의 제2 전극단자와 연결되는 제2 스위치가 구비되는 스위치장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전지모듈은 제1 및 제2 전극단자가 형성된 제3 전지셀을 더 포함하고,
    상기 퓨즈부는 상기 제2 전지셀의 제2 전극단자와 상기 제3 전지셀의 제1 전극단자를 연결하는 제2 퓨즈를 더 포함하며,
    상기 스위치장치는 상기 제2 스위치의 하부에 배치되고 상기 제3 전지셀의 제2 전극단자와 연결되는 제3 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치가 접촉되는 경우, 상기 제1 전지셀의 제2 전극단자와 상기 제2 전지셀의 제2 전극단자가 연결되면서 발생하는 과전류 또는 열에 의해 상기 제1 퓨즈가 녹아서 끊어지면서 상기 제1 전지셀과 상기 제2 전지셀 간의 연결을 차단하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 스위치와 상기 제3 스위치가 접촉되는 경우, 상기 제2 전지셀의 제2 전극단자와 상기 제3 전지셀의 제1전극단자가 연결되면서 발생하는 과전류 또는 열에 의해 상기 제2 퓨즈가 녹아서 끊어지면서 상기 제2 전지셀과 상기 제3 전지셀 간의 연결을 차단하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 스위치들은 도전성을 가진 금속플레이트로 구비하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 스위치들은 이격된 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 스위치들은 상기 전지모듈의 외주면 전체에 구비되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 전지셀은 상기 제3 전지셀의 하부에 배치되는 제4 전지셀을 더 포함하고,
    상기 퓨즈부는 상기 제3 전지셀과 상기 제4 전지셀을 직렬로 연결하는 제4 퓨즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극단자는 양극단자이고, 제2 전극단자는 음극단자인 것을 특징으로 하는 전지팩.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 스위치장치와 상기 전지모듈 사이에는 완충공간이 구비되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 완충공간에는 완충부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
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