KR101042611B1 - 전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리와 이들에전지셀 어셈블리를 연결하는 방법 - Google Patents

전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리와 이들에전지셀 어셈블리를 연결하는 방법 Download PDF

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Abstract

전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리 및 이들을 전지셀 어셈블리에 연결하는 방법을 제공한다. 전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리는 전기 커넥터로 다수의 전기적 상호연결부재들과 회로기판을 고정하는 프레임 부재를 포함하고 있다. 상기 어셈블리는 전지셀 어셈블리들로부터의 전류를 전기적 상호연결부재들을 통해 보내고, 전기적 상호연결부재 각각에서의 전압이 전기 커넥터에서 센싱되도록 할 수 있다.

Description

전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리와 이들에 전지셀 어셈블리를 연결하는 방법 {BATTERY CELL INTERCONNECT AND VOLTAGE SENSING ASSEMBLY AND METHOD FOR COUPLING A BATTERY CELL ASSEMBLY THERETO}
본 발명은 전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리와, 전지셀 어셈블리를 상기 전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리에 연결하는 방법에 관한 것이다.
전지팩은 일반적으로 다수의 전지셀들로 구성되어 있다. 제조 과정에서, 상기 전지셀의 전극을 서로의 방향으로 구부리고 기계적 체결구(mechanical fastener)를 사용하여 기계적으로 체결할 수 있다. 이러한 방법의 문제점은 전극들이 기계적으로 지지되지 않아 전극들이 구부러지거나 퇴화될 수 있다는 점이다.
따라서, 본 발명자들은 상기 언급한 결함을 최소화하거나 및/또는 제거할 수 있는 전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리에 대한 필요성을 인식하게 되었다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리를 제공한다. 상기 전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리는 제 1 및 제 2 면을 가지는 프레임 부재를 포함하고 있다. 상기 프레임 부재는 제 1, 제 2 및 제 3 패널부재, 제 1 및 제 2 단부부재 및 제 1 및 제 2 탑재부재를 더 포함하고 있다. 상기 제 1, 제 2 및 제 3 패널부재는 실질적으로 서로 평행하고 서로 이격되어 있다. 상기 제 2 패널부재는 상기 제 1 및 제 3 패널부재 사이에 배치되어 있다. 상기 제 1 단부부재는 상기 제 1, 제 2 및 제 3 패널부재의 제 1 단부에 연결되어 있다. 상기 제 2 단부부재는 상기 제 1, 제 2 및 제 3 패널부재의 제 2 단부에 연결되어 있다. 상기 제 1 탑재부재는 상기 제 1 및 제 2 패널부재 사이에 연결되어 있다. 상기 제 2 탑재부재는 상기 제 2 및 제 3 패널부재 사이에 연결되어 있다. 상기 전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리는 상기 제 1 및 제 2 패널부재 사이에서 상기 제 1 탑재부재에 연결되어 있는 제 1 전기적 상호연결부재를 더 포함하고 있다. 상기 전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리는 상기 제 2 및 제 3 패널부재 사이에서 상기 제 2 탑재부재에 연결되어 있는 제 2 전기적 상호연결부재를 더 포함하고 있다. 상기 제 1 전기적 상호연결부재는 제 1 전지셀의 제 1 전기단자와 접촉되도록 구성되어 있다. 상기 제 2 전기적 상호연결부재는 상기 제 1 전지셀의 제 2 전기단자와 접촉되도록 구성되어 있다. 상기 제 2 전기적 상호연결부재는 또한, 상기 제 1 및 제 2 전기적 상호연결부재가 상기 제 1 전지셀을 제 2 전지셀에 전기적으로 연결할 수 있게, 제 2 전지셀의 제 3 전기단자와 접촉되도록 구성되어 있다. 상기 전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리는 제 2 패널부재에서 프레임 부재의 제 1 면에 배치되어 있는 회로기판을 더 포함하고 있다. 상기 전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리는 상기 회로기판에 배치되어 있는 전기 커넥터를 더 포함하고 있다. 상기 회로기판은 상기 제 1 전기적 상호연결부재의 전압을 센싱하기 위해 상기 전기 커넥터와 상기 제 1 전기적 상호연결부재 사이로 연장되어 있는 제 1 전기 트레이스(trace)를 가지고 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 전지셀을 전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리에 연결하는 방법을 제공한다. 상기 전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리는 제 1, 제 2 및 제 3 패널부재, 제 1 및 제 2 단부부재 및 제 1 및 제 2 탑재부재를 가진 프레임 부재를 포함하고 있다. 상기 제 1, 제 2 및 제 3 패널부재는 실질적으로 서로 평행하고 서로 이격되어 있다. 상기 제 2 패널부재는 상기 제 1 및 제 3 패널부재 사이에 배치되어 있다. 상기 제 1 단부부재는 상기 제 1, 제 2 및 제 3 패널부재의 제 1 단부에 연결되어 있다. 상기 제 2 단부부재는 상기 제 1, 제 2 및 제 3 패널부재의 제 2 단부부재에 연결되어 있다. 상기 제 1 탑재부재는 상기 제 1 및 제 2 패널부재 사이에 연결되어 있다. 상기 제 2 탑재부재는 상기 제 2 및 제 3 패널부재 사이에 연결되어 있다. 상기 전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리는 제 1 및 제 2 탑재부재들에 각각 배치되어 있는 제 1 및 제 2 전기적 상호연결부재를 더 포함하고 있다. 상기 방법은 상기 제 1 전기단자가 제 1 전기적 상호연결부재에 인접하도록 제 1 및 제 2 패널부재 사이의 공간을 통해 상기 전지셀의 제 1 전기단자를 배치하는 과정을 포함하고 있다. 상기 방법은 상기 제 2 전기단자가 제 2 전기적 상호연결부재에 인접하도록 제 2 및 제 3 패널부재 사이의 공간을 통해 상기 전지셀의 제 2 전기단자를 배치하는 과정을 더 포함하고 있다. 상기 방법은 상기 제 1 전기단자를 상기 제 1 전기적 상호연결부재에 초음파 용접하는 과정을 더 포함하고 있다. 상기 방법은 상기 제 2 전기단자를 상기 제 2 전기적 상호연결부재에 초음파 용접하는 과정을 더 포함하고 있다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 전력을 공급하는 전지모듈(20)이 도시되어 있다. 전지모듈(20)은 외부 하우징(22), 전지셀 어셈블리(24, 26)를 포함하는 전지셀 어셈블리들, 냉각 매니폴드(cooling manifold)(28, 30) 및 전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리(32)를 포함하고 있다. 전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리(32)의 이점은, 어셈블리(32)가, 전지셀 어셈블리 전기단자들을 지지하고 전지셀 어셈블리 전기단자로부터의 전류를 소정의 경로로 보내는 전기적 상호연결부재(i)와, 전기적 상호연결부재의 전압이 센싱되도록 하는 전기적 상호연결부재에 전기적으로 연결된 전기 트레이스(ii)를 가지고 있다는 점이다. 전지셀 어셈블리는 내부에 적어도 하나의 전지셀을 가지는 하우징으로 설정되어 있다.
외부 하우징(22)은 전지셀 어셈블리들(24, 26)을 포함하는 전지셀 어셈블리 와 열 교환기(도시하지 않음)를 감싸고 있다. 전지셀 어셈블리(24, 26) 각각은 출력 전압과 전류를 생산하는 하나 이상의 전지셀을 내부에 가지고 있다. 도 2 및 도 9를 참조하면, 일 실시예에서, 전지셀 어셈블리(24)는 음극단자들(43, 44, 45)과 양극단자들(40, 41, 42)을 가진 3 개의 전지셀들을 내부에 포함하고 있다. 또한, 전지셀 어셈블리(26)는 음극단자들(53, 54, 55)과 양극단자들(50, 51, 52)을 가진 3 개의 전지셀들을 내부에 포함하고 있다. 일 실시예에서, 전지셀 어셈블리(24, 26)의 전지셀들은 리튬 이온 전지셀들이다.
도 1을 참조하면, 냉각 매니폴드(24)는 전지셀 어셈블리들의 냉각을 위하여 전지셀 어셈블리 내에서 유체 저장소(도시하지 않음)로부터 열교환기(도시하지 않음)로 유체의 흐름을 유도하도록 구성되어 있다. 냉각 매니폴드(26)는 열교환기로부터 가열된 유체를 받아들이고, 유체 저장소로 유체의 흐름을 유도하도록 구성되어 있다.
도 1, 도 4, 도 7 및 도 8을 참조하면, 전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리(32)는 프레임 부재(60), 전기적 상호연결부재들(62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78), 회로기판(90), 전기 커넥터(92), 및 볼트들(94, 96, 98, 100)을 포함하고 있다. 어셈블리(32)는, 소망하는 전기적 구성으로 전지셀 어셈블리들을 전기적 연결하고, 전지셀 어셈블리들의 전압을 센싱하기 위한 전기 트레이스들과 전기 커넥터를 제공하도록 구성되어 있다.
프레임 부재(60)는 일면(101) 및 대향면(102)를 가지고 있다. 일 실시예에서, 프레임 부재(60)는 플라스틱으로 이루어져 있다. 물론, 또 다른 실시예에서, 프레임 부재(60)는 금속 또는 세라믹과 같은 다른 재료들로 제조될 수 있다. 프레임 부재(60)는 패널부재들(110, 112, 114), 단부부재들(120, 122) 및 탑재부재들(123, 124, 125, 126, 127, 128, 129, 130, 131)을 포함하고 있다. 패널부재들(110, 112, 114)은 실질적으로 서로 평행하고 서로 이격되어 있다. 패널부재(112)는 패널부재들(110, 114) 사이에 배치되어 있다. 단부부재(120)은 패널부재들(110, 112, 114)의 제 1 단부에 연결되어 있다. 또한, 단부부재(122)는 패널부재들(110, 112, 114)의 제 2 단부에 연결되어 있다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 패널부재(110)는 그것을 관통해 연장되어 있는 구멍들(apertures)(135, 136)을 포함하고 있다. 볼트들(94, 96)은 전지셀 상호 연결체 및 전압 감지 어셈블리(30)를 전지셀 어셈블리들에 탑재하기 하기 위해 구멍들(135, 136)을 통해 각각 연장되어 있다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 패널부재(112)가 그 위에 회로기판(90)을 고정하도록 제공된다. 패널부재(112)는 탭 부재들(160, 162)을 포함하고 있고, 탭 부재들(160, 162)은 그 사이에 회로기판(90)을 고정하는 일면(101)으로부터 연장되어 있다. 패널부재(112)는, 전기적 상호연결부재들(62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78)의 탭들을 각각 수용할 수 있도록, 패널부재(112)를 관통해 연장되어 있는 구멍들(140, 142, 144, 146, 148, 150, 152, 154, 156)을 더 포함하고 있다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 패널부재(114)는 그것을 관통해 연장되어 있는 구멍들(170, 172)을 포함하고 있다. 볼트들(98, 100)은 전지셀 상호 연결체 및 전압 감지 어셈블리(30)를 전지셀 어셈블리들에 탑재할 수 있도록 구멍들(170, 172)을 통해 각각 연장되어 있다.
도 8을 참조하면, 탑재부재들(123, 124, 125, 126, 127)은 패널부재들(110, 112) 사이에 연결되어 있다. 공간(180)은 탑재부재(123)와 단부부재(120) 사이에 설정되어 있다. 공간(182)은 탑재부재들(123, 124) 사이에 설정되어 있다. 공간(184)은 탑재부재들(124, 125) 사이에 설정되어 있다. 공간(186)은 탑재부재들(125, 126) 사이에 설정되어 있다. 공간(188)은 탑재부재들(126, 127) 사이에 설정되어 있다. 공간(190)은 탑재부재(127)와 단부부재(122) 사이에 설정되어 있다. 공간(192)은 단부부재(120)와 탑재부재(128) 사이에 설정되어 있다. 공간(194)은 탑재부재들(128, 129) 사이에 설정되어 있다. 공간(196)은 탑재부재들(129, 130) 사이에 설정되어 있다. 공간(198)은 탑재부재들(130, 131) 사이에 설정되어 있다. 끝으로, 공간(200)은 탑재부재(131)와 단부부재(122) 사이에 설정되어 있다.
도 4, 도 7 및 도 8을 참조하면, 전기적 상호연결부재들(62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78)은 프레임 부재(60)에 연결되어 있는 것으로 구성되어 있다. 구체적으로, 전기적 상호연결부재들(62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78)은 프레임 부재(60)의 탑재부재들(123, 124, 125, 126, 127, 128, 129, 130, 131)에 각각 연결되어 있다. 일 실시예에서, 전기적 상호연결부재들(62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78)은 구리 또는 니켈 도금 구리로 이루어져 있다. 그러나, 또 다른 실시예에서, 다른 도전성 소재들이 전기적 상호연결부재들(62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78)를 제조하는데 사용될 수 있다. 전기적 상호연결부재들(62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78) 각각은 또한, 제 1 전지셀 어셈블리로부터 다른 전지셀 어셈블리로 전류를 보내도록 제 1 전지셀 어셈블리와 다른 전지셀 어셈블리들로부터의 전기단자들 사이에 연결되는 것으로 구성되어 있다. 전기적 상호연결부재들의 수는 전지셀 어셈블리의 소망하는 수에 따라 달라질 수 있음은 물론이다.
도 4, 도 5 및 도 6을 참조하면, 전기적 상호연결부재(62)는 직사각형 플레이트(220), 측벽들(222, 224), 및 탭(226)을 포함하고 있다. 직사각형 플레이트(220)의 하단면은 프레임 부재(60)의 일면(101) 상에 배치되어 있다. 직사각형 플레이트(220)은 실질적으로 서로 평행하게 배치된 엣지들(230, 232)과 실질적으로 서로 평행하게 배치된 엣지들(234, 236)을 포함하고 있다. 측벽들(222, 224)은 제 1 방향에서 직사각형 플레이트(220)로부터 상향으로 엣지들(230, 232)로부터 각각 연장되어 있다. 탭(226)은 전체적으로 제 1 방향에서 엣지(236)로부터 연장되어 있다. 전기적 상호연결부재들(62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78 및 80)의 구조는 전기적 상호연결부재(62)의 구조와 동일하다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 회로기판(90)은 프레임 부재(60)의 일면(101)에서 패널부재(120) 상에 배치되어 있다. 회로기판(90)은 그것의 상단면에, 전기적 상호연결부재들 각각의 탭으로부터 전기 커넥터(92)의 각각의 핀들까지 연장된 다수의 전기 트레이스들을 포함하고 있다. 예를 들어, 전기 트레이스(250)는 전기적 상호연결부재(62)의 탭으로부터 전기 커넥터(92)의 각각의 핀까지 연장될 수 있다. 또한, 예를 들어, 전기 트레이스(252)는 전기적 상호연결부재(64)의 탭으로부터 전기 커넥터(92)의 각각의 핀까지 연장될 수 있다. 도시된 바와 같이, 전기 커넥 터(92)는 회로기판(90)의 상단면에 연결되어 있다.
도 7 및 도 9를 참조하면, 일 실시예에서, 전기적 상호연결부재(72)의 제 1 측벽은, 부재(72)의 제 1 측벽을 전기단자들(43, 44, 45)에 초음파 용접을 함으로써, 전지셀 어셈블리(24)로부터의 전기단자들(43, 44, 45)에 연결되어 있다. 또한, 전기적 상호연결부재(72)의 제 2 측벽은 부재(72)의 제 2 측벽을 전기단자들(53, 54, 55)에 초음파 용접을 함으로써, 전지셀 어셈블리(26)로부터의 전기단자들(53, 54, 55)에 연결되어 있다. 또한, 전기적 상호연결부재(62)는 부재(62)의 제 1 측벽을 전기단자들(40, 41, 42)에 초음파 용접을 함으로써, 전지셀 어셈블리(24)로부터의 전기단자들(40, 41, 42)에 연결되어 있다. 또한, 전기적 상호연결부재(64)의 제 1 측벽은 부재(64)의 제 1 측벽과 전기단자들(50, 51, 52)에 초음파 용접을 함으로써, 전지셀 어셈블리(26)로부터의 전기단자들(50, 51, 52)에 연결되어 있다.
도 7을 참조하면, 이해를 목적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 상호 연결체와 전압 센싱 어셈블리(32)가 어떻게 전지셀 어셈블리로부터 전류를 통전시키는지를 이하에서 간단히 설명한다. 간소화를 목적으로, 어셈블리(32)가 전지셀 어셈블리들로부터 전류를 어떻게 통전시키는지를 설명하기 위하여, 제 1 전지셀 어셈블리로부터의 오직 한 쌍의 전기단자들(예를 들어, 양극 전기단자와 음극 전기단자)와 제 2 전지셀 어셈블리로부터의 오직 한 쌍의 전기단자들(예를 들어, 양극 전기단자와 음극 전기단자)를 사용하여 설명한다. 특히, 전지셀 어셈블리(28)는 전기적 상호연결부재들(62, 72)에 각각 연결된 음극 전기단자(40)와 양극 전기단 자(43)를 가지고 있다. 또한, 전지셀 어셈블리(30)는 전기적 상호연결부재들(72, 64)에 각각 전기적으로 연결된 음극 전기단자(53) 및 양극 전기단자(50)를 가지고 있다. 따라서, 일 실시예에서, 전지셀 어셈블리들(24, 26)들로부터의 전류는 전기단자(40), 전지셀 어셈블리(24), 전기단자(43), 전기적 상호연결부재(72), 전기단자(53), 전지셀 어셈블리(26), 전기단자(40), 및 전기적 상호연결부재(64)를 경유하여 직렬로 흐를 수 있다. 즉, 일 실시예에서, 전기적 상호연결부재들(62, 72, 64)은 서로 직렬로 전지셀 어셈블리들(24, 26)을 전기적으로 서로 연결한다.
도 10을 참조하면, 전지 컨트롤러(320)는 전기적 상호연결부재에 연결된 전지셀 어셈블리에 의해 출력되는 전압을 나타내는 각 전기적 상호연결부재들에 관한 전압을 결정하기 위하여 제공되어 있다. 컨트롤러(320)는 마이크로프로세서(321), 입출력(I/O) 인터페이스(322), 롬(323) 및 램(324)을 포함하고 있다. I/O 인터페이스(322), 롬(323) 및 램(324)은 마이크로프로세서(321)와 동작가능 하게 연동되어 있다. I/O 인터페이스(322)는 전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리(32)의 전기 커넥터(92)에 전기적으로 연결되어 있다. 마이크로프로세서(321)는 전기 커넥터(92)를 경유하여 전기적 상호연결부재들(62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78)로부터 수신된 전압을 샘플링하는 명령을 수행한다. 마이크로프로세서(321)는 또한 각 전기적 상호연결부재들(62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78)로부터 수신된 전압에 기초하여 전기적 상호연결부재들(62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78)에 대한 전압값을 결정한다. 마이크로프로세서(321)는 또한 램(324) 또는 비휘발성 메모리에 전압값을 저장한다.
도 9 및 도 11을 참조하면, 전지셀 어셈블리로부터의 전기단자를 전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리(32)의 전기적 상호연결부재에 초음파 용접하기 위한 시스템(330)이 도시되어 있다. 시스템(330)은 초음파 용접기(332), 용접 전극(334, 336), 작동기(actuator device)(338) 및 컨트롤러(340)를 포함하고 있다. 컨트롤러(340)는 초음파 용접기(332) 및 작동기(338)와 동작가능 하게 연동되어 있다.
도 2, 도 7 및 도 11을 참조하여, 시스템(330)을 사용하여 전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리(60)에 전지셀 어셈블리를 연결하는 방법이 설명한다. 간소화를 목적으로, 어셈블리(32)의 두 개의 전기적 상호연결부재들에 전지셀 어셈블리의 두 개의 전기단자들을 초음파 용접하는 내용을 설명한다. 그러나, 전지셀 어셈블리로부터의 다수의 추가적인 전기단자들이 추가적인 전기적 상호연결부재들에 용접될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
우선, 사용자는 전기단자(40)가 전기적 상호연결부재(62)의 측벽에 인접하도록 패널부재들(110, 112) 사이의 공간을 통해 전지셀 어셈블리(24)의 전기단자(40)를 배치한다.
다음으로, 사용자는 전기단자(43)가 전기적 상호연결부재(72)의 측벽에 인접하도록 패널부재들(112, 114) 사이의 공간을 통해 전지셀 어셈블리(24)의 전기단자(43)를 배치한다.
그런 다음, 컨트롤러(340)는 작동기(338)를 유도하여, 전기적 상호연결부재(62)의 측벽에 가깝게 용접전극(334)을 이동시키고, 전기단자(40)와 부재(62)의 측벽이 용접전극들(334, 336) 사이에 끼워지도록, 전기적 상호연결부재(62)의 측벽에 인접하게 배치된 전기단자(40)에 가깝게 용접전극(336)을 이동시킨다.
다음으로, 컨트롤러(340)는, 용접전극들(334, 336)을 사용하여 전기적 상호연결부재(62)의 측벽에 전기단자(40)를 초음파 용접하도록, 초음파 용접기(332)를 유도한다.
그런 다음, 컨트롤러(340)는 작동기(338)를 유도하여, 전기적 상호연결부재(72)의 측벽에 인접하여 배치된 전기단자(43)에 가깝게 용접전극(336)을 이동시키고, 전기단자(43)와 전기적 상호연결부재(72)의 측벽이 용접 전극들(334, 336) 사이에 끼워지도록, 부재(72)의 측벽에 가깝게 용접전극(336)을 이동시킨다.
다음으로, 컨트롤러(340)는 전기단자(43)를 전기적 상호연결부재(72)의 측벽에 초음파 용접하도록 초음파 용접기(332)를 유도한다.
전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리(32)에 전지셀 어셈블리를 연결하기 위해 초음파 용접 프로세스 대신 다른 유형의 용접방식이 사용될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 또 다른 실시예에서, 전기저항 용접기가 전지셀 어셈블리의 전기단자를 어셈블리(32)에 용접하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 예를 들어, 다른 실시예에서, 레이저 용접기가 전지셀 어셈블리의 전기단자를 어셈블리(32)에 용접하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 범위를 벗어남 없이, 다양한 변형들이 행해질 수 있고, 본 발명의 요소가 균등 요소로 대체될 수 있음이 당업자에 의해 이해될 것이다. 또한, 많은 변용예들이, 본 발명의 본질적인 범위를 벗어나지 않으면서, 특정한 상황이나 소재가 본 발명의 교시에 적용되도록 채택될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 본 발명의 실시를 위해 개시되어 있는 실시예로 제한되지 않으며, 본 발명은 첨부된 특허청구범위에 속하는 모든 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 더욱이, 제 1, 제 2 등의 용어들의 사용은 하나의 요소를 다른 요소와 구별하기 위하여 사용되고 있다. 또한, 하나, 일 등의 용어들의 사용은 양의 한정 또는 제한을 나타내기 보다는 인용 대상물의 적어도 하나의 존재를 나타내기 위해 사용되고 있다.
전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리는 전지셀들을 함께 연결하기 위한 기타 장치들에 대비하여 실질적인 이점을 제공한다. 특히, 어셈블리는, 프레임 부재 상의 전기적 상호연결부재를 사용하여 전지셀 어셈블리로부터의 전기단자들을 지지하고, 전기적 상호연결부재를 사용하여 전지셀 어셈블리로부터의 전류를 소정의 경로로 보내는 기술적인 효과를 제공한다. 또한, 어셈블리는, 각 전기적 상호 연결체부재들에서 전압을 센싱하기 위해, 전기적 상호연결부재들로부터의 전기 신호를 전기 트레이스를 통해 전기 커넥터로 송부한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지모듈에 대한 모식도이다;
도 2는 도 1의 전지모듈에서 사용되는 전지셀 어셈블리의 모식도이다;
도 3은 도 1의 전지모듈에서 사용되는 또 다른 전지셀 어셈블리의 모식도이다;
도 4는 도 1의 전지모듈에서 사용되는 전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리의 모식도이다;
도 5는 도 4의 전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리에서 사용되는 전기적 상호연결부재의 모식도이다;
도 6은 도 5의 전기적 상호연결부재의 또 다른 모식도이다;
도 7은 도 4의 전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리의 상면 모식도이다;
도 8은 도 4의 전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리의 하면 모식도이다;
도 9는 도 5의 전기적 상호연결부재에 전기적으로 연결된 두 개의 전지셀 어셈블리에 대한 모식도이다;
도 10은 도 4의 전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리를 사용하여 전압값을 결정하는 시스템의 모식도이다;
도 11은 전지셀 어셈블리의 전기단자를 도 4의 전지셀 상호 연결체 및 전압 센싱 어셈블리에 용접하기 위한 초음파 용접 시스템의 모식도이다.

Claims (5)

  1. 제 1 및 제 2 면을 가지는 프레임 부재로서, 제 1, 제 2 및 제 3 패널부재, 제 1 및 제 2 단부부재, 및 제 1 및 제 2 탑재부재를 더 가지고 있고, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 패널부재는 서로 평행하고 서로 이격되어 있으며, 상기 제 2 패널부재는 상기 제 1 및 제 3 패널부재 사이에 배치되어 있고, 상기 제 1 단부부재는 상기 제 1, 제 2 및 제 3 패널부재의 제 1 단부에 연결되어 있으며, 상기 제 2 단부부재는 상기 제 1, 제 2 및 제 3 패널부재의 제 2 단부에 연결되어 있고, 상기 제 1 탑재부재는 상기 제 1 및 제 2 패널부재 사이에 연결되어 있으며, 상기 제 2 탑재부재는 상기 제 2 및 제 3 패널부재 사이에 연결되어 있는 프레임 부재;
    상기 제 1 및 제 2 패널부재 사이에서 상기 제 1 탑재부재에 연결되어 있는 제 1 전기적 상호연결부재;
    상기 제 2 및 제 3 패널부재 사이에서 상기 제 2 탑재부재에 연결되어 있는 제 2 전기적 상호연결부재;
    제 2 패널부재에서 프레임 부재의 제 1 면에 배치되는 회로기판; 및
    상기 회로기판 상에 배치되어 있는 전기 커넥터로서, 상기 회로기판은 상기 제 1 전기적 상호연결부재의 전압을 센싱하기 위해 전기 커넥터와 상기 제 1 전기적 상호연결부재 사이로 연장되어 제 1 전기 트레이스를 가지는 전기 커넥터;
    를 포함하고 있으며,
    상기 제 1 및 제 2 전기적 상호연결부재가 상기 제 1 전지셀을 제 2 전지셀에 전기적으로 연결하도록, 상기 제 1 전기적 상호연결부재는 제 1 전지셀의 제 1 전기단자와 접촉되도록 구성되어 있고, 상기 제 2 전기적 상호연결부재는 상기 제 1 전지셀의 제 2 전기단자와 접촉되도록 구성되어 있으며, 상기 제 2 전기적 상호연결부재는 또한 제 2 전지셀의 제 3 전기단자와 접촉되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 상호 연결 및 전압 센싱용 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 회로 기판은 상기 제 2 전기적 상호연결부재의 전압을 센싱하기 위해 상기 전기 커넥터와 상기 제 2 전기적 상호 연결부재 사이로 연장되어 있는 제 2 전기 트레이스를 더 가지는 것을 특징으로 하는 전지셀 상호 연결 및 전압 센싱용 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전기적 상호연결부재는 제 1 직사각형 플레이트, 제 1 및 제 2 측벽들, 및 제 1 탭을 가지고 있고, 상기 제 1 직사각형 플레이트는 상기 제 1 탑재부재에 연결되어 있으며, 상기 제 1 직사각형 플레이트는 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 엣지들을 가지고 있고, 상기 제 1 및 제 2 측벽들은 제 1 직사각형 플레이트로부터 상향으로 상기 제 1 및 제 2 엣지로부터 각각 연장되어 있으며, 상기 제 1 탭은 상기 제 3 엣지로부터 상기 회로기판의 부위를 통해 연장되어 있고, 상기 제 1 탭은 상기 제 1 전기 트레이스에 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 상호 연결 및 전압 센싱용 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 프레임 부재는 플라스틱으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀 상호 연결 및 전압 센싱용 어셈블리.
  5. 제 1, 제 2 및 제 3 패널부재, 제 1 및 제 2 단부부재, 및 제 1 및 제 2 탑재부재를 가지고 있고, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 패널부재는 서로 평행하고 서로 이격되어 있으며, 상기 제 2 패널부재는 상기 제 1 및 제 3 패널부재 사이에 배치되어 있고, 상기 제 1 단부부재는 상기 제 1, 제 2 및 제 3 패널부재의 제 1 단부에 연결되어 있으며, 상기 제 2 단부부재는 상기 제 1, 제 2 및 제 3 패널부재의 제 2 단부부재에 연결되어 있고, 상기 제 1 탑재부재는 상기 제 1 및 제 2 패널부재 사이에 연결되어 있으며, 상기 제 2 탑재부재는 상기 제 2 및 제 3 패널부재 사이에 연결되어 있는 프레임 부재를 가지고 있고, 제 1 및 제 2 탑재부재들에 각각 배치되어 있는 제 1 및 제 2 전기적 상호연결부재를 더 가지고 있는 전지셀 상호 연결 및 전압 센싱용 어셈블리를 전지셀에 연결하는 방법으로서,
    상기 제 1 전기단자가 제 1 전기적 상호연결부재에 인접하도록, 상기 전지셀의 제 1 전기단자를 제 1 및 제 2 패널부재 사이의 공간을 통해 배치하는 과정;
    상기 제 2 전기단자가 제 2 전기적 상호연결부재에 인접하도록, 상기 전지셀의 제 2 전기단자를 제 2 및 제 3 패널부재 사이의 공간을 통해 배치하는 과정;
    상기 제 1 전기단자를 상기 제 1 전기적 상호연결부재에 초음파 용접하는 과정; 및
    상기 제 2 전기단자를 상기 제 2 전기적 상호연결부재에 초음파 용접하는 과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 상호 연결 및 전압 센싱용 어셈블리를 전지셀에 연결하는 방법.
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