KR101243910B1 - 와이어에 의하여 접속되는 보호 회로 모듈을 가지는 이차 전지 팩 - Google Patents

와이어에 의하여 접속되는 보호 회로 모듈을 가지는 이차 전지 팩 Download PDF

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Abstract

이차 전지 팩이 제공된다. 인쇄 회로 기판의 출력 단자에 전기적으로 연결된 복수의 와이어가 인쇄 회로 기판의 적어도 일부를 감싸므로, 와이어의 인장 강도는 증대된다.

Description

와이어에 의하여 접속되는 보호 회로 모듈을 가지는 이차 전지 팩{Secondary battery pack having protection circuit module connecting by wire}
본 발명은 PCM 어셈블리에 대한 와이어의 접속이 용이한 이차 전지 팩에 관한 것이다.
통상적으로, 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 이차 전지는 노트북이나, 휴대폰과 같은 모바일 기기나, 전기 자동차나, 하이브리드 전기 자동차나, 전기 자전거나, 무정전 전원공급장치(uninterruptible power supply) 등의 에너지원으로 사용된다. 대표적인 이차 전지는 리튬 이차 전지가 있다.
이차 전지는 외형에 따라, 원통형, 각형, 및 파우치형으로 분류된다. 이차 전지는 전지의 안전성을 확보하기 위하여 보호 회로 모듈(Protection circuit module, PCM)이 전지 셀에 전기적으로 접속되어 있다.
보호 회로 모듈은 인쇄 회로 기판(Printed circuit substrate, PCB) 상에 FET(Field effect transistor)와 같은 소자가 실장되어 있으며, 외부 회로 보드에 연결되는 복수의 출력 단자를 포함한다. 보호 회로 모듈의 출력 단자에는 외부 회로 보드에 전기적으로 접속된 와이어의 단부가 용접된다. 이때, 와이어의 단부가 보호 회로 모듈의 출력 단자로부터 쉽게 분리될 수 있기 때문에, 접속 부분은 분리되지 않도록 충분한 인장 강도를 가져야 한다.
본 발명은 보호 회로 모듈의 출력 단자에 대한 와이어의 접속이 견고하게 이루어진 이차 전지 팩을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이차 전지 팩은,
전극 조립체와, 제 1 면을 한정하는 캡 플레이트를 포함하는 캡 어셈블리를 가지는 배터리 셀;
제 1 면과, 제 2 면과, 그 사이의 측면을 가지는 회로 기판과, 상기 회로 기판 상에 장착되는 적어도 하나의 보호 장치를 가지며, 상기 회로 기판의 제 1 면이 캡 플레이트의 제 1 면에 근접하게 위치하도록 배터리 셀 상에 장착되고, 적어도 하나의 출력 단자를 포함하는 보호 회로 모듈; 및
상기 보호 회로 모듈의 적어도 하나의 출력 단자에 결합되며, 회로 기판의 제 1 면에 근접하게 위치하는 적어도 하나의 와이어;를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 회로 기판의 제 1 면이 바닥면이고, 적어도 하나의 와이어의 단부가 회로 기판의 바닥면을 경유하여 출력 단자에 결합된다.
일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 와이어는 상기 측면과, 제 1 면에 근접하게 위치하도록 적어도 하나의 출력단자에 결합되는 배터리 어셈블리.
일 실시예에 있어서, 복수의 와이어는 회로 기판의 제 1 면에 근접하게 위치하고, 적어도 하나의 칸막이 벽이 인접한 와이어 사이에 배치된다.
일 실시예에 있어서, 상기 보호 회로 모듈의 회로 기판은 상기 측면의 가장자리를 한정하고, 적어도 하나의 와이어가 홈 내에서 회로 기판의 측면에 인접하게 위치하도록 상기 가장자리에 홈이 형성된다.
다른 실시예에 있어서, 상기 홈은 적어도 하나의 와이어가 회로 기판 측면의 가장자리 바깥쪽으로 연장되지 않고, 홈 내에 위치하는 크기를 가진다.
일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 보강 블록은 보호 회로 모듈의 회로 기판과 배터리 셀의 제 1 면 사이에 개재된다.
일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 블록은 적어도 하나의 와이어가 보호 회로 모듈의 회로 기판의 제 1 면을 경유하여 출력 단자에 접근하는 인접한 위치에서 보호 회로 모듈의 회로 기판에 결합되는 제 1 보강 블록을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 배터리 셀의 제 1 면과, 보호 회로 모듈의 회로 기판의 제 1 면 사이에 개재되는 제 2 보강 블록을 더 포함하며, 보호 회로 모듈의 회로 기판은 제 1 및 제 2 단부를 한정하며, 제 1 보강 블록은 제 1 단부와 인접하게 위치하며, 제 2 보강 블록은 제 2 단부와 인접하게 위치한다.
일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 보강 블록에는 적어도 하나의 와이어가 회로 기판의 측면으로부터 출력 단자를 향하여 연장되도록 적어도 하나의 수용 홈이 형성된다.
일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 수요 홈과, 적어도 하나의 와이어는 복수의 수용 홈과, 복수의 와이어를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 와이어는 회로 기판을 감싼다.
일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 출력단자와 결합되는 적어도 하나의 와이어의 부분은 적어도 하나의 와이어와 적어도 하나의 출력단자 사이에 결합 강도를 결합시키도록 코팅재로 코팅된다.
일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 출력단자는 배터리 셀의 양극 단자에 전기적으로 연결되는 제 1 출력 단자와, 배터리 셀의 음극 단자에 전기적으로 연결되는 제 2 출력단자와 연결된다.
이상과 같이, 본 발명의 이차 전지 팩은 인쇄 회로 기판의 출력 단자에 전기적으로 접속되는 복수의 와이어가 인쇄 회로 기판의 적어도 일부를 감싸면서 설치되어 있으므로 와이어의 인장 강도가 향상된다. 또한, 와이어의 인장 강도를 더욱 증대시키기 위하여, 출력 단자에 대하여 와이어가 접속되는 부분에 대하여 실리콘과 같은 코팅재를 추가로 코팅할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 팩을 도시한 분리 사시도,
도 2는 도 1의 이차 전지 팩이 결합된 것을 도시한 사시도,
도 3은 도 2의 이차 전지 팩의 평면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지 팩을 절개 도시한 단면도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지 팩을 절개 도시한 단면도,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지 팩을 절개 도시한 단면도,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지 팩을 절개 도시한 사시도.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의하여 한정되어서는 안된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함한다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 팩(100)을 분리 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 이차 전지 팩(100)이 결합된 것을 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 이차 전지 팩(100)은 캡 어셈블리(120)를가지는 전지 셀(130)과, 상기 전지 셀(130)에 전기적으로 연결되는 보호 회로 모듈(140)을 포함한다.
상기 캡 어셈블리(120)는 캔(110)의 상단부에 결합되는 캡 플레이트(121)와, 상기 캡 플레이트(121)의 중앙에 위치하는 전극 단자(122)와, 전지 셀(130)의 바깥쪽에 위치하는 리드 플레이트(123)를 포함한다.
상기 캔(110)의 내부에는 양극판, 세퍼레이터, 및 음극판이 젤리-롤형(jelly-roll type)으로 감겨진 전극부(미도시)가 수용된다. 상기 캡 플레이트(121)는 상기 캔(110)에 용접되어 있다. 상기 전극 단자(122)는 절연 플레이트(124)를 매개로 상기 캡 플레이트(121)에 절연되도록 결합되어 있다. 상기 전극 단자(122)는 제 1 극성을 가진다. 상기 리드 플레이트(123)는 상기 캔(110)이나 캡 플레이트(121)의 외면 일부에 전기적으로 연결되어 있다. 상기 리드 플레이트(123)는 상기 제 1 극성에 대하여 극성이 다른 제 2 극성을 가진다. 예컨대, 상기 전극 단자(122)가 음극 역할을 하고, 전기적으로 서로 연결된 캔(110), 캡 플레이트(121), 및 리드 플레이트(123)는 양극 역할을 한다.
상기 보호 회로 모듈(140)은 상기 전지 셀(130)의 상부에 설치되어 있다. 상기 보호 회로 모듈(140)은 인쇄 회로 기판(141)과, 상기 인쇄 회로 기판(141) 상에 실장된 복수의 전자 소자(142)와, 안전 소자 역할을 하는 PTC 소자(143)를 포함한다.
상기 인쇄 회로 기판(141)은 상기 캡 플레이트(121) 상에 장착될 정도의 크기이다. 상기 인쇄 회로 기판(141)은 적어도 1층 이상의 회로 패턴층이 적층된 회로 기판이다. 상기 전자 소자(142)는 IC 칩(Integrated circuit chip)이나, FET나, 저항기(Resistor)나, 커패시터(Capacitor) 등을 포함한다.
상기 PTC 소자(143)는 제 1 접속 리드(144)와, 제 2 접속 리드(145)와, 상기 제 1 접속 리드(144) 및 제 2 접속 리드(145) 사이에 개재되는 PTC 본체(146)를 포함한다. 상기 제 1 접속 리드(144)는 상기 전극 단자(122)에 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 접속 리드(145)는 보호 회로 모듈(140)의 제 1 단자(147)에 전기적으로 연결되고, 상기 PTC 본체(146)는 상기 제 1 접속 리드(144)와, 제 2 접속 리드(145)에 전기적으로 연결되어 있다. 상기 리드 플레이트(123)는 일단부(123a)가 절곡되며, 상기 일단부(123a)는 상기 보호 회로 모듈(140)의 제 2 단자(148)에 전기적으로 연결되어 있다.
상기 보호 회로 모듈(140)의 복수의 출력 단자(150)에 대하여 접속됨과 동시에 외부 회로 보드에 연결되는 복수의 와이어(210)는 인쇄 회로 기판(141)의 적어도 일부를 감싸면서 설치되어 있다.
보다 상세하게는, 상기 전지 셀(130)과 대향되는 인쇄 회로 기판(141)의 일면(141a)에는 제 1 출력 단자(151), 제 2 출력 단자(152), 및 제 3 출력 단자(153)가 형성되어 있다. 상기 제 1 출력 단자(151)는 양극 역할을 하고, 제 2 출력 단자(152)는 음극 역할을 하고, 제 3 출력 단자(153)는 전지 셀(130)의 전류 상태, 예컨대, 저항값 등을 측정하기 위한 역할을 한다.
상기 복수의 와이어(210)는 상기 제 1 출력 단자(151)에 접속되는 제 1 와이어(211)와, 상기 제 2 출력 단자(152)에 접속되는 제 2 와이어(212), 및 제 3 출력 단자(153)에 접속되는 제 3 와이어(213)를 포함한다.
상기 제 1 와이어(211), 제 2 와이어(212), 및 제 3 와이어(213)의 각 일단은 상기 제 1 출력 단자(151), 제 2 출력 단자(152), 및 제 3 출력 단자(153)에 용접되며, 각 타단은 커넥터(220)에 연결되어 있다. 상기 커넥터(220)는 외부 회로 보드에 접속된다.
상기 복수의 와이어(210)는 상기 전지 셀(130)과 대향되는 인쇄 회로 기판(141)의 일면(141a)에서 복수의 출력 단자(150)에 접속되고, 상기 인쇄 회로 기판(141)의 측벽(141c)을 지나서 상기 인쇄 회로 기판(141)의 타면(141b) 쪽으로 인출되어 있다. 상기 인쇄 회로 기판(141)의 타면(141b)은 상기 전지 셀(130)과 대향되는 인쇄 회로 기판(141)의 일면(141a)에 대하여 반대되는 면이다.
상기 복수의 와이어(210)가 접속되는 복수의 출력 단자(150)에는 와이어(210)의 인장 강도를 더욱 향상시킬 수 있도록 실리콘과 같은 코팅재를 이용하여 코팅을 할 수 있다.
상기 복수의 와이어(210)는 상기 인쇄 회로 기판(141)의 일부를 감싸면서, 상기 인쇄 회로 기판(141)의 타면(141b)의 윗쪽 방향으로 연장되어 설치되어 있다. 따라서, 종래의 전지 셀과 대향되는 인쇄 회로 기판의 일면에 대하여 반대되는 면에 복수의 출력 단자를 배열하고, 상기 출력 단자에 대하여 복수의 와이어를 접속하는 구조와 비교할 때, 본 실시예에 따른 복수의 와이어(210)는 상기 인쇄 회로 기판(141)의 일부를 감싸고 있으므로, 복수의 와이어(210)의 인장 강도를 향상시킬 수 있다.
상기 복수의 와이어(210)가 인쇄 회로 기판(141)의 측벽(141c)에 위치하게 되므로, 상기 복수의 와이어(210)의 두께만큼 부피를 차지하게 된다. 따라서, 이차 전지 팩(100)에는 상기 복수의 와이어(210)가 설치될 공간이 더 필요하다.
또한, 복수의 와이어(210)가 인쇄 회로 기판(141)이 설치된 영역의 바깥쪽으로 설치될 경우, 이차 전지 팩(100) 조립시 이차 전지 팩(100)의 다른 부품과 간섭이 발생할 수 있고, 그 결과 와이어(210)가 손상될 수 있다.
상기 와아어(210)의 손상을 방지하기 위하여, 상기 복수의 와이어(210)는 상기 인쇄 회로 기판(141)이 설치된 영역 내에 위치하고 있다. 즉, 상기 인쇄 회로 기판(141)은 일부가 절개되어 있다. 상기 복수의 와이어(210)는 상기 인쇄 회로 기판(141)의 절개된 영역(CP) 내에 위치하게 된다. 상기 절개된 영역(CP)의 형상은 상기 복수의 와이어(210)가 인쇄 회로 기판(141)이 설치된 영역 내에 위치할 수 있다면 어느 하나의 형상에 한정되는 것은 아니다.
상기 복수의 출력 단자(150)에 대하여 복수의 와이어(210)가 접속되는 부분은 전지 셀(130)과 보호 회로 모듈(140) 사이에 위치하므로, 상기 와이어(210)가 설치되는 공간을 확보하기 위하여 보강 블록(230)이 설치된다.
즉, 상기 보강 블록(230)은 서로 대향되게 배치된 상기 캡 플레이트(121)의 윗면과, 인쇄 회로 기판(141)의 일면(141a) 사이에 위치하고 있다. 상기 보강 블록(230)의 일면은 양면 테이프와 같은 접속 부재(149)에 의하여 상기 인쇄 회로 기판(141)의 일면(141a)에 부착된다. 상기 보강 블록(230)의 타면은 캡 플레이트(121)의 윗면에 위치하고 있다. 이때, 상기 보강 블록(230)의 크기는 상기 캡 플레이트(121)의 크기보다 작은 것이 바람직하다.
상기 보강 블록(230)의 두께는 상기 복수의 출력 단자(150)에 대하여 복수의 와이어(210)가 접속되는 부분의 두께보다 크다. 따라서, 상기 복수의 출력 단자(150)에 대하여 복수의 와이어(210)가 접속되는 부분은 상기 캡 플레이트(121)의 윗면과, 인쇄 회로 기판(141)의 일면(141a) 사이에 위치할 수 있다.
본 출원인의 실험에 따른 복수의 와이어에 대한 인장 강도 실험 결과는 표 1에 도시된 바와 같다.
단위(KgF) 비교예 실시예
1 1.02 1.74
2 1.11 1.66
3 1.13 1.72
4 1.04 1.65
5 1.21 1.78
6 1.03 1.71
7 1.16 1.61
8 1.25 1.59
9 0.98 1.75
10 1.06 1.84
평균 인장강도 1.099 1.705
최대 인장강도 1.25 1.84
최소 인장강도 0.98 1.59
표 1에 있어서, 비교예는 종래의 와이어가 인쇄 회로 기판의 일부를 감지 않고, 이와 동시에, 실리콘과 같은 코팅재의 후처리 공정이 없는 경우이고, 실시예는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어가 인쇄 회로 기판의 일부를 감은 경우이다.
표 1을 참조하면, 비교예는 10개의 와이어의 평균 인장 강도는 1.099 KgF 이고, 최대 인장 강도는 1.25 KgF 이고, 최소 인장 강도는 0.98 KgF 이다. 이에 반하여, 실시예는 10개의 와이어의 평균 인장 강도는 1.705 KgF 이고, 최대 인장 강도는 1.84 KgF 이고, 최소 인장 강도는 1.59 KgF 이다. 이처럼, 실시예는 코팅재의 후처리 공정 없이도 비교예의 경우보다 평균 인장 강도는 50% 이상 증가함을 알 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지 팩을 도시한 단면도이다.
이하, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조 번호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리키며, 모든 실시예에서는 각 실시예의 특징 위주로 설명하기로 한다.
도면을 참조하면, 복수의 와이어(210)는 전지 셀(130)과 대향되는 인쇄 회로 기판(141)의 일면(141a)에서 복수의 출력 단자(150)에 접속되고, 상기 인쇄 회로 기판(141)의 측벽(141c)을 지나서 상기 인쇄 회로 기판(141)의 타면(141b) 쪽으로 인출되어 있다. 이처럼, 상기 복수의 와이어(210)는 상기 인쇄 회로 기판(141)의 일부를 감싸면서, 상기 인쇄 회로 기판(141)의 타면(141b)의 윗쪽 방향으로 연장되어 설치되어 있다.
상기 캡 플레이트(121)의 윗면과, 인쇄 회로 기판(141)의 일면(141a) 사이에는 복수의 보강 블록(430)이 설치되어 있다. 상기 보강 블록(430)은 제 1 보강 블록(431)과, 제 2 보강 블록(432)을 포함하지만, 적어도 1개 이상 설치되면 개수에 한정되는 것은 아니다.
제 1 보강 블록(431)은 상기 복수의 출력 단자(150)에 대하여 복수의 와이어(210)가 접속되는 부분에 위치하고 있다. 이때, 상기 제 1 보강 블록(431)에는 상기 접속된 부분을 수용하기 위하여 수용 홈(433)이 형성되어 있다. 보다 상세하게는, 상기 수용 홈(433)은 상기 인쇄 회로 기판(141)의 일면(141a)과 대향되는 제 1 보강 블록(431)의 표면으로부터 소정 깊이 형성되고, 상기 접속된 부분을 수용하기 위한 크기를 가진다. 상기 수용 홈(433)은 제 1 보강 블록(431)의 중앙에서 횡단면이 반원형으로 형성되어 있다.
이에 따라, 제 1 보강 블록(431)은 상기 캡 플레이트(121)의 윗면과, 인쇄 회로 기판(141)의 일면(141a) 사이의 소정 간격을 유지하고, 이와 동시에, 상기 복수의 출력 단자(150)에 대하여 복수의 와이어(210)가 접속되는 부분을 수용할 수 있다. 상기 제 2 보강 블록(432)은 제 1 보강 블록(431)이 설치된 부분의 반대쪽에 위치하나, 그 위치는 한정적인 것은 아니다.
상기 제 1 보강 블록(431)과, 제 2 보강 블록(432)은 상기 인쇄 회로 기판(141)의 일면(141a)에 대하여 양면 테이프와 같은 접속 부재(149)에 의하여 부착되어 있으나, 이와 반대로, 상기 캡 플레이트(121)의 윗면에 부착될 수 있는 등 어느 하나에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지 팩을 도시한 단면도이다.
도면을 참조하면, 복수의 와이어(210)는 전지 셀(130)과 대향되는 인쇄 회로 기판(141)의 일면(141a)에서 복수의 출력 단자(150)에 접속되고, 상기 인쇄 회로 기판(141)의 측벽(141c)을 지나서 상기 인쇄 회로 기판(141)의 타면(141b) 쪽으로 인출되어 있다. 이처럼, 상기 복수의 와이어(210)는 상기 인쇄 회로 기판(141)의 일부를 감싸면서, 상기 인쇄 회로 기판(141)의 타면(141b)의 윗쪽 방향으로 연장되어 설치되어 있다.
이때, 상기 캡 플레이트(121)의 윗면과, 인쇄 회로 기판(141)의 일면(141a) 사이에는 복수의 보강 블록(530)이 설치되어 있다. 상기 보강 블록(530)은 제 1 보강 블록(531)과, 제 2 보강 블록(532)을 포함한다.
제 1 보강 블록(531)은 상기 복수의 출력 단자(150)에 대하여 복수의 와이어(210)가 접속되는 부분에 위치하고 있다. 이때, 상기 제 1 보강 블록(531)은 상기 접속된 부분을 수용하기 위하여 복수의 수용 홈(533)을 포함한다. 보다 상세하게는, 상기 수용 홈(533)은 상기 인쇄 회로 기판(141)의 일면(141a)과 대향되는 제 1 보강 블록(531)의 표면으로부터 소정 깊이 형성되고, 상기 접속된 부분을 수용하기 위한 크기를 가진다.
도 4의 실시예와는 달리, 상기 수용 홈(533)은 제 1 출력 단자(151)에 접속되는 제 1 와이어(211)가 수용되는 제 1 수용 홈(534)과, 제 2 출력 단자(152)에 접속되는 제 2 와이어(212)가 수용되는 제 2 수용 홈(535)과, 제 3 출력 단자(153)에 접속되는 제 3 와이어(213)가 수용되는 제 3 수용 홈(536)을 포함한다. 이처럼, 상기 복수의 수용 홈(533)의 개수는 복수의 와이어(210)의 개수와 대응되게 형성되어 있다.
상기 수용 홈(533)은 상기 제 1 보강 블록(531)의 중앙에서 횡단면이 반원형으로 복수개 배열되거나, 상기 제 1 보강 블록(531)의 일 가장자리로부터 타 가장자리로 스트라이프형의 홈이 형성되나, 상기 홈이 서로 이격되게 복수개 배열될 수 있다면 어느 하나에 한정되는 것은 아니다.
이에 따라, 제 1 보강 블록(531)은 상기 캡 플레이트(121)의 윗면과, 인쇄 회로 기판(141)의 일면(141a) 사이의 소정 간격을 유지하고, 이와 동시에, 상기 복수의 출력 단자(150)에 대하여 복수의 와이어(210)가 접속되는 부분을 각각의 수용 홈(533)에 수용가능하다. 상기 수용 홈(533)은 서로 이격되게 복수개 배열되어 있으므로, 복수의 출력 단자(150)에 대하여 복수의 와이어(210)가 접속되는 부분을 각각의 수용홈(533)에 수용가능하다. 따라서, 인접하는 와이어(210) 간의 전기적 쇼트를 방지할 수 있다. 상기 제 2 보강 블록(532)은 제 1 보강 블록(531)이 설치된 부분의 반대쪽에 위치하나, 그 위치는 한정적인 것은 아니다.
도 6는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지 팩을 도시한 단면도이다.
도면을 참조하면, 상기 복수의 와이어(210)는 전지 셀(130)과 대향되는 인쇄 회로 기판(641)의 일면(641a)에서 복수의 출력 단자(150)에 접속되고, 상기 인쇄 회로 기판(641)의 측벽(641c)을 지나서 상기 인쇄 회로 기판(641)의 타면(641b) 쪽으로 인출되어 있다. 이처럼, 상기 복수의 와이어(210)는 상기 인쇄 회로 기판(641)의 일부를 감싸면서, 상기 인쇄 회로 기판(641)의 타면(641b)의 윗쪽 방향으로 연장되어 설치되어 있다.
상기 캡 플레이트(121)의 윗면과 인쇄 회로 기판(641)의 일면(641a) 사이에는 복수의 보강 블록(630)이 설치되어 있다. 상기 보강 블록(630)은 복수의 와이어(210)가 상기 복수의 출력 단자(150)에 접속되기 위한 공간을 확보한다.
이때, 상기 인쇄 회로 기판(641)은 이의 두께 방향으로 일부가 절개되어 있다. 상기 복수의 출력 단자(150)에 대하여 복수의 와이어(210)가 접속되는 부분은 상기 인쇄 회로 기판(641)의 절개된 영역(CP) 내에 위치하게 된다. 상기 절개된 영역(CP)은 상기 접속되는 부분이 상기 절개되지 않은 인쇄 회로 기판(641)의 일면(641a)으로부터 아랫 방향으로 돌출되지 않을 크기를 가진다. 이에 따라, 보강 블록(630)의 설치 두께를 최소화하여 이차 전지 팩의 크기를 더욱 소형화할 수 있고, 이차 전지 팩의 크기가 동일할 경우, 전지 셀(130)의 크기를 증대시켜 전지의 용량을 증대시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지 팩을 도시한 사시도이다.
도면을 참조하면, 복수의 와이어(210)는 전지 셀(130)과 대향되는 인쇄 회로 기판(141)의 일면(141a)에서 복수의 출력 단자(도 1의 150 참조)에 접속되어 있다. 상기 와이어(210)는 적어도 상기 인쇄 회로기판(141)을 1회 이상 감고 있다. 이에 따라, 상기 복수의 와이어(210)는 상기 인쇄 회로 기판(141)의 일면(141a)과, 이와 반대되는 타면(141b)에 다같이 접촉하고 있다.
게다가, 상기 인쇄 회로 기판(141)은 상기 복수의 와이어(210)가 접하는 부분을 일부 절개하고 있다. 상기 복수의 와이어(210)는 상기 인쇄 회로 기판(141)의 절개된 영역(CP) 내에 위치하게 된다. 상기 절개된 영역(CP)은 상기 인쇄 회로 기판(141)의 일측으로부터 일부 영역을 절개하거나, 상기 인쇄 회로 기판(141)의 양측으로부터 동시에 절개할 수 있는등 어느 하나의 형상에 한정되는 것은 아니다.
더욱이, 본 발명의 각 실시예에 개시된 절개된 영역(CP) 내에는 복수의 와이어(210)를 구획할 수 있도록 복수의 칸막이 벽(710, Partition walls)을 추가 설치하여 복수의 와이어(210) 간의 전기적 쇼트(Short)를 방지할 수 있다.
100...이차 전지 팩 110...캔
120...캡 어셈블리 130...전지 셀
121...캡 플레이트 140...보호 회로 모듈
141...인쇄 회로 기판 141a...일면
141b...타면 150...출력 단자
210...와이어 220...커넥터
230...보강 블록

Claims (19)

  1. 전극 조립체와, 제 1 면을 한정하는 캡 플레이트를 포함하는 캡 어셈블리를 가지는 배터리 셀;
    제 1 면과, 제 2 면과, 그 사이의 측면을 가지는 회로 기판과, 상기 회로 기판 상에 장착되는 적어도 하나의 보호 장치를 가지며, 상기 회로 기판의 제 1 면이 캡 플레이트의 제 1 면에 근접하게 위치하도록 배터리 셀 상에 장착되고, 적어도 하나의 출력 단자를 포함하는 보호 회로 모듈; 및
    상기 보호 회로 모듈의 적어도 하나의 출력 단자에 결합되며, 회로 기판의 제 1 면에 근접하게 위치하는 적어도 하나의 와이어;를 포함하는 배터리 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로 기판의 제 1 면이 바닥면이고, 적어도 하나의 와이어의 단부가 회로 기판의 바닥면을 경유하여 출력 단자에 결합된 배터리 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 와이어는 상기 측면과, 상기 회로 기판의 제 1 면에 근접하게 위치하도록 적어도 하나의 출력 단자에 결합되는 배터리 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 출력 단자는 복수의 출력 단자를 포함하며, 적어도 하나의 와이어는 복수의 출력 단자와 각각 결합되는 복수의 와이어를 포함하는 배터리 어셈블리.
  5. 제 4 항에 있어서,
    복수의 와이어는 회로 기판의 제 1 면에 근접하게 위치하고, 적어도 하나의 칸막이 벽이 인접한 와이어 사이에 배치된 배터리 어셈블리.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호 회로 모듈의 회로 기판은 상기 측면의 가장자리를 한정하고, 적어도 하나의 와이어가 홈 내에서 회로 기판의 측면에 인접하게 위치하도록 상기 가장자리에 홈이 형성되는 배터리 어셈블리.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 홈은 적어도 하나의 와이어가 회로 기판 측면의 가장자리 바깥쪽으로 연장되지 않고, 홈 내에 위치하는 크기를 가지는 배터리 어셈블리.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 보호 회로 모듈의 회로 기판은 제 1 및 제 2 단부를 포함하며, 상기 출력 단자와 홈은 제 1 단부와 인접하게 위치한 배터리 어셈블리.
  9. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 보강 블록은 보호 회로 모듈의 회로 기판과 배터리 셀의 제 1 면 사이에 개재되는 것을 더 포함하는 배터리 어셈블리.
  10. 제 9 항에 있어서,
    적어도 하나의 블록은 적어도 하나의 와이어가 보호 회로 모듈의 회로 기판의 제 1 면을 경유하여 출력 단자에 접근하는 인접한 위치에서 보호 회로 모듈의 회로 기판에 결합되는 제 1 보강 블록을 포함하는 배터리 어셈블리.
  11. 제 10 항에 있어서,
    배터리 셀의 제 1 면과, 보호 회로 모듈의 회로 기판의 제 1 면 사이에 개재되는 제 2 보강 블록을 더 포함하며, 보호 회로 모듈의 회로 기판은 제 1 및 제 2 단부를 한정하며, 제 1 보강 블록은 제 1 단부와 인접하게 위치하며, 제 2 보강 블록은 제 2 단부와 인접하게 위치한 배터리 어셈블리.
  12. 제 9 항에 있어서,
    적어도 하나의 보강 블록에는 적어도 하나의 와이어가 회로 기판의 측면으로부터 출력 단자를 향하여 연장되도록 적어도 하나의 수용 홈이 형성된 배터리 어셈블리.
  13. 제 12 항에 있어서,
    적어도 하나의 와이어는 복수의 와이어를 포함하며, 적어도 하나의 보강 블록에 형성된 적어도 하나의 수용 홈은 보강 블록에 형성된 복수의 수용 홈을 포함하며, 각 복수의 수용 홈은 각 복수의 와이어를 수용하는 배터리 어셈블리.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 보호 회로 모듈의 회로 기판은 제 1 및 제 2 측면을 포함하며, 적어도 하나의 와이어는 제 1 및 제 2 측면과, 회로 기판의 제 1 및 제 2 면에 연장된 배터리 어셈블리.
  15. 제 14 항에 있어서,
    적어도 하나의 보강 블록은 적어도 하나의 와이어가 적어도 하나의 출력 단자에 접근하는 제 1 면상과, 배터리 셀의 제 1 면 사이에 개재되도록 위치하고, 보강 블록은 적어도 하나의 와이어가 회로 기판을 감싸는 것을 수용하는 크기인 적어도 하나의 수용 홈을 포함하는 배터리 어셈블리.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호 회로 모듈의 회로 기판은 제 1 두께를 가지며, 적어도 하나의 와이어가 상기 회로 기판의 제 1 면을 경유하여 적어도 하나의 출력 단자에 접근하는 회로 기판의 영역은 적어도 하나의 와이어의 두께를 수용하도록 제 1 두께보다 작은 제 2 두께를 가지는 배터리 어셈블리.
  17. 제 1 항에 있어서,
    보호 회로 모듈의 회로 기판은 제 1 및 제 2 측면을 포함하며, 적어도 하나의 와이어는 회로 기판을 감싸도록 회로 기판의 제 1 및 제 2 측면과, 회로 기판의 제 1 및 제 2 면으로 연장되는 배터리 어셈블리.
  18. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 출력 단자와 결합되는 적어도 하나의 와이어의 부분은 적어도 하나의 와이어와 적어도 하나의 출력 단자 사이에 결합 강도를 결합시키도록 코팅재로 코팅된 배터리 어셈블리.
  19. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 출력 단자는 배터리 셀의 양극 단자에 전기적으로 연결되는 제 1 출력 단자와, 배터리 셀의 음극 단자에 전기적으로 연결되는 제 2 출력 단자와 연결된 것을 포함하는 배터리 어셈블리.
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