KR101811379B1 - Battery pack system with Fuse apparatus for circuit breaking over-current in Sensing Assembly Structure - Google Patents

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Abstract

본 발명은 센싱 어셈블리의 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 배터리 셀의 전압(또는 전류/저항/온도 등이 됨) 측정을 위한 센싱 어셈플리에서 과전류가 흐르는 경우 센싱 어셈블리 상의 패턴을 파단하여 과전류를 차단하는 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 센싱 어셈블리상의 회로 기판(PCB: Printed Circuit Board)의 copper etching(도전성 기판) line의 두께 및 폭을 조절하여 특정 전류 이상의 과전류가 인가될 때, PCB line 자체가 소손되어 퓨즈 역할을 수행하게 함으로써 저전압 경로의 안정성을 확보하는 것이 가능하다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery pack system including a fuse for blocking an overcurrent of a sensing assembly, and more particularly to a battery pack system in which an overcurrent flows in a sensing assembly for measuring a voltage (or current / resistance / And more particularly to a battery pack system including a fuse that breaks a pattern on a sensing assembly to block an overcurrent.
According to the present invention, when an overcurrent greater than a specific current is applied by controlling the thickness and width of a copper etching (conductive substrate) line of a printed circuit board (PCB) on a sensing assembly, the PCB line itself is burned to serve as a fuse It is possible to secure the stability of the low-voltage path.

Description

센싱 어셈블리의 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템{Battery pack system with Fuse apparatus for circuit breaking over-current in Sensing Assembly Structure}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery pack system including a fuse for blocking an overcurrent of a sensing assembly,

본 발명은 센싱 어셈블리의 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 배터리 셀의 전압(또는 전류/저항/온도 등이 됨) 측정을 위한 센싱 어셈블리에서 과전류가 흐르는 경우 센싱 어셈블리 상의 패턴을 파단하여 과전류를 차단하는 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery pack system including a fuse for blocking an overcurrent of a sensing assembly, and more particularly, to a battery pack system in which a overcurrent flows in a sensing assembly for measuring a voltage (or current / resistance / To a battery pack system including a fuse for breaking an overcurrent by breaking a pattern on a sensing assembly.

전지는 크게 1차 전지와 2차 전지로 구분될 수 있는데, 1차 전지란 비가역적인 반응을 이용하여 전기를 생산하므로 한 번 사용된 후에는 재사용이 불가능한 전지로서 일반적으로 많이 사용하는 건전지, 수은 전지, 볼타 전지 등이 이에 속하며, 2차 전지는 이와는 달리 가역적인 반응을 이용하므로 사용 후 충전하여 재사용이 가능한 전지로서 납 축전지, 리튬 이온 전지, 니카드(Ni-Cd) 전지 등이 이에 속한다. The battery can be largely divided into a primary cell and a secondary cell. Since the primary cell produces electricity using an irreversible reaction, it can not be reused after being used once. As a battery, a battery, a mercury battery , And voltaic batteries. Rechargeable batteries use a reversible reaction. Therefore, rechargeable batteries such as lead-acid batteries, lithium-ion batteries, and Ni-Cd batteries can be recharged after use.

도 1은 2차 전지 중 하나인 일반적인 리튬 이온 전지의 구조를 개념적으로 도시한 것이다. 리튬 이온 전지와 리튬 이온 폴리머 전지는 전해질의 성상(액체/고체)만 다를 뿐 그 구조는 동일하다. 또한, 전지에 따라 전해질이나 극의 재질이 도 1에 기재된 재질과는 조금씩 다를 수도 있다. FIG. 1 conceptually shows a structure of a general lithium ion battery as one of the secondary batteries. The lithium ion battery and the lithium ion polymer battery have the same structure except that the properties (liquid / solid) of the electrolyte are different. Also, the material of the electrolyte or the electrode may be slightly different from the material described in Fig. 1 depending on the battery.

도 1에 도시된 바와 같이, 리튬 이온 전지는 일반적으로 탄소로 이루어지는 음극(1) 및 일반적으로 리튬 화합물로 이루어지는 양극(2), 두 극(1, 2) 사이에 위치하는 전해질(3), 그리고 음극(1) 및 양극(2)을 연결하는 전선(4)을 포함하여 구성된다. 전해질(3) 내의 리튬 이온은 충전(charge) 시에는 음극(1) 쪽으로, 방전(discharge) 시에는 양극(2) 쪽으로 이동하며, 각 극에서 잉여의 전자를 방출하거나 또는 흡수하면서 화학 반응을 일으키게 된다. 1, a lithium ion battery includes a negative electrode 1 made of carbon and a positive electrode 2 generally made of a lithium compound, an electrolyte 3 positioned between the two electrodes 1 and 2, And a wire (4) connecting the cathode (1) and the anode (2). Lithium ions in the electrolyte 3 move toward the cathode 1 at the time of charge and toward the anode 2 at the time of discharge and release a surplus of electrons from each electrode or cause a chemical reaction do.

이러한 과정에서 상기 전선(4)에 전자가 흐르게 되며, 이에 따라 전기 에너지가 발생하게 된다. 여기에서 리튬 이온 전지를 사용하여 설명하였으나, 다른 2차 전지의 경우도 전극 또는 전해질로 사용되는 물질이 달라질 뿐 기본 원리 및 구조는 이와 동일하다. 즉, 일반적으로 2차 전지는 상술한 바와 같이 음극(1), 양극(2), 전해질(3) 및 전선(4)을 포함하여 이루어지는 것이다.In this process, electrons flow to the electric wire 4, thereby generating electric energy. Although the lithium ion battery has been described here, the basic principle and structure of the secondary battery are the same as those of the secondary battery, except that the materials used for the electrode or the electrolyte are different. That is, in general, the secondary battery includes the negative electrode 1, the positive electrode 2, the electrolyte 3 and the electric wire 4 as described above.

이 때, 2차 전지는 음극(1), 양극(2), 전해질(3) 및 전선(4)이 각각 단일 개 구비되어 형성될 수도 있지만, 보다 일반적으로는 단일 개의 음극(1), 양극(2), 전해질(3) 및 전선(4)으로 이루어지는 단위 셀(10)이 다수 개 연결되어 이루어진다. 즉, 2차 전지 팩의 내부에는 상기 설명한 바와 같은 단위 셀(10)이 다수 개 들어 있게 된다. 물론 각 단위 셀(10)은 전기적으로 서로 연결된다.At this time, the secondary battery may be formed by providing the cathode 1, the anode 2, the electrolyte 3 and the electric wire 4 in a single unit, but more generally, a single cathode 1, 2, the electrolyte 3 and the electric wire 4 are connected to each other. That is, a plurality of unit cells 10 as described above are contained in the interior of the secondary battery pack. Of course, each unit cell 10 is electrically connected to each other.

일반적으로 2차 전지는 그 내부에 다수 개의 단위 셀을 포함하고 있으며, 또한 일반적으로 각 셀의 전극들과 연결된 한 쌍의 외부 단자 탭(즉 각 단위 셀의 음극들이 연결된 하나의 음극, 각 셀의 양극들이 연결된 하나의 양극으로서, 전지 하나당 한 쌍이 구비되어 전극으로서 기능하는 탭)이 외부로 노출되어 있는 형태로 구성된다. 이와 같은 2차 전지들은 일반적으로 단일 개 사용되기보다는 다수 개가 연결되어 하나의 팩으로서의 배터리를 형성하게 된다. 이러한 팩 형태의 배터리에서 각각의 전지들을 (전지를 구성하는 단위 셀과 구별하여) 셀이라 칭하며, 물론 각 셀의 탭들은 전기적으로 연결되게 된다.In general, a secondary battery includes a plurality of unit cells, and a pair of external terminal tabs (that is, one cathode connected to the cathodes of each unit cell, connected to the electrodes of each cell, A pair of positive electrodes connected to the positive electrodes and a pair of the positive electrodes serving as electrodes functioning as an electrode) are exposed to the outside. In general, such secondary batteries are connected to a plurality of batteries rather than a single battery pack. In such a pack type battery, each of the cells is distinguished from a unit cell constituting the battery, and of course, the taps of each cell are electrically connected.

이와 같은 2차 전지의 형태 중 널리 사용되는 형태는, 배터리를 형성하는 셀이 파우치형을 이루고 있는 형태, 즉 파우치 셀로 이루어지는 형태이다. 도 2는 2차 전지용 파우치 셀의 일실시예를 도시하고 있는데, 도시된 바와 같이 파우치 셀은, 파우치 형태로 된 케이스 내부에 전해질 및 전극 등이 수용되며, 양극 및 음극이 파우치 외부로 노출되어 있는 형태로 되어 있다.A widely used form of such a secondary battery is a form in which the cells forming the battery are pouch-shaped, i.e., pouch cells. FIG. 2 shows an embodiment of a pouch cell for a secondary battery. As shown in the figure, the pouch cell has a pouch-shaped case in which an electrolyte and electrodes are housed, and an anode and a cathode are exposed to the outside of the pouch .

이러한 파우치 셀로 이루어지는 배터리에 있어서, 파우치 셀 자체의 형태적 특성 상 에너지 밀도, 생산성, 냉각 성능, 셀 성능 안전성 등이 우수한 장점들을 많이 가지고 있어 그 사용이 널리 일반화되어 있다. In the battery made of such a pouch cell, the pouch cell itself has many advantages such as energy density, productivity, cooling performance, and cell performance safety due to the morphological characteristics of the pouch cell itself.

그러나 파우치 셀에 있어서, 과전류가 흐르는 등의 동작 이상이 발생했을 경우 과열에 의하여 파우치가 부풀어서 파손되는 등의 문제가 생길 수 있어, 항상 각 개별 셀의 전압, 전류, 저항, 온도 등의 여러 상태값들을 측정 및 모니터링하여 셀에 과부하 또는 과방전이 인가되는 것을 방지해야 한다는 점이 고려되어야 한다. However, when an operation abnormality such as an overcurrent flows in the pouch cell, there is a problem that the pouch is swollen due to overheating and the cell is damaged. Thus, various conditions such as voltage, current, resistance, It should be taken into account that measuring and monitoring the values should prevent the cell from being overloaded or overdischarged.

일반적으로, 이러한 파우치 셀의 보호회로에는 과충전, 과방전, 단락, 과전류 등의 이상 상태가 발생되었을 경우 파우치 셀을 보호하기 위해 고전압 경로를 비가역적으로 단선시켜 전류의 흐름을 차단하는 퓨즈가 포함되어 있다.Generally, a protection circuit for such a pouch cell includes a fuse for blocking current flow by irreversibly disconnecting a high-voltage path in order to protect the pouch cell when an abnormal condition such as overcharge, over-discharge, short-circuit, have.

이러한 퓨즈 구조를 이용한 방식이 한국공개특허 제10-2008-0015215호(퓨즈 불량의 자체 모니터링이 가능한 2차 전지 보호회로, 이를 이용한 배터리 팩 및 퓨즈 불량 모니터링 방법, 및 불량 퓨즈가 포함된 전지 조립체 분류 방법)에 기재되어 있다. Such a method using a fuse structure is disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2008-0015215 (a secondary battery protection circuit capable of self-monitoring of fuse failure, a battery pack using the same, a fuse defect monitoring method, and a battery assembly including a defective fuse Method).

그런데, 이러한 퓨즈 구조를 이용한 방식의 경우, 배터리에서 외부로 인가되는 고전압 경로(high voltage path) 상에만 퓨즈를 적용하게 된다. 따라서, 저전압 경로(low voltage path)에도 오랜 시간 동안 전류가 인가되어 소규모 융착 및 화염이 발생할 수 있다는 문제점이 있다. However, in the case of using the fuse structure, the fuse is applied only to the high voltage path applied to the outside from the battery. Therefore, there is a problem in that a current is applied to the low voltage path for a long time and small fusion and flame may occur.

한국공개특허 제10-2008-0015215호Korean Patent Publication No. 10-2008-0015215

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 저전압 경로에서 오랜 시간 동안 전류가 인가되어 소규모 융착 및 화염이 발생하는 경우 과전류 차단을 방지함으로써 저전압 경로의 안정성을 확보하는 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a fuse which secures stability of a low voltage path by preventing an overcurrent cut- ting when a current is applied for a long time in a low- And a battery pack.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센싱 어셈블리의 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템은, 배터리 상기 배터리의 양극 단자 및 음극 단자와 고전압 경로를 통하여 연결되는 파워 컨트롤부 상기 배터리의 양극 단자 및 음극 단자와 저전압 경로를 통하여 연결되며 상기 배터리로부터의 출력이 전체 시스템 구성부품들의 소손 및 화재를 유발할 수 있는 수준의 과전류 상태인 경우, 자체 패턴이 파단되는 센싱 어셈블리 및 상기 센싱 어셈블리와 연결되어 상기 배터리를 제어하는 배터리 컨트롤부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery pack system including a fuse for interrupting an overcurrent of a sensing assembly of the present invention. The battery pack system includes a battery control unit connected to a positive terminal and a negative terminal of the battery through a high- A sensing assembly connected to the positive terminal and the negative terminal through a low voltage path and having a self-pattern break when the output from the battery is in an overcurrent condition that can cause burnout and fire of the entire system components, And a battery control unit for controlling the battery.

이때, 상기 센싱 어셈블리는 상기 패턴이 형성되는 센싱 어셈블리 바디를 포함하되, 상기 센싱 어셈블리 바디에는 상기 저전압 경로의 양극 저전압 경로와 연결되는 제 1 파단 가능 패턴 및 상기 저전압 경로의 음극 저전압 경로와 연결되는 제 2 파단 가능 패턴이 구성되는 것을 특징으로 한다.The sensing assembly includes a sensing assembly body in which the sensing assembly body has a first breakable pattern connected to the positive low voltage path of the low voltage path and a second breakable pattern connected to the negative low voltage path of the low voltage path, And a second breakable pattern is formed.

또한, 상기 제 1 파단 가능 패턴 및 제 2 파단 가능 패턴은 상기 센싱 어셈블리 바디의 인쇄 회로 기판의 코퍼 에칭 라인(cooper etching line)의 두께 및 폭을 조절하여 에칭라인의 단면적 및 전기저항값을 조절하고, 과전류 상황에서 최 우선적으로 소손되도록 설정하여, 과전류가 여타 시스템 구성부품에 인가되지 않도록 시스템이 구성되는 것을 특징으로 한다.The first breakable pattern and the second breakable pattern adjust the cross-sectional area and electrical resistance of the etching line by adjusting the thickness and width of a cooperating line of the printed circuit board of the sensing assembly body , The system is configured such that the overcurrent is not applied to other system component parts by setting it to be burned out first in the overcurrent situation.

아울러 상기 배터리는 적층된 파우치 형태의 셀들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the battery may include stacked pouch-shaped cells.

본 발명에 의하면, 센싱 어셈블리상의 회로 기판(PCB: Printed Circuit Board)의 copper etching(도전성 기판) line의 두께 및 폭을 조절하여 에칭라인의 단면적 및 전기저항값을 조절하고, 과전류 상황에서 최 우선적으로 소손되도록 설정하여, 과전류가 여타 시스템 구성부품에 인가되지 않도록 시스템이 구성되어 특정 전류 이상의 과전류가 인가될 때, PCB line 자체가 소손되어 퓨즈 역할을 수행하게 함으로써 저전압 경로의 안정성을 확보하는 것이 가능하다.
According to the present invention, the cross-sectional area and electrical resistance of an etching line can be adjusted by controlling the thickness and width of a copper etching (conductive substrate) line of a printed circuit board (PCB) on a sensing assembly, It is possible to secure the stability of the low voltage path by making the system operate so that the overcurrent is not applied to the other system components and the overcurrent of the specific current or more is applied and the PCB line itself is burned to perform the fuse .

도 1은 일반적인 리튬 이온 전지의 구조도.
도 2는 2차 전지용 파우치 셀의 일실시예.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템의 개념도.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 센싱 어셈블리를 가지는 배터리.
도 6은 도 3에 도시된 센싱 어셈블리를 가지는 배터리의 분해 사시도.
도 7은 도 3에 도시된 센싱 어셈블리의 외관도.
도 8은 도 4에 도시된 센싱 어셈블리 바디의 하판 외관도.1 is a structural view of a general lithium ion battery.
2 is an embodiment of a pouch cell for a secondary battery.
3 is a conceptual diagram of a battery pack system including a fuse according to an embodiment of the present invention.
Figures 4 and 5 show a battery with the sensing assembly shown in Figure 3;
Figure 6 is an exploded perspective view of the battery with the sensing assembly shown in Figure 3;
Figure 7 is an external view of the sensing assembly shown in Figure 3;
FIG. 8 is a bottom plate appearance view of the sensing assembly body shown in FIG. 4; FIG.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일실시예에 따른 센싱 어셈블리의 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템을 상세하게 설명하기 한다.Hereinafter, a battery pack system including a fuse for blocking an overcurrent of a sensing assembly according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템의 개념도이다. 도 3을 참조하면, 센싱 어셈블리의 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템은, 배터리(300); 상기 배터리(300)의 양극 단자(311) 및 음극 단자(312)와 고전압 경로(311-1,311-2)를 통하여 연결되는 파워 컨트롤부(320); 상기 배터리(300)의 양극 단자(311) 및 음극 단자(312)와 저전압 경로(312-1,312-2)를 통하여 연결되며 상기 배터리(300)로부터의 출력이 전체 시스템 구성부품들의 소손 및 화재를 유발할 수 있는 수준의 과전류 상태인 경우 자체 패턴이 파단되는 센싱 어셈블리(100); 및 상기 센싱 어셈블리(100)와 연결되어 상기 배터리(300)를 제어하는 배터리 컨트롤부(330)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 3 is a conceptual diagram of a battery pack system including a fuse according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, a battery pack system including a fuse for blocking an overcurrent of a sensing assembly includes a battery 300; A power control unit 320 connected to the positive terminal 311 and the negative terminal 312 of the battery 300 through high voltage paths 311-1 and 311-2; The battery 300 is connected to the positive terminal 311 and the negative terminal 312 of the battery 300 through the low voltage paths 312-1 and 312-2 and the output from the battery 300 causes burn- A sensing assembly (100) in which the self-pattern is broken when an overcurrent state is reached; And a battery control unit 330 connected to the sensing assembly 100 to control the battery 300.

배터리(300)는 파우치 형태의 셀이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 일반적인 2차 전지도 가능하다. The battery 300 may be a pouch-shaped cell, but is not limited thereto and may be a general secondary battery.

일반적으로 배터리(300)로부터 분기되는 경로는 2개로 구성된다. 하나는 고전압 경로로서 양극 고전압 경로(311-1) 및 음극 고전압 경로(311-2)로 구성된다. 다른 하나는 저전압 경로로서 양극 저전압 경로(312-1) 및 음극 저전압 경로(312-2)로 구성된다. Generally, a path branched from the battery 300 is composed of two paths. One is composed of a positive high voltage path 311-1 and a negative high voltage path 311-2 as a high voltage path. And the other is composed of a positive low voltage path 312-1 and a negative low voltage path 312-2 as a low voltage path.

고전압 경로(311-1,311-2)는 파워 컨트롤부(320)와 연결되는 전력선으로서 차량부(340)에 배터리(300)의 전원을 공급하는 기능을 한다. 물론, 차량부(340)에는 차량의 구동을 위한 모터, 기어 등이 구비되며, 이에 대하여는 널리 공지되어 있으므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다. The high voltage paths 311-1 and 311-2 serve to supply the power of the battery 300 to the vehicle unit 340 as a power line connected to the power control unit 320. [ Of course, the vehicle unit 340 is provided with a motor, a gear, and the like for driving the vehicle, which is widely known and will not be described further.

저전압 경로(312-1,312-2)는 센싱 어셈블리(100)와 연결되는 신호선으로 배터리(300)의 수명/온도/전압 등을 측정하고, 배터리(300)를 제어하는 배터리 컨트롤부(330)와 연결된다. The low voltage paths 312-1 and 312-2 measure the lifetime / temperature / voltage of the battery 300 by a signal line connected to the sensing assembly 100 and are connected to a battery control unit 330 for controlling the battery 300 do.

물론, 배터리 컨트롤부(330)와 배터리(300) 사이에 센싱 어셈블리(100)가 구성되며, 이 센싱 어셈블리(100)는 인쇄 회로 기판(PCB: Printed Circuit Board) 상에 형성된 패턴을 이용하여 전기적인 신호선을 연결하여 준다. 또한, 센싱 어셈블리(100)에는 양극 저전압 경로(312-1)와 연결되는 제 1 파단 가능 패턴(111) 및 음극 저전압 경로(312-2)와 연결되는 제 2 파단 가능 패턴(112)이 형성된다. Of course, a sensing assembly 100 is formed between the battery control unit 330 and the battery 300. The sensing assembly 100 is electrically connected to the battery 300 using a pattern formed on a printed circuit board (PCB) Connect the signal line. The sensing assembly 100 further includes a first breakable pattern 111 connected to the positive low voltage path 312-1 and a second breakable pattern 112 connected to the negative low voltage path 312-2 .

상기 제 1 파단 가능 패턴(111) 및 제 2 파단 가능 패턴(112)은 상기 센싱 어셈블리(100)의 인쇄 회로 기판의 코퍼 에칭 라인(cooper etching line)의 두께 및 폭을 조절하여 에칭라인의 단면적 및 전기저항값을 조절하고, 과전류 상황에서 최 우선적으로 소손되도록 설정하여, 과전류가 여타 시스템 구성부품에 인가되지 않도록 시스템이 구성되는 것을 특징으로 한다. The first breakable pattern 111 and the second breakable pattern 112 may be formed by adjusting the thickness and width of a cooperating line of the printed circuit board of the sensing assembly 100, The system is configured such that the electrical resistance value is adjusted and set to be erased first in the overcurrent situation so that the overcurrent is not applied to other system components.

따라서, 특정 전류 이상의 고전류가 인가될 때, 제 1 파단 가능 패턴(111) 및/또는 제 2 파단 가능 패턴(112) 자체가 소손되어 퓨즈 역할을 수행하게 된다.Therefore, when a high current of a specific current or more is applied, the first breakable pattern 111 and / or the second breakable pattern 112 itself are burned out to serve as a fuse.

도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 센싱 어셈블리를 가지는 배터리를 도시한 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이 배터리는 일정 수량의 파우치 형태의 셀이 적층되어 있는 형태로 이루어진다. Figures 4 and 5 illustrate a battery having the sensing assembly shown in Figure 3. As shown in FIG. 4, the battery is formed by stacking cells of a certain number of pouch-shaped cells.

보다 상세하게는, 배터리(300)는 일측 방향으로 양극 단자(311) 및 음극 단자(312)가 돌출되어 노출 형성되는 파우치 형태의 셀(도 2참조)들이 적층된 형태로 이루어지는데, 도 4 및 이하 도면들에서는 상기 셀(도 2참조)들이 직렬로 8개, 1열로 적층되어 있는 형태를 도시하고 있으며, 물론 본 발명에서의 상기 배터리(300)는 상기 셀(도 2참조)들이 직렬로 적층된 열이 다수 개 병렬로 배치되는 형태 등도 모두 포함할 수 있음을 밝혀 둔다. More specifically, the battery 300 is formed by stacking pouch-shaped cells (see FIG. 2) in which a cathode terminal 311 and an anode terminal 312 are exposed and formed in one direction, 2) are stacked in series in eight rows and one row. Of course, the battery 300 in the present invention is formed by stacking the cells (see FIG. 2) And a plurality of columns arranged in parallel may be included.

즉, 본 발명에서의 배터리(300)는, 상기 양극 단자(311) 및 상기 음극 단자(312)가 같은 방향으로 노출되어 있는 형태로 되어 있는 파우치 셀(도 2참조)들이 적층 배열되기만 한다면 그 적층 배열 방식은 어떤 식으로 이루어져도 무방하다.That is, in the battery 300 of the present invention, if the pouch cells (see FIG. 2) in which the positive electrode terminal 311 and the negative electrode terminal 312 are exposed in the same direction are stacked, Arrangement can be done in any way.

배터리(300)에는 또한, 상기 셀(도 2참조)들의 상태를 측정하여 BMS(Battery Management System)로 전송하는 센싱 어셈블리(100)가 구비된다.The battery 300 is further provided with a sensing assembly 100 for measuring the state of the cell (see FIG. 2) and transmitting the measured state to a battery management system (BMS).

도 6은 센싱 어셈블리를 가지는 배터리의 분해 사시도이며, 도 7은 센싱 어셈블리를 보다 상세히 도시하고 있다. 도 4 및 도 5에서도 도시되어 있는 바와 같이, 센싱 어셈블리(100)는 그 형태적인 구조상 상기 양극 단자(311) 및 상기 음극 단자(312)가 같은 방향으로 돌출된 형태로 이루어져 있는 경우에 최적으로 구비될 수 있다. 도시된 바와 같이 센싱 어셈블리(100)는 기본적으로 센싱 어셈블리 바디(110), 센싱 팁(120), 온도 센서(130), 제1센싱 커넥터(141) 및 제2센싱 커넥터(142)로 이루어진다. 이하에서 상기 센싱 어셈블리(100)의 구조를 보다 상세히 설명한다.Figure 6 is an exploded perspective view of a battery having a sensing assembly, and Figure 7 shows the sensing assembly in more detail. 4 and 5, the sensing assembly 100 is optimally provided when the positive electrode terminal 311 and the negative electrode terminal 312 are protruded in the same direction, . The sensing assembly 100 basically includes a sensing assembly body 110, a sensing tip 120, a temperature sensor 130, a first sensing connector 141, and a second sensing connector 142. Hereinafter, the structure of the sensing assembly 100 will be described in more detail.

상기 센싱 어셈블리 바디(110)는 상기 센싱 어셈블리(100)의 기반 몸체로서, 도시된 바와 같이 상기 셀(도 2참조)들이 적층된 결합체에 대하여 상기 양극 단자(311) 및 상기 음극 단자(312)가 돌출된 면 측에 배치 구비된다. 보다 풀어서 설명하자면 다음과 같다. The sensing assembly body 110 is a base body of the sensing assembly 100 and the positive electrode terminal 311 and the negative electrode terminal 312 are connected to the combined body in which the cells (see FIG. 2) And is disposed on the protruded surface side. More specifically, it is as follows.

상기 셀(도 2참조)은 파우치 형태로서 얇은 두께와 넓적한 면을 가지는 납작한 형태로 이루어진다. 상기 셀(도 2참조)들이 적층되면 두께 방향으로 면이 이루어지게 되며, 상기 양극 단자(311) 및 상기 음극 단자(312)는 두께 측에서 돌출되어 있으므로, 상기 셀(도 2참조)들이 적층된 결합체에서는 상기 양극 단자(311) 및 상기 음극 단자(312) 다수 개가 일측 면에서 돌출되어 있는 형태를 이루게 된다. The cell (see FIG. 2) is in the form of a pouch and has a flat shape having a thin thickness and a flat surface. When the cells (see FIG. 2) are stacked, the cathode terminal 311 and the anode terminal 312 are protruded from the thickness side. Therefore, the cells (see FIG. 2) A plurality of the positive electrode terminals 311 and the plurality of negative electrode terminals 312 protrude from one side of the assembly.

이때 상기 센싱 어셈블리(100)는 상기 셀(도 2참조)의 면 쪽에 구비되는 것이 아니라, 바로 상기 셀(도 2참조)들이 적층됨으로써 두께 방향으로 다수 개의 셀(도 2참조)들에 의해 이루어지는 면에 상기 센싱 어셈블리 바디(110)가 놓여지게 된다. The sensing assembly 100 is not provided on the side of the cell (see FIG. 2) but on the side of the sensing cell 100 formed by a plurality of cells (see FIG. 2) in the thickness direction by stacking the cells So that the sensing assembly body 110 is placed.

특히, 상기 셀(도 2참조)들이 적층되어 이루어지는 결합체에서 두께 방향으로 이루어지는 면들 중에서도, 상기 센싱 어셈블리 바디(110)는 상기 양극 단자(311) 및 상기 음극 단자(312)가 돌출되어 있는 면 측에 배치되게 된다. 이 러한 센싱 어셈블리 바디(110)를 보여주는 도면이 도 8에 도시된다. Particularly, among the surfaces in the thickness direction of the combined body in which the cells (see FIG. 2) are laminated, the sensing assembly body 110 is formed on the surface side where the positive electrode terminal 311 and the negative electrode terminal 312 protrude Respectively. A view showing such a sensing assembly body 110 is shown in FIG.

도 7을 계속 설명하면, 상기 센싱 팁(120)은, 도전체 재질로 형성되어 상기 센싱 어셈블리 바디(110)로부터 돌출 구비되는데, 각각이 상기 양극 단자(311) 및 상기 음극 단자(312)에 접촉되어 각 상기 셀(도 2참조)의 전압, 전류, 저항 신호를 측정하게 된다. 이 때 상기 센싱 어셈블리(100)가 구비되는 것은 셀(도 2참조)들의 적층체로 상기 셀(도 2참조)이 다수 개가 되며, 따라서 각각의 셀(도 2참조)(즉 각각의 셀(도 2참조)의 각 전극 단자(311)(312))에서의 신호를 측정하기 위해서는 당연히 상기 센싱 팁(120)은 하나의 센싱 어셈블리 바디(110) 당 다수 개가 구비되도록 한다. 7, the sensing tip 120 is formed of a conductive material and is protruded from the sensing assembly body 110, and each of the sensing terminals 120 contacts the cathode terminal 311 and the anode terminal 312 And the voltage, current, and resistance signals of each cell (see FIG. 2) are measured. The sensing assembly 100 is provided with a plurality of cells (see FIG. 2) as a stack of cells (see FIG. 2), and thus each cell (see FIG. 2) A plurality of sensing tips 120 may be provided per sensing assembly body 110 in order to measure a signal at each of the electrode terminals 311 and 312 of the sensing assembly body 110.

이때, 도 5 내지 7에서는 상기 셀(도 2참조)이 8개가 적층된 예시를 보여 주고 있는 바 상기 센싱 팁(120) 역시 8개가 구비되는 것으로 묘사되었으나, 이로써 본 발명이 한정되는 것은 전혀 아니며, 하나의 센싱 어셈블리 바디(110) 당 구비되는 상기 센싱 팁(120)의 개수는 물론 상기 셀(도 2참조)의 적층 개수에 따라 달라지게 됨은 당연하다.5 to 7 illustrate an example in which eight cells (see FIG. 2) are stacked, and eight sensing tips 120 are also illustrated. However, the present invention is not limited thereto, The number of sensing tips 120 provided per sensing assembly body 110 depends on the number of stacked cells (see FIG. 2).

상기 온도 센서(130)는 상기 셀(도 2참조)들의 온도를 측정하는 역할을 하는데, 특히 본 발명에서 상기 온도 센서(130)는 상기 센싱 어셈블리 바디(110) 하부로 돌출 구비된다. 이 때 상기 센싱 어셈블리 바디(110)는 상기 셀(도 2참조)들이 적층되어 이루는 면 상에 배치되므로, 상기 온도 센서(130)는 당연히 상기 셀(도 2참조)들의 사이로 개재 배치되게 된다. The temperature sensor 130 measures the temperature of the cell (see FIG. 2). In particular, the temperature sensor 130 protrudes below the sensing assembly body 110. At this time, since the sensing assembly body 110 is disposed on the surface formed by stacking the cells (see FIG. 2), the temperature sensor 130 is naturally disposed between the cells (see FIG. 2).

이에 따라 상기 온도 센서(130)는 상기 셀(도 2참조)의 온도를 직접 측정할 수 있게 된다. 종래에는 상기 전극 단자(311)(312)로부터 전달되는 전류 등을 측정하여 이를 기반으로 온도를 산출하는 방식, 즉 간접적인 온도 측정 방식을 사용하였기 때문에 정확하고 즉각적인 온도 모니터링이 어려운 문제가 있었다. 그러나 본 발명에서는 상기 셀(도 2참조)들 사이로 상기 온도 센서(130)가 직접 끼워져서 상기 셀(도 2참조)의 온도를 직접 측정하므로, 보다 정확한 측정이 가능할 뿐만 아니라 과열로 인한 문제가 발생하기 전에 미리 신속한 대응을 할 수 있게 되어, 배터리 운용에 있어 훨씬 사용자 편의성을 높일 수 있다.Accordingly, the temperature sensor 130 can directly measure the temperature of the cell (see FIG. 2). Conventionally, there is a problem that it is difficult to accurately and instantly monitor the temperature because a method of measuring the current or the like transmitted from the electrode terminals 311 and 312 and calculating the temperature based on the current, that is, an indirect temperature measurement method is used. However, according to the present invention, since the temperature sensor 130 is directly inserted between the cells (see FIG. 2) to directly measure the temperature of the cell (see FIG. 2), more accurate measurement is possible and a problem due to overheating occurs It is possible to perform quick response in advance, and thus, the battery operation can be made much more user-friendly.

상기 제1센싱 커넥터(141) 및 상기 제2센싱 커넥터(142)는, 상기 센싱 팁(120) 및 상기 온도 센서(130)와 연결되어 측정값을 상기 BMS(미도시)로 전송한다. 상세히는, 상기 제1센싱 커넥터(141)는 상기 센싱 팁(120)들과 연결되어 상기 센싱 팁(120)들에서 측정된 전압, 전류, 저항 신호를 상기 BMS로 전송하는 역할을 하며, 상기 제2센싱 커넥터(142)는 상기 온도 센서(130)와 연결되어 상기 온도 센서(130)에서 측정된 온도 신호를 상기 BMS로 전송하는 역할을 한다. The first sensing connector 141 and the second sensing connector 142 are connected to the sensing tip 120 and the temperature sensor 130 and transmit measured values to the BMS (not shown). In detail, the first sensing connector 141 is connected to the sensing tips 120 to transmit voltage, current, and resistance signals measured at the sensing tips 120 to the BMS, 2 sensing connector 142 is connected to the temperature sensor 130 and transmits the temperature signal measured by the temperature sensor 130 to the BMS.

이와 같이 센싱 어셈블리(100)는 상기 BMS로, 상기 제1센싱 커넥터(141)를 통해 각 셀(도 2참조)의 전압, 전류, 저항 값을 전송하고, 상기 제2센싱 커넥터(142)를 통해 상기 배터리(300) 셀(도 2참조)의 전반적인 온도 값을 전송함으로써, 상기 BMS에서 상기 배터리(300)의 전압, 전류, 저항, 온도와 같은 셀 상태를 측정하기 위한 값을 총괄적으로 전송받을 수 있다. 이에 따라 상기 BMS에서 상기 배터리(300)를 관리함에 있어 보다 정확한 판단을 할 수가 있으며, 궁극적으로 상기 배터리(300) 운용 효율이 비약적으로 증대될 수 있게 된다.The sensing assembly 100 transmits the voltage, current, and resistance values of each cell (see FIG. 2) to the BMS through the first sensing connector 141, By transmitting the overall temperature value of the battery 300 (see FIG. 2), the BMS can collectively receive the values for measuring the cell state such as the voltage, current, resistance, and temperature of the battery 300 have. Accordingly, it is possible to make more accurate judgment in managing the battery 300 in the BMS, and ultimately, the efficiency of operation of the battery 300 can be dramatically increased.

본 발명에서, 도 7 등에 묘사되어 있는 바와 같이, 상기 센싱 어셈블리(100)는 상기 센싱 팁(110) 및 상기 온도 센서(130)와 상기 제1센싱 커넥터(141) 및 상기 제2센싱 커넥터(142) 간 신호를 전송하도록 연결하는 PCB 기판을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 즉 상기 센싱 팁(110)은 상기 제1센싱 커넥터(141)에 연결되고, 상기 온도 센서(130)는 상기 제2센싱 커넥터(142)에 연결되는데, 이를 개별적인 전선으로 연결하도록 구성하여도 무방하나, PCB 기판에 이러한 연결 회로가 배치되도록 구성함으로써 제작성을 더욱 높일 수 있다.
7 and the like, the sensing assembly 100 includes the sensing tip 110 and the temperature sensor 130, the first sensing connector 141 and the second sensing connector 142 And a PCB substrate connected to transmit the signal between the signal lines. That is, the sensing tip 110 is connected to the first sensing connector 141, and the temperature sensor 130 is connected to the second sensing connector 142. However, , So that the connection circuit is arranged on the PCB substrate, thereby making it possible to further improve the production.

100: 센싱 어셈블리
110: 센싱 어셈블리 바디
111: 제 1 파단 가능 패턴
112: 제 2 파단 가능 패턴
120: 센싱 팁
130: 온도 센서 140: 센싱 커넥터
300: 배터리 311: 양극 단자
312: 음극 단자 311-1: 양극 고전압 경로
311-2: 음극 고전압 경로 312-1: 양극 저전압 경로
312-2: 음극 저전압 경로
320: 파워 컨트롤부 330: 배터리 컨트롤부
340: 차량부100: sensing assembly
110: sensing assembly body
111: First breakable pattern
112: second breakable pattern
120: sensing tips
130: Temperature sensor 140: Sensing connector
300: battery 311: positive terminal
312: negative pole terminal 311-1: positive high voltage path
311-2: cathode high voltage path 312-1: anode low voltage path
312-2: cathode low voltage path
320: Power control unit 330: Battery control unit
340:

Claims (5)

배터리
상기 배터리의 양극 단자 및 음극 단자와 고전압 경로를 통하여 연결되는 파워 컨트롤부
상기 배터리의 양극 단자 및 음극 단자와 저전압 경로를 통하여 연결되며 상기 배터리로부터의 출력이 전체 시스템 구성부품들의 소손 및 화재를 유발할 수 있는 수준의 과전류 상태인 경우, 자체 패턴이 파단되는 센싱 어셈블리 및
상기 센싱 어셈블리와 연결되어 상기 배터리를 제어하는 배터리 컨트롤부
를 포함하며,
상기 배터리는 양극 단자 및 음극 단자가 돌출되어 노출 형성되는 셀들을 적층된 파우치 형태로 포함하고,
상기 센싱 어셈블리는
상기 배터리에 돌출되어 있는 양극 단자 및 음극 단자의 사이에 배치되는 센싱 어셈블리 바디;
상기 센싱 어셈블리 바디로부터 돌출 구비되어 상기 배터리의 양극 단자 및 음극 단자와 접촉되는 센싱 팁;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱 어셈블리의 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템.
battery
A power control unit connected to the positive and negative terminals of the battery through a high voltage path ,
A sensing assembly which is connected to the positive and negative terminals of the battery through a low voltage path and in which the output from the battery is in an overcurrent condition that may cause burnout and fire of the entire system components,
A battery control unit connected to the sensing assembly for controlling the battery,
/ RTI >
The battery includes cells in which a positive terminal and a negative terminal protrude and are exposed to form a stacked pouch,
The sensing assembly
A sensing assembly body disposed between the positive and negative terminals protruding from the battery;
A sensing tip protruding from the sensing assembly body and contacting the positive and negative terminals of the battery;
And a fuse for blocking the overcurrent of the sensing assembly.
제 1 항에 있어서,
상기 센싱 어셈블리는,
상기 패턴이 형성되는 센싱 어셈블리 바디를 포함하되,
상기 센싱 어셈블리 바디에는 상기 저전압 경로의 양극 저전압 경로와 연결되는 제 1 파단 가능 패턴 및 상기 저전압 경로의 음극 저전압 경로와 연결되는 제 2 파단 가능 패턴이 구성되는 것을 특징으로 하는 센싱 어셈블리의 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템.The method according to claim 1,
The sensing assembly includes:
And a sensing assembly body on which the pattern is formed,
Wherein the sensing assembly body is formed with a first breakable pattern connected to the positive low voltage path of the low voltage path and a second breakable pattern connected to the negative low voltage path of the low voltage path. Battery pack system with fuse. 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 파단 가능 패턴 및 제 2 파단 가능 패턴은 상기 센싱 어셈블리 바디의 인쇄 회로 기판의 코퍼 에칭 라인(cooper etching line)의 두께 및 폭을 조절하여 에칭라인의 단면적 및 전기저항값을 조절하고, 과전류 상황에서 최 우선적으로 소손되도록 설정하여, 과전류가 여타 시스템 구성부품에 인가되지 않도록 시스템이 구성되는 것을 특징으로 하는 센싱 어셈블리의 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the first breakable pattern and the second breakable pattern adjust the cross-sectional area and the electrical resistance of the etching line by adjusting the thickness and width of the cooperating line of the printed circuit board of the sensing assembly body, Wherein the system is configured such that the overcurrent is not applied to other system components, with the fuse for overcurrent protection of the sensing assembly. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 센싱 어셈블리 바디 하부로 돌출 구비되어 상기 셀들의 사이 개재 구비되는 온도 센서;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱 어셈블리의 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템.
The method according to claim 1,
A temperature sensor protruding below the sensing assembly body and interposed between the cells;
Further comprising a fuse for blocking the overcurrent of the sensing assembly.
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