KR102007777B1 - Battery pack system with Integration Mount 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 단위 셀의 전압(또는 전류/저항/온도 등이 됨) 측정을 위한 센싱 어셈블리에서 과전류가 흐르는 경우 센싱 어셈블리 상의 과전류를 차단하는 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a battery pack system including a fuse for blocking the overcurrent of the sensing assembly, and more particularly to the overcurrent flow in the sensing assembly for measuring the voltage (or current / resistance / temperature, etc.) of the battery unit cell The present invention relates to a battery pack system including a fuse that blocks an overcurrent on a sensing assembly.

Description

센싱 어셈블리의 과전류 차단을 위한 마운팅 된 일체형 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템{Battery pack system with Integration Mount Fuse apparatus for circuit breaking over-current in Sensing Assembly Structure}Battery pack system with integrated mount fuse for circuit breaking over-current in Sensing Assembly Structure}

본 발명은 센싱 어셈블리의 과전류 차단을 위한 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 배터리 셀의 전압(또는 전류/온도 등이 됨) 측정을 위한 센싱 어셈블리에 과전류가 흐르는 경우 센싱 어셈블리 상의 퓨즈를 파단 하여 과전류를 차단하는 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a battery pack system including a fuse for blocking the overcurrent of the sensing assembly, and more particularly, when the overcurrent flows in the sensing assembly for measuring the voltage (or current / temperature, etc.) of the battery cell. The present invention relates to a battery pack system including a fuse which blocks an over current by breaking a fuse of a phase.

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 납축전지, 리튬 이온 전지, 니카드(Ni-Cd) 전지 등이 이에 속한다. Batteries can be largely divided into primary and secondary batteries. Primary batteries generate electricity by using an irreversible reaction, so they cannot be reused after being used once. In this regard, a voltaic battery, and the like, and the secondary battery uses a reversible reaction, and thus lead-acid batteries, lithium ion batteries, Ni-Cd batteries, and the like, which are reusable after being charged after use.

일반적으로 2차 전지는 그 내부에 다수 개의 단위 셀을 포함하고 있으며, 또한 일반적으로 각 셀의 전극들과 연결된 한 쌍의 외부 단자 탭(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 therein, and generally, a pair of external terminal tabs (tabs provided as one electrode per battery) connected to the electrodes of each cell to the outside It consists of an exposed form. Such secondary cells are generally connected to a plurality of secondary batteries rather than a single one to form a battery as a pack. In this pack type battery, each of the cells is called a cell (distinguishable from the unit cells constituting the battery), and the tabs of each cell are electrically connected.

이와 같은 2차 전지의 형태 중 널리 사용되는 형태는, 배터리를 형성하는 셀이 파우치 형을 이루고 있는 형태, 즉 파우치 셀로 이루어지는 형태이다. 파우치 셀은, 파우치 형태로 된 케이스 내부에 전해질 및 전극 등이 수용되며, 양극 및 음극이 파우치 외부로 노출되어 있는 형태로 되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 일반적인 2차 전지 형태의 단위 셀들로도 구성이 가능하다.A widely used form of such a secondary battery is a form in which a cell forming a battery forms a pouch, that is, a form consisting of a pouch cell. The pouch cell has an electrolyte, an electrode, and the like housed in a pouch-shaped case, and a cathode and an anode are exposed to the outside of the pouch. However, the pouch cell is not limited thereto. It is possible.

단위 셀로 이루어지는 배터리에 있어서, 단위 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 composed of the unit cell, the use of the unit cell itself has a number of advantages, such as energy density, productivity, cooling performance, cell performance safety, etc. due to the morphological characteristics of the unit cell itself.

그러나 단위 셀에 있어서, 과전류가 흐르는 등의 동작 이상이 발생했을 경우 과열에 의하여 단위 셀이 부풀어서 파손되는 등의 문제가 생길 수 있어, 항상 각 개별 셀의 전압, 온도 등의 여러 상태 값들을 측정 및 모니터링 하여 단위 셀에 과충전 또는 과방전이 인가되는 것을 방지해야 한다는 점이 고려되어야 한다.However, in the unit cell, when an operation abnormality such as over current flows, the unit cell may swell due to overheating and may be damaged. Therefore, various state values such as voltage and temperature of each individual cell may be measured. And monitoring should be taken to prevent overcharge or overdischarge to the unit cell.

일반적으로, 이러한 단위 셀의 보호회로에는 과충전, 과방전, 단락, 과전류 등의 이상 상태가 발생되었을 경우 단위 셀을 보호하기 위해 고전압 경로를 비가역적으로 단선시켜 전류의 흐름을 차단하는 퓨즈가 포함되어 있다.In general, the protection circuit of such a unit cell includes a fuse that blocks the flow of current by irreversibly disconnecting the high voltage path to protect the unit cell in the event of an abnormal condition such as overcharge, overdischarge, short circuit, or overcurrent. 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. The method using such a fuse structure is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2008-0015215 (Secondary battery protection circuit capable of self-monitoring of a fuse failure, a battery pack and a fuse failure monitoring method using the same, 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 on the high voltage path applied from the battery to the outside. Therefore, there is a problem in that a small amount of fusion and flame may occur due to a current applied to the low voltage path for a long time.

한국공개특허 [10-2008-0015215]Korea Patent Publication [10-2008-0015215]

따라서, 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 제공함에 있다.
Therefore, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, to ensure the stability of the low-voltage path by preventing the over-current blocking when a small amount of fusion and flame is generated by the current is applied for a long time in the low-voltage path To provide a battery pack system including a fuse.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 센싱 어셈블리의 과전류 차단을 위한 마운팅 된 일체형 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템은 양극단자와 음극단자를 갖는 배터리 단위 셀 복수 개를 포함하는 배터리 팩 및 상기 배터리 단위 셀들의 양극 단자 또는 음극 단자와 연결되는 센싱 팁 및 과전류 상태인 경우 파단 되는 복수 개의 퓨즈가 내장되어 이루어지는 마운팅 된 일체형 퓨즈를 포함하고, 상기 배터리 단위 셀들의 온도를 측정하기 위하여 일측으로 돌출되어 상기 복수 개의 배터리 단위 셀 사이에 삽입되는 온도센서를 포함하는 센싱 어셈블리를 포함하며, 상기 배터리팩은 상기 복수 개의 배터리 단위 셀에 각각의 양극 단자 또는 음극 단자가 돌출되어 노출 형성되고, 상기 센싱 어셈블리의 상기 센싱 팁은 상기 복수 개의 배터리 단위 셀의 양극 단자 또는 음극 단자에 면접촉되도록 돌출되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 센싱어셈블리는 상기 배터리팩의 돌출되어 있는 양극 단자 및 음극 단자의 사이에 삽입되도록 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센싱 어셈블리는 상기 온도센서와 연결되는 제1 센싱 커넥터 및 상기 배터리 단위 셀을 제어하는 배터리 컨트롤부와 통신을 수행하도록 연결되는 제2 센싱 커넥터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The battery pack system including a mounted integral fuse for blocking the overcurrent of the sensing assembly of the present invention for solving the above problems is a battery pack and a battery including a plurality of battery unit cells having a positive terminal and a negative terminal And a mounting integrated fuse including a sensing tip connected to the positive terminal or the negative terminal of the unit cells and a plurality of fuses that are broken in an overcurrent state, and protrude toward one side to measure the temperature of the battery unit cells. And a sensing assembly including a temperature sensor inserted between a plurality of battery unit cells, wherein the battery pack is formed by protruding each positive electrode terminal or a negative electrode terminal to the plurality of battery unit cells. Sensing tip is the plurality of battery stage Characterized in that the projecting surface so as to contact the positive terminal or negative terminal of the cell.
In this case, the sensing assembly is coupled to be inserted between the protruding positive and negative terminals of the battery pack.
The sensing assembly may further include a first sensing connector connected to the temperature sensor and a second sensing connector connected to communicate with a battery control unit controlling the battery unit cell.

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또한, 상기 마운팅 된 일체형 퓨즈는 배터리 단위 셀의 개수가 n(n은 자연수)개 일 경우 n+1개의 퓨즈가 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the mounted integrated fuse preferably includes n + 1 fuses when the number of battery unit cells is n (n is a natural number).

아울러, 상기 마운팅 된 일체형 퓨즈는 배터리 단위 셀의 개수가 n(n은 자연수)개 일 경우 1번째 배터리 단위 셀에서 파워 컨트롤부와 연결되는 단자와 연결되는 1번째 퓨즈, 1번째 배터리 단위 셀과 2번째 배터리 단위 셀의 연결부와 연결되는 2번째 퓨즈 내지 n-1번째 배터리 단위 셀과 n번째 배터리 단위 셀의 연결부와 연결되는 n번째 퓨즈, n번째 배터리 단위 셀에서 파워 컨트롤부와 연결되는 단자와 연결되는 n+1번째 퓨즈가 포함하는 것이 바람직하다.
In addition, the mounted integrated fuse includes a first fuse, a first battery unit cell, and a second fuse connected to a terminal connected to a power control unit in the first battery unit cell when the number of battery unit cells is n (n is a natural number). The second fuse connected to the connection part of the first battery unit cell to the nth fuse connected to the connection part of the n-1th battery unit cell and the nth battery unit cell, and the terminal connected to the power control part of the nth battery unit cell Preferably, the n + 1 th fuse is included.

본 발명에 의하면, 센싱 어셈블리상의 회로 기판(PCB: Printed Circuit Board)의 배터리 모듈 전압 혹은 온도 센싱 라인에 적용된 다수 개 fuse를 한개 집합된 fuse로 개선한 구조로 1PCB당 1개의 통합퓨즈로 PCB 기판의 간소화를 도모하여, 과전류가 여타 시스템 구성부품에 인가되지 않도록 시스템이 구성되어 특정 전류 이상의 과전류가 인가될 때, 퓨즈가 파단 되어 저전압 경로의 안정성을 확보하는 것이 가능하다.
According to the present invention, a structure in which a plurality of fuses applied to a battery module voltage or temperature sensing line of a printed circuit board (PCB) on a sensing assembly is improved to one integrated fuse. For the sake of simplicity, it is possible to configure the system so that overcurrent is not applied to other system components so that when an overcurrent above a certain current is applied, the fuse is blown to ensure the stability of the low voltage path.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 어셈블리의 과전류 차단을 위한 마운팅 된 일체형 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템의 개념도.
도 2는 도 1에 도시된 센싱 어셈블리를 가지는 배터리.
도 3은 도 1에 도시된 센싱 어셈블리를 가지는 배터리의 분해 사시도.
도 4는 도 1에 도시된 센싱 어셈블리의 외관도.
도 5는 도 1에 도시된 센싱 어셈블리 상면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마운팅 된 일체형 퓨즈.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류값과 퓨즈의 차단시간을 보여주는 특성 그래프.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 주변온도와 차단 가능한 정격 전류의 값을 보여주는 특성 그래프.1 is a conceptual diagram of a battery pack system including a mounted integrated fuse for blocking the overcurrent of the sensing assembly according to an embodiment of the present invention.
2 is a battery having the sensing assembly shown in FIG.
3 is an exploded perspective view of a battery having the sensing assembly shown in FIG. 1.
4 is an external view of the sensing assembly shown in FIG. 1.
5 is a top view of the sensing assembly shown in FIG.
6 is a mounted integral fuse in accordance with an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a characteristic graph showing the breaking time of the fuse and the current value according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a characteristic graph showing the value of the ambient temperature and the rated current breakable according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 센싱 어셈블리의 과전류 차단을 위한 마운팅 된 일체형 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템은 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a battery pack system including a mounted integrated fuse for blocking overcurrent of a sensing assembly according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 어셈블리의 과전류 차단을 위한 마운팅 된 일체형 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템의 개념도이고, 도 2는 도 1에 도시된 센싱 어셈블리를 가지는 배터리이며, 도 3은 도 1에 도시된 센싱 어셈블리를 가지는 배터리의 분해 사시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 센싱 어셈블리의 외관도이며, 도 5는 도 1에 도시된 센싱 어셈블리 상면도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 마운팅 된 일체형 퓨즈이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류값과 퓨즈의 차단시간을 보여주는 특성 그래프이고, 도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 주변온도와 차단 가능한 정격 전류의 값을 보여주는 특성 그래프이다.1 is a conceptual diagram of a battery pack system including a mounted integrated fuse for overcurrent blocking of a sensing assembly according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a battery having the sensing assembly shown in FIG. 1, and FIG. 1 is an exploded perspective view of a battery having the sensing assembly shown in FIG. 1, FIG. 4 is an external view of the sensing assembly shown in FIG. 1, FIG. 5 is a top view of the sensing assembly shown in FIG. 1, and FIG. An integrated fuse mounted in accordance with one embodiment, Figure 7 is a characteristic graph showing the current value and the disconnection time of the fuse according to an embodiment of the present invention, Figure 8 is an ambient temperature and the blocking according to an embodiment of the present invention Characteristic graph showing the values of possible rated currents.

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도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 센싱 어셈블리의 과전류 차단을 위한 마운팅 된 일체형 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템은 배터리 팩, 파워 컨트롤부, 센싱 어셈블리, 배터리 컨트롤부를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, a battery pack system including a mounted integrated fuse for blocking overcurrent of a sensing assembly according to the present invention includes a battery pack, a power control unit, a sensing assembly, and a battery control unit.

배터리 팩은 양극단자와 음극단자를 포함하여 구성된다. 배터리 팩은 파우치 형태의 단위 셀들로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 일반적인 2차 전지 형태의 단위 셀들로도 구성이 가능하다. 도 2는 도 1에 도시된 센싱 어셈블리를 가지는 배터리를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이 배터리 팩은 일정 수량의 단위 셀이 적층되어 있는 형태로 이루어진다. The battery pack includes a positive terminal and a negative terminal. The battery pack may be configured of unit cells in a pouch form, but is not limited thereto. The battery pack may also be formed of unit cells in a general secondary battery form. 2 illustrates a battery having the sensing assembly shown in FIG. 1. As shown in FIG. 2, the battery pack has a form in which a predetermined number of unit cells are stacked.

보다 상세하게는, 배터리(500)는 일측 방향으로 양극 단자 및 음극 단자가 돌출되어 노출 형성되는 단위 셀들이 적층된 형태로 이루어지는데, 도 2 및 이하 도면들에서는 단위 셀들이 직렬로 8개, 1열로 적층되어 있는 형태를 도시하고 있으며, 물론 본 발명에서의 배터리(500)는 단위 셀들이 직렬로 적층된 열이 다수 개 병렬로 배치되는 형태 등도 모두 포함할 수 있음을 밝혀 둔다. More specifically, the battery 500 is formed by stacking unit cells in which the positive and negative terminals protrude in one direction and are exposed. In FIG. 2 and the following drawings, eight unit cells are connected in series. FIG. 4 illustrates a form in which columns are stacked, and of course, the battery 500 in the present invention may include a form in which a plurality of columns in which unit cells are stacked in series are arranged in parallel.

즉, 본 발명에서의 배터리(500)는, 양극 단자 및 음극 단자가 같은 방향으로 노출되어 있는 형태로 되어 있는 단위 셀들이 적층 배열되기만 한다면 그 적층 배열 방식은 어떤 식으로 이루어져도 무방하다.That is, the battery 500 according to the present invention may be formed in any way as long as the unit cells having the form in which the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are exposed in the same direction are stacked.

파워 컨트롤부(200)는 배터리 단위 셀들이 직렬로 연결되어 배터리 양극단자(510)와 배터리 음극단자(520)를 통해 부하로 출력을 보내는 경로와 연결되며, 차량부(400)에 배터리(500)의 에너지를 공급하는 기능을 한다. 물론, 차량부(400)에는 차량의 구동을 위한 모터, 기어 등이 구비되며, 이에 대하여는 널리 공지되어 있으므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다. The power control unit 200 is connected to a path through which the battery unit cells are connected in series and sending output to the load through the battery positive terminal 510 and the battery negative terminal 520, and the battery 500 in the vehicle unit 400. It functions to supply energy. Of course, the vehicle 400 is provided with a motor, a gear, and the like for driving the vehicle, and since it is well known, further description thereof will be omitted.

센싱 어셈블리는 배터리 단위 셀들의 온도를 센싱하는 온도센서를 포함하고, 각각의 배터리 단위 셀들의 각각의 양극 단자 및 각각의 음극 단자와 연결되는 센싱 팁, 과전류 상태인 경우 파단 되는 복수 개의 퓨즈가 내장되어 이루어지는 마운팅 된 일체형 퓨즈, 및 외부와 통신을 하는 제1 센싱 커넥터를 포함하여 구성된다. The sensing assembly includes a temperature sensor for sensing the temperature of the battery unit cells, and a sensing tip connected to each positive terminal and each negative terminal of each battery unit cell, and a plurality of fuses that are broken in an overcurrent state are embedded. And a mounted integral fuse formed thereon, and a first sensing connector in communication with the outside.

종래에는 이런 퓨즈를 각각의 센싱라인에 별도로 구비하거나 센싱 어셈블리 내에 각각의 퓨즈를 구비하여 구성하였으나 본 발명은 일체형 퓨즈 1개를 구비함으로 센싱 어셈블리 회로 기판의 간소화 및 제조의 편리성을 도모하여 제조단가를 낮추고 유지보수의 편리성을 추구한다.Conventionally, such a fuse is separately provided on each sensing line or each fuse is configured in the sensing assembly. However, the present invention provides one integrated fuse, thereby simplifying the manufacturing of the sensing assembly circuit board and manufacturing convenience. Lower the cost and maintain the convenience of maintenance.

도 3은 센싱 어셈블리를 가지는 배터리의 분해 사시도이고, 도 4는 센싱 어셈블리를 보다 상세히 도시하고 있으며, 도 5는 센싱 어셈블리의 상면도 이다. 도 3에서도 도시되어 있는 바와 같이, 센싱 어셈블리(100)는 그 형태적인 구조상 양극 단자 및 음극 단자가 같은 방향으로 돌출된 형태로 이루어져 있는 경우에 최적으로 구비될 수 있다. 도시된 바와 같이 센싱 어셈블리(100)는 기본적으로 온도 센서(120), 센싱 팁(110), 마운팅 된 일체형 퓨즈(130) 제1센싱 커넥터(140) 및 제2센싱 커넥터(150)로 이루어진다. 이하에서 센싱 어셈블리(100)의 구조를 보다 상세히 설명한다.3 is an exploded perspective view of a battery having a sensing assembly, FIG. 4 shows the sensing assembly in more detail, and FIG. 5 is a top view of the sensing assembly. As shown in FIG. 3, the sensing assembly 100 may be optimally provided in the case where the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are formed to protrude in the same direction. As shown, the sensing assembly 100 basically includes a temperature sensor 120, a sensing tip 110, a mounted integrated fuse 130, a first sensing connector 140, and a second sensing connector 150. Hereinafter, the structure of the sensing assembly 100 will be described in more detail.

센싱 어셈블리는 도 3에 도시된 바와 같이 단위 셀들이 적층된 결합체에 대하여 양극 단자 및 음극 단자가 돌출된 면 측에 배치 구비된다. 보다 풀어서 설명하자면 다음과 같다. As shown in FIG. 3, the sensing assembly is disposed on the side of the surface where the positive electrode terminal and the negative electrode terminal protrude from the assembly in which the unit cells are stacked. To solve it further, it is as follows.

단위 셀은 얇은 두께와 넓적한 면을 가지는 납작한 형태로 이루어진다. 단위 셀들이 적층되면 두께 방향으로 면이 이루어지게 되며, 양극 단자 및 음극 단자는 두께 측에서 돌출되어 있으므로, 단위 셀들이 적층된 결합체에서는 양극 단자 및 음극 단자 다수 개가 일측 면에서 돌출되어 있는 형태를 이루게 된다. The unit cell has a flat shape with a thin thickness and a broad face. When the unit cells are stacked, the surface is formed in the thickness direction, and since the positive electrode terminal and the negative electrode terminal protrude from the thickness side, in the assembly in which the unit cells are stacked, a plurality of positive electrode terminals and the negative electrode terminal protrude from one side. do.

이때 센싱 어셈블리(100)는 단위 셀의 면 쪽에 구비되는 것이 아니라, 바로 단위 셀들이 적층됨으로써 두께 방향으로 다수 개의 단위 셀들에 의해 이루어지는 면에 센싱 어셈블리가 놓여지게 된다. In this case, the sensing assembly 100 is not provided on the side of the unit cell, but the sensing assembly is placed on the surface formed by the plurality of unit cells in the thickness direction by stacking the unit cells.

특히, 단위 셀들이 적층되어 이루어지는 결합체에서 두께 방향으로 이루어지는 면들 중에서도, 센싱 어셈블리는 양극 단자 및 음극 단자가 돌출되어 있는 면 측에 배치되게 된다. In particular, among the surfaces formed in the thickness direction in the assembly in which the unit cells are stacked, the sensing assembly is disposed on the side where the positive terminal and the negative terminal protrude.

도 4를 계속 설명하면, 센싱 팁(110)은, 도전체 재질로 형성되어 센싱 어셈블리로부터 돌출 구비되는데, 각각이 양극 단자 및 음극 단자에 접촉되어 각 단위 셀의 전압 신호를 측정하게 된다. 이 때 센싱 어셈블리(100)가 구비되는 것은 하나의 배터리가 단위 셀들의 적층체로 구성되어 단위 셀이 다수 개가 되며, 따라서 각각의 단위 셀(즉 각각의 단위 셀의 각 전극 단자)에서의 신호를 측정하기 위해서는 당연히 센싱 팁(110)은 하나의 센싱 어셈블리 당 복수 개가 구비되도록 한다. 4, the sensing tip 110 is formed of a conductive material and provided to protrude from the sensing assembly. Each of the sensing tips 110 contacts the positive electrode terminal and the negative electrode terminal to measure the voltage signal of each unit cell. In this case, the sensing assembly 100 includes one battery configured as a stack of unit cells, and thus, a plurality of unit cells are used. Accordingly, a signal at each unit cell (that is, each electrode terminal of each unit cell) is measured. In order to do so, of course, the sensing tips 110 may be provided in plurality per sensing assembly.

이때, 도 4 내지 5에서는 단위 셀이 8개가 적층된 예시를 보여 주고 있는바 센싱 팁(110)은 9개가 구비되는 것으로 묘사되었으나, 이로써 본 발명이 한정되는 것은 전혀 아니며, 하나의 센싱 어셈블리 당 구비되는 센싱 팁(110)의 개수는 물론 단위 셀의 적층 개수에 따라 달라지게 됨은 당연하다.In this case, in Figures 4 to 5 shows an example in which eight unit cells are stacked bar sensing tip 110 is described as being provided with nine, but this is not limited to the present invention, it is provided per one sensing assembly Naturally, the number of sensing tips 110 to be changed depends on the number of stacked unit cells.

온도 센서(120)는 단위 셀들의 온도를 측정하는 역할을 하는데, 특히 본 발명에서 온도 센서(120)는 센싱 어셈블리 하부로 돌출 구비된다. 이 때 센싱 어셈블리는 단위 셀들이 적층되어 이루는 면 상에 배치되므로, 온도 센서(120)는 당연히 단위 셀들의 사이로 개재 배치되게 된다. The temperature sensor 120 serves to measure the temperature of the unit cells. In particular, in the present invention, the temperature sensor 120 protrudes below the sensing assembly. In this case, since the sensing assembly is disposed on the surface of the unit cells, the temperature sensor 120 is naturally disposed between the unit cells.

제1센싱 커넥터(140) 및 제2센싱 커넥터(150)는, 온도 센서(120) 및 센싱 팁(110)과 연결되어 측정값을 배터리 컨트롤부(300)로 전송한다. 상세히는, 제1센싱 커넥터(140)는 온도 센서(120)와 연결되어 온도 센서(120)에서 측정된 온도 신호를 배터리 컨트롤부(300)로 전송하는 역할을 하며, 제2센싱 커넥터(150)는 센싱 팁(110)들과 연결되어 센싱 팁(110)들에서 측정된 전압 신호를 배터리 컨트롤부(300)로 전송하는 역할을 한다. The first sensing connector 140 and the second sensing connector 150 are connected to the temperature sensor 120 and the sensing tip 110 to transmit the measured value to the battery control unit 300. In detail, the first sensing connector 140 is connected to the temperature sensor 120 to transmit a temperature signal measured by the temperature sensor 120 to the battery control unit 300, and the second sensing connector 150. Is connected to the sensing tips 110 to transmit the voltage signals measured by the sensing tips 110 to the battery control unit 300.

본 발명에서, 도 4 내지 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 센싱 어셈블리(100)는 센싱 팁(110) 및 온도 센서(120)와 제1센싱 커넥터(140) 및 제2센싱 커넥터(150)간 신호를 전송하도록 연결하는 PCB 기판을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 즉 온도 센서(120)는 제1센싱 커넥터(140)에 연결되고, 센싱 팁(110)들은 제2센싱 커넥터(150)에 연결되는데, 이를 개별적인 전선으로 연결하도록 구성하여도 무방하나, PCB 기판에 이러한 연결 회로가 배치되도록 구성함으로써 효율성을 더욱 높일 수 있다.In the present invention, as shown in Figures 4 to 5, the sensing assembly 100 between the sensing tip 110 and the temperature sensor 120 and the first sensing connector 140 and the second sensing connector 150 It is preferable to include a PCB substrate for connecting to transmit a signal. That is, the temperature sensor 120 is connected to the first sensing connector 140, and the sensing tips 110 are connected to the second sensing connector 150, but may be configured to connect them with individual wires, By configuring these connection circuits to be placed, the efficiency can be further increased.

배터리 컨트롤부(300)는 센싱 어셈블리와 연결되어 배터리 단위 셀을 제어한다. 센싱 어셈블리(100)와 연결되는 신호선은 배터리(500)의 수명/온도/전압 등을 측정하고, 배터리(500)를 제어하는 배터리 컨트롤부(300)와 연결된다.The battery control unit 300 is connected to the sensing assembly to control the battery unit cell. The signal line connected to the sensing assembly 100 measures the life / temperature / voltage of the battery 500 and is connected to the battery control unit 300 that controls the battery 500.

이와 같이 센싱 어셈블리(100)는 배터리 컨트롤부(300)로, 제1센싱 커넥터(140)를 통해 배터리(500) 단위 셀의 전반적인 온도 값을 전송하고, 제2센싱 커넥터(150)를 통해 각 단위 셀의 전압 값을 전송함으로써, 배터리 컨트롤부(300)에서 배터리(500)의 전압, 온도와 같은 셀 상태를 측정하기 위한 값을 총괄적으로 전송받을 수 있다. 이에 따라 배터리 컨트롤부에서 배터리(500)를 관리함에 있어 보다 정확한 판단을 할 수가 있으며, 궁극적으로 배터리(500) 운용 효율이 비약적으로 증대될 수 있게 된다.As such, the sensing assembly 100 transmits the overall temperature value of the unit cell of the battery 500 to the battery control unit 300 through the first sensing connector 140, and each unit through the second sensing connector 150. By transmitting a voltage value of the cell, the battery control unit 300 may collectively receive a value for measuring a cell state such as a voltage and a temperature of the battery 500. Accordingly, the battery control unit may make a more accurate judgment in managing the battery 500, and ultimately, the operation efficiency of the battery 500 may be dramatically increased.

본 발명에 따른 센싱 어셈블리의 과전류 차단을 위한 마운팅 된 일체형 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템의 마운팅 된 일체형 퓨즈(130)는 배터리 단위 셀의 개수가 n(n은 자연수)개 일 경우 n+1개의 퓨즈가 포함되어 구성되는 것이 바람직하다. 배터리 단위 셀의 개수가 n(n은 자연수)개 일 경우 각각의 배터리 단위 셀을 센싱하기 위해서는 각각의 배터리 단위 셀 간의 연결부(n-1개)와 양측 끝단 배터리 단위 셀의 2개의 단자를 각각 센싱 어셈블리에 연결하여야 하기 때문에 총 n+1개의 센싱라인이 필요하며 각 센싱 라인마다 퓨즈가 필요하므로 총 n+1개의 내장된 퓨즈가 필요하다.The mounted integrated fuse 130 of the battery pack system including the mounted integrated fuse for blocking the overcurrent of the sensing assembly according to the present invention has n + 1 fuses when the number of battery unit cells is n (n is a natural number). It is preferable that the configuration is included. When the number of battery unit cells is n (n is a natural number), in order to sense each battery unit cell, each terminal unit (n-1) between each battery unit cell and two terminals of both end battery unit cells are sensed. A total of n + 1 sensing lines are required because they must be connected to the assembly, and a total of n + 1 embedded fuses are needed because each sensing line requires a fuse.

본 발명에 따른 센싱 어셈블리의 과전류 차단을 위한 마운팅 된 일체형 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템의 마운팅 된 일체형 퓨즈(130)는 배터리 단위 셀의 개수가 n(n은 자연수)개 일 경우 1번째 배터리 단위 셀에서 파워 컨트롤부와 연결되는 단자와 연결되는 1번째 퓨즈, 1번째 배터리 단위 셀과 2번째 배터리 단위 셀의 연결부와 연결되는 2번째 퓨즈 내지 n-1번째 배터리 단위 셀과 n번째 배터리 단위 셀의 연결부와 연결되는 n번째 퓨즈, n번째 배터리 단위 셀에서 파워 컨트롤부와 연결되는 단자와 연결되는 n+1번째 퓨즈가 포함되어 구성되는 것이 바람직하다. 각각의 센싱라인 마다 각각의 퓨즈가 연결되므로 각각의 센싱라인의 개별 차단이 가능함으로 저전압 경로의 안정성을 확보할 수 있다.The mounted integrated fuse 130 of the battery pack system including the mounted integrated fuse for blocking the overcurrent of the sensing assembly according to the present invention has the first battery unit cell when the number of battery unit cells is n (n is a natural number). The first fuse connected to the terminal connected to the power control unit in the second fuse, the first battery unit cell and the second battery unit cell, the second fuse to n-1 battery unit cell and the n-th battery unit cell N-th fuse connected to the, and n + 1 th fuse connected to the terminal connected to the power control unit in the n-th battery unit cell is preferably configured to include. Since each fuse is connected to each sensing line, each of the sensing lines can be individually disconnected, thereby ensuring stability of the low voltage path.

도7에 도시된 바와 같이, 과전류 퓨즈의 전류 차단이 가능한 전류 임계값은 전류값이 상승할수록 퓨즈의 차단 시간이 짧아지는 특성을 갖는다.As illustrated in FIG. 7, the current threshold value capable of blocking the current of the overcurrent fuse has a characteristic that the disconnection time of the fuse is shortened as the current value increases.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 주변 온도가 높아질수록 차단 가능한 정격 전류의 값이 낮아지는 특성을 갖는다.In addition, as shown in Figure 8, the higher the ambient temperature has the characteristic that the value of the rated current that can be cut off lower.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application is not limited, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention as claimed in the claims.

100: 센싱 어셈블리 110: 센싱 팁
120: 온도센서 130: 마운팅 된 일체형 퓨즈
140: 제1센싱 커넥터 150: 제2센싱 커넥터
200: 파워 컨트롤부 300: 배터리 컨트롤부
400: 차량부 500: 배터리
510: 배터리 양극단자 520: 배터리 음극단자100: sensing assembly 110: sensing tip
120: temperature sensor 130: integrated fuse
140: first sensing connector 150: second sensing connector
200: power control unit 300: battery control unit
400: vehicle 500: battery
510: battery positive terminal 520: battery negative terminal

Claims (5)

양극단자와 음극단자를 갖는 배터리 단위 셀 복수 개를 포함하는 배터리 팩; 및
상기 배터리 단위 셀들의 양극 단자 또는 음극 단자와 연결되는 센싱 팁 및 과전류 상태인 경우 파단 되는 복수 개의 퓨즈가 내장되어 이루어지는 마운팅 된 일체형 퓨즈를 포함하고, 상기 배터리 단위 셀들의 온도를 측정하기 위하여 일측으로 돌출되어 상기 복수 개의 배터리 단위 셀 사이에 삽입되는 온도센서를 포함하는 센싱 어셈블리;
를 포함하며,
상기 배터리팩은 상기 복수 개의 배터리 단위 셀에 각각의 양극 단자 또는 음극 단자가 돌출되어 노출 형성되고,
상기 센싱 어셈블리의 상기 센싱 팁은 상기 복수 개의 배터리 단위 셀의 양극 단자 또는 음극 단자에 면접촉되도록 돌출되는 것을 특징으로 하는 센싱 어셈블리의 과전류 차단을 위한 마운팅된 일체형 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템.
A battery pack including a plurality of battery unit cells having a positive terminal and a negative terminal; And
And a mounting integrated fuse including a sensing tip connected to the positive terminal or the negative terminal of the battery unit cells and a plurality of fuses that are broken in an overcurrent state, and protrude toward one side to measure the temperature of the battery unit cells. A sensing assembly including a temperature sensor inserted between the plurality of battery unit cells;
Including;
The battery pack is formed by protruding each positive terminal or negative terminal to the plurality of battery unit cells,
And the sensing tip of the sensing assembly protrudes so as to be in surface contact with the positive terminal or the negative terminal of the plurality of battery unit cells.
제 1 항에 있어서,
상기 센싱 어셈블리는 상기 온도센서와 연결되는 제1 센싱 커넥터 및 상기 배터리 단위 셀을 제어하는 배터리 컨트롤부와 통신을 수행하도록 연결되는 제2 센싱 커넥터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱 어셈블리의 과전류 차단을 위한 마운팅된 일체형 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템.
The method of claim 1,
The sensing assembly further includes a first sensing connector connected to the temperature sensor and a second sensing connector connected to communicate with a battery control unit controlling the battery unit cell. Battery pack system with integrated fuse for mounting.
제 1 항에 있어서,
상기 마운팅 된 일체형 퓨즈는 배터리 단위 셀의 개수가 n(n은 자연수)개 일 경우 n+1개의 퓨즈가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 센싱 어셈블리의 과전류 차단을 위한 마운팅 된 일체형 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템.
The method of claim 1,
The mounted integrated fuse is a battery containing a mounted integrated fuse for blocking the over-current of the sensing assembly, characterized in that n + 1 fuse is included if the number of battery unit cells is n (n is a natural number) Pack system.
제 3 항에 있어서,
상기 마운팅 된 일체형 퓨즈는 배터리 단위 셀의 개수가 n(n은 자연수)개 일 경우 1번째 배터리 단위 셀에서 파워 컨트롤부와 연결되는 단자와 연결되는 1번째 퓨즈, 1번째 배터리 단위 셀과 2번째 배터리 단위 셀의 연결부와 연결되는 2번째 퓨즈 내지 n-1번째 배터리 단위 셀과 n번째 배터리 단위 셀의 연결부와 연결되는 n번째 퓨즈, n번째 배터리 단위 셀에서 파워 컨트롤부와 연결되는 단자와 연결되는 n+1번째 퓨즈가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 센싱 어셈블리의 과전류 차단을 위한 마운팅 된 일체형 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템.The method of claim 3, wherein
The mounted integrated fuse includes a first fuse, a first battery unit cell, and a second battery connected to a terminal connected to a power control unit in the first battery unit cell when the number of battery unit cells is n (n is a natural number). Nth fuse connected to the connection part of the unit cell to n-1th battery unit cell and the nth fuse connected to the connection part of the nth battery unit cell, n connected to the terminal connected to the power control part in the nth battery unit cell A battery pack system including a mounted integral fuse for overcurrent blocking of a sensing assembly, characterized in that the +1 th fuse is included. 제 1 항에 있어서,
상기 센싱어셈블리는 상기 배터리팩의 돌출되어 있는 양극 단자 및 음극 단자의 사이에 삽입되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 센싱 어셈블리의 과전류 차단을 위한 마운팅된 일체형 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템.
The method of claim 1,
And the sensing assembly is mounted to be inserted between the protruding positive and negative terminals of the battery pack, wherein the mounted fuse is mounted to block the overcurrent of the sensing assembly.
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