KR20150122275A - 집합 전지 제조용 일체형 인쇄회로기판 - Google Patents

집합 전지 제조용 일체형 인쇄회로기판 Download PDF

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Abstract

집합 전지 제조용 일체형 인쇄회로기판에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 일체형 인쇄회로기판은 단위 전지들이 웰딩될 수 있는 복수쌍의 단자 접속부가 형성되어 있고, 상기 단위 전지들이 직렬 또는 병렬로 연결되도록 상기 복수쌍의 단자 접속부들이 연결되며, 상기 각 쌍의 단자 접속부 사이에 안전 소자가 형성되어 상기 단위전지들에 직렬 또는 병렬로 연결되도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

집합 전지 제조용 일체형 인쇄회로기판 {INTEGRAL PRINTED CIRCUIT BOARD FOR MULTIPLE BATTERY}
본 발명은 단위 전지들이 직렬 또는 병렬로 연결되어 있는 형태의 집합 전지(multiple battery) 제조 기술로서, 보다 상세하게는 단위 전지들의 직렬 또는 병렬 연결이 가능함과 동시에 기판에 안전 소자가 적용된 집합 전지 제조용 일체형 인쇄회로기판에 관한 것이다.
일반적으로 전지는 전기, 화학적인 산화와 환원반응에 의하여 물질이 갖고 있는 화학에너지를 전기에너지로 전환시켜 직류 전압을 공급하는 제품으로서, 각종 전자제품 및 전자기기에 사용되는 다양한 형태의 건전지를 비롯하여 자동차용 배터리, 무정전 전원공급장치 등에 사용되는 축전지 등이 있다.
집합 전지는 단위 전지들이 직렬이나 병렬로 연결되어 있는 형태를 갖는다.
도 1을 종래의 집합 전지의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 종래의 집합 전지는 상부에 양극 단자가 형성되고 하부에 음극 단자가 형성된 단위 전지들(110a, 110b)이 부스바(bus bar)(120)에 의해 직렬 또는 병렬로 연결되어 있다. 그리고 단위 전지 각각의 안전을 위하여 안전 소자(130a, 130b)가 연결된다. 이러한 예로, 바이패스 다이오드가 각 단위 전지에 병렬로 연결되고, 퓨즈, 완전방전스위치 등이 직렬로 연결되는 것을 제시할 수 있다.
이러한 구조의 집합 전지를 제조하기 위해서는 다수의 웰딩이 요구된다.
도 1에 도시된 2개의 단위 전지가 직렬 연결된 집합 전지의 경우, 총 8개 포인트(P1 ~ P8)에 웰딩이 요구된다. 여기서, P1 및 P2는 부스바(120) 연결을 위한 웰딩 포인트이다. P3, P4, P5 및 P6는 안전 소자 연결을 위한 웰딩 포인트이다. P7 및 P8은 출력단을 인쇄회로기판과 같은 외부 부품과 연결하기 위한 웰딩 포인트이다.
이와 같은 집합 전지의 경우, 집합 전지 제조 과정 중에 퓨즈와 같은 안전 소자를 별도 웰딩 하여야 하고, 또한, 웰딩 횟수가 많은 단점이 있다.
본 발명의 하나의 목적은 단위 전지들의 직렬 또는 병렬 연결이 가능함과 동시에 기판에 안전 소자가 적용된 집합 전지 제조용 일체형 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기의 일체형 인쇄회로기판을 이용하여 집합 전지를 제공하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 일체형 인쇄회로기판은 단위 전지들이 웰딩될 수 있는 복수쌍의 단자 접속부가 형성되어 있고, 상기 단위 전지들이 직렬 또는 병렬로 연결되도록 상기 복수쌍의 단자 접속부들이 연결되며, 상기 각 쌍의 단자 접속부 사이에 안전 소자가 형성되어 상기 단위전지들에 직렬 또는 병렬로 연결되도록 한 것을 특징으로 한다.
바람직한 일예로, 상기 일체형 인쇄회로기판은 제1출력단; 일단이 상기 제1출력단과 연결되는 제1전지 제1단자 접속부; 일단이 상기 제1전지 제1단자 접속부의 타단과 연결되는 제1전지 제2단자 접속부; 일단이 상기 제1전지 제2단자 접속부의 타단과 연결되는 제2전지 제1단자 접속부; 일단이 상기 제2전지 제1단자 접속부의 타단과 연결되는 제2전지 제2단자 접속부; 상기 제2전지 제2단자 접속부의 타단과 연결되는 제2출력단; 상기 제1전지 제1단자 접속부와 상기 제1전지 제2단자 접속부 사이에 형성되는 제1안전소자; 및 상기 제2전지 제1단자 접속부와 상기 제2전지 제2단자 접속부 사이에 형성되는 제2안전소자를 포함한다.
바람직한 다른 예로, 상기 일체형 인쇄회로기판은 제1전지 제1단자 접속부; 일단이 제1전지 제1단자 접속부의 일단에 연결되는 제2전지 제1단자 접속부; 상기 제1전지 제1단자 접속부와 상기 제2전지 제1단자 접속부의 공통 단자에 연결되는 제1출력단; 일단이 상기 제1전지 제1단자 접속부의 타단에 연결되는 제1전지 제2단자 접속부; 일단이 상기 제2전지 제1단자 접속부의 타단에 연결되고, 타단이 상기 제1전지 제2단자 접속부의 타단에 연결되는 제2전지 제2단자 접속부; 상기 제1전지 제2단자 접속부와 상기 제2전지 제2단자 접속부의 공통 단자에 연결되는 제2출력단; 상기 제1전지 제1단자 접속부와 제1전지 제2단자 접속부 사이에 형성되는 제1안전소자; 및 상기 제2전지 제1단자 접속부와 제2전지 제2단자 접속부 사이에 형성되는 제2안전소자;를 포함한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 집합 전지 제조 방법은 복수쌍의 단자 접속부가 형성되어 있고, 상기 복수쌍의 단자 접속부들이 연결되어 있으며, 상기 각 쌍의 단자 접속부 사이에 안전 소자가 형성되어 있는 일체형 인쇄회로기판을 마련하는 단계; 및 상기 일체형 인쇄회로기판의 복수쌍의 단자 접속부에 단위 전지들을 웰딩하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 단위 전지 각각은 상부에 양극 단자 및 음극 단자가 형성된 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 일체형 인쇄회로기판에 단위 전지들을 직렬 또는 병렬로 연결할 수 있는 회로 패턴이 형성될 수 있고, 안전 소자들 역시 미리 적용될 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 일체형 인쇄회로기판을 이용한 집합 전지 제조 방법은 종래의 집합 전지 제조시 단위 전지들의 직렬 또는 병렬 연결을 위한 부스 바 웰딩을 생략할 수 있고, 각 단위 전지에 안전 소자를 적용하기 위한 웰딩을 생략할 수 있어서, 공정을 간소화할 수 있는 장점이 있다.
도 1을 종래의 집합 전지의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 집합 전지 제조용 일체형 인쇄회로기판을 개략적으로 나타낸 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 집합 전지 제조용 일체형 인쇄회로기판에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 일체형 인쇄회로기판은 단위 전지들이 웰딩되었을 때 각각의 단위 전지들이 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있도록 하고, 아울러 안전 소자가 단위 전지 각각에 직렬 또는 병렬로 연결되어 있는 구조를 갖는다.
도 2는 본 발명에 따른 집합 전지 제조용 일체형 인쇄회로기판을 개략적으로 나타낸 것으로, 특히 각 단위 전지들이 직렬로 연결될 수 있는 일체형 인쇄회로기판을 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 도시된 일체형 인쇄회로기판은 기판(210) 상에 복수쌍의 단자 접속부(220a1, 220b1, 220a2, 220b2)가 형성되어 있다. 각각의 단자 접속부(220a1, 220b1, 220a2, 220b2)는 각 단위전지들의 전극이 웰딩되는 부분에 해당한다.
또한, 각 단위전지들이 직렬로 연결될 수 있도록, 복수쌍의 단자 접속부 각각(220a1, 220b1, 220a2, 220b2)이 순차적으로 연결되어 있다. 복수쌍의 단자 접속부 간의 연결은 회로 패턴(230)으로 형성될 수 있고, 혹은 회로 패턴과 부스 바(bus bar)의 조합으로도 가능하다. 이러한 복수쌍의 단자 접속부 간의 연결을 통하여 단위 전지들이 웰딩되었을 때 각 단위 전지들이 직렬로 연결될 수 있다. 도 2에서는 단위전지들이 직렬로 연결될 수 있는 회로 패턴을 나타내었으나, 단위전지들이 병렬로 연결될 수 있는 회로 패턴도 가능하다.
또한, 각 쌍의 단자 접속부 사이에 안전 소자(240a, 240b)가 형성된다. 안전 소자는 각 쌍의 단자 접속부뿐만 아니라 인쇄회로기판에서 필요한 부분에 추가로 형성될 수 있다.
안전 소자는 퓨즈, 바이패스 다이오드, 완전방전 스위치 등이 될 수 있다. 예를 들어, 하나의 안전 소자(240a)는 퓨즈이고, 다른 하나의 안전 소자(240b)는 바이패스 다이오드인 것을 제시할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이러한 안전 소자(240a, 240b)가 각 쌍의 단자 접속부 사이에 형성됨을 통하여, 단위 전지들이 웰딩되었을 때 안전 소자(240a, 240b)가 각 단위 전지에 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.
또한, 집합 전지의 출력을 위하여 첫번째 단자 접속부(220a1)와 연결되는 제1 출력단(양극 출력단)(250a) 및 마지막 단자 접속부(220b2)와 연결되는 제2 출력단(음극 출력단)(250b)이 형성될 수 있다.
회로 연결 측면에서, 도 2에 도시된 일체형 인쇄회로기판을 설명하면 다음과 같다.
제1전지 제1단자 접속부(220a1)는 일단이 제1출력단(250a)과 연결된다.
그리고, 제1전지 제2단자 접속부(220b1)는 일단이 제1전지 제1단자 접속부(220a1)의 타단과 연결된다.
그리고, 제2전지 제1단자 접속부(220a2)는 일단이 제1전지 제2단자 접속부(220b1)의 타단과 연결된다. 제1전지의 제1단자가 양극, 제1전지의 제2단자가 음극, 제2전지의 제1단자가 양극, 제2전지의 제2단자가 음극이라 할 때 제1전지의 음극이 접속되는 제1전지 제2단자 접속부(220b1)와 제2전지의 양극이 접속되는 제2전지 제1단자 접속부(220a2)가 연결되어 있음으로 해서, 제1전지와 제2전지의 직렬 연결이 가능하다.
그리고, 제2전지 제2단자 접속부(220b2)는 일단이 제2전지 제1단자 접속부(220a2)의 타단과 연결된다.
그리고, 외부 출력을 위해 제1출력단(250a)이 제1전지 제1단자 접속부(220a1)의 일단에 연결되고, 제2출력단(250b)이 제2전지 제2단자 접속부(220b2)의 타단에 연결된다.
그리고, 제1전지 제1단자 접속부(220a1)와 제1전지 제2단자 접속부(220b1) 사이에 제1안전소자(240a)가 형성되고, 제2전지 제1단자 접속부(220a2)와 제2전지 제2단자 접속부(220b2) 사이에 제2안전소자(240b)가 형성된다. 이들 안전소자들(240a, 240b)는 제1전지 접속을 위한 단자 접속부들(220a1, 220b1) 사이 및 제2전지 접속을 위한 단자 접속부들(220a2, 220b2) 사이에 형성될 수 있다.
한편, 단위 전지들을 병렬 연결하기 위해서는 다음과 같은 예의 연결 형태를 가질 수 있다. 제1전지 제1단자 접속부(220a1)의 일단이 제2전지 제1단자 접속부(220a2)의 일단에 연결되고, 이에 의해 형성된 공통 단자가 제1출력단(250a)에 연결된다. 그리고 제1전지 제2단자 접속부(220b1)의 타단이 제2전지 제2단자 접속부(220b2)의 타단에 연결되고, 이에 의해 형성된 공통 단자가 제2출력단(250b)에 연결된다.
물론, 단위 전지 내부 연결을 위하여 제1전지 제1단자 접속부(220a1)의 타단과 제1전지 제2단자 접속부(220b1)의 일단이 연결되고, 제2전지 제1단자 접속부(220a2)의 타단과 제2전지 제2단자 접속부(220b2)의 일단이 연결된다.
그리고, 제1전지 제1단자 접속부(220a1)와 제1전지 제2단자 접속부(220b1) 사이에 제1안전소자(240a)가 형성되고, 제2전지 제1단자 접속부(220a2)와 제2전지 제2단자 접속부(220b2) 사이에 제2안전소자(240b)가 형성된다.
상기와 같은 일체형 인쇄회로기판을 이용할 경우, 집합 전지 제조를 위하여 각각의 단자 접속부에 각 전지의 양극과 음극 웰딩만 수행하면 된다. 도 2에 도시된 예의 경우 웰딩 포인트(P1, P2, P3, P4)가 4개로서, 도 1의 웰딩 포인트 수 8개에 비하여 1/2로 감소할 수 있다. 이에 따라, 집합 전지 제조를 위한 웰딩 수를 줄일 수 있으며, 부스바 사용 등도 배제할 수 있어, 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 집합 전지 제조 방법은 전술한 바와 같이, 복수쌍의 단자 접속부가 형성되어 있고, 상기 복수쌍의 단자 접속부들이 연결되어 있으며, 상기 각 쌍의 단자 접속부 사이에 안전 소자가 형성되어 있는 일체형 인쇄회로기판의 복수쌍의 단자 접속부에 단위 전지들을 웰딩하는 방법으로 수행될 수 있다.
이때, 단위 전지 각각은 상부에 양극이 형성되고 하부에 음극이 형성된 것을 이용할 수도 있으나 이 경우 예를 들어 음극 접속을 위한 추가의 부재가 요구되므로, 상부에 양극 단자 및 음극 단자가 모두 형성된 것을 이용하는 것이 보다 바람직하다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
210 : 기판
220a1 : 제1전지 제1단자 접속부
220b1 : 제1전지 제2단자 접속부
220a2 : 제2전지 제1단자 접속부
220b2 : 제2전지 제2단자 접속부
230 : 회로 패턴
240a : 제1안전소자
240b : 제2안전소자
250a : 제1출력단
250b : 제2출력단
P1, P2, P3, P4 : 웰딩 포인트

Claims (7)

  1. 단위 전지들이 웰딩될 수 있는 복수쌍의 단자 접속부가 형성되어 있고, 상기 단위 전지들이 직렬 또는 병렬로 연결되도록 상기 복수쌍의 단자 접속부들이 연결되며, 상기 각 쌍의 단자 접속부 사이에 안전 소자가 형성되어 상기 단위전지들에 직렬 또는 병렬로 연결되도록 한 것을 특징으로 하는 일체형 인쇄회로기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 일체형 인쇄회로기판은
    제1출력단;
    일단이 상기 제1출력단과 연결되는 제1전지 제1단자 접속부;
    일단이 상기 제1전지 제1단자 접속부의 타단과 연결되는 제1전지 제2단자 접속부;
    일단이 상기 제1전지 제2단자 접속부의 타단과 연결되는 제2전지 제1단자 접속부;
    일단이 상기 제2전지 제1단자 접속부의 타단과 연결되는 제2전지 제2단자 접속부;
    상기 제2전지 제2단자 접속부의 타단과 연결되는 제2출력단;
    상기 제1전지 제1단자 접속부와 상기 제1전지 제2단자 접속부 사이에 형성되는 제1안전소자; 및
    상기 제2전지 제1단자 접속부와 상기 제2전지 제2단자 접속부 사이에 형성되는 제2안전소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 인쇄회로기판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 일체형 인쇄회로기판은
    제1전지 제1단자 접속부;
    일단이 제1전지 제1단자 접속부의 일단에 연결되는 제2전지 제1단자 접속부;
    상기 제1전지 제1단자 접속부와 상기 제2전지 제1단자 접속부의 공통 단자에 연결되는 제1출력단;
    일단이 상기 제1전지 제1단자 접속부의 타단에 연결되는 제1전지 제2단자 접속부;
    일단이 상기 제2전지 제1단자 접속부의 타단에 연결되고, 타단이 상기 제1전지 제2단자 접속부의 타단에 연결되는 제2전지 제2단자 접속부;
    상기 제1전지 제2단자 접속부와 상기 제2전지 제2단자 접속부의 공통 단자에 연결되는 제2출력단;
    상기 제1전지 제1단자 접속부와 제1전지 제2단자 접속부 사이에 형성되는 제1안전소자; 및
    상기 제2전지 제1단자 접속부와 제2전지 제2단자 접속부 사이에 형성되는 제2안전소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 인쇄회로기판.
  4. 복수쌍의 단자 접속부가 형성되어 있고, 상기 복수쌍의 단자 접속부들이 연결되어 있으며, 상기 각 쌍의 단자 접속부 사이에 안전 소자가 형성되어 있는 일체형 인쇄회로기판을 마련하는 단계; 및
    상기 일체형 인쇄회로기판의 복수쌍의 단자 접속부에 단위 전지들을 웰딩하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 집합 전지 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 단위 전지 각각은 상부에 양극 단자 및 음극 단자가 형성된 것을 특징으로 하는 집합 전지 제조 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 일체형 인쇄회로기판은
    제1출력단;
    일단이 상기 제1출력단과 연결되는 제1전지 제1단자 접속부;
    일단이 상기 제1전지 제1단자 접속부의 타단과 연결되는 제1전지 제2단자 접속부;
    일단이 상기 제1전지 제2단자 접속부의 타단과 연결되는 제2전지 제1단자 접속부;
    일단이 상기 제2전지 제1단자 접속부의 타단과 연결되는 제2전지 제2단자 접속부;
    상기 제2전지 제2단자 접속부의 타단과 연결되는 제2출력단;
    상기 제1전지 제1단자 접속부와 상기 제1전지 제2단자 접속부 사이에 형성되는 제1안전소자; 및
    상기 제2전지 제1단자 접속부와 상기 제2전지 제2단자 접속부 사이에 형성되는 제2안전소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 집합 전지 제조 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 일체형 인쇄회로기판은
    제1전지 제1단자 접속부;
    일단이 제1전지 제1단자 접속부의 일단에 연결되는 제2전지 제1단자 접속부;
    상기 제1전지 제1단자 접속부와 상기 제2전지 제1단자 접속부의 공통 단자에 연결되는 제1출력단;
    일단이 상기 제1전지 제1단자 접속부의 타단에 연결되는 제1전지 제2단자 접속부;
    일단이 상기 제2전지 제1단자 접속부의 타단에 연결되고, 타단이 상기 제1전지 제2단자 접속부의 타단에 연결되는 제2전지 제2단자 접속부;
    상기 제1전지 제2단자 접속부와 상기 제2전지 제2단자 접속부의 공통 단자에 연결되는 제2출력단;
    상기 제1전지 제1단자 접속부와 제1전지 제2단자 접속부 사이에 형성되는 제1안전소자; 및
    상기 제2전지 제1단자 접속부와 제2전지 제2단자 접속부 사이에 형성되는 제2안전소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 집합 전지 제조 방법.
KR1020140044562A 2014-04-15 2014-04-15 집합 전지 제조용 일체형 인쇄회로기판 KR20150122275A (ko)

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