KR20180085664A - 배터리 셀 센싱 장치 및 이를 포함하는 배터리 패키지 - Google Patents

배터리 셀 센싱 장치 및 이를 포함하는 배터리 패키지 Download PDF

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윤영준
박영근
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타이코에이엠피 주식회사
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Abstract

일 실시 예에 따르면, 배터리 셀 센싱 장치는, 배터리 셀의 셀 리드에 접촉하여, 상기 배터리 셀의 전압 또는 전류를 측정 가능한 센싱 블록; 및 상기 셀 리드를 가압하여, 상기 셀 리드 및 센싱 블록을 접촉시키는 압입 부재를 포함할 수 있다.

Description

배터리 셀 센싱 장치 및 이를 포함하는 배터리 패키지{BATTERY CELL SENSING DEVICE AND BATTERY PACKAGE COMPRISING THE SAME}
아래의 설명은 배터리 셀 센싱 장치 및 이를 포함하는 배터리 패키지에 관한 것이다.
배터리는 화학 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 기구이다. 근래에는 다수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 패키지가 사용되고 있다. 이러한 배터리 셀을 전기적으로 연결하기 위한 배터리 셀 연결보드가 필요하다. 배터리 셀 연결보드는 배터리 셀의 전압 및/또는 전류를 측정 가능하다.
종래의 배터리 셀 연결보드의 경우, 개별 전자 부품을 연결함에 있어서, 리드를 사용하여 일일히 수작업으로 연결하여야 하는 불편함이 있었다. 또한, 부품의 숫자가 많아서 제조 비용이 높고, 제조 공정에 소요되는 시간이 많이 요구되는 문제점이 있었다. 또한, 배터리 셀의 전극단자인 리드와 센싱부 사이의 전기적 접속이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있었다.
일 실시 예의 목적은, 조립이 편리하고, 배터리 셀의 전극단자인 셀 리드와 센싱 블록 사이의 전기적 접속상태를 확실히 보증할 수 있는 배터리 셀 센싱 장치 및 이를 포함하는 배터리 패키지를 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따르면, 배터리 셀 센싱 장치는, 배터리 셀의 셀 리드에 접촉하여, 상기 배터리 셀의 전압 또는 전류를 측정 가능한 센싱 블록; 및 상기 셀 리드를 가압하여, 상기 셀 리드 및 센싱 블록을 접촉시키는 압입 부재를 포함할 수 있다.
상기 센싱 블록은, 상기 셀 리드를 수용 가능한 리드 수용 홀; 및 상기 압입 부재의 적어도 일부가 삽입 가능한 압입 부재 수용부를 포함할 수 있다.
상기 리드 수용 홀 및 상기 압입 부재 수용부는 서로 연통될 수 있다.
상기 압입 부재는 상기 센싱 블록이 상기 배터리 셀에 결합되는 방향에 대하여 수직한 방향으로 상기 셀 리드를 가압할 수 있다.
상기 압입 부재가 상기 셀 리드를 소성 변형시킴으로써 상기 셀 리드를 상기 센싱 블록에 접촉시킬 수 있다.
상기 압입 부재는, 상기 압입 부재 수용부에 삽입 가능한 압입 바디; 및 상기 압입 바디의 단부로부터 멀어질수록 단면적이 커지는 부분을 갖는 압입 헤드를 포함할 수 있다.
상기 압입 부재 수용부는, 상기 압입 바디가 삽입되는 바디 수용부; 및 상기 압입 헤드를 수용 가능한 헤드 수용부를 포함할 수 있다. 상기 헤드 수용부는 상기 리드 수용 홀과 연통될 수 있다.
상기 압입 헤드의 최대 직경은, 인접한 2개의 상기 셀 리드 사이의 간격보다 클 수 있다.
상기 압입 부재는, 압입 블록; 상기 압입 블록의 일면으로부터 돌출 형성되고, 상기 센싱 블록의 내부에 삽입 가능한 복수 개의 압입 바디; 및 상기 셀 리드를 상기 센싱 블록 쪽으로 가압하는 가압부를 포함할 수 있다.
상기 가압부는, 상기 압입 바디 및 상기 압입 블록 사이에 위치하고, 상기 압입 바디의 단부로부터 상기 압입 블록을 향해 갈수록 단면적이 증가하는 부분을 포함할 수 있다.
상기 셀 센싱 장치는, 상기 압입 부재를 상기 센싱 블록에 체결하기 위한 체결 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 가압부는, 상기 압입 바디의 외측으로 돌출되는 탄성부를 포함할 수 있다.
상기 탄성부는 상기 압입 바디의 단부로부터 상기 압입 블록을 향하여 갈수록 외측 방향으로 경사지는 형상을 가질 수 있다.
상기 가압부는 상기 압입 부재 수용부에 끼워 맞춤(fit) 가능할 수 있다.
상기 압입 부재는 상기 센싱 블록이 상기 배터리 셀에 결합되는 방향에 대해 수직한 방향으로 슬라이딩 가능할 수 있다.
상기 배터리 셀 센싱 장치는, 상기 센싱 블록에 삽입 가능하고, 상기 센싱 블록에 삽입되는 과정에서 상기 압입 부재를 상기 센싱 블록에 대하여 슬라이딩 시키기 위한 경사부를 포함하는 체결 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 리드 수용 홀은, 상기 셀 리드가 상기 센싱 블록 내부로 진입하는 방향으로 갈수록 폭이 감소하는 영역을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 배터리 패키지는, 셀 리드를 구비하는 복수 개의 배터리 셀; 상기 복수 개의 배터리 셀의 셀 리드에 접촉하여, 복수 개의 베터리 셀 각각의 접압 또는 전류를 측정 가능한 센싱 블록; 및 상기 셀 리드를 가압하여, 상기 셀 리드 및 센싱 블록을 접촉시키는 압입 부재를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 배터리 셀 센싱 장치는, 셀 리드와 센싱 블록 사이의 전기적 접속상태를 확실히 보증할 수 있는 배터리 셀 센싱 장치 및 이를 포함하는 배터리 패키지를 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 사용자는, 배터리 패키지를 구성하는 복수 개의 배터리 셀 각각의 리드를 한번의 작업으로 센싱 블록에 연결할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 배터리 패키지의 사시도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 배터리 패키지의 분해 사시도이다.
도 3a는 일 실시 예에 따른 압입 부재가 센싱 블록에 삽입되지 않은 상태를 나타내는 도면이다.
도 3b는 일 실시 예에 따른 압입 부재가 센싱 블록에 삽입된 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 배터리 패키지의 사시도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 배터리 패키지의 분해 사시도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 압입 부재의 사시도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 배터리 패키지의 사시도이다.
도 8a는 일 실시 예에 따른 배터리 패키지의 분해 사시도이다.
도 8b는 일 실시 예에 따른 센싱 블록 및 압입 부재의 사시도이다.
도 9a는 일 실시 예에 따른 체결 부재가 센싱 블록에 삽입되지 않은 상태를 나타내는 도면이다.
도 9b는 일 실시 예에 따른 체결 부재가 센싱 블록에 삽입된 상태를 나타내는 도면이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 배터리 패키지의 사시도이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 배터리 패키지의 분해 사시도이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 압입 부재의 사시도이다.
도 13a는 일 실시 예에 따른 압입 부재가 센싱 블록에 삽입되지 않은 상태를 나타내는 도면이다.
도 13b는 일 실시 예에 따른 압입 부재가 센싱 블록에 삽입된 상태를 나타내는 도면이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 배터리 패키지의 사시도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 배터리 패키지의 분해 사시도이고, 도 3a는 일 실시 예에 따른 압입 부재가 센싱 블록에 삽입되지 않은 상태를 나타내는 도면이고, 도 3b는 일 실시 예에 따른 압입 부재가 센싱 블록에 삽입된 상태를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 3b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 배터리 패키지(1)는 배터리 어셈블리(900) 및 배터리 셀 센싱 장치(100)를 포함할 수 있다.
배터리 어셈블리(900)는 복수 개의 배터리 셀(910)을 포함할 수 있다. 복수 개의 배터리 셀(910)은 셀 바디(913), 제 1 셀 리드(911) 및 제 2 셀 리드(912)를 포함할 수 있다. 제 1 셀 리드(911) 및 제 2 셀 리드(912)는 셀 바디(913)로부터 같은 방향으로 돌출되는 것으로 도시되어 있으나, 서로 반대 방향으로 돌출될 수도 있다.
배터리 셀 센싱 장치(100)는 배터리 어셈블리(900)의 전압 및/또는 전류를 측정할 수 있다. 배터리 셀 센싱 장치(100)는 배터리 패키지(1)의 외부에 마련되는 제어부(미도시)에 전기적으로 연결될 수 있다. 배터리 셀 센싱 장치(100)는 전기 전도성 물질을 포함하는 센싱 블록(110) 및 압입 부재(120)를 포함할 수 있다. 도면에 생략되었지만, 배터리 셀 센싱 장치(100)는 제 1 셀 리드(911)뿐만 아니라, 제 2 셀 리드(912)에도 접촉하여 전압 및/또는 전류를 측정할 수 있음을 밝혀둔다.
센싱 블록(110)은 배터리 어셈블리(900)의 일측에 연결되어, 복수 개의 배터리 셀(910)의 셀 리드(911)에 접촉할 수 있다. 예를 들어, 센싱 블록(110)은 복수 개의 배터리 셀(910)의 셀 리드(911)에 끼워질 수 있다. 센싱 블록(110)은 복수 개의 단위 블록(110a, 110b, 110c)을 포함할 수 있다. 복수 개의 단위 블록(110a, 110b, 110c)은 각각 해당 단위 블록이 연결되어 있는 복수 개의 배터리 셀의 전압 및/또는 전류를 측정 가능하다. 또한, 복수 개의 단위 블록(110a, 110b, 110c) 사이에는 절연체(110')가 구비될 수 있다. 절연체(110')는 복수 개의 단위 블록(110a, 110b, 110c)을 전기적으로 차단할 수 있다. 센싱 블록(110)은 구리 또는 알루미늄 등의 소재로 구성될 수 있으며, 다이캐스팅(die-casting) 방식으로 제조될 수 있다. 센싱 블록(110)의 소재 및 제조 방식은 이에 제한되지 않음을 밝혀둔다. 센싱 블록(110)은 리드 수용 홀(111) 및 압입 부재 수용부(112)를 포함할 수 있다.
리드 수용 홀(111)은 셀 리드(911)를 수용할 수 있다. 리드 수용 홀(111)은 센싱 블록(110)을 관통하여 형성될 수 있다. 셀 리드(911)의 일단은 리드 수용 홀(111)을 통과하여 일 방향으로 돌출될 수 있다. 압입 부재(120)가 압입 부재 수용부(112)에 삽입되면 셀 리드(911)는 센싱 블록(110)에 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다.
리드 수용 홀(111)은 셀 리드(911)가 센싱 블록(110)에 삽입되는 방향으로 점차 좁아지는 형상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 리드 수용 홀(111)의 입구 부분은 상대적으로 넓을 수 있고, 리드 수용 홀(111)의 출구 부분은 상대적으로 좁을 수 있다. 사용자는 센싱 블록(110) 및 배터리 어셈블리(900)를 정확하게 정렬되지 않은 상태에서도, 상대적으로 넓은 리드 수용 홀(111)의 입구 부분으로 인해 센싱 블록(110)은 배터리 어셈블리(900)에 쉽게 결합될 수 있다. 한편, 리드 수용 홀(111)의 형상은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 리드 수용 홀(111)은 센싱 블록(110)이 배터리 어셈블리(900)에 삽입되는 방향을 기준으로 폭이 동일할 수 있다.
또한, 리드 수용 홀(111)의 출구 부분은 평평한 부분을 포함할 수 있고, 셀 리드(911)는 센싱 블록(110)의 내벽에 면 접촉할 수 있다.
압입 부재 수용부(112)에는 압입 부재(120)의 적어도 일부가 삽입 가능하다. 압입 부재 수용부(112)는 압입 부재(120)를 셀 리드(911)의 삽입 방향과 반대되는 방향으로 수용할 수 있다. 예를 들어, 압입 부재(120)의 입구 부분은 리드 수용 홀(111)의 출구 부분과 인접할 수 있다. 압입 부재 수용부(112)는 홈 또는 홀일 수 있다. 압입 부재 수용부(112)는 바디 수용부(1121) 및 헤드 수용부(1122)를 포함할 수 있다.
바디 수용부(1121)에는 후술되는 압입 바디(121)가 삽입될 수 있다. 바디 수용부(1121)는 압입 바디(121)의 외주면에 형성되는 나사산에 맞물리는 나사산을 구비할 수 있다. 헤드 수용부(1122)는 압입 헤드(122)를 수용 가능하다.
리드 수용 홀(111) 및 압입 부재 수용부(112)는 서로 연통될 수 있다. 예를 들어, 리드 수용 홀(111)의 출구 부분은, 압입 부재 수용부(112)의 입구 부분과 연통될 수 있다. 다시 말하면, 리드 수용 홀(111)은 헤드 수용부(1122)와 연통될 수 있다. 압입 부재 수용부(112)의 입구 부분의 너비는, 인접한 2개의 리드 수용 홀(111) 사이의 거리 보다 클 수 있고, 압입 부재 수용부(112)의 중심은 인접한 2개의 리드 수용 홀(111) 사이의 가상의 중심선 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 리드 수용 홀(111)의 출구 부분은 압입 부재 수용부(112)의 입구 부분에 오버랩될 수 있다.
압입 부재(120)는 셀 리드(911)를 가압하여, 셀 리드(911) 및 센싱 블록(110)을 접촉시킬 수 있다. 압입 부재(120)는 센싱 블록(110)이 배터리 셀(910)에 결합되는 방향에 대하여 수직한 방향으로 셀 리드(911)를 가압할 수 있다. 예를 들어, 압입 부재(120)는 셀 리드(911)를 소성 변형시킴으로써 셀 리드(911)를 센싱 블록(110)에 접촉시킬 수 있다. 압입 부재(120)는 압입 바디(121) 및 압입 헤드(122)를 포함할 수 있다.
압입 바디(121)는 압입 부재 수용부(112)의 바디 수용부(1121)에 삽입 가능하다. 압입 바디(121)는 압입 부재 수용부(112)에 나사 결합할 수 있다. 압입 바디(121)는 바디 수용부(1121)의 내주면에 형성되는 나사산과 맞물리는 나사산을 구비할 수 있다.
압입 헤드(122)는 압입 바디(121)의 단부로부터 멀어질수록 단면적이 커지는 부분을 가질 수 있다. 다시 말하면, 압입 헤드(122)는 테이퍼 형상을 포함할 수 있다. 압입 헤드(122)는 별도의 지그 삽입 홀(1221)을 포함할 수 있다. 사용자는 지그 삽입 홀(1221)에 지그를 삽입하여 압입 부재(120)를 센싱 블록(110)에 용이하게 탈착 시킬 수 있다. 압입 헤드(122)의 직경은 인접한 2개의 리드 수용 홀(111) 사이의 거리 보다 클 수 있다.
도 3a는 압입 부재(120)가 센싱 블록(110)에 삽입되기 전 모습을 나타내고, 배터리 패키지(1)의 정면도와, 배터리 패키지(1)를 Ⅰ-Ⅰ 절개선으로 절단한 단면도와, 압입 부재(120)의 확대도를 도시한다. 도 3b는 압입 부재(120)가 센싱 블록(110)에 삽입된 모습을 나타내고, 배터리 패키지(1)의 정면도와, 배터리 패키지(1)를 Ⅱ-Ⅱ 절개선으로 절단한 단면도와, 압입 부재(120)의 확대도를 도시한다.
센싱 블록(110)은 복수 개의 셀 리드(911)에 끼워질 수 있다. 센싱 블록(110)의 리드 수용 홀(111)의 너비는 셀 리드(911)의 폭 보다 크기 때문에, 셀 리드(911)는 리드 수용 홀(111)의 내벽으로부터 일정 간격 이격된 상태일 수 있다. 센싱 블록(110)이 복수 개의 셀 리드(911)에 끼워진 상태에서, 압입 부재(120)는 센싱 블록(110)에 삽입될 수 있다. 압입 바디(121)는 인접한 2개의 셀 리드(911) 사이의 간격보다 작은 폭을 구비할 수 있고, 압입 바디(121)는 셀 리드(911)와의 간섭 없이 센싱 블록(110)에 삽입될 수 있다.
한편, 압입 부재(120)의 압입 헤드(122)는 인접한 2개의 셀 리드(911) 사이의 간격보다 큰 폭을 구비할 수 있고, 압입 헤드(122)는 인접한 2개의 셀 리드(911) 각각의 내측면 상에 바깥쪽으로 향하는 힘을 인가할 수 있다. 압입 헤드(122)에 의해 가압된 2개의 셀 리드(911)는 센싱 블록(110)의 내벽에 접촉될 수 있다. 셀 리드(911) 중 압입 헤드(122)와 접촉하는 부분은 압입 헤드(122)로부터 멀어지는 방향으로 소성 변형될 수 있다.
이상과 같이 사용자는 센싱 블록(110)을 배터리 어셈블리(900)에 장착시킨 뒤, 복수 개의 압입 부재(120)를 센싱 블록(110)에 삽입시키는 방식으로, 셀 리드(911)가 센싱 블록(110)에 접촉하게 할 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 배터리 패키지의 사시도이고, 도 5는 일 실시 예에 따른 배터리 패키지의 분해 사시도이고, 도 6은 일 실시 예에 따른 압입 부재의 사시도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따른 배터리 패키지(2)는 복수 개의 배터리 셀(910)을 포함하는 배터리 어셈블리(900)와, 배터리 어셈블리(900)의 전압 및/또는 전류를 측정 가능한 배터리 셀 센싱 장치(200)를 포함할 수 있다.
배터리 셀 센싱 장치(200)는 센싱 블록(210), 압입 부재(220) 및 체결 부재(230)를 포함할 수 있다.
센싱 블록(210)은 셀 리드(911)를 수용 가능한 리드 수용 홀(211)과, 압입 부재(220)의 적어도 일부가 삽입 가능한 압입 부재 수용부(212)를 포함할 수 있다. 압입 부재 수용부(212)는 바디 수용부 및 헤드 수용부를 포함할 수 있다.
압입 부재(220)는 복수 개의 배터리 셀(910) 각각의 셀 리드(911)가 센싱 블록(210)에 접촉되도록, 셀 리드(911)를 가압할 수 있다. 압입 부재(220)는 복수 개의 단위 압입 부재(220a, 220b, 220c)를 포함할 수 있다. 복수 개의 단위 압입 부재(220a, 220b, 220c)는 각각 해당 단위 압입 부재가 연결되는 단위 블록(210a, 210b, 210c)에 결합 가능하다. 예를 들어, 압입 부재(220)는 제 1 단위 압입 부재(220a), 제 2 단위 압입 부재(220b) 및 제 3 단위 압입 부재(220c)를 포함할 수 있다. 또한, 복수 개의 단위 압입 부재(220a, 220b, 220c) 사이에는 절연체(220')가 구비될 수 있다. 절연체(220')는 복수 개의 단위 압입 부재(220a, 220b, 220c)를 전기적으로 차단할 수 있다. 다른 예로, 압입 부재(220)는 절연 소재로 제작되어, 복수 개의 단위 블록(210a, 210b, 210c) 간의 전기적 연결을 차단할 수 있다. 압입 부재(220)는 압입 블록(221), 복수 개의 압입 바디(222) 및 가압부(223)를 포함할 수 있다.
압입 블록(221)은 플레이트 형상일 수 있다. 압입 블록(210) 상에서 복수 개의 압입 바디(222) 및 가압부(223)가 일정한 간격을 두고 배치될 수 있다. 압입 블록(221)은 체결 부재(230)를 관통시킬 수 있는 체결 부재 수용 홀(2211)을 포함할 수 있다. 체결 부재 수용 홀(2211)은 예를 들어, 압입 블록(221)의 상측 및 하측에 각각 하나씩 구비될 수 있다. 체결 부재 수용 홀(2211)의 개수는 복수 개의 압입 바디(222)의 개수 보다 작을 수 있다. 예를 들어, 하나의 단위 압입 부재(220a)의 경우, 6개의 압입 바디(222) 및 2개의 체결 부재 수용 홀(2211)을 구비할 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 사용자는 복수 개의 압입 바디(222)를 하나씩 센싱 블록(210)에 결합하지 않고, 체결 부재(230) 만을 센싱 블록(210)에 결합하는 방식으로 셀 리드(911)를 센싱 블록(210)에 접촉시킬 수 있다.
복수 개의 압입 바디(222)는 압입 블록(210)의 일면으로부터 돌출 형성되고, 센싱 블록(210)의 내부에 삽입 가능하다. 압입 바디(222)는 기둥 형상일 수 있다. 압입 바디(222)는 센싱 블록(210)의 압입 부재 수용부(212)에 삽입될 수 있다. 압입 바디(222)는 인접한 2개의 셀 리드(911) 사이의 간격보다 작은 폭을 구비할 수 있다.
가압부(223)는 셀 리드(911)를 센싱 블록(210) 쪽으로 가압할 수 있다. 가압부(223)는 압입 바디(222) 및 압입 블록(221) 사이에 위치하고, 압입 바디(222)의 단부로부터 압입 블록(221)을 향해 갈수록 단면적이 증가하는 부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가압부(223)는 원뿔대 형상일 수 있다.
가압부(223)는 인접한 2개의 셀 리드(911) 사이의 간격보다 큰 폭을 구비할 수 있다. 인접한 2개의 셀 리드(911)는 그 사이에 삽입되는 가압부(223)에 의해 각각 바깥쪽으로 가압되어 센싱 블록(210)의 내벽에 접촉할 수 있다.
체결 부재(230)는 압입 부재(220)를 센싱 블록(210)에 체결할 수 있다. 체결 부재(230)는 압입 블록(221)의 내벽에 형성되어 있는 나사산에 맞물리는 나사산을 구비한 나사체일 수 있다. 체결 부재(230)가 설정 거리만큼 삽입되기 전에는 인접한 셀 리드(911)와의 간섭 없이 압입 부재(220)를 센싱 블록(210)에 체결할 수 있다.
한편, 체결 부재(330)가 설정 거리를 초과하여 압입 블록(221)에 삽입될 경우, 압입 부재(220)는 인접한 셀 리드(911)와 접촉하게 된다. 체결 부재(330)의 결합력으로 인해 압입 부재(220)는 셀 리드(911)를 소성 변형 시킬 수 있고, 셀 리드(911)는 센싱 블록(210) 내벽에 접촉할 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 배터리 패키지의 사시도이고, 도 8a는 일 실시 예에 따른 배터리 패키지의 분해 사시도이고, 도 8b는 일 실시 예에 따른 센싱 블록 및 압입 부재의 사시도이고, 도 9a는 일 실시 예에 따른 체결 부재가 센싱 블록에 삽입되지 않은 상태를 나타내는 도면이고, 도 9b는 일 실시 예에 따른 체결 부재가 센싱 블록에 삽입된 상태를 나타내는 도면이다.
도 9a는 압입 부재(320)가 센싱 블록(310)에 삽입된 상태에서, 슬라이딩하기 전 모습을 나타내고, 배터리 패키지(3)의 정면도와, 배터리 패키지(3)를 Ⅲ-Ⅲ 절개선으로 절단한 단면도와, 압입 부재(320) 및 셀 리드(911)의 확대도를 도시한다. 도 9b는 압입 부재(320)가 센싱 블록(310)에 삽입된 모습을 나타내고, 배터리 패키지(3)의 정면도와, 배터리 패키지(3)를 Ⅳ-Ⅳ 절개선으로 절단한 단면도와, 압입 부재(320) 및 셀 리드(911)의 확대도를 도시한다.
도 7 내지 도 9b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 배터리 패키지(3)는 복수 개의 배터리 셀(910)을 포함하는 배터리 어셈블리(900)와, 배터리 어셈블리(900)의 전압 및/또는 전류를 측정 가능한 배터리 셀 센싱 장치(300)를 포함할 수 있다.
배터리 셀 센싱 장치(300)는 센싱 블록(310), 압입 부재(320) 및 체결 부재(330)를 포함할 수 있다.
센싱 블록(310)은 셀 리드(911)를 수용 가능한 리드 수용 홀(311)과, 압입 부재(320)의 적어도 일부가 삽입 가능한 압입 부재 수용부(312)를 포함할 수 있다.
압입 부재(320)의 일부는 압입 부재 수용부(312)에 삽입될 수 있다. 예를 들어, 압입 부재(320)는 플레이트부와, 상기 플레이트부로부터 돌출되어 압입 부재 수용부(312)에 삽입 가능한 기둥 형상의 돌출부(321)를 포함할 수 있다. 압입 부재(320)는 센싱 블록(310)이 배터리 셀(910)에 결합되는 방향에 대해 수직한 방향으로 슬라이딩 가능하다. 압입 부재 (320)는 배터리 셀(910)에 결합된 후, 슬라이딩하여 셀 리드(911)를 한쪽 방향으로 가압할 수 있다.
돌출부(321)는 센싱 블록(310)의 상부 및 하부에 일정 간격으로 이격 형성되는 복수 개의 수용 돌기(3131) 사이를 통과할 수 있다. 돌출부(321)는 인접한 2개의 수용 돌기(3131) 사이를 통과한 뒤, 센싱 블록(310)의 상부 및 하부에 형성된 슬롯(3132)을 따라 슬라이딩 할 수 있다. 돌출부(321)가 슬라이딩하는 동안, 돌출부(321)의 상단 및 하단은 각각 슬롯(3132)에 끼워진 상태로 유지되므로, 안정적으로 슬라이딩될 수 있고, 돌출부(321)가 수용 돌기(3131)에 의해 걸림으로써 압입 부재(320)가 센싱 블록(310)으로부터 이탈되지 않도록 할 수 있다.
압입 부재(320)는 비전 홀(322) 및 블록 리브(323)를 포함할 수 있다. 사용자는 상하 방향으로 형성된 비전 홀(322)을 통해, 셀 리드(911) 및 센싱 블록(310) 사이의 접촉 여부를 확인할 수 있다. 블록 리브(323)는 비전 홀(322)을 가로지르는 방향으로 형성되어, 압입 부재(320)의 강성을 보강시킬 수 있다.
체결 부재(330)는 센싱 블록(310)에 삽입 가능하다. 체결 부재(330)는 센싱 블록(310) 내벽에 나사 결합하기 위한 나사산을 포함할 수 있다. 체결 부재(330)는 센싱 블록(310)에 삽입되는 과정에서 압입 부재(320)를 센싱 블록(310)에 대하여 슬라이딩 시키기 위한 경사부(331)를 포함할 수 있다. 경사부(331)는 예를 들어 원뿔대 형상일 수 있다. 체결 부재(330)가 설정 거리만큼 삽입되기 전에는 압입 부재(320)와의 간섭 없이 센싱 블록(310)에 삽입될 수 있다. 체결 부재(330)가 설정 거리를 초과하여 센싱 블록(310)에 삽입된 이후로, 압입 부재(320)는 체결 부재(330)에 의해 가압되어 센싱 블록(310)을 따라 슬라이딩할 수 있다. 압입 부재(320)는 슬라이딩하면서 인접한 셀 리드(911)를 소성 변형 시킬 수 있고, 셀 리드(911)는 센싱 블록(210) 내벽에 접촉할 수 있다.
도 10은 일 실시 예에 따른 배터리 패키지의 사시도이고, 도 11은 일 실시 예에 따른 배터리 패키지의 분해 사시도이고, 도 12는 일 실시 예에 따른 압입 부재의 사시도이고, 도 13a는 일 실시 예에 따른 압입 부재가 센싱 블록에 삽입되지 않은 상태를 나타내는 도면이고, 도 13b는 일 실시 예에 따른 압입 부재가 센싱 블록에 삽입된 상태를 나타내는 도면이다.
도 10 내지 도 13b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 배터리 패키지(4)는 복수 개의 배터리 셀(910)을 포함하는 배터리 어셈블리(900)와, 배터리 어셈블리(900)의 전압 및/또는 전류를 측정 가능한 배터리 셀 센싱 장치(400)를 포함할 수 있다.
배터리 셀 센싱 장치(400)는 센싱 블록(410) 및 압입 부재(420)를 포함할 수 있다.
센싱 블록(410)은 셀 리드(911)를 수용 가능한 리드 수용 홀(411)과, 압입 부재(420)의 적어도 일부가 삽입 가능한 압입 부재 수용부(412)를 포함할 수 있다.
압입 부재(420)는 복수 개의 배터리 셀(910) 각각의 셀 리드(911)가 센싱 블록(410)의 압입 부재 수용부(412) 내벽에 접촉되도록, 셀 리드(911)를 가압할 수 있다. 압입 부재(420)는 복수 개의 단위 압입 부재(420a, 420b, 420c)를 포함할 수 있다. 복수 개의 단위 압입 부재(420a, 420b, 420c)는 각각 해당 단위 압입 부재가 연결되는 단위 블록(410a, 410b, 410c)에 결합 가능하다. 압입 부재(420)는 압입 블록(421), 복수 개의 압입 바디(422) 및 가압부(423)를 포함할 수 있다.
압입 블록(421)은 플레이트 형상일 수 있다. 압입 블록(421) 상에서 복수 개의 압입 바디(422) 및 가압부(423)가 일정한 간격을 두고 배치될 수 있다.
복수 개의 압입 바디(422)는 압입 블록(421)의 일면으로부터 돌출 형성되고, 센싱 블록(410)의 내부에 삽입 가능하다. 압입 바디(422)는 기둥 형상일 수 있다. 압입 바디(422)는 센싱 블록(410)의 압입 부재 수용부(412)에 삽입될 수 있다. 압입 바디(422)는 인접한 2개의 셀 리드(911) 사이의 간격보다 작은 폭을 구비할 수 있다.
가압부(423)는 셀 리드(911)를 압입 부재 수용부(412)의 내벽을 향하여 가압할 수 있다. 가압부(423)는 압입 바디(422)를 둘러싸는 가압 바디(4231)와, 압입 바디(422)의 외측으로 돌출되는 탄성부(4232)를 포함할 수 있다.
가압 바디(4231)는 압입 부재 수용부(412)에 끼워 맞춤될 수 있다. 사용자는 일정한 크기 이상의 힘을 가하여 압입 부재(420)를 센싱 블록(410)에 탈착시킬 수 있다.
탄성부(4232)는 압입 바디(422)의 외측으로 돌출 형성될 수 있다. 탄성부(4232)는 압입 바디(422)의 단부로부터 압입 블록(421)을 향하여 갈수록 외측 방향으로 경사지는 형상을 가질 수 있다. 압입 부재(420)가 센싱 블록(410) 내부로 일정한 길이로 삽입될 경우, 탄성부(4232)는 셀 리드(911)에 접촉할 수 있다. 한편, 압입 부재(420)가 상기 일정한 길이를 초과하여 센싱 블록(410) 내부로 삽입될 경우, 탄성부(4232)는 셀 리드(911)를 센싱 블록(410)의 내벽 쪽으로 가압할 수 있다.
한편, 압입 부재 수용부(412)는, 메인 공간(4122)과, 메인 공간(4122)으로부터 함몰 형성되는 가이드(4121)를 포함할 수 있다. 도 13b와 같이 압입 부재(420)가 압입 부재 수용부(412)로 삽입되면, 탄성부(4232)는 셀 리드(911)를 메인 공간(4122)의 내벽으로 가압하여 셀 리드(911)가 센싱 블록(410)과 전기적으로 연결되게 하고, 가압 바디(4231)의 단부는 가이드(4121)에 삽입되어 압입 부재(420)가 센싱 블록(410)에 안정적으로 지지될 수 있다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (18)

  1. 배터리 셀의 셀 리드에 접촉하여, 상기 배터리 셀의 전압 또는 전류를 측정 가능한 센싱 블록; 및
    상기 셀 리드를 가압하여, 상기 셀 리드 및 센싱 블록을 접촉시키는 압입 부재를 포함하는 배터리 셀 센싱 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센싱 블록은,
    상기 셀 리드를 수용 가능한 리드 수용 홀; 및
    상기 압입 부재의 적어도 일부가 삽입 가능한 압입 부재 수용부를 포함하는 배터리 셀 센싱 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 리드 수용 홀 및 상기 압입 부재 수용부는 서로 연통되는 배터리 셀 센싱 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 압입 부재는 상기 센싱 블록이 상기 배터리 셀에 결합되는 방향에 대하여 수직한 방향으로 상기 셀 리드를 가압하는 배터리 셀 센싱 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 압입 부재는 상기 셀 리드를 소성 변형시킴으로써 상기 셀 리드를 상기 센싱 블록에 접촉시키는 배터리 셀 센싱 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 압입 부재는,
    상기 압입 부재 수용부에 삽입 가능한 압입 바디; 및
    상기 압입 바디의 단부로부터 멀어질수록 단면적이 커지는 부분을 갖는 압입 헤드를 포함하는 배터리 셀 센싱 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 압입 부재 수용부는,
    상기 압입 바디가 삽입되는 바디 수용부; 및
    상기 압입 헤드를 수용 가능한 헤드 수용부를 포함하고,
    상기 헤드 수용부는 상기 리드 수용 홀과 연통되는 배터리 셀 센싱 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 압입 헤드의 최대 직경은, 인접한 2개의 상기 셀 리드 사이의 간격보다 큰 배터리 셀 센싱 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 압입 부재는,
    압입 블록;
    상기 압입 블록의 일면으로부터 돌출 형성되고, 상기 센싱 블록의 내부에 삽입 가능한 복수 개의 압입 바디; 및
    상기 셀 리드를 상기 센싱 블록 쪽으로 가압하는 가압부를 포함하는 배터리 셀 센싱 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 가압부는, 상기 압입 바디 및 상기 압입 블록 사이에 위치하고, 상기 압입 바디의 단부로부터 상기 압입 블록을 향해 갈수록 단면적이 증가하는 부분을 포함하는 배터리 셀 센싱 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 압입 부재를 상기 센싱 블록에 체결하기 위한 체결 부재를 더 포함하는 셀 센싱 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 가압부는, 상기 압입 바디의 외측으로 돌출되는 탄성부를 포함하는 배터리 셀 센싱 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 탄성부는 상기 압입 바디의 단부로부터 상기 압입 블록을 향하여 갈수록 외측 방향으로 경사지는 형상을 갖는 배터리 셀 센싱 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 가압부는 상기 압입 부재 수용부에 끼워 맞춤(fit) 가능한 배터리 셀 센싱 장치.
  15. 제 2 항에 있어서,
    상기 압입 부재는 상기 센싱 블록이 상기 배터리 셀에 결합되는 방향에 대해 수직한 방향으로 슬라이딩 가능한 배터리 셀 센싱 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 센싱 블록에 삽입 가능하고, 상기 센싱 블록에 삽입되는 과정에서 상기 압입 부재를 상기 센싱 블록에 대하여 슬라이딩 시키기 위한 경사부를 포함하는 체결 부재를 더 포함하는 배터리 셀 센싱 장치.
  17. 제 2 항에 있어서,
    상기 리드 수용 홀은,
    상기 셀 리드가 상기 센싱 블록 내부로 진입하는 방향으로 갈수록 폭이 감소하는 영역을 포함하는 배터리 셀 센싱 장치.
  18. 셀 리드를 구비하는 복수 개의 배터리 셀;
    상기 복수 개의 배터리 셀의 셀 리드에 접촉하여, 복수 개의 베터리 셀 각각의 접압 또는 전류를 측정 가능한 센싱 블록; 및
    상기 셀 리드를 가압하여, 상기 셀 리드 및 센싱 블록을 접촉시키는 압입 부재를 포함하는 배터리 패키지.


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