WO2022019565A1 - 전류 측정 장치 - Google Patents

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LG Energy Solution Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a current measuring device, and more particularly, to a current measuring device configured to quickly cut off current by itself when an abnormal current flows, and to a battery pack and a vehicle including the same.
  • lithium secondary batteries have almost no memory effect compared to nickel-based secondary batteries, so charging and discharging are free, The self-discharge rate is very low and the energy density is high, attracting attention.
  • Such a lithium secondary battery mainly uses a lithium-based oxide and a carbon material as a positive electrode active material and a negative electrode active material, respectively.
  • a lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate to which the positive electrode active material and the negative electrode active material are applied, respectively, are disposed with a separator interposed therebetween, and a casing for sealing and housing the electrode assembly together with an electrolyte, that is, a battery case.
  • the safety of the battery pack is emerging as a very important issue.
  • the use of the population is rapidly increasing, and the failure to secure battery safety may lead to damage to the vehicle as well as casualties of occupants.
  • the battery pack is generally provided with various management means for managing the charging and discharging of the battery pack and securing safety.
  • the means for securing the safety of such a battery pack may include various configurations.
  • a control device such as a current sensor provided in a path through which the charging/discharging current flows and a battery management system (BMS) that blocks the charging/discharging path in case of overcurrent are used.
  • BMS battery management system
  • current sensing information measured by the current sensor is transmitted to a control device, and the control device may operate a current blocking element such as a fuse, a switch, or a relay according to the current sensing information.
  • current sensing information is transmitted to a control device such as the BMS, and a control signal for cutting the current has to go through a process of being transmitted from a device such as the BMS to the current blocking device, so that the current is cut off quickly The action may not be performed.
  • the present invention has been devised to solve the above problems, and a current measuring device capable of quickly performing a current blocking function by itself without using a separate control device such as a BMS, a battery pack including the same, and The purpose is to provide automobiles, etc.
  • a first terminal made of an electrically conductive material; a second terminal made of an electrically conductive material and spaced apart from the first terminal by a predetermined distance; a resistor interposed in a space between the first terminal and the second terminal and made of an electrically conductive material having a specific resistance greater than that of the first terminal and the second terminal; a circuit board on which an electrical path is formed, located on sides of the first terminal and the second terminal, and electrically connected to the first terminal and the second terminal, respectively; a control unit mounted on the circuit board and configured to measure a current flowing through the resistor using a voltage value between the first terminal and the second terminal and a resistance value of the resistor; and a cutting unit positioned above or below the resistor and configured to cut the resistor according to a control signal from the control unit.
  • the first terminal and the second terminal may be formed in a plate shape, and may be configured to be positioned on the same plane as the circuit board.
  • the circuit board may include a main body positioned on the side of the first terminal and the second terminal, a first extension extending from the main body in a horizontal direction and configured to be seated on a surface of the first terminal; It may be configured to include a second extension configured to be seated on the surface of the second terminal.
  • the cutting unit at least a portion may be configured to be seated on both the surface of the first extension and the second extension.
  • the cutting unit may be configured to protrude more in the outer horizontal direction than the first extension part and the second extension part.
  • circuit board may be configured to be detachable from the first terminal and the second terminal.
  • the cutting unit may be configured to hold the gunpowder therein, and to explode the gunpowder to cut the resistor.
  • the cutting unit is located above or below the resistor and includes an explosive part configured to apply a cutting force by explosion to the resistor, a pressing part configured to press the resistor by the explosive force of the explosive part, and the resistor based on To be positioned on the opposite side of the pressing portion may be provided with a cover portion configured to prevent the resistance body cut by the pressing force of the pressing portion from scattering.
  • the circuit board may be configured such that a heat dissipation member is provided on a surface thereof, and a heat transfer material is interposed between at least one of the first terminal, the resistor, and the second terminal and the heat dissipation member.
  • the battery pack according to the present invention for achieving the above object includes a current measuring device according to the present invention.
  • the vehicle according to the present invention for achieving the above object includes the current measuring device according to the present invention.
  • the overcurrent when an abnormal situation such as an overcurrent occurs, the overcurrent can be quickly cut off.
  • the overcurrent when the overcurrent is measured by the current measuring device, there is no need to communicate with a control device such as a BMS to cut off the overcurrent.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view schematically showing the configuration of a current measuring device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a combined perspective view of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is an exploded perspective view schematically illustrating a configuration of a current measuring device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view schematically illustrating the configuration of a current measuring device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a combined perspective view of FIG. 4 .
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line A1-A1' of FIG. 5 .
  • FIG. 7 is a perspective view schematically showing the configuration of a current measuring device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a portion A2 of FIG. 7 .
  • FIG. 9 is a front cross-sectional view schematically showing the configuration of a current measuring device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view schematically showing the configuration of a current measuring device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line A5-A5' of FIG. 10 .
  • FIG. 12 is a perspective view schematically showing the configuration of a current measuring device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line A6-A6' of FIG. 12 .
  • FIG. 14 is an exploded perspective view schematically illustrating a partial configuration of a current measuring device according to another embodiment of the present invention.
  • 15 is a side cross-sectional view schematically showing the configuration of a current measuring device according to another embodiment of the present invention.
  • 16 is a side cross-sectional view schematically showing the configuration of a current measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view schematically illustrating a configuration of a current measuring device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a combined perspective view of FIG. 1 .
  • the current measuring device includes a first terminal 100 , a second terminal 200 , a resistor 300 , a circuit board 400 , a control unit 500 , and cutting unit 600 .
  • the first terminal 100 and the second terminal 200 may be made of an electrically conductive material.
  • the first terminal 100 and the second terminal 200 may be made of a metal material such as copper.
  • the first terminal 100 and the second terminal 200 may be respectively connected to one side and the other side on a path through which a current flows.
  • the ends of the first terminal 100 and the second terminal 200 may be in the same charging/discharging path of the battery pack. It may be configured to be respectively connected to different charging/discharging busbars constituting the .
  • the first terminal 100 and the second terminal 200 may have terminal holes formed therein, as indicated by H1 in the drawing, and these terminal holes are formed from a hole in a charge/discharge bus bar of a battery pack and a hole in the battery pack. It may be configured to be bolted together.
  • the first terminal 100 and the second terminal 200 may be disposed to be spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • the first terminal 100 and the second terminal 200 may be configured to be spaced apart by a predetermined distance in the left-right direction (the x-axis direction of the drawing).
  • the resistor 300 may be configured to be interposed in a space between the first terminal 100 and the second terminal 200 .
  • the resistor 300 may be configured to be fixedly coupled to the first terminal 100 and the second terminal 200 .
  • the resistor 300 may have one end (left end) coupled and fixed to the first terminal 100 , and the other end (right end) coupled and fixed with the second terminal 200 .
  • the coupling between the resistor 300 and the first terminal 100 and/or the second terminal 200 may be configured in the form of welding or the like, but various other coupling types may be employed.
  • the resistor 300 may be made of an electrically conductive material having a higher resistance value, particularly a specific resistance, than that of the first terminal 100 and the second terminal 200 .
  • the resistor 300 may be made of an alloy material containing at least two or more of manganese (Mn), nickel (Ni), and copper (Cu).
  • the material, configuration, and shape of the first terminal 100 , the second terminal 200 , and the resistor 300 a configuration of a current sensor having a shunt resistor known at the time of filing of the present invention may be employed.
  • the circuit board 400 like a printed circuit board (PCB), is configured in a plate shape, and may be configured to form an electrical path on the surface or inside.
  • the circuit board 400 may be positioned on the side of the first terminal 100 and the second terminal 200 .
  • the circuit board 400 may be configured to be positioned on a side in a direction orthogonal to the coupling direction between the first terminal 100 and the second terminal 200 .
  • the first terminal 100 and the second terminal 200 are coupled in the left-right direction (the x-axis direction of the drawing) with the resistor 300 interposed therebetween.
  • the circuit board 400 may be configured to be coupled in the front-rear direction (the y-axis direction in the drawing).
  • the circuit board 400 may be configured to be positioned at the front end of the first terminal 100 , the second terminal 200 , and the resistor 300 .
  • the circuit board 400 may be configured to be electrically connected to the first terminal 100 and the second terminal 200 , respectively.
  • the circuit board 400 may include a plurality of measurement wires 401 made of a material through which an electrical signal can be transmitted. And, the circuit board 400 is electrically connected to the first terminal 100 through one of the measuring wires 401 and electrically connected to the second terminal 200 through the other measuring wire 401 . can be connected to Also, the measurement wire 401 may be connected and fixed to a conductor pattern formed on the circuit board 400 .
  • the bonding and fixing form between the measuring wire 401 and the terminals 100 and 200 and/or between the measuring wire 401 and the circuit board 400 may be implemented in a form such as soldering, but various other bonding and fixing methods are provided. It may be implemented in the form.
  • the control unit 500 may be mounted on the circuit board 400 and configured to measure the magnitude of the current flowing through the resistor 300 . More specifically, the control unit 500 may acquire a potential between the first terminal 100 and the second terminal 200 through the measurement wire 401 . Also, the control unit 500 may store the resistance value of the resistor 300 in advance in a memory or the like. Accordingly, the control unit 500 uses the obtained voltage value between the first terminal 100 and the second terminal 200 and the resistance value of the resistor 300 stored in advance, and the current flowing through the resistor 300 . You can measure how big a value is.
  • the control unit 500 executes various control logics for measuring current, and may be mounted on the circuit board 400 and may be implemented in various forms such as a processor or chipset known in the art. .
  • the cutting unit 600 may be located above or below the resistor 300 .
  • the cutting unit 600 may be configured to be seated on the upper surface of the resistor 300 as shown in FIGS. 1 and 2 .
  • the cutting unit 600 may be configured to be seated on the upper or lower portions of the first terminal 100 and the second terminal 200 together with the resistor 300 .
  • a lower portion of the cutting unit 600 is seated in contact with the upper surface of the first terminal 100
  • the other portion of the lower portion is on the upper surface of the resistor 300 . It is seated in contact, and another part of the lower part may be implemented in a form in which it is seated in contact with the upper surface of the second terminal 200 .
  • the cutting unit 600 may be configured to cut the resistor 300 according to a control signal of the control unit 500 .
  • the control unit 500 may cause the cutting unit 600 to cut the resistor 300 .
  • the control unit 500 and the cutting unit 600 may be configured to send and receive electrical signals to each other.
  • the control unit 500 and the cutting unit 600 may be configured to be electrically connected to each other through a configuration such as a flexible printed circuit board (FPCB) or a wire.
  • FPCB flexible printed circuit board
  • the contact point between the control unit 500 and/or the cutting unit 600 such as the FPCB may be coated with a waterproof material.
  • the control unit 500 and the cutting unit 600 may be configured to exchange signals with each other via an electrical path of the circuit board 400 , that is, a conductor pattern.
  • the control unit 500 may be configured to transmit a control signal for cutting to the cutting unit 600 when the current flowing through the resistor 300 is equal to or greater than a reference current.
  • the reference current may be previously stored in a memory element of the control unit 500 or the like.
  • the cutting unit 600 may be configured to cut the resistor 300 .
  • the cutting unit 600 may be configured to cut the resistor 300 by applying a physical force to the resistor 300 . And, by physically separating the resistor 300 , the flow of current passing through the first terminal 100 , the resistor 300 , and the second terminal 200 may be blocked. That is, when the resistor 300 is separated from the first terminal 100 and the second terminal 200 , the electrical connection state between the first terminal 100 and the second terminal 200 is broken, and the The flow of current passing through the first terminal 100 , the resistor 300 , and the second terminal 200 may be prevented from being formed.
  • the cutting unit 600 is configured to press only the resistor 300 against the combination of the first terminal 100 , the resistor 300 , and the second terminal 200 .
  • the combination between the first terminal 100 , the resistor 300 , and the second terminal 200 may be more easily separated. That is, the resistor 300 may be coupled and fixed with the first terminal 100 and the second terminal 200 by welding or the like. By applying a physical force to the resistor 300 , the resistor 300 and The coupled and fixed portions between the first terminal 100 and between the resistor 300 and the second terminal 200 may be separated at once. Accordingly, in this case, more rapid current cut-off may be possible.
  • the current blocking performance can be stably secured while having a simple structure.
  • the circuit board 400 is located on the side of the first terminal 100 , the resistor 300 , and the second terminal 200 , and the cutting unit 600 is the first terminal 100 . ), the resistor 300 and the second terminal 200 by being located on the upper or lower side, due to the cutting unit 600, the connection between the first terminal 100 and the second terminal 200 and the circuit board 400
  • the configuration, such as the measuring connecting pin or the measuring wire 401 may be unobstructed.
  • the measuring wire 401 and the like do not need to be provided long. Accordingly, accuracy and structural coupling force for current measurement between the circuit board 400 and the first terminal 100 and the second terminal 200 may be further improved.
  • the current measuring device of the present invention may have both the current measuring performance and the current blocking performance, and the volume may not be excessively increased. Accordingly, when mounted on a battery pack or the like, the design of the battery pack or the like can be facilitated and the volume of the battery pack or the like can be prevented from increasing.
  • the cutting unit 600 may be disposed on the upper portion of the resistor (300).
  • the upper portion of the resistor 300 may be covered by the cutting unit 600 , thereby more effectively preventing moisture or moisture existing inside the current measuring device from flowing into the resistor 300 .
  • the accuracy of current measurement may be reduced.
  • the cutting unit 600 is moved to the upper portion of the resistor 300 by moisture or water droplets. By preventing inflow, it is possible to prevent a decrease in the accuracy of current measurement.
  • the circuit board 400 may include a connector 402 for communication with an external device.
  • the BMS included in the battery pack may be connected to the current measuring device through the connector 402 .
  • the BMS may receive current measurement information of the current measurement device through the connector 402 .
  • the circuit board 400 may further include various other components in addition to the connector 402 and the control unit 500 .
  • the first terminal 100 and the second terminal 200 may be formed in a plate shape.
  • the first terminal 100 and the second terminal 200 may be formed in the form of a copper plate.
  • the circuit board 400 may also be configured in a plate shape.
  • the first terminal 100 and the second terminal 200 may be configured to be positioned on the same plane as the circuit board 400 . have. More specifically, the first terminal 100 and the second terminal 200 may be configured in a shape in which two large surfaces are laid down to face an upper and a lower portion.
  • the circuit board 400 may also be configured in a form in which two wide surfaces are laid to face the upper and lower portions.
  • the first terminal 100 , the second terminal 200 , and the circuit board 400 may be configured to be positioned on the same plane.
  • the first terminal 100 , the second terminal 200 , and the circuit board 400 may all have a lower surface parallel to the x-y plane.
  • the first terminal 100 , the second terminal 200 , and the circuit board 400 may be stably mounted on the bottom surface of the current measuring device.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view schematically illustrating a configuration of a current measuring device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 portions having differences from the previous embodiments of FIGS. 1 and 2 will be mainly described.
  • the current measuring device may further include a case 700 .
  • the case 700 as an exterior material of the current measuring device, has an internal space to include other components of the current measuring device, such as the first terminal 100, the second terminal 200, the resistor 300, and the circuit board. 400 , the control unit 500 and the cutting unit 600 may be configured to receive at least a portion.
  • the case 700 may be configured to include a lower case 701 and an upper case 702 .
  • an inner space is formed in the lower case 701 to accommodate other components of the current measuring device, but an open portion is formed at the upper end, and the upper case 702 is coupled to the upper open portion of the lower case 701.
  • the case 700 may protect various components provided therein from external physical and chemical factors.
  • the case 700 for example, the lower case 701, may be configured such that a portion of the first terminal 100 and the second terminal 200 is exposed to the outside for electrical connection to a charge/discharge bus bar, etc. have.
  • the case 700, the connector 402 and the like are also exposed to the outside, so that an external device such as a BMS can be easily connected to the connector 402 or the like.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view schematically illustrating a configuration of a current measuring device according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a combined perspective view of FIG. 4
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line A1-A1' of FIG. 5 .
  • the circuit board 400 may include a body portion 410 and an extension portion.
  • the extension portion may include a first extension portion 421 and a second extension portion 422 .
  • the main body 410 is a configuration located on the side of the first terminal 100 and the second terminal 200, and can be said to have a configuration corresponding to the circuit board 400 of FIGS. 1 and 2 above. Accordingly, a conductor pattern may be formed on the body portion 410 , and the control unit 500 may be mounted thereon.
  • the first extension 421 may be formed to extend from the main body 410 in a horizontal direction.
  • the first extension portion 421 may be configured to extend in a y-axis direction, in particular, a -y-axis direction on an x-y plane.
  • the first extension part 421 may be configured to be seated on the surface of the first terminal 100 , for example, the upper surface of the first terminal 100 .
  • the second extension 422 may be configured to extend in a horizontal direction from the main body 410 , in particular, to extend in a direction parallel to the extension direction of the first extension 421 .
  • the second extension part 422 may be configured to extend in the -y-axis direction, like the first extension part 421 .
  • the second extension part 422 may be configured to be seated on the surface of the second terminal 200 , for example, the upper surface of the second terminal 200 .
  • the coupling property between the circuit board 400 and the resistor coupler which is a combination of the first terminal 100 , the resistor 300 , and the second terminal 200 , may be improved.
  • the first extension 421 and the second extension 422 are disposed above or below the first terminal 100 and the second terminal 200 , so that the first terminal 100 and the second terminal ( 200) may limit the movement in the downward or upward direction. Accordingly, mechanical coupling between the resistor coupler and the circuit board 400 may be improved.
  • an electrical connection between the circuit board 400 and each terminal may be made through the first extension part 421 and the second extension part 422 .
  • the conductive pattern formed on the body portion 410 may extend to the first extension portion 421 and the second extension portion 422 .
  • the conductive pattern formed on the first extension part 421 and the second extension part 422 may be connected to the first terminal 100 and the second terminal 200 .
  • the conductive patterns of the first and second extensions 421 and 422 are embedded in the polymer layer, at least a portion of the conductive pattern may be exposed to the outside of the polymer layer. have.
  • the exposed portion of the conductor pattern may be in contact with the first terminal 100 and the second terminal 200 to be electrically connected to the first terminal 100 and the second terminal 200 .
  • the electrical connection between the circuit board 400 and each terminal can be made more easily.
  • the electrical connection element such as the measurement wire 401 shown in FIGS. 1 and 2 may not be included outside the circuit board 400 .
  • the thickness of the circuit board 400 may be thicker than the thickness of the first terminal 100 and the second terminal 200 .
  • t1 and t2 can be constructed so that the following relationship is established.
  • t1 may be configured to be equal to the sum of t2 and t3.
  • the thickness of the stack of the second extension portion 422 and the second terminal 200 is the same as the thickness of the body portion 410 . Accordingly, the lower surface of the main body 410 is positioned on the same plane as the lower surface of the second terminal 200 , and the upper surface of the main body 410 is positioned on the same plane as the upper surface of the second extension part 422 .
  • such a configuration may be equally applied between the first extension part 421 and the first terminal 100 . Accordingly, the coupling state between the circuit board 400 , the terminal, and the cutting unit 600 may be more stably maintained.
  • the cutting unit 600 is at least a portion of the first extension 421 and It may be configured to be all seated on the surface of the second extension 422 .
  • a lower portion of one side of the cutting unit 600 is seated on the upper portion of the first extension 421 , and the lower portion of the other side of the cutting unit 600 .
  • the lower right portion may be configured to be seated on the upper portion of the second extension portion 422 .
  • the coupling between the cutting unit 600 and the circuit board 400 can be improved.
  • the cutting unit 600 since the first extension portion 421 and the second extension portion 422 of the circuit board 400 have a flat outer surface, that is, the upper surface, the cutting unit 600 may be stably seated on this flat surface.
  • an empty space is formed between the first extension part 421 and the second extension part 422 in the upper part of the resistor 300 , the cutting unit 600 for cutting the resistor 300 . ), a space can be secured where the cutting configuration can be located.
  • the first extension 421 and the second extension 422 serve to block the fragments of the resistor 300 . , it is possible to prevent fragments from scattering to the outside.
  • the cutting unit 600 and the resistance coupler may not be in direct contact with each other, the problem of decreasing the accuracy of current measurement due to current leakage or contact resistance, etc. can be prevented.
  • FIG. 7 is a perspective view schematically illustrating a configuration of a current measuring apparatus according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a portion A2 of FIG. 7 .
  • the present embodiment will also be mainly described with respect to parts that are different from the previous embodiments.
  • the cutting unit 600 may be configured to protrude more in the outer horizontal direction than the first extension part 421 and the second extension part 422 . That is, the cutting unit 600 may include a lower protrusion 601 protruding outward than the first extension 421 and the second extension 421 .
  • the right lower end of the cutting unit 600 is seated on the upper portion of the second extension 422 , and the right end of the cutting unit 600 is seated in the right direction (+x in the drawing) than the second extension 422 . axial direction) to further protrude to form the lower protrusion 601 .
  • the lower protrusion 601 is bent in the lower direction (the -z-axis direction in the drawing) in a form surrounding the outside of the second extension 422 in a state extending to the right of the second extension 422 .
  • FIG. 8 is shown with respect to the configuration between the lower right end and the second extension 422 of the cutting unit 600 , but this lower protrusion 601 is the lower left end of the cutting unit 600 and the first extension Between the parts 421 may be configured in a similar form. That is, at the lower left side of the cutting unit 600, the lower protrusion 601 configured to be bent in a shape surrounding the outside, that is, the left side of the first extension portion 421 may be provided.
  • the resistor 300 since the first extension 421 and the second extension 422 of the circuit board 400 are surrounded by the lower protrusion 601 of the cutting unit 600, the resistor 300 ), it is possible to more effectively prevent foreign substances, especially moisture, from entering. That is, according to the configuration, the gap between the lower surface of the cutting unit 600 and the upper surface of the first extension part 421 or the second extension part 421 by the lower protrusion 601 may not be exposed to the outside. . Accordingly, it is possible to more reliably prevent foreign substances, such as moisture, from entering the resistor 300 positioned between the first extension part 421 and the second extension part 422 in the horizontal direction.
  • water droplets may flow in a downward direction along the surface of the cutting unit 600.
  • the water droplets are moved toward the lower protrusion 601 and the water droplets are directed toward the resistor 300. penetration can be prevented.
  • the lower protrusion 601 covers the side surfaces of the first extension part 421 and the second extension part 422 to protect the first extension part 421 and the second extension part 422 from external impact. may play a role in protecting
  • FIG. 9 is a front cross-sectional view schematically showing the configuration of a current measuring device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 can be said to be another modified example of a cross-sectional configuration taken along line A4-A4' of FIG. 5 .
  • the present embodiment will also be mainly described with respect to parts that are different from the previous embodiments.
  • the outer upper portions of the first and second extensions 421 and 422 may be chamfered.
  • the first extension portion 421 may be configured in a form in which the upper left corner portion is inclined, like the portion indicated by A3 in FIG. 9 .
  • the second extension 422 may be configured in a form in which an upper right corner of the second extension portion 422 is inclined, as in the portion indicated by A3 ′ in FIG. 9 .
  • such a chamfer may be configured in a curved shape.
  • the chamfered portion may be formed in a portion located outside the cutting unit 600 in the horizontal direction.
  • this configuration of the present invention it is possible to more reliably prevent moisture, etc. from penetrating into the resistor 300 side.
  • the water droplet flows along the outer surface of the cutting unit 600, the water droplet falling to the first extension part 421 or the second extension part 422 is opposite to the resistor 300 side through the chamfered part. can flow more easily. Accordingly, a problem of a decrease in accuracy of current measurement due to penetration of moisture or the like into the resistor 300 can be more reliably prevented.
  • FIG. 10 is a perspective view schematically showing the configuration of a current measuring device according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line A5-A5' of FIG. 10 .
  • the cutting unit 600 is not shown.
  • the present embodiment will also be mainly described with respect to parts that are different from the previous embodiments.
  • the circuit board 400 of the current measuring device may include a third extension part 423 .
  • the third extension 423 may be configured to connect an end of the first extension 421 and an end of the second extension 422 to each other.
  • the left end of the third extension 423 may be connected to the rear end of the first extension 421
  • the right end of the third extension 423 may be connected to the rear end of the second extension 422 .
  • the cutting unit 600 may be seated on the upper portion of the third extension 423 . That is, as shown in FIG. 11 , the rear end of the cutting unit 600 may be seated on the upper portion of the third extension 423 .
  • the cutting unit 600 may be said to be seated on all of the first extension 421 , the second extension 422 , and the third extension 423 . Moreover, the cutting unit 600 may be partially seated on the upper portion of the main body 410 as shown in FIG. 11 .
  • the circuit board 400 is positioned in the horizontal direction, ie, in the front, rear, left, and right directions, based on the resistor 300 .
  • the cutting unit 600 is positioned above the resistor 300 . Accordingly, it is possible to more completely block the penetration of foreign substances such as moisture into the resistor 300 .
  • a part of the cutting unit 600 may be configured to be seated on the upper surface of the main body 410 .
  • the upper portion of the resistor 300 may be more reliably sealed by the cutting unit 600 .
  • the third extension portion 423 may be bent to surround the outer portion (the rear end side) of the resistor 300 . That is, the third extension portion 423 may be configured to be bent downward in a shape surrounding the rear end side of the resistor 300 .
  • the circuit board 400 may be configured to have a thickness that can block the opposite outer side (front side) of the resistor 300 . In this case, the resistor 300 is more securely sealed from the outside by the main body 410 and the third extension 423 , so that the water penetration blocking effect to the resistor 300 may be further improved.
  • FIG. 12 is a perspective view schematically showing the configuration of a current measuring apparatus according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line A6-A6' of FIG. 12 .
  • other components such as the cutting unit 600 are not shown in FIGS. 12 and 13 for convenience of description.
  • the present embodiment will also be mainly described with respect to parts that are different from the previous embodiments.
  • the first extension part 421 and the second extension part 422 may be configured to be positioned at different portions in the vertical direction with respect to the resistor 300 .
  • the first extension part 421 is seated in contact with the upper surface of the first terminal 100
  • the second extension part 422 is seated on the second terminal 200 . It can be seated in contact with the lower surface of the
  • the coupling force between the circuit board 400 and the resistor coupler composed of the first terminal 100 , the resistor 300 , and the second terminal 200 may be further increased.
  • the resistance coupler is limited in movement in the upper direction by the first extension portion 421 and moves downward by the second extension portion 422 . Movement may be restricted. That is, the movement of the resistance coupler in both the upper direction and the lower direction may be restricted by the circuit board 400 .
  • the first extension 421 or the second extension 422 moves in a direction opposite to the pressing direction of the resistor assembly.
  • the cutting of the resistor 300 by the cutting unit 600 can be made more smoothly and quickly.
  • the bonding force between the circuit board 400 and the resistance coupler is improved, so that the mechanical stability of the current measuring device may be further improved.
  • the circuit board 400 may be configured to be detachable from the resistance coupler, in particular, the first terminal 100 and the second terminal 200 . This will be described in more detail with reference to FIG. 14 .
  • FIG. 14 is an exploded perspective view schematically illustrating a partial configuration of a current measuring device according to another embodiment of the present invention.
  • the present embodiment will also be mainly described with respect to parts that are different from the previous embodiments.
  • the circuit board 400 may be coupled to the first terminal 100 and the second terminal 200 by fastening members such as bolts. More specifically, in the first extension portion 421 of the circuit board 400 , as indicated by H21, a first coupling hole may be formed to penetrate in the vertical direction. In addition, a first through hole may be formed in the first terminal 100 in a position and shape corresponding to the first coupling hole H21 . In addition, in the second extension portion 422 of the circuit board 400 , as indicated by H22 , a second coupling hole may be formed to penetrate in the vertical direction. In addition, a second through hole may be formed in the second terminal 200 in a position and shape corresponding to the second coupling hole H22 .
  • first bolt B1 may be inserted between the first coupling hole H21 and the first through hole to connect the first extension part 421 and the first terminal 100 to each other.
  • second bolt B2 may be inserted between the second coupling hole H22 and the second through hole to connect the second extension part 422 and the second terminal 200 to each other.
  • the circuit board 400 and each terminal may be separated from each other.
  • the resistance coupling body and the circuit board 400 can be easily detached.
  • the resistor 300 may be cut by the cutting unit 600 . And, when the resistor 300 is cut in this way, the resistor combination needs to be replaced with a new one.
  • the resistor coupler can be easily separated from the circuit board 400 and replaced with another new resistor coupler. Accordingly, the circuit board 400 and the like may continue to be available.
  • the bolts B1 and B2 are not only between the resistance couplers 100 , 200 , 300 and the circuit board 400 , but also the cutting unit 600 can be fastened. have.
  • a fastening hole is also formed in the cutting unit 600, and also in these fastening holes, the bolts B1 and B2 ) can be inserted.
  • the resistance coupling bodies 100 , 200 , 300 , the circuit board 400 , and the cutting unit 600 may be coupled and fixed at a time.
  • an electrical connection between the circuit board 400 and the terminals 100 and 200 may be made by the bolts B1 and B2 .
  • the first bolt B1 may be made of a conductive material, and may be configured to electrically connect the conductive pattern of the first extension 421 and the first terminal 100 .
  • the second bolt B2 may also be made of a conductive material, and may be configured to electrically connect the conductive pattern of the second extension part 422 and the second terminal 200 .
  • the electrical connection and the mechanical connection between the extension parts 421 and 422 of the circuit board 400 and the terminals 100 and 200 of the resistance coupler can be made at once by fastening the bolts.
  • the electrical connection between the circuit board 400 and the terminal may be implemented by a ring terminal wire or the like.
  • one end of the ring terminal wire is coupled to the first coupling hole H21 and the first coupling hole by the first bolt B1 to be mechanically and electrically connected to the first terminal 100
  • the ring terminal wire The other end may be mechanically and electrically connected to the main body 410 of the circuit board 400 by other bolts or the like.
  • one end and the other end of the other ring terminal wire may be mechanically and electrically connected to the second coupling hole H22 and the second coupling hole and the body portion 410 of the circuit board 400 , respectively.
  • the cutting unit 600 may be configured to hold the gunpowder therein. And, the cutting unit 600 may be configured to explode the held gunpowder, and cut the resistor 300 by the explosion of this gunpowder. In addition, the cutting unit 600, based on the control signal of the control unit 500, may explode the gunpowder. To this end, the cutting unit 600 may be electrically connected to the control unit 500 to receive a control signal from the control unit (500). For example, the cutting unit 600 may be connected through the control unit 500 and the FPCB.
  • FIG. 15 is a side cross-sectional view schematically showing the configuration of a current measuring device according to another embodiment of the present invention.
  • the configuration of the present embodiment will also be mainly described with respect to parts that are different from the previous embodiments.
  • FIG. 15 it is shown with a focus on the configuration of the cutting unit 600 , and for other configurations, it is shown in a simplified form.
  • the cutting unit 600 may include an explosive unit 610 , a pressurizing unit 620 , and a cover unit 630 .
  • the explosive part 610 may be positioned above or below the resistor 300 to apply a cutting force due to the explosion to the resistor 300 . More specifically, in FIG. 15 , the explosive unit 610 is located on the upper portion of the resistor 300 , and may include gunpowder 611 , an ignition switch 612 , a cylinder 613 , and a piston 614 . .
  • the ignition switch 612 may be connected to the control unit 500 through an electrical connection element, as indicated by F in the drawing.
  • the electrical connection element may be an FPCB, but various other connection elements may be used.
  • the ignition switch 612 when a signal for cutting is received from the control unit 500, by igniting the flame, the gunpowder 612 held in the cylinder 613 can be exploded. And, due to the explosion of the gunpowder 611, the pressure inside the cylinder 613 is increased, and the piston 614 can be moved quickly and strongly in the lower direction.
  • the pressing unit 620 may be connected to the piston 614 .
  • the pressing unit 620 may be configured to directly press the resistor 300 by receiving a force by the explosive force of the explosive unit 610 . More specifically, when the piston 614 moves rapidly and strongly in the lower direction, eventually, as indicated by an arrow in the figure, the pressing part 620 connected to the piston 614 can also move quickly and strongly in the lower direction.
  • the movement of the pressing part 620 applies pressure to the resistor 300 to cut the resistor 300 itself, or between the resistor 300 and the first terminal 100 and/or the resistor 300 . It is possible to separate the coupling between the and the second terminal 200 . Accordingly, current may no longer flow through the resistor couplers 100 , 200 , and 300 .
  • the cutting unit 600 may include a cover portion 630 .
  • the cover part 630 may be located on the opposite side of the pressing part 620 with respect to the resistor 300 .
  • the pressing part 620 may be positioned above the resistor 300
  • the cover part 630 may be positioned below the resistor 300 .
  • the cover part 630 may be configured to prevent the fragments of the resistor 300 cut by the pressing force of the pressing part 620 from scattering.
  • the cover part 630 may have an empty space therein, but the side where the resistor 300 is located is open, and all other parts are closed. For example, as illustrated in FIG.
  • the cover portion 630 may have an open upper portion and a closed lower portion and side portion of the cover portion 630 .
  • the separated or damaged resistor 300 or a fragment thereof is removed from the cutting unit 600 . can be prevented from scattering. Accordingly, due to the cutting configuration of the resistor 300 of the cutting unit 600, other components of the current measuring device, etc. can be prevented from being damaged.
  • FIG. 16 is a side cross-sectional view schematically showing the configuration of a current measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the present embodiment will also be mainly described with respect to parts that are different from the previous embodiments.
  • the circuit board 400 may include a heat dissipation member 430 .
  • most of the heat dissipation member 430 may be attached to the surface of the circuit board 400 , for example, the upper surface of the main body 410 .
  • the heat dissipating member 430 may include a heat dissipating part 431 emitting heat and a heat absorbing part 432 absorbing heat.
  • the heat dissipation member 430 may be configured to absorb heat generated from the resistive body, in particular, the first terminal 100 and the second terminal 200 .
  • the heat absorbing portion 432 of the heat dissipation member 430 is directly or indirectly insulated from at least one of the first terminal 100 , the resistor 300 , and the second terminal 200 while maintaining electrical insulation. may be configured to contact. And, as indicated by the arrow, the heat absorbed from the resistance coupler through the heat absorbing unit 432 may be discharged to the outside through the heat dissipating unit 431 .
  • the heat dissipation member 430 may be implemented in various types of heat dissipation configuration types known at the time of filing of the present invention, such as a heat sink.
  • a heat transfer material T may be interposed between at least one of the first terminal 100 , the resistor 300 , and the second terminal 200 and the heat dissipation member 430 .
  • a gel-like heat transfer material T may be interposed between the first terminal 100 and the heat absorbing portion 432 of the heat dissipation member 430 .
  • the heat transfer material T may also be interposed between the resistor 300 and/or the second terminal 200 and the heat absorbing portion 432 of the heat dissipating member 430 .
  • the heat transfer material T may be made of a material having high thermal conductivity and electrical insulation. Since such a heat transfer material (T) is widely known at the time of filing of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
  • the heat of the resistor assembly in particular, the resistor 300 can be more smoothly discharged to the outside.
  • the resistor 300 it is necessary to make corrections in consideration of the effect of temperature when measuring current due to a temperature coefficient of resistance (TCR) characteristic.
  • TCR temperature coefficient of resistance
  • the heat absorbing portion 432 is configured to protrude downward from the lower portion of the heat dissipating portion 431 , and may be contact-coupled to the inside of the body portion 410 of the circuit board 400 .
  • the heat absorbing part 432 is in contact with the main body 410
  • the other surface (the right side of the drawing) of the heat absorbing part 432 is the first terminal 100 and the resistor 300 .
  • the second terminal 200 may be in contact with at least one. That is, when looking at the y-axis direction of FIG.
  • the heat absorbing part 432 may be fixed in a state interposed between the body part 410 and the resistance couplers 100 , 200 , and 300 .
  • the heat absorbing part 432 may be interposed between the first extension part 421 and the second extension part 422 when viewed in the x-axis direction of FIG. 14 and the like.
  • the heat dissipation member 430 may be more stably fixed on the surface of the body portion 410 . That is, in the heat dissipation member 430 , the movement of the heat absorbing part 432 in the left and right directions (x-axis direction in the drawing) is restricted by the first extension part 421 and the second extension part 422 , and the body part 410 . ) and the resistance combination, the movement of the heat absorbing part 432 in the front-back direction (the y-axis direction in the drawing) may be restricted.
  • the current measuring apparatus may be applied to a battery pack.
  • the battery pack according to the present invention may include the above-described current measuring device.
  • the battery pack according to the present invention further includes, in addition to the current measuring device, general components included in the battery pack, such as a battery cell, a pack case, a BMS, a charge/discharge bus bar, and a voltage sensing assembly. can do.
  • the current measuring device according to the present invention can be applied to a vehicle.
  • the vehicle according to the present invention may include the above-described current measuring device.
  • the vehicle according to the present invention may further include general components included in the vehicle, such as a vehicle body, a motor, and a drive shaft, in addition to the current measuring device.
  • 611 gunpowder
  • 612 ignition switch
  • 613 cylinder
  • 614 piston
  • 701 lower case
  • 702 upper case
  • H1 terminal hole
  • B1 first bolt
  • B2 second bolt
  • H21 first coupling hole
  • H22 second coupling hole
  • F electrical connection element
  • T heat transfer material

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Abstract

본 발명은 신속하게 전류를 차단할 수 있도록 구성된 전류 측정 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 전류 측정 장치는, 제1 단자; 제2 단자; 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이의 이격 공간에 개재된 저항체; 회로 기판; 상기 회로 기판 상에 실장되며, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자 사이의 전압값과 상기 저항체의 저항값을 이용하여 상기 저항체에 흐르는 전류를 측정하도록 구성된 제어 유닛; 및 상기 저항체의 상부 또는 하부에 위치하며, 상기 제어 유닛의 제어 신호에 따라 상기 저항체를 절단하도록 구성된 절단 유닛을 포함한다.

Description

전류 측정 장치
본 출원은 2020년 7월 20일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2020-0089756호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
본 발명은 전류 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이상 전류가 흐르는 경우 자체적으로 신속하게 전류를 차단할 수 있도록 구성된 전류 측정 장치와 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 등에 관한 것이다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다.
특히, 근래에 들어서, 스마트폰이나 노트북과 같은 휴대용 기기 등은 물론이고, 전기 자동차의 이용이 점차 보편화되면서, 이에 사용되는 배터리 팩에 대한 관심이 집중되고 그 연구 또한 활발히 진행되고 있다.
이처럼 배터리 팩의 적용 영역이 더욱 확장됨에 따라, 이러한 배터리 팩에 대한 안전성이 매우 중요한 이슈로 부각되고 있다. 특히, 전기 자동차의 경우, 사용 인구가 급격히 증가하고 있고, 배터리의 안전성 미확보는 자동차의 손상은 물론이고, 탑승자의 인명 피해까지 이어질 수 있다. 더욱이, 전기 자동차의 운행 중 배터리 팩에 문제가 발생하면, 교통 사고 등을 유발시켜 매우 심각한 인명 및 재산 피해를 야기할 수 있다. 따라서, 배터리 팩에는 일반적으로 배터리 팩의 충방전을 관리하고 안전성을 확보하기 위한 여러 관리 수단이 구비된다.
이러한 배터리 팩의 안전성 확보 수단에는 다양한 구성이 포함될 수 있는데, 대표적으로는 충방전 전류가 흐르는 경로에 구비된 전류 센서와, 과전류 시 충방전 경로를 차단하는 BMS(Battery Management System) 등의 제어 장치를 들 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 전류 센서에 의해 측정된 전류 센싱 정보는, 제어 장치로 전송되며, 제어 장치는 전류 센싱 정보에 따라 퓨즈나 스위치, 릴레이와 같은 전류 차단 소자를 작동시킬 수 있다.
그러나, 이와 같은 과전류 차단 구성의 경우, 신속한 작동이 이루어지지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 즉, 상기 과전류 차단 구성의 경우, 전류 센서와 제어 유닛 사이에 통신이 이루어져야 하기 때문에, 시간적 지연이 발생할 수 있다. 예를 들어, 전류 센서에 의해 측정된 전류 센싱 정보가 BMS로 전달되고, BMS는 그와 같이 전달된 전류 센싱 정보에 기반하여 과전류 여부를 확인 후, 전류 차단 소자로 신호를 전송하여 충방전 경로가 차단되도록 할 수 있다. 그러나, 이러한 전류 차단 구성에 의하면, BMS와 같은 제어 장치로 전류 센싱 정보가 전송되고, 전류를 차단하기 위한 제어 신호가 BMS와 같은 장치로부터 전류 차단 소자로 전송되는 과정을 거쳐야 하기 때문에, 신속한 전류 차단 동작이 이루어지지 않을 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, BMS와 같은 제어 장치를 별도로 이용하지 않고, 자체적으로 전류 차단 기능을 신속하게 수행할 수 있는 전류 측정 장치와 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전류 측정 장치는, 전기 전도성 재질로 구성된 제1 단자; 전기 전도성 재질로 구성되며 상기 제1 단자와 소정 거리 이격되게 배치된 제2 단자; 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이의 이격 공간에 개재되며 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자보다 비저항이 큰 전기 전도성 재질로 구성된 저항체; 전기적 경로가 형성되고, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자의 측부에 위치하며, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자와 각각 전기적으로 연결된 회로 기판; 상기 회로 기판 상에 실장되며, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자 사이의 전압값과 상기 저항체의 저항값을 이용하여 상기 저항체에 흐르는 전류를 측정하도록 구성된 제어 유닛; 및 상기 저항체의 상부 또는 하부에 위치하며, 상기 제어 유닛의 제어 신호에 따라 상기 저항체를 절단하도록 구성된 절단 유닛을 포함한다.
여기서, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자는 판상으로 구성되며, 상기 회로 기판과 동일 평면 상에 위치하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 회로 기판은, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자의 측부에 위치하는 본체부, 상기 본체부로부터 수평 방향으로 연장되게 형성되어 상기 제1 단자의 표면에 안착되도록 구성된 제1 연장부 및 상기 제2 단자의 표면에 안착되도록 구성된 제2 연장부를 구비하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 절단 유닛은, 적어도 일부분이 상기 제1 연장부 및 상기 제2 연장부의 표면에 모두 안착되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 절단 유닛은, 상기 제1 연장부 및 상기 제2 연장부보다 외측 수평 방향으로 더 돌출되게 구성될 수 있다.
또한, 상기 회로 기판은, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자와 탈착 가능하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 절단 유닛은, 내부에 화약을 보유하고, 상기 화약을 폭발시켜 상기 저항체를 절단시키도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 절단 유닛은, 상기 저항체의 상부 또는 하부에 위치하여 상기 저항체로 폭발에 의한 절단력을 인가하도록 구성된 폭발부, 상기 폭발부의 폭발력에 의해 상기 저항체를 가압하도록 구성된 가압부, 및 상기 저항체를 기준으로 상기 가압부의 반대편에 위치하여 상기 가압부의 가압력에 의해 절단된 상기 저항체가 비산되는 것을 방지하도록 구성된 커버부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 회로 기판은 표면에 방열 부재가 구비되고, 상기 제1 단자, 상기 저항체 및 상기 제2 단자 중 적어도 하나와 상기 방열 부재 사이에 열전달물질이 개재되도록 구성될 수 있다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 전류 측정 장치를 포함한다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 전류 측정 장치를 포함한다.
본 발명에 의하면, 과전류와 같은 이상 상황 발생 시, 과전류가 신속하게 차단될 수 있다.
특히, 본 발명의 일 측면에 의하면, 전류 측정 장치에 의해 과전류 측정 시, 과전류를 차단하기 위해 BMS와 같은 제어 장치와 통신할 필요가 없다.
따라서, 과전류 차단을 위한 동작 시간을 단축시켜, 과전류에 따른 문제를 신속하게 예방할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 측정 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 2는, 도 1의 결합 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 측정 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전류 측정 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 5는, 도 4의 결합 사시도이다.
도 6은, 도 5의 A1-A1'선에 대한 단면도이다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전류 측정 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 8은, 도 7의 A2 부분에 대한 확대 단면도이다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전류 측정 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 정단면도이다.
도 10은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전류 측정 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 11은, 도 10의 A5-A5'선에 대한 단면도이다.
도 12는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전류 측정 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 13은, 도 12의 A6-A6'선에 대한 단면도이다.
도 14는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전류 측정 장치의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 15는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전류 측정 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 측단면도이다.
도 16은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전류 측정 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 측단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 측정 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이고, 도 2는 도 1의 결합 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전류 측정 장치는, 제1 단자(100), 제2 단자(200), 저항체(300), 회로 기판(400), 제어 유닛(500) 및 절단 유닛(600)을 포함한다.
상기 제1 단자(100) 및 상기 제2 단자(200)는, 전기 전도성 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 단자(100) 및 상기 제2 단자(200)는, 구리와 같은 금속 재질로 구성될 수 있다.
상기 제1 단자(100) 및 상기 제2 단자(200)는, 전류가 흐르는 경로 상에서, 일측과 타측에 각각 연결될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 전류 측정 장치가 배터리 팩의 충방전 경로 상에 채용되는 경우, 상기 제1 단자(100)와 상기 제2 단자(200)의 단부는, 배터리 팩의 동일 충방전 경로를 구성하는 서로 다른 충방전 버스바에 각각 연결되도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 상기 제1 단자(100) 및 상기 제2 단자(200)는, 도면에서 H1으로 표시된 바와 같이, 단자 홀이 형성될 수 있으며, 이러한 단자 홀은 배터리 팩의 충방전 버스바의 홀과 볼트 결합이 이루어지도록 구성될 수 있다.
상기 제1 단자(100)와 상기 제2 단자(200)는, 서로 소정 거리 이격되게 배치될 수 있다. 예를 들어 도 2의 구성을 참조하면, 상기 제1 단자(100)와 상기 제2 단자(200)는, 좌우 방향(도면의 x축 방향)으로 소정 거리 이격되게 구성될 수 있다.
상기 저항체(300)는, 제1 단자(100)와 제2 단자(200) 사이의 이격 공간에 개재되도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 저항체(300)는, 제1 단자(100) 및 제2 단자(200)와 결합 고정되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 저항체(300)는, 일단(좌측 단부)이 제1 단자(100)와 결합 고정되고, 타단(우측 단부)이 제2 단자(200)와 결합 고정될 수 있다. 이때, 저항체(300)와 제1 단자(100) 및/또는 제2 단자(200) 사이의 결합은, 용접 등의 형태로 구성될 수 있으나, 이외에 다양한 결합 형태가 채용될 수 있다.
상기 저항체(300)는, 제1 단자(100) 및 제2 단자(200)보다 저항값, 특히 비저항이 큰 전기 전도성 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 저항체(300)는, 망간(Mn), 니켈(Ni) 및 구리(Cu) 중 적어도 둘 이상을 함유한 합금 재질로 구성될 수 있다.
제1 단자(100), 제2 단자(200) 및 저항체(300)의 재질이나 구성, 형태 등은, 본 발명의 출원 시점에 공지된 션트 저항을 구비한 전류 센서의 구성이 채용될 수 있다.
상기 회로 기판(400)은, PCB(Printed Circut Board)와 같이, 판상으로 구성되며, 표면 또는 내부에 전기적 경로가 형성되도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 회로 기판(400)은, 제1 단자(100) 및 제2 단자(200)의 측부에 위치할 수 있다. 특히, 상기 회로 기판(400)은, 제1 단자(100)와 제2 단자(200) 사이의 결합 방향이 아닌, 그에 직교하는 방향의 측부에 위치하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2의 구성을 참조하면, 제1 단자(100)와 제2 단자(200)는, 저항체(300)를 사이에 두고, 좌우 방향(도면의 x축 방향)으로 결합되게 구성될 수 있는데, 회로 기판(400)은, 전후 방향(도면의 y축 방향)으로 결합되게 구성될 수 있다. 이를테면, 회로 기판(400)은, 제1 단자(100), 제2 단자(200) 및 저항체(300)의 전방 측 단부에 위치하도록 구성될 수 있다.
상기 회로 기판(400)은, 제1 단자(100) 및 제2 단자(200)와 각각 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이, 회로 기판(400)은 전기적 신호가 전송될 수 있는 재질로 구성된 측정 와이어(401)를 복수 구비할 수 있다. 그리고, 회로 기판(400)은, 그 중 하나의 측정 와이어(401)를 통해 제1 단자(100)와 전기적으로 연결되고, 다른 하나의 측정 와이어(401)를 통해 제2 단자(200)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 측정 와이어(401)는, 회로 기판(400)에 형성된 도체 패턴 등에 연결 고정될 수 있다. 이때, 측정 와이어(401)와 단자(100, 200) 사이 및/또는 측정 와이어(401)와 회로 기판(400) 사이의 결합 고정 형태는, 솔더링과 같은 형태로 구현될 수 있으나, 다른 다양한 결합 고정 형태로 구현될 수도 있다.
상기 제어 유닛(500)은, 회로 기판(400) 상에 실장되어, 저항체(300)에 흐르는 전류의 크기를 측정하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제어 유닛(500)은, 측정 와이어(401)를 통해 제1 단자(100)와 제2 단자(200) 사이의 전위를 획득할 수 있다. 또한, 상기 제어 유닛(500)은, 저항체(300)의 저항값을 메모리 등에 미리 저장할 수 있다. 따라서, 상기 제어 유닛(500)은, 획득된 제1 단자(100)와 제2 단자(200) 사이의 전압값과 미리 저장된 저항체(300)의 저항값을 이용하여, 저항체(300)에 흐르는 전류값의 크기가 어느 정도인지 측정할 수 있다.
상기 제어 유닛(500)은, 전류를 측정하기 위한 여러 제어 로직들을 실행하며, 회로 기판(400) 상에 실장될 수 있는 형태로서, 당업계에 알려진 프로세서나 칩셋과 같은 다양한 형태로 구현될 수 있다.
상기 절단 유닛(600)은, 저항체(300)의 상부 또는 하부에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 절단 유닛(600)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 저항체(300)의 상부 표면에 안착되도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 절단 유닛(600)은, 저항체(300)와 함께, 제1 단자(100) 및 제2 단자(200)의 상부 또는 하부에도 안착되는 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 절단 유닛(600)의 하부 일부는 제1 단자(100)의 상면에 접촉하여 안착되고, 하부의 다른 일부는 저항체(300)의 상면에 접촉하여 안착되며, 하부의 또다른 일부는 제2 단자(200)의 상면에 접촉하여 안착되는 형태로 구현될 수 있다.
상기 절단 유닛(600)은, 상기 제어 유닛(500)의 제어 신호에 따라 상기 저항체(300)를 절단하도록 구성될 수 있다. 다시 말해, 상기 제어 유닛(500)은, 상기 절단 유닛(600)으로 하여금 저항체(300)를 절단하도록 할 수 있다. 이를 위해, 제어 유닛(500)과 절단 유닛(600)은 서로 전기적 신호를 주고 받도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어 유닛(500)과 절단 유닛(600)은, FPCB(Flexible Prited Circuit Board)나 와이어와 같은 구성을 통해, 상호 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다. 이 경우, FPCB 등과 제어 유닛(500) 및/또는 절단 유닛(600) 사이의 접점에는 방수 재료가 코팅될 수 있다. 또한, 제어 유닛(500)과 절단 유닛(600)은, 회로 기판(400)의 전기적 경로, 즉 도체 패턴을 경유하여 서로 신호를 주고받도록 구성될 수 있다.
상기 제어 유닛(500)은, 상기 저항체(300)에 흐르는 전류가 기준 전류 이상인 경우, 상기 절단 유닛(600)에 절단을 위한 제어 신호를 전송하도록 구성될 수 있다. 이때, 기준 전류는, 제어 유닛(500)의 메모리 소자 등에 미리 저장될 수 있다. 그리고, 제어 유닛(500)으로부터 절단을 위한 제어 신호를 전송받은 경우, 절단 유닛(600)은 저항체(300)를 절단하도록 구성될 수 있다.
상기 절단 유닛(600)은, 상기 저항체(300)에 물리적인 힘을 인가하여 상기 저항체(300)를 절단하도록 구성될 수 있다. 그리고, 이와 같은 저항체(300)의 물리적인 분리에 의해, 제1 단자(100), 저항체(300) 및 제2 단자(200)를 경유하는 전류의 흐름이 차단되도록 할 수 있다. 즉, 저항체(300)가 제1 단자(100)와 제2 단자(200)와 분리되면, 제1 단자(100)와 제2 단자(200) 사이의 전기적 연결 상태는 끊어지게 되어, 더 이상 제1 단자(100), 저항체(300) 및 제2 단자(200)를 경유하는 전류의 흐름이 형성되지 않도록 할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 전류 측정 장치의 경우, 절단 유닛(600)은, 제1 단자(100), 저항체(300) 및 제2 단자(200)의 결합체에 대하여, 저항체(300)만을 가압하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 제1 단자(100), 저항체(300) 및 제2 단자(200) 사이의 결합체가 보다 용이하게 분리될 수 있다. 즉, 저항체(300)는, 제1 단자(100) 및 제2 단자(200)와 용접 등의 방식으로 결합 고정될 수 있는데, 저항체(300)에 물리적인 힘을 가함으로써, 저항체(300)와 제1 단자(100) 사이 및 저항체(300)와 제2 단자(200) 사이의 결합 고정된 부분이 한 번에 분리되도록 할 수 있다. 따라서, 이 경우, 보다 신속한 전류 차단이 가능할 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 구성에 의하면, 간단한 구조를 가지면서도 전류 차단 성능이 안정적으로 확보될 수 있다. 특히, 본 발명의 상기 실시 구성에서, 회로 기판(400)은 제1 단자(100), 저항체(300) 및 제2 단자(200)의 측면에 위치하고, 절단 유닛(600)은 제1 단자(100), 저항체(300) 및 제2 단자(200)의 상부 또는 하부에 위치함으로써, 절단 유닛(600)으로 인해 제1 단자(100) 및 제2 단자(200)와 회로 기판(400) 사이의 연결 구성, 이를테면 측정용 연결핀이나 측정 와이어(401)가 방해받지 않을 수 있다. 특히, 측정 와이어(401) 등이 길게 마련될 필요가 없다. 따라서, 회로 기판(400)과 제1 단자(100) 및 제2 단자(200) 사이의 전류 측정에 대한 정확성과 구조적 결합력이 보다 향상될 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 상기 실시 구성에 의하면, 컴팩트한 크기의 전류 측정 장치를 구현하는데 유리하다. 즉, 본 발명의 전류 측정 장치는, 전류 측정 성능과 함께 전류 차단 성능을 모두 가지면서도 부피가 과도하게 커지지 않을 수 있다. 따라서, 배터리 팩 등에 장착되는 경우, 배터리 팩 등의 설계가 용이해지고 배터리 팩 등의 부피가 커지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 구성에 의하면, 절단 유닛(600)은 저항체(300)의 상부에 배치될 수 있다. 이 경우, 절단 유닛(600)에 의해 저항체(300)의 상부가 커버될 수 있고, 이로 인해, 전류 측정 장치 내부에 존재하는 습기나 물기가 저항체(300)로 유입되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 특히, 저항체(300)에 습기나 물기나 존재하는 경우, 전류 측정의 정확도가 떨어질 수 있는데, 본 발명의 상기 측면에 의하면, 절단 유닛(600)이 저항체(300)의 상부로 습기나 물방울 등이 유입되는 것을 방지하여, 전류 측정의 정확도가 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 회로 기판(400)에는, 외부 장치와의 통신을 위한 커넥터(402)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 전류 측정 장치가 배터리 팩에 장착되는 경우, 배터리 팩에 구비되는 BMS가 커넥터(402)를 통해 전류 측정 장치에 접속될 수 있다. 그리고, BMS는 이러한 커넥터(402)를 통해, 전류 측정 장치의 전류 측정 정보를 전달받을 수 있다. 또한, 회로 기판(400)에는, 커넥터(402)나 제어 유닛(500) 이외에도, 다른 다양한 부품을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 단자(100) 및 상기 제2 단자(200)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 판상으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 단자(100)와 제2 단자(200)는 구리 플레이트 형태로 구성될 수 있다.
또한, 회로 기판(400) 역시, 판상으로 구성될 수 있는데, 이 경우, 제1 단자(100)와 제2 단자(200)는 회로 기판(400)과 동일 평면 상에 위치하는 형태로 구성될 수 있다. 보다 구체적으로 살펴보면, 제1 단자(100)와 제2 단자(200)는 2개의 넓은 표면이 상부와 하부를 향하도록 눕혀진 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 회로 기판(400) 역시 2개의 넓은 표면이 상부와 하부를 향하도록 눕혀진 형태로 구성될 수 있다.
이때, 제1 단자(100), 제2 단자(200) 및 회로 기판(400)은 동일 평면 상에 위치하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 단자(100)와 제2 단자(200), 그리고 회로 기판(400)은 모두, 하면이 x-y 평면과 평행한 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 보다 컴팩트한 크기의 전류 측정 장치가 구현될 수 있다. 또한, 상기 실시 구성에 의하면, 제1 단자(100), 제2 단자(200) 및 회로 기판(400)이 전류 측정 장치의 바닥면에 안정적으로 장착될 수 있다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 측정 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다. 도 3에서는, 앞선 도 1 및 도 2의 실시예와 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전류 측정 장치는, 케이스(700)를 더 포함할 수 있다. 상기 케이스(700)는, 전류 측정 장치의 외장재로서, 내부 공간을 구비하여 전류 측정 장치의 다른 구성요소, 이를테면, 제1 단자(100), 제2 단자(200), 저항체(300), 회로 기판(400), 제어 유닛(500) 및 절단 유닛(600)의 적어도 일부를 수납하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 상기 케이스(700)는, 하부 케이스(701) 및 상부 케이스(702)를 구비하는 형태로 구성될 수 있다. 특히, 하부 케이스(701)에는 내부 공간이 형성되어 전류 측정 장치의 다른 구성요소를 수용하되 개방부가 상단에 형성되며, 하부 케이스(701)의 상단 개방부에는 상부 케이스(702)가 결합되도록 구성될 수 있다.
상기 케이스(700)는, 내부에 구비된 여러 구성요소들을 외부의 물리적, 화학적 요인으로부터 보호할 수 있다. 다만, 상기 케이스(700), 이를테면 하부 케이스(701)는, 충방전 버스바 등과의 전기적 연결을 위해, 제1 단자(100) 및 제2 단자(200)의 일부가 외부로 노출되도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 케이스(700)는, 커넥터(402) 등도 외부로 노출되게 구성되어, BMS와 같은 외부 장치가 커넥터(402) 등에 용이하게 접속되도록 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전류 측정 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이고, 도 5는 도 4의 결합 사시도이다. 또한, 도 6은 도 5의 A1-A1'선에 대한 단면도이다. 본 실시 구성에 대해서는, 앞선 실시 구성들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명하고, 동일 또는 유사한 설명이 적용될 수 있는 내용에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 회로 기판(400)은, 본체부(410) 및 연장부를 구비할 수 있다. 특히, 연장부는, 제1 연장부(421) 및 제2 연장부(422)를 구비할 수 있다.
상기 본체부(410)는, 제1 단자(100) 및 제2 단자(200)의 측부에 위치하는 구성으로서, 앞선 도 1 및 도 2의 회로 기판(400)에 대응되는 구성이라 할 수 있다. 따라서, 이러한 본체부(410)에는 도체 패턴이 형성될 수 있으며, 제어 유닛(500)이 장착될 수 있다.
상기 제1 연장부(421)는, 본체부(410)로부터 수평 방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 연장부(421)는, 도 4에 도시된 바와 같이, x-y 평면상에서, y축 방향, 특히 -y축 방향으로 연장된 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 제1 연장부(421)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 단자(100)의 표면, 이를테면 제1 단자(100)의 상면에 안착되도록 구성될 수 있다.
상기 제2 연장부(422)는, 본체부(410)로부터 수평 방향으로 연장된 형태, 특히 제1 연장부(421)의 연장 방향과 평행한 방향으로 연장된 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어 도 4에 도시된 바를 참조하면, 상기 제2 연장부(422)는, 제1 연장부(421)와 마찬가지로, -y축 방향으로 연장된 형태로 구성될 수 있다. 또한, 제2 연장부(422)는, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 단자(200)의 표면, 이를테면 제2 단자(200)의 상면에 안착되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 제1 단자(100), 저항체(300) 및 제2 단자(200)의 결합체인 저항 결합체와 회로 기판(400) 사이의 결합성이 향상될 수 있다. 특히, 제1 연장부(421)와 제2 연장부(422)가 제1 단자(100)와 제2 단자(200)의 상부 또는 하부에 배치됨으로써, 제1 단자(100)와 제2 단자(200)의 하부 방향 또는 상부 방향 움직임을 제한할 수 있다. 따라서, 저항 결합체와 회로 기판(400) 사이의 기계적 결합성이 개선될 수 있다.
또한, 상기 제1 연장부(421)와 제2 연장부(422)를 통해 회로 기판(400)과 각 단자 사이의 전기적 연결이 이루어지도록 할 수 있다. 이를테면, 본체부(410)에 형성된 도체 패턴이 제1 연장부(421) 및 제2 연장부(422)까지 연장 형성될 수 있다. 그리고, 제1 연장부(421)와 제2 연장부(422)에 형성된 도체 패턴은, 제1 단자(100) 및 제2 단자(200)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 연장부(421)와 제2 연장부(422)의 도체 패턴이 폴리머층 내부에 매립된 형태로 형성된 경우, 도체 패턴의 적어도 일부는 폴리머층의 외부로 노출되게 구성될 수 있다. 그리고, 이와 같이 도체 패턴의 노출된 부분이 제1 단자(100)와 제2 단자(200)에 접촉되어 제1 단자(100)와 제2 단자(200)에 전기적으로 연결될 수 있다. 본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 회로 기판(400)과 각 단자의 전기적 연결이 보다 용이하게 이루어질 수 있다. 특히, 상기 실시 구성의 경우, 도 1 및 도 2에 도시된 측정 와이어(401) 등의 전기적 연결 소자가 회로 기판(400)의 외부에 포함되지 않을 수 있다.
한편, 상기 실시 구성에 있어서, 회로 기판(400)의 두께, 특히 본체부(410)의 두께는, 제1 단자(100) 및 제2 단자(200)의 두께보다 두껍게 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 6에 도시된 구성을 참조하면, 회로 기판(400)에서 본체부(410)의 상하 방향 두께가 t1이고 제2 단자(200)의 상하 방향 두께가 t2인 경우, t1과 t2는 다음과 같은 관계가 성립되도록 구성될 수 있다.
t1>t2.
특히, 회로 기판(400)에서 본체부(410)로부터 연장된 형태의 제2 연장부(422)의 상하 방향 두께를 t3라고 할 경우, t1, t2 및 t3 사이에는 다음과 같은 관계가 성립되도록 구성될 수 있다.
t1≥t2+t3.
특히, t1은 t2 및 t3의 합과 동일하게 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 제2 연장부(422)와 제2 단자(200)의 적층체의 두께는 본체부(410)의 두께와 동일하다. 따라서, 본체부(410)의 하면은 제2 단자(200)의 하면과 동일 평면 상에 위치하고, 본체부(410)의 상면은 제2 연장부(422)의 상면과 동일 평면 상에 위치하도록 구성될 수 있다. 그리고, 이러한 구성은, 제1 연장부(421)와 제1 단자(100) 사이에도 동일하게 적용될 수 있다. 따라서, 회로 기판(400), 단자 및 절단 유닛(600) 사이의 결합 상태가 보다 안정적으로 유지될 수 있다.
상기와 같이, 회로 기판(400)에 제1 연장부(421) 및 제2 연장부(422)가 구비된 실시 구성에서, 절단 유닛(600)은, 적어도 일부분이 제1 연장부(421) 및 제2 연장부(422)의 표면에 모두 안착되도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 상기 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 절단 유닛(600)의 일측 하부, 이를테면 좌측 하부는 제1 연장부(421)의 상부에 안착되고, 절단 유닛(600)의 타측 하부, 이를테면 우측 하부는 제2 연장부(422)의 상부에 안착되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 절단 유닛(600)과 회로 기판(400) 사이의 결합성이 향상될 수 있다. 이를테면, 회로 기판(400)의 제1 연장부(421)와 제2 연장부(422)는 외측 표면, 즉 상면이 평평한 형태로 구성되므로, 이러한 평평한 표면에 절단 유닛(600)이 안정적으로 안착될 수 있다. 또한, 상기 구성에 의하면, 저항체(300)의 상부에서, 제1 연장부(421)와 제2 연장부(422) 사이에 빈 공간이 형성되므로, 저항체(300)를 절단시키기 위한 절단 유닛(600)의 절단 구성이 위치할 수 있는 공간이 확보될 수 있다. 또한, 상기 구성에 의하면, 절단 유닛(600)에 의한 저항체(300)의 절단 시, 제1 연장부(421)와 제2 연장부(422)가 저항체(300)의 파편을 차단하는 역할을 하여, 외부 측으로 파편이 비산되는 것을 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 구성에 의하면, 절단 유닛(600)과 저항 결합체가 서로 직접 접촉하지 않을 수 있으므로, 전류 누설 내지 접촉 저항 등으로 인한 전류 측정의 정확도 저하 문제가 예방될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전류 측정 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7의 A2 부분에 대한 확대 단면도이다. 본 실시 구성에 대해서도, 앞선 실시 구성들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 절단 유닛(600)은, 제1 연장부(421) 및 제2 연장부(422)보다 외측 수평 방향으로 더 돌출되게 구성될 수 있다. 즉, 상기 절단 유닛(600)은, 제1 연장부(421) 및 제2 연장부(421)보다 외측 방향으로 돌출된 하부 돌출부(601)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 도 8을 참조하면, 절단 유닛(600)의 우측 하단부는 제2 연장부(422)의 상부에 안착되는데, 우측 말단은 제2 연장부(422)보다 우측 방향(도면의 +x축 방향)으로 더 돌출되게 구성되어 하부 돌출부(601)를 형성할 수 있다. 더욱이, 이러한 하부 돌출부(601)는, 제2 연장부(422)보다 우측으로 연장된 상태에서 제2 연장부(422)의 외측을 감싸는 형태로 하부 방향(도면의 -z축 방향)으로 절곡된 형태로 구성될 수 있다. 즉, 절단 유닛(600)의 하부 돌출부(601)는, 제2 연장부(422)의 외측을 감싸는 형태로 절곡되게 구성될 수 있다. 또한, 도 8은, 절단 유닛(600)의 우측 하단부와 제2 연장부(422) 사이의 구성에 대하여 도시되어 있으나, 이러한 하부 돌출부(601)는 절단 유닛(600)의 좌측 하단부와 제1 연장부(421) 사이에도 유사한 형태로 구성될 수 있다. 즉, 절단 유닛(600)의 좌측 하단에는, 제1 연장부(421)의 외측, 즉 좌측을 감싸는 형태로 절곡되게 구성된 하부 돌출부(601)가 구비될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 절단 유닛(600)의 하부 돌출부(601)에 의해 회로 기판(400)의 제1 연장부(421) 및 제2 연장부(422)가 감싸지게 되므로, 저항체(300) 측으로 이물질, 특히 수분 등이 유입되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 즉, 상기 구성에 의하면, 하부 돌출부(601)에 의해 절단 유닛(600)의 하면과 제1 연장부(421) 또는 제2 연장부(421)의 상면 사이의 틈새가 외측으로 노출되지 않을 수 있다. 따라서, 수평 방향으로 제1 연장부(421)와 제2 연장부(422) 사이에 위치하는 저항체(300) 측으로, 수분 등의 이물질이 유입되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 더욱이, 습도가 높은 상황이나 비가 오는 상황 등에서, 절단 유닛(600)의 표면을 따라 물방울이 하부 방향으로 흐를 수 있는데, 이 경우, 하부 돌출부(601) 측으로 물방울이 이동되어 저항체(300) 측으로 물방울이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 하부 돌출부(601)는, 제1 연장부(421) 및 제2 연장부(422)의 측면을 커버하여, 외부의 충격 등으로부터 제1 연장부(421) 및 제2 연장부(422)를 보호하는 역할을 할 수도 있다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전류 측정 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 정단면도이다. 도 9는, 도 5의 A4-A4'선에 대한 단면 구성의 다른 변형예라 할 수 있다. 본 실시 구성에 대해서도, 앞선 실시 구성들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 전류 측정 장치는, 제1 연장부(421) 및 제2 연장부(422)의 외측 상부가 모따기된 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 연장부(421)는, 도 9에서 A3로 표시된 부분과 같이, 좌측 상부 모서리 부분이 경사진 형태로 구성될 수 있다. 또한, 제2 연장부(422)는, 도 9에서 A3'로 표시된 부분과 같이, 우측 상부 모서리 부분이 경사진 형태로 구성될 수 있다. 더욱이, 이러한 모따기 부분은, 곡면 형태로 구성될 수도 있다. 특히, 이러한 실시 구성에서 모따기 부분은, 절단 유닛(600)보다 수평 방향으로 외측에 위치하는 부분에 형성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 저항체(300) 측으로 수분 등이 침투되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 특히, 절단 유닛(600)의 외측 표면을 따라 물방울이 흐르는 경우, 제1 연장부(421)나 제2 연장부(422)로 떨어진 물방울은 모따기된 부분을 통해 저항체(300) 측이 아닌 반대 방향으로 보다 쉽게 흐를 수 있다. 따라서, 저항체(300) 측으로 수분 등이 침투함으로 인한 전류 측정의 정밀도 저하 문제가 보다 확실하게 예방될 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전류 측정 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 11은 도 10의 A5-A5'선에 대한 단면도이다. 다만, 도 10에서는 설명의 편의를 위해, 절단 유닛(600)은 도시되지 않도록 한다. 본 실시예에 대해서도 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명하도록 한다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 전류 측정 장치의 회로 기판(400)은, 제3 연장부(423)를 구비할 수 있다. 여기서, 제3 연장부(423)는, 제1 연장부(421)의 단부 및 제2 연장부(422)의 단부를 서로 연결하는 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제3 연장부(423)의 좌측 단부는 제1 연장부(421)의 후단에 연결되고, 제3 연장부(423)의 우측 단부는 제2 연장부(422)의 후단에 연결될 수 있다. 그리고, 이러한 제3 연장부(423)의 상부에는 절단 유닛(600)이 안착될 수 있다. 즉, 도 11에 도시된 바와 같이, 절단 유닛(600)의 후단부는 제3 연장부(423)의 상부에 안착될 수 있다. 이 경우, 절단 유닛(600)은, 제1 연장부(421), 제2 연장부(422) 및 제3 연장부(423)에 모두 안착된다고 할 수 있다. 더욱이, 절단 유닛(600)은, 도 11에 도시된 바와 같이, 본체부(410)의 상부에도 일부가 안착될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 저항체(300)를 중심으로, 수평 방향, 즉 전, 후, 좌, 우 방향 모두에 회로 기판(400)이 위치하게 된다. 그리고, 저항체(300)의 상부에는 절단 유닛(600)이 위치하게 된다. 따라서, 저항체(300)로 수분 등의 이물질이 침투하는 것을 보다 완벽하게 차단할 수 있다.
특히, 도 11에 도시된 바와 같이, 절단 유닛(600)의 일부는, 본체부(410)의 상면에도 안착되게 구성될 수 있다. 이 경우, 저항체(300)의 상부는 절단 유닛(600)에 의해 보다 확실하게 밀폐될 수 있다.
또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 제3 연장부(423)는, 저항체(300)의 외측부(후단 측부)를 감싸는 형태로 절곡되게 구성될 수 있다. 즉, 제3 연장부(423)는, 저항체(300)의 후단 측부를 감싸는 형태로 하부 방향으로 절곡되게 구성될 수 있다. 그리고, 회로 기판(400)은 저항체(300)의 반대편 외측부(전단 측부)를 차단할 수 있는 두께로 구성될 수 있다. 이 경우, 저항체(300)는, 본체부(410) 및 제3 연장부(423)에 의해, 외측으로부터 보다 확실하게 밀폐되어, 저항체(300)에 대한 수분 침투 차단 효과가 더욱 향상될 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전류 측정 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 13은 도 12의 A6-A6'선에 대한 단면도이다. 다만, 도 12 및 도 13에서는 설명의 편의를 위해, 절단 유닛(600) 등의 다른 구성요소는 도시되지 않도록 한다. 본 실시예에 대해서도 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명하도록 한다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 제1 연장부(421)와 제2 연장부(422)는, 저항체(300)를 중심으로 상하 방향으로 서로 다른 부분에 위치하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도면에 도시된 바를 기준으로 설명하면, 제1 연장부(421)는 제1 단자(100)의 상면에 접촉하여 안착되고, 제2 연장부(422)는 제2 단자(200)의 하면에 접촉하여 안착될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 제1 단자(100), 저항체(300) 및 제2 단자(200)로 구성된 저항 결합체와 회로 기판(400) 사이의 결합력이 보다 증대될 수 있다. 예를 들어, 상기 도 12 및 도 13의 실시예에서, 저항 결합체는, 제1 연장부(421)에 의해 상부 방향으로의 이동이 제한되고, 제2 연장부(422)에 의해 하부 방향으로의 이동이 제한될 수 있다. 즉, 회로 기판(400)에 의해 저항 결합체의 상부 방향 및 하부 방향의 이동이 모두 제한될 수 있다. 특히, 절단 유닛(600)에 의해 저항체(300)를 절단시키기 위해 저항체(300)를 가압하는 경우, 제1 연장부(421) 또는 제2 연장부(422)가 가압 방향과 반대 방향으로 저항 결합체를 지지할 수 있다. 그러므로, 절단 유닛(600)에 의한 저항체(300)의 절단이 보다 원활하고 신속하게 이루어질 수 있다. 또한, 상기 구성에 의할 경우, 회로 기판(400)과 저항 결합체 사이의 결속력이 향상되어, 전류 측정 장치의 기계적 안정성이 보다 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전류 측정 장치에서, 상기 회로 기판(400)은, 저항 결합체, 특히 제1 단자(100) 및 제2 단자(200)와 탈착 가능하도록 구성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 14를 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 14는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전류 측정 장치의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다. 본 실시예에 대해서도 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 전류 측정 장치에서, 상기 회로 기판(400)은 제1 단자(100) 및 제2 단자(200)와 볼트 등의 체결 부재로 결합될 수 있다. 보다 구체적으로, 회로 기판(400)의 제1 연장부(421)는, H21로 표시된 바와 같이, 상하 방향으로 관통하는 형태로 제1 결합홀이 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 제1 결합홀(H21)에 대응되는 위치 및 형태로, 제1 단자(100)에도 제1 관통홀이 형성될 수 있다. 또한, 회로 기판(400)의 제2 연장부(422)는, H22로 표시된 바와 같이, 상하 방향으로 관통하는 형태로 제2 결합홀이 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 제2 결합홀(H22)에 대응되는 위치 및 형태로, 제2 단자(200)에도 제2 관통홀이 형성될 수 있다.
그리고, 제1 볼트(B1)는, 제1 결합홀(H21)과 제1 관통홀 사이에 삽입되어, 제1 연장부(421)와 제1 단자(100)를 상호 체결시킬 수 있다. 또한, 제2 볼트(B2)는, 제2 결합홀(H22)과 제2 관통홀 사이에 삽입되어, 제2 연장부(422)와 제2 단자(200)를 상호 체결시킬 수 있다. 그리고, 이러한 제1 볼트(B1) 및 제2 볼트(B2)를 각 홀에서 분리시키면, 회로 기판(400)과 각 단자는 서로 분리될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 저항 결합체와 회로 기판(400)을 용이하게 탈착시킬 수 있다. 특히, 본 발명에 의하면, 과전류가 흐르는 등 이상 상황 발생 시, 절단 유닛(600)에 의해 저항체(300)가 절단될 수 있다. 그리고, 이와 같이 저항체(300)가 절단되는 경우, 저항 결합체는 새로운 것으로 교환될 필요가 있다. 상기 실시 구성에 의하면, 볼트(B1, B2)만 풀게 되면, 저항 결합체를 회로 기판(400)으로부터 쉽게 분리하고, 다른 새로운 저항 결합체로 교체할 수 있다. 따라서, 회로 기판(400) 등은 계속해서 이용 가능할 수 있다.
더욱이, 도면에는 도시되지 않았으나, 상기와 같은 실시 구성에서, 볼트(B1, B2)는 저항 결합체(100, 200, 300)와 회로 기판(400) 사이뿐 아니라, 절단 유닛(600)도 체결시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 결합홀(H21) 및 제2 결합홀(H22)에 대응되는 위치 및 형태로, 절단 유닛(600)에도 체결홀이 형성되고, 이러한 체결홀에도, 상기 볼트(B1, B2)가 삽입되도록 할 수 있다. 이 경우, 하나의 볼트 체결 구성으로, 저항 결합체(100, 200, 300), 회로 기판(400) 및 절단 유닛(600)을 한 번에 결합 고정시킬 수 있다.
또한, 상기와 같은 구성에서, 볼트(B1, B2)에 의해 회로 기판(400)과 단자(100, 200) 사이의 전기적 연결이 이루어지도록 할 수 있다. 즉, 제1 볼트(B1)는 도체 재질로 구성되고, 제1 연장부(421)의 도체 패턴과 제1 단자(100) 사이를 전기적으로 연결시키도록 구성될 수 있다. 또한, 제2 볼트(B2)도 도체 재질로 구성되고, 제2 연장부(422)의 도체 패턴과 제2 단자(200) 사이를 전기적으로 연결시키도록 구성될 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 회로 기판(400)의 연장부(421, 422)와 저항 결합체의 단자(100, 200) 사이의 전기적 연결과 기계적 연결이, 볼트 체결로서 한 번에 이루어질 수 있다.
다른 실시예로, 회로 기판(400)과 단자 사이의 전기적 연결은, 링 터미널 와이어 등에 의해 구현될 수도 있다. 예를 들어, 링 터미널 와이어의 일단이 제1 볼트(B1)에 의해 제1 결합홀(H21) 및 제1 체결홀에 체결되어 제1 단자(100)와 기계적 및 전기적으로 연결되고, 링 터미널 와이어의 타단이 다른 볼트 등에 의해 회로 기판(400)의 본체부(410)와 기계적 및 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 다른 링 터미널 와이어의 일단과 타단이 제2 결합홀(H22) 및 제2 체결홀과 회로 기판(400)의 본체부(410)에 각각 기계적 및 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 전류 측정 장치에서, 상기 절단 유닛(600)은, 내부에 화약을 보유하도록 구성될 수 있다. 그리고, 절단 유닛(600)은, 보유된 화약을 폭발시키고, 이러한 화약의 폭발에 의해 저항체(300)를 절단시키도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 절단 유닛(600)은, 제어 유닛(500)의 제어 신호에 기초하여, 화약을 폭발시킬 수 있다. 이를 위해, 상기 절단 유닛(600)은, 제어 유닛(500)으로부터 제어 신호를 수신할 수 있도록 제어 유닛(500)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 절단 유닛(600)은, 제어 유닛(500)과 FPCB를 통해 연결될 수 있다.
도 15는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전류 측정 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 측단면도이다. 본 실시 구성에 대해서도, 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다. 특히, 도 15에서는, 절단 유닛(600)의 구성을 중심으로 도시되어 있으며, 다른 구성에 대해서는 간소화된 형태로 도시되어 있다.
도 15를 참조하면, 본 발명에 따른 전류 측정 장치에서, 상기 절단 유닛(600)은, 폭발부(610), 가압부(620) 및 커버부(630)를 구비할 수 있다.
여기서, 폭발부(610)는, 저항체(300)의 상부 또는 하부에 위치하여, 저항체(300)로 폭발에 의한 절단력을 인가하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 15에서, 폭발부(610)는, 저항체(300)의 상부에 위치해 있으며, 화약(611), 점화 스위치(612), 실린더(613) 및 피스톤(614)을 구비할 수 있다. 여기서, 점화 스위치(612)는, 제어 유닛(500)과, 도면에서 F로 표시된 바와 같이, 전기적 연결 소자를 통해 연결될 수 있다. 여기서, 전기적 연결 소자는, FPCB일 수 있으나, 다른 다양한 연결 소자가 이용될 수도 있다. 그리고, 점화 스위치(612)는, 제어 유닛(500)으로부터 절단을 위한 신호가 수신되면, 불꽃을 점화시켜, 실린더(613) 내부에 보유된 화약(612)이 폭발하도록 할 수 있다. 그리고, 이러한 화약(611)의 폭발로 인해, 실린더(613) 내부의 압력이 증가하게 되고, 피스톤(614)은, 하부 방향으로 빠르고 강하게 이동될 수 있다.
그리고, 피스톤(614)에는 가압부(620)가 연결될 수 있다. 가압부(620)는, 폭발부(610)의 폭발력에 의해 힘을 전달받아 저항체(300)를 직접 가압하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 피스톤(614)이 하부 방향으로 빠르고 강하게 이동하게 되면 결국, 도면에서 화살표로 표시된 바와 같이, 이러한 피스톤(614)에 연결된 가압부(620)도 하부 방향으로 빠르고 강하게 이동할 수 있게 된다. 그리고, 이러한 가압부(620)의 이동은, 저항체(300)에 압력을 가하여, 저항체(300) 자체를 절단시키거나, 저항체(300)와 제1 단자(100) 사이 및/또는 저항체(300)와 제2 단자(200) 사이의 결합을 분리시킬 수 있게 된다. 따라서, 저항 결합체(100, 200, 300)로는 더 이상 전류가 흐르지 않게 될 수 있다.
또한, 상기 절단 유닛(600)은, 커버부(630)를 구비할 수 있다. 커버부(630)는, 저항체(300)를 기준으로 가압부(620)의 반대편에 위치할 수 있다. 예를 들어, 도 15의 구성에서, 가압부(620)는 저항체(300)의 상부에 위치하고, 커버부(630)는 저항체(300)의 하부에 위치할 수 있다. 그리고, 커버부(630)는, 가압부(620)의 가압력에 의해 절단된 저항체(300)의 파편이 비산하는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 특히, 커버부(630)는, 내부에 빈 공간을 구비하되, 저항체(300)가 위치한 측면은 개방되고, 나머지 부분은 모두 폐쇄된 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 15에 도시된 구성과 같이, 저항체(300)가 상부에 위치하는 경우, 커버부(630)는 상부가 개방되고, 하부 및 측부가 모두 폐쇄된 형태로 구성될 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 폭발부(610) 및 가압부(620)에 의해 저항체(300)가 분리 내지 파손되는 경우, 분리되거나 파손된 저항체(300) 또는 그 파편이 절단 유닛(600) 외부로 비산되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 절단 유닛(600)의 저항체(300) 절단 구성으로 인해, 전류 측정 장치의 다른 구성요소 등이 손상되는 것이 방지될 수 있다.
도 16은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전류 측정 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 측단면도이다. 본 실시예에 대해서도 앞선 실시예들과 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도 16을 참조하면, 본 발명에 따른 전류 측정 장치에서 회로 기판(400)은, 방열 부재(430)를 구비할 수 있다. 특히, 방열 부재(430)는, 대부분이 회로 기판(400)의 표면, 이를테면 본체부(410)의 상면에 부착될 수 있다. 상기 방열 부재(430)는, 열을 방출하는 방열부(431) 및 열을 흡수하는 흡열부(432)를 구비할 수 있다. 더욱이, 상기 방열 부재(430)는, 저항 결합체, 특히 제1 단자(100) 및 제2 단자(200)로부터 발생하는 열을 흡수하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 상기 방열 부재(430)의 흡열부(432)는, 제1 단자(100), 저항체(300) 및 제2 단자(200) 중 적어도 하나와, 전기적 절연 상태를 유지하면서 직접 또는 간접적으로 접촉하도록 구성될 수 있다. 그리고, 이와 같이 흡열부(432)를 통해 저항 결합체로부터 흡수된 열은, 화살표로 표시된 바와 같이, 방열부(431)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 이러한 방열 부재(430)는, 히트 싱크 등, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 종류의 방열 구성 형태로 구현될 수 있다.
특히, 제1 단자(100), 저항체(300) 및 제2 단자(200) 중 적어도 하나와 방열 부재(430) 사이에는 열전달물질(T)이 개재될 수 있다. 예를 들어, 도 16에 도시된 바와 같이, 제1 단자(100)와 방열 부재(430)의 흡열부(432) 사이에는 겔과 같은 형태의 열전달물질(T)이 개재될 수 있다. 또한, 도면에는 도시되지 않았으나, 저항체(300) 및/또는 제2 단자(200)와 방열 부재(430)의 흡열부(432) 사이에도 열전달물질(T)이 개재될 수 있다. 이러한 열전달물질(T)은, 열전도성능이 높고 전기적 절연성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다. 이러한 열전달물질(T)은, 본 발명의 출원시점에 널리 공지되어 있으므로, 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 저항 결합체, 특히 저항체(300)의 열이 외부로 보다 원활하게 배출될 수 있다. 저항체(300)의 경우, 저항온도계수(TCR; Temperature Coefficient of Resistance) 특성으로 인해, 전류 측정 시 온도에 의한 영향을 고려하여 보정해 줄 필요가 있다. 하지만, 상기 실시 구성과 같이, 저항체(300) 등의 열을 외부로 원활하게 배출하도록 함으로써, 온도에 의한 영향을 줄여, 저항 측정의 정밀도를 향상시키는 한편, 계산 과정의 복잡성을 감소시킬 수 있다.
한편, 상기와 같은 실시 구성에서, 흡열부(432)는, 방열부(431)의 하부에서 하부 방향으로 돌출되게 구성되어, 회로 기판(400)의 본체부(410)의 내측에 접촉 결합될 수 있다. 보다 구체적으로, 흡열부(432)의 일면(도면의 좌측면)은 본체부(410)에 접촉되고, 흡열부(432)의 타면(도면의 우측면)은 제1 단자(100), 저항체(300) 및 제2 단자(200) 중 적어도 하나와 접촉될 수 있다. 즉, 흡열부(432)는, 도 16의 y축 방향을 기준으로 살펴볼 때, 본체부(410)와 저항 결합체(100, 200, 300) 사이에 개재된 상태로 고정될 수 있다. 또한, 흡열부(432)는, 도 14 등의 x축 방향을 기준으로 살펴볼 때, 제1 연장부(421)와 제2 연장부(422) 사이에 개재될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 방열 부재(430)가 본체부(410) 표면에서, 보다 안정적으로 고정될 수 있다. 즉, 방열 부재(430)는, 제1 연장부(421)와 제2 연장부(422)에 의해 흡열부(432)의 좌우 방향(도면의 x축 방향) 움직임이 제한되고, 본체부(410)와 저항 결합체에 의해 흡열부(432)의 전후 방향(도면의 y축 방향) 움직임이 제한될 수 있다.
본 발명에 따른 전류 측정 장치는, 배터리 팩에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상술한 전류 측정 장치를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 이러한 전류 측정 장치 이외에, 배터리 팩에 포함되는 일반적인 구성요소, 이를테면, 배터리 셀, 팩 케이스, BMS, 충방전 버스바, 전압 센싱 어셈블리 등의 구성요소를 더 구비할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전류 측정 장치는, 자동차에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 자동차는, 상술한 전류 측정 장치를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 자동차는, 이러한 전류 측정 장치 이외에, 자동차에 포함되는 일반적인 구성요소, 이를테면, 차체, 모터, 구동축 등의 구성요소를 더 구비할 수 있다.
한편, 본 명세서에서는. 상, 하, 좌, 우, 전, 후 등과 같이 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 관측자의 보는 위치나 대상의 놓여져 있는 위치 등에 따라 다르게 표현될 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
[부호의 설명]
100: 제1 단자
200: 제2 단자
300: 저항체
400: 회로 기판
401: 측정 와이어, 402: 커넥터
410: 본체부, 421: 제1 연장부, 422: 제2 연장부, 423: 제3 연장부
430: 방열 부재
431: 방열부, 432: 흡열부
500: 제어 유닛
600: 절단 유닛
601: 하부 돌출부
610: 폭발부
611: 화약, 612: 점화 스위치, 613: 실린더, 614: 피스톤
620: 가압부
630: 커버부
700: 케이스
701: 하부 케이스, 702: 상부 케이스
H1: 단자 홀, B1: 제1 볼트, B2: 제2 볼트, H21: 제1 결합홀, H22: 제2 결합홀, F: 전기적 연결 소자, T: 열전달물질

Claims (11)

  1. 전기 전도성 재질로 구성된 제1 단자;
    전기 전도성 재질로 구성되며 상기 제1 단자와 소정 거리 이격되게 배치된 제2 단자;
    상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이의 이격 공간에 개재되며 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자보다 비저항이 큰 전기 전도성 재질로 구성된 저항체;
    전기적 경로가 형성되고, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자의 측부에 위치하며, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자와 각각 전기적으로 연결된 회로 기판;
    상기 회로 기판 상에 실장되며, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자 사이의 전압값과 상기 저항체의 저항값을 이용하여 상기 저항체에 흐르는 전류를 측정하도록 구성된 제어 유닛; 및
    상기 저항체의 상부 또는 하부에 위치하며, 상기 제어 유닛의 제어 신호에 따라 상기 저항체를 절단하도록 구성된 절단 유닛
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단자 및 상기 제2 단자는 판상으로 구성되며, 상기 회로 기판과 동일 평면 상에 위치하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전류 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회로 기판은, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자의 측부에 위치하는 본체부, 상기 본체부로부터 수평 방향으로 연장되게 형성되어 상기 제1 단자의 표면에 안착되도록 구성된 제1 연장부 및 상기 제2 단자의 표면에 안착되도록 구성된 제2 연장부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전류 측정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 절단 유닛은, 적어도 일부분이 상기 제1 연장부 및 상기 제2 연장부의 표면에 모두 안착되도록 구성된 것을 특징으로 하는 전류 측정 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 절단 유닛은, 상기 제1 연장부 및 상기 제2 연장부보다 외측 수평 방향으로 더 돌출되게 구성된 것을 특징으로 하는 전류 측정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 회로 기판은, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자와 탈착 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전류 측정 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 절단 유닛은, 내부에 화약을 보유하고, 상기 화약을 폭발시켜 상기 저항체를 절단시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 전류 측정 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 절단 유닛은, 상기 저항체의 상부 또는 하부에 위치하여 상기 저항체로 폭발에 의한 절단력을 인가하도록 구성된 폭발부, 상기 폭발부의 폭발력에 의해 상기 저항체를 가압하도록 구성된 가압부, 및 상기 저항체를 기준으로 상기 가압부의 반대편에 위치하여 상기 가압부의 가압력에 의해 절단된 상기 저항체가 비산되는 것을 방지하도록 구성된 커버부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전류 측정 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 회로 기판은 표면에 방열 부재가 구비되고, 상기 제1 단자, 상기 저항체 및 상기 제2 단자 중 적어도 하나와 상기 방열 부재 사이에 열전달물질이 개재되도록 구성된 것을 특징으로 하는 전류 측정 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 전류 측정 장치를 포함하는 배터리 팩.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 전류 측정 장치를 포함하는 자동차.
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