KR20240127182A - Battery system assembly - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 복수의 배터리 셀과, 상기 배터리 셀의 작동 상태와 관련된 상태 정보를 감지하도록 구성되는 센싱 블록을 구비하는 배터리 모듈; 및 상기 센싱 블록에 대해 보드-투-보드 방식으로 연결되어 상기 상태 정보를 수신하는 셀 모니터링 유닛과, 상기 셀 모니터링 유닛과 무선 통신으로 연결되어 상기 상태 정보를 수신하는 배터리 관리 유닛을 구비하는 관리 모듈을 포함하는, 배터리 시스템 조립체을 제공한다.The present invention provides a battery system assembly including a battery module having a plurality of battery cells and a sensing block configured to detect status information related to an operating state of the battery cells; and a management module having a cell monitoring unit connected to the sensing block in a board-to-board manner to receive the status information, and a battery management unit connected to the cell monitoring unit in wireless communication to receive the status information.
Description
본 발명은 각종 디바이스에서 에너지원으로 사용되는 배터리 시스템 조립체에 관한 것이다.The present invention relates to a battery system assembly used as an energy source in various devices.
이차전지는 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있기도 하다. Secondary batteries are widely used as an energy source for mobile devices. In addition, secondary batteries are also attracting attention as a power source for electric vehicles (EVs) and hybrid electric vehicles (HEVs).
이차전지의 기본 단위는 배터리 셀이다. 소형 모바일 기기에서는 한 두개의 배터리 셀이 사용됨에 반하여, 자동차와 같은 중대형 디바이스에는 배터리 시스템 조립체가 사용된다. 배터리 시스템 조립체는 복수의 배터리 모듈을 전기적으로 연결하여, 고출력 및 대용량을 구현한 것이다.The basic unit of a secondary battery is a battery cell. While one or two battery cells are used in small mobile devices, a battery system assembly is used in medium and large devices such as automobiles. A battery system assembly electrically connects multiple battery modules to achieve high output and large capacity.
배터리 시스템 조립체의 주요 설계 기준은 에너지 밀도(energy density)이다. 에너지 밀도는 단위 부피 또는 단위 무게당 가지고 있는 에너지의 양으로서, 배터리 시스템 조립체의 효율을 나타내는 지표이다. 전기 자동차에 있어서, 에너지 밀도는 자동차의 주행 거리를 좌우하는 요소다. The main design criterion of a battery system assembly is energy density. Energy density is the amount of energy per unit volume or unit weight, and is an indicator of the efficiency of a battery system assembly. In electric vehicles, energy density is a factor that determines the driving range of the vehicle.
에너지 밀도를 높이기 위해, 배터리 조립체 시스템의 부피나 무게를 줄일 필요가 있다. 기존의 배터리 조립체 시스템은 배터리 모듈 간의 통신을 위해 와이어 하네스를 광범위하게 사용하고 있어서, 추가적인 에너지 밀도 향상에 어려움이 있다. 하네스의 무게, 부피 등은 더 이상 줄어들기 어려운 상황이기 때문이다. In order to increase energy density, the volume or weight of the battery assembly system needs to be reduced. Existing battery assembly systems extensively use wire harnesses for communication between battery modules, making it difficult to further improve energy density. This is because the weight and volume of the harness cannot be reduced any further.
본 발명의 일 목적은, 기존 시스템에 대비하여 부피, 무게를 줄임으로써 에너지 밀도를 향상시킬 수 있는, 배터리 시스템 조립체를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a battery system assembly capable of improving energy density by reducing volume and weight compared to existing systems.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 시스템 조립체는, 복수의 배터리 셀과, 상기 배터리 셀의 작동 상태와 관련된 상태 정보를 감지하도록 구성되는 센싱 블록을 구비하는 배터리 모듈; 및 상기 센싱 블록에 대해 보드-투-보드 방식으로 연결되어 상기 상태 정보를 수신하는 셀 모니터링 유닛과, 상기 셀 모니터링 유닛과 무선 통신으로 연결되어 상기 상태 정보를 수신하는 배터리 관리 유닛을 구비하는 관리 모듈을 포함할 수 있다. According to one aspect of the present invention for achieving the above-described task, a battery system assembly may include a battery module having a plurality of battery cells and a sensing block configured to detect status information related to an operating state of the battery cells; and a management module having a cell monitoring unit connected to the sensing block in a board-to-board manner to receive the status information, and a battery management unit connected to the cell monitoring unit in wireless communication to receive the status information.
여기서, 상기 센싱 블록은, 센싱 보드와, 제1 커넥터를 구비하고, 상기 셀 모니터링 유닛은, 모니터링 보드와, 상기 제1 커넥터에 직접 접속되는 제2 커넥터를 포함할 수 있다. Here, the sensing block may include a sensing board and a first connector, and the cell monitoring unit may include a monitoring board and a second connector directly connected to the first connector.
여기서, 상기 배터리 모듈은, 상기 센싱 블록과 상기 셀 모니터링 유닛 사이에 배치되는 마운팅 커버를 더 포함할 수 있다. Here, the battery module may further include a mounting cover disposed between the sensing block and the cell monitoring unit.
여기서, 상기 배터리 모듈은, 상기 셀 모니터링 유닛을 상기 센싱 블록에 대해 고정시키기 위해 형성되는 장착 부재를 더 포함할 수 있다. Here, the battery module may further include a mounting member formed to secure the cell monitoring unit to the sensing block.
여기서, 상기 장착 부재는, 상기 센싱 블록에서 상기 셀 모니터링 유닛을 향해 돌출 형성되는 장착 돌기를 포함할 수 있다. Here, the mounting member may include a mounting protrusion formed to protrude from the sensing block toward the cell monitoring unit.
여기서, 상기 셀 모니터링 유닛은, 상기 제1 커넥터와 상기 제2 커넥터가 직접 접속되게 하는 위치에서 상기 장착 돌기에 접촉되는 장착 브라켓을 더 포함할 수 있다. Here, the cell monitoring unit may further include a mounting bracket that contacts the mounting protrusion at a position where the first connector and the second connector are directly connected.
여기서, 상기 셀 모니터링 유닛은, 상기 장착 브라켓을 상기 장착 돌기에 대해 체결시키는 체결 피스를 더 포함할 수 있다. Here, the cell monitoring unit may further include a fastening piece for fastening the mounting bracket to the mounting protrusion.
여기서, 상기 마운팅 커버는, 상기 장착 부재와 상기 셀 모니터링 유닛 간의 연결을 허용하는 제1 연통 채널을 형성하는 것일 수 있다. Here, the mounting cover may form a first communication channel allowing connection between the mounting member and the cell monitoring unit.
여기서, 상기 마운팅 커버는, 커버 몸체를 포함하고, 상기 제1 연통 채널은, 상기 커버 몸체 중 일 부분이 제거된 형태로 형성될 수 있다. Here, the mounting cover includes a cover body, and the first communication channel can be formed in a form in which a portion of the cover body is removed.
여기서, 상기 제1 연통 채널은, 상기 커버 몸체에 형성되는 개구를 포함할 수 있다. Here, the first communication channel may include an opening formed in the cover body.
여기서, 상기 마운팅 커버는, 상기 제1 커넥터 및 상기 제2 커넥터 간의 연결을 허용하는 제2 연통 채널을 형성하는 것일 수 있다. Here, the mounting cover may form a second communication channel that allows connection between the first connector and the second connector.
여기서, 상기 마운팅 커버는, 커버 몸체를 포함하고, 상기 제2 연통 채널은, 상기 커버 몸체 중 일 부분이 제거된 형태로 형성될 수 있다. Here, the mounting cover includes a cover body, and the second communication channel can be formed in a form in which a portion of the cover body is removed.
여기서, 상기 제2 연통 채널은, 상기 커버 몸체에 형성되는 개구를 포함할 수 있다. Here, the second communication channel may include an opening formed in the cover body.
여기서, 상기 배터리 모듈은, 상기 센싱 블록과 상기 셀 모니터링 유닛 사이에 배치되는 마운팅 커버를 더 포함하고 상기 셀 모니터링 유닛은, 안테나를 더 포함하고, 상기 마운팅 커버는, 상기 안테나를 수용하도록 형성된 수용 공간을 포함할 수 있다. Here, the battery module may further include a mounting cover disposed between the sensing block and the cell monitoring unit, and the cell monitoring unit may further include an antenna, and the mounting cover may include an accommodation space formed to accommodate the antenna.
여기서, 상기 마운팅 커버는, 상기 복수의 배터리 셀에 대응하는 사이즈를 갖는 커버 몸체를 더 포함하고, 상기 수용 공간은, 상기 커버 몸체의 상부 코너에 형성될 수 있다. Here, the mounting cover further includes a cover body having a size corresponding to the plurality of battery cells, and the receiving space can be formed at an upper corner of the cover body.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리 시스템 조립체는, 복수의 배터리 셀과, 상기 배터리 셀의 작동 상태와 관련된 상태 정보를 감지하도록 구성되는 센싱 블록과, 상기 센싱 블록에 대해 상기 복수의 배터리 셀의 반대측에 배치되는 마운팅 커버를 구비하는 배터리 모듈; 및 상기 센싱 블록과 전기적 및 기계적으로 연결되어 상기 상태 정보를 수신하는 셀 모니터링 유닛과, 상기 셀 모니터링 유닛과 연결되어 상기 상태 정보를 수신하는 배터리 관리 유닛을 구비하는 관리 모듈을 포함하고, 상기 마운팅 커버는, 연통 채널을 형성하는 것이고, 상기 센싱 블록과 상기 셀 모니터링 유닛 간의 전기적 연결 및 기계적 연결 중 적어도 하나는, 상기 연통 채널을 통해 이루어질 수 있다. A battery system assembly according to one aspect of the present invention comprises: a battery module having a plurality of battery cells, a sensing block configured to detect status information related to an operating state of the battery cells, and a mounting cover disposed on an opposite side of the plurality of battery cells with respect to the sensing block; and a management module having a cell monitoring unit electrically and mechanically connected to the sensing block to receive the status information, and a battery management unit connected to the cell monitoring unit to receive the status information, wherein the mounting cover forms a communication channel, and at least one of an electrical connection and a mechanical connection between the sensing block and the cell monitoring unit can be formed through the communication channel.
여기서, 상기 연통 채널은, 제1 연통 채널을 포함하고, 상기 배터리 모듈은, 상기 셀 모니터링 유닛을 상기 센싱 블록에 대해 고정시키기 위해 형성되는 장착 부재를 더 포함하고, 상기 셀 모니터링 유닛과 상기 장착 부재는, 상기 제1 연통 채널을 통해 서로 연결되어, 상기 기계적 연결이 이루어지게 할 수 있다. Here, the communication channel includes a first communication channel, and the battery module further includes a mounting member formed to secure the cell monitoring unit to the sensing block, and the cell monitoring unit and the mounting member can be connected to each other through the first communication channel to form the mechanical connection.
여기서, 상기 장착 부재는, 상기 제1 연통 채널에 삽입되도록 상기 셀 모니터링 유닛을 향해 돌출 형성되는 장착 돌기를 포함할 수 있다. Here, the mounting member may include a mounting projection formed to protrude toward the cell monitoring unit so as to be inserted into the first communication channel.
여기서, 상기 센싱 블록은, 센싱 보드와, 제1 커넥터를 구비하고, 상기 셀 모니터링 유닛은, 모니터링 보드와, 상기 제1 커넥터에 연결되는 제2 커넥터를 구비하고, 상기 연통 채널은, 제2 연통 채널을 포함하고, 상기 제1 커넥터와 상기 제2 커넥터는, 상기 제2 연통 채널을 통해 서로 접속되어, 상기 전기적 연결이 이루어지게 할 수 있다. Here, the sensing block has a sensing board and a first connector, the cell monitoring unit has a monitoring board and a second connector connected to the first connector, the communication channel includes a second communication channel, and the first connector and the second connector can be connected to each other through the second communication channel to form the electrical connection.
여기서, 상기 셀 모니터링 유닛과 상기 배터리 관리 유닛은, 무선 통신으로 연결될 수 있다. Here, the cell monitoring unit and the battery management unit can be connected via wireless communication.
여기서, 상기 센싱 블럭은, 상기 배터리 셀의 길이 방향을 따른 양단부에 각각 대응하는 제1 센싱 블록 및 제2 센싱 블럭을 포함하고, 상기 배터리 모듈은, 플랫 케이블로 형성되어, 상기 제1 센싱 블록 및 상기 제2 센싱 블록을 연결하는 유선 연결 구조를 더 포함할 수 있다. Here, the sensing block includes a first sensing block and a second sensing block respectively corresponding to opposite ends along the longitudinal direction of the battery cell, and the battery module may further include a wired connection structure formed by a flat cable and connecting the first sensing block and the second sensing block.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리 시스템 조립체는, 복수의 배터리 셀과, 상기 배터리 셀의 작동 상태와 관련된 상태 정보를 감지하기 위해 상기 배터리 셀의 길이 방향을 따른 양단부에 각각 연결되는 제1 센싱 블록 및 제2 센싱 블럭과, 상기 제1 센싱 블록 및 상기 제2 센싱 블록 중 적어도 하나에 연결되는 유선 연결 구조를 구비하는 배터리 모듈; 및 상기 셀 모니터링 유닛과 무선 통신으로 연결되어 상기 상태 정보를 수신하는 배터리 관리 유닛을 구비하는 관리 모듈을 포함하고, 상기 제1 센싱 블록은, 제1 센싱 보드와, 상기 제1 센싱 보드에 형성되는 제1 커넥터를 구비하고, 상기 셀 모니터링 유닛은, 모니터링 보드와, 상기 모니터링 보드에 형성되고 상기 제1 커넥터에 연결되는 제2 커넥터를 포함하고, 상기 유선 연결 구조는, 플랫 케이블로 형성되어, 상기 제1 센싱 블록 및 상기 제2 센싱 블록을 연결하는 회로연결 부재를 포함할 수 있다. A battery system assembly according to one aspect of the present invention comprises: a battery module having a plurality of battery cells, a first sensing block and a second sensing block respectively connected to opposite ends of the battery cells along a longitudinal direction for detecting status information related to an operating state of the battery cells, and a wired connection structure connected to at least one of the first sensing block and the second sensing block; and a management module having a battery management unit wirelessly connected to the cell monitoring unit to receive the status information, wherein the first sensing block comprises a first sensing board and a first connector formed on the first sensing board, and the cell monitoring unit comprises a monitoring board and a second connector formed on the monitoring board and connected to the first connector, and the wired connection structure may include a circuit connection member formed as a flat cable and connecting the first sensing block and the second sensing block.
여기서, 상기 회로연결 부재는, 상기 제1 센싱 블록 및 상기 제2 센싱 블록 중 적어도 하나에 대해 기판 직접 연결 방식으로 연결될 수 있다. Here, the circuit connection member can be connected to at least one of the first sensing block and the second sensing block in a substrate direct connection manner.
여기서, 상기 유선 연결 구조는, 상기 배터리 셀의 온도를 측정하도록 구성되는 온도측정 부재를 포함하고, 상기 온도측정 부재는, 상기 제1 센싱 블록에 연결되며, 플랫 케이블로 형성되는 제1 부분; 및 상기 제1 부분에 연결되며, 연성회로기판으로 형성되는 제2 부분을 포함하고, 상기 제2 부분은, 상기 연성회로기판에 실장된 온도 측정기를 더 포함할 수 있다. Here, the wired connection structure includes a temperature measuring member configured to measure the temperature of the battery cell, and the temperature measuring member includes a first part connected to the first sensing block and formed of a flat cable; and a second part connected to the first part and formed of a flexible circuit board, and the second part may further include a temperature measuring device mounted on the flexible circuit board.
여기서, 상기 제1 커넥터는, 상기 제2 커넥터에 대해 보드-투-보드 방식으로 접속될 수 있다. Here, the first connector can be connected to the second connector in a board-to-board manner.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 배터리 시스템 조립체에 의하면, 배터리 모듈의 센싱 블록과 관리 모듈의 셀 모터링 유닛은 보드-투-보드 방식으로 연결되고 셀 모니터링 유닛과 배터리 관리 유닛은 무선 통신으로 연결되기에, 이러한 연결들에 소요되는 와이어 하네스, 커넥터 등이 제거되거나 줄어들게 된다. 또한, 이러한 연결들에 의해 결합된 구성들이 차지하는 부피 및 무게도 줄어든다. 그에 따라, 배터리 시스템 조립체의 에너지 밀도는 기존 대비하여 크게 향상될 수 있다.According to the battery system assembly according to the present invention configured as described above, the sensing block of the battery module and the cell motoring unit of the management module are connected in a board-to-board manner, and the cell monitoring unit and the battery management unit are connected via wireless communication, so that the wire harness, connector, etc. required for these connections are eliminated or reduced. In addition, the volume and weight occupied by the components combined by these connections are also reduced. Accordingly, the energy density of the battery system assembly can be greatly improved compared to the existing one.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템 조립체에서 관리 모듈의 통신 방식을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템 조립체 중 일부 영역을 보인 사시도이다.
도 3은 도 1의 배터리 모듈 및 셀 모니터링 유닛에 대한 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 배터리 모듈과 셀 모니터링 유닛 간의 결합 방식을 설명하기 위한 부분 분해 사시도이다.
도 5는 배터리 모듈과 셀 모니터링 유닛 간의 보드-투-보드 결합 방식을 보인 평면도이다.
도 6은 도 2의 제1 센싱 블록, 제2 센싱 블록, 및 유선 연결 구조 간의 결합 사시도이다.
도 7은 도 6에서 제1 센싱 블록과 유선 연결 구조 간의 결합 방식을 보인 부분 분해 사시도이다. FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining a communication method of a management module in a battery system assembly according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a portion of a battery system assembly according to one embodiment of the present invention.
Figure 3 is an exploded perspective view of the battery module and cell monitoring unit of Figure 1.
FIG. 4 is a partially exploded perspective view illustrating the coupling method between the battery module and the cell monitoring unit of FIG. 3.
Figure 5 is a plan view showing a board-to-board connection method between a battery module and a cell monitoring unit.
FIG. 6 is a perspective view of the connection between the first sensing block, the second sensing block, and the wired connection structure of FIG. 2.
Fig. 7 is a partially exploded perspective view showing the coupling method between the first sensing block and the wired connection structure in Fig. 6.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 변경을 가할 수 있고 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 어느 하나의 실시예의 구성과 다른 실시예의 구성을 서로 치환하거나 부가하는 것은 물론 본 발명의 기술적 사상과 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various forms and with various modifications. However, these embodiments are provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to fully inform those skilled in the art of the scope of the invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the technical spirit and scope of the present invention, as well as substituting or adding the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께가 과장되게 크거나 작게 표현될 수 있으나, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 아니 될 것이다.The attached drawings are only intended to facilitate understanding of the embodiments disclosed in this specification, and the technical ideas disclosed in this specification are not limited by the attached drawings, and should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. In the drawings, the components may be expressed exaggeratedly large or small in size or thickness for convenience of understanding, but the protection scope of the present invention should not be construed as being limited due to this.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예나 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 그리고 단수의 표현은, 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이다. 즉 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들이 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is only used to describe specific implementations or examples and is not intended to limit the present invention. And the singular expression includes the plural expression unless the context clearly indicates otherwise. In the specification, terms such as "comprises", "consists of", etc. are intended to specify the presence of a feature, number, step, operation, component, part or combination thereof described in the specification. That is, it should be understood that terms such as "comprises", "consists of", etc. do not exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms that include ordinal numbers, such as first, second, etc., may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only to distinguish one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When it is said that a component is "connected" or "connected" to another component, it should be understood that it may be directly connected or connected to that other component, but that there may be other components in between. On the other hand, when it is said that a component is "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there are no other components in between.
어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에 있다"거나 "하부에 있다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 바로 위에 배치되어 있는 것뿐만 아니라 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "above" or "below" another component, it should be understood that it is not only positioned directly above that other component, but that there may also be other components intervening there.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms defined in commonly used dictionaries, such as those defined in common usage, should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning they have in the context of the relevant art, and shall not be interpreted in an idealized or overly formal sense unless expressly defined in this application.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템 조립체에서 관리 모듈의 통신 방식을 설명하기 위한 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템 조립체 중 일부 영역을 보인 사시도이다. FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining a communication method of a management module in a battery system assembly according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a part of a battery system assembly according to one embodiment of the present invention.
본 도면들을 참조하면, 배터리 시스템 조립체는, 배터리 모듈(100), 관리 모듈(200), 그리고 케이스(300)를 포함한다. Referring to these drawings, the battery system assembly includes a battery module (100), a management module (200), and a case (300).
배터리 모듈(100)은 복수의 배터리 셀(110, 도 3 참조)을 가진다. 배터리 셀(110)의 작동 상태와 관련된 상태 정보는 센싱 블록(130)에 의해 감지된다. 상기 상태 정보는, 예를 들어, 배터리 셀(110)의 전압, 온도 등이 될 수 있다. 배터리 모듈(100)은 복수 개로 구비된다. The battery module (100) has a plurality of battery cells (110, see FIG. 3). Status information related to the operating status of the battery cells (110) is detected by the sensing block (130). The status information may be, for example, voltage, temperature, etc. of the battery cells (110). The battery module (100) is provided in multiple units.
관리 모듈(200)은 상기 상태 정보에 기초하여 배터리 모듈(100), 구체적으로 배터리 셀(110)을 제어하는 구성이다. 관리 모듈(200)은, 구체적으로, 셀 모니터링 유닛(210)과 배터리 관리 유닛(250)을 포함한다. 셀 모니터링 유닛(210)은 센싱 블록(130)에 연결된다. 셀 모니터링 유닛(210)은 상기 상태 정보를 수신하여, 배터리 관리 유닛(250)으로 전송하도록 구성된다. 배터리 관리 유닛(250)은 상기 상태 정보에 기초하여 셀 모니터링 유닛(210)에 명령을 내린다. 셀 모니터링 유닛(210)은 상기 명령에 따라 배터리 셀(110)들 간의 전기적 밸런싱을 유지한다. 센싱 블록(130)과 셀 모니터링 유닛(210)이 물리적으로 통신 가능하게 연결됨에 반해, 셀 모니터링 유닛(210)과 배터리 관리 유닛(250)은 무선 통신으로 연결될 수 있다. 셀 모니터링 유닛(210)은 복수 개로 구비되어, 배터리 모듈(100) 마다 하나씩 할당된다. 그에 반해, 배터리 관리 유닛(250)은 하나로 구비되어, 복수의 셀 모니터링 유닛(210)을 제어할 수 있다. The management module (200) is configured to control the battery module (100), specifically, the battery cell (110), based on the status information. The management module (200) specifically includes a cell monitoring unit (210) and a battery management unit (250). The cell monitoring unit (210) is connected to the sensing block (130). The cell monitoring unit (210) is configured to receive the status information and transmit it to the battery management unit (250). The battery management unit (250) issues a command to the cell monitoring unit (210) based on the status information. The cell monitoring unit (210) maintains electrical balancing between the battery cells (110) according to the command. While the sensing block (130) and the cell monitoring unit (210) are physically connected to enable communication, the cell monitoring unit (210) and the battery management unit (250) may be connected via wireless communication. A plurality of cell monitoring units (210) are provided, and one is allocated to each battery module (100). In contrast, a single battery management unit (250) is provided, and can control a plurality of cell monitoring units (210).
케이스(300)는 배터리 모듈(100)과 관리 모듈(200)이 장착되는 공간을 구성한다. 케이스(300)는 크로스 빔(310)을 가질 수 있다. 크로스 빔(310)에는 배터리 모듈(100)의 마운팅 브라켓(143)이 얹혀질 수 있다. 마운팅 브라켓(143)은 체결 피스(144)에 의해 크로스 빔(310)에 대해 고정된다. The case (300) constitutes a space in which the battery module (100) and the management module (200) are mounted. The case (300) may have a cross beam (310). A mounting bracket (143) of the battery module (100) may be placed on the cross beam (310). The mounting bracket (143) is fixed to the cross beam (310) by a fastening piece (144).
이러한 구성에 따르면, 배터리 관리 유닛(250)과 복수의 셀 모니터링 유닛(210)은 와이어 하네스 없이 무선 통신으로 연결될 수 있다. 와이어 하네스가 배제됨에 의해, 상기 배터리 시스템 조립체의 무게 및 부피는 크게 절감될 수 있다. According to this configuration, the battery management unit (250) and the plurality of cell monitoring units (210) can be connected wirelessly without a wire harness. By excluding the wire harness, the weight and volume of the battery system assembly can be greatly reduced.
셀 모니터링 유닛(210)은 배터리 모듈(100)과의 간격을 좁히는 방식으로 배터리 모듈(100)에 결합된다. 그에 의해, 배터리 모듈(100) 및 셀 모니터링 유닛(210)이 차지하는 공간은 최소화될 수 있다. 이러한 구조는, 상기 배터리 시스템 조립체의 전체적인 공간 절감과 함께, 체결 피스(144)를 핸들링하기 위한 공구가 두 개의 인접한 배터리 모듈(100) 사이로 진입하는 것을 허용한다. The cell monitoring unit (210) is coupled to the battery module (100) in such a way that the gap with the battery module (100) is narrowed. As a result, the space occupied by the battery module (100) and the cell monitoring unit (210) can be minimized. This structure allows a tool for handling the fastening piece (144) to enter between two adjacent battery modules (100), along with the overall space saving of the battery system assembly.
배터리 모듈(100) 및 셀 모니터링 유닛(210)의 구체적 구조에 대해서는 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다. The specific structure of the battery module (100) and the cell monitoring unit (210) is described with reference to FIGS. 3 and 4.
도 3은 도 1의 배터리 모듈 및 셀 모니터링 유닛에 대한 분해 사시도이다.Figure 3 is an exploded perspective view of the battery module and cell monitoring unit of Figure 1.
본 도면을 참조하면, 배터리 모듈(100)은, 복수의 배터리 셀(110)과, 탑 커버(120)를 포함한다. Referring to this drawing, the battery module (100) includes a plurality of battery cells (110) and a top cover (120).
배터리 셀(110)은 길이 방향(L)을 따라 배열된다. 길이 방향(L)은 배터리 셀(110)이 연장 형성되는 방향을 말한다. 복수의 배터리 셀(110)은 서로 인접하게 배치되며, 또한 탑 커버(120)에 의해 감싸진다. 탑 커버(120)는 배터리 셀(110)의 상면 및 양 측면을 감싼다. 배터리 셀(110)의 저면에는 작은 사이즈의 스트랩(160)이 장착되어, 상기 저면의 대부분의 영역은 외부로 노출된다. The battery cells (110) are arranged along the longitudinal direction (L). The longitudinal direction (L) refers to the direction in which the battery cells (110) are extended. A plurality of battery cells (110) are arranged adjacent to each other and are also covered by a top cover (120). The top cover (120) covers the upper surface and both side surfaces of the battery cells (110). A small-sized strap (160) is mounted on the bottom surface of the battery cells (110), so that most of the area of the bottom surface is exposed to the outside.
배터리 셀(110)의 길이 방향(L)을 따른 양단부에는 센싱 블럭(130)과 마운팅 커버(140)가 순차적으로 결합된다. 센싱 블럭(130)은 제1 센싱 블럭(131)과 제2 센싱 블럭(136)을 가진다. 제1 센싱 블록(131)은 버스바(133)와 (제1) 센싱 보드(135)를 가진다. 버스바(133)는 배터리 셀(110)의 전극 리드(115)에 결합되어, 배터리 셀(110)의 전압 정보를 검출한다. 센싱 보드(135)는 버스바(133)와 연결되어 상기 전압 정보를 수신한다. 제2 센싱 블록(130)은 버스바(133 참조)를 구비하나, 센싱 보드(135)를 구비하지는 않는다. 마운팅 커버(140)는 제1 센싱 블록(131)을 감싸는 제1 마운팅 커버(141)와, 제2 센싱 블록(130)을 감싸는 제2 마운팅 커버(146)를 가진다. A sensing block (130) and a mounting cover (140) are sequentially connected to both ends along the longitudinal direction (L) of the battery cell (110). The sensing block (130) has a first sensing block (131) and a second sensing block (136). The first sensing block (131) has a bus bar (133) and a (first) sensing board (135). The bus bar (133) is connected to an electrode lead (115) of the battery cell (110) and detects voltage information of the battery cell (110). The sensing board (135) is connected to the bus bar (133) and receives the voltage information. The second sensing block (130) has a bus bar (see 133), but does not have a sensing board (135). The mounting cover (140) has a first mounting cover (141) that surrounds the first sensing block (131) and a second mounting cover (146) that surrounds the second sensing block (130).
제1 센싱 블록(131) 및 제2 센싱 블록(130)에는 유선 연결 구조(150)가 연결된다. 유선 연결 구조(150)는 배터리 셀(110)과 탑 커버(120) 사이에 배치될 수 있다. 유선 연결 구조(150)는 플랫 케이블(flat cable), 연성회로기판(fpcb) 등으로 형성되어, 높이 방향(H)을 따르는 배터리 모듈(100)의 사이즈 저감에 기여한다. 여기서, 높이 방향(H)은 배터리 셀(110)의 저면에서 상면을 향한 방향으로서, 길이 방향(L)에 대해서는 수직한 방향이다.A wired connection structure (150) is connected to the first sensing block (131) and the second sensing block (130). The wired connection structure (150) may be arranged between the battery cell (110) and the top cover (120). The wired connection structure (150) is formed of a flat cable, a flexible printed circuit board (FPCB), or the like, and contributes to reducing the size of the battery module (100) along the height direction (H). Here, the height direction (H) is a direction from the bottom surface of the battery cell (110) toward the top surface, and is a direction perpendicular to the length direction (L).
이러한 배터리 모듈(100) 중 센싱 블록(130), 구체적으로 제1 센싱 블록(131)에 대해 셀 모니터링 유닛(210)이 결합된다. 셀 모니터링 유닛(210)은 마운팅 커버(140), 구체적으로 제1 마운팅 커버(141)를 기준으로 센싱 블록(130)의 반대편에 위치한다. Among these battery modules (100), a cell monitoring unit (210) is coupled to a sensing block (130), specifically, a first sensing block (131). The cell monitoring unit (210) is located on the opposite side of the sensing block (130) with respect to a mounting cover (140), specifically, a first mounting cover (141).
센싱 블록(131)과 셀 모니터링 유닛(210) 간의 결합 방식에 대해서는 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다. The coupling method between the sensing block (131) and the cell monitoring unit (210) is described with reference to FIGS. 4 and 5.
도 4는 도 3의 배터리 모듈과 셀 모니터링 유닛 간의 결합 방식을 설명하기 위한 부분 분해 사시도이고, 도 5는 배터리 모듈과 셀 모니터링 유닛 간의 보드-투-보드 결합 방식을 보인 평면도이다.FIG. 4 is a partially exploded perspective view illustrating a method of coupling between the battery module and the cell monitoring unit of FIG. 3, and FIG. 5 is a plan view showing a board-to-board coupling method between the battery module and the cell monitoring unit.
본 도면들을 참조하면, 마운팅 커버(141)는 센싱 블록(131)을 감싸도록 배치된다. 센싱 블록(131)의 센싱 보드(135)에는 제1 커넥터(137)가 실장된다. 센싱 블록(131)에는 또한 장착 부재가 구비된다. 상기 장착 부재는 길이 방향(L)을 따라 돌출 형성되는 장착 돌기(139)일 수 있다. 상기 장착 부재는, 장착 돌기(139)와 같은 돌출형 구조가 아닌, 다른 형태를 가질 수도 있다. 예를 들어, 상기 장착 부재는 후크와 결합되는 리셉터클일 수도 있다. Referring to the drawings, the mounting cover (141) is arranged to surround the sensing block (131). A first connector (137) is mounted on the sensing board (135) of the sensing block (131). The sensing block (131) is also provided with a mounting member. The mounting member may be a mounting protrusion (139) that protrudes along the longitudinal direction (L). The mounting member may have a different shape than a protruding structure such as the mounting protrusion (139). For example, the mounting member may be a receptacle that is coupled with a hook.
셀 모니터링 유닛(210)은, 모니터링 보드(211)를 가진다. 모니터링 보드(211)에는 배터리 관리 유닛(250)과의 무선 통신을 위한 안테나(213)가 설치된다. 모니터링 보드(211)에는 제1 커넥터(137)와 접속되는 제2 커넥터(217)가 실장된다. The cell monitoring unit (210) has a monitoring board (211). An antenna (213) for wireless communication with a battery management unit (250) is installed on the monitoring board (211). A second connector (217) connected to a first connector (137) is mounted on the monitoring board (211).
셀 모니터링 유닛(210)은, 마운팅 커버(141)의 존재에도 불구하고, 센싱 블록(131)과 연결된다. 이러한 연결을 위해, 마운팅 커버(141)는 연통 채널(145)이 형성된 커버 몸체(142)를 가진다. 커버 몸체(142)는 주면(142a)과 주면(142a)에서 절곡된 측면(142b)을 가진다. 주면(142a)과 측면(142b)은 복수의 배터리 셀(110)에 대응하는 사이즈를 가진다. The cell monitoring unit (210) is connected to the sensing block (131) despite the presence of the mounting cover (141). For this connection, the mounting cover (141) has a cover body (142) in which a communication channel (145) is formed. The cover body (142) has a main surface (142a) and a side surface (142b) bent from the main surface (142a). The main surface (142a) and the side surface (142b) have sizes corresponding to a plurality of battery cells (110).
연통 채널(145)은, 제1 연통 채널(145a) 내지 제3 연통 채널(145c)을 가질 수 있다. 제1 연통 채널(145a)는 센싱 블록(131)과 셀 모니터링 유닛(210) 간의 기계적 연결을 위한 것이다. 제2 연통 채널(145b)는 그들 간의 전기적 연결을 위한 것이다. 제3 연통 채널 또는 수용 공간(145c)은 안테나(213)를 수용하는 것이다. The communication channel (145) may have a first communication channel (145a) to a third communication channel (145c). The first communication channel (145a) is for mechanical connection between the sensing block (131) and the cell monitoring unit (210). The second communication channel (145b) is for electrical connection between them. The third communication channel or receiving space (145c) is for receiving the antenna (213).
본 실시예에서 제1 연통 채널(145a) 내지 제3 연통 채널(145c)은 개구로 예시되나, 그에 한정되는 않는다. 예를 들어, 커버 몸체(142)가 배터리 모듈(100)의 인접한 구성과의 사이에 형성하는 공간이 제1 연통 채널(145a) 내지 제3 연통 채널(145c)이 될 수 있다. 그 경우, 커버 몸체(142)는 본 도면에 예시된 사이즈보다 작은 사이즈를 가질 것이다. 또한, 제1 연통 채널(145a) 내지 제3 연통 채널(145c)은 커버 몸체(142)의 모서리 영역 중 일부가 제거된 형태를 가질 수 있다.In this embodiment, the first communication channel (145a) to the third communication channel (145c) are illustrated as openings, but are not limited thereto. For example, the space formed between the cover body (142) and the adjacent configuration of the battery module (100) may become the first communication channel (145a) to the third communication channel (145c). In that case, the cover body (142) will have a size smaller than the size illustrated in this drawing. In addition, the first communication channel (145a) to the third communication channel (145c) may have a form in which a portion of the corner region of the cover body (142) is removed.
제1 연통 채널(145a)에는, 장착 돌기(139)가 삽입될 수 있다. 장착 돌기(139)에 대응하여, 셀 모니터링 유닛(210)은 마운팅 브라켓(214)을 가진다. 장착 돌기(139)와 마운팅 브라켓(214)은 체결 피스(215)에 의해 체결된다. 제1 연통 채널(145a), 장착 돌기(139), 마운팅 브라켓(214), 그리고 체결 피스(215) 각각은 한 쌍으로 구비된다. 장착 돌기(139)와 마운팅 브라켓(214)이 접촉하는 위치는 제1 커넥터(137)와 제2 커넥터(217)가 직접 접속되는 위치이다. In the first communication channel (145a), a mounting protrusion (139) can be inserted. In response to the mounting protrusion (139), the cell monitoring unit (210) has a mounting bracket (214). The mounting protrusion (139) and the mounting bracket (214) are fastened by a fastening piece (215). The first communication channel (145a), the mounting protrusion (139), the mounting bracket (214), and the fastening piece (215) are provided as a pair. The position where the mounting protrusion (139) and the mounting bracket (214) come into contact is the position where the first connector (137) and the second connector (217) are directly connected.
이상과 달리, 장착 돌기(139)와 마운팅 브라켓(214)은 용접, 리벳팅, 본딩, 열융착 등의 방식으로 결합될 수 있다. 나아가, 장착 돌기(139)가 후크 형상인 경우에, 마운팅 브라켓(214)에는 상기 후크 형상에 대응하는 리셉터클이 형성될 수도 있다. 아울러, 장착 돌기(139)가 셀모니터링 유닛(210) 측에 형성되고, 마운팅 브라켓(214)이 센싱 블록(131) 측에 형성될 수도 있다. Unlike the above, the mounting protrusion (139) and the mounting bracket (214) may be joined by welding, riveting, bonding, thermal fusion, etc. Furthermore, when the mounting protrusion (139) is in a hook shape, a receptacle corresponding to the hook shape may be formed on the mounting bracket (214). In addition, the mounting protrusion (139) may be formed on the cell monitoring unit (210) side, and the mounting bracket (214) may be formed on the sensing block (131) side.
제2 연통 채널(145b)에 대응해서는, 제1 커넥터(137)와 제2 커넥터(217)가 위치한다. 이들은 제2 연통 채널(145b)를 통해 서로 물리적으로 직접 접속된다. 이러한 접속 방식은 보드-투-보드(board to board) 방식으로 칭해진다. In response to the second communication channel (145b), the first connector (137) and the second connector (217) are positioned. They are physically directly connected to each other through the second communication channel (145b). This connection method is called a board-to-board method.
수용 공간(145c)는 커버 몸체(142)의 상부 코너에 형성될 수 있다. 상기 상부 코너는 주면(142a)과 측면(142b)이 만나는 부분이다. 수용 공간(145c)에는 안테나(213)가 수용된다. The accommodation space (145c) can be formed at the upper corner of the cover body (142). The upper corner is a portion where the main surface (142a) and the side surface (142b) meet. An antenna (213) is accommodated in the accommodation space (145c).
이러한 구성에 의하면, 셀 모니터링 유닛(210)이 마운팅 커버(141)가 아닌 센싱 블록(131)에 장착됨에 의해, 제1 커넥터(137)와 제2 커넥터(217) 간의 접속이 보다 정확하게 이루어질 수 있다. 셀 모니터링 유닛(210)이 마운팅 커버(141)에 장착된 경우라면, 그들 간의 조립 공차에 마운팅 커버(141)와 센싱 블록(131) 간의 조립 공차가 누적되어, 제1 커넥터(137)와 제2 커넥터(217)는 정확한 위치에서 접속되지 못할 수도 있다. According to this configuration, since the cell monitoring unit (210) is mounted on the sensing block (131) rather than the mounting cover (141), the connection between the first connector (137) and the second connector (217) can be made more accurately. If the cell monitoring unit (210) is mounted on the mounting cover (141), the assembly tolerance between the mounting cover (141) and the sensing block (131) accumulates in the assembly tolerance therebetween, so the first connector (137) and the second connector (217) may not be connected at an accurate position.
제1 커넥터(137)와 제2 커넥터(217)가 보드-투-보드 방식으로 결합됨에 따라서는, 배터리 모듈(100) 및 셀 모니터링 유닛(210)의 길이 방향(L)을 따른 사이즈가 줄어들게 된다. 이는 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 체결 피스(144)를 핸들링하기 위한 공구가 인접한 셀 모니터링 유닛(210) 사이로 진입하는 것을 가능하게 한다. As the first connector (137) and the second connector (217) are joined in a board-to-board manner, the size of the battery module (100) and the cell monitoring unit (210) along the longitudinal direction (L) is reduced. This enables a tool for handling the fastening piece (144) to enter between adjacent cell monitoring units (210), as described with reference to FIG. 2.
수용 공간(145c)의 위치에 의해, 안테나(213)는 통신 성능 발휘를 위해 요구되는 적정 높이를 확보할 수 있다.By the location of the receiving space (145c), the antenna (213) can secure an appropriate height required for demonstrating communication performance.
센싱 블록(131,136)과 유선 연결 구조(150) 간의 결합 방식에 대해서는, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다.The coupling method between the sensing block (131, 136) and the wired connection structure (150) is described with reference to FIGS. 6 and 7.
도 6은 도 2의 제1 센싱 블록, 제2 센싱 블록, 및 유선 연결 구조(150) 간의 결합 사시도이다. FIG. 6 is a perspective view of the connection between the first sensing block, the second sensing block, and the wired connection structure (150) of FIG. 2.
본 도면을 참조하면, 유선 연결 구조(150)는 회로연결 부재(151)와 온도측정 부재(156)를 가진다. Referring to this drawing, the wired connection structure (150) has a circuit connection member (151) and a temperature measurement member (156).
회로연결 부재(151)는 제1 센싱 블록(131)과 제2 센싱 블록(130)을 연결하는 것이다. 이를 위해, 회로연결 부재(151)는 길이 방향(L)을 따라 배열된다. 회로연결 부재(151)는 플랫 케이블(flat cable)로 형성될 수 있다. The circuit connection member (151) connects the first sensing block (131) and the second sensing block (130). To this end, the circuit connection member (151) is arranged along the longitudinal direction (L). The circuit connection member (151) may be formed as a flat cable.
온도측정 부재(156)는 배터리 셀(110)의 온도를 측정하도록 구성된다. 온도측정 부재(156)는, 구체적으로, 제1 부분(157)과 제2 부분(158)으로 구분된다. 제1 부분(157)은 제1 센싱 블록(131)에 연결되고, 플랫 케이블로 형성된다. 제1 부분(157)과 제2 부분(158)은 용접에 의해 서로에 대해 연결될 수 있다. 제2 부분(158)은 제1 부분(157)에 연결되며, 연성회로기판(fpcb)으로 형성된다. 제2 부분(158)의 일부는 너비 방향(W)을 따라 연장되고, 나머지는 높이 방향(H)을 따라 연장된다. 제2 부분(158)에는 온도 측정기(159)가 실장될 수 있다. 여기서, 너비 방향(W)은 복수의 배터리 셀(110)이 순차적으로 적층되는 방향으로서, 길이 방향(L) 및 높이 방향(H)에 대해 수직한 방향이다. The temperature measuring member (156) is configured to measure the temperature of the battery cell (110). The temperature measuring member (156) is specifically divided into a first part (157) and a second part (158). The first part (157) is connected to the first sensing block (131) and is formed as a flat cable. The first part (157) and the second part (158) can be connected to each other by welding. The second part (158) is connected to the first part (157) and is formed as a flexible circuit board (fpcb). A part of the second part (158) extends along the width direction (W), and the rest extends along the height direction (H). A temperature measuring device (159) can be mounted on the second part (158). Here, the width direction (W) is the direction in which multiple battery cells (110) are sequentially stacked, and is a direction perpendicular to the length direction (L) and the height direction (H).
이러한 유선 연결 구조(150)가 채용됨에 의해, 배터리 모듈(100)의 높이 방향(H)을 따른 사이즈는 보다 축소될 수 있다. 또한 유선 연결 구조(150) 전체를 연성회로기판으로 제작하는 경우에 비해, 원가를 절감할 수 있다. 연성회로기판이 특히 일직선이 아닌 형태로 제작되는 경우에, 낭비되는 부분에 의해 원가가 높아지기 때문이다. By adopting this wired connection structure (150), the size of the battery module (100) along the height direction (H) can be further reduced. In addition, the cost can be reduced compared to the case where the entire wired connection structure (150) is manufactured using a flexible circuit board. This is because the cost increases due to the wasted portion when the flexible circuit board is manufactured in a form that is not particularly straight.
도 7은 도 6에서 제1 센싱 블록과 유선 연결 구조 간의 결합 방식을 보인 부분 분해 사시도이다. Fig. 7 is a partially exploded perspective view showing the coupling method between the first sensing block and the wired connection structure in Fig. 6.
본 도면을 참조하면, 회로연결부재(151) 및 온도측정 부재(156)는 센싱 보드(135)에 대해 기판 직접 연결(pcb ditect connecting) 방식으로 연결될 수 있다. 이를 위해, 센싱 보드(135)의 일 영역(132)에는 단자(미도시)가 인쇄된다. 상기 단자가 인쇄된 영역(132)의 가장자리는 제거되고, 그 제거된 부분에 회로연결부재(151)의 커넥터(153)가 삽입된다. 이러한 연결 방식은 온도측정 부재(156)에도 동일하게 적용될 수 있다. Referring to this drawing, the circuit connection member (151) and the temperature measurement member (156) can be connected to the sensing board (135) in a PCB direct connecting manner. To this end, a terminal (not shown) is printed on one area (132) of the sensing board (135). The edge of the area (132) where the terminal is printed is removed, and the connector (153) of the circuit connection member (151) is inserted into the removed area. This connection method can be equally applied to the temperature measurement member (156).
이러한 기판 직접 연결 방식에 의해, 배터리 모듈(100)의 길이 방향(L)을 따른 사이즈가 저감될 수 있다. 또한, 센싱 보드(135)에 별도의 커텍터를 실장할 필요가 없기에, 공정이 보다 단순화되고 원가도 절감될 수 있다. By this direct substrate connection method, the size of the battery module (100) along the longitudinal direction (L) can be reduced. In addition, since there is no need to mount a separate connector on the sensing board (135), the process can be simplified and the cost can be reduced.
상기와 같은 배터리 시스템 조립체는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다. The above battery system assembly is not limited to the configuration and operation of the embodiments described above. The above embodiments may be configured so that various modifications can be made by selectively combining all or some of the embodiments.
100: 배터리 모듈
110: 배터리 셀
130: 센싱 블록
137: 제1 커넥터
140: 마운팅 커버
145: 연통 채널
150: 유선 연결 구조
151: 회로연결 부재
156: 온도측정 부재
200: 관리 모듈
210: 셀 모니터링 유닛
211: 모니터링 보드
213: 안테나
217: 제2 커넥터
250: 배터리 관리 유닛
300: 케이스100: Battery module 110: Battery cell
130: Sensing block 137: First connector
140: Mounting cover 145: Flue channel
150: Wired connection structure 151: Circuit connection member
156: Absence of temperature measurement 200: Management module
210: Cell monitoring unit 211: Monitoring board
213: Antenna 217: Second connector
250: Battery management unit 300: Case
Claims (25)
상기 센싱 블록에 대해 보드-투-보드 방식으로 연결되어 상기 상태 정보를 수신하는 셀 모니터링 유닛과, 상기 셀 모니터링 유닛과 무선 통신으로 연결되어 상기 상태 정보를 수신하는 배터리 관리 유닛을 구비하는 관리 모듈을 포함하는, 배터리 시스템 조립체.
A battery module having a plurality of battery cells and a sensing block configured to detect status information related to the operating status of the battery cells; and
A battery system assembly comprising a management module having a cell monitoring unit connected to the sensing block in a board-to-board manner to receive the status information, and a battery management unit connected to the cell monitoring unit via wireless communication to receive the status information.
상기 센싱 블록은,
센싱 보드와, 제1 커넥터를 구비하고,
상기 셀 모니터링 유닛은,
모니터링 보드와, 상기 제1 커넥터에 직접 접속되는 제2 커넥터를 포함하는, 배터리 시스템 조립체.
In the first paragraph,
The above sensing block,
Equipped with a sensing board and a first connector,
The above cell monitoring unit,
A battery system assembly comprising a monitoring board and a second connector directly connected to the first connector.
상기 배터리 모듈은,
상기 센싱 블록과 상기 셀 모니터링 유닛 사이에 배치되는 마운팅 커버를 더 포함하는, 배터리 시스템 조립체.
In the second paragraph,
The above battery module,
A battery system assembly further comprising a mounting cover disposed between the sensing block and the cell monitoring unit.
상기 배터리 모듈은,
상기 셀 모니터링 유닛을 상기 센싱 블록에 대해 고정시키기 위해 형성되는 장착 부재를 더 포함하는, 배터리 시스템 조립체.
In the third paragraph,
The above battery module,
A battery system assembly further comprising a mounting member formed to secure the cell monitoring unit to the sensing block.
상기 장착 부재는,
상기 센싱 블록에서 상기 셀 모니터링 유닛을 향해 돌출 형성되는 장착 돌기를 포함하는, 배터리 시스템 조립체.
In paragraph 4,
The above mounting member is,
A battery system assembly comprising a mounting protrusion formed to protrude from the sensing block toward the cell monitoring unit.
상기 셀 모니터링 유닛은,
상기 제1 커넥터와 상기 제2 커넥터가 직접 접속되게 하는 위치에서 상기 장착 돌기에 접촉되는 장착 브라켓을 더 포함하는, 배터리 시스템 조립체.
In paragraph 5,
The above cell monitoring unit,
A battery system assembly further comprising a mounting bracket that contacts the mounting protrusion at a position such that the first connector and the second connector are directly connected.
상기 셀 모니터링 유닛은,
상기 장착 브라켓을 상기 장착 돌기에 대해 체결시키는 체결 피스를 더 포함하는, 배터리 시스템 조립체.
In Article 6,
The above cell monitoring unit,
A battery system assembly further comprising a fastening piece for fastening the mounting bracket to the mounting projection.
상기 마운팅 커버는,
상기 장착 부재와 상기 셀 모니터링 유닛 간의 연결을 허용하는 제1 연통 채널을 형성하는 것인, 배터리 시스템 조립체.
In paragraph 4,
The above mounting cover,
A battery system assembly forming a first communication channel allowing connection between the mounting member and the cell monitoring unit.
상기 마운팅 커버는,
커버 몸체를 포함하고,
상기 제1 연통 채널은,
상기 커버 몸체 중 일 부분이 제거된 형태로 형성되는, 배터리 시스템 조립체.
In Article 8,
The above mounting cover,
Including a cover body,
The above first communication channel is,
A battery system assembly formed in a form in which a portion of the above cover body is removed.
상기 제1 연통 채널은,
상기 커버 몸체에 형성되는 개구를 포함하는, 배터리 시스템 조립체.
In Article 9,
The above first communication channel is,
A battery system assembly comprising an opening formed in the cover body.
상기 마운팅 커버는,
상기 제1 커넥터 및 상기 제2 커넥터 간의 연결을 허용하는 제2 연통 채널을 형성하는 것인, 배터리 시스템 조립체.
In the third paragraph,
The above mounting cover,
A battery system assembly, wherein a second communication channel is formed to allow connection between the first connector and the second connector.
상기 마운팅 커버는,
커버 몸체를 포함하고,
상기 제2 연통 채널은,
상기 커버 몸체 중 일 부분이 제거된 형태로 형성되는, 배터리 시스템 조립체.
In Article 11,
The above mounting cover,
Including a cover body,
The above second communication channel is,
A battery system assembly formed in a form in which a portion of the above cover body is removed.
상기 제2 연통 채널은,
상기 커버 몸체에 형성되는 개구를 포함하는, 배터리 시스템 조립체.
In Article 12,
The above second communication channel is,
A battery system assembly comprising an opening formed in the cover body.
상기 배터리 모듈은,
상기 센싱 블록과 상기 셀 모니터링 유닛 사이에 배치되는 마운팅 커버를 더 포함하고
상기 셀 모니터링 유닛은,
안테나를 더 포함하고,
상기 마운팅 커버는,
상기 안테나를 수용하도록 형성된 수용 공간을 포함하는, 배터리 시스템 조립체.
In the first paragraph,
The above battery module,
Further comprising a mounting cover disposed between the sensing block and the cell monitoring unit.
The above cell monitoring unit,
Including more antennas,
The above mounting cover,
A battery system assembly comprising a receiving space formed to receive the antenna.
상기 마운팅 커버는,
상기 복수의 배터리 셀에 대응하는 사이즈를 갖는 커버 몸체를 더 포함하고,
상기 수용 공간은,
상기 커버 몸체의 상부 코너에 형성되는, 배터리 시스템 조립체.
In Article 14,
The above mounting cover,
Further comprising a cover body having a size corresponding to the plurality of battery cells,
The above accommodation space is,
A battery system assembly formed at the upper corner of the above cover body.
상기 센싱 블록과 전기적 및 기계적으로 연결되어 상기 상태 정보를 수신하는 셀 모니터링 유닛과, 상기 셀 모니터링 유닛과 연결되어 상기 상태 정보를 수신하는 배터리 관리 유닛을 구비하는 관리 모듈을 포함하고,
상기 마운팅 커버는,
연통 채널을 형성하는 것이고,
상기 센싱 블록과 상기 셀 모니터링 유닛 간의 전기적 연결 및 기계적 연결 중 적어도 하나는, 상기 연통 채널을 통해 이루어지는, 배터리 시스템 조립체.
A battery module having a plurality of battery cells, a sensing block configured to detect status information related to the operating status of the battery cells, and a mounting cover arranged on an opposite side of the plurality of battery cells with respect to the sensing block; and
A management module including a cell monitoring unit electrically and mechanically connected to the sensing block and receiving the status information, and a battery management unit connected to the cell monitoring unit and receiving the status information,
The above mounting cover,
It forms a communication channel,
A battery system assembly, wherein at least one of an electrical connection and a mechanical connection between the sensing block and the cell monitoring unit is formed through the communication channel.
상기 연통 채널은,
제1 연통 채널을 포함하고,
상기 배터리 모듈은,
상기 셀 모니터링 유닛을 상기 센싱 블록에 대해 고정시키기 위해 형성되는 장착 부재를 더 포함하고,
상기 셀 모니터링 유닛과 상기 장착 부재는,
상기 제1 연통 채널을 통해 서로 연결되어, 상기 기계적 연결이 이루어지게 하는, 배터리 시스템 조립체.
In Article 16,
The above communication channel is,
Including the first communication channel,
The above battery module,
Further comprising a mounting member formed to secure the cell monitoring unit to the sensing block;
The above cell monitoring unit and the above mounting member,
A battery system assembly, which is connected to each other through the first communication channel, thereby forming the mechanical connection.
상기 장착 부재는,
상기 제1 연통 채널에 삽입되도록 상기 셀 모니터링 유닛을 향해 돌출 형성되는 장착 돌기를 포함하는, 배터리 시스템 조립체.
In Article 17,
The above mounting member is,
A battery system assembly comprising a mounting protrusion formed to protrude toward the cell monitoring unit so as to be inserted into the first communication channel.
상기 센싱 블록은,
센싱 보드와, 제1 커넥터를 구비하고,
상기 셀 모니터링 유닛은,
모니터링 보드와, 상기 제1 커넥터에 연결되는 제2 커넥터를 구비하고,
상기 연통 채널은,
제2 연통 채널을 포함하고,
상기 제1 커넥터와 상기 제2 커넥터는,
상기 제2 연통 채널을 통해 서로 접속되어, 상기 전기적 연결이 이루어지게 하는, 배터리 시스템 조립체.
In Article 16,
The above sensing block,
Equipped with a sensing board and a first connector,
The above cell monitoring unit,
It has a monitoring board and a second connector connected to the first connector,
The above communication channel is,
Including a second communication channel,
The above first connector and the above second connector,
A battery system assembly, which is connected to each other through the second communication channel, thereby forming the electrical connection.
상기 셀 모니터링 유닛과 상기 배터리 관리 유닛은,
무선 통신으로 연결되는, 배터리 시스템 조립체.
In Article 16,
The above cell monitoring unit and the above battery management unit,
A battery system assembly connected via wireless communication.
상기 센싱 블럭은,
상기 배터리 셀의 길이 방향을 따른 양단부에 각각 대응하는 제1 센싱 블록 및 제2 센싱 블럭을 포함하고,
상기 배터리 모듈은,
플랫 케이블로 형성되어, 상기 제1 센싱 블록 및 상기 제2 센싱 블록을 연결하는 유선 연결 구조를 더 포함하는, 배터리 시스템 조립체.
In Article 16,
The above sensing block,
It includes a first sensing block and a second sensing block respectively corresponding to both ends along the length direction of the battery cell,
The above battery module,
A battery system assembly further comprising a wired connection structure formed of a flat cable and connecting the first sensing block and the second sensing block.
상기 셀 모니터링 유닛과 무선 통신으로 연결되어 상기 상태 정보를 수신하는 배터리 관리 유닛을 구비하는 관리 모듈을 포함하고,
상기 제1 센싱 블록은,
제1 센싱 보드와, 상기 제1 센싱 보드에 형성되는 제1 커넥터를 구비하고,
상기 셀 모니터링 유닛은,
모니터링 보드와, 상기 모니터링 보드에 형성되고 상기 제1 커넥터에 연결되는 제2 커넥터를 포함하고,
상기 유선 연결 구조는,
플랫 케이블로 형성되어, 상기 제1 센싱 블록 및 상기 제2 센싱 블록을 연결하는 회로연결 부재를 포함하는, 배터리 시스템 조립체.
A battery module having a plurality of battery cells, a first sensing block and a second sensing block respectively connected to opposite ends of the battery cells along the length direction to detect status information related to the operating status of the battery cells, and a wired connection structure connected to at least one of the first sensing block and the second sensing block; and
A management module including a battery management unit that is connected to the cell monitoring unit via wireless communication and receives the status information,
The above first sensing block,
It comprises a first sensing board and a first connector formed on the first sensing board,
The above cell monitoring unit,
A monitoring board comprising: a second connector formed on the monitoring board and connected to the first connector;
The above wired connection structure is,
A battery system assembly comprising a circuit connecting member formed of a flat cable and connecting the first sensing block and the second sensing block.
상기 회로연결 부재는,
상기 제1 센싱 블록 및 상기 제2 센싱 블록 중 적어도 하나에 대해 기판 직접 연결 방식으로 연결되는, 배터리 시스템 조립체.
In Article 22,
The above circuit connection member is,
A battery system assembly, wherein at least one of the first sensing block and the second sensing block is connected in a substrate direct connection manner.
상기 유선 연결 구조는,
상기 배터리 셀의 온도를 측정하도록 구성되는 온도측정 부재를 포함하고,
상기 온도측정 부재는,
상기 제1 센싱 블록에 연결되며, 플랫 케이블로 형성되는 제1 부분; 및
상기 제1 부분에 연결되며, 연성회로기판으로 형성되는 제2 부분을 포함하고,
상기 제2 부분은,
상기 연성회로기판에 실장된 온도 측정기를 더 포함하는, 배터리 시스템 조립체.
In Article 22,
The above wired connection structure is,
A temperature measuring member configured to measure the temperature of the battery cell,
The above temperature measurement absence,
A first part connected to the first sensing block and formed by a flat cable; and
A second part connected to the first part and formed of a flexible circuit board,
The second part above,
A battery system assembly further comprising a temperature measuring device mounted on the flexible circuit board.
상기 제1 커넥터는,
상기 제2 커넥터에 대해 보드-투-보드 방식으로 접속되는, 배터리 시스템 조립체.In Article 22,
The above first connector,
A battery system assembly, connected in a board-to-board manner to the second connector.
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