KR100828319B1 - 전기 에너지 저장장치용 단위 셀, 이들의 연결방법 및 상기직렬연결된 단위셀을 구비하는 전기에너지 저장장치 - Google Patents

전기 에너지 저장장치용 단위 셀, 이들의 연결방법 및 상기직렬연결된 단위셀을 구비하는 전기에너지 저장장치 Download PDF

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Abstract

양 단부에 결합용 돌출부와 수납부를 구비하는 전기 에너지 저장장치용 단위 셀 및 이를 전기적으로 연결하는 방법이 개시된다. 단위 셀은 전류를 생성하는 전원을 구비하는 본체, 상기 본체의 일단부에 연결되며 상기 본체의 일단부 표면으로부터 소정의 높이만큼 돌출한 제1 단자부와 상기 제1 단자부의 주변부로부터 상기 본체의 중심축 방향을 따라 돌출되고 소정의 두께를 갖는 림을 구비하는 제1 전극 단자 및 상기 일단부와 대응하는 상기 본체의 타단부에 형성되며 상기 타단부 표면으로부터 소정의 높이만큼 돌출한 제2 단자부를 구비하는 제2 전극단자를 포함한다. 상기 단위 셀의 직렬 연결시 단위 셀의 양단부에 형성된 림과 단자편을 직접 끼워맞춤하거나 용접 처리하여 고정함으로써 별도의 연결부재가 필요하지 않는 장점이 있다.

Description

전기 에너지 저장장치용 단위 셀, 이들의 연결방법 및 상기 직렬연결된 단위셀을 구비하는 전기에너지 저장장치 {UNIT CELL FOR AN ELECTRIC ENERGY STORAGE DEVICE, METHOD OF ELECTRICALLY CONNECTING THE UNIT CELLS AND ELECTRIC ENERGY STORAGE DEVICE HAVING THE SAME}
도 1 및 도 2는 직렬 연결된 다수의 단위 셀들을 구비하는 종래의 전기 에너지 저장장치를 나타내는 사시도들이다.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 의한 전기 에너지 저장장치용 단위 셀의 상단부를 나타내는 사시도이다.
도 3b는 본 발명의 일실시예에 의한 전기 에너지 저장장치용 단위 셀의 하단부를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 도 3a 및 도 3b에 도시된 단위 셀들을 직렬로 연결하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 상기 제1 단위 셀과 제2 단위 셀의 억지끼워 맞춤에 의해 고정된 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 상술한 바와 같은 공정에 의해 3개의 단위 셀을 연결하여 형성한 전기 에너지 저장장치의 단위 그룹을 도시하고 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 상기 제1 단위 그룹과 제2 단위 그룹이 직렬 연결된 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 상기 제1 단위그룹과 제2 단위그룹이 직렬 연결된 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일시시예에 의한 다수의 단위 셀을 구비하는 전기 에너지 저장장치를 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 9에 개시된 전기 에너지 저장장치에 전압균등화 회로를 설치한 상태를 부분적으로 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 단위 셀 110: 본체
120: 양극단자 122: 제1 단자편
124: 림 126: 개방영역
130: 음극단자 132: 제2 단자편
400: 연결부재 500: 전압균등화 회로
510: 지지부재 600: 에너지 저장유닛
610: 연결부재 700: 제1 도전라인
800: 제2 도전라인 900: 전기 에너지 저장장치
본 발명은 전기 저장 장치 및 상기 전기 저장장치를 구성하는 단위 셀의 연결방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 직렬 연결된 다수의 단위 셀을 구비하는 전기 저장장치 및 상기 단위 셀을 직렬 연결하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 이차 전지나 울트라 커패시터와 같은 전기 에너지 저장장치가 사용되는 시스템은 수십 볼트 내지 수천 볼트에 이르는 높은 전압을 요구하지만, 상기 전기 에너지 저장장치는 약 1.0V 내지 약 4.2V 정도의 낮은 전압을 갖는 다수의 단위 셀들로 형성된다. 이에 따라, 상기 전기 에너지 저장장치를 구성하는 단위 셀들은 전기적으로 연결되도록 구성되며, 특히 상기 전기 에너지 저장장치가 사용되는 시스템의 고압특성을 만족하기 위해 상기 각 단위 셀들은 직렬로 연결되어 있는 것이 일반적이다. 상기 전기 에너지 저장장치는 보다 큰 용량과 보다 작은 저항을 갖는 것이 요구되고 상기 전기 에너지 저장장치의 형상이나 저항 및 생산성은 상기 단위 셀들의 연결 방법에 따라 큰 영향을 받기 때문에 상기 단위 셀들의 직렬 연결방법을 개선하기 위한 노력이 꾸준히 진행되고 있다.
도 1 및 도 2는 직렬 연결된 다수의 단위 셀들을 구비하는 종래의 전기 에너지 저장장치를 나타내는 사시도들이다. 도 1은 버스 바(bus bar)와 나사를 이용하여 다수의 단위 셀이 직렬 연결된 상태를 도시하고 있으며, 도 2는 버스 바와 단위 셀의 직접 용접에 의해 직렬 연결된 상태를 도시하고 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 전기 에너지 저장장치(90)는 소정의 단위 전위차를 갖는 다수의 단위 셀(10)을 포함하며 상기 단위 셀(10)들은 연결부재(20)를 통하여 서로 연결된다. 상기 전기 에너지 저장장치(90)는 높은 전위차를 가질 것을 요구하므로 상기 단위 셀(10)들은 서로 직렬로 연결될 필요가 있다. 따라서, 도 1 및 도 2에 도시된 인접 단위 셀(10)들의 상단부 및 하단부는 서로 다른 전기적 극성을 갖는다. 이에 따라, 상기 전기 에너지 저장장치(90)는 상기 단위 셀(10)들의 단위 전위차의 합에 대응하는 전위차를 유지한다.
상기 연결부재(20)는 도전성 재질로 형성되어 서로 인접하는 단위 셀(10)들의 양극과 음극을 서로 연결한다. 일반적으로 상기 연결부재(20)로서 금속성 버스 바(bus bar)를 이용한다. 상기 연결부재(20)는 도 1에 도시된 바와 같이 나사와 같은 고정부재(22)에 의해 상기 단위 셀(10)에 고정될 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 단위 셀(10)의 단부에 직접 용접에 의해 고정될 수 있다.
그러나, 도 1에 개시된 바와 같이 나사를 이용하여 상기 연결부재(20)를 고정하는 방법은 상기 단위 셀(10)의 단부에 상기 연결부재(20) 및 상기 고정부재(22)가 점유하는 추가적인 공간이 필요하게 되고 이는 상기 다수의 단위 셀(10)로 형성되는 상기 전기 에너지 저장장치의 부피 증가를 수반하는 문제점이 있다. 또한, 상기 고정부재(22)가 제작 당시에는 충분히 고정되었다 할지라도 구동 중에 발생하는 다양한 종류의 외부 진동에 의해 이완되어 상기 단위 셀(10)들 사이의 안정적인 연결을 저해하는 문제점이 있다. 뿐만 아니라, 강하게 조여진 상기 고정부재 및 상기 연결부재에 형성된 도금 등은 상기 연결부재(20)와 상기 단위 셀(10) 사이에서 큰 접촉저항을 야기하여 상기 전기 에너지 저장장치의 전체적인 전위차를 떨어뜨리는 문제점이 있다. 또한, 상기 연결부재(20)와 상기 단위 셀(10) 사이의 높은 저항은 상기 전기 에너지 저장장치의 내부에서 이상발열을 야기하여 상기 전 기 에너지 저장장치의 성능을 떨어뜨리는 주요한 요인으로 기능하게 된다.
한편, 도 2에 개시된 바아 같이 상기 연결부재920)를 상기 단위 셀(10)에 직접 용접하는 방법은 도 1에 개시된 고정장치를 이용하여 고정하는 방법보다는 접촉저항의 측면에서는 많은 개선이 있는 것은 사실이지만, 추가적으로 용접작업을 수행하여야 한다는 공정상의 복잡성을 야기하는 문제점이 있다. 또한, 여전히 상기 단위 셀(10)의 상부에 상기 연결부재(20)를 형성하기 위한 공간의 점유는 필수적이므로 상기 전기 에너지 저장장치의 부피를 증가시킨다는 문제점은 여전히 개선되지 않고 있다.
이에 따라, 전기 에너지 저장장치 내부의 접촉저항 상승이나 전기 에너지 저장장치 자체의 추가적인 부피증가 없이 상기 전기 에너지 저장장치를 구성하는 다수의 단위 셀을 직렬로 연결하기 위한 방법은 여전히 해결해야 할 문제점으로 남겨져 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 양 단부에 결합용 돌출부와 수납부를 구비하는 전기 에너지 저장장치용 단위 셀을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 다수의 상기 전기 에너지 저장장치용 단위 셀을 연결하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기와 같이 연결된 다수의 단위 셀을 구비하는 전기 에너지 저장장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 에너지 저장장치용 단위 셀은 내부에 전하를 발생하여 전류를 생성하는 전원을 구비하는 본체, 상기 본체의 일단부에 연결되며 상기 본체의 일단부 표면으로부터 소정의 높이만큼 돌출한 제1 단자부와 상기 제1 단자부의 주변부로부터 상기 본체의 중심축 방향을 따라 돌출되고 소정의 두께를 갖는 림을 구비하는 제1 전극 단자 및 상기 일단부와 대응하는 상기 본체의 타단부에 형성되며 상기 타단부 표면으로부터 소정의 높이만큼 돌출한 제2 단자부를 구비하는 제2 전극단자를 포함한다.
일실시예로서, 상기 본체는 상기 전원을 내부에 포함하는 원통 형상을 구비하며, 상기 제1 단자부는 상기 본체의 원형단면 중심에서 소정의 중심각을 갖는 부채꼴 형상으로 분할된 다수의 제1 단자편을 포함한다. 상기 림은 상기 원통형 본체의 중심축에 대하여 대칭적으로 위치하는 한 쌍의 상기 제1 단자편을 기준으로 선택적으로 위치하여, 상기 제1 전극단자는 상기 제1 단자편의 주변부에 상기 림이 위치하지 않는 개방영역을 포함한다. 상기 제2 단자부는 상기 본체의 원형단면 중심에서 소정의 중심각을 갖는 부채꼴 형상으로 분할된 다수의 제2 단자편을 포함한다. 상기 제1 단자부는 상기 원통형 본체의 원주로부터 제1 거리만큼 이격되고, 상기 제2 단자부는 상기 원통형 본체의 원주로부터 제2 거리만큼 이격되며, 상기 제2 거리는 상기 제1거리 및 상기 림의 두께와 실질적으로 동일하다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예는 상기한 바와 같은 전기 에너지 저장장치용 단위 셀의 연결방법을 제공한다. 전류를 생성하기 위한 전원을 구비하는 본체의 일단부에 제1 단자부 및 상기 제1 단자부의 주변부로부터 돌 출한 림을 구비하는 제1 전극단자를 형성한다. 상기 일단부에 대응하는 상기 본체의 타단부를 가공하여 제2 단자부를 구비하는 제2 전극단자를 형성한다. 제1 단위 셀에 형성된 상기 제1 전극단자의 상기 림의 내측면에 제2 단위 셀에 형성된 상기 제2 전극단자의 상기 제2 단자부를 결합하여 상기 제1 단자부 및 제2 단자부를 전기적으로 연결한다.
일실시예로서, 상기 제1 전극단자의 림의 내측면에 서로 다른 단위 셀에 형성된 상기 제2 전극단자의 상기 제2 단자부를 결합하는 단계를 반복하여 다수의 단위 셀이 직렬로 연결된 제1 및 제2 단위 그룹을 형성하고, 상기 제1 단위그룹 및 상기 제2 단위그룹을 고정하여 상기 제1 단위그룹의 제1 전극단자와 상기 제2 단위그룹의 제2 전극단자를 전기적으로 연결하여 상기 제1 단위그룹 및 상기 제2 단위그룹을 직렬로 연결하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일실시예로서, 상기 제1 전극단자를 형성하는 단계는 도전성 평판을 가공하여 상기 평판의 표면으로부터 돌출한 상기 제1 단자부 및 상기 제1 단자부의 주변부로부터 돌출한 상기 림을 구비하는 상기 제1 전극단자를 제조한 후, 상기 제1 전극단자를 상기 본체의 일단부에 고정한다. 상기 도전성 평판을 가공하는 단계는 프레스 가공에 의해 수행된다. 상기 제1 전극단자와 상기 본체 일단부의 고정은 나사결합 또는 용접에 의해 수행된다.
다른 실시예로서, 상기 제1 전극단자를 형성하는 단계는 도전성 평판을 가공하여 상기 평판의 표면으로부터 돌출한 상기 제1 단자부를 형성한 후, 상기 림을 상기 제1 단자부의 주변부에 형성하여 상기 제1 전극단자를 제조하는 단계를 포함 한한다.
상기 제2 전극단자를 형성하는 단계는 상기 본체와 일체로 형성된 상기 타단부를 가공하여 상기 타단부의 표면으로부터 소정의 높이만큼 돌출된 제2 단자부를 형성하는 단계를 포함한다.
상기 제1 단자부 및 상기 림의 외측면은 상기 본체의 주변부로부터 제1 거리만큼 이격되고 상기 제2 단자부는 상기 본체의 주변부로부터 제2 거리만큼 이격되도록 형성되며, 상기 제2 거리는 상기 제1거리와 상기 림의 두께의 합과 동일하게 형성되어 상기 제2 단자부는 상기 림의 내측면에 억지끼워 맞춤된다. 상기 제2 단자부를 상기 림의 내측면에 고정하는 단계는 상기 제2 단자부와 상기 림의 내측면을 용접하는 단계를 포함한다.
일실시예로서, 상기 제1 및 제2 단위그룹을 고정하는 단계는 도전성 연결부재를 상기 제1 단위그룹의 제1 전극단자 및 상기 제2 단위그룹의 제2 전극단자에 각각 용접하는 단계를 포함하며, 상기 연결부재는 금속으로 이루어진 버스 바(bus bar)를 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예는 상기한 바와 같은 방법에 의해 연결된 다수의 단위 셀을 구비하는 전기 에너지 저장장치를 제공한다. 상기 전기에너지 저장장치는 단위전압을 갖는 다수의 단위 셀이 전기적으로 연결된 적어도 하나 이상의 단위 그룹을 구비하는 에너지 저장 유닛, 상기 에너지 저장 유닛의 제1 전극단자와 전기적으로 연결된 제1 도전라인 및 상기 에너지 저장 유닛의 제2 전극단자와 전기적으로 연결된 제2 도전라인을 포함한다.
상기 단위 그룹은 상기 단위 셀이 길이방향으로 직렬로 연결되며 상기 각 단위그룹들은 도전성 연결부재에 의해 서로 다른 전기적 극성끼리 상기 단위 셀의 폭 방향으로 결합되어 상기 에너지 저장유닛을 구성하는 모든 단위 셀들은 전기적으로 직렬 연결된다.
또한, 상기 단위 셀은 전하를 발생하여 전류를 생성하는 전원을 구비하는 본체, 상기 본체의 일단부 표면으로부터 소정의 높이만큼 돌출한 제1 단자부와 상기 제1 단자부의 주변부로부터 상기 본체의 중심축 방향을 따라 돌출되고 소정의 두께를 갖는 림을 구비하는 상부단자 및 상기 일단부와 대응하는 상기 본체의 타단부 표면으로부터 소정의 높이만큼 돌출한 제2 단자부를 구비하는 하부단자를 포함하며, 상기 단위그룹을 형성하는 단위 셀의 하부단자에 위치하는 제2 단자부는 인접 단위 셀의 상부단자에 위치하는 림의 내측 표면에 고정된다.
상기 도전성 연결부재는 금속성 버스 바(bus bar)를 포함하며 상기 버스 바(bus bar)는 상기 림을 수용하기 위한 홈(groove)을 포함한다.
상기 전기 에너지 저장장치는 상기 단위그룹의 표면에 위치하여 상기 각 단위 셀의 단위전압들의 편차를 최소화하기 위한 전압균등화 회로를 더 포함하며, 상기 전압균등화 회로는 상기 단위 그룹의 표면에 형성된 도전성 지지부재 및 상기 지지부재와 전기적으로 연결된 회로유닛을 포함한다.
본 발명에 의하면, 상기 단위 셀의 직렬 연결시 단위 셀의 양단부에 형성된 림과 단자편을 직접 끼워맞춤하거나 용접 처리하여 고정함으로써 별도의 연결부재가 필요하지 않다. 따라서, 상기 연결부재가 점유하는 공간에 대응하는 만큼 상기 전기 에너지 저장장치의 부피를 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한, 연결부재를 형성하기 위한 공정이 제거되고 그에 상응하는 부품수가 적어짐으로써 공정단순화 및 원가절감을 달성할 수 있는 효과가 있다. 한편, 상기 단위 셀은 본체와 음극단자가 일체로 형성되거나 적어도 전기적으로 연결되도록 구성하여 본체와 일단부 전체를 음극단자로 사용하고 상기 본체의 타단부에 양극단자를 별개로 형성하는 구조를 갖는다. 따라서, 상기 단위 셀이 직렬 연결된 경우 양극단자와 전기적으로 연결된 음극단자는 단위 셀 본체까지 확장됨으로써 전원의 단자부 표면적이 비약적으로 확장되어 냉각효과를 현저하게 높일 수 있는 장점이 있다. 또한, 전압 균등화 회로와 같은 다양한 부가회로 구비하는 단위모듈을 용이하게 제작함으로써 상기 전기 에너지 저장장치의 제작 및 관리효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 의한 전기 에너지 저장장치용 단위 셀의 상단부를 나타내는 사시도이며, 도 3b는 본 발명의 일실시예에 의한 전기 에너지 저장장치용 단위 셀의 하단부를 나타내는 사시도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 전기 에너지 저장 장치용 단위 셀(100)은 내부에 전하를 발생하여 전류를 생성하는 전원을 포함하는 본체(110), 상기 본체(110)의 일단부에 연결되어 상기 전원의 양극을 형성하는 양극 단자(120) 및 상기 양극단자(120)와 대응하는 상기 본체(110)의 타단부에 형성 되어 상기 전원의 음극을 형성하는 음극단자(130)를 포함한다.
일실시예로서, 상기 본체(110)는 그 내부에 양극, 격리막 및 음극이 권심을 중심으로 차례로 권취되어 있고, 일측에 양극 집전체에 의해 형성된 다수의 양극리드와 음극 집전체에 의해 형성된 다수의 음극리드가 분리되어 돌출되며 전체적으로 원통형상을 갖는다.
상기 양극단자(120)는 상기 본체(110)의 일단부에 형성되며 상기 양극리드와 전기적으로 접촉하여 상기 단위 셀(100)이 전지로 기능하는 경우에 양극단자의 역할을 한다. 일실시예로서, 상기 양극 단자(120)는 상기 본체(100)의 표면으로부터 소정의 높이만큼 돌출되고 일정한 크기의 중심각을 갖는 부채꼴 형상으로 분할된 다수의 제1 단자편(electrode piece, 122)과 상기 제1 단자편(122)의 외측 원주를 따라 소정의 높이만큼 상기 원통형 본체(110)의 중심축 방향을 따라 돌출되고 소정의 두께(t)를 갖도록 형성된 림(rim, 124)을 포함한다. 상기 제1 단자편(122)이 상기 원통형 몸체(110)의 상부에서 부채꼴 형상을 가지며 상기 림(124)은 상기 제1 단자편(122)의 외측 원주를 따라 형성되므로 상기 림(124)은 상기 원통형 몸체(110)의 원주를 따라 소정의 길이를 갖는 호(arc)의 형상을 갖는다.
일실시예로서, 상기 림(124)은 상기 원통형 몸체(110)의 중심축에 대하여 대칭적으로 위치하는 한 쌍의 상기 제1 단자편(122)을 기준으로 선택적으로 위치한다. 즉, 적어도 한 쌍의 상기 제1 단자편(122)의 외측 원주에는 상기 림(124)이 위치하지 않도록 형성되어, 상기 양극단자(120)의 주변부 일부에는 상기 림(124)이 위치하지 않는 개방영역(126)이 위치한다. 상기 림(124)이 위치하지 않는 상기 제1 단자편(122)이 상기 원통형 몸체(110)의 중심축에 대하여 대칭적으로 위치하므로 상기 개방영역(126)도 상기 원통형 몸체(110)의 중심축에 대하여 대칭적으로 형성됨은 자명하다. 그러나, 상기 림(124)이 모든 상기 제1 단자편(122)의 외측원주에 형성되어 상기 개방영역이 형성되지 않을 수도 있음은 자명하다.
일실시예로서, 상기 제1 단자편(122)의 외측면(122a) 및 상기 림(124)의 외측면(124a)은 상기 원통형 몸체(110)의 원주로부터 제1 거리(d1)만큼 이격되어 상기 원통형 몸체(110)의 상부면 일부가 주변부를 따라 노출되어 있다.
상기 음극단자(130)는 상기 일단부와 대칭적으로 위치하는 상기 몸체(110)의 타단부에 형성되어 상기 양극단자(120)와 대칭적으로 위치하며, 상기 음극리드와 전기적으로 접촉하여 상기 단위 셀(100)이 전지로 기능하는 경우에 음극단자의 역할을 한다. 일실시예로서, 상기 음극 단자(130)는 상기 본체(100)의 표면으로부터 소정의 높이만큼 돌출되고 일정한 크기의 중심각을 갖는 부채꼴 형상으로 분할된 다수의 제2 단자편(132)을 포함한다. 일실시예로서, 상기 제2 단자편(132)은 상기 원통형 몸체(110)의 바닥부로부터 상기 제1 단자편(122)과 동일한 높이만큼 돌출되고 동일한 중심각을 갖는 부채꼴 형상을 갖는다. 따라서, 상기 림(124)을 제외하면 상기 제1 단자편(122)과 상기 제2 단자편(132)은 동일한 형상을 갖는다.
일실시예로서, 상기 제2 단자편(132)의 외측면(132a)은 상기 원통형 몸체(110)의 원주로부터 제2 거리(d2)만큼 이격되어 상기 원통형 몸체(110)의 하부면 일부가 주변부를 따라 노출되어 있다. 이때, 상기 제2 거리(d2)는 상기 제1 단자편(122)과 상기 몸체(110) 주변부와의 이격거리인 제1 거리(d1) 및 상기 림(124)의 두께(t)의 합과 동일하게 형성한다.
따라서, 상기 음극단자(130)는 다른 단위 셀(100)의 양극 단자(120)와 결합되는 경우, 상기 제2 단자편(132)이 상기 림(124)의 내부에 억지끼워 맞춤되고 상기 제1 단자편(122)과 전기적으로 연결되어 두개의 단위 셀(100)이 서로 직렬 연결된다. 따라서, 다수의 상기 단위 셀(100)들을 종전과 같이 연결부재 없이 간단한 억지끼워 맞춤만으로 전기적으로 연결할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 실시예의 경우에는 상기 몸체(110)와 상기 음극단자(130)를 동일한 물질로 형성하여 상기 몸체(110) 전체를 상기 단위 셀(100)의 음극단자로 이용하고 상기 몸체(110)의 바닥부에만 상술한 바와 같은 제2 단자편(132)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 상기 단위셀(100)의 음극으로 기능할 수 있는 단자의 표면적이 확장되어 후술하는 바와 같이 우수한 냉각효과를 달성할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 양극단자(120)와 음극단자(130)를 일렬로 억지끼워 맞춤함으로써 상기 단위 셀(100)을 필요한 만큼 간단하게 직렬로 연결할 수 있다. 따라서, 원하는 전압을 갖는 전기 에너지 저장장치를 상기 단위 셀의 부피 이외의 추가적인 부피증가 없이 용이하게 형성할 수 있는 장점이 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 도 3a 및 도 3b에 도시된 단위 셀들을 직렬로 연결하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3a, 도 3b 및 도 4를 참조하면, 상기 전원을 구비하는 상기 본체(110)의 일단부에 상기 제1 단자편(122) 및 상기 림(124)을 포함하는 양극단자(120)를 형성(단계 S10). 일실시예로서, 상기 양극단자(120)는 도전성 물질로 형성된 평판을 프레스 가공하여 상기 본체(110)의 원주로부터 제1 거리(d1)만큼 이격되고 소정의 중심각을 갖는 부채꼴 형상의 제1 단자편(122)을 형성한다. 일실시예로서, 도전성 평판을 가공하여 상기 평판의 표면으로부터 돌출한 제1 단자편(122) 및 상기 제1 단자편의 주변부로부터 돌출한 상기 림을 구비하는 전극단자를 제조한다. 이어서, 상기 전극단자를 상기 본체(110)의 일단부에 고정함으로써 상기 양극단자(120)를 형성한다. 이때, 상기 전극단자와 상기 본체(110) 일단부의 고정은 나사결합 또는 용접에 의해 수행될 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 림(124)은 상기 제1 단자편(122)과 일체로 형성될 수도 있지만, 상기 제1 단자편(122)과는 별개로 형성될 수도 있다. 즉, 상기 도전성 평판을 가공하여 상기 평판의 표면으로부터 돌출한 제1 단자편(122)을 형성한 후, 상기 제1 단자편(122)의 주변부에 상기 림(124)을 형성할 수도 있다. 이때, 상기 림(124)은 반드시 도전성 물질로 형성될 필요는 없으며 가공의 편의성과 공정효율을 고려하여 적절한 물질로 형성할 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 림(124)은 상기 제1 단자편(122)과 동일한 물질로 형성되며 상기 제1 단자편(122)과 일체로 형성된다. 이때, 상기 림(124)의 두께(t)와 상기 제1 단자편(122)과 상기 원통형 본체(110)의 원주와의 이격거리인 제1 거리(d1)의 합이 상기 제2 단자편(132)과 상기 원통형 본체(110)의 원주와의 이격거리인 제2 거리(d2)와 동일하게 되도록 형성한다.
상기 일단부에 대응하는 상기 본체(110)의 타단부를 가공하여 상기 본체(110)의 일단부 표면으로부터 소정의 높이만큼 돌출된 제2 단자편(132)을 포함하는 음극단자(130)를 형성한다(단계 S20). 일실시예로서, 상기 본체(110)의 일단부 를 프레스 가공하여 인접하는 상기 제2 단자편(132)과 소정의 거리만큼 이격되고 상기 본체(110)의 원주로부터 제2 거리(d2)만큼 이격되며 소정의 중심각을 갖는 부채꼴 형상의 제2 단자편(132)을 형성한다. 따라서, 상기 본체(110)와 상기 음극단자(130)는 동일한 물질로 구성되어 일체로 형성된다. 그러나, 상술한 바와 같은 형상을 갖는 상기 음극단자(130)용 부재를 별개로 형성하여 상기 본체(110)의 일단부와 부착하여 형성할 수도 있음은 자명하다.
이어서, 제1 단위 셀의 양극단자(120)와 제2 단위 셀의 음극단자(130)를 서로 전기적으로 연결하여 고정한다(단계 S30). 언급한 바와 같이, 상기 림(124)의 두께(t)와 상기 제1 거리(d1)의 합이 상기 제2 거리(d2)와 동일하므로, 상기 제2 단자편(132)은 상기 제1 단자편(122)의 상부와 접촉하면서 상기 림(124)의 내측면에 억지끼워 맞춤으로 고정된다.
도 5는 상기 제1 단위 셀과 제2 단위 셀의 억지끼워 맞춤에 의해 고정된 상태를 나타내는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 단위 셀의 양극단자(120)는 상기 림(124)의 내측면(124b)과 상기 제2 단위 셀의 음극단자(130)에 형성된 제2 단자편(132)의 외측면(132a)이 접촉한다. 따라서, 상기 내측면(124b)과 상기 외측면(132a) 사이에 형성된 마찰력에 의해 상기 제1 단위 셀 및 제2 단위 셀은 서로 억지끼워 맞춤에 의해 고정된다.
다른 실시예로서, 상기 제1 단위 셀과 제2 단위 셀의 고정력을 향상하기 위해 상기 림(124)과 상기 제2 단자편(132)을 서로 용접할 수 있다. 일실시예로서, 상기 림(124)의 외측면(124a)에 레이저를 조사하여 상기 림(124)의 내측면(124b)과 상기 제2 단자편(132)의 외측면(132a)을 서로 용접한다. 상기 몸체(110)를 그 중심축에 대하여 회전시키면서 상기 레이저를 조사하거나 상기 레이저를 상기 몸체(110)의 원주방향을 따라 이동시키면서 조사함으로써 상기 림(124)의 내측면(124b)전체에 대하여 용접을 수행할 수 있다.
이에 따라, 제1 단위 셀과 제2 단위 셀은 추가적인 연결부재 없이도 서로 직렬 연결될 수 있으며, 상기 연결부재를 위한 공간이 필요없게 된다. 따라서, 상기 제1 단위 셀 및 제2 단위 셀에 의해 형성되는 전기 에너지 저장 장치는 상기 연결부재가 점유하는 공간이 불필요하게 되므로 추가적인 부피증가를 방지할 수 있다. 이때, 연결되는 상기 단위 셀의 개수는 상기 전기 에너지 저장장치가 요구하는 총 전위차의 크기와 상기 단위 셀의 전위차의 크기에 의해 결정된다.
일실시예로서, 도 6은 상술한 바와 같은 공정에 의해 3개의 단위 셀을 연결하여 형성한 전기 에너지 저장장치의 단위 그룹을 도시하고 있다. 상기 전기 에너지 저장장치가 요구하는 전위차가 상기 단위 셀의 전위차와 비교하여 현저하게 큰 경우에는 필요한 모든 단위 셀을 상술한 바와 같은 방법으로 직렬 연결하는 것은 상기 전기 에너지 저장장치의 형상을 제약할 수 있다. 즉, 너무 많은 단위 셀이 일렬로 연결되어, 이를 포함하는 상기 전기 에너지 저장장치는 길게 형성된 상기 단위 그룹을 포함 할 수 있는 형태로 한정된다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 소정의 개수로 직렬 연결된 제1 단위그룹 및 제2 단위그룹을 수평적으로 더 연결하여 고정(단계 S40)함으로써 단위그룹의 길이가 증가하는 것을 방지하면서 직렬 연결되 는 단위 셀의 개수를 증가할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 상기 제1 단위 그룹과 제2 단위 그룹이 직렬 연결된 상태를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 상기 제1 단위 그룹(A)의 양극단자(120)와 상기 제2 단위그룹의 음극단자(130)는 도전성 연결부재(400)에 의해 전기적으로 서로 연결되고 소정의 고정부재(미도시)에 의해 상기 제1 단위그룹(A) 및 제2 단위그룹(B)에 고정된다. 이때, 상기 연결부재(400)는 상기 양극단자(120)의 개방영역(도 4a의 126)을 경유하여 상기 음극단자(130)와 연결된다. 본 실시예의 경우, 상기 연결부재(400)는 용접에 의해 상기 제1 그룹(A) 및 제2 그룹(B)에 고정된다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 상기 제1 단위그룹과 제2 단위그룹이 직렬 연결된 상태를 나타내는 도면이다. 도 8은 상기 제1 단위그룹(A)의 양극단자(120)에 형성된 상기 림(124)이 상기 양극 단자(120)에 형성된 모든 제1 단자편(122)에 형성된 경우에 상기 제2 단위그룹(B)이 형성된 상태를 나타내는 도면이다.
이와 같은 경우에 상기 연결부재(400)는 상기 림(124)에 대응하도록 소정의 깊이를 갖는 홈(410)을 갖도록 형성되어, 상기 홈(410)으로 상기 림(124)이 삽입되도록 구성된다. 따라서, 상기 제1 단위그룹(A) 및 제2 단위그룹(B)은 상기 연결부재(400)에 의해 직렬로 연결된다. 일실시예로서, 상기 연결부재(400)는 도전성 물질로 형성된 버스 바(bus bar)를 포함한다.
도 9는 본 발명의 일시시예에 의한 다수의 단위 셀을 구비하는 전기 에너지 저장장치를 나타내는 사시도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 전기 에너지 저장장치(900)는 단위전압을 갖는 다수의 단위셀이 전기적으로 연결된 적어도 하나 이상의 단위 그룹을 구비하는 에너지 저장유닛(600), 상기 에너지 저장유닛(600)의 음극단자와 연결된 제1 도전라인(700) 및 상기 에너지 저장유닛(600)의 양극단자와 연결된 제2 도전라인(800)을 포함한다.
일실시예로서, 상기 단위그룹은 상기 단위 셀이 길이방향으로 직렬로 연결되며 상기 각 단위 그룹들은 도전성 연결부재에 의해 서로 다른 전기적 극성끼리 상기 단위 셀의 폭방향으로 결합되어 상기 에너지 저장유닛(600)을 구성하는 모든 단위 셀들은 전기적으로 직렬 연결된다.
일실시예로서, 상기 단위 셀은, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 전하를 발생하여 전류를 생성하는 전원을 구비하는 본체, 상기 본체의 일단부 표면으로부터 소정의 높이만큼 돌출한 제1 단자부와 상기 제1 단자부의 주변부로부터 상기 본체의 중심축 방향을 따라 돌출되고 소정의 두께를 갖는 림을 구비하는 상부단자 및 상기 일단부와 대응하는 상기 본체의 타단부 표면으로부터 소정의 높이만큼 돌출한 제2 단자부를 구비하는 하부단자를 포함하며, 상기 단위그룹을 형성하는 단위 셀의 하부단자에 위치하는 제2 단자부는 인접 단위 셀의 상부단자에 위치하는 림의 내측 표면에 고정된다.
일실시예로서, 상기 에너지 저장유닛(600)은 도 8에 도시된 바와 같이 제1 단위 그룹(A)과 제2 단위그룹(B)이 도전성 연결부재(610)에 의해 폭방향으로 연결 되어 있다. 상기 도전성 연결부재(610)는 금속성 버스 바(Bus Bar)를 포함하며, 상기 제1 단위 그룹(A) 및 제2 단위 그룹(B)과 용접에 의해 고정되어 있다. 본 실시예의 경우, 상기 제1 단위그룹(A)의 양극단자와 제2 단위그룹(B)의 음극단자가 상기 도전성 연결부재(610)에 의해 연결되어, 상기 전원(600)은 직렬연결된 다수의 단위 셀로 형성된다. 따라서, 상기 전기 에너지 저장장치(900)의 전체적인 전위차는 상기 각 단위 셀의 전위차의 합과 동일하게 된다.
상기 제1 및 제2 도전라인(700,800)들은 상기 전원(600)의 음극단자 및 양극단자와 각각 접속된 도전성 라인들로서 상기 제1 및 제2 도전라인(700,800) 사이에 소정의 저항체 내지 에너지 소모 기구(미도시)가 위치하여 상기 전기 에너지 저장장치(900)로부터 에너지를 공급받게 된다. 본 실시예의 경우, 상기 제1 단위그룹(A)의 양극단자와 상기 연결부재(610)가 용접되어 있으므로 상기 제1 도전라인(700)은 상기 제1 단위그룹(A)의 음극단자(x)와 전기적으로 연결된다. 또한 상기 제2 단위그룹(B)의 음극단자와 상기 연결부재(610)가 용접되어 있으므로 상기 제2 도전라인(800)은 상기 제2 단위그룹(B)의 음극단자(y)와 전기적으로 연결된다.
상기 전기 에너지 저장장치(900)는 각 단위 셀의 단위 전위차 및 누설전류 편차 및 구동 중 성능저하 편차에 의해 발생하는 각 단위 셀 사이의 전압편차를 해소하기 위해 전압균등화 회로를 더 포함할 수 있다.
도 10은 도 9에 개시된 전기 에너지 저장장치에 전압균등화 회로를 설치한 상태를 부분적으로 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 상기 전원(600)을 구성하는 각 단위 셀 사이의 단위전압 의 편차를 최소화하기 위한 전압균등화 회로(500)가 제1 단위 그룹(A) 및 제2 단위그룹(B) 사이에 위치한다.
일실시예로서, 상기 제1 단위그룹(A) 및 제2 단위그룹(B) 상에 도전성 지지부재(510)를 형성하고, 상기 지지부재(510)의 상부에 상기 전압균등화 회로(500)를 위치시키고 고정한다. 본 실시예의 경우, 각 단위 셀의 본체와 하단부는 일체로 형성되어 모두 음극단자로서 기능하므로 상기 각 단위그룹(A, B)의 본체와 연결된 상기 지지부재(510)는 전기적으로 상기 전원(600)과 연결된다. 따라서, 상기 지지부재(510)의 상부에 상기 전압 균등화 회로(500)가 위치하는 경우, 상기 지지부재(510)를 경유하여 상기 전원(600)과 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 전원(600)을 구성하는 각 단위셀의 전압이 편차를 보이더라도 상기 전압균등화 회로(500)에 의해 균일하게 조절되어 상기 전기 에너지 저장장치(900) 전체의 발생 전압은 항상 균일하게 유지될 수 있다.
일실시예로서, 상기 지지부재(510)는 금속성 재질의 판스프링이나 판상의 탭(tab)을 포함하며, 나사결합이나 용접에 의해 상기 각 단위그룹(A,B)에 고정될 수 있다. 또한, 상기 전압균등화 회로(500)는 별개의 회로기판을 형성하여 상기 지지부재(510)의 상부에 고정하거나 상기 지지부재(510)의 상부에 직접 상기 전압균등화 회로를 형성할 수 있다. 따라서, 다수의 단위 셀로 형성된 전원(600)과 상기 전압 균등화 회로(500)를 상기 전기 에너지 저장장치(900)를 구성하는 단위 모듈로 구성함으로써 상기 전기 에너지 저장장치의 조립이나 수리작업을 용이하게 수행할 수 있는 장점이 있다.
상술한 바와 같은 본원발명의 일시시예에 의한 전기 에너지 저장장치는 전원을 구성하는 다수의 단위 셀을 그 자체의 양극단자와 음극단자를 직접 억지끼워 맞춤하거나 용접하여 직렬 연결함으로써 직렬 연결에 필요한 추가적인 연결부재의 개수를 최소한으로 줄일 수 있다. 이에 따라, 전기 에너지 저장장치의 용적을 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한, 상기 전압 균등화 회로를 포함한 단위 모듈 단위로 상기 전기 에너지 저장장치를 조립 및 수리함으로써 제작 및 유지비용을 줄일 수 있는 장점이 있다. 본 실시예에서는 상기 단위 그룹의 상부에 전압균등화 회로를 형성하는 것을 예시하고 있지만, 상기 전기에너지 저장장치의 사용 환경에 따라 다양한 전기회로(예: 전압모니터링 회로)가 부착될 수 있음은 자명하다.
상술한 바와 같은 전기에너지 저장장치 및 이를 구성하는 단위 셀에 의하면, 상기 단위 셀의 직렬 연결시 단위 셀의 양단부에 형성된 림과 단자편을 직접 끼워맞춤하거나 용접 처리하여 고정함으로써 별도의 연결부재가 필요하지 않다. 따라서, 상기 연결부재가 점유하는 공간에 대응하는 만큼 상기 전기 에너지 저장장치의 부피를 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한, 연결부재를 형성하기 위한 공정이 제거되고 그에 상응하는 부품수가 적어짐으로써 공정단순화 및 원가절감을 달성할 수 있는 효과가 있다.
한편, 상기 단위 셀의 음극단자는 단위 셀을 구성하는 본체와 일체로 형성됨으로써 음극단자의 표면적을 확대하여 우수한 냉각효과를 갖는 장점이 있다. 전기 에너지 저장장치는 응용분야에 따라 대전류 충전과 방전이 빈번하게 이루어짐으로 써 발열에 의한 취약한 단점이 있다. 따라서, 모든 전기 에너지 저장장치는 전원을 고온의 열로부터 보호하기 위한 적절한 냉각수단을 구비하고 있는데 일반적으로 널리 알려진 냉각수단은 근본적으로 공기를 순환시키는 공랭식과 물과 같은 액체를 순환시키는 수냉식을 이용하고 있다. 수냉식이던 공랭식이던 양 방식 모두 전원의 표면적에 따라 냉각효율이 결정되는 것은 동일하다. 본원발명에 의한 단위 셀은 본체와 음극단자가 일체로 형성되거나 적어도 전기적으로 연결되도록 구성함으로써 본체와 일단부 전체를 음극단자로 사용하고 상기 본체의 타단부에 양극단자를 별개로 형성하는 구조를 취함으로써, 상기 단위 셀이 직렬 연결된 경우 양극단자와 전기적으로 연결된 음극단자는 단위 셀 본체까지 확장됨으로써 전원의 단자부 표면적이 비약적으로 확장된다. 따라서, 냉각효과를 현저하게 높일 수 있는 장점이 있다.
또한, 전압 균등화 회로와 같은 다양한 부가회로 구비하는 단위모듈을 용이하게 제작함으로써 상기 전기 에너지 저장장치의 제작 및 관리효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (24)

  1. 내부에 전하를 발생하여 전류를 생성하는 전원을 구비하는 본체;
    상기 본체의 일단부에 연결되며 상기 본체의 일단부 표면으로부터 소정의 높이만큼 돌출하고, 상기 본체의 측단으로부터 제1 거리만큼 이격되어 위치하는 제1 단자부와 상기 제1 단자부의 주변부로부터 상기 본체의 중심축 방향을 따라 돌출되고 소정의 두께를 갖는 림을 구비하는 제1 전극 단자; 및
    상기 일단부와 대응하는 상기 본체의 타단부에 형성되며 상기 타단부 표면으로부터 소정의 높이만큼 돌출하고, 상기 본체의 측단으로부터 제2 거리만큼 이격되어 위치하는 제2 단자부를 구비하는 제2 전극단자를 포함하며, 상기 제2 거리는 상기 제1거리 및 상기 림의 두께와 동일한 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장장치용 단위 셀.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전원은 양전하 및 음전하 생성부가 격리막을 사이에 두고 권취형으로 형성되며 상기 본체는 상기 전원을 내부에 포함하는 원통 형상인 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장장치용 단위 셀.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 단자부는 상기 본체의 원형단면 중심에서 소정의 중심각을 갖는 부채꼴 형상으로 분할된 다수의 제1 단자편을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장장치용 단위 셀.
  4. 제3항에 있어서, 상기 림은 상기 원통형 본체의 중심축에 대하여 대칭적으로 위치하는 한 쌍의 상기 제1 단자편을 기준으로 선택적으로 위치하여, 상기 제1 전 극단자는 상기 제1 단자편의 주변부에 상기 림이 위치하지 않는 개방영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장장치용 단위 셀.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제2 단자부는 상기 본체의 원형단면 중심에서 소정의 중심각을 갖는 부채꼴 형상으로 분할된 다수의 제2 단자편을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장장치용 단위 셀.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2 전극단자는 상기 본체와 일체인 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장장치용 단위 셀.
  8. 전류를 생성하기 위한 전원을 구비하는 본체의 일단부에 제1 단자부 및 상기 제1 단자부의 주변부로부터 돌출한 림을 구비하는 제1 전극단자를 형성하는 단계;
    상기 일단부에 대응하는 상기 본체의 타단부를 가공하여 제2 단자부를 구비하는 제2 전극단자를 형성하는 단계; 및
    제1 단위 셀에 형성된 상기 제1 전극단자의 상기 림의 내측면에 제2 단위 셀 에 형성된 상기 제2 전극단자의 상기 제2 단자부를 결합하여 상기 제1 단자부 및 제2 단자부를 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장장치용 단위 셀의 연결방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 전극단자를 형성하는 단계는
    도전성 평판을 가공하여 상기 평판의 표면으로부터 돌출한 상기 제1 단자부 및 상기 제1 단자부의 주변부로부터 돌출한 상기 림을 구비하는 상기 제1 전극단자를 제조하는 단계; 및
    상기 제1 전극단자를 상기 본체의 일단부에 고정하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장장치용 단위 셀의 연결방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 전극단자와 상기 본체 일단부의 고정은 나사결합 또는 용접에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장장치용 단위 셀의 연결방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 제1 전극단자를 형성하는 단계는
    도전성 평판을 가공하여 상기 평판의 표면으로부터 돌출한 상기 제1 단자부를 형성하는 단계;
    상기 림을 상기 제1 단자부의 주변부에 형성하여 상기 제1 전극단자를 제조하는 단계; 및
    상기 제1 전극단자를 상기 본체의 일단부에 고정하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장장치용 단위 셀의 연결방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 제2 전극단자를 형성하는 단계는 상기 본체와 일체로 형성된 상기 타단부를 가공하여 상기 타단부의 표면으로부터 소정의 높이만큼 돌출된 제2 단자부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장장치용 단위 셀의 연결방법.
  13. 제8항에 있어서, 상기 제1 단자부 및 상기 림의 외측면은 상기 본체의 주변부로부터 제1 거리만큼 이격되고 상기 제2 단자부는 상기 본체의 주변부로부터 제2 거리만큼 이격되도록 형성되며, 상기 제2 거리는 상기 제1거리와 상기 림의 두께의 합과 동일하게 형성되어 상기 제2 단자부는 상기 림의 내측면에 억지끼워 맞춤되는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장장치용 단위 셀의 연결방법.
  14. 제8항에 있어서, 상기 제2 단자부를 상기 림의 내측면에 고정하는 단계는 상기 제2 단자부와 상기 림의 내측면을 용접하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장장치용 단위 셀의 연결방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제2 단자부와 상기 림의 내측면을 용접하는 단계는
    상기 림의 외측면을 향하여 레이저를 조사하는 단계; 및
    상기 본체의 중심축에 대하여 상기 림을 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장장치용 단위 셀의 연결방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 제2 단자부와 상기 림의 내측면을 용접하는 단계는 상기 림의 원주방향으로 회전하면서 상기 림의 외측면을 향하여 레이저를 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장장치용 단위 셀의 연결방법.
  17. 제8항에 있어서, 상기 제1 전극단자의 림의 내측면에 서로 다른 단위 셀에 형성된 상기 제2 전극단자의 상기 제2 단자부를 결합하는 단계를 반복하여 다수의 단위 셀이 직렬로 연결된 제1 및 제2 단위 그룹을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 단위그룹 및 상기 제2 단위그룹을 고정하여 상기 제1 단위그룹의 제1 전극단자와 상기 제2 단위그룹의 제2 전극단자를 전기적으로 연결하여 상기 제1 단위그룹 및 상기 제2 단위그룹을 직렬로 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장장치용 단위 셀의 연결방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1 및 제2 단위그룹을 고정하는 단계는 도전성 연결부재를 상기 제1 단위그룹의 제1 전극단자 및 상기 제2 단위그룹의 제2 전극단자에 각각 용접하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장장치용 단위 셀의 연결방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 연결부재는 금속으로 이루어진 버스 바(bus bar)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기에너지 저장장치용 단위 셀의 연결방법.
  20. 단위전압을 갖는 다수의 단위 셀이 전기적으로 연결된 적어도 하나 이상의 단위 그룹을 구비하는 에너지 저장 유닛;
    상기 에너지 저장 유닛의 제1 전극단자와 전기적으로 연결된 제1 도전라인; 및
    상기 에너지 저장 유닛의 제2 전극단자와 전기적으로 연결된 제2 도전라인을 포함하며, 상기 단위 셀은 전하를 발생하여 전류를 생성하는 전원을 구비하는 본체, 상기 본체의 일단부 표면으로부터 소정의 높이만큼 돌출한 제1 단자부와 상기 제1 단자부의 주변부로부터 상기 본체의 중심축 방향을 따라 돌출되고 소정의 두께를 갖는 림을 구비하는 상부단자 및 상기 일단부와 대응하는 상기 본체의 타단부 표면으로부터 소정의 높이만큼 돌출한 제2 단자부를 구비하는 하부단자를 포함하며, 상기 단위그룹을 형성하는 단위 셀의 하부단자에 위치하는 제2 단자부는 인접 단위 셀의 상부단자에 위치하는 림의 내측 표면에 고정되는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 단위 그룹은 상기 단위 셀이 길이방향으로 직렬로 연결되며 상기 각 단위그룹들은 도전성 연결부재에 의해 서로 다른 전기적 극성끼리 상기 단위 셀의 폭 방향으로 결합되어 상기 에너지 저장유닛을 구성하는 모든 단위 셀들은 전기적으로 직렬 연결된 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장장치.
  22. 삭제
  23. 제20항에 있어서, 상기 도전성 연결부재는 금속성 버스 바(bus bar)를 포함하며 상기 버스 바(bus bar)는 상기 림을 수용하기 위한 홈(groove)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기에너지 저장장치.
  24. 제20항에 있어서, 상기 단위그룹의 표면에 도전성 지지부재 및 상기 지지부재와 전기적으로 연결된 회로유닛을 포함하며 상기 각 단위 셀과 전기적으로 연결되어 상기 각 단위 셀의 단위전압들의 편차를 최소화하는 전압균등화 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 저장장치.
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