KR100872954B1

KR100872954B1 - 전원 장치

Info

Publication number: KR100872954B1
Application number: KR1020030006053A
Authority: KR
Inventors: 이자와료사꾸; 구니모또기요시
Original assignee: 산요덴키가부시키가이샤
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2008-12-08
Also published as: JP2003229106A; EP1333511A2; JP3671007B2; EP1333511B1; CN1271732C; US6819081B2; KR20030066382A; CN1435902A; DE60321067D1; US20030141842A1; EP1333511A3

Abstract

길이에 차이가 있는 전지 모듈을 간단한 구조로 무리없이 연결한다. 전지 모듈의 회전을 저지하는 구조를 특별하게 마련하는 일 없이 전지 모듈을 회전하지 않게 케이스에 장착한다. 케이스의 구조를 간단하게 하여서 조립이나 전지 모듈의 교환을 극히 효율좋게 간단하게 한다.

전원 장치는 복수의 전지(21)를 직선형으로 연결하고 있는 복수의 전지 모듈(20)을 케이스(10)에 수납하고 있고, 이들의 전지 모듈(20)을 버스 바아(40)로 접속하고 있다. 전지 모듈(20)은 양단에 전지 단부면에 대해서 수직으로 돌출하여 이루어지는 금속판의 출력 단자(30)를 고정하고 있다. 전원 장치는 인접하는 전지 모듈(20)의 출력 단자(30)를 금속판의 버스 바아(40)로 연결하여 케이스(10)에 수납하고 있다.

Description

전원 장치{POWER SUPPLY}

본 발명은 주로 하이브리드카 등의 전동 차량에 탑재되는 전원 장치에 관한 것이다.

2차 전지를 직선형으로 연결하고 있는 전지 모듈을 케이스에 수납하고 있는 전원 장치는 전동 차량과 같이 큰 출력이 요구되는 전원 장치로서 사용된다. 이러한 종류의 전원 장치는 도1에 도시한 바와 같이, 케이스(70)에 전지 모듈(71)을 수납하고 있다. 케이스(70)에 수납하는 전지 모듈(71)은 양단에 나사와 너트로 구성되는 출력 단자(72)를 고정하고 있다. 전지 모듈(71)의 출력 단자(72)는 버스 바아(73)에 직렬로 접속된다. 케이스(70)는 버스 바아(73)를 내장하는 단부 플레이트(74)를 측부에 마련하고 있다. 단부 플레이트(74)는 플라스틱 성형품이고, 버스 바아(73)를 삽입하여 절연하고 있다. 이 구조의 전원 장치는 단부 플레이트(74)의 버스 바아(73)에 고정 나사(75)와 너트(76)를 끼우고, 버스 바아(73)를 전지 모듈(71)의 출력 단자(72)에 접속하고 있다.

도1에 도시한 구조의 전원 장치는 전지 모듈의 길이에 치수 오차가 있으면, 이를 흡수하면서 케이스에 장착하기가 어렵다. 특히, 인접하여 배치하고 있는 전지 모듈에 길이의 차이가 있으면, 버스 바아에 연결한 상태에서 짧은 전지 모듈에는 무리한 인장력이 작용하고, 긴 전지 모듈에는 압축력이 작용하는 단점이 있다. 전지 모듈은 복수의 2차 전지를 직선형으로 연결하고 있으므로, 2차 전지에 길이의 치수 오차가 있으면 전체 길이에 변동이 생긴다. 예를 들어, 하이브리드카에 사용되는 니켈-수소 전지는 길이의 치수 오차를 최대로 ±0.3 mm로 하고 있다. 이 2차 전지를 6개, 직선형으로 연결하는 전지 모듈은 치수 오차의 최대치가 ±1.8 mm까지나 된다. 가장 긴 것과 짧은 것에서 약 3 mm나 되는 치수 오차가 발생한다. 이와 같이, 길이가 다른 전지 모듈을 인접하여 평행하게 배치하여 버스 바아로 단단히 연결하면 긴 것과 짧은 것에서 상당히 무리한 힘이 작용한다.

버스 바아를 유격이 있는 상태에서 단부 플레이트에 연결하는 구조는 전지 모듈의 치수 오차를 흡수할 수 있다. 다만, 이 구조의 단부 플레이트는 구조가 복잡하고 제조 비용이 높아지는 단점이 있다. 게다가, 이 구조에서 버스 바아를 단부 플레이트에 연결하여도 인접하는 전지 모듈에서 길이의 차이가 있으면, 버스 바아는 무리없이 연결될 수 없게 된다. 하나의 버스 바아가 길이에 차이가 있는 전지 모듈에 연결되면 기울어진 자세로 출력 단자에 연결되기 때문이다.

또한, 도1에 도시한 바와 같이, 원통형 전지를 직선형으로 연결하고 있는 전지 모듈(71)은 회전하지 않도록 케이스(70)에 장착할 필요가 있다. 전지 모듈(71)의 회전을 저지하기 위해, 도1의 전지 모듈(71)은 양단에 고정하고 있는 출력 단자(72)를 사각형이나 육각형으로 하고 있다. 이와 같은 다각형의 출력 단자(72)를 단부 플레이트(74)에 끼워넣어서 전지 모듈(71)의 회전을 방지하고 있다. 따라서, 이 전원 장치는 전지 모듈의 회전을 저지하는 구조를 필요로 하고, 단부 플레이트의 구조나 출력 단자의 구조가 복잡하게 되는 단점이 있다.

또한, 도면의 전원 장치는 케이스 자체의 구조도 복잡해지는 단점이 있다. 이는 버스 바아를 삽입 형성하여 이루어지는 단부 플레이트를 필요로 하고, 더구나 단부 플레이트에는 버스 바아를 완전하게 매설할 수 없는 표면에 표출하므로, 이 부분을 다시 절연 플레이트로 커버하여 절연할 필요가 있기 때문이다. 또한, 전지 모듈에서도 너트나 나사를 고정하므로, 전지 모듈에 출력 단자를 고정하는 구조도 복잡해진다. 너트나 고정 나사를 직접적으로 전지 모듈의 전지 단부면에 용접하여 고정할 수가 없기 때문이다. 너트나 고정 나사는 전지 단부면에 용접하는 금속 플레이트에 미리 용접 등의 방법으로 고정하고, 또 금속 플레이트를 용접하여 전지 단부면에 고정할 필요가 있고, 구조 및 조립에 시간이 걸리는 결점이 있다.

또, 도1에 도시한 구조의 전원 장치는 전원 모듈이 고장났을 때에 특정 전지 모듈을 교환하는데 극히 품이 든다는 결점도 있다. 이는 전지 모듈을 교환하기 위해 단부 플레이트(74)를 제거할 필요가 있기 때문이다. 단부 플레이트(74)를 제거하려면 모든 전지 모듈(71)에 연결하고 있는 너트(76) 및 고정 나사(75)를 제거할 필요가 있다. 케이스에는 수십개의 전지 모듈이 수납되므로, 모든 너트 및 고정 나사를 떼어내고 단부 플레이트를 떼어내는 것은 극히 품이 드는 것이다.

본 발명은 이들 결점을 해결하는 것을 목적으로 개발된 것이다. 본 발명의 중요한 목적은 길이에 차이가 있는 전지 모듈을 간단한 구조로 무리없이 연결할 수 있는 동시에, 전지 모듈의 회전을 저지하는 구조를 특별하게 마련하는 일 없이 전지 모듈을 회전하지 않도록 케이스에 장착할 수 있고, 또 케이스의 구조를 간단하게 하여 조립이나 전지 모듈의 교환을 효율적으로 간단하게 할 수 있는 전원 장치를 제공하는 데 있다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명의 전원 장치는 복수의 전지(21)를 직선형으로 연결하고 있는 복수의 전지 모듈(20)를 케이스(10)에 수납하고 있고, 이들 전지 모듈(20)을 버스 바아(40)로 접속하고 있다. 전지 모듈(20)은 양단에 전지 단부면에 대해 수직으로 돌출하여 이루어지는 금속판의 출력 단자(30)를 고정하고 있다. 전원 장치는 인접하는 전지 모듈(20)의 출력 단자(30)를 금속판의 버스 바아(40)로 연결하여 케이스(10)에 수납하고 있다.

출력 단자(30)는 바람직하게는 버스 바아(40)를 연결하는 고정 나사(45)를 삽통하기 위한 관통 구멍(32)을 구비한다. 이 관통 구멍(32)은 전지 모듈(20)의 종방향으로 연장하는 가늘고 긴 구멍으로서, 전지 모듈(20)의 길이의 변동을 흡수하면서 버스 바아(40)에 연결할 수 있다.

케이스(10)는 버스 바아(40)와 출력 단자(30)의 끼워맞춤부(50)를 마련할 수 있다. 이 케이스(10)는 버스 바아(40)와 출력 단자(30)를 끼워맞춤부(50)로 안내하여 전지 모듈(20)을 정위치에 배치할 수 있다. 케이스(10)의 끼워맞춤부(50)는 전지 모듈(20)의 길이의 치수 오차를 흡수할 수 있는 유격을 마련할 수 있다.

버스 바아(40)는 너트(41)를 고정할 수 있다. 이 버스 바아(40)는 출력 단자(30)의 관통 구멍(32)에 삽입되는 고정 나사(45)를 너트(41)에 나사삽입하여 출력 단자(30)를 버스 바아(40)에 보다 확실히 연결할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 설명한다. 다만, 이하에 도시한 실시예는 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 전원 장치를 예시하는 것으로서, 본 발명은 전원 장치를 이하의 것으로 특정하는 것은 아니다.

또한, 본 명세서는 특허청구의 범위를 이해하기 쉽도록 실시예에 도시된 부재에 대응하는 번호를 「특허청구의 범위」 및 「과제를 해결하기 위한 수단」에 기재된 부재에 부기하고 있다. 다만, 특허청구의 범위에 기재된 부재를 실시예의 부재로 특정하는 것은 결코 아니다.

도2 내지 도4의 전원 장치는 복수의 전지(21)를 직선형으로 연결하고 있는 복수의 전지 모듈(20)를 케이스(10)에 수납하여 인접하는 전지 모듈(20)을 버스 바아(40)에 직렬로 접속하고 있다. 케이스(10)는 상부 케이스(11)와 하부 케이스(12)를 구비한다. 도2는 전원 장치의 횡단면도를, 도3은 종단면도를, 도4는 상부 케이스(11)를 제거한 평면도를 각각 도시하고 있다. 이들 도면의 전원 장치는 주로 하이브리드카 등의 전동 차량에 사용된다. 다만, 본 발명의 전원 장치는 전동 차량 이외의 용도이면서, 큰 출력이 요구되는 용도에도 사용할 수 있다. 도면의 전지 모듈은 도5에 도시한 바와 같이, 원통형 전지인 2차 전지(21)를 직선형으로 연결하여 직렬로 접속하고 있다. 다만, 전지 모듈은 각형 전지도 사용할 수 있다.

2차 전지(21)는 니켈-수소 전지, 리튬 이온 2차 전지, 니켈-카드뮴 전지 등의 충전할 수 있는 모든 전지를 사용할 수 있다. 다만, 전동 차량용 세트 전지에 사용되는 2차 전지에는 니켈-수소 전지가 적합하다. 체적과 중량에 대한 출력이 커서 우수한 큰 전류 특성을 갖기 때문이다.

2차 전지(21)는 도6의 단면도에 도시한 바와 같이, 외장 캔(25)의 개구부를 밀봉판(23)으로 기밀하게 밀폐하고 있다. 외장 캔(25)과 밀봉판(23)은 금속판이다. 외장 캔(25)은 금속판을 바닥이 있는 원통형으로 프레스 성형하여 제작된다. 밀봉판(23)은 중앙에 볼록부 전극(22)을 용접하고 있다. 외장 캔(25)의 내부에는 전극(도시 안됨)이 내장된다. 게다가, 전해액도 충전된다. 외장 캔(25)은 개구부의 단부를 코오킹 가공하여 밀봉판(23)을 기밀하게 고정하고 있다. 밀봉판(23)은 가스켓(19)을 통하여 외장 캔(25)의 코오킹부에 협착되어 기밀하게 고정된다. 가스켓(19)은 절연재의 고무형 탄성체로서, 밀봉판(23)과 외장 캔(25)을 절연하는 동시에 밀봉판(23)과 외장 캔(25)의 간극을 기밀하게 폐색한다. 밀봉판(23)의 주연에는 코오킹 볼록조(24)가 마련된다. 이 2차 전지(21)는 밀봉판(23)을 제1 전극으로 하고, 외장 캔(25)을 제2 전극으로 하고 있다. 니켈 수소 전지는 제1 전극을 정극으로 하고 제2 전극을 부극으로 하고 있다. 2차 전지는, 제1 전극을 음극으로, 제2 전극을 양극으로 하는 것도 가능하다.

전지 모듈(20)은 도6에 도시한 바와 같이, 2차 전지(21) 사이에 접속체(26)를 배치하고 있고, 접속체(26)를 통해 직렬로 접속하고 있다. 도면의 전지 모듈(20)은 한쪽의 2차 전지(21)의 밀봉판(23)과 다른 쪽의 2차 전지(21)의 외장 캔(25)을 접속체(26)에 접속하고 있다. 접속체(26)는 금속판을 프레스 성형한 것이고, 대향하여 배치된 2차 전지(21)의 전지 단부면에 용접하여 접속되며 2차 전지(21)를 직렬로 전기 접속한다. 도7 및 도8은 접속체(26)를 도시하고 있고, 도7은 평면도, 도8은 단면도이다. 이와 같은 접속체(26)는 금속판을 구멍이 있는 링형상으로 성형하며, 양면에 돌출하여 전지 단부면에 용접되는 복수의 용접 볼록부(27)를 마련하고 있다. 양면에 돌출하고 있는 용접 볼록부(27)는 대향하는 전지 단부면에 용접되며, 인접하여 배치하고 있는 2차 전지(21)를 직렬로 접속한다. 도면의 접속체(26)는 중심 구멍(28)을 마련하며, 여기에 볼록부 전극(22)을 배치하고 있다.

도7 및 도8에 도시한 접속체(26)는 도6에 도시한 바와 같이, 전지 단부면에 마련되어 있는 코오킹 볼록조(24)의 내형보다도 외형을 작게 하고 있다. 2차 전지(21)는 밀봉판(23)을 제1 전극, 외장 캔(25)을 제2 전극으로 하고 있으므로, 밀봉판(23)에 접속되는 접속체(26)가 외장 캔(25)의 일부인 코오킹 볼록조(24)에 접촉하면 단락된다. 이 접속체(26)는 외주연과 코오킹 볼록조(24) 사이에 간극을 마련하여 접속체(26)가 코오킹 볼록조(24)에 접촉하여 단락되는 것을 저지하고 있다. 접속체(26)는 위치가 어긋나면 코오킹 볼록조(24)에 접촉하므로, 접속체(26)를 보유 캡(29)으로 정위치에 보유하고 있다. 이 접속체(26)는 동일 원주상에 복수의 용접 볼록부(27)를 마련하고 있다. 용접 볼록부(27)는 교대로 반대면, 도8에 있어서 상하로 돌출하고 있다. 반대면에 돌출하는 용접 볼록부(27)는 대향하여 배치되는 전지 단부면에 용접하여 접속된다.

전지 모듈(20)은 그 양단에, 전지 단부면에 대해 수직으로 돌출하고 있는 금속판의 출력 단자(30)를 고정하고 있다. 인접하는 전지 모듈(20)의 출력 단자(30)는 금속판의 버스 바아(40)에 연결된다. 버스 바아(40)는 전지 모듈(20)을 직렬로 졉속한다. 전지 모듈(20)은 버스 바아(40)에 연결되는 상태로 케이스(10)에 수납된다.

도9 내지 도14는 전지 모듈(20)의 양단에 접속되는 출력 단자(30)를 도시한다. 도9 내지 도11에 도시한 출력 단자(30)와, 도12 내지 도14에 도시한 출력 단자(30)는 형상이 다르다. 형상이 다른 출력 단자(30)는 전지 모듈(20)의 정(正)부(負)의 전지 단부면에 고정된다. 이 전지 모듈(20)은 정(正)부(負)의 양단에 형상이 다른 출력 단자(30)를 고정하고 있으므로, 정(正)부(負)를 틀림없이 케이스(10)에 수납할 수 있다.

이상의 도면에 도시한 출력 단자(30)는 전지 단부면에 용접되는 고정 플레이트(35)를 구비한다. 고정 플레이트(35)는 출력 단자(30)를 버스 바아(40)에 연결하는 본체부(31)에 대해 수직인 자세이다. 고정 플레이트(35)가 있는 출력 단자(30)는 전지 모듈(20)의 전지 단부면에 접촉하여 확실하게 고정할 수 있다. 다만, 출력 단자는 반드시 고정 플레이트를 마련할 필요는 없다. 금속판을 소정의 형상으로 절단하여 된 평면 형상의 출력 단자는 그 측부 모서리를 전지 단부면에 용접하여 고정할 수도 있기 때문이다. 도면에 도시한 바와 같이, 고정 플레이트(35)와 본체부(31)로 이루어지는 출력 단자(30)는 직각으로 절곡된 2매의 금속편을 본체부(31)에 2매로 겹쳐서 용접하여 연결하고 있다. 각각의 금속편은 금속판을 직각으로 절곡하여 고정 플레이트(35)와 본체부(31)를 구성한다. 2매의 금속편은 2매를 본체부(31)에 겹쳐서 용접하여 고정함으로써 원형의 고정 플레이트(35)를 구성하는 형상으로 하고 있다. 고정 플레이트(35)와 본체부(31)의 경계에서 직각으로 절곡하고 있는 2매의 금속편을 용접하여 제작되는 출력 단자(30)는 저렴하게 다량 생산할 수 있다. 또, 본체부와 고정 플레이트를 금속판으로 제작하여 이 경계에서 용접하는 구조와 비교하여, 본체부(31)와 고정 플레이트(35)의 경계의 굽힘 강도를 강하게 할 수 있다.

전지 모듈(20)의 정(正)부(負)에 고정되는 출력 단자(30)의 고정 플레이트(35)는 형상이 다르다. 도9 내지 도11의 출력 단자(30)는 도11의 단면도에 도시한 바와 같이, 2차 전지(21)의 볼록부 전극(22) 측에 용접하여 고정된다. 이 출력 단자(30)는 고정 플레이트(35)를 2차 전지(21)의 제1 전극인 밀봉판(23)에 용접하여 고정된다. 밀봉판(23)에 접속되는 고정 플레이트(35)는 외장 캔(25)의 일부인 코오킹 볼록조(24)에 접촉하면 단락된다. 이로 인해, 이 출력 단자(30)는 고정 플레이트(35)의 외형을 2차 전지(21)의 코오킹 볼록조(24)의 내형보다도 작게 하고 있다. 고정 플레이트(35)가 코오킹 볼록조(24)에 접촉하지 않게 하기 위함이다. 또한, 이 고정 플레이트(35)는 전지 단부면의 볼록부 전극(22)을 삽입하는 중심 구멍(36)을 개구하고 있다. 이 출력 단자(30)는 고정 플레이트(35)의 중심 구멍(36)에 볼록부 전극(22)을 안내하고, 고정 플레이트(35)를 전지 단부면의 밀봉판(23)에 용접하여 고정된다.

도12 내지 도14의 출력 단자(30)는 도14의 단면도에 도시한 바와 같이, 2차 전지(21)의 평면 전극측에 용접하여 고정된다. 이 출력 단자(30)는 고정 플레이트(35)의 외형을 2차 전지(21)의 전지 단부면의 외형보다도 약간 작게 하고 있다. 이 출력 단자(30)는 고정 플레이트(35)를 2차 전지(21)의 제2 전극인 외장캔(23)의 저면에 용접하여 고정된다.

출력 단자(30)는 버스 바아(40)를 연결하는 고정 나사(45)를 삽통하기 위한 관통 구멍(32)을 본체부(31)에 마련하고 있다. 이 관통 구멍(32)은 도9와 도13에 도시한 바와 같이, 전지 모듈(20)의 종방향으로 연장하는 가늘고 긴 구멍으로서, 전지 모듈(20)의 길이의 변동을 흡수하면서 버스 바아(40)에 연결하도록 하고 있다. 게다가, 도9의 출력 단자(30)는 본체부(31)의 양측 모서리에 볼록부(33)를 마련하고, 도13의 출력 단자(30)는 본체부(31)의 양측 모서리에 오목부(34)를 마련하고 있다. 본체부(31)의 볼록부(33)와 오목부(34)는 케이스(10)에 마련한 끼워맞춤부(50)에 끼워 부착된다.

전지 모듈(20)의 양단에 고정되는 출력 단자(30)는 도15에 도시한 바와 같이, 2개의 전지 모듈(20)을 직선형으로 연결할 수 있는 위치에 본체부(31)를 마련하고 있다. 이 전지 모듈(20)은 복수개를 직선형으로 직렬로 접속할 수 있다.

케이스(10)는 복수의 전지 모듈(20)을 동일 평면에 평행으로 늘어서서 수납하고 있다. 이 케이스(10)는 상부 케이스(11)와 하부 케이스(12)로 이루어 지고, 상부 케이스(11)와 하부 케이스(12)에 전지 모듈(20)을 끼워 정위치에 유지하고 있다. 상부 케이스(11)와 하부 케이스(12)는 도시하지 않지만, 나사와 너트로 탈착 가능하도록 확실히 연결하고 있다. 도2와 도3에 도시한 상부 케이스(11)와 하부 케이스(12)는 전지 모듈(20)의 전지부를 안내하는 안내 홈(13)을 대향하는 내면에 마련하고 있고, 게다가 전지 모듈(20)의 양단의 출력 단자(30)와 버스 바아(40)를 끼워 부착하는 끼워맞춤부(50)를 양측의 측벽에 마련하고 있다.

하부 케이스(12)의 측벽에 마련되는, 출력 단자(30)와 버스 바아(40)의 끼워맞춤부(50)의 상세한 사시도를 도16에 도시하고 있다. 끼워맞춤부(50)는 측벽의 표면에 마련한 오목부이고, 이와 같은 도면에 도시한 끼워맞춤부(50)는 버스 바아(40)를 끼워맞추는 버스 바아 끼워맞춤부(51)와, 출력 단자(30)의 본체부(31)를 끼워맞추는 단자 끼워맞춤부(52)를 마련하고 있다. 단자 끼워맞춤부(52)는 버스 바아 끼워맞춤부(51)의 상방에 마련하고 있다.

버스 바아 끼워맞춤부(51)는 이 외형을 버스 바아(40)의 외형에 대략 동일하게 또는 약간 크게 하여 버스 바아(40)를 위치 어긋남이 없도록 끼워맞추고 있다. 버스 바아 끼워맞춤부(51)는 도17에 도시한 바와 같이, 도중에 단차(42)가 가능하도록 절곡하고 있는 버스 바아(40)를 끼워맞출수 있게 저면에 단차(53)를 마련하고 있다. 버스 바아(40)의 도중에 단차(42)를 마련하고 있는 것은 도15에 도시한 바와 같이, 전지 모듈(20)을 직선형으로 연결하기 위해 전지 모듈(20)의 중심으로부터 약간 이격한 정(正)부(負)의 출력 단자(30)를 간극없이 연결하기 위함이다. 게다가, 버스 바아 끼워맞춤부(51)는 버스 바아(40)의 하면에 고정하고 있는 너트(41)를 끼우는 오목부(54)를 저부에 마련하고 있다.

단자 끼워맞춤부(52)는 길이에 오차가 있는 전지 모듈(20)의 출력 단자(30)를 끼워맞출 수 있는 구조로 하고 있다. 이 단자 끼워맞춤부(52)는 버스 바아(40)에 연결되는 한쌍의 출력 단자(30)를 끼워맞출 수 있는 내형으로 하고, 동시에 가장 긴 전지 모듈(20)에 고정하고 있는 출력 단자(30)의 본체부(31)를 끼워맞출 수 있는 내형으로 하고 있다. 게다가, 단자 끼워맞춤부(52)는 정(正)부(負)의 출력 단자(30)의 본체부(31)에 마련하고 있는 볼록부(33)와 오목부(34)에 끼워맞추는 걸림부(55)를 내주연에 마련하고 있다. 본체부(31)의 볼록부(33)에 끼워맞춰지는 걸림부(55)는 오목부 형상으로 하고, 본체부(31)의 오목부(34)에 끼워맞춰지는 걸림부(55)는 볼록부 형상으로 하고 있다. 이 걸림부(55)는 전지 모듈(20)의 종방향으로 유격이 있는 형상으로서, 길이에 치수 오차가 있는 전지 모듈(20)의 출력 단자(30)를 끼워맞출 수 있게 하고 있다. 또한, 단자 끼워맞춤부(52)는 한 쌍의 단자 사이에 볼록조(56)를 마련하고 있다. 이 볼록조(56)는 출력 단자(30)의 본체부(31)에 마련하고 있는 볼록부(33)를 걸릴 수 있게 하고 있다.

상부 케이스(11)와 하부 케이스(12)에 마련하고 있는 안내 홈(13)은 이 내형을 전지 모듈(20)의 전지부의 외형보다도 약간 크게 하고 있다. 안내 홈(13)의 내면과 전지 모듈(20)의 표면 사이에 냉각 공기를 통과시키는 냉각 간극(14)을 설치하기 위함이다. 또한, 상부 케이스(11)와 하부 케이스(12)는 안내 홈(13)의 저부에 환기 구멍(15)을 개구하고 있다. 환기 구멍(15)으로부터 케이스(10)에서 환기되는 냉각 공기는 냉각 간극(14)에서 송풍된다. 냉각 간극(14)을 통과하는 공기는 전지 모듈(20)의 표면을 통하여 전지 모듈(20)을 냉각한다.

버스 바아(40)는 하면에 너트(41)를 고정하고 있다. 이 버스 바아(40)는 출력 단자(30)를 간단하게 고정할 수 있다. 도16에 도시한 바와 같이, 출력 단자(30)의 관통 구멍(32)에 삽입하는 고정 나사(45)를 끼워넣어 고정할 수 있기 때문이다.

이상의 구조의 전원 장치는 이하와 같이 하여 조립된다.

(1) 전지 모듈(20)의 양단에 출력 단자(30)를 용접하여 고정한다. 전지 모듈(20)은 정(正)부(負)의 양단에 다른 형상의 출력 단자(30)를 고정한다.

(2) 하부 케이스(12)의 버스 바아 끼워맞춤부(51)에 버스 바아(40)를 끼워넣는다. 버스 바아(40)는 하면에 고정하고 있는 너트(41)를 버스 바아 끼워맞춤부(51)의 오목부(54)에 끼워넣는다. 이 상태에서, 버스 바아(40)는 하부 케이스(12)의 정위치에 끼워넣어진다.

(3) 하부 케이스(12)의 안내 홈(13)에 전지 모듈(20)을 끼워넣어서 평행하게 늘어 놓는다. 이 때, 전지 모듈(20)은 출력 단자(30)를 버스 바아(40) 위에 얹는다.

(4) 출력 단자(30)의 관통 구멍(32)에 고정 나사(45)를 삽통하고, 이 고정 나사(45)를 버스 바아(40)의 하면에서 고정하고 있는 너트(41)에 나사삽입하여 출력 단자(30)를 버스 바아(40)에 연결한다. 하부 케이스(12)에 수납하고 있는 전지 모듈(20)은 인접하는 출력 단자(30)를 버스 바아(40)에 연결하여 서로 직렬로 접속된다.

(5) 하부 케이스(12)에 상부 케이스(11)를 겹치고, 상부 케이스(11)를 하부 케이스(12)에 고정 나사(도시 안됨)로 연결한다. 이 상태에서, 전지 모듈(20)은 상부 케이스(11)와 하부 케이스(12)에 끼워져 정위치에 유지된다.

본 발명의 전원 장치는 길이에 차이가 있는 전지 모듈을 간단한 구조로 무리없이 연결할 수 있는 특징이 있다. 이는 본 발명의 전원 장치가 전지 모듈의 양단에서 전지 단부면에 대하여 수직으로 돌출하여 이루어지는 금속판의 출력 단자를 고정하고 있고, 인접하는 전지 모듈의 출력 단자를 금속판의 버스 바아로 연결하여 케이스에 수납하고 있기 때문이다. 이 구조의 전원 장치는 전지 모듈의 양단에 고정되는 출력 단자를 전지 모듈의 축방향이 아닌 축방향과 수직인 방향으로 고정한다. 이로 인해, 길이가 다른 전지 모듈을 케이스에 평행하게 배치하여 버스 바아로 단단히 연결하여도 전지 모듈의 치수 오차를 흡수하면서 이들의 사이에서 무리한 힘이 작용하는 것을 확실히 저지할 수 있다. 게다가, 전지 모듈의 양단으로부터 수직으로 돌출하는 금속판의 출력 단자는 전지 모듈을 면으로 지지하는 상태로 케이스에 장착할 수 있으므로, 전지 모듈의 회전을 저지하는 구조를 특별하게 마련하는 일 없이 매우 간단한 구조로 전지 모듈을 회전하지 않도록 케이스에 장착할 수 있다.

또한, 본 발명의 전원 장치는 종래와 같이, 버스 바아를 삽입 성형하여 이루어지는 단부 플레이트를 필요로 하지 않으므로, 케이스 자체의 구조를 간단하게 하여 제조 비용을 저감할 수 있는 특징이 있다. 게다가 또한, 본 발명의 전원 장치는 전지 모듈이 고장난 경우에, 특정 전지 모듈을 매우 효율적으로 간단히 교환할 수 있는 특징이 있다. 이는 종래와 같이, 전지 모듈을 교환하기 위해 모든 너트와 고정 나사를 떼어내어 단부 플레이트를 제거하는 일 없이, 교환하기를 원하는 전지 모듈의 케이스에 고정하고 있는 부분만을 제거하여 교환할 수 있기 때문이다.

도1은 종래의 전원 장치의 분해 사시도.

도2는 본 발명의 일실시예에 관한 전원 장치의 횡단면도.

도3은 도2에 도시한 전원 장치의 종단면도.

도4는 도2에 도시한 전원 장치의 상부 케이스를 제거한 상태를 도시한 평면도.

도5는 전지 모듈의 사시도.

도6은 도5에 도시한 전지 모듈의 전지의 연결 구조를 도시한 확대 단면도.

도7은 도6에 도시한 전지 모듈의 접속체를 도시한 평면도.

도8은 도7에 도시한 접속체의 A-A선 단면도.

도9는 전지 모듈의 한쪽 단부면에 접속된 출력 단자의 사시도.

도10은 도9에 도시한 출력 단자의 평면도.

도11은 도10에 도시한 출력 단자의 A-A선 단면도.

도12는 전지 모듈의 다른 단면에 접속된 출력 단자의 정면도.

도13은 도12에 도시한 출력 단자의 A-A선 단면도.

도14는 도12에 도시한 출력 단자의 B-B선 단면도.

도15는 2개의 전지 모듈을 연결한 상태를 도시한 측면도.

도16은 도4에 도시한 전원 장치의 분해 사시도.

도17은 버스 바아의 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 케이스

11: 상부 케이스

12: 하부 케이스

13: 안내 홈

14: 냉각 공간

15: 환기 구멍

19: 가스켓

20: 전지 모듈

21: 전지

22: 볼록부 전극

23: 밀봉판

24: 코오킹 볼록조

25: 외장 캔

26: 접속체

27: 용접 볼록부

28: 중심 구멍

29: 보유 캡

30: 출력 단자

31: 본체부

32: 관통 구멍

33: 볼록부

34: 오목부

35: 고정 플레이트

36: 중심 구멍

40: 버스 바아

41: 너트

42: 단차

45: 고정 나사

50: 끼워맞춤부

51: 버스 바아 끼워맞춤부

52: 단자 끼워맞춤부

53: 단차

54: 오목부

55: 걸림부

56: 볼록조

70: 케이스

71: 전지 모듈

72: 출력 단자

73: 버스 바아

74: 단부 플레이트

75: 고정 나사

76: 너트

Claims

복수의 전지(21)를 직선형으로 연결하고 있는 복수의 전지 모듈(20)을 케이스(10)에 수납하여 전지 모듈(20)을 버스 바아(40)로 접속하고 있는 전원 장치에 있어서,

전지 모듈(20)의 양단에, 전지 단부면에 대하여 수직으로 돌출하여 이루어지는 금속판의 출력 단자(30)를 고정하고 있고, 인접하는 전지 모듈(20)의 출력 단자(30)를 금속판의 버스 바아(40)로 연결하여 케이스(10)에 수납하고,

출력 단자(30)가 버스 바아(40)를 연결하는 고정 나사(45)를 삽통하기 위한 관통 구멍(32)을 구비하고, 이 관통 구멍(32)을 전지 모듈(20)의 종방향으로 연장하는 가늘고 긴 구멍으로서, 전지 모듈(20)의 길이의 변동을 흡수하면서 버스 바아(40)에 연결하도록 하는 전원 장치.
삭제
제1항에 있어서, 케이스(10)가 버스 바아(40)와 출력 단자(30)의 끼워맞춤부(50)를 구비하고, 버스 바아(40)와 출력 단자(30)를 케이스(10)의 끼워맞춤부(50)에 안내하여 전지 모듈(20)을 정위치에 배치하고 있는 전원 장치.
제3항에 있어서, 케이스(10)의 끼워맞춤부(50)에, 전지 모듈(20)의 길이의 치수 오차를 흡수할 수 있는 유격을 마련하고 있는 전원 장치.
제1항에 있어서, 버스 바아(40)에 너트(41)를 고정하고 있고, 출력 단자(30)의 관통 구멍(32)에 삽입되는 고정 나사(45)를 버스 바아(40)의 너트(41)에 나사삽입하고, 출력 단자(30)를 버스 바아(40)에 연결하고 있는 전원 장치.