KR100897091B1 - 회전방지 구조를 갖는 고전압 배터리용 배터리모듈 단자와버스바 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전방지 구조를 갖는 고전압 배터리용 배터리 모듈 단자와 버스바에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하이브리드 전기자동차용 고전압배터리의 배터리모듈 단자에 버스바를 볼트로 조립할 때, 볼트에 가해지는 토크에 의하여 배터리모듈 단자가 회전하는 것을 방지하여, 배터리모듈 단자와 버스바간의 결합력 및 그 조립 작업성을 향상시킬 수 있도록 한 회전방지 구조를 갖는 고전압 배터리용 배터리모듈 단자와 버스바에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 고전압배터리를 구성하는 다수개의 배터리모듈 단자에 회전방지용 평면부를 형성하고, 상기 평면부에 밀착될 수 있도록 버스바에 회전방지용 절곡부를 형성하여, 상기 버스바의 볼트홀을 통해 배터리모듈 단자에 볼트를 체결할 때, 볼트의 규정토크 이하에서 배터리모듈 단자가 회전되지 않도록 한 것을 특징으로 하는 회전방지 구조를 갖는 고전압 배터리용 배터리 모듈 단자와 버스바를 제공한다.

고전압 배터리, 배터리모듈 단자, 버스바, 볼트, 규정 토크, 회전방지 구조

Description

회전방지 구조를 갖는 고전압 배터리용 배터리모듈 단자와 버스바{Jointing structure of battery module terminal and bus bar}

도 1은 하이브리드 전기자동차용 고전압배터리를 보여주는 개략도,

도 2는 고전압배터리용 배터리모듈 단자와 버스바 간의 기존 결합 구조를 설명하는 도면,

도 3은 본 발명에 따른 회전방지 구조를 갖는 고전압 배터리용 배터리모듈 단자와 버스바의 제1실시예를 나타내는 도면,

도 4는 본 발명에 따른 회전방지 구조를 갖는 고전압 배터리용 배터리모듈 단자와 버스바의 제2실시예를 나타내는 도면,

도 5는 본 발명에 따른 회전방지 구조를 갖는 고전압 배터리용 배터리모듈 단자와 버스바의 제3실시예를 나타내는 도면,

도 6은 본 발명에 따른 회전방지 구조를 갖는 고전압 배터리용 배터리모듈 단자와 버스바의 제4실시예를 나타내는 도면,

도 7은 본 발명에 따른 회전방지 구조를 갖는 고전압 배터리용 배터리모듈 단자와 버스바의 제5실시예를 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 고전압 배터리 12 : 배터리 모듈

14 : 버스바 16 : 지지판

18 : 트레이 20 : 배터리모듈 단자

22 : 볼트홀 24 : 볼트

26 : 회전방지용 평면부 28 : 회전방지용 절곡부

30 : 요홈

본 발명은 회전방지 구조를 갖는 고전압 배터리용 배터리 모듈 단자와 버스바에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하이브리드 전기자동차용 고전압배터리의 배터리모듈 단자에 버스바를 볼트로 조립할 때, 볼트에 가해지는 토크에 의하여 배터리모듈 단자가 회전하는 것을 방지하여, 배터리모듈 단자와 버스바간의 결합력 및 그 조립 작업성을 향상시킬 수 있도록 한 회전방지 구조를 갖는 고전압 배터리용 배터리모듈 단자와 버스바에 관한 것이다.

일반적으로, 하이브리드(Hybrid) 자동차란 두 개의 동력원을 이용하여 구동되는 차량을 말하며 상기한 하이브리드 차량의 에너지 저장 장치로는 고전압 배터리를 사용하고 있다.

첨부한 도 1에 도시된 바와 같이, 상기한 고전압배터리(10)를 구성하는 다수 개의 배터리모듈(12)이 트레이(Tray) 안에 수납되고, 그 양측부는 버스바(14)를 포함하는 지지판(16)으로 고정되는 바, 상기 트레이(18)는 배터리에서 발생되는 고전압으로 인해 수분에 상당히 취약한 구조이므로 이를 보완하기 위해 전체적으로 밀폐된 용기형상을 취한 형태로 구성된다.

또한, 상기 각 배터리모듈 단자(20)는 지지판(16)을 통하여 노출되며, 서로 이웃하는 배터리모듈 단자(20)는 선택적으로 버스바(14: bus bar)에 의하여 통전 또는 절연 가능하게 서로 연결된다.

일본 공개특허공보 공개번호 2003-331807에는 배터리(Battery)식 전원 장치에 있어서, 원통형 배터리에 버스바(Bus-bar)를 고정하는 구조가 개시되어 있는데, 이는 버스바에 배터리의 양극 및 음극 단자와 동일한 형상의 관통공을 형성하고, 배터리 단자를 관통공에 끼워 넣은 다음, 그 뒤에서 버스바를 볼트로 체결하는 구조로 되어 있다.

위의 일본 공개특허공보에 개시된 버스바 플레이트는 모든 배터리모듈 단자에 장착되지만, 전기적으로 접속되는 또는 접속되지 않는 인접한 배터리모듈 단자들을 연결하는 부재이기 때문에, 절연재 또는 전도성 재질로 만들어진다.

그러나, 절연재인 수지를 이용하여 버스바를 제작하는 경우에는 시간이 지남에 따라 절연성이 떨어지는 것을 회피할 수 없고, 또한 결로나 비절연물의 부착 등에 의하여 전도성 재질로 만들어진 버스바는 단락 발생의 가능성이 있으며, 또한 여분으로 버스바 플레이트가 더 필요하게 되므로, 부품비 등의 비용이 많이 드는 단점이 있다.

특히, 첨부한 도 2에 도시된 바와 같이 기존 버스바(14) 형상은 한 쌍의 볼트홀(22)이 형성된 단순 플레이트 형상으로서, 배터리모듈 단자(20)의 끝단면과 서로 면접촉하는 직사각형 플레이트로 되어 있다.

따라서, 기존의 버스바(14) 장착시, 버스바(14)를 배터리모듈 단자(20)에 밀착시킨 다음, 볼트(24)를 버스바(14)의 볼트홀(22)을 통하여 삽입하여 배터리모듈 단자(20)에 체결시키게 된다.

그러나, 단순히 버스바가 배터리모듈 단자에 밀착된 상태이므로, 볼트 체결시 볼트의 규정토크를 적용하기 이전에 배터리모듈 자체가 헛돌게 되어, 결국 볼트 체결이 잘 이루어지지 않아 버스바를 체결하는데 어려움이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 고전압배터리의 배터리모듈 단자와 버스바의 구조를 새롭게 개선하여, 버스바를 배터리모듈 단자에 볼트로 조립할 때, 볼트에 가해지는 토크에 의하여 배터리모듈 단자가 회전되는 것을 방지할 수 있도록 함으로써, 고전압배터리 단자와 버스바간의 결합력 및 그 조립 작업성을 향상시킬 수 있도록 한 회전방지 구조를 갖는 고전압 배터리용 배터리 모듈 단자와 버스바를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 구현예는 고전압배터리를 구성하는 다수개의 배터리모듈 단자에 회전방지용 평면부를 후술하는 바와 같은 위치에 형성하고, 상기 평면부에 밀착될 수 있도록 버스바에 회전방지용 절곡부를 후술하는 바와 같은 위치와 형상으로 형성하여, 상기 버스바의 볼트홀을 통해 배터리모듈 단자에 볼트를 체결할 때, 볼트의 규정토크 이하에서 배터리모듈 단자가 회전되지 않도록 한 것을 특징으로 하는 회전방지 구조를 갖는 고전압 배터리용 배터리 모듈 단자와 버스바를 제공한다.

바람직한 일 구현예에서, 상기 회전방지용 평면부는 배터리모듈 단자의 좌우측면에 수직으로 절개된 형태로 형성되고, 상기 회전방지용 절곡부는 버스바의 길이방향 좌우측 끝단에서 아래쪽으로 수직 절곡된 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 회전방지용 평면부는 배터리모듈 단자의 전후면에 수직으로 절개된 형태로 형성되고, 상기 회전방지용 절곡부는 버스바의 폭방향 전후측 끝단에서 아래쪽으로 수직 절곡된 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 회전방지용 평면부는 배터리모듈 단자의 전후면에 수직으로 절개된 형태로 형성되고, 상기 회전방지용 절곡부는 버스바의 폭방향 전후측 끝단 중 하나에만 아래쪽으로 수직 절곡된 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 다른 구현예는 고전압배터리를 구성하는 다수개의 배터리모듈 단자에 회전방지용 평면부를 형성하고, 상기 버스바의 저부에, 즉 볼트홀이 형성되어 있는 부분을 포함하는 그 주변의 저면부에 상기 배터리모듈 단자의 상단끝 일부가 삽입되는 요홈을 형성하여, 상기 버스바의 볼트홀을 통해 배터리모듈 단자에 볼트를 체결할 때, 볼트의 규정토크 이하에서 배터리모듈 단자가 회전되지 않도록 한 것을 특징으로 하는 회전방지 구조를 갖는 고전압 배터리용 배터리 모듈 단자와 버스바를 제공한다.

바람직한 다른 구현예에서, 상기 버스바에 의하여 서로 연결되는 한쪽 배터리모듈 단자의 회전방지용 평면부는 전후면에 형성되고, 다른 한쪽의 배터리모듈 단자의 회전방지용 평면부는 좌우측면에 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 버스바를 배터리모듈 단자에 볼트로 조립할 때, 볼트에 가해지는 토크에 의하여 배터리모듈 단자가 회전되는 것을 방지할 수 있도록 배터리모듈 단자에 회전방지용 평면부를 형성하고, 이 회전방지용 평면부에 밀착되는 회전방지용 절곡부를 버스바에 형성한 점에 주안점이 있다.

여기서, 본 발명에 따른 배터리모듈 단자와 버스바간의 결합을 위한 제1실시예를 첨부한 도 3을 참조로 설명하면 다음과 같다.

도 3에서 보는 바와 같이, 배터리모듈(12)의 일측에는 단자(20)가 돌출 형성되어 있고, 인접하는 각 단자(20)들을 길다란 직사각판 플레이트 형상을 갖는 버스바(14)로 연결하게 되는데, 버스바(14)에 형성된 볼트홀(22)을 통하여 볼트(24)를 삽입하는 동시에 배터리모듈 단자(20)에 체결함으로써, 배터리모듈 단자(20)와 버스바(14)간의 결합이 이루어진다.

이때, 상기 배터리모듈 단자(20)의 좌우측면에는 수직으로 절개된 회전방지용 평면부(26)가 형성되고, 이 회전방지용 평면부(26)에 밀착되도록 상기 버스바(14)의 길이방향 좌우측 끝단에는 아래쪽으로 수직 절곡된 회전방지용 절곡부(28)가 형성된다.

이에, 상기 버스바(14)를 배터리모듈 단자(20)에 밀착시키되, 버스바(14)의 양끝단에 형성된 회전방지용 절곡부(28)가 상기 배터리모듈 단자(20)의 회전방지용 평면부(26)에 밀착되도록 한다.

이어서, 상기 버스바(14)에 형성된 볼트홀(22)을 통하여 볼트(24)를 삽입하는 동시에 배터리모듈 단자(20)에 볼트(24)를 조여주게 되는데, 공구에 의하여 볼트에 제공되는 토크가 규정토크 이상이 되더라도, 상기 배터리모듈 단자(20)는 그 회전방지용 평면부(26)가 버스바(14)의 회전방지용 절곡부(28)에 걸리는 상태가 되므로, 기존과 같이 볼트의 규정 토크 이하에서 배터리모듈 단자(20)가 헛도는 현상을 방지할 수 있게 된다.

결국, 상기 배터리모듈 단자(20)와 버스바(14)간의 볼트 체결 작업을 손쉽게 진행할 수 있고, 서로간의 결합력을 향상시킬 수 있게 된다.

여기서, 본 발명에 따른 배터리모듈 단자와 버스바간의 결합을 위한 제2실시예를 첨부한 도 4를 참조로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 제2실시예는 상술한 제1실시예의 결합 구조와 동일하고, 단지 상기 배터리모듈 단자(20)의 전후면에는 수직으로 절개된 회전방지용 평면부(26)가 형성되고, 이 회전방지용 평면부(26)와 밀착되도록 상기 버스바(14)의 폭방향 전후측 끝단에는 아래쪽으로 수직 절곡된 회전방지용 절곡부(28)가 형성된 점에서 차이가 있다.

마찬가지로, 상기 버스바(14)와 배터리모듈 단자(20)를 볼트(24)로 체결할 때, 공구에 의하여 볼트에 제공되는 토크가 규정토크 이상이 되더라도, 상기 배터리모듈 단자(20)는 그 회전방지용 평면부(26)가 버스바의 회전방지용 절곡부(20)에 걸리는 상태가 되므로, 기존과 같이 배터리모듈 단자(20)가 헛도는 현상을 방지할 수 있게 된다.

여기서, 본 발명에 따른 배터리모듈 단자와 버스바간의 결합을 위한 제3실시예를 첨부한 도 5를 참조로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 제3실시예는 상술한 제3실시예의 결합 구조와 동일하고, 단지 상기 배터리모듈 단자(20)의 전후면에는 수직으로 절개된 회전방지용 평면부(26)가 형성되고, 이 회전방지용 평면부(26)와 밀착되도록 상기 버스바(14)의 폭방향 전후측 끝단 중 하나에만 아래쪽으로 수직 절곡된 회전방지용 절곡부(28)가 형성된 점에서 차이가 있으며, 배터리모듈 단자(20)의 헛도는 현상을 방지하는 효과는 제2실시예와 동일하다.

여기서, 본 발명에 따른 배터리모듈 단자와 버스바간의 결합을 위한 제4실시예를 첨부한 도 6을 참조로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 제4실시예는 고전압배터리(10)를 구성하는 각 배터리모듈 단자(20)에 제1 내지 제3실시예와 같이 회전방지용 평면부(26)를 형성한 점에서 동일하고, 상기 버스바(14)의 저부에, 즉 볼트홀(22)이 형성되어 있는 부분을 포함하는 그 주변의 저면부에 상기 배터리모듈 단자(20)의 상단끝 일부가 삽입되도록 요홈(30)을 형성한 점에 특징이 있다.

따라서, 상기 버스바(14)를 볼트 체결을 위하여 배터리모듈 단자(20)의 상면에 밀착시킬 때, 배터리모듈 단자(20)의 상단끝이 버스바(14)의 요홈(30)으로 삽입되도록 함으로써, 버스바(14)의 볼트홀(22)을 통해 배터리모듈 단자(20)에 볼트(24)를 체결할 때, 공구에 의하여 볼트에 제공되는 토크가 규정토크 이상이 되더라도, 상기 배터리모듈 단자(20)는 그 회전방지용 평면부(26)가 버스바(14)의 요홈내에서 움직이지 않게 고정된 상태가 되므로, 기존과 같이 배터리모듈 단자가 볼트 의 규정 토크 이하에서도 헛도는 현상을 방지할 수 있게 된다.

여기서, 본 발명에 따른 배터리모듈 단자와 버스바간의 결합을 위한 제5실시예를 첨부한 도 7을 참조로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 제5실시예는 상술한 제4실시예의 결합 구조와 동일하고, 단지 상기 버스바(14)에 의하여 서로 연결되는 한쪽 배터리모듈 단자(20)의 회전방지용 평면부(26)는 전후면에 형성되고, 다른 한쪽의 배터리모듈 단자(20)의 회전방지용 평면부(26)는 좌우측면에 형성된 점, 그리고 버스바(14)의 요홈(30)도 전후 및 좌우측방향으로 배열되며 형성된 점에 특징이 있다.

즉, 서로 이웃하는 배터리 모듈 단자(20)가 서로 직각을 이루고, 버스바(14)의 요홈(30)도 서로 직각 배열을 이루게 된다.

이에, 각 배터리모듈 단자(20)는 그 회전방지용 평면부(26)가 버스바(14)의 요홈(30)내에서 더욱 움직이지 않게 걸리는 상태가 되므로, 기존과 같이 배터리모듈 단자가 볼트의 규정 토크 이하에서도 헛도는 현상을 방지할 수 있게 된다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 회전방지 구조를 갖는 고전압 배터리용 배터리모듈 단자와 버스바에 의하면, 배터리모듈 단자에 회전방지용 평면부를 형성하고, 이 회전방지용 평면부에 밀착되는 회전방지용 절곡부를 버스바에 형성함으로써, 버스바를 배터리모듈 단자에 볼트로 조립할 때, 볼트에 가해지는 토크에 의하여 배터리모듈 단자가 헛도는 것을 방지할 수 있고, 그에 따라 배터리모듈 단 자와 버스바간의 결합력 및 그 조립 작업성을 향상시킬 수 있다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 고전압배터리를 구성하는 다수개의 배터리모듈 단자에 회전방지용 평면부를 형성하고, 상기 평면부에 밀착될 수 있도록 버스바에 회전방지용 절곡부를 형성하여, 상기 버스바의 볼트홀을 통해 배터리모듈 단자에 볼트를 체결할 때, 볼트의 규정토크 이하에서 배터리모듈 단자가 회전되지 않도록 한 회전방지 구조를 갖는 고전압 배터리용 배터리 모듈 단자와 버스바에 있어서,

   상기 회전방지용 평면부는 배터리모듈 단자의 좌우측면에 수직으로 절개된 형태로 형성되고, 상기 회전방지용 절곡부는 버스바의 길이방향 좌우측 끝단에서 아래쪽으로 수직 절곡된 것을 특징으로 하는 회전방지 구조를 갖는 고전압 배터리용 배터리 모듈 단자와 버스바.
3. 고전압배터리를 구성하는 다수개의 배터리모듈 단자에 회전방지용 평면부를 형성하고, 상기 평면부에 밀착될 수 있도록 버스바에 회전방지용 절곡부를 형성하여, 상기 버스바의 볼트홀을 통해 배터리모듈 단자에 볼트를 체결할 때, 볼트의 규정토크 이하에서 배터리모듈 단자가 회전되지 않도록 한 회전방지 구조를 갖는 고전압 배터리용 배터리 모듈 단자와 버스바에 있어서,

   상기 회전방지용 평면부는 배터리모듈 단자의 전후면에 수직으로 절개된 형태로 형성되고, 상기 회전방지용 절곡부는 버스바의 폭방향 전후측 끝단에서 아래쪽으로 수직 절곡된 것을 특징으로 하는 회전방지 구조를 갖는 고전압 배터리용 배터리 모듈 단자와 버스바.
4. 고전압배터리를 구성하는 다수개의 배터리모듈 단자에 회전방지용 평면부를 형성하고, 상기 평면부에 밀착될 수 있도록 버스바에 회전방지용 절곡부를 형성하여, 상기 버스바의 볼트홀을 통해 배터리모듈 단자에 볼트를 체결할 때, 볼트의 규정토크 이하에서 배터리모듈 단자가 회전되지 않도록 한 회전방지 구조를 갖는 고전압 배터리용 배터리 모듈 단자와 버스바에 있어서,

   상기 회전방지용 평면부는 배터리모듈 단자의 전후면에 수직으로 절개된 형태로 형성되고, 상기 회전방지용 절곡부는 버스바의 폭방향 전후측 끝단 중 하나에만 아래쪽으로 수직 절곡된 것을 특징으로 하는 회전방지 구조를 갖는 고전압 배터리용 배터리 모듈 단자와 버스바.
5. 삭제
6. 고전압배터리를 구성하는 다수개의 배터리모듈 단자에 회전방지용 평면부를 형성하고, 버스바의 저부에 상기 배터리모듈 단자의 상단끝 일부가 삽입되는 요홈을 형성하여, 상기 버스바의 볼트홀을 통해 배터리모듈 단자에 볼트를 체결할 때, 볼트의 규정토크 이하에서 배터리모듈 단자가 회전되지 않도록 한 회전방지 구조를 갖는 고전압 배터리용 배터리 모듈 단자와 버스바에 있어서,

   상기 버스바에 의하여 서로 연결되는 한쪽 배터리모듈 단자의 회전방지용 평면부는 전후면에 형성되고, 다른 한쪽의 배터리모듈 단자의 회전방지용 평면부는 좌우측면에 형성된 것을 특징으로 하는 회전방지 구조를 갖는 고전압 배터리용 배터리 모듈 단자와 버스바.

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