KR100996957B1 - 전지모듈의 전극단자의 연결용 기계적 고정구 및전극단자의 연결방법 - Google Patents

전지모듈의 전극단자의 연결용 기계적 고정구 및전극단자의 연결방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전지모듈의 전극단자들의 연결을 위한 기계적 고정구 및 전극단자들의 연결방법을 제공한다. 상기 기계적 고정구는 사다리형 플레이트 및 커버부를 포함한다. 커버부는 사다리형 플레이트 상에 배치되며, 사다리형 플레이트 방향으로 가압되어 사다리형 플레이트와 커버부 사이에 배치된 전지모듈의 전극단자를 연결한다.

Description

전지모듈의 전극단자의 연결용 기계적 고정구 및 전극단자의 연결방법 {Mechanical Fastener For Coupling To Electrical Terminals Of Battery Modules And Method For Coupling To Electrical Terminals}
본원은 전지모듈의 전극단자의 연결용 기계적 고정구 및 전극단자의 연결방법에 관한 것이다.
전지팩은 대체로 다수의 전지셀을 가지고 있다. 각 전지셀은 또한 고정구를 통해 타 전지셀의 전극과 연결되는 전극을 가지고 있다. 그러나, 상기 고정구들은 비교적 제조 공정상 설치되기 어렵다.
따라서, 본 발명자들은 상기 언급한 결함을 최소화 및/또는 제거하기 위한 향상된 기계적 고정구의 필요성을 인식하게 되었다.
본 발명은 종래기술의 문제점들과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 전지모듈의 전극단자의 연결용 기계적 고정구를 제공하는 것이다.
본 발명자들은 사다리형 플레이트와 커버부를 이용하여 두 전지모듈의 전극단자들을 서로 연결하는 기계적 고정구가 상기 소망하는 목적들을 모두 만족시킬 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
하나의 예시적인 실시예에 따른 전지모듈의 전극단자의 연결용 기계적 고정구를 제공한다. 상기 기계적 고정구는 상부면, 하부면, 및 제 1 측면과 제 2 측면을 가지고 있는 사다리형 플레이트를 포함한다. 상기 제 1 과 제 2 측면은 상부면과 하부면 사이에 연장된다. 상기 사다리형 플레이트는 상부면에서 사다리형 플레이트 내부로 연장되는 제 1 개구를 가지고 있다. 상기 제 1 개구는 제 1 나사선 영역을 형성한다. 상기 기계적 고정구는 제 1 플레이트와 제 1 및 제 2 레그(leg)부를 가지는 커버부를 포함한다. 상기 제 1과 제 2 레그부는 상기 제 1 플레이트의 대향 단부에 위치하고 제 1 플레이트와 일체를 이룬다. 상기 제 1 과 제 2 레그부는 제 1 플레이트로부터 외측으로 연장된다. 상기 제 1 플레이트는 그것을 통해 연장되어 있는 제 2 개구를 가진다. 상기 제 1 플레이트의 하부면은 상기 사다리형 플레이트의 상부면에 의해 수납된다. 상기 기계적 고정구는 제 1 및 제 2 개 구를 통해 연장되어 있고, 상기 사다리형 플레이트의 각각 제 1 및 제 2 측면들에 인접하여 배치되어 있는 제 1 및 제 2 전극단자들이 각각 제 1 및 제 2 측면들과 커버부의 각각 제 1 및 제 2 레그부들 사이에 고정되도록, 제 1 나사선 영역에 체결되어 상기 커버부를 사다리형 플레이트 쪽으로 가압하도록 형성되어 있는 제 1 연결부재를 더 포함한다.
또 다른 하나의 예시적인 실시예에 따른 기계적 고정구를 사용하여 전지모듈의 전극단자들을 연결하는 방법을 제공한다. 상기 기계적 고정구는 사다리형 플레이트와 커버부를 가지고 있다. 상기 사다리형 플레이트는 제 1 개구와, 제 2개구가 있는 커버부를 가진다. 본 방법은 제 1 과 제 2 전극단자들이 상기 사다리형 플레이트의 대향각 표면(opposite angled surfaces) 상에 배치되도록, 사다리형 플레이트를 제 1 및 제 2 전극단자들에 인접하게 배치하는 과정을 포함한다. 본 방법은 상기 제 1 및 제 2 전극단자들이 커버부와 사다리형 플레이트의 대향각 표면 사이에 배치되도록, 사다리형 플레이트의 일부 상에 커버부를 배치하는 과정을 더 포함한다. 본 방법은 상기 사다리형 플레이트를 커버부 쪽으로 움직이도록 연결부재를 제 1 및 제 2 개구들을 통해 배치하여, 상기 제 1 및 제 2 전극단자들이 사다리형 플레이트와 커버부 사이에 고정되도록 하는 과정을 더 포함한다.
도 1 과 도 2를 참조하면, 하나의 예시적인 실시예에 따른 전력을 공급하기 위한 전지 어셈블리(20)가 도시되어 있다. 전지 어셈블리(20)는 전지모듈(22), 상 호연결 조립체(interconnect assembly; 23), 전지모듈(24), 상호연결 조립체 (25) 및 기계적 고정구(26)을 포함한다. 기계적 고정구(26)의 장점은 고정구(26)가 전지모듈(22)로부터의 전극단자와 전지모듈(24)의 전극단자 양자를 물리적으로 연결하여, 전극단자들 서로가 전기적으로 연결되도록 할 수 있다는 것이다. 이해를 돕기 위해, 전지 어셈블리는 적어도 하나의 하우징과 전지셀을 가지고 있다. 전지모듈은 소망하는 구조로 전기적으로 연결된 다수의 전지셀 어셈블리를 가지고 있다.
도 2 및 3을 참조하면, 전지모듈(22)은 전류와 전압을 발생시키도록 형성되어 있다. 전지모듈(22)은 전기적으로 서로 연결되어 있는 다수의 전지셀 어셈블리를 포함한다. 예를 들어, 전지모듈(22)은 다수의 전지셀 어셈블리 중 하나의 예시인 전지셀 어셈블리(30)를 포함한다. 상기 전지셀 어셈블리(30)는 전극 단자들(32, 34)을 포함한다.
상호연결 조립체(23)는 전지모듈(22)의 전극단자들을 서로 연결하도록 이루어져 있다. 상호연결 조립체(23)는 전지모듈(22)의 상부면에 배치되어 있다.
도 2 와 도 4 를 참조하면, 전지모듈(24)은 전류와 전압을 발생시키도록 구성되어 있다. 전지모듈(24)은 전기적으로 서로 연결되어 있는 다수의 전지셀 어셈블리를 포함한다. 예를 들어, 전지모듈(24)은 다수의 전지셀 어셈블리 중 하나의 예시인 전지셀 어셈블리(40)을 포함한다. 상기 전지셀 어셈블리(24)는 전극 단자들(42, 44)을 포함한다.
상호연결 조립체(25)는 전지모듈(24)의 전극단자들이 서로 연결되도록 형성되어있다. 상호연결 조립체(25)는 전지모듈(24)의 상부면에 배치되어 있다.
도 5, 도 7 및 도 8을 참조하면, 기계적 고정구(26)는 전지모듈(22)로부터의 하나 이상의 전극단자와 전지모듈(24)로부터의 하나 이상의 전극단자에 연결되도록 형성되어있다. 특히, 기계적 고정구(26)는 전지모듈(22)의 전지셀 어셈블리(30)의 전극단자(34)와 전지모듈(24)의 전지셀 어셈블리(40)의 전극단자(44)를 연결하도록 형성되어 있다. 그 결과, 전극단자들(34, 44)은 서로 전기적으로 연결된다. 기계적 고정구(26)는 사다리형 플레이트(60), 커버부(62) 및 연결 부재들(64, 66)을 포함한다.
사다리형 플레이트(60)는 상부면(80), 하부면(82), 측면들(84, 86), 정면(87) 및 후면을 포함한다. 상부면(80)은 실질적으로 하부면(82)과 평행하고 하부면(82)으로부터 떨어져서 배치되어 있다. 정면(87)은 후면에 대체적으로 평행하고 후면으로부터 떨어져서 배치되어 있다. 상기 측면들 (84, 86)은 상기 상부면(80)과 상기 하부면(82) 사이에 연장되어 있다. 사다리형 플레이트(60)는 상부면(80)에서 플레이트(60) 내로 연장되어 있는 개구들(90, 92)을 더 포함한다. 개구들(90, 92)은 플레이트(60) 내에서 나사선 영역들(94, 96)을 형성한다. 플레이트(60)는 정면(87)으로부터 플레이트(60) 내로 연장되어 있는 개구들(97, 98)을 포함한다. 하나의 바람직한 예에서, 플레이트(60)는 강철로 이루어진다. 물론, 플레이트(60)는 예를 들어 구리 또는 니켈-도금 구리와 같은 다른 전도성 소재들로 이루어질 수도 있다. 예시한 바와 같이, 플레이트(60)은 상호연결 조립체(23)과 상호연결 조립체(25) 모두에 배치된다.
도 5, 도 6, 도 7 및 도 8을 참조하면, 커버부(62)는 사다리형 플레이트(60) 를 둘러싸면서 수용하도록 이루어져 있다. 하나의 바람직한 예에서, 커버부(62)는 강철로 이루어진다. 물론, 커버부(62)는 예를 들어 구리나 니켈-도금 구리와 같은 다른 전도성 재료들로 이루어질 수도 있다. 상기 커버부(62)는 플레이트(100)와 레그부(102, 104)를 포함한다. 상기 레그부(102, 104)는 플레이트(100)의 대향 단부에 위치하고 상기 플레이트(100)와 일체를 이룬다. 상기 레그부(102, 104)는 플레이트(100)로부터 외측으로 연장된다. 플레이트(100)는 상부면(110) 및 상부면(110)과 실질적으로 평행하고 상부면(110)으로부터 떨어져 있는 하부면(112)을 포함한다. 상부면(100)은 그것을 통해 연장되어 있는 개구들(114, 116)을 가진다. 커버부(62)가 플레이트(60) 상에 배치될 때, 상기 개구들(114, 116)은 각각 상기 사다리형 플레이트(60)의 개구들(90,92) 각각과 일렬이 되도록 이루어져 있다. 상기 레그부(102)는 톱니모양의 표면인 각진 표면(angled surface; 120)을 포함한다. 상기 레그부(104)는 톱니모양의 표면인 각진 표면(122)을 포함한다.
도 5, 도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 연결부재들(64, 66)은 커버부(62)를 사다리형 플레이트(60)에 연결하기 위해 제공된다. 하나의 바람직한 형태에서, 연결부재들(64,66)은 볼트이다. 그러나, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다른 종류의 연결부재들도 이용할 수 있을 것이다. 연결부재(64)가 커버부(62) 및 플레이트(60)의 개구들(114, 90)을 통해 각각 장착되고, 홈이 있는 영역(94)에 작동가능하게 체결되는 경우, 상기 커버부(62)는 상기 플레이트(60) 쪽으로 이동하여, 전극단자들(34, 44)이 각각의 측면들(84, 86)과 각각의 레그부(102, 104)의 사이에 고정된 플레이트(60)의 측면들(84, 86)에 각각 인접하여 배치된다. 또한, 연결부재(66)가 커버부(62) 및 플레이트(60)의 개구들(116, 92)을 통해 각각 장착되고, 홈이 있는 영역(96)에 작동가능하게 체결되는 경우, 상기 커버부(62)는 상기 플레이트(60) 쪽으로 이동하여, 전극단자들(34, 44)이 각각의 측면들(84, 86)과 각각의 레그부(102, 104)의 사이에 고정된 플레이트(60)의 측면들(84, 86)에 각각 인접하여 배치된다.
도 9를 참조하면, 기계적 고정구(26)는 사다리형 플레이트에 연결된 전압감지 와이어(140, 142)을 추가적으로 가질 수 있다. 전압감지 와이어(140,142)는 각각 개구(97, 98) 내로 연장되는 나사를 이용하는 사다리형 플레이트(60)에 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
도 5, 도 7 및 도 9를 참조하여 전지모듈로부터 전극단자를 연결하는 방법을 설명한다. 우선, 사다리형 플레이트(60)를 전극단자들(34, 44)이 상기 플레이트(60)의 측면들(84, 86)에 인접하게 배치될 수 있도록 상호연결 조립체들(23, 25)에 배치한다.
그런 다음, 상기 커버부(62)를 상기 사다리형 플레이트(60) 위로 배치하여, (i) 전극단자(34)가 커버부(62)의 레그부(102)와 플레이트(60)의 측면(84) 사이에 배치될 수 있고, (ii) 전극단자(44)가 커버부(62)의 레그부(104)와 플레이트(60)의 측면(84) 사이에 배치된다.
다음에, 상기 연결부재(64)는 커버부(62) 및 플레이트(60)의 개구들(114, 90) 각각을 통해 장착되고, 상기 커버부(62)를 상기 플레이트(60) 방향으로 이동하기 위해 나사선 영역(94)에 작동가능하게 체결되어, 플레이트(60)의 측면들(84, 86) 각각에 인접하여 레그부(102, 104)의 사이에 고정될 수 있다. 배치된 전극단자들(34, 44)이 각각의 측면들(84, 86)과 커버부(62)의 각각의 그 결과, 전극단자(32, 44)는 상기 기계적 고정구(26)를 이용하여 전기적으로 서로 연결된다.
그 다음으로, 상기 연결부재(66)는 커버부(62) 및 플레이트(60)의 각각의 개구들(116, 92)을 통해 장착되고, 상기 커버부(62)를 상기 플레이트(60) 방향으로 이동하기 위해 나사선 영역(96)에 작동가능하게 체결되어, 플레이트(60)의 측면들(84, 86)에 각각 인접하여 배치된 전극단자들(34, 44)이 각각의 측면들(84, 86)과 커버부(62)의 각각의 레그부(102, 104)의 사이에 고정될 수 있다. 그 결과, 전극단자(32, 44)는 상기 기계적 고정구(26)를 이용하여 전기적으로 서로 연결된다.
이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 기계적 고정구는 다른 고정구에 비해 상당한 이점을 제공한다.
특히, 본 발명의 기계적 고정구는 전지모듈의 전극단자들을 서로 연결하는 경우에 있어서의 제조 공정상의 여러움을 사다리형 플레이트와 커버부를 이용하여 전극단자들을 서로 연결함으로써 최소화 및/또는 제거하는 향상된 효과를 제공한다.
발명을 바람직한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주를 벗어나지 않으면서 다양한 변형이 가능하고 그것의 구성요소를 균등물로 치환하는 것이 가능할 것으로 이해된다. 또 한, 본 발명의 핵심적인 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에서 개시 내용에 특정한 상황 또는 재료를 적용하기 위해 많은 변형들이 이루어 질 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명은 본 발명을 구현하기 위해 개시된 구체적인 실시예에 제한되지 않으며, 첨부된 청구항의 범위 내에 속한 모든 실시예들을 포함할 수 있는 것으로 의도되었다. 나아가, 상기 제 1, 제 2 등의 용어의 사용은 하나의 구성요소를 다른 것과 구별하기 위하여 사용된 것이다.
도 1 은 하나의 예시적인 실시예에 따른 제 1 및 제 2 전지모듈을 가지는 전지 어셈블리의 모식도이다;
도 2는 도 1의 전지 어셈블리의 확대도이다;
도 3은 도 1의 제 1 전지모듈에 이용된 전지셀 어셈블리의 모식도이다;
도 4는 도 1의 제 2 전지모듈에 이용된 전지셀 어셈블리의 모식도이다;
도 5는 또 다른 하나의 예시적인 실시예에서 도 1의 전지 어셈블리에 이용된 기계적 고정구의 모식도이다;
도 6은 도 5의 기계적 고정구의 부분 단면도이다;
도 7은 도 5의 기계적 고정구의 또 다른 부분 단면도이다;
도 8은 도 5의 기계적 고정구의 또 다른 부분 단면도이다;
도 9는 도 5의 기계적 고정구의 또 다른 모식도이다.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
20: 전지 어셈블리 22, 24: 전지모듈
23, 25: 상호연결 조립체 26: 기계적 고정구
30, 40: 전지셀 어셈블리 60: 사다리형 플레이트

Claims (5)

  1. 상부면, 하부면, 및 제 1 측면과 제 2 측면을 가지고 있고, 제 1 측면과 제 2 측면은 상부면과 하부면 사이에 연장되어 있으며, 상기 상부면에서 내부로 연장되어 있고, 제 1 나사선 영역을 형성하는 제 1 개구를 가지고 있는 사다리형 플레이트;
    제 1 플레이트와 제 1 및 제 2 레그부를 가지고 있고, 상기 제 1 및 제 2 레그부는 상기 제 1 플레이트의 대향 단부에 위치하고 제 1 플레이트와 일체를 이루고 있으며, 상기 제 1 플레이트로부터 외측으로 연장되어 있고, 상기 제 1 플레이트는 그것을 통해 연장되어 있는 제 2 개구를 가지고 있으며, 제 1 플레이트의 하부면은 사다리형 플레이트의 상부면에 수납되는 커버부; 및
    상기 제 1 및 제 2 개구를 통해 연장되어 있고, 사다리형 플레이트의 각각 제 1 및 제 2 측면들에 인접하여 배치되어 있는 제 1 및 제 2 전극단자들이 각각 제 1 및 제 2 측면들과 커버부의 각각 제 1 및 제 2 레그부들 사이에 고정되도록, 제 1 나사선 영역에 체결되어 커버부를 사다리형 플레이트 쪽으로 가압하도록 형성되어 있는 제 1 연결부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈의 전극단자 연결용 기계적 고정구.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 레그부의 제 1 면은 제 1 전극단자와 접촉하도록 형성되어 있는 톱니모양의 표면인 것을 특징으로 하는 기계적 고정구.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 사다리형 플레이트는, 상부면으로부터 사다리형 플레이트 안으로 연장되어 있고 제 2 나사선 영역을 형성하는 제 3 개구, 및 커버부를 통해 연장되어 있는 제 4 개구를 가지고 있는 커버의 제 1 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기계적 고정구.
  4. 제 3 항에 있어서, 제 3 및 제 4 개구들을 통해 연장되어 있고, 커버부를 사다리형 플레이트 쪽으로 더 가압할 수 있게 제 2 나사선 영역에 체결되도록 형성되어 있는 제 2 연결부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기계적 고정구.
  5. 기계적 고정구를 사용하여 전지모듈의 전극단자들을 연결하는 방법으로서,
    상기 기계적 고정구는 사다리형 플레이트, 커버부, 제 1 개구를 가지고 있는 사다리형 플레이트, 및 제 2 개구를 가지고 있는 커버부를 포함하고 있고,
    제 1 및 제 2 전극단자들이 사다리형 플레이트의 대향각 표면(opposite angled surfaces) 상에 배치되도록, 사다리형 플레이트를 제 1 및 제 2 전극단자들에 인접하게 배치하는 과정;
    제 1 및 제 2 전극단자들이 커버부와 사다리형 플레이트의 대향각 표면 사이에 배치되도록, 사다리형 플레이트의 일부 상에 커버부를 배치하는 과정; 및
    사다리형 플레이트를 커버부 쪽으로 움직이도록 연결부재를 제 1 및 제 2 개구들을 통해 배치하여, 제 1 및 제 2 전극단자들이 사다리형 플레이트와 커버부 사 이에 고정되도록 하는 과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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