KR101106109B1 - 전지셀 어셈블리들의 상호연결 장치 - Google Patents

전지셀 어셈블리들의 상호연결 장치 Download PDF

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Abstract

전지셀 어셈블리들의 상호연결 장치를 제공한다. 상기 상호연결 장치는 전지모듈에서 제 1 극성의 제 1 세트의 전극들을 제 2 극성의 제 2 세트의 전극들과 직렬로 연결한다.

Description

전지셀 어셈블리들의 상호연결 장치 {INTERCONNECT DEVICE FOR BATTERY CELL ASSEMBLIES}
본 출원은 전지셀 어셈블리들의 상호연결 장치에 관한 것이다.
전지팩은 일반적으로 다수의 전지셀들을 가지고 있다.
본 출원의 발명자들은 전지셀 어셈블리들을 전기적으로 함께 결합하기 위한 신뢰성 있는 상호연결 장치에 대한 필요성을 인식하게 되었다.
본 발명의 목적은 전지셀 어셈블리들을 전기적으로 함께 결합하기 위한 신뢰성 있는 상호연결 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 어셈블리들의 상호연결 장치를 제공한다. 상기 상호연결 장치는 제 1 및 제 2 접속부들, 제 1 연장부 및 제 1 중간부를 가지고 있는 제 1 전기 접속부재를 포함하고 있다. 상기 제 1 연장부는 상기 제 1 접속부와 제 1 중간부 사이에 연결되어 있다. 상기 제 1 중간부는 상기 제 1 연장부와 제 2 접속부 사이에 연결되어 있다. 상기 제 1 접속부는 상기 제 2 접속부에 실질적으로 평행하게 배치되어 있다. 상기 제 1 연장부는 상기 제 1 접속부에 실질적으로 수직이다. 상기 제 1 접속부는 제 1 극성을 가진 제 1 전지셀 어셈블리의 제 1 전극에 접속하고, 상기 제 2 접속부는 제 2 극성을 가진 제 2 전지셀 어셈블리의 제 2 전극과 접속하도록 구성되어 있다. 상기 상호연결 장치는 상기 제 1 전기 접속부재 상에 위치하는 제 2 전기 접속부재를 더 포함하고 있다. 상기 제 2 전기 접속부재는 제 3 및 제 4 접속부들, 제 2 및 제 3 연장부들, 및 제 2 중간부를 포함하고 있다. 상기 제 2 연장부는 상기 제 3 접속부와 제 2 중간부 사이에 연결되어 있다. 상기 제 3 중간부는 상기 제 2 중간부와 제 4 접속부 사이에 연결되어 있다. 상기 제 3 접속부는 상기 제 4 접속부에 실질적으로 평행하고, 상기 제 2 연장부는 상기 제 3 접속부에 실질적으로 수직이다. 상기 제 3 접속부는 제 1 극성을 가진 제 3 전지셀 어셈블리의 제 3 전극과 접속하고 상기 제 4 접속부는 제 2 극성을 가진 제 4 전지셀 어셈블리의 제 4 전극과 접속하도록 구성되어 있다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 내용을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 작동 전압을 발생시키기 위한 전지모듈(10)을 설명한다. 전지모듈(10)은 전지셀 어셈블리들(20, 22, 24, 26, 28, 30)과 서로 연결장치(40)를 포함하고 있다.
전지셀 어셈블리(20)는 작동 전압을 발생시키기 위해 제공된다. 전지셀 어셈블리(20)는 하우징(50)과 전극들(52, 54)을 포함하고 있다. 전지셀은 전극(52)이 제 1 전압 극성을 갖고 전극(54)이 제 2 전압 극성을 가지도록, 하우징(50) 내에 장착되어 있고 전극들(52, 54)과 전기적으로 연결되어 있다.
전지셀 어셈블리(22) 또한 작동 전압을 발생시키기 위해 제공된다. 전지셀 어셈블리(22)는 하우징(60)과 전극들(62, 64)을 포함하고 있다. 전지셀은 전극(62)이 제 1 전압 극성을 갖고 전극(64)이 제 2 전압 극성을 가지도록, 하우징(60) 내에 장착되어 있고 전극들(62, 64)과 전기적으로 연결되어 있다. 전지셀 어셈블리(22)는 전지셀 어셈블리(20)와 전지셀 어셈블리(24) 사이에 장착되어 있다.
전지셀 어셈블리(24) 또한 작동 전압을 발생시키기 위해 제공된다. 전지셀 어셈블리(24)는 하우징(70)과 전극들(72, 74)을 포함하고 있다. 전지셀은 상기 전극(72)이 제 1 전압 극성을 갖고 전극(74)이 제 2 전압 극성을 가지도록, 하우징(70) 내에 장착되어 있고 전극들(72, 74)과 전기적으로 연결되어 있다. 전지셀 어셈블리(24)는 전지셀 어셈블리(22)와 전지셀 어셈블리(26) 사이에 장착되어 있 다.
전지셀 어셈블리(26) 또한 작동 전압을 발생시키기 위해 제공된다. 전지셀 어셈블리(26)는 하우징(80)과 전극들(82, 84)을 포함하고 있다. 전지셀은 전극(82)이 제 1 전압 극성을 갖고 전극(84)이 제 2 전압 극성을 가지도록, 하우징(80) 내에 장착되고 전극들(82, 84)과 전기적으로 연결되어 있다. 전지셀 어셈블리(26)는 전지셀 어셈블리(24)와 전지셀 어셈블리(28) 사이에 장착되어 있다.
전지셀 어셈블리(28) 또한 작동 전압을 발생시키기 위해 제공된다. 전지셀 어셈블리(28)는 하우징(90)과 전극들(92, 94)을 포함하고 있다. 전지셀은 전극(92)이 제 1 전압 극성을 갖고 전극(94)이 제 2 전압 극성을 가지도록, 하우징(90) 내에 장착되고 전극들(92, 94)과 전기적으로 연결되어 있다. 전지셀 어셈블리(28)는 상기 전지셀 어셈블리(26)와 상기 전지셀 어셈블리(30) 사이에 장착된다.
전지셀 어셈블리(30) 또한 작동 전압을 발생시키기 위해 제공된다. 전지셀 어셈블리(30)는 하우징(100)과 전극들(102, 104)을 포함하고 있다. 전지셀은 전극(102)이 제 1 전압 극성을 갖고 전극(104)이 제 2 전압 극성을 가지도록, 하우징(100) 내에 장착되고 전극들(102, 104)과 전기적으로 연결되어 있다. 전지셀 어셈블리(30)는 전지셀 어셈블리(26)에 대향하는 전지셀 어셈블리(28)에 인접하여 장착된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 하나의 실시예에 따른 상호연결 장치(40)가 전지셀 모듈들의 전극들을 전기적으로 연결하기 위해 제공된다. 특히, 상호연결 장 치(40)는 전극들(52, 62, 72)의 조합이 전극들(84, 94, 104)과 전기적으로 직렬이 되도록, 전극들(52, 62, 72)과 함께 전극들(84, 94, 104)을 전기적으로 연결한다.
상호연결 장치(40)는 전기 접속부재들(120, 122, 124)을 포함하고 있다. 하나의 실시예에서, 상호연결 장치(40)는 니켈-플레이트 구리로 구성되어 있다. 물론, 당업자에게 공지되어 있는 전기적으로 전도성이 있는 다른 물질들이 고려될 수 있다. 도 4는 상호연결 장치(40)를 형성하는데 사용되는 금속 시트를 도시하고 있음을 주목하여야 한다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 전기 접속부재(120)는 당업자에게 공지되어 있는 용접이나 기타 연결 공정에 의해, 전지셀 어셈블리(20)의 전극(52)과 전지셀 어셈블리(26)의 전극(84) 모두에 물리적으로 연결되도록 구성되어 있다. 전기 접속부재(120)는 접속부들(130, 132), 연장부(134), 및 중간부(136)를 포함하고 있다. 연장부(134)는 접속부(130)와 중간부(136) 사이에 연결되어 있다. 중간부(136)는 연장부(134)와 접속부(132) 사이에 연결되어 있다. 접속부(130)는 접속부(132)에 실질적으로 평행하다. 또한, 연장부(134)는 접속부(130)에 실질적으로 수직이다. 접속부(130)는 제 1 극성을 가진 전지셀 어셈블리(20)의 전극(52)과 접촉하고, 접속부(132)는 제 2 극성을 가진 전지셀 어셈블리(26)의 전극(84)과 접촉한다.
전기 접속부재(122)는 전기적 접속부재(120)의 일부에 인접하여 배치되어 있다. 전기 접속부재(122)는 당업자에게 공지되어 있는 용접이나 기타 연결 공정에 의해, 전지셀 어셈블리(22)의 전극(62)과 전지셀 어셈블리(28)의 전극(94)에 물리적으로 연결되도록 구성되어 있다. 전기 접속부재(122)는 접속부들(150, 152), 연 장부들(154, 156), 및 중간부(157)를 포함하고 있다. 연장부(154)는 접속부(150)와 중간부(157) 사이에 연결되어 있다. 연장부(156)는 중간부(157)와 접속부(152) 사이에 연결되어 있다. 접속부(150)가 제 1 극성을 가진 전지셀 어셈블리(22)의 전극(62)에 접촉하고 접속부(152)가 제 2 극성을 가진 전지셀 어셈블리(28)의 전극(94)과 접촉하는 구성으로 이루어지도록, 접속부(150)는 접속부(152)에 실질적으로 평행하고, 연장부(154)는 접속부(150)에 실질적으로 수직이다.
또한, 중간부(136)와 중간부(157)는 서로 인접하고 실질적으로 서로 평행하게 배치되어 있다. 또한, 접속부들(130, 159)은 실질적으로 서로 평행하게 배치되어 있고, 접속부들(132, 152)은 실질적으로 서로 평행하게 배치되어 있다. 또한, 연장부들(134, 154)은 서로 인접하고 실질적으로 서로 평행하게 배치되어 있다.
전기 접속부재(124)는 전기적 접속부재(122)의 일부에 인접하게 배치되어 있다. 전기 접속부재(124)는 당업자에게 공지되어 있는 용접이나 기타 연결 공정에 의해, 전지셀 어셈블리(24)의 전극(72)과 전지셀 어셈블리(30)의 전극(104)에 물리적으로 연결되도록 구성되어 있다. 전기 접속부재(124)는 접속부들(170, 172), 연장부(174), 및 중간부(176)를 포함하고 있다. 중간부(176)는 접속부(170)와 연장부(174) 사이에 연결되어 있다. 연장부(174)는 중간부(176)와 접속부(172) 사이에 더 연결되어 있다. 연장부(176)는 그것을 통해 연장되어 있는 개구(177)를 가지고 있다. 연장부(176)는 외부의 모니터링 장치(도시하지 않음)에 의해 상호연결 장치(40)의 전압을 측정하는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 접속부(170)는 접속부(172)에 실질적으로 평행하다. 접속부(170)가 제 1 극성을 가진 전지셀 어셈블 리(24)의 전극(72)에 접속하고 접속부(172)가 제 2 극성을 가진 전지셀 어셈블리(30)의 전극(104)과 접속하는 구성으로 이루어지도록, 연장부(174)는 접속부(172)에 실질적으로 수직이다.
또한, 중간부(176)와 중간부(157)는 서로 인접하고 실질적으로 서로 평행하게 배치되어 있다. 또한, 접속부들(170, 150)은 실질적으로 서로 평행하게 배치되어 있고, 접속부들(172, 152)은 실질적으로 서로 평행하게 배치되어 있다. 또한, 연장부들(174, 156)은 서로 인접하고 실질적으로 서로 평행하게 배치되어 있다.
전기 접속부재(120)의 제 1 세로길이는 전기 접속부재(122)의 제 2 세로길이와 실질적으로 동일하고, 또한, 전기 접속부재(124)의 제 3 세로길이와 실질적으로 동일하다는 점을 주목해야 한다. 또한, 전기 접속부재(120)의 제 1 전기 저항은 전기 접속부재(122)의 제 2 전기 저항과 실질적으로 동일하고, 또한, 전기 접속부재(124)의 제 3 전기저항과 실질적으로 동일하다. 따라서, 전기 접속부재들(120, 122, 124)은 이들을 통하여 흐르는 전류가 실질적으로 동일하다.
전기 접속부재들(120, 122, 124)의 또 다른 장점은, 전기 접속부재들(120, 122, 124)이 최소의 공기 저항으로 공기가 전지셀들을 쉽게 통과할 수 있도록 하는 프로파일을 가지고 있다는 점이다.
도 4를 참조하면, 상호연결 장치(40)를 형성하는데 사용되는 금속 시트가 도시되어 있다. 도면에서 보는 바와 같이, 전기 접속부재(120)는 접속부(130)와 연장부(134) 사이에 위치되는 절곡부위(142); 연장부(134)와 중간부(136) 사이에 위치되는 절곡부위(144); 중간부(136)와 접속부(132) 사이에 위치되는 절곡부 위(146); 및 중간부(136)와 중간부(157) 사이에 위치되는 절곡부위(147);를 가지고 있다.
또한, 전기 접속부재(122)는 접속부(150)와 연장부(154) 사이에 위치되는 절곡부위(162); 및, 연장부(154)와 중간부(157) 사이에 위치되는 절곡부위(164); 중간부(157)와 연장부(156) 사이에 위치되는 절곡부위(166); 연장부(156)와 접속부(152) 사이에 위치되는 절곡부위(168); 및, 중간부(157)와 중간부(176) 사이에 위치되는 절곡부위를 가지고 있다.
또한, 전기 접속부재(124)는 접속부(170)와 중간부(176) 사이에 위치되는 절곡부위(180); 및, 중간(176)와 연장부(174) 사이에 위치되는 절곡부위(182); 및 연장부(174)와 접속부(172) 사이에 위치되는 절곡부위(184)를 가지고 있다.
제조 공정 동안에, 도 4에 개시된 금속 시트는 상기에 기술된 절곡부위들이 절곡되어 도 2에 개시된 상호연결 장치(200)를 형성한다.
도 7을 참조하면, 하나의 실시예에 따른 상호연결 장치(200)가 제공된다. 상호연결 장치(200)는 제 1 전압 극성을 가진 2개의 전극들을 제 2 전압 극성을 가진 또 다른 2개의 전극들에 전기적으로 연결하도록 구성되어 있다. 도면에서 보는 바와 같이, 상호연결 장치(200)는 상기 논의된 전기 접속부재들(120, 122)과 같은 유사한 구조를 가진 전기 접속부재들(202, 204)을 가지고 있다.
전지셀 어셈블리들의 상호연결 장치는 다른 커넥터들에 대해 실질적인 이점 을 제공한다. 특히, 상호연결 장치는, 상기 상호연결 장치의 전지 접속부재들을 통해 실질적으로 균일한 전류 흐름을 제공하면서, 전지모듈에서 제 1 극성의 제 1 세트의 전극들을 제 2 극성의 제 2 세트의 전극들에 직렬로 연결하는 기술적 효과를 제공한다.
예시적인 실시예들을 참조하여 본 발명을 기술하였지만, 당업자들은 본 발명의 범주를 벗어나지 않으면서 구성요소들에 대해 다양한 변형이 행해질 수 있고 균등 치환이 행해질 수 있음을 이해할 것이다. 더욱이, 본 발명의 본질적인 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명의 교시에 특별한 상황 또는 물질을 적용하기 위해 많은 수정이 행해질 수 있다. 그러므로, 본 발명은 본 발명을 수행하기 위해 개시되어 있는 특정 실시예들로 한정되지 않고, 첨부된 청구항들의 범주에 속하는 모든 실시예들을 포함하는 것으로 의도된다. 또한, 용어 제 1, 제 2, 등의 사용은 하나의 구성요소를 다른 것과 구별하기 위해 사용되었다. 또한, 일부 용어들 하나의 등은 양의 한정을 내포하기 보다는 인용된 항목들 중 적어도 하나가 존재함을 내포한다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 상호연결 장치를 포함하는 전지모듈의 모식도이다;
도 2는 도 1의 전지모듈의 일부 확대 모식도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 도 1의 상호연결 장치의 일부 확대 모식도이다;
도 4는 도 1의 상호연결 장치를 형성하는데 사용되는 금속 시트의 모식도이다;
도 5는 도 1의 상호연결 장치의 평면 모식도이다;
도 6은 도 5의 라인 6-6에 따른 단면 모식도이다;
도 7은 또 다른 실시예에 따른 상호연결 장치의 확대 모식도이다.

Claims (12)

  1. 제 1 및 제 2 접속부들, 제 1 연장부, 및 제 1 중간부를 포함하고 있는 제 1 전기 접속부재로서, 상기 제 1 접속부가 제 1 극성을 가진 제 1 전지셀 어셈블리의 제 1 전극에 접속하고 상기 제 2 접속부가 제 2 극성을 가진 제 2 전지셀 어셈블리의 제 2 전극과 접속하는 구성으로 이루어지도록, 상기 제 1 연장부는 상기 제 1 접속부와 제 1 중간부 사이에 연결되어 있고, 상기 제 1 중간부는 상기 제 1 연장부와 제 2 접속부 사이에 연결되어 있으며, 상기 제 1 접속부는 상기 제 2 접속부에 실질적으로 평행하고, 제 1 연장부는 상기 제 1 접속부에 실질적으로 수직한 구성의 제 1 전기 접속부재; 및
    상기 제 1 전기 접속부재 상에 위치하며, 제 3 및 제 4 접속부들, 제 2 및 제 3 연장부들, 및 제 2 중간부를 포함하고 있는 제 2 전기 접속부재로서, 상기 제 3 접속부가 제 1 극성을 가진 제 3 전지셀 어셈블리의 제 3 전극과 접속하고 상기 제 4 접속부가 제 2 극성을 가진 제 4 전지셀 어셈블리의 제 4 전극과 접속하는 구성으로 이루어지도록, 상기 제 2 연장부가 상기 제 3 접속부와 제 2 중간부 사이에 연결되어 있고, 상기 제 3 중간부가 상기 제 2 중간부와 제 4 접속부 사이에 연결되어 있으며, 상기 제 3 접속부가 상기 제 4 접속부에 실질적으로 평행하고, 상기 제 2 연장부가 상기 제 3 접속부에 실질적으로 수직한 구성의 제 2 전기 접속부재;
    를 포함하고,
    상기 제 1 전기 접속부재의 제 1 전기 저항은 제 2 전기 접속부재의 제 2 전기 저항과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리들의 상호연결 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전기 접속부재의 제 1 세로길이는 제 2 전기 접속부재의 제 2 세로길이와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 상호연결 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 중간부와 제 2 중간부는 서로 인접하고 실질적으로 서로 평행하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 상호연결 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 3 접속부들은 실질적으로 서로 평행하게 배치되어 있고, 상기 제 2 및 제 3 접속부재들은 실질적으로 서로 평행하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 상호연결 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 연장부들은 서로 인접하고 실질적으로 서로 평행하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 상호연결 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 전기 접속부재 상에 위치하고 제 5 및 제 6 접속부들, 제 4 연장부, 및 제 3 중간부를 가진 제 3 전기 접속부재를 더 포함하고 있으며, 상기 제 5 접속부가 제 1 극성을 가진 전지셀 어셈블리의 제 5 전극에 접속하고 상기 제 6 접속부가 제 2 극성을 가진 제 6 전지셀 어셈블리의 제 6 전극과 접속하는 구성으로 이루어지도록, 상기 제 3 중간부는 상기 제 4 연장부와 제 5 접속부 사이에 연결되어 있고, 상기 제 4 연장부는 상기 제 3 중간부와 제 6 접속부 사이에 더 연결되어 있으며, 상기 제 5 접속부는 상기 제 6 접속부에 실질적으로 평행하고, 상기 제 4 연장부는 상기 제 6 접속부에 실질적으로 수직한 것을 특징으로 하는 상호연결 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 중간부 및 제 3 중간부는 서로 인접하고 실질적으로 서로 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 상호연결 장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 제 3 및 제 5 접속부들은 실질적으로 서로 평행하게 배치되어 있고, 상기 제 4 및 제 6 접속부들은 실질적으로 서로 평행하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 상호연결 장치.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 제 3 및 제 4 연장부들은 서로 인접하고 실질적으로 서로 평행하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 상호연결 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 전기적 연결부재들은 니켈- 플레이트 구리로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 상호연결 장치.
  12. 제 1 및 제 2 접속부들, 제 1 연장부, 및 제 1 중간부를 포함하고 있는 제 1 전기 접속부재로서, 상기 제 1 접속부가 제 1 극성을 가진 제 1 전지셀 어셈블리의 제 1 전극에 접속하고 상기 제 2 접속부가 제 2 극성을 가진 제 2 전지셀 어셈블리의 제 2 전극과 접속하는 구성으로 이루어지도록, 상기 제 1 연장부는 상기 제 1 접속부와 제 1 중간부 사이에 연결되어 있고, 상기 제 1 중간부는 상기 제 1 연장부와 제 2 접속부 사이에 연결되어 있으며, 상기 제 1 접속부는 상기 제 2 접속부에 실질적으로 평행하고, 제 1 연장부는 상기 제 1 접속부에 실질적으로 수직한 구성의 제 1 전기 접속부재; 및
    상기 제 1 전기 접속부재 상에 위치하며, 제 3 및 제 4 접속부들, 제 2 및 제 3 연장부들, 및 제 2 중간부를 포함하고 있는 제 2 전기 접속부재로서, 상기 제 3 접속부가 제 1 극성을 가진 제 3 전지셀 어셈블리의 제 3 전극과 접속하고 상기 제 4 접속부가 제 2 극성을 가진 제 4 전지셀 어셈블리의 제 4 전극과 접속하는 구성으로 이루어지도록, 상기 제 2 연장부가 상기 제 3 접속부와 제 2 중간부 사이에 연결되어 있고, 상기 제 3 중간부가 상기 제 2 중간부와 제 4 접속부 사이에 연결되어 있으며, 상기 제 3 접속부가 상기 제 4 접속부에 실질적으로 평행하고, 상기 제 2 연장부가 상기 제 3 접속부에 실질적으로 수직한 구성의 제 2 전기 접속부재;
    를 포함하고,
    상기 제 1 전기 접속부재의 제 1 세로길이는 제 2 전기 접속부재의 제 2 세로길이와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 상호연결 장치.
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