KR101151847B1 - 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에너지 저장장치 셀을 복수개 연결하여 고전압용 어셈블리를 구현하는 단자 연결 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 고전압용 커패시터 또는 배터리의 어셈블리를 구현하기 위해 각 단위 셀의 단자를 서로 연결하는 연결 장치로서, 소정의 길이를 갖는 판 형상의 본체부와, 상기 본체부의 양단에 셀 단자가 삽입될 수 있도록 삽입공이 형성된 셀 단자 연결부가 구비되며, 상기 본체부 일단에 형성된 삽입공 내주면에는 나사산이 형성된 부스바; 및 내부에 중공이 형성된 원판 형상으로 이루어지며, 상기 부스바 본체부의 타단에 형성된 삽입공을 통해 셀 단자와 나사 결합하면서 상기 부스바를 체결하는 체결 부재;를 포함하는 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치가 개시된다.

Description

에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치{Terminal connecting device for electric energy storage device module}

본 발명은 울트라 커패시터 또는 배터리와 같은 에너지 저장장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에너지 저장장치 셀을 복수개 연결하여 고전압용 어셈블리를 구현하는 단자 연결 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전기에너지를 저장하는 소자로는 전지(battery)와 커패시터(capacitor)가 대표적이다.

이러한 커패시터 중, 울트라 커패시터(Ultra Capacitor)는 슈퍼 커패시터(Super Capacitor)라고도 불리우며, 전해콘덴서와 이차전지의 중간적인 특성을 갖는 에너지 저장장치로서 높은 효율, 반영구적인 수명특성으로 인해 이차전지와의 병용 및 대체가 가능한 차세대 에너지 저장장치이다.

이러한 울트라 커패시터를 사용함에 있어서, 고전압용 전지로 사용되기 위해서는 수천 패럿(F : farad) 또는 수백 전압(V : voltage)의 고전압 모듈(module)이 필요하다. 이런 고전압 모듈은 각각의 단위 셀(cell)인 울트라 커패시터가 필요한 수량만큼 연결되어 고전압용 울트라 커패시터 어셈블리로 구성된다. 이때, 복수의 울트라 커패시터는 부스바(busbar)에 의해 연결됨으로써 고전압용 울트라 커패시터 어셈블리를 이루게된다.

도 1a, 도1b 및 도 1c는 종래의 부스바를 이용하여 억지끼움 방식으로 셀 단자를 연결한 에너지 저장장치 어셈블리를 나타내는 도면이다.

도면에서와 같이, 종래에는 에너지 저장장치의 개별 셀(10)들을 연결하여 어셈블리를 구현하기 위해, 부스바(20)를 셀 단자(11)들에 강제 압입하는 억지끼움 방식으로 체결하여 연결하는 방식이 이용된다.

즉, 셀 단자(11)의 형상에 대응하는 홀이 각각 형성된 부스바(20)를 준비하여, 이 셀 단자(11)들에 부스바(20)의 홀이 각각 위치하도록 배치한 다음, 셀 단자(11)에 부스바(20)를 밀착시켜 강제 압입을 통한 억지끼움으로 체결하여 연결한다.

그러나 이러한 종래의 부스바(20)를 이용한 연결은 억지끼움 방식을 채용하여 구조의 단순화나, 비용의 절감 또는 결합 공정의 용이함 등의 장점을 갖지만, 억지끼움 방식을 통한 체결로 체결력의 저하에 따른 접속 신뢰도를 보장할 수 없는 문제가 있다. 즉, 이러한 종래의 방식은 진동이나 내구성에 취약한 단점을 구비하고 있다.

또한, 위와 같은 부스바를 이용한 결합 방식은, 셀 단자들 간의 연결을 통해 어셈블리를 형성한 후, 연결된 단자와의 체결 부위가 헐거워지거나 체결된 단자가 이탈하는 문제가 발생할 수 있고, 이는 결국 에너지 저장장치 어셈블리를 이용하는 전체 시스템에 악영향을 미치게 하는 문제가 발생한다.

아울러, 위와 같은 억지끼움 방식을 적용하기 위해서는 부스바 및 셀 단자의 체결 부위에 대한 부품 정밀도가 매우 중요시되는데, 이는 부품 제조시의 난해함과 함께 불량 발생 확률이 증가되는 문제를 야기하게 된다.

도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d는 종래의 부스바를 이용하여 너트 결합 방식을 통해 셀 단자를 연결한 에너지 저장장치 어셈블리를 나타내는 도면이다.

위 도면에서와 같은 종래의 부스바(20) 및 연결 방식은, 셀 단자(11)와 부스바(20)의 결합력을 높이기 위해 너트(30)를 이용해, 셀 단자(11)와 부스바(20)를 단단히 체결하고 있다.

즉, 셀(10) 상단의 셀 단자(11)를 높은 길이로 형성해두고, 여기에 홀이 각각 형성된 부스바(20)를 각 셀 단자(11)에 맞추어 삽입한 후, 너트(30)를 이용하여 각 셀 단자(11)에 나사 결합하는 것으로 부스바(20)와 셀 단자(11)를 체결한다.

그러나 종래의 위와 같은 방식은, 너트(30)를 이용한 나사 결합 체결을 이용하여 체결력의 강화나 접속 신뢰도는 양호할 수 있으나, 조립 체결에 너트(30)가 이용되므로 어셈블리 형성 후, 이 너트(30)에 의한 높이 및 부피로 인하여 전체적인 어셈블리 모듈의 크기가 셀(10)의 길이 방향으로 과도하게 높아지게 되는 문제가 발생한다.

이러한 문제는 최근 에너지 저장장치 어셈블리를 이용하는 기기들의 경박 단소화 추세에 부합하지 않는 것으로, 불필요한 높이 및 부피로 인한 제품 설계에 악영향을 미치게 되는 문제가 있다. 즉, 설계의 자유도를 떨어뜨려 제품 디자인에 제약을 가하게 되는 원인이 된다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로서, 에너지 저장장치의 어셈블리화를 위해 복수의 셀 단자를 결합하여 연결하는 체결 방식을 개선함과 함께, 이에 따른 단자 연결 장치의 구조를 개선하여 셀 단자들 간의 결합 연결 후, 체결력을 강화하고 체결 부위의 내구성 및 접속 신뢰성을 보장할 수 있는 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

아울러, 셀 단자들 간의 단자 연결 장치의 구조 및 체결 방식을 개선하여, 셀 단자들의 연결 조립 후 어셈블리를 형성한 후에도, 셀 단자와의 체결 부위의 높이 및 부피를 최소한으로 줄일 수 있는 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 첨부된 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치는, 고전압용 커패시터 또는 배터리의 어셈블리를 구현하기 위해 각 단위 셀의 단자를 서로 연결하는 연결 장치로서, 소정의 길이를 갖는 판 형상의 본체부와, 상기 본체부의 양단에 셀 단자가 삽입될 수 있도록 삽입공이 형성된 셀 단자 연결부가 구비되며, 상기 본체부 일단에 형성된 삽입공 내주면에는 나사산이 형성된 부스바; 및 내부에 중공이 형성된 원판 형상으로 이루어지며, 상기 부스바 본체부의 타단에 형성된 삽입공을 통해 셀 단자와 나사 결합하면서 상기 부스바를 체결하는 체결 부재;를 포함한다.

바람직하게, 상기 부스바 본체부의 타단은 상대적으로 일단에 비해 얇은 두께를 갖도록 단차진 형태로 이루어진다.

또한, 상기 부스바 본체부의 타단에는 상기 셀 단자 주위의 폼에 대응하는 걸림턱 구조가 형성된 것이 바람직하다.

나아가, 상기 부스바 본체부의 일단과 타단 사이 하부면에는 셀 간의 절연을 위한 슬리브 구조물과의 간섭을 피하기 위한 단차진 형태의 단차 가공부가 형성된 것이 바람직하다.

아울러, 상기 부스바 본체부의 측면에는, 셀 보호를 위한 밸런싱 회로 적용시 전압 체크를 위한 회로 단자 삽입구가 형성된 것이 바람직하다.

이와 함께, 상기 체결 부재는, 서로 다른 직경을 갖는 단차 형태로 이루어진 것이 바람직하다.

한편, 상기 체결 부재는, 상부 직경 보다 셀 단자와 결합되는 측의 하부 직경이 작게 형성된 것이 바람직하다.

바람직하게, 상기 체결 부재는, 상기 셀 단자와 나사 결합할 수 있도록 중공 내주면에 나사산이 형성된다.

또한, 상기 체결 부재는, 조립용 공구 삽입을 위한 홀이 형성된 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 에너지 저장장치 어셈블리 모듈용 단자 연결 장치의 구조를 일측에 나사산이 형성된 단자 삽입공이 형성되는 부스바와 별도의 원판형 체결 부재를 구비하도록 개선하여, 일측의 셀 단자는 나사 결합을 통해 부스바와 직접 연결하고, 타측의 셀 단자는 별도의 체결부재를 통해 부스바와 연결하도록 하여, 어셈블리 조립 후에 진동이나 외부 환경 변화에도 높은 접속 신뢰도를 유지할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 별도의 체결 부재는 중공이 형성된 얇은 원판 형상을 취하고, 상면에는 조립용 공구 삽입을 위한 홀이 구비되며, 이 체결 부재가 결합되는 부스바의 대응 부위의 높이도 낮게 형성되어, 체결 부재 결합시 결합 부위의 높이를 최소화할 수 있고, 이를 통해 전체 제품의 디자인 자유도를 높일 수 있는 효과를 제공한다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술할 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1a, 도1b 및 도 1c는 종래의 부스바를 이용하여 억지끼움 방식으로 셀 단자를 연결한 에너지 저장장치 어셈블리를 나타내는 도면이다.
도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d는 종래의 부스바를 이용하여 너트 결합 방식을 통해 셀 단자를 연결한 에너지 저장장치 어셈블리를 나타내는 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치를 통해 셀 단자들이 연결된 상태를 나타낸 도면이다.
도 3b는 도 3a의 C-C' 단면을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치의 부스바를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치의 체결 부재를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치용 조립 공구를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치가 셀들에 결합되어 연결된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치를 이용하여 에너지 저장장치 셀들을 연결 조립하는 동작을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치를 통해 셀 단자들이 연결된 상태를 나타낸 도면이고, 도 3b는 도 3a의 C-C' 단면을 나타낸 도면이다.

본 발명은 울트라 커패시터 또는 배터리와 같은 에너지 저장장치 셀(100)의 모듈화 및 어셈블리화를 위해 셀 단자(110)들에 결합되어 이들을 연결하는 부스바(200) 및 체결 부재(300)의 구조를 개선하여, 결합 체결력 및 안정성을 높이고, 체결 작업에 대한 편리성 증대와, 체결 부위를 경박단소화할 수 있는 것에 그 특징이 있다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명에 따른 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치는, 복수의 에너지 저장장치 셀(cell)(100)의 셀 단자(cell termina)(110)에 결합하고, 이들 셀 단자(110)들을 연결하여 모듈(module) 및 어셈블리(assembly)를 형성하는 부스바(busbar)(200) 및 체결 부재(300)를 포함한다.

즉, 도면에서와 같은 고전압용 에너지 저장장치 어셈블리는, 본 발명에 따른 부스바(200) 및 체결 부재(300)를 구비하는 단자 연결 장치에 의해 복수의 에너지 저장장치 셀(100)이 연결됨으로써 구현된다.

먼저, 에너지 저장장치 셀(100)은 울트라 커패시터 셀 또는 배터리 셀과 같은 전기 에너지가 축적된 개별 셀이다. 상기 에너지 저장장치 셀(100)은 대개 원통형 형상으로 이루어지며, 그 외 사각형 및 판형 형상을 취하고 있다.

상기 에너지 저장장치 셀(100)에는 축적된 전기 에너지의 입/출력을 위한 리드선이 연결된 셀 단자(110)가 구비된다. 상기 셀 단자(110)는 대개 상기 에너지 저장장치 셀(100)의 상/하부면에 위치하며, 그 개별 형태는 원통형 원기둥 형상으로 이루어진다. 또한, 상기 셀 단자(110)는 전기 전도성 재질로 이루어지며, 셀 내부의 전극에 리드선으로 연결된다.

특히, 상기 셀 단자(110)는 본 발명에 따른 단자 연결 장치와 용이하게 결합하기 위해, 외측면에 탭 가공을 통한 나사산이 형성된다. 이는, 후술할 부스바(200) 및 체결 부재(300)와 나사 결합을 하기 위함이다.

상기 부스바(200)는 상기 복수의 에너지 저장장치 셀(100)들을 서로 전기적, 기계적으로 연결시켜 모듈화 또는 어셈블리화하는 역할을 수행한다. 즉, 상기 부스바(200)는 상기 복수의 에너지 저장장치 셀(100)들의 셀 단자(110)들에 각각 결합되어 이들을 전기적 및 기계적으로 연결시킨다. 따라서, 상기 부스바(200)의 본체부는 전기 전도성 재질로 이루어지며, 이 본체부에는 상기 셀 단자(110)들과 결합하기 위한 셀 단자 연결부가 형성된다.

또한, 상기 부스바(200)의 상기 셀 단자 연결부는 상기 셀 단자(110)가 삽입될 수 있는 삽입공 형태로 이루어지는데, 도면에서와 같이, 2개의 셀을 연결하는 경우 2개의 삽입공이 형성된다. 이때, 부스바(200) 본체의 일단에 형성되는 삽입공에는 나사산이 탭 가공을 통해 형성되며, 타단에 형성되는 삽입공에는 별도의 나사산이 가공되지 않는다. 이는 일단의 삽입공을 통해서 하나의 셀 단자(110)를 직접 나사 결합할 수 있지만, 다른 셀 단자(110)는 직접 나사 결합할 수 없어, 후술할 추가적인 체결 부재(300)를 통해 결합하기 때문에 별도의 나사산이 형성될 필요가 없다.

상기 체결 부재(300)는 원판 형상으로 이루어지며, 중심부에는 중공이 형성되고, 이 중공 내주면에는 나사산이 형성된다. 즉, 상기 부스바(200)의 일단에 형성된 삽입공을 통해 첫 번째 셀 단자(110)가 나사 결합하고, 타단에 형성된 삽입공에는 상기 체결 부재(300)를 통해 두 번째 셀 단자(110)가 나사 결합하여 체결된다. 이처럼, 상기 체결 부재(300)를 통해 셀 단자(110)와 나사 결합하기 위해 체결 부재(300)에는 체결 조립을 위한 공구가 삽입될 수 있는 홀(310)이 형성된다.

다음, 추가 도면을 통해 본 발명에 따른 상기 부스바(200)와 상기 체결 부재(300)의 보다 상세한 설명을 하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치의 부스바를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치의 체결 부재를 나타낸 사시도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 부스바(200)는 소정 길이를 갖는 판 형상의 본체부, 상기 본체부 양단에 형성되어 셀 단자(110)와 연결되는 셀 단자 연결부(210,220), 상기 본체부 중단의 하부면에 형성된 단차 가공부(230), 상기 본체부의 측면에 형성되는 밸런싱 회로용 회로 단자 삽입구(240), 상기 일 측의 셀 단자 연결부(220)에 형성되어 셀 단자 주위 폼에 안착되는 걸림턱 구조(250) 및 상기 일 측의 셀 단자 연결부(220)에 형성되어 후술할 체결 부재(300)가 안착되는 단차부(260) 등으로 이루어진다.

상기 본체부는 일정한 길이를 갖는 판 형상을 취하며, 전기 전도성 재질로 이루어진다. 상기 본체부는 복수의 에너지 저장장치(100)를 기계적, 전기적으로 연결하기 위한 구조물로써, 연결할 셀 단자(110)들의 간격에 따라 그 길이가 정해진다.

상기 셀 단자 연결부(210,220)는 상기 본체부의 일단에 위치하여, 첫 번째 셀 단자에 연결되는 제1 삽입공(210)과 상기 본체부의 타단에 위치하여, 두 번째 셀 단자 또는 그 외 셀 단자에 연결되는 제2 삽입공(220)으로 이루어진다. 즉, 상기 제1 삽입공(210)은 첫 번째 셀 단자와 나사 결합하기 위한 나사산이 형성되며, 상기 본체부의 회전을 통해 상기 셀 단자와 상기 제1 삽입공(210)을 나사 결합할 수 있는 구조를 취한다.

반면, 제2 삽입공(220)은 상기 제1 삽입공(210)이 셀 단자와 나사 결합한 상태에서 본체부의 회전 및 나사 결합이 용이하지 않기 때문에, 셀 단자가 삽입될 수 있는 크기의 나사산이 형성되지 않는 홀 형태를 취한다. 이 제2 삽입공(220)을 통해서는 후술할 체결 부재(300)를 이용하여 셀 단자와 본체부를 연결하게 된다.

이를 위해 상기 셀 단자 연결부의 제2 삽입공(220)에는 걸림턱 구조(250)와 단차부(260)가 형성된다. 상기 걸림턱 구조(250)는 상기 셀 단자 연결부의 제2 삽입공(220) 주위의 본체부 하단면에 셀 단자 폼에 대응하는 형상으로 형성되어, 셀 단자 연결시에 셀 단자 주위 폼에 본체부가 걸릴 수 있도록 하여, 셀 단자와 제2 삽입공(220)이 정위치에 결합할 수 있도록 가이드하는 역할을 수행한다.

상기 단차부(260)는 상기 셀 단자 연결부의 제2 삽입공(220) 주위의 본체부 상단면에 단차진 형태로 형성된다. 즉, 상기 본체부의 상기 제2 삽입공(220) 주위의 두께가 상대적으로 얇은 두께를 갖도록 한다. 이는, 후술할 체결 부재(300)의 체결 결합시, 본체부 상부로 돌출되는 결합 구조물의 높이를 상대적으로 낮추기 위함이다.

상기 단차 가공부(230)는 상기 본체부의 중단 하부면에 단차진 형태로 홈이 패여 형성되며, 에너지 저장장치 셀들의 연결시, 셀들의 접촉부위에 구비되는 별도 구조물들에 본체부가 간섭받지 않도록 하기 위함이다. 즉, 셀 간 절연을 위해 설치되는 슬리브 구조물은 셀 간 마주하는 접촉 부위에 위치하게 되는데, 이 부위는 기존 셀 높이 보다 돌출되기 때문에, 이를 감안하여 본체부에 홈이 패인 단차 가공부(230)를 형성한다.

상기 회로 단자 삽입구(240)는 상기 본체부 측면에 형성되며, 나사 탭 가공된 홀 형태를 취한다. 상기 회로 단자 삽입구(240)는 에너지 저장장치 어셈블리 구현시 셀 보호를 위한 밸런싱 회로에서 전압을 체크하기 위한 회로 단자가 본체부에 마운팅 결합될 수 있도록 하는 역할을 수행한다. 또한, 상기 회로 단자 삽입구(240)는 본체부의 측면에 위치하여, 본체부 상부면에 방열성능을 위한 열전도성 테이프 부착시 간섭을 방지할 수 있도록 한다.

아울러, 상기 셀 단자 연결부의 제2 삽입공(220)에는 도 5에 도시된 체결 부재(300)가 삽입되어 셀 단자와 나사 결합을 통해 본체부를 연결하는 구조를 취한다.

상기 체결 부재(300)는 중공이 형성된 얇은 원판 형상으로 이루어지며, 중공 내주면에는 셀 단자와 나사 결합하기 위한 나사산(320)이 형성되고, 외부에는 나사 결합 조립을 위한 조립 공구가 삽입될 수 있는 홀(310)이 형성된다.

또한, 상기 체결 부재(300)는 원판 형태의 하부 직경이 상부 직경 보다 작게 형성되는 단차 형태를 취한다. 이는, 상기 체결 부재(300)가 셀 단자와 나사 결합하면서, 상기 부스바 본체부의 단차부(260) 구조에 걸치도록 하면서 접속 결합하도록 하기 위함이다. 즉, 상기 체결 부재(300)의 직경이 작은 원판 하부면(330)은 상기 본체부의 제2 삽입공(220)을 통과하여 셀 단자와 나사 결합되고, 직경이 큰 원판 상부면은 상기 제2 삽입공(220)을 통과하지 못하고, 상기 단차부(260) 구조에 걸쳐서 접속 결합되는 구조가 이루어진다.

아울러, 상기 체결 부재(300)는 얇은 원판 형태로 제작하여, 상기 본체부의 제2 삽입공(220)을 통해 셀 단자와 나사 결합시, 상기 본체부의 단차부(260)에 삽입되어 부스바의 상부면 위로 상기 체결 부재(300)가 돌출되지 않도록 한다. 또한, 나사 결합 시에도 상기 조립 공구를 위한 홀(310)을 통해 조립 작업을 수행하도록 하여, 상부면에 조립을 위한 별도의 구조물이나 돌출부 형성하지 않도록 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치용 조립 공구를 나타내는 사시도이다.

상기 체결 부재(300)는 도 6에서와 같은, 별도의 전용 조립 공구(400)를 통해 회전력이 인가되어 셀 단자와 나사 결합된다. 즉, 상기 체결 부재(300)에 형성된 조립 공구용 홀(310)에는 상기 전용 조립 공구(400)에 형성된 홀 삽입부(410)가 삽입되고, 이렇게 삽입된 상태에서 공구(400)를 회전시켜 체결 부재(300)에 회전력을 인가하게 된다. 이때, 공구(400) 상부에 형성된 다각형 형상을 통해 스패너 등을 이용 공구(400)를 회전시키게 된다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치가 셀들에 결합되어 연결된 상태를 나타낸 단면도이다.

도 7을 살펴보면, 본 발명에 따른 단자 연결 장치(200)는 두 개의 에너지 저장장치 셀(100)을 서로 연결시키고 있다. 먼저, 첫 번째 셀의 셀 단자(110)에는 나사산이 형성된 셀 단자 연결부가 직접 나사 결합을 통해 연결된다. 두 번째 셀의 셀 단자(110)에는 체결 부재(300)가 나사 결합되며, 부스바 본체부의 셀 단자 연결부가 상기 셀 단자(110)와 체결 부재(300) 사이에 위치하여, 체결 부재(300) 결합시 함께 셀 단자(110)에 결합 연결된다.

이때, 부스바 본체부의 제2 삽입공(220) 주위에 형성된 단차부(260)와 체결 부재(300)의 원판 상부가 접촉되어 전기적으로 연결된다. 또한, 셀(100)의 셀 단자(110) 주위 폼(150)은 부스바 본체부의 제2 삽입공(220) 주위에 형성된 걸림턱 구조(250)에 의해 본체부와 형합되어 정위치를 유지하게 된다.

이와 함께, 본 발명에 따른 단자 연결 장치를 통해 셀(100) 간 전기적, 기계적 연결 조립 후에, 부스바(200) 상단부에는 방열 성능을 위한 열전도성 테이프와 같은 방열 부재(500)를 부착한다. 이때, 체결 부재(300)가 상기 부스바(200)의 단차부(260) 내부로 삽입되어 상기 부스바(200) 상단면에는 전체적으로 'ㅡ' 자 형상으로 평탄면이 형성된다. 따라서, 상기 방열 부재(500)가 평탄면에 용이하게 부착될 수 있다.

또한, 어셈블리 구현시에 셀(100) 간 절연을 위해 셀(100) 표면에는 슬리브와 같은 절연재(600)를 부착하는데, 셀 상부면에 이 절연재(600)로 인해 돌출되는 부분은 상기 부스바(200)에 형성된 단차 가공부(230)에 의해 수납되어 부스바(200) 조립 후에도 간섭을 최소화하게 된다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치를 이용하여 에너지 저장장치 셀들을 연결 조립하는 동작을 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하여, 본 발명에 따른 단자 연결 장치를 이용해 셀들을 연결 조립하는 동작을 설명하기로 한다.

먼저, 도 8의 (a)에서와 같이, 첫 번째 에너지 저장장치 셀(100)을 지그 등을 이용 고정한 후, 본 발명의 부스바(200)를 준비하여 제1 삽입공을 셀 단자(110) 위치시켜 삽입한 후, 부스바(200)를 회전하여 셀 단자(110)에 부스바(200)를 나사 결합하여 조립한다.

다음, (b)에서와 같이 부스바(200)의 다른 쪽 제2 삽입공을 두 번째 에너지 저장장치 셀(100)의 셀 단자(110)에 삽입되도록 위치시킨다. 이때, 두 번째 셀 단자(110) 주위의 폼 구조와 부스바의 제2 삽입공 주변에 형성된 걸림턱 구조를 맞추어 삽입하는 것으로 조립 작업을 용이하게 할 수 있다.

이와 같이, 부스바(200)에 두 번째 셀 단자(110)가 삽입된 상태에서, 도 8의 (c)와 같이, 본 발명에 따른 체결 부재(300)를 준비하여 부스바(200) 위로 셀 단자(110)에 나사 결합하여 조립하는 작업을 진행한다. 이때, 전용 공구(400)를 이용하여 체결 부재의 나사 결합 조립을 진행하게 된다. 즉, 체결 부재(300)의 홀에 전용 공구(400)를 삽입한 채로, 공구(400)를 회전하면, 체결 부재(300)가 회전하게 되어, 셀 단자(110)에 체결 부재(300)가 나사 결합하게 된다.

이러한 조립 작업을 통해, 셀 단자와 강한 체결력으로 결합하여 접속 신뢰도를 높이게 되고, 체결 결합 조립 후에도 부스바의 전체적인 높이를 일정 수준 이하로 얇게 유지할 수 있어, 셀 단자 연결 부위의 경박 단소화를 이룰 수 있게 된다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100 : 에너지 저장장치 셀 110 : 셀 단자
200 : 부스바 300 : 체결 부재
310 : 공구 삽입홀

Claims (9)

1. 고전압용 커패시터 또는 배터리의 어셈블리를 구현하기 위해 각 단위 셀의 단자를 서로 연결하는 연결 장치로서,
   소정의 길이를 갖는 판 형상의 본체부와, 상기 본체부의 양단에 셀 단자가 삽입될 수 있도록 삽입공이 형성된 셀 단자 연결부가 구비되며, 상기 본체부 일단에 형성된 삽입공 내주면에는 나사산이 형성된 부스바; 및
   내부에 중공이 형성된 원판 형상으로 이루어지며, 상기 부스바 본체부의 타단에 형성된 삽입공을 통해 셀 단자와 나사 결합하면서 상기 부스바를 체결하는 체결 부재;를 포함하는 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 부스바 본체부의 타단은 상대적으로 일단에 비해 얇은 두께를 갖도록 단차진 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 부스바 본체부의 타단에는 상기 셀 단자 주위의 폼에 대응하는 걸림턱 구조가 형성된 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 부스바 본체부의 일단과 타단 사이 하부면에는 셀 간의 절연을 위한 슬리브 구조물과의 간섭을 피하기 위한 단차진 형태의 단차 가공부가 형성된 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 부스바 본체부의 측면에는, 셀 보호를 위한 밸런싱 회로 적용시 전압 체크를 위한 회로 단자 삽입구가 형성된 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 체결 부재는,
   서로 다른 직경을 갖는 단차 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 체결 부재는,
   상부 직경 보다 셀 단자와 결합되는 측의 하부 직경이 작게 형성된 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 체결 부재는,
   상기 셀 단자와 나사 결합할 수 있도록 중공 내주면에 나사산이 형성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 체결 부재는,
   조립용 공구 삽입을 위한 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치.

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