KR101321687B1 - Serial connection structure of cell module assembly, and battery using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리를 구성하는 단위배터리의 직렬연결 구조에 관한 것으로, 본 단위배터리의 직렬연결 구조는, 상기 단위배터리의 전면에 극성 별로 배치되는 버스바를 각각 구비하고, 상기 버스바는 상기 단위배터리가 이웃하는 다른 단위배터리와 결합되는 경우, 이 결합되는 다른 단위배터리의 버스바에 결합되도록 밴딩가능한 것을 특징으로 한다. 이와 같이 본 발명은 제조자의 선택에 의해 변경이 가능한 버스바의 밴딩에 의해 단위배터리의 직렬연결을 구현함으로써 종래 적용되는 버스바의 수를 줄여 고유 저항 및 접촉저항에 의한 에너지손실을 최소화함과 동시에 고가의 전기용 구리의 사용을 줄임으로써 배터리의 제조 비용을 절감할 수 있다.The present invention relates to a series connection structure of a unit battery constituting a battery, the series connection structure of the unit battery, each having a bus bar arranged for each polarity on the front of the unit battery, the bus bar is the unit battery When coupled with other unit batteries neighboring, it is characterized in that the bandable to be coupled to the bus bar of the other unit battery is coupled. As described above, the present invention reduces the number of conventional bus bars by minimizing energy loss due to intrinsic resistance and contact resistance by implementing the series connection of unit batteries by the bending of the bus bars which can be changed by the manufacturer's choice. By reducing the use of expensive electrical copper, battery manufacturing costs can be reduced.

Description

단위배터리의 직렬연결 구조 및 이를 이용한 배터리{Serial connection structure of cell module assembly, and battery using the same}Serial connection structure of cell module assembly, and battery using the same}

본 발명은 단위배터리의 직렬연결 구조 및 이를 이용한 배터리에 관한 것으로, 구체적으로는 구체적으로는 셀들간 연결을 위한 단위배터리의 직렬연결 구조 및 이를 이용한 배터리에 관한 것이다.The present invention relates to a series connection structure of a unit battery and a battery using the same, and more particularly, to a series connection structure of a unit battery for connection between cells and a battery using the same.

종래 EV 및 HEV 차량용 배터리는, 일반적으로 단위배터리(Cell Module Assembly, CMA) 여러 개 연결되어 이루어진다. 단위 배터리는 배터리를 구성하는 최소 단위로 8~14 내외의 셀(cell)로 구성된다.Conventional EV and HEV vehicle batteries are generally made by connecting a plurality of unit modules (Cell Module Assembly, CMA). The unit battery is a minimum unit constituting the battery is composed of about 8 ~ 14 cells (cell).

특히 종래 EV 및 HEV 차량용 배터리는 별도의 버스바를 사용 하고 있으며, 버스바 간 기계적 접촉을 통하여 단위 배터리간 직렬 연결을 수행한다.In particular, conventional EV and HEV vehicle batteries use separate busbars, and perform serial connection between unit batteries through mechanical contact between busbars.

이와 같이, 이러한 종래 단위 배터리간 직렬 연결방법은 필요이상의 버스바 회로를 사용함으로써 이에 의한 고유저항 및 접촉저항의 증가로 에너지 손실이 발생되고, 구리와 같은 재료비가 증가되는 문제를 가진다.As described above, the conventional series connection method between unit batteries has a problem in that energy loss occurs due to an increase in specific resistance and contact resistance by using a busbar circuit more than necessary, and a material cost such as copper is increased.

KR 10-2008-0102547 A, 2008. 11. 26, 도면 1KR 10-2008-0102547 A, November 26, 2008, drawing 1

본 발명의 목적은 단위 배터리간 직렬연결에 이용되는 버스바의 수를 줄여 고유 저항 및 접촉저항에 의한 에너지손실을 최소화함과 동시에 고가의 전기용 구리의 사용을 줄임으로써 배터리의 제조 비용을 절감할 수 있는 단위 배터리의 직렬연결구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to reduce the number of bus bars used in series connection between unit batteries to minimize the energy loss due to the intrinsic resistance and contact resistance, and at the same time reduce the use of expensive electrical copper to reduce the manufacturing cost of the battery It is an object of the present invention to provide a series connection structure of a unit battery.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징은 단위배터리의 직렬연결 구조에 관한 것으로, 본 단위배터리의 직렬연결 구조는 상기 단위배터리의 전면에 극성 별로 배치되는 버스바를 각각 구비하고, 상기 버스바는 상기 단위배터리가 이웃하는 다른 단위배터리와 결합되는 경우, 이 결합되는 다른 단위배터리의 버스바에 결합되도록 밴딩가능한 것을 특징으로 한다.One feature of the present invention for achieving the above object relates to a series connection structure of the unit battery, the series connection structure of the unit battery is provided with a bus bar arranged for each polarity on the front of the unit battery, respectively, the bus bar is When the unit battery is coupled to another neighboring unit battery, it is characterized in that the bandable to be coupled to the bus bar of the other unit battery is coupled.

상기 극성 별로 각각 배치되는 버스바는, 상기 단위배터리 전면의 양측에 대칭으로 배치되고, 외측변을 힌지축으로 하여 밴딩할 수 있다.The bus bars arranged for each polarity may be symmetrically disposed on both sides of the front surface of the unit battery, and may be bent with the outer side as a hinge axis.

상기 단위배터리의 전면에 극성 별로 배치되는 터미널 볼트를 각각 더 구비하고, 상기 버스바는 일측에, 상기 단위배터리에 구비된 터미널 볼트를 통과하고 이웃하는 다른 단위배터리와 결합을 위한 밴딩 시 상기 다른 단위배터리에 구비된 터미널 볼트를 통과하기 위한 절개홈이 형성되며, 상기 버스바가 상기 절개홈을 통하여 상기 다른 단위배터리에 구비된 터미널 볼트를 통과하여 상기 다른 단위배터리에 구비된 버스바에 겹쳐지는 경우, 상기 다른 단위배터리에 구비된 터미널 볼트에 결합되는 너트부재에 의해 상기 절개홈을 압착하여 상기 겹쳐진 버스바들을 결합할 수 있다.Each of the terminal bolts disposed on the front of the unit battery is further provided for each polarity, and the bus bar passes through the terminal bolts provided on the unit battery to one side, and the other unit when bending for coupling with the neighboring unit batteries. When a cutting groove for passing through the terminal bolt provided in the battery is formed, and the bus bar is passed through the terminal bolt provided in the other unit battery through the cutting groove and overlaps the bus bar provided in the other unit battery, The overlapping busbars may be coupled by compressing the cutaway groove by a nut member coupled to a terminal bolt provided in another unit battery.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 특징은 복수 개의 단위배터리들을 구비한 배터리에 관한 것으로, 상기 단위배터리의 직렬연결 구조는, 상기 단위배터리의 전면에 극성 별로 배치되는 버스바를 각각 구비하고, 상기 버스바는 상기 단위배터리가 다른 단위배터리와 결합되는 경우 이 결합되는 다른 단위배터리의 버스바에 결합되도록 밴딩될 수 있다.Another aspect of the present invention for achieving the above object relates to a battery having a plurality of unit batteries, the series connection structure of the unit battery, each having a bus bar arranged for each polarity on the front of the unit battery The busbar may be bent to be coupled to a busbar of another unit battery to which the unit battery is coupled to another unit battery.

상기 극성 별로 각각 배치된 버스바는, 상기 단위배터리 전면의 양측에 대칭으로 배치되고, 외측변을 힌지축으로 하여 밴딩될 수 있다.The bus bars arranged for each polarity may be symmetrically disposed on both sides of the front surface of the unit battery, and may be bent with the outer side as a hinge axis.

상기 단위배터리의 직렬연결 구조는, 전면에 극성 별로 배치되는 터미널 볼트를 각각 더 구비하고, 상기 버스바는 일측에, 상기 단위배터리에 구비된 터미널 볼트를 통과하고, 이웃하는 다른 단위배터리와 결합을 위한 밴딩 시 상기 다른 단위배터리에 구비된 터미널 볼트를 통과하기 위한 절개홈이 형성되며, 상기 버스바가 상기 절개홈을 통하여 상기 다른 단위배터리에 구비된 터미널 볼트를 통과하여 상기 다른 단위배터리에 구비된 버스바에 겹쳐지는 경우, 상기 다른 단위배터리에 구비된 터미널 볼트에 결합되는 너트부재에 의해 상기 절개홈을 압착하여 상기 겹쳐진 버스바들을 결합할 수 있다.The serial connection structure of the unit battery, the front side is further provided with a terminal bolt disposed for each polarity, the bus bar is passed through the terminal bolt provided on the unit battery on one side, the coupling with other neighboring unit batteries A cutting groove for passing through the terminal bolt provided in the other unit battery is formed when bending for the bus, and the bus bar passes through the terminal bolt provided in the other unit battery through the cutting groove and is provided in the other unit battery. When overlapping with the bar, the overlapping bus bars may be coupled by compressing the cutaway groove by a nut member coupled to the terminal bolt of the other unit battery.

이와 같이, 본 발명은 제조자의 선택에 의해 변경이 가능한 버스바의 밴딩에 의해 단위배터리의 직렬연결을 구현함으로써 종래 적용되던 버스바의 수를 줄여 고유 저항 및 접촉저항에 의한 에너지손실을 최소화함과 동시에 고가의 전기용 구리의 사용을 줄임으로써 배터리의 제조 비용을 절감할 수 있다.As described above, the present invention minimizes the energy loss due to the intrinsic resistance and the contact resistance by reducing the number of bus bars conventionally applied by implementing the series connection of the unit batteries by the bending of the bus bars which can be changed by the manufacturer's choice. At the same time, the use of expensive electrical copper can reduce the manufacturing cost of the battery.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위배터리의 사시도이다.
도 2는 도 1에 의한 단위배터리들의 결합 공정을 도시한 공정도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위배터리의 직렬연결 구조를 이용한 배터리의 사시도이다.1 is a perspective view of a unit battery according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a process of combining unit batteries according to FIG. 1.
3 is a perspective view of a battery using a series connection structure of a unit battery according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 단위배터리의 직렬구조 및 이를 이용한 배터리에 대해 설명한다.Hereinafter, a series structure of a unit battery and a battery using the same will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위배터리의 사시도이고, 도 2는 단위배터리들의 결합 공정을 도시한 공정도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리모듈이다.1 is a perspective view of a unit battery according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a process diagram illustrating a process of combining unit batteries, and FIG. 3 is a battery module according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 단위배터리(10)의 직렬연결구조는 전면에 극성 별로 배치되는 버스바(12, 14)와 터미널 볼트(16, 18)를 구비한다.1 and 2, the series connection structure of the unit battery 10 includes bus bars 12 and 14 and terminal bolts 16 and 18 disposed in polarity on the front surface thereof.

버스바(12, 14)는, 단위배터리(10)가 이웃하는 다른 단위배터리(20)와 결합되는 경우, 이 결합되는 다른 단위배터리(20)의 버스바(28)에 결합되도록 밴딩가능하게 마련될 수 있다.The busbars 12 and 14 may be bent to be coupled to the busbars 28 of the other unit batteries 20 to which the unit batteries 10 are coupled to other neighboring unit batteries 20. Can be.

즉 버스바(12, 14)는 단위배터리(10) 전면의 양측에 대칭으로 배치되고, 외측변을 힌지축으로 하여 밴딩될 수 있다. 예를 들면, 도 2의 'A' 및 도 3의 'A'에 표시된 바와 같이, 버스바(12)는 좌측에 이웃하는 다른 단위배터리(20)의 버스바(24)에 겹치도록 밴딩될 수 있다.That is, the bus bars 12 and 14 may be symmetrically disposed at both sides of the front surface of the unit battery 10 and may be bent with the outer side as a hinge axis. For example, as indicated by 'A' in FIG. 2 and 'A' in FIG. 3, the busbar 12 may be bent to overlap the busbar 24 of another unit battery 20 adjacent to the left side. have.

그리고, 인용부호가 표시되지 않았지만 다른 버스바(14)는 도 3에 도시된 바와 같이 우측에 이웃하는 단위배터리의 버스바의 밴딩에 의해 겹쳐질 수 있다.In addition, although the quotation marks are not indicated, the other bus bars 14 may overlap by the bending of the bus bars of the unit batteries adjacent to the right side as shown in FIG. 3.

또한, 버스바(12, 14)는 상측에, 터미널 볼트(16, 18)를 통과하고, 이웃하는 다른 단위배터리(20)와 결합을 위한 밴딩 시 다른 단위배터리(20)에 구비된 터미널 볼트(28)를 통과하기 위한 절개홈(122)이 형성된다.In addition, the bus bars 12 and 14 pass through the terminal bolts 16 and 18 on the upper side, and the terminal bolts provided in the other unit batteries 20 at the time of bending for coupling with other unit batteries 20 adjacent thereto. An incision groove 122 for passing through 28 is formed.

이와 같이 형성된 절개홈(122)을 통하여 노출된 터미널 볼트(28)를 너트부재(미 도시)를 이용하여 체결함으로써 밴딩에 의해 겹쳐진 버스바(도 3의 12 및 24)를 결합할 수 있다.By connecting the terminal bolt 28 exposed through the cut groove 122 formed as described above using a nut member (not shown), the bus bars 12 and 24 of FIG. 3 may be coupled to each other.

구체적으로 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 버스바(12)가 절개홈(122)을 통하여 다른 단위배터리(20)에 구비된 터미널 볼트(28)를 통과하여 다른 단위배터리(20)에 구비된 버스바(24)에 겹쳐지는 경우, 다른 단위배터리(20)에 구비된 터미널 볼트(28)에 결합되는 너트부재(미 도시)에 의해 절개홈(122)을 압착하여 겹쳐진 버스바(12, 24)들을 결합할 수 있다.Specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, the bus bar 12 passes through the terminal bolt 28 provided in the other unit battery 20 through the cutting groove 122 to the other unit battery 20. When overlapping the provided bus bar 24, the bus bar 12 is pressed by pressing the incision groove 122 by a nut member (not shown) coupled to the terminal bolt 28 provided in the other unit battery 20. , 24) can be combined.

도 3에 도시된 배터리(1)는 6개의 단위배터리(10, 20)가 직렬로 연결된 형태로, 각각 이웃하는 우측의 단위배터리의 전면 좌측편에 배치된 버스바의 밴딩에 의해 용이하게 직렬 연결 구조를 구현할 수 있다.In the battery 1 shown in FIG. 3, six unit batteries 10 and 20 are connected in series, and are easily connected in series by bending of bus bars disposed on the front left side of the neighboring right side battery. The structure can be implemented.

이와 같이, 본 실시예에 따른 단위배터리의 직렬구조 및 이를 이용한 배터리(1)는 제조자의 선택에 의해 변경이 가능한 버스바(12, 14)의 밴딩에 의해 단위배터리(10)의 직렬연결을 구현함으로써 종래 적용되던 버스바의 수를 줄여 고유 저항 및 접촉저항에 의한 에너지손실을 최소화함과 동시에 고가의 전기용 구리의 사용을 줄임으로써 배터리의 제조 비용을 절감할 수 있다.As described above, the serial structure of the unit battery according to the present embodiment and the battery 1 using the same implement a series connection of the unit batteries 10 by bending the bus bars 12 and 14 that can be changed by the manufacturer's selection. By reducing the number of bus bars conventionally applied to minimize the energy loss due to the intrinsic resistance and contact resistance, it is possible to reduce the manufacturing cost of the battery by reducing the use of expensive electrical copper.

1: 배터리
10, 20: 단위배터리
12, 14, 22, 24: 버스바
16, 18, 26, 28: 터미널 볼트
122: 절개홈1: Battery
10, 20: unit battery
12, 14, 22, 24: busbar
16, 18, 26, 28: terminal bolt
122: incision groove

Claims (6)

단위배터리의 직렬연결 구조에 있어서,
상기 단위배터리의 전면에 극성 별로 배치되는 버스바를 각각 구비하고,
상기 버스바는 상기 단위배터리가 이웃하는 다른 단위배터리와 결합되는 경우, 이 결합되는 다른 단위배터리의 버스바에 결합되도록 밴딩가능하며,
상기 단위배터리의 전면에 극성 별로 배치되는 터미널 볼트를 각각 더 구비하고,
상기 버스바는 일측에, 상기 단위배터리에 구비된 터미널 볼트를 통과하고 이웃하는 다른 단위배터리와 결합을 위한 밴딩 시 상기 다른 단위배터리에 구비된 터미널 볼트를 통과하기 위한 절개홈이 형성되며,
상기 버스바가 상기 절개홈을 통하여 상기 다른 단위배터리에 구비된 터미널 볼트를 통과하여 상기 다른 단위배터리에 구비된 버스바에 겹쳐지는 경우, 상기 다른 단위배터리에 구비된 터미널 볼트에 결합되는 너트부재에 의해 상기 절개홈을 압착하여 상기 겹쳐진 버스바들을 결합하는 것을 특징으로 하는 단위배터리의 직렬연결 구조.In the series connection structure of the unit battery,
Each bus bar is provided on the front of the unit battery and disposed for each polarity.
The bus bar may be bent to be coupled to a bus bar of another unit battery to be coupled when the unit battery is coupled to another neighboring unit battery.
Further provided with a terminal bolt which is arranged for each polarity on the front of the unit battery,
The bus bar is formed on one side, a cutting groove for passing through the terminal bolt provided in the unit battery and through the terminal bolt provided in the other unit battery when bending for coupling with the other unit battery neighboring,
When the bus bar passes through the terminal bolt provided in the other unit battery through the cutting groove and overlaps the bus bar provided in the other unit battery, the nut member is coupled to the terminal bolt provided in the other unit battery. A series connection structure of a unit battery, characterized in that by combining the overlapping bus bar by pressing the cutting groove. 제1항에 있어서,
상기 극성 별로 각각 배치되는 버스바는, 상기 단위배터리 전면의 양측에 대칭으로 배치되고, 외측변을 힌지축으로 하여 밴딩 가능한 것을 특징으로 하는 단위배터리의 직렬연결 구조.The method of claim 1,
The bus bars arranged for each polarity are arranged symmetrically on both sides of the front side of the unit battery, and a series connection structure of unit batteries, characterized in that the outer side as a hinge axis can be bent. 삭제delete 복수개의 단위배터리들을 구비한 배터리에 있어서,
상기 단위배터리의 직렬연결 구조는, 상기 단위배터리의 전면에 극성 별로 배치되는 버스바를 각각 구비하고, 상기 버스바는 상기 단위배터리가 이웃하는 다른 단위배터리와 결합되는 경우 이 결합되는 다른 단위배터리의 버스바에 결합되도록 밴딩가능하고,
상기 단위배터리의 직렬연결 구조는, 전면에 극성 별로 배치되는 터미널 볼트를 각각 더 구비하고, 상기 버스바는 일측에, 상기 단위배터리에 구비된 터미널 볼트를 통과하고, 이웃하는 다른 단위배터리와 결합을 위한 밴딩 시 상기 다른 단위배터리에 구비된 터미널 볼트를 통과하기 위한 절개홈이 형성되며, 상기 버스바가 상기 절개홈을 통하여 상기 다른 단위배터리에 구비된 터미널 볼트를 통과하여 상기 다른 단위배터리에 구비된 버스바에 겹쳐지는 경우, 상기 다른 단위배터리에 구비된 터미널 볼트에 결합되는 너트부재에 의해 상기 절개홈을 압착하여 상기 겹쳐진 버스바들을 결합하는 것을 특징으로 하는 배터리.In the battery having a plurality of unit batteries,
The series connection structure of the unit battery has a bus bar arranged in polarity on the front of the unit battery, respectively, and the bus bar is a bus of another unit battery to which the unit battery is coupled when the unit battery is coupled to another neighboring unit battery. Bandable to engage the bar,
The serial connection structure of the unit battery, the front side is further provided with a terminal bolt disposed for each polarity, the bus bar is passed through the terminal bolt provided on the unit battery on one side, the coupling with other neighboring unit batteries A cutting groove for passing through the terminal bolt provided in the other unit battery is formed when bending for the bus, and the bus bar passes through the terminal bolt provided in the other unit battery through the cutting groove and is provided in the other unit battery. When overlapping with the bar, the battery characterized in that for coupling the overlapped bus bars by pressing the cutting groove by a nut member coupled to the terminal bolt provided in the other unit battery. 제4항에 있어서,
상기 극성 별로 각각 배치된 버스바는, 상기 단위배터리 전면의 양측에 대칭으로 배치되고, 외측변을 힌지축으로 하여 밴딩 가능한 것을 특징으로 하는 배터리.5. The method of claim 4,
Each of the bus bars arranged for each polarity may be symmetrically disposed on both sides of the front surface of the unit battery, and may be bent using an outer side as a hinge axis. 삭제delete
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