KR101445094B1 - 버스바 모듈 및 이를 구비한 전원 공급 장치 - Google Patents

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카츠노리 사토
히데키 이노우에
모토오 노지마
타케노리 츠치야
타카오 쇼지
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야자키 소교 가부시키가이샤
도요타 지도샤（주）
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Abstract

전원 공급 장치(1)는 일단에 양단자(11), 타단에 음단자(12)를 가지는 배터리 셀(3)을 포함하는 배터리 셀 집합체(2); 집합체(2)에 부착되고 셀(3)을 서로 직렬로 연결하는 버스바 모듈(5); 직렬 연결된 셀(3)의 전압을 빼내기 위한 전극(11, 12)에 연결된 한 쌍의 전선(9)을 포함한다. 버스바 모듈(5)은 집합체(2)의 상호 인접한 배터리 셀(3)의 양단자(11) 및 음단자(12)를 연결하는 버스바(6); 거기에 부착된 버스바(6)를 가진 집합체(2) 상에 배치되는 플레이트(8); 및 한 쌍의 전선(9)의 하나의 전극(9a)을 유지하는 플레이트(8) 상에 구비된 전선 유지부(18)를 포함한다. 전선 유지부(18)는 배터리 셀(3)의 방향 X에 직교하는 폭방향 Z로 플레이트(8)의 중앙부에서 셀(3)이 배열되는 방향인 배열방향 X로 연장된다.

Description

버스바 모듈 및 이를 구비한 전원 공급 장치{BUSBAR MODULE AND POWER SUPPLY APPARATUS INCORPORATING THE SAME}
본 발명은 하이브리드 전기 차량(HEV) 및 전기 차량(EV)와 같은 차량에서의 사용을 위한 전원 공급 장치에 관련된 것이고, 특히 복수의 배터리 셀을 직렬로 연결하는 것을 위한 버스바 모듈을 포함하는 전원 공급 장치에 관련된 것이다.
전기 모터에 의하여 동력을 공급받는 전기 차량과 연소 기관 및 전기 모터에 의하여 동력을 공급받는 하이브리드 전기 차량은 전기 모터의 구동원으로서 전원 공급 장치를 탑재한다. 전원 공급 장치는 일단에 양극, 타단에 음극을 각각 가지는 복수의 셀에 의해 구성된 배터리 셀 집합체를 포함하고, 요구되는 전압을 얻도록 배터리 셀은 서로 직렬 연결된다. 이 배터리 셀은 일 방향으로 배열되고 서로 병치(竝置)된다.
배터리 셀이 배터리 셀 집합체를 구성하도록 연결되기 위하여, 배터리 셀 집합체에 속하는 상호 인접한 한 쌍의 배터리 셀 중의 하나의 배터리 셀의 양극이 연결부재를 통하여 한 쌍의 배터리 셀의 다른 배터리 셀의 음극에 연결되는 것은 이런 종류의 전원 공급 장치에 흔히 있는 것이다. 배터리 셀 집합체에 부착된 이러한 연결부재의 사용은 전원 공급 장치를 조립하기 위한 번거로운 공정을 필요로 한다.
전술한 문제점을 해결하기 위해서, 한 예로써, 배터리 셀 집합체에 연결부재를 일괄적으로 부착할 수 있는 버스바 모듈이 제안되고, 연결부재는 배터리 셀을 서로 직렬로 연결하는데 사용된다(예를 들면, 특허 문헌 PTL 1 참조). 특허 문헌 PTL 1에 기술된 버스바 모듈은, 배터리 셀 집합체를 구성하는 배터리 셀을 직렬 연결하는 것을 위한 연결부재로서 기능하는 복수의 버스바; 대응하는 각각의 배터리 셀의 전압을 검출하는 전압 검출을 위한 복수의 전선이고, 그것의 끝단에 부착되고 각각의 버스바에 전선을 연결시키는데 사용되는 단자를 가지는, 복수의 전선; 및 거기에 부착된 버스바 및 전압 검출을 위한 전선을 갖는 플레이트이고, 배터리 셀 집합체에 장착되도록 적합화된, 플레이트를 포함한다.
버스바는 그것을 통하여 양극과 음극을 통과하는 것을 위한 구멍을 갖는 스트립(strip) 형상으로, 전기 전도성의 금속 재료로 만들어진다. 전압 검출을 위한 전선은 전기 전도성의 심선(心線) 및 심선을 커버하는 절연 피복을 포함하는 알려진 피복전선이다. 단자는 피복전선의 끝에 부착된다. 단자는, 버스바 상에 쌓여지고, 전극이 통과하는 구멍을 가지는 전극 연결부와, 전선이 연결되도록 구성된 전선 연결부를 포함한다.
플레이트는 합성수지로 만들어지고, 그것의 평면형상은 직사각형의 평판 형상을 취한다. 플레이트는, 그것을 통하여 양극과 음극을 통과하는 것을 위해 그 안에 제공되는 복수의 구멍을 갖는 플레이트 몸체; 배터리 셀이 배열되는 방향으로 플레이트 몸체의 표면상에 배열되는 복수의 버스바 수용부이고, 버스바와 각각의 버스바에 연결되는 단자를 수용하는, 복수의 버스바 수용부; 그 안에 배치되는 전압 검출 전선을 유지하는 복수의 전선 유지부; 힌지(hinge)에 의하여 플레이트 몸체 상에 제공되는 커버를 포함한다. 또한, 플레이트는 플레이트 몸체의 일단으로부터 연장되는 하나의 전선을 그 안에 위치시키는 수용홈을 포함하고, 그 하나의 전선은 직렬 연결된 배터리 셀의 전압을 빼내는 전극에 연결되고, 외부 장치에 그 전압을 출력하도록 구성된다.
전술한 버스바 모듈에서, 버스바 및 버스바 수용부의 각각에 부착된 단자를 포함하는 플레이트는 그 위에 전극이 구비되는 배터리 셀 집합체의 표면상에 배치된다. 나아가, 배터리 셀의 전극은 플레이트 몸체의 각각의 구멍과 버스바 및 단자의 구멍를 통해 통과된다. 그 후, 너트가 배터리 셀의 전극에 돌려 조여진다. 이러한 방식으로, 버스바는 버스바를 통하여 서로 직렬로 연결된 배터리 셀을 가지는 배터리 셀 집합체에 부착된다.
각각의 단자에 연결된 전압 검출 전선은 각각의 전선 유지부의 안쪽에 위치되고, 배터리 셀 집합체의 직렬 연결된 배터리 셀의 전압을 꺼내는 것을 위한 전극에 연결된 하나의 전선은 버스바 모듈의 플레이트 내에 제공된 수용홈의 안쪽에 위치되고, 전압 검출 전선 및 하나의 전선은 버스바 모듈에 고정된다. 나아가, 또다른 전선은 직렬 연결된 배터리 셀의 전압을 빼내는 것에 적합화된 또다른 전극에 연결된다.
이러한 방식으로, 버스바와 단자가 부착되는 플레이트를 가진, 전술한 버스바 모듈은 배터리 셀 집합체에 장착되고, 그 결과 버스바는 배터리 셀 집합체의 배터리 셀을 서로 직렬로 연결하는데에 이용된다. 그리고, 각각의 전압 검출 전선에 부착되는 각각의 단자는 배터리 셀 집합체의 각각의 배터리 셀에 연결될 수 있고, 그렇게 함으로써, 배터리 셀 집합체에 대한 설치의 작업이 용이하게 된다.
JP 2000-149909 A
그러나, 특허 문헌 PTL 1의 전술한 버스바 모듈에 있어서, 직렬 연결된 배터리 셀의 전압을 빼내는 전극에 연결되고 외부에 그 전압을 출력하는 하나의 전선이 그 전선을 고정하기 위하여 플레이트 몸체의 가장자리로부터 연장되는 수용홈 각각의 안쪽에 위치되기 때문에, 외부의 구성품은 주행동안의 진동 및 운송수단의 충돌시의 큰 충격에 기인한 하나의 전선에 대한 손상을 일으키는, 하나의 전선과의 접촉이 될 수 있다.
상기 확인된 문제점을 고려하면, 본 발명의 목적은 하나의 전선에 대한 손상을 막을 수 있는 버스바 모듈을 제공하고, 이를 구비하는 전원 공급 장치를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 관점에 따른 버스바 모듈은, 복수의 배터리 셀을 서로 직렬로 연결하는 복수의 버스바이고, 배터리 셀 각각은 양단자 및 음단자를 가지고, 상호 인접한 한 쌍의 배터리 셀의 양극은 상호 인접한 한 쌍의 배터리 셀의 다른 배터리 셀의 음극에 연결되고, 그것에 의하여 배터리 셀이 배터리 셀 집합체를 구성하는, 복수의 버스바; 배터리 셀 집합체 상에 배치되는 플레이트(plate)이고, 부착되는 버스바를 가진, 플레이트; 및 플레이트 상에 구비되고 한 쌍의 전선의 하나의 전선을 유지하는 전선 유지부이고, 한 쌍의 전선 각각은 배터리 셀의 전압을 빼내기 위하여 서로 직렬로 연결된 배터리 셀의 하나의 전극에 연결되고, 전선 유지부는 배터리 셀이 배열되는 배열방향으로 연장되고, 및 전선 유지부는 상기 플레이트의 중앙부에 구비되고, 중앙부는 배열방향에 직교하는 폭방향에 관하여 중앙인, 전선 유지부;를 포함하고, 전선 유지부는, (a) 플레이트의 플레이트 몸체 및 버스바를 수용하는 제1 수용부에 이어지는 벽부이고, 하나의 전선은 해당 벽부 상에 겹치는 방식으로 배치되는, 벽부; 및 (b) 하나의 전선을 그 사이에 죄도록 적합화된 한 쌍의 고정편을 포함한다.
본 발명의 제2 관점에 따르면, 본 발명의 제1 관점에 따른 버스바 모듈에서, 플레이트는, 하나의 전선과, 하나의 전선이 연결되는 하나의 전극 사이의 연결부를 커버하는 커버를 포함한다.
본 발명의 제3 관점에 따르면, 본 발명의 제1 관점에 따른 버스바 모듈에서, 한 쌍의 고정편의 하나는 스트립 형상을 취하고 플레이트 몸체로부터 그것과 함께 일체로 돌출되고, 한 쌍의 고정편의 다른 하나는 스트립 형상을 취하고, 제1 수용부로부터 그것과 함께 일체로 돌출된다.
본 발명의 제5 관점에 따르면, 본 발명의 제1 관점에 따른 버스바 모듈에서, 한 쌍의 전선의 하나의 전선 및 다른 전선 모두는 플레이트의 중앙부의 일단부로부터 외부로 안내되어져 있다.
본 발명의 제6 관점에 따르면, 본 발명의 제1 관점에 따른 버스바 모듈에서, 전압 검출 전선은 제1 수용부를 유지하는 플레이트의 폭방향의 가장자리부 안에 받아들여져 있다.
본 발명의 제7 관점에 따르면, 일단에 양극을, 타단에 음극을 각각 가지는 배터리 셀에 의해 구성된 배터리 셀 집합체; 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 버스바 모듈이고, 배터리 셀 집합체에 부착되고, 배터리 셀 집합체의 배터리 셀을 서로 직렬로 연결하는, 버스바 모듈; 및 서로 직렬로 연결된 배터리 셀의 전압을 빼내는 전극에 각각 연결된 한 쌍의 전선;을 포함하는 전원 공급 장치가 제공된다.
제1 관점에 따른 본 발명에 따르면, 배터리 셀이 배열되는 배열방향으로 연장되는 전선 유지부는 배터리 셀이 배열되는 배열방향에 직교하는 폭방향으로 플레이트의 중앙부에 배열된다. 따라서, 외부 구성품이 직렬-연결된 배터리 셀의 전압을 얻기 위한 전극에 연결된 하나의 전선과 접촉하는 가능성을 감소시키는 것이 가능하다. 또한, 전선 유지부는 하나의 전선이 플레이트의 플레이트 몸체 및 제1 수용부에 이어지는 벽부 상에 받쳐지고 벽부와 겹치도록 하기 때문에, 플레이트는 하나의 전선이 그 위에 겹치는 방식으로 배치되도록 만들기 위한 제공부를 가질 필요가 없다.
제2 관점에서의 본 발명에 따르면, 플레이트는 하나의 전선과 하나의 전선에 연결된 전극 사이의 연결부를 커버하는 커버를 포함한다. 외부 구성품이 하나의 전선과 전극 사이의 연결부와 주행동안의 진동과 차량의 충돌시의 큰 충격에 기인한 접촉을 하는 것을 방지하는 것이 가능하다.
삭제
제7 관점에서의 본 발명에 따르면, 전원 공급 장치는 전술한 버스바 모듈을 포함한다. 외부 구성품이 직렬-연결된 배터리 셀의 전압을 빼내기 위한 전극에 연결된 하나의 전선과 주행동안의 진동 및 차량의 충돌시의 큰 충격에 기인한 접촉을 하는 가능성을 감소시키는 것이 가능하다. 또한, 외부 구성품이 하나의 전선과 거기에 연결된 전극 사이의 연결부와 접촉하는 것을 방지하는 것이 가능하다.
앞서 설명된 바와 같이, 제1 관점에 따른 본 발명은, 외부 구성품이 직렬 연결된 배터리 셀의 전압을 빼내는 것을 위한 전극에 연결된 하나의 전선에 주행동안의 진동 및 차량의 충돌 시의 큰 충격에 기인한 접촉을 하는 것을 방지하는 것을 가능하게 한다. 이는, 그 하나의 전선에 대한 손상 가능성을 감소시킬 수 있다.
제2 관점에 따른 본 발명은, 외부의 구성품이 하나의 전선과 전극 사이의 연결부와 주행동안의 진동 및 차량의 충돌시의 큰 충격에 기인한 접촉을 하는 것을 방지할 수 있다. 하나의 전선과 전극 사이의 연결부에의 손상과 연결부의 분리를 방지할 수 있다.
제3 관점에 따른 본 발명은, 플레이트가 더 커지는 것을 방지할 수 있다. 왜냐하면, 플레이트는 하나의 전선이 그것과 함께 겹치도록 만드는데 사용되는 부분을 포함할 필요가 없기 때문이다.
제 4관점에 따른 본 발명은, 외부 구성품이 직렬 연결된 배터리 셀의 전압을 빼내는 것을 위한 전극에 연결된 전선과 주행동안의 진동 및 차량의 충돌시의 큰 충격이 발생이 발생하는 경우의 접촉을 하는 것을 방지할 수 있고, 하나의 전선과 그 하나의 전선에 연결된 전극에 대한 연결부와 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에, 전선에 대한 손상의 가능성을 완화시킬 수 있고, 전선과 전극 사이의 연결부에 대한 손상과 연결부의 분리를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치의 사시도이다.
도 2는 분해된 상태로 도시된 도 1의 전원 공급 장치의 버스바 모듈이다.
도 3은 도 1의 전원 공급 장치의 평면도이다.
도 4는 버스바 모듈로부터 탈착된 커버를 가진 도 3의 전원 공급 장치의 버스바 모듈의 평면도이다.
도 5는 도 3의 V-V선을 바라본 단면도이다.
도 6은 도 1의 전원 공급 장치의 버스바 모듈의 전선 유지부의 사시도이다.
아래는 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시형태에 따른 전원 공급 장치를 기술한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 전원 공급 장치(1)는 전기 모터에 의하여 동력을 공급받는 전기 차량 또는 엔진과 전기 모터에 의하여 동력을 공급 받는 하이브리드 전기 차량에 탑재된다. 전원 공급 장치(1)는 이러한 전기 모터에 전력을 공급하도록 설계된다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 전원 공급 장치(1)는 베터리 셀 집합체(2), 배터리 셀 집합체(2)에 부착된 버스바 모듈(5) 및 한 쌍의 전선(9)을 포함한다.
배터리 셀 집합체(2)는 복수의 배터리 셀(3) 및 배터리 셀(3)을 함께 묶고(또는 쌓고) 고정하도록 적합화된 고정부재(4)를 포함한다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 배터리 셀(3) 각각은 직사각형의 배터리 셀 몸체(10), 양극(11) (이후 “양단자”라 부름) 및 음극(12) (이후 “음단자”라 부름)을 포함한다.
양단자(11)는 배터리 셀 몸체(10)의 일단에 구비된다. 음단자(12)는 배터리 셀 몸체(10)의 타단에 구비된다. 양단자(11) 및 음단자(12)는 원주 형상으로 전기 전도성 금속으로 만들어진다. 이들 단자(11, 12)가 서로 평행하도록 양단자(11) 및 음단자(12)는 단(端)면(10a)(이후 “일단면”이라 부름)으로부터 같은 방향으로 돌출된다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 전술한 구성을 가진 배터리 셀(3)은 같은 평면 상에 존재하는 일단면(10a)과 함께 일방향(도 1의 화살표 X에 의해 표시됨)으로 배열되고, 그 결과 상호 인접한 한 쌍의 배터리 셀(3)의 어느 하나의 배터리의 양단자(11) 및 상호 인접한 한 쌍의 배터리 셀(3)의 나머지 배터리의 음단자(12)는 서로에 대하여 옆에 위치된다. 즉, 양단자(11) 및 음단자(12)가 번갈아 반대로 배열되도록 배터리 셀(3)은 번갈아 반대로 쌓인다.
고정부재(4)는 한 쌍의 단판(端板, 13) 및 바인딩 밴드(binding band, 14)를 포함한다. 한 쌍의 단판(13)은 박스 형상으로 절연 물질로 만들어진다. 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 단판(13)은 전술한 배터리 셀(3)이 그 사이에 끼워지도록 배터리 셀 집합체(2)의 대응하는 양단의 각각에 배열방향 X로 배열된다. 배열방향 X는 배터리 셀(3)이 배열되는 방향을 나타낸다.
바인딩 밴드(14, binding band)는 스트립의 형상으로 절연 물질로 만들어진다. 복수의 바인딩 밴드(14)가 구비된다(도시된 예에는 4개). 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 바인딩 밴드(14)는 배터리 셀 집합체(2)의 상부 표면(2a) 및 하부 표면(2b) 상에 각각 배치된다.
상부 표면(2a)은 배터리 셀(3)의 단면(10a)으로 이루어지고, 하부 표면(2b)는 그것의 상부 표면(2a)의 반대편의 배터리 셀 집합체(2)의 또다른 표면이다. 바인딩 밴드(14)는 배터리 셀(3)이 배열되는 배열방향 X와 평행하게 배열되고, 동일한 배열방향 X에 직교하는 방향으로 서로 이격된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 전술한 구성을 가지는 고정부재(4)는 한 쌍의 단판(13) 사이에 전술한 배터리 셀(2)을 끼우고, 그것의 길이 방향으로의 바인딩 밴드(14) 각각의 양단은 예를 들면 볼트에 의하여 대응하는 각각의 단판(13)에 각각 고정되는 것에 의하여, 배터리 셀(3)은 통합적인 방식으로 묶이고 유지된다.
도 1의 그림에서, 화살표 X는 배터리 셀(3)이 배열되는 배열방향을 나타내고, 또한 배터리 셀 집합체(2)의 길이방향을 나타낸다. 화살표 Z는 배터리 셀 집합체(2)의 폭방향을 나타낸다. 화살표 Y는 배터리 셀 집합체(2)의 높이방향을 나타낸다.
버스바 모듈(5)의 주기능은 전술한 배터리 셀(3)을 서로 직렬로 연결(직렬-연결)하는 것이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 버스바 모듈(5)은 배터리 셀(3)을 서로 직렬로 연결하는 복수의 버스바(6); 각각의 버스바(6)에 연결되는 복수의 전압 검출 전선(7)(도 3 및 도 4 참조); 합성 수지로 만들어지고 버스바(6) 및 전선(7)을 수용하도록 적합화된 플레이트(8)을 포함한다.
버스바(6)는 그 안에 한 쌍의 구멍을 가지는 프레스 가공된 전기 전도성 금속 플레이트로 만들어질 수 있다. 상호 인접한 한 쌍의 배터리 셀(3)의 상호 인접한 양극 및 음극(11, 12)은 한 쌍의 구멍을 통해 각각 통과된다. 버스바(6)는 대응하는 각각의 한 쌍의 구멍을 통하여 각각 통과되는 양극 및 음극(11, 12)에 돌려 조여지는 너트(30)에 의하여 배터리 셀(3)에 고정된다.
전압 검출 전선(7)은 전기 전도성의 내심 및 내심을 커버하는 절연 피복을 포함하는 알려진 피복 전선이다. 버스바(6)에 연결가능한 연결단자(7a)는 전압 검출 전선(7)의 일단에 부착되고, 한편 그것의 타단은 도시되지 않은 전압 검출 회로에 연결된다.
프레스 가공된 금속 플레이트로 만들어진 연결단자(7a)는, 같은 버스바(6)에 전기적으로 연결되도록 버스바(6) 상에 배치되는 버스바 연결부(미도시); 같은 전압 검출 전선(7)에 전기적 연결을 제공하는 것을 위하여 전압 검출 전선(7)의 일단에 부착된 선연결부(미도시)를 포함한다. 버스바 연결부에는 구비되는 구멍이 있다.
플레이트(8)는 합성 수지로 만들어진다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 플레이트(8)의 전체적인 평면 형상은 직사각형이고, 길이방향으로의 그것의 길이는 배터리 셀 집합체(2)의 상부 평면(2a)의 길이와 실질적으로 동일하다.
플레이트(8)는 평판 형상이고 배터리 셀 집합체(2)의 상부 표면(2a) 상에 배치되는 몸체(15, 또한 “플레이트 몸체”라고 불림); 버스바(6) 및 대응하는 각각의 버스바(6)에 연결되는 연결단자(7a)를 각각 수용하는 복수의 제1 수용부(16); 각각의 전압 검출 전선(7)을 수용하는 제2 수용부(17); 전술한 한 쌍의 전선(9)의 하나의 전선(9a)를 유지하는 전선 유지부(18); 및 플레이트 몸체(15)에 부착된 커버(20)을 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 버스바(6) 및 버스바(6)에 연결된 연결단자(7a)를 수용할 수 있도록 정의된 박스 형상을 취하기 위하여 제1 수용부(16)는 플레이트 몸체(15)로부터 직립한, 대응하는 각각의 복수의 벽부(27, 도 5 및 도 6에 도시됨)에 이어진다. 제1 수용부(16)는 플레이트(8)의 길이방향으로 배열된다(즉, 배터리 셀(3)이 배열되는 배열방향 X방향으로). 제1 수용부(16)는 서로 이격되도록 플레이트(8)의 폭방향으로 두 열로 배열된다(즉, 배터리 셀 집합체(2)의 폭방향 Z방향으로)
제1 수용부(16) 각각은 버스바(6)의 한 쌍의 구멍과 일치하도록 적합화된, 플레이트 몸체(15)를 통해 연장되는 한 쌍의 관통구멍(미도시)을 가진다. 각각의 복수의 관통구멍을 통하여 통과되는 배터리 셀(3)의 양극 및 음극(11, 12)은 버스바(6)의 각각의 구멍 및 연결단자(7a)의 구멍을 통하여 통과된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 수용부(17)는 플레이트(8)의 길이방향으로 배열된다(즉, 배터리 셀(30)이 배열되는 배열방향 X로). 제2 수용부(17)는 플레이트(8)의 폭방향(화살표 Z에 의해 표시됨)으로 양측면에 구비되고, 그것의 안쪽에 설치된 제1 수용부(16)와 함께 제1 수용부에 인접한 두 열로 배열된다.
또한, 제2 수용부(17)각각은, 전압 검출 전선(7)을 수용할 수 있는 홈통의 형상인 전선 수용부(17a)이고, 제1 수용부(16)의 외표면 상에 직립하게 구비되는, 전선 수용부(17a); 전선 수용부(17a)의 개구를 개폐하도록 작동되는 덮개부(17b)이고, 힌지(17c)에 의하여 전선 수용부(17a)에 연결되는, 덮개부(17b)를 포함한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 덮개부(17b)는 전선 수용부(17a) 내에 수용된 전압 검출 전선(7)이 수용 공간 밖으로 나오는 것을 방지한다. 제2 수용부(17)는 그 안쪽에 각각의 전압 검출 전선(7) 및 거기에 연결되는 연결단자(7a)의 선연결부를 수용한다.
전선 유지부(18)는, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 플레이트(8)의 폭방향으로 서로 이격된 두 열로 배열되는 제1 수용부(16) 사이(화살표 Z에 의해 표시됨) 및 두 열의 하나의 열의 제1 수용부 및 플레이트 몸체(15) 사이, 즉 플레이트(8)의 중앙부에 배열되고, 중앙부는 플레이트(8)의 폭방향과 관련하여 중앙이다.
서로 이격되고 플레이트(8)의 길이방향으로 배열되는 복수의 전선 유지부(18)가 구비된다(즉, 배터리 셀(3)이 배열되는 배열방향 X으로). 도시된 예에서, 네 개의 유지부(18)가 구비된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 전선 유지부(18)는 (i) 한 쌍의 한 쌍의 전선(9)의 하나의 전선(9a)을 위치시키도록 적합화되고 그 사이에 하나의 전선(9a)를 죄도록 적합화된 고정편(19); 및 (ii) 전술한 벽부(27)를 포함한다.
한 쌍의 고정편(19)의 하나는 스트립 형상을 취하고 플레이트 몸체(15)로부터 그것과 함께 일체로 돌출된다. 한 쌍의 고정편(19)의 나머지 하나는 스트립 형상을 취하고 그것과 함께 제1 수용부(16)로부터 일체로 돌출된다. 한 쌍의 고정편(19)은 서로 이격되고 플레이트(8)의 폭방향으로 배열된다(즉, 배터리 셀 집합체(2)의 폭방향 Z로). 도 5에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 고정편(19)은 하나의 전선(9a)를 유지하기 위하여 한 쌍의 전선(9)의 하나의 전선(9a)을 그 사이에서 죈다. 도 6에 설명된 바와 같이, 하나의 전선(9a)은 벽부(27) 상에 겹쳐지는 방식으로 배치된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 커버(20)는 제1 수용부(16)의 개구를 각각 커버하는 복수의 제1 덮개부(21); (a) (한 쌍의 전선(9)의) 하나의 전선(9a)의 후술되는 단자(25) 및 (b) 길이방향(배열방향 X)으로 배열되는 배터리 셀(3)에 의하여 구성되는 배터리 셀 집합체(2)의 일단에 있는 하나의 배터리 셀(3a)의 양단자(11) 사이의 연결부를 커버하는 제2 덮개부(22)를 포함한다.
도 5를 참조하면, 제1 덮개부(21) 각각은 스트립 같은 천장벽과, 화살표 Z에 의해 나타내진 방향으로의 천장벽의 양단으로부터 직립한 측벽에 의해 정의된 홈통의 형상을 가진다. 제1 덮개부(21)는 서로 연결되고 플레이트(8)의 길이방향으로 배열된다(즉, 배터리 셀(3)이 배열되는 배열방향 X로)
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 덮개부(21)는 서로 이격되고 플레이트(8)의 폭방향으로 두 열로 배열된다(즉, 배터리 셀 집합체(2)의 폭방향 Z로). 제1 덮개부(21)는 연결부(23)에 의하여 서로 연결된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 덮개부(22)는, 그것의 길이방향으로 그것의 일단을 가지는 실질적으로 직사각형의 평판 형상을 가지고, 복수의 제1 덮개부(21a)의 일단에 위치되는 하나의 제1 덮개부(21a)에 연결된다. 제1 덮개부(21a)는 플레이트(8)의 길이방향으로 배열된다(즉, 배터리 셀(3)이 배열되는 배열방향 X로).
전술한 구성을 가지는 커버(20)에서, 각각의 복수의 제1 덮개부(21)는 각각의 제1 수용부(16)의 개구를 커버하도록 적합화되고, 각각의 제1 수용부(16)에 부착된다. 또한, 제2 덮개부(22)는 한 쌍의 전선(9)의 하나의 전선(9a)의 단자(25, 후술함)와 배터리 셀 집합체(2)의 길이방향으로 배열되는 배터리 셀(3)의 일단에 있는 배터리 셀(3a)의 양단자(11) 사이의 연결부를 커버하기 위하여 플레이트 몸체(15)와 반대로 부착된다.
한 쌍의 전선(9)은 전기 전도성의 내심 및 내심을 커버하는 절연 피복을 포함하는 알려진 피복 전선이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 단자(25)는 한 쌍의 전선(9)의 각각의 일단에 연결되고, 단자(25)는 배터리 셀(3)의 양극 및 음극(11, 12)에 연결가능하다. 단자(25)는 양극 또는 음극(11, 12)이 통과되는 구멍(25)을 포함한다.
한 쌍의 전선(9)의 하나의 전선(9a)은 배터리 셀(3a)의 양단자에 연결된다. 이 상태에서, 배터리 셀(3)의 양단자(11)는, 이는 배터리 셀 집합체(2)의 길이 배열방향 X로 배열되는 배터리 셀(3a)의 일단에 있고, 양단자(11)에 돌려 조여지는 너트(30, 도 2에 도시)와 함께 하나의 전선(9a)의 단자(25)의 구멍(25a)을 통하여 통과된다. 하나의 전선(9a)은 배터리 셀 집합체(2)의 실질적으로 전체의 길이에 걸쳐 배터리 셀 집합체(2) 상에 배열된다.
마찬가지로, 한 쌍의 전선(9)의 다른 전선(9b)은 다른 배터리 셀(3b)의 음단자(12)에 연결된다. 이 상태에서, 다른 배터리 셀(3b)의 음단자(12)는, 이는 배터리 셀 집합체(2)의 길이방향(배열방향 X)으로 배열되는 배터리 셀(3)의 타단에 있고, 음단자(12)에 돌려 조여지는 너트(30, 도 2에 도시)와 함께 다른 전선(9b)의 단자(25)의 구멍(25a)를 통하여 통과된다. 다른 전선(9b)는 그것의 실질적으로 전체의 길이에 걸쳐 배열되지 않는다는 점에 주목되어져야 한다.
아래의 몇몇의 단락은 전술한 구성을 갖는 전원 공급 장치가 조립되는 방식을 설명하기 위한 것이다.
우선, 예비단계로서, 버스바 모듈(5)에 속하는 구성품들, 즉 버스바(6), 전압 검출 전선(7)의 연결단자(7a) 및 플레이트(8)은 개별적으로 제작되고, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 버스바(6)는 플레이트(8)의 대응하는 각각의 제1 수용부(16)에 맞추어진다. 버스바(6)는 각각의 제1 수용부(16)의 안쪽에 배치되도록 플레이트(8) 상에 삽입 주조될 수 있다.
전압 검출 전선(7)은 제2 수용부(17)의 대응하는 각각의 전선 수용부(17a) 내에 각각 수용된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 버스바(6) 상에 그것들이 배치되는 방식으로, 대응하는 각각의 전압 검출 전선(7a)에 연결되는 각각의 연결단자(7a)는 대응하는 각각의 제1 수용부(16) 안으로 맞추어진다. 이러한 방식으로, 버스바(6) 및 전압 검출 전선(7)은 버스바 모듈(5)의 플레이트(8)에 부착된다.
다음으로, 전술한 방식으로 플레이트(8)에 부착되는 버스바(6) 및 전압 검출 전선(7)을 가진, 버스바 모듈(5)의 플레이트(8)는 배터리 셀 집합체(2)의 상부 표면(2a)에 마주보게 놓인다. 플레이트(8)의 플레이트 몸체(15)가 배터리 셀 집합체(2)의 상부 표면(2a)와 겹쳐질 때까지 플레이트(8)는 배터리 셀 집합체(2)에 점차적으로 가까이 이동된다, 그리고 배터리 셀 집합체(2)의 각각의 배터리 셀(3)의 양극 및 음극(11, 12)은 각각의 버스바(6)의 구멍과 연결단자(7a)의 구멍을 통하여 통과된다.
계속하여, 배터리 셀 집합체(2)의 길이방향(배열방향 X)으로 배열되는 배터리 셀(3)의 일단에 있는 배터리 셀(3a)의 양단자(11)는 한 쌍의 전선(9)의 하나의 전선(9a)의 단자(25)의 구멍(25a)을 통하여 통과된다. 또한, 배터리 셀 집합체(2)의 길이방향(배열방향 X)으로 배열되는 배터리 셀(3)의 타단에 있는 다른 배터리 셀(3b)의 음단자(12)는 다른 전선(9b)의 단자(25)의 구멍(25a)을 통하여 통과된다. 또한, 버스바 모듈(5)의 플레이트(8)에 제공되는 각각의 전선 유지부(18)의 한 쌍의 고정편(19)은 하나의 전선(9a)을 유지하기 위하여 하나의 전선(9a)을 사이에 끼운다. 이러한 방식으로, 하나의 전선(9a)는 플레이트(8)에 고정된다.
그 후, 너트(30, 도 2에 도시)는 배터리 셀 집합체(2)의 각각의 배터리 셀(3)의 양극 및 음극(11, 12)에 돌려 조여지고, 전극은 연결단자(7) 및 버스바(6)의 구멍을 통하여 패스된다. 그러므로, 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 배터리 셀(3)의 양극 및 음극(11, 12), 각각의 버스바(6), 각각의 연결단자(7a), 각각의 전압 검출 전선(7), 각각의 단자(25), 및 각각의 전선(9)은 함께 고정된 상태로 된다.
최종적으로, 커버(20)의 제1 덮개부(21) 각각은 제1 수용부(16) 각각의 개구를 커버하고, 제1 수용부(16) 각각에 연결되고, 제2 덮개부(22)는 전술한 하나의 전선(9a)의 단자(25) 및 하나의 배터리 셀(3a)의 양단자(11) 사이의 연결부를 커버한다. 그 결과, 커버(20)는 플레이트 몸체(15)에 반대로 부착된다.
앞서 설명된 바와 같이, 전체의 버스바 모듈(5)은 배터리 셀 집합체(2)에 부착되도록 배터리 셀 집합체(2) 상에 배열된다. 이러한 방식으로, 전원 공급 장치(1)가 조립된다.
전술한 실시예에 있어서, 전선 유지부(18)은 배열방향 X(배터리 셀(3)이 배열되는 방향)로 연장되고, 배열방향 X(배터리 셀(3)이 배열되는 방향)에 직교하는 폭방향 Z로 플레이트(8)의 중앙부에 배열된다.
따라서, 외부 구성품이 직렬 연결된 배터리 셀(3)의 전압을 빼내기 위하여 사용되는 전극(11, 12)과 연결된 전선(9a)과 주행동안의 진동 및 차량의 충돌시의 큰 충격에 기인한 접촉을 하는 가능성을 감소시키는 것이 가능하다. 또한, 외부 구성품은 하나의 전선(9a) 및 거기에 연결되는 전극(11) 사이의 연결부와 접촉되는 것이 방지된다. 그러므로, 하나의 전선(9a)에 대한 손상의 가능성을 감소시킬 수 있다.
또한, 플레이트(8)은 하나의 전선(9a) 및 하나의 전선(9a)이 연결되는 전극(11) 사이의 연결부를 커버하도록 구성된 커버(20)를 포함한다. 따라서, 외부 구성품이 하나의 전선(9a) 및 전극(11) 사이의 연결부와 주행동안의 진동 및 차량의 충돌시의 큰 충격에 기인한 접촉을 하는 것을 방지하는 것이 가능하다. 그러므로, 하나의 전선(9a) 및 전극(11) 사이의 연결부는 손상 및 분리되지 않도록 보호된다.
나아가, 전선 유지부(18)는 하나의 전선(9b)이 플레이트 몸체(15) 및 제1 수용부(16)까지 이어지는 벽부(27) 상에 받쳐지고 벽부(27)와 겹쳐지도록 한다. 고정편(19)의 하나는 그것과 함께 일체로 플레이트 몸체(15) 상에 구비된다. 따라서, 플레이트(8)는 그것과 함께 겹쳐지는 하나의 전선(9a)을 만드는데 필요한 부분, 또는 그 사이에 하나의 전선(9a)을 죄는데 사용되는 부분을 가질 필요가 없다. 이는, 플레이트(8)이 더 크게 되는 것을 방지하는 것을 가능하게 만든다.
또한, 이 실시예의 전원 공급 장치는 전술한 버스바 모듈(5)을 포함한다. 따라서, 외부 구성품이 직렬 연결된 배터리 셀(3)의 전압을 빼내기 위하여 전극(11, 12)에 연결된 전선(9a)과 주행동안의 진동 및 차량의 충돌시의 큰 충격에 기인한 접촉을 하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 외부 구성품은 전극(11) 및 전선(9a) 사이의 연결부와 접촉하는 것이 방지된다.
그러므로, 하나의 전선(9a)에 대한 손상의 가능성을 방지하고, 전선(9a)를 전극(11)에 연결시키는 연결부에 대한 손상 및 연결부의 분리를 방지할 수 있다.
전술한 실시예는 본 발명의 대표적인 하나이고, 본 발명은 설명된 실시예에 한정되지 않음이 이해되어야 한다. 본 발명은 본 발명의 범위 및 정신이 벗어나지 않는 범위에 있어서는 유효하게 될 수 있다.
1: 전원 장치
2: 배터리 셀 집합체
3: 배터리 셀
5: 버스바 모듈
6: 버스바
8: 플레이트
9: 전선
9a: 하나의 전선
11: 양단자(양극)
12: 음단자(음극)
15: 플레이트 몸체
16: 제1 수용부
18: 전선 유지부
19: 고정편
20: 커버
27: 벽부

Claims (7)

  1. 복수의 배터리 셀을 서로 직렬로 연결하는 복수의 버스바이고, 상기 배터리 셀 각각은 양단자 및 음단자를 가지고, 상호 인접한 한 쌍의 배터리 셀의 양극은 상기 상호 인접한 한 쌍의 배터리 셀의 다른 배터리 셀의 음극에 연결되고, 그것에 의하여 상기 배터리 셀이 배터리 셀 집합체를 구성하는, 복수의 버스바;,
    상기 배터리 셀 집합체 상에 배치되는 플레이트(plate)이고, 부착되는 상기 버스바를 가진, 플레이트; 및
    상기 플레이트 상에 구비되고 한 쌍의 전선의 하나의 전선을 유지하는 전선 유지부이고, 상기 한 쌍의 전선 각각은 상기 배터리 셀의 전압을 빼내기 위하여 서로 직렬로 연결된 상기 배터리 셀의 하나의 전극에 연결되고, 해당 전선 유지부는 상기 배터리 셀이 배열되는 배열방향으로 연장되고, 및 해당 전선 유지부는 상기 플레이트의 중앙부에 구비되고, 상기 중앙부는 상기 배열방향에 직교하는 폭방향에 관하여 중앙인, 전선 유지부;
    를 포함하고,
    상기 전선 유지부는,
    상기 플레이트의 플레이트 몸체 및 상기 버스바를 수용하는 제1 수용부에 이어지는 벽부이고, 상기 하나의 전선은 해당 벽부 상에 겹치는 방식으로 배치되는, 벽부; 및 상기 하나의 전선을 그 사이에 죄도록 적합화된 한 쌍의 고정편을 포함하는,
    버스바 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트는, 상기 하나의 전선과, 상기 하나의 전선이 연결되는 상기 하나의 전극 사이의 연결부를 커버하는 커버를 포함하는,
    버스바 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    한 쌍의 고정편의 하나는 스트립 형상을 취하고 상기 플레이트 몸체로부터 그것과 함께 일체로 돌출되고, 상기 한 쌍의 고정편의 다른 하나는 스트립 형상을 취하고, 상기 제1 수용부로부터 그것과 함께 일체로 돌출되는,
    버스바 모듈.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 전선의 상기 하나의 전선 및 상기 다른 전선 모두는 상기 플레이트의 상기 중앙부의 일단부로부터 외부로 안내되어져 있는,
    버스바 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    전압 검출 전선은 상기 제1 수용부를 유지하는 상기 플레이트의 상기 폭방향의 가장자리부 안에 받아들여져 있는,
    버스바 모듈.
  7. 일단에 양극을, 타단에 음극을 각각 가지는 배터리 셀에 의해 구성된 배터리 셀 집합체;
    제1항 내지 제3항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항의 버스바 모듈이고, 상기 배터리 셀 집합체에 부착되고, 상기 배터리 셀 집합체의 상기 배터리 셀을 서로 직렬로 연결하는, 버스바 모듈; 및
    서로 직렬로 연결된 상기 배터리 셀의 전압을 빼내는 상기 전극에 각각 연결된 한 쌍의 전선;
    을 포함하는 전원 공급 장치.
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