KR101928073B1 - Connecting structure of bus-bar assembly - Google Patents
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Abstract
제1체결홀이 형성된 버스바; 제2체결홀과, 상기 제2체결홀을 통해 노출되는 전도성 금속으로 이루어진 랜드부를 포함하는 연성회로기판; 및 상기 제1체결홀과 상기 제2체결홀에 각각 관통 결합되어 상기 연성회로기판과 상기 버스바를 전기적으로 연결하면서 고정 결합시키는 체결부재;를 포함하는 버스바 어셈블리의 연결 구조를 제공한다.A bus bar on which a first fastening hole is formed; A flexible circuit board comprising a second fastening hole and a land portion made of a conductive metal exposed through the second fastening hole; And a fastening member that is inserted through the first fastening hole and the second fastening hole, respectively, to electrically connect and securely connect the flexible circuit board and the bus bar.
Description
본 발명은 전기자동차 등에 장착되는 배터리셀 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리셀의 각 전압을 측정하기 위해 사용되는 버스바와 연성회로기판 사이의 전기적 연결 방식을 개선한 버스바 어셈블리의 연결 구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
이차전지는 모바일 기기, 보조 전력장치 등에 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 종래 가솔린 차량이나 디젤 차량이 갖는 대기 오염 등의 각 종 문제점을 해결하기 위한 대안으로 제시된 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그인 하이브리드 전기자동차 등의 주된 동력원으로서도 주목 받고 있다. 다만, 전기자동차 등에는 고출력 대용량 배터리의 필요성으로 인해 복수 개의 배터리셀을 적층시킨 후 이를 전기적으로 직렬 및 병렬 연결한 배터리셀 모듈이 사용된다.Secondary batteries are widely used in mobile devices, auxiliary power devices, and the like. In addition, the secondary battery has been attracting attention as a main power source of electric automobiles, hybrid electric vehicles, plug-in hybrid electric vehicles and the like, which are proposed as alternatives to solve various problems such as air pollution of gasoline vehicles and diesel vehicles. However, a battery cell module in which a plurality of battery cells are stacked due to the necessity of a high-output large-capacity battery, and which are electrically connected in series and parallel is used for electric vehicles and the like.
배터리셀 모듈은 복수 개의 배터리셀이 적층되며, 각 배터리셀의 양 단에 노출되는 단자는 (+)와 (-)가 서로 교대하면서 전기적으로 연결되어 고전압을 제공한다. 이 때, 각 배터리셀에는 버스바가 전기적으로 연결되어 배터리셀의 전압과 전류에 관한 정보 등은 버스바로 전달될 수 있다. 그리고, 버스바에는 와이어가 전기적으로 연결되어 이런 정보는 비엠에스로 전달된다.The battery cell module is stacked with a plurality of battery cells, and the terminals exposed at both ends of each battery cell are electrically connected to each other by providing positive and negative voltages alternately. At this time, the bus bar is electrically connected to each battery cell, so that information on the voltage and current of the battery cell can be directly transmitted to the bus. Then, a wire is electrically connected to the bus bar, and this information is transmitted to the BMS.
도 1은 종래 버스바(2)와 와이어(1) 사이의 연결 구조를 도시한 사시도이다. 도 1을 참조하면, 그 연결은 버스바(2)의 단부에 형성되는 클램프 구조에 의해 와이어(1)가 클램핑되는 것으로 각 배터리셀마다 클램핑 공정을 반복하는 것은 생산성이 저하되며 조립 불량 등 조립 품질이 저하되는 문제점이 있었다. 또한, 복수 개의 와이어(1)의 사용으로 인해 무게가 증가하여 연비 향상을 위한 경량화에 역행하는 문제점이 있었다.FIG. 1 is a perspective view showing a connection structure between a
그래서, 이를 해결하기 위해 와이어 대신 연성회로기판을 사용하게 되었는데, 종래 버스바와 연성회로기판 사이의 전기적 연결 구조는 상대적으로 부품 수가 많아 그 제조 비용과 개발 비용이 상승되는 문제점, 그로 인해 작업 공수가 증가되는 문제점 등이 있었다.In order to solve this problem, a flexible circuit board has been used instead of a wire. However, since the electrical connection structure between the bus bar and the flexible circuit board has a relatively large number of parts, the manufacturing cost and the development cost are increased. .
본 발명의 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 버스바와 연성회로기판 사이를 전기적으로 연결하는 과정에서 그 작업 공수를 줄이고, 연결에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 버스바 어셈블리의 신규한 연결 구조를 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION An embodiment of the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a bus bar assembly capable of reducing the number of workings and reducing the cost of connection during a process of electrically connecting a bus bar and a flexible circuit board And to provide a novel connection structure of the present invention.
동시에, 버스바와 연성회로기판 사이의 연결 부위에 대한 구조적 취약점을 개선하여 제품 신뢰성을 향상시키고자 한다. 또한, 사용되는 부품 수를 감소시켜 부품의 제조 및 개발 비용과 그 관리 비용을 절감하고자 한다. At the same time, the structural weakness of the connection between the bus bar and the flexible circuit board is improved to improve the product reliability. In addition, the number of parts used is reduced, thereby reducing the cost of manufacturing and developing parts and the cost of managing the parts.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 제1체결홀이 형성된 버스바; 제2체결홀과, 상기 제2체결홀을 통해 노출되는 전도성 금속으로 이루어진 랜드부를 포함하는 연성회로기판; 및 상기 제1체결홀과 상기 제2체결홀에 각각 관통 결합되어 상기 연성회로기판과 상기 버스바를 전기적으로 연결하면서 고정 결합시키는 체결부재;를 포함하는 버스바 어셈블리의 연결 구조를 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, an embodiment of the present invention provides a bus bar having a first fastening hole formed therein; A flexible circuit board comprising a second fastening hole and a land portion made of a conductive metal exposed through the second fastening hole; And a fastening member that is inserted through the first fastening hole and the second fastening hole, respectively, to electrically connect and securely connect the flexible circuit board and the bus bar.
상기 제1체결홀은 한 쌍으로 형성되고, 상기 제2체결홀은 한 쌍의 상기 제1체결홀 사이의 거리만큼 서로 이격되어 한 쌍으로 형성될 수 있다.The first fastening holes may be formed as a pair, and the second fastening holes may be formed as a pair, spaced apart from each other by a distance between the pair of first fastening holes.
상기 연성회로기판은 상기 제2체결홀이 상기 제1체결홀의 상측에 배치되어 서로 연통되도록 상기 버스바의 상면에 배치된 이후 상기 버스바와 겹이음 결합될 수 있다.The flexible circuit board is disposed on the upper surface of the bus bar so that the second fastening hole is disposed on the upper side of the first fastening hole and communicated with each other.
상기 체결부재는 리벳이 바람직하다. The fastening member is preferably riveted.
상기 버스바에는 상기 연성회로기판과 겹이음 결합되는 부위에 안착홈이 형성될 수 있다.A seating groove may be formed in the bus bar at a position where the bus bar is overlapped with the flexible circuit board.
상기 버스바는 한 쌍으로 배치되고, 상기 연성회로기판의 단부는 양 갈래로 분기되어 한 쌍의 가지연결단부로 이루어지고, 상기 가지연결단부는 상기 체결부재에 의해 상기 버스바와 각각 전기적으로 연결될 수 있다.The bus bars are arranged in a pair, and the end portions of the flexible circuit board are branched in both directions to form a pair of branch connection ends. The branch connection ends can be electrically connected to the bus bars have.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.As described above, according to the present invention, various effects including the following can be expected. However, the present invention does not necessarily achieve the following effects.
일 실시예에 따른 버스바 어셈블리의 연결 구조는 전도성 금속 재질의 체결부재를 사용하여 간단하게 버스바와 연성회로기판을 전기적으로 연결할 수 있는 바, 생산성이 향상되는 효과를 갖는다. 또한, 체결부재로 리벳을 사용하여 용접으로 인한 뒤틀림이나 용접 부위의 균열 현상 등의 문제점을 해결할 수 있다. 또한, 볼트 체결시 진동에 의해 발생하는 풀림 현상 등의 문제점을 해결할 수 있다.The connection structure of the bus bar assembly according to the embodiment can be easily connected to the flexible circuit board by using the coupling member made of the conductive metal, so that the productivity is improved. Further, by using a rivet as a fastening member, it is possible to solve problems such as warping due to welding and cracking at a welded portion. It is also possible to solve problems such as loosening caused by vibration during bolt fastening.
또한, 버스바와 연성회로기판 사이의 연결 부위에 대한 구조적 취약점을 개선하여 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 부품 수의 감소로 인해 부품의 제조 및 개발 비용과 그 관리 비용을 절감할 수 있다.In addition, it is possible to improve the product reliability by improving the structural weakness of the connection portion between the bus bar and the flexible circuit board. In addition, the reduction in the number of parts can reduce the cost of manufacturing and developing parts and the cost of managing the parts.
도 1은 종래 버스바와 와이어 사이의 연결 구조를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 버스바 어셈블리의 연결 구조를 도시한 사시도.
도 3은 도 2의 분해 사시도.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ'방향 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 버스바 어셈블리의 연결 구조를 도시한 사시도.1 is a perspective view showing a connection structure between a conventional bus bar and a wire;
2 is a perspective view illustrating a connection structure of a bus bar assembly according to an embodiment of the present invention;
3 is an exploded perspective view of Fig.
4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV 'of FIG. 2;
5 is a perspective view illustrating a connection structure of a bus bar assembly according to another embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 버스바 어셈블리의 연결 구조를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 분해 사시도이며, 도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ'방향 단면도이다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 버스바 어셈블리의 연결 구조는 버스바(10), 연성회로기판(20), 체결부재(30) 등을 포함한다.FIG. 2 is a perspective view illustrating a connection structure of a bus bar assembly according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG. 2, and FIG. 4 is a sectional view taken along a line IV-IV 'of FIG. Referring to FIGS. 2 to 4, the connection structure of the bus bar assembly according to one embodiment includes a
버스바 어셈블리는 배터리셀 모듈 중 일부를 구성한다. 그리고, 배터리셀(미도시)의 적어도 어느 일 측면에는 버스바프레임(미도시)이 배치된다. 버스바프레임의 내측면에는 홀더부가 형성되어 적층되는 복수 개의 배터리셀이 각각 끼움 결합될 수 있다. 배터리셀은 전기적으로 서로 연결되어 미리 설정된 전압을 제공한다.The bus bar assembly constitutes a part of the battery cell module. A bus bar frame (not shown) is disposed on at least one side surface of the battery cell (not shown). A plurality of battery cells are stacked on the inner side of the bus bar frame. The battery cells are electrically connected to each other to provide a predetermined voltage.
한편, 버스바프레임의 외측면에는 버스바(10)가 고정 결합된다. 버스바(10)는 대개 사각형 플레이트 형상으로, 그 재질은 도전성 물질 중 특히 전기 전도율이 높은 금속 재질인 것이 바람직하다. 버스바(10)는 배터리셀의 전압과 전류에 관한 정보를 연성회로기판(20)으로 전달한다.On the other hand, a
버스바(10)를 살펴보면, 그 단부에는 제1체결홀(11)이 형성되어 있다. 그리고, 이런 제1체결홀(11)은 복수 개가 일렬로 배열될 수 있다. 이와 달리, 제1체결홀(11)은 2열로 배열되되, 각 열에 체결홀이 한 개씩 배치되어 전체적으로 한 쌍을 갖는 형태로 형성될 수 있다.Referring to the
연성회로기판(20)은 잘 휘어지는 플렉서블한 특성을 갖고 있으며, 내부에 복수 개의 선이 나란하게 배열되어 각 배터리셀의 전압과 전류에 관한 신호 등을 전송할 수 있다. 연성회로기판(20)의 일단은 버스바(10)와 전기적으로 연결되고, 타단은 비엠에스(BMS, baterry management system)(미도시)와 전기적으로 연결된다. The
한편, 연성회로기판(20)의 타단에는 커넥터가 장착되어 연성회로기판(20)은 비엠에스(BMS, baterry management system)와 탈착 가능하게 전기적으로 결합될 수 있다. 비엠에스는 배터리셀 모듈에 포함되는 각 배터리셀의 충전과 방전을 관리한다. 예를 들어, 비엠에스는 충전 모드에서 서로 다른 전압 레벨로 방전된 복수 개의 배터리셀을 균일한 전압 레벨을 갖도록 충전한다.Meanwhile, a connector is mounted on the other end of the
또한, 연성회로기판(20)에는 제1체결홀(11)에 대응되는 제2체결홀(21)이 형성된다. 제2체결홀(21)은 한 쌍의 제1체결홀(11)에 대응하여 제1체결홀(11) 사이의 거리만큼 서로 이격되어 한 쌍으로 형성될 수 있다. 이는, 버스바(10)와 연성회로기판(20) 사이의 체결 부위가 최소한의 체결에 의해 축 회동되는 것을 방지한다.Also, a
연성회로기판(20)은 제2체결홀(21)을 통해 노출되는 전도성 금속으로 이루어진 랜드부(미도시)를 포함할 수 있다. 랜드부는 구리 등의 전도성 금속이 미세 두께를 갖는 금속박막의 형태로 형성된다.The
연성회로기판(20)과 버스바(10)는 제1체결홀(11)과 제2체결홀(21)에 각각 관통 결합되는 체결부재(30)에 의해 서로 전기적으로 연결되면서 동시에 서로 고정 결합된다. 이 때, 체결부재(30)는 전도성 금속으로 형성된다. 그리고, 체결부재(30)는 랜드부와 접촉되어 연성회로기판(20)과 전기적으로 연결된다.The
또한, 체결부재(30)는 제1체결홀(11)의 내경이나 그 주변에 접촉되어 버스바(10)와 전기적으로 연결된다. 그 결과, 연성회로기판(20)과 버스바(10)는 체결부재(30)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.The
이를 위해, 연성회로기판(20)은 제2체결홀(21)이 형성된 단부가 제1체결홀(11)의 상측에 배치되어 서로 연통되도록 버스바(10)의 상면에 배치된 이후 체결부재(30)에 의해 버스바(10)와 겹이음 결합되는 구조를 갖는다. 즉, 연성회로기판(20)의 단부 중 일부가 버스바(10)의 상면에 배치되면서 부분적으로 겹치는 면이 발생한다.The
한편, 일 실시에에 따른 체결부재(30)는 리벳인 것이 바람직하다. 리벳은 머리부(31)와 리벳 작업에 의해 변형되는 변형부(32)로 이루어진다. 리벳 결합은 영구적인 결속력을 제공한다. 리벳 결합은 두께가 얇은 부재 사이의 접합에 특히 유용하게 사용된다. 리벳 결합은 용접 결합으로 인한 재질 변화나 열에 의한 뒤틀림, 용접 부위에 발생되는 균열 등의 문제점을 해결할 수 있다.On the other hand, the
또한, 리벳 결합은 볼트 결합 이후 그 결합 부위로 전달되는 진동 등에 의한 풀림 현상의 문제점을 해결할 수 있다. 그 결과, 버스바(10)와 연성회로기판(20) 사이의 연결 부위에 대한 결합 신뢰성이 향상될 수 있다.Also, the rivet joint can solve the problem of loosening due to vibration transmitted to the joint portion after the bolt is coupled. As a result, the coupling reliability with respect to the connection portion between the
한편, 버스바(10)에는 연성회로기판(20)이 겹이음 결합되는 부위에 안착홈(12)이 형성된다. 안착홈(12)은 버스바(10)에 대한 연성회로기판(20)의 배치 위치를 지시하면서 동시에 버스바(10)에 연성회로기판(20)이 안정적으로 배치될 수 있도록 한다.On the other hand, in the
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 버스바 어셈블리의 연결 구조를 도시한 사시도이다. 도 5를 참조하면, 버스바프레임의 외측면에는 한 쌍의 버스바(10)가 고정 결합될 수 있다. 이에 대응하여 연성회로기판의 단부는 양 갈래로 분기되어 한 쌍의 가지연결단부(22)로 이루어진다.5 is a perspective view illustrating a connection structure of a bus bar assembly according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, a pair of bus bars 10 may be fixedly coupled to an outer surface of the bus bar frame. Correspondingly, the end portion of the flexible circuit board is divided into two halves so as to form a pair of branch connection ends 22.
그리고, 각각의 가지연결단부(22)는 각각의 체결부재(30)에 의해 각각의 버스바(10)와 전기적으로 연결된다. 전술한 것처럼, 가지연결단부(22)에는 제2체결홀(21)과 제2체결홀(21)을 통해 노출되는 전도성 금속으로 이루어진 랜드부가 형성되어 있다. 제2체결홀(21)과 랜드부에 대한 구체적 설명은 전술한 바와 동일한 바, 이하 생략한다.Each
그리고, 체결부재(30), 바람직하게 리벳이 제1체결홀(11)과 제2체결홀(21)에 각각 관통 결합되어 연성회로기판(20)과 버스바(10)를 서로 전기적으로 연결하면서 고정 결합시킨다. 리벳을 통한 고정 결합은 겹이음 결합으로 겹이음 결합되는 버스바(10)에는 안착홈(12)이 형성되어 있음은 전술한 바와 동일하다.The
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.
10: 버스바 20: 연성회로기판
30: 체결부재 11: 제1체결홀
21: 제2체결홀 12: 안착홈
22: 가지연결단부10: bus bar 20: flexible circuit board
30: fastening member 11: first fastening hole
21: second fastening hole 12: seat groove
22: branch connection end
Claims (6)
상기 한 쌍의 제1체결홀에 대응되는 한 쌍의 제2체결홀과, 상기 한 쌍의 제2체결홀을 통해 노출되는 전도성 금속으로 이루어진 랜드부를 포함하는 연성회로기판; 및
상기 제1체결홀과 상기 제2체결홀에 각각 관통 결합되어 상기 연성회로기판과 상기 버스바를 전기적으로 연결하는 동시에, 압착에 의해 상기 연성회로기판을 상기 안착홈에 고정 결합시키는 금속 재질의 체결부재;를 포함하고,
상기 연성회로기판은
상기 버스바의 상면에 배치되어 겹이음 결합되고, 단부가 양 갈래로 분기되어 한 쌍의 가지연결단부를 형성하며, 각 상기 가지연결단부는 상기 체결부재에 의해 상기 안착홈에서 상기 버스바와 각각 전기적으로 연결되는 버스바 어셈블리의 연결 구조.
A bus bar in which a pair of first fastening holes are formed in a row and in which a recessed groove is formed;
A flexible circuit board including a pair of second fastening holes corresponding to the pair of first fastening holes and a land portion made of a conductive metal exposed through the pair of second fastening holes; And
A coupling member which is inserted into the first coupling hole and the second coupling hole to electrically connect the flexible circuit board to the bus bar and fixes the flexible circuit board to the seating groove by compression, Lt; / RTI >
The flexible circuit board
Wherein the bus bar and the bus bar are electrically connected to each other by means of the fastening member, the bus bar and the bus bar are electrically connected to each other, The connection structure of the bus bar assembly connected to the bus bar assembly.
상기 체결부재는 리벳인 버스바 어셈블리의 연결 구조.
The method according to claim 1,
Wherein the fastening member is a rivet connection structure of the bus bar assembly.
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