KR101932648B1 - 배터리 커넥터 시스템 - Google Patents

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KR101932648B1
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Abstract

배터리 커넥터 시스템(100)은, 복수의 배터리 셀로 형성된 배터리 모듈(102)에 장착되도록 구성된 트레이 조립체(104)를 포함한다. 트레이 조립체(104)는 와이어 하니스 커넥터 또는 회로 기판 커넥터와 정합하도록 구성된다. 트레이 조립체는 트레이(134) 및 복수의 버스바(135, 136)를 포함한다. 트레이는, 채널들(162)이 관통 연장되는 베이스를 갖는다. 채널들은, 대응하는 배터리 셀들로부터 셀 탭들(126)을 수용한다. 트레이는 전기 커넥터와 정합하도록 구성된 트레이 커넥터(138)를 갖는다. 버스바들은, 대응하는 채널들과 정렬되고, 대응하는 셀 탭들에 전기적으로 접속되도록 구성된다. 버스바들은, 트레이에 결합되고, 전기 커넥터와 직접 접속되도록 트레이 커넥터 내에 위치하는 핀들(210)을 갖는다.

Description

배터리 커넥터 시스템{BATTERY CONNECTOR SYSTEM}
본 개시 내용은 일반적으로 배터리 커넥터 시스템에 관한 것이다.
전기 차량 또는 하이브리드 차량용 배터리 등의 배터리는 통상적으로 배터리 모듈들로서 함께 그룹화된 복수의 셀을 포함한다. 모듈들은 배터리 팩들을 형성하도록 함께 접속된다. 셀들의 각각은 함께 전기적으로 접속되는 양의 탭과 음의 탭을 포함한다. 통상적으로, 버스바들은 셀들의 전압을 감지하도록 셀 탭들에 용접된다. 집중 배터리 관리 시스템(centralized battery management system)은 배터리 셀들을 감지하고 관리하도록 버스바들에 접속된다.
배터리 관리 시스템의 기타 부품들과 버스바들 간의 접속에는 문제점들이 존재한다. 예를 들어, 통상적으로, 시스템들은 많은 부품들을 구비하고 이러한 부품들의 복잡한 구성을 갖는다. 일부 시스템들은 집중 관리를 갖는 한편 다른 시스템들은 비집중 관리를 갖고, 집중 관리 시스템과 비집중 관리 시스템의 부품들은 상호 교환될 수 없다. 일부 잠재적인 고장은, 습기, 진동, 가열 등의 환경 조건에 의해 야기된다. 버스바들과 시스템의 다른 부품들을 정렬하는 것은 어렵다.
선행기술문헌1: 공개특허공보 제10-2010-0003146호(2010.01.07.) 선행기술문헌2: 일본 공개특허공보 특개2011-171114호(2011.09.01.) 선행기술문헌3: 공개특허공보 제10-2011-0112900호(2011.10.14.)
해결책은, 본 명세서에서 개시하는 바와 같이 복수의 배터리 셀로 형성된 배터리 모듈에 장착되도록 구성된 트레이 조립체를 구비하는 배터리 커넥터 시스템을 제공하는 것이다. 트레이 조립체는 트레이 및 트레이에 의해 유지되는 복수의 버스바를 포함한다. 트레이는, 채널들이 관통 연장되는 베이스를 갖는다. 채널들은 대응하는 배터리 셀들로부터 셀 탭들을 수용한다. 트레이는 전기 커넥터와 정합하도록 구성된 트레이 커넥터를 갖는다. 버스바들은, 대응하는 채널들과 정렬되고, 대응하는 셀 탭들에 전기적으로 접속되도록 구성된다. 버스바들은 트레이에 결합된다. 버스바들은, 전기 커넥터와 직접 접속되도록 트레이 커넥터 내에 위치하는 핀들을 갖는다. 선택 사항으로, 배터리 커넥터 시스템은, 집중 배터리 관리 시스템에 경로 설정되도록 구성된 대응하는 와이어들에 종단되는 복수의 단자를 유지하는 하우징을 포함하는 트레이 커넥터에 결합되도록 구성된 와이어 하니스 커넥터를 포함할 수 있고, 배터리 커넥터 시스템은, 복수의 단자가 장착되어 있는 회로 기판을 유지하는 하우징을 갖는 트레이 커넥터에 결합되도록 구성된 회로 기판 커넥터를 포함할 수 있다. 와이어 하니스 커넥터 또는 회로 기판 커넥터는 집중 또는 비집중 배터리 관리 시스템을 각각 형성하도록 트레이 커넥터에 선택적으로 결합된다.
이제, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 예를 들어 설명한다.
도 1은 전기 커넥터를 갖는 예시적인 일 실시예에 따라 형성된 배터리 커넥터 시스템을 도시하는 도.
도 2는 다른 전기 커넥터를 갖는 도 1에 도시한 배터리 커넥터 시스템을 도시하는 도.
도 3은 도 1과 도 2에 도시한 배터리 커넥터 시스템의 배터리 모듈에 장착되도록 준비된 트레이 조립체를 도시하는 배터리 커넥터 시스템의 분해도.
도 4는 도 1과 도 2에 도시한 배터리 커넥터 시스템을 위한 배터리 모듈의 온도를 감시하는 데 사용되는 서미스터 조립체를 도시하는 도.
도 5는 도 3에 도시한 트레이 조립체의 트레이의 상부 사시도.
도 6은 예시적인 일 실시예에 따라 형성된 버스바의 측면 사시도.
도 7은 예시적인 일 실시예에 따라 형성된 버스바의 측면 사시도.
도 8은 트레이 조립체의 일부의 상면도.
도 9는 트레이 조립체의 일부의 부분 단면도.
도 10은 배터리 모듈에 결합된 트레이 조립체를 도시하는 배터리 커넥터 시스템의 도.
도 11은 도 1에 도시한 배터리 커넥터 시스템을 위한 단자를 도시하는 도.
도 12는 도 1에 도시한 배터리 커넥터 시스템을 위한 와이어 하니스 커넥터의 상부 사시도.
도 13은 도 12에 도시한 와이어 하니스 커넥터의 하부 사시도.
도 14는 도 12에 도시한 와이어 하니스 커넥터의 단면도.
도 15는 도 2에 도시한 배터리 커넥터 시스템을 위한 회로 기판 커넥터용 단자를 도시하는 도.
도 16은 도 2에 도시한 회로 기판 커넥터의 일부의 상부 사시도.
도 17은 도 2에 도시한 회로 기판 커넥터를 위한 단자들과 회로 기판을 도시하는 도.
도 18은 도 2에 도시한 회로 기판 커넥터의 하우징의 상부 사시도.
도 19는 도 18에 도시한 하우징의 하부 사시도.
도 20은 도 2에 도시한 회로 기판 커넥터의 단면도.
도 1은 예시적인 일 실시예에 따라 형성된 배터리 커넥터 시스템(100)을 도시한다. 배터리 커넥터 시스템(100)은, 하나 이상의 배터리 모듈(102), 배터리 모듈(102)에 결합된 트레이 조립체(104), 및 각 트레이 조립체(104)에 전기적으로 결합된 전기 커넥터(106)를 포함한다. 전기 커넥터(106)는, 케이블 장착형이며, 이하에서, 와이어 하니스 커넥터(106)라 칭할 수도 있다.
배터리 커넥터 시스템(100)은, (도 1에 개략적으로 나타낸) 전력 커넥터(110)에 접속되도록 구성된 적어도 하나의 외부 배터리 접속부(108)를 포함한다. 전력 커넥터(110)는 배터리 커넥터 시스템(100) 내의 다른 배터리 모듈 또는 다른 전원이나 부품에 결합될 수 있다.
전기 커넥터(106)는, 배터리 커넥터 시스템(100)의 부품들의 동작을 감시 및/또는 제어하는 (도 1에 개략적으로 나타낸) 배터리 관리 시스템(112)에 접속된다. 전기 커넥터(106)는, 하나 이상의 와이어를 각각 갖는 하나 이상의 케이블에 의해 배터리 관리 시스템(112)에 접속될 수 있다. 예시적인 일 실시예에서, 배터리 관리 시스템(112)은 이러한 중심 위치로부터 개별적인 배터리 모듈들(102)을 관리하는 집중 시스템이다.
배터리 커넥터 시스템(100)은 배터리를 사용하는 임의의 응용 분야에 사용될 수 있다. 예시적인 일 실시예에서, 배터리 커넥터 시스템(100)은 전기 차량이나 하이브리드 차량 등의 차량에 사용된다.
도 2는 트레이 조립체(104)에 결합된 다른 전기 커넥터(116)와 함께 배터리 커넥터 시스템(100)을 도시한다. 예시한 실시예에서, 전기 커넥터(116)는, (도 1에 도시한) 와이어 하니스 커넥터(106)와는 대조적으로, 회로 기판 커넥터이다. 전기 커넥터(116)는 이하에서 회로 기판 커넥터(116)라 칭할 수도 있다. 전기 커넥터(116)는, 배터리 관리 시스템(112)에 의해 수행되는 감시 및 제어 기능들을 갖는 것과는 대조적으로 감시 및/또는 제어 소자들을 전기 커넥터(116) 내에 구축함으로써 비집중 제어를 허용한다. 예시적인 일 실시예에서는, 또한, 일부 감시 및/또는 제어 기능들을 전기 커넥터(116) 내에 여전히 구축할 수 있게 하면서, 배터리 커넥터 시스템(100)의 전체 건강 감시 및/또는 제어를 위한 배터리 관리 시스템(112)에 전기 커넥터(116)를 접속할 수 있다. 예를 들어, 케이블 장착 플러그(도시하지 않음)를 전기 커넥터(116)의 외부 커넥터(118), 및 배터리 관리 시스템(112)으로 경로 설정된 케이블에 결합할 수 있다.
예시적인 일 실시예에서, 회로 기판 커넥터(116)와 와이어 하니스 커넥터(106) 모두는 동일한 트레이 조립체(104)에 결합될 수 있다. 트레이 조립체(104)는 전기 커넥터들의 서로 다른 유형들(예를 들어, 회로 기판 커넥터(116), 와이어 하니스 커넥터(106), 또는 전기 커넥터의 다른 유형)의 선택적 결합을 가능하게 한다. 트레이 조립체(104)는, 회로 기판 커넥터(116)를 사용하여 비집중 제어를 이용하는 시스템들과 와이어 하니스 커넥터(106)를 사용하여 집중 제어를 이용하는 시스템들 간의 상호 교환가능성을 가능하게 한다. 와이어 하니스 커넥터(106)를 사용하는지 또는 회로 기판 커넥터(116)를 사용하는 지에 상관없이 배터리 모듈들(102)에 대하여 동일한 부품들을 사용할 수 있다. 배터리 커넥터 시스템(100)을 위한 툴링 비용은, 와이어 하니스 커넥터(106)와 회로 기판 커넥터(116) 모두와 접속하도록 트레이 조립체(104)를 이용함으로써, 감소될 수 있다.
배터리 커넥터 시스템(100)은 배터리 모듈(102)의 배터리 건강을 측정할 수 있다. 배터리 커넥터 시스템(100)은 배터리 모듈(102)의 배터리 상태를 측정할 수 있다. 배터리 커넥터 시스템(100)은 배터리 모듈(102)과 함께 과전압 및/또는 저전압 상황을 감시할 수 있다. 배터리 커넥터 시스템(100)은 배터리 모듈(102)의 온도를 감시할 수 있다. 배터리 커넥터 시스템(100)은 배터리 모듈(102)을 위한 밸런싱 기능을 수행할 수 있다. 배터리 커넥터 시스템(100)은 배터리 모듈(102)의 충전 기능을 관리할 수 있다. 이러한 감시 및/또는 제어 기능들은 배터리 관리 시스템(112) 및/또는 회로 기판 커넥터(116)에 의해 수행될 수 있다.
도 3은 배터리 모듈(102)에 장착될 준비가 되어 있는 트레이 조립체(104)를 도시하는 배터리 커넥터 시스템(100)의 분해도이다. 배터리 모듈(102)은 컨테이너(122) 내에 수용된 복수의 배터리 셀(120)을 포함한다. 배터리 셀들(120)은 배터리 셀들의 임의의 유형일 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀들(120)은 파우치형 배터리 셀들 또는 프리즘형 배터리 셀들일 수 있다. 대체 실시예들에서는 다른 유형의 배터리 셀들을 사용할 수도 있다. 선택 사항으로, 배터리 셀들(120)은 적층 구성으로 배열된 좁은 판들일 수 있다.
배터리 모듈(102)에 임의의 개수의 배터리 셀들(120)을 제공할 수 있다. 배터리 셀들(120)은 상부(124)를 갖는다. 각 배터리 셀(120)은 두 개의 셀 탭(126)을 포함한다. 셀 탭들(126)은 배터리 셀들(120)의 상부(124)로부터 연장된다. 하나의 셀 탭은 양의 탭을 형성하는 한편 나머지 하나의 셀 탭(126)은 음의 셀 탭을 형성한다. 선택 사항으로, 배터리 셀들(120)은, 인접하는 배터리 셀들(120)의 양의 셀 탭들이 서로 인접하고 및/또는 서로 체결하도록 그리고 인접하는 배터리 셀들의 음의 셀 탭들이 서로 인접하고 및/또는 서로 체결하도록 배치될 수 있다. 예시적인 일 실시예에서, 모든 배터리 셀의 양과 음의 탭들은, 하나의 양의 셀 탭이 이에 인접하는 음의 셀 탭과 정렬되도록 앞뒤로 뒤집힌다. 배터리 셀들은 직렬 회로로서 구성된다. 갭(128)은 셀 탭들(126)의 두 개의 그룹 사이에 제공된다. 셀 탭들(126)의 제1 그룹은 배터리 모듈(102)의 제1 면(130)과 갭(128) 사이에 제공된다. 셀 탭들(126)의 제2 그룹은 배터리 모듈(102)의 제2 면(132)과 갭(128) 사이에 제공된다.
예시한 실시예에서, 셀 탭들(126)은 상부(124)로부터 연장되는 얇은 직사각형 탭들이다. 셀 탭들(126)은 대체 실시예들에서 다른 형상을 가질 수도 있다. 셀 탭들(126)은 평면형이지만, 대체 실시예들에서는, 셀 탭들(126)이 비평면형일 수도 있다.
트레이 조립체(104)는 배터리 모듈(102)의 상부에 장착되도록 구성된다. 트레이 조립체(104)는 셀 탭들(126) 위에 장착되도록 구성된다. 셀 탭들(126)은 트레이 조립체(104)를 통해 연장되어 트레이 조립체(104)의 부품들에 전기적으로 접속되도록 구성된다.
트레이 조립체(104)는 트레이(134) 및 트레이(134)에 의해 유지되는 복수의 버스바(135, 136)를 포함한다. 버스바들(135)은 (도 1에 도시한) 외부 배터리 접속부(108)를 형성하는 포스트들을 갖는 포스트 버스바들을 나타내는 한편, 버스바들(136)은 포스트 버스바들 사이에 위치하는 중간 버스바들을 나타낸다.
*트레이(134)는, (도 1에 도시한) 와이어 하니스 커넥터(106)와 또는 (도 2에 도시한) 회로 기판 커넥터(116)와 정합하도록 구성된 트레이 커넥터(138)를 포함한다. 버스바들(135, 136)의 일부는, 와이어 하니스 커넥터(106) 또는 회로 기판 커넥터(116)에 전기적으로 직접 접속되도록 트레이 커넥터(138) 내에 위치하도록 구성된다. 버스바들(135, 136)의 일부는 트레이 커넥터(138)의 외측에 위치하며, 대응하는 셀 탭들(126)에 전기적으로 접속되도록 구성된다. 예를 들어, 버스바들(135, 136)은 셀 탭들(126)에 용접되거나 결합될 수 있다. 버스바들(135, 136)은, 배터리 셀들(120)과 와이어 하니스 커넥터(106) 또는 회로 기판 커넥터(116) 간의 직접적인 전기 경로를 생성한다.
도 4는, (도 3에 도시한) 배터리 모듈(102)의 온도를 감시하는 데 사용되는 서미스터 조립체(140)를 도시한다. 서미스터 조립체(140)는, (도 3에 도시한) 하나 이상의 배터리 셀들(120)과 체결하여 이러한 배터리 셀들(120)의 온도를 감시하도록 구성된 서미스터 센서(142)를 포함한다. 서미스터 센서(142)는 다수의 배터리 셀들(120)의 상부들(124)에 걸쳐 이어질 수 있다. 대안으로, 서미스터 센서(142)는 두 개의 인접하는 배터리 셀들(120) 사이에 연장될 수 있다. 서미스터 센서(142)는, 대응하는 배터리 셀들(120)을 따라 쉽게 배치될 수 있도록 얇고 유연할 수 있다.
서미스터 조립체(140)는 서미스터 센서(142)에 전기적으로 접속된 서미스터 컨택트들(144)을 포함한다. 서미스터 컨택트들(144)은, (도 1에 도시한) 와이어 하니스 커넥터(106) 또는 (도 2에 도시한) 회로 기판 커넥터(116)가 트레이 조립체(104)에 정합될 때 이러한 커넥터들에 전기적으로 접속되기 위해 트레이 조립체(104)에 결합되도록 구성된다. 서미스터 컨택트들(144)은 임의의 유형일 수 있으며, 전기 커넥터들(106, 116)과 전기적으로 접속되도록 구성된 임의의 형상을 갖는다.
예시적인 일 실시예에서, 서미스터 컨택트들(144)은 서미스터 컨택트들과 서미스터 센서 사이에 연장되는 와이어들(146)에 의해 서미스터 센서(142)에 접속된다. 대안으로, 서미스터 컨택트들(144)은 직접적인 전기적 접속부 등의 다른 수단에 의해 서미스터 센서(142)에 결합될 수 있다. 선택 사항으로, 서미스터 컨택트들(144)은 서미스터 센서(142)와 일체형일 수 있다. 임의의 개수의 서미스터 컨택트들(144)을 서미스터 센서(142)에 접속할 수 있다. 서미스터 조립체(140)는 임의의 개수의 서미스터 센서들(142)을 포함할 수 있다.
도 5는 (도 3에 도시한) 트레이 조립체(104)의 트레이(134)의 상부 사시도이다. 트레이(134)는, 트레이(134)의 제1 및 제2 면들(152, 154) 사이에 연장되는 베이스(150)를 포함한다. 베이스(150)는 플라스틱 재료 등의 유전 재료로 제조된다. 베이스(150)는 트레이(134)의 제1 및 제2 에지들(156, 158) 사이에 연장된다. 예시한 실시예에서, 베이스(150)는 일반적으로 직사각형이지만, 베이스(150)는 대체 실시예들에서 다른 형상을 가질 수도 있다. 제1 및 제2 면들(152, 154)은 서로 대략 평행하게 연장되지만, 제1 및 제2 면들(152, 154)은 대체 실시예들에서 평행하지 않을 수도 있다. 제1 및 제2 에지들(156, 158)은 서로 평행하게 연장되지만, 제1 및 제2 면들(152, 154)은 대체 실시예들에서 평행하지 않을 수도 있다.
베이스(150)는 제1 및 제2 에지들(156, 158)에 평행한 길이방향 축(160)을 따라 연장된다. 예시적인 일 실시예에서, 트레이 커넥터(138)는 제1 및 제2 면들(152, 154) 사이에서 길이방향 축(160)을 따라 대략 중심에 위치한다. 선택 사항으로, 트레이 커넥터(138)는 제1 및 제2 에지들(156, 158) 사이에서 베이스(150)를 완전히 가로질러 연장될 수도 있다. 트레이 커넥터(138)는 대체 실시예들에서 베이스(150)의 다른 부분들을 따라 위치할 수도 있다.
예시적인 일 실시예에서, 복수의 채널(162)은 베이스(150)를 통해 연장된다. 채널들(162)은 길이방향 축(160)의 방향으로 길게 연장된다. 채널들(162)은 베이스(150)를 통해 완전히 연장된다. 채널들(162)은, 트레이(134)가 배터리 모듈(102)에 장착되면 (도 3에 도시한) 셀 탭들(126)을 수용하도록 구성된다. 선택 사항으로, 채널들(162)은 (도 3에 도시한) 버스바들(135, 136)의 일부들을 수용할 수 있다. 예시적인 일 실시예에서, 채널들(162)은, 트레이 커넥터(138)의 양면 상에 제공되며, 예를 들어, 트레이 커넥터(138)와 제1 면(152) 사이에 또는 트레이 커넥터(138)와 제2 면(154) 사이에 제공된다. 채널들(162)은 셀 탭들(126) 및/또는 버스바들(135, 136)을 수용하기 위한 크기와 형상을 갖는다.
트레이(134)는 제2 면(154)에 근접한 장착 플랫폼들(164)을 갖는다. 선택 사항으로, 트레이(134)는, 제2 면(154)에서의 장착 플랫폼들(164)에 더하여 또는 이러한 장착 플랫폼들을 대신하여 제1 면(152)에 근접한 장착 플랫폼들(164)을 포함할 수 있다. 장착 플랫폼들(164)은 대략 평면형이다. 하나 이상의 슈라우드 벽들(166)은 장착 플랫폼들(164)을 따라 연장된다. 예시적인 일 실시예에서, 하나 이상의 슈라우드 벽들(166)은 인접하는 장착 플랫폼들(164) 사이에 제공된다. 예시한 실시예에서, 슈라우드 벽들(166)은 장착 플랫폼들(164)과 채널들(162) 사이에 제공된다.
트레이 커넥터(138)는 베이스(150)로부터 상측으로 연장되는 슈라우드 벽들(168)을 포함한다. 슈라우드 벽들(168)은 복수의 챔버(170)를 형성한다. 챔버들(170)은, 와이어 하니스 커넥터(106) 또는 회로 기판 커넥터(116)를 수용하도록 구성된 개방 상부들(172)을 갖는다. 슈라우드 벽들(168)은 외측 슈라우드 벽들(174)과 내측 슈라우드 벽들(176)을 포함한다. 내측 슈라우드 벽들(176)은 외측 슈라우드 벽들(174) 사이에 연장된다. 예시적인 일 실시예에서, 챔버들(170)의 각각은 적어도 하나의 외측 슈라우드 벽(174)과 적어도 하나의 내측 슈라우드 벽(176)에 의해 형성된다.
예시적인 일 실시예에서, 챔버들(170)의 단면은 직사각형이지만, 챔버들(170)은 대체 실시예들에서 다른 형상을 가질 수도 있다. 슈라우드 벽들(168)은 챔버들(170)로의 리드인을 형성하도록 상부(172)에서 테이퍼링될 수 있다. 예시적인 일 실시예에서, 챔버들(170)은 다수의 줄로 배치된다. 예시한 실시예에서, 챔버들(170)은 제1 및 제2 면들(152, 154)에 평행하게 연장되는 두 줄로 배치된다.
외측 슈라우드 벽들(174)은 관통되는 슬롯들(178)을 포함한다. 예시적인 일 실시예에서, 각 챔버(170)는 해당 챔버에 대하여 개방된 대응하는 슬롯(178)을 갖는다. 슬롯들(178)은, 제1 면(152)과 제2 면(154)에 대면하는 외측 슈라우드 벽들(174)에 제공된다. 슬롯들(178)은, (도 3에 도시한) 버스바들(135, 136)을 수용하여 버스바들(135, 136)이 트레이 커넥터(138)의 외측과 트레이 커넥터(138)의 내측 모두에 위치할 수 있도록 구성된다. 선택 사항으로, 슬롯들(178)은 대응하는 채널들(162)과 정렬될 수 있고 이러한 채널들에 대하여 개방될 수 있다. 버스바들(135, 136)은 채널들(162)로부터 슬롯들(178)을 통해 대응하는 챔버들(170) 내로 연장될 수 있다.
도 6은 중간 버스바(136)의 측면 사시도이다. 버스바(136)는 제1 단부(202)와 제2 단부(204) 사이에 연장되는 본체(200)를 포함한다. 버스바(136)는 제1 면(206)과 제2 면(208)을 갖는다. 선택 사항으로, 제1 및 제2 면들(206, 208)은 대략 평면형일 수 있다. 제1 및 제2 면들(206, 208)은 서로 대략 평행할 수 있다. 선택 사항으로, 버스바(136)는 스탬핑되어 형성될 수 있다. 버스바(136)는 본체(200)에 의해 형성된 핀(210)을 포함한다. 예시한 실시예에서, 핀(210)은 제1 단부(202)에 제공된다. 핀(210)은 대체 실시예들에서 제1 단부(202)로부터 원격 위치할 수 있다. 버스바(136)는 본체(200)에 의해 형성된 판(212)을 포함한다. 선택 사항으로, 판(212)은 제2 단부(204)에 제공될 수 있다. 개구부(214)는 판(212)으로부터 핀(210)을 분리한다.
핀(210)은 폭(216)과 두께(218)에 의해 형성된 직사각형 단면을 갖는다. 폭(216)은 두께(218)와 대략 같을 수 있다. 선택 사항으로, 폭(216)은 두께(218)보다 약간 클 수 있다. 판(212)은 폭(220)과 두께(222)에 의해 형성된 직사각형 단면을 갖는다. 선택 사항으로, 두께(222)는 두께(218)와 대략 같을 수 있다. 예시적인 일 실시예에서, 폭(220)은 두께(222)보다 상당히 크다.
핀(210)은, (도 5에 도시한) 트레이 커넥터(138) 내에 수용되도록 구성되고, (도 1에 도시한) 와이어 하니스 커넥터(106)에 또는 (도 2에 도시한) 회로 기판 커넥터(116)에 전기적으로 직접 접속되도록 구성된다. 판(212)은 (도 3에 도시한) 셀 탭들(126)에 전기적으로 직접 접속되도록 구성된다.
버스바(136)는 복수의 핀 위치결정 특징부(224)를 포함한다. 위치결정 특징부들(224)은 (도 3에 도시한) 트레이(134)에 대하여 버스바(136)를 위치결정하도록 구성된다. 예시한 실시예에서, 위치결정 특징부들(224) 중 하나는 판(212)을 관통하는 개구부이다. 버스바(136)는 하나 이상의 판 위치결정 특징부들(226)을 포함한다. 위치결정 특징부들(224, 226)은 트레이(134)에 대한 버스바(136)의 수직 및/또는 수평 위치를 유지하는 데 사용될 수 있다.
예시적인 일 실시예에서, 버스바(136)는 핀(210)에 근접한 네크부(necked portion; 228)를 포함한다. 네크부(228)는 핀(210)보다 얇다. 네크부(228)는, 네크부(228)의 영역에 있는 버스바(136)가 버스바(136)의 다른 부분들보다 유연할 수 있게 한다. 네크부(228)는, 와이어 하니스 커넥터(106) 또는 회로 기판 커넥터(116)와 정합하기 위한 핀(210)을 위치결정하도록 핀(210)이 옆으로 이동할 수 있게 한다.
도 7은 포스트 버스바(135)의 측면 사시도이다. 버스바(135)는 배터리 커넥터 시스템(100)을 위한 (도 1에 도시한) 외측 배터리 접속부(108)를 형성한다. 버스바(135)는 제1 단부(242)와 제2 단부(244) 사이에 연장되는 본체(240)를 포함한다.
선택 사항으로, 본체(240)는 두 개 이상의 부품에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 본체(240)는 포스트 섹션(246)과 핀 섹션(248)에 의해 형성될 수 있다. 포스트 섹션(246)은 제2 단부(244)에 제공된다. 핀 섹션(248)은 제1 단부(242)에 제공된다. 포스트 섹션(246)은 외측 배터리 접속부(108)를 형성한다. 핀 섹션(248)은, (도 1에 도시한) 와이어 하니스 커넥터(106)와 또는 (도 2에 도시한) 회로 기판 커넥터(116)와 또는 버스바(135)의 정합 부분을 형성한다.
핀 섹션(248)은, 예를 들어 핀 섹션(248)을 포스트 섹션(246)에 용접함으로써 포스트 섹션(246)에 결합될 수 있다. 핀 섹션(248)은, 대체 실시예들에서, 핀 섹션(248)을 포스트 섹션(246)에 리벳팅(rivet)하거나 스테이킹(stake)하는 등의 다른 수단에 의해 포스트 섹션(246)에 접속될 수 있다.
핀 섹션(248)은 핀(250)과 판(252)을 포함한다. 개구부(254)는 핀(250)과 판(252) 사이에 제공된다. 핀 섹션(248)은 (도 6에 도시한) 버스바(136)와 유사할 수 있다. 핀 섹션(248)은, (도 3에 도시한) 트레이(134)에 대하여 버스바(135)를 위치결정하는 데 사용되는 핀 위치결정 특징부들(256)을 포함한다. 예시한 실시예에서, 핀 위치결정 특징부(256)는, 한 쌍의 탭들 사이에 갭을 두고서 판(252)으로부터 연장되는 그 한 쌍의 탭들을 포함한다. 갭은, (도 5에 도시한) 슈라우드 벽들(168) 중 하나를 수용하여 트레이(134)에 대하여 버스바(135)를 위치결정하도록 구성된다.
포스트 섹션(246)은 암(arm; 260) 및 암(260)으로부터 연장되는 장착 베이스(262)를 포함한다. 암(260)은, 판(264)에 의해 형성된 적어도 두 개의 섹션 및 판(264)과 장착 베이스(262) 사이에 연장되는 접속 벽(266)을 갖는다. 선택 사항으로, 판(264)은 접속 벽(266)에 대하여 대략 수직일 수 있다. 장착 베이스(262)는 접속 벽(266)에 대하여 대략 수직일 수 있다. 선택 사항으로, 장착 베이스(262), 판(264), 및 접속 벽(266)은, 장착 베이스(262)와 접속 벽(266) 사이에서 휘어지고 판(264)과 접속 벽(266) 사이에서 휘어지는 단일 워크피스로부터 스탬핑되어 형성될 수 있다. 암(260)은 대체 실시예들에서 다른 굽힘부나 부분들을 가질 수도 있다. 핀 섹션(248)은 장착 베이스(262)에 대향하는 암(260)의 원단부에 결합된다. 장착 베이스(262)는 (도 5에 도시한) 장착 플랫폼(164)에 장착되도록 구성된다. 선택 사항으로, 장착 베이스(262)는 대략 수평으로 연장될 수 있다.
장착 베이스(262)는 장착 베이스로부터 상측으로 연장되는 포스트(268)를 포함한다. 포스트(268)는 배터리 커넥터 시스템(100)을 위한 외측 배터리 접속부(108)를 형성한다. 포스트(268)는 포스트(268)와 핀(250) 사이에 전기적 경로를 생성하도록 본체(240)에 전기적으로 접속된다. 장착 베이스(262)는 장착 베이스로부터 연장되는 장착 탭들(270)을 포함한다. 장착 탭들(270)은 장착 베이스(262)를 장착 플랫폼(164)에 고정하는 데 사용된다.
판(266)은, 본체(240)를 (도 3에 도시한) 셀 탭들(126) 중 하나에 용접하거나 그외에는 전기적으로 접속하기 위한 표면을 형성한다. 판(266)은 트레이(134)에 대하여 버스바(135)를 위치결정하기 위한 판 위치결정 특징부(272)를 갖는다. 예시한 실시예에서, 판 위치결정 특징부(272)는 판(266)을 관통하는 개구부이다. 대체 실시예들에서는 다른 유형의 위치결정 특징부를 사용할 수도 있다.
도 8은 트레이(134)에 결합된 중간 버스바들(136)을 도시하는 트레이 조립체(104)의 일부의 상면도이다. 버스바들(136)은 대응하는 채널들(162) 내에 수용된다. 버스바들(136)은, 핀들(210)이 대응하는 챔버들(170) 내에 위치하도록 슈라우드 벽들(168)을 통해 연장된다. 핀 위치결정 특징부들(224)은 챔버들(170) 내에 핀들(210)을 위치결정하도록 슈라우드 벽들(168)과 체결한다. 예시한 실시예에서, 핀 위치결정 특징부들(224)은 한 쌍의 탭(280)을 포함한다. 탭들(280)은 이 탭들 사이에 슈라우드 벽(168)을 캡처한다.
버스바들(136)은, 버스바들(136) 중 일부가 챔버들(170) 내에 위치하고 버스바들(136) 중 일부가 트레이 커넥터(138)의 외측에 위치하도록 대응하는 슬롯들(178)을 통해 연장된다. 트레이 커넥터(138)의 외측에 있는 버스바들(136) 중 일부는 (도 3에 도시한) 셀 탭들(126)에 전기적으로 접속되도록 구성된다.
네크부(228)는 핀(210) 옆에 위치한다. 네크부(228)는 핀(210)보다 얇다. 네크부(228)는, 네크부(228)의 영역에서 핀(210)을 더욱 유연하게 하여 핀(210)이 챔버(170) 내에서 휘어지거나 이동할 수 있게 한다. 예를 들어, 핀(210)은 화살표 A의 방향처럼 옆으로 이동될 수 있으며, 이에 따라 핀(210)을 (도 1에 도시한) 회로 기판 커넥터(116) 또는 (도 1에 도시한) 와이어 하니스 커넥터(106)와 정합하도록 위치시킨다.
도 9는 트레이 조립체(104)의 일부의 부분 단면도이다. 도 9는 트레이(134)에 결합된 버스바들(135, 136)을 도시한다. 버스바들(135, 136) 중 일부는 슈라우드 벽들(168)의 대응하는 슬롯들(178)을 통해 연장된다. 트레이(134)는, 트레이(134) 내에 버스바들(136, 135)을 고정하도록 판 위치결정 특징부들(226, 272)과 각각 상호 작용하는 고정 특징부들(282)을 포함한다. 고정 특징부들(282)은, 예시한 실시예에서, 판 래칭 특징부들(226, 272)을 형성하는 개구부 내로 연장되는 래치 또는 탭을 구성한다. 고정 특징부들(282)은, 트레이(134)에 대한 버스바들(135, 136)의 움직임, 예를 들어, 화살표 B 방향으로의 움직임에 저항한다. 예시적인 일 실시예에서는, 트레이 채널(162)과 버스바(136 또는 135) 사이에 갭(283)을 제공하여, 버스바(135 또는 136)가 수평으로 이동할 수 있게 하며, 이때, 버스바(135 또는 136)의 위치는 수평 방향으로 조절가능하다.
도 10은 배터리 모듈(102)에 결합된 트레이 조립체(104)를 도시하는 배터리 커넥터 시스템(100)을 도시한다. 선택 사항으로, 버스바들(135, 136)은, 트레이 조립체(104)가 배터리 모듈(102)에 결합되기 전에 트레이(134)에 결합된다. 버스바들(135, 136)은, (도 6과 도 7에 도시한) 위치결정 특징부들(224, 226, 256, 272)을 사용하여 트레이(134) 상으로 스냅핑될 수 있다. 버스바들(135, 136)은, 예를 들어 트레이(134)에 대한 버스바들(135, 136)의 수평 위치를 조절하도록 버스바들(135, 136)이 트레이(134)에 대하여 약간 이동될 수 있도록 채널들(162) 내에 위치하며 트레이(134) 내에서 유지된다. 트레이 조립체(104)는, 셀 탭들(126)이 대응하는 채널들(162)을 통해 연장되도록 배터리 모듈(102)의 상부에 결합된다. 버스바들(135, 136)은 대응하는 셀 탭들(126)을 따라 연장되면서 이러한 셀 탭들과 체결한다. 버스바들(135, 136)은 대응하는 셀 탭들(126)에 전기적으로 접속된다. 예를 들어, 버스바들(135, 136)은 셀 탭들(126)에 용접될 수 있다. 선택 사항으로, 버스바들(135, 136)은 셀 탭들(126)에 초음파 용접될 수 있다. 버스바들(135, 136)은, 대체 실시예들에서, 다른 수단이나 공정에 의해, 예를 들어, 편향가능 스프링 빔을 통한 기계적 간섭부를 사용함으로써, 라벳팅이나 스테이킹에 의해, 또는 다른 공정에 의해, 셀 탭들(126)에 전기적으로 접속될 수 있다. 버스바들(135, 136)을 트레이(134)에 의해 유지하고 미리 위치결정함으로써, 셀 탭들(126)에 대한 버스바들(135, 136)의 진동 영향을 감소시키며, 이는 버스바들(135, 136)과 셀 탭들(126) 간의 접속을 연장시킬 수 있다.
트레이 조립체(104)가 조립되면, 버스바들(135, 136)은 트레이(134)에 결합된다. 포스트 버스바들(135)은, 장착 베이스들(262)이 장착 플랫폼들(164) 상에 위치하도록 제1 및 제2 에지들(156, 158)을 따라 연장된다. 암들(260)은 제1 및 제2 에지들로부터 트레이 커넥터(138)를 향하여 연장된다. 암들(260)의 판(264)은 대응하는 셀 탭들(126)을 따라 연장되고, 이러한 셀 탭들(126)은 판들(264)에 전기적으로 직접 접속된다. 핀 섹션들(248)은, 핀들(250)이 대응하는 챔버들(170) 내에 수용되도록 암들(260)로부터 전방으로 연장된다. 포스트들(268)은 배터리 모듈(102)을 위한 외측 배터리 접속부(108)를 형성하도록 장착 플랫폼들(164) 위로 연장된다. 예시적인 일 실시예에서, 포스트들(268) 중 하나는 양의 배터리 접속을 형성하고, 나머지 포스트들(268)은 음의 배터리 접속을 형성한다. 슈라우드 벽들(166)은 포스트들(268) 사이에서 연장된다. 슈라우드 벽들(166)은 또한 포스트들(268)과 셀 탭들(126) 사이에서 연장된다.
도 11은 (도 1에 도시한) 와이어 하니스 커넥터(106)를 위한 단자(300)를 도시한다. 단자(300)는 정합 단부(304)와 종단 단부(306)를 갖는 몸체(302)를 포함한다. 정합 단부(304)는 (도 6 또는 도 7에 각각 도시한) 대응하는 핀(210 또는 250)과 정합하도록 구성된다. 종단 단부(306)는 와이어(308)에 종단되도록 구성된다. 예를 들어, 종단 단부(306)는 와이어(308)에 크림핑될 수 있다. 종단 단부(306)는 대체 실시예들에서 다른 수단이나 공정에 의해, 예를 들어, 솔더링, 절연 변위 등에 의해, 와이어(308)에 종단될 수 있다. 단자(300)는 종단 단부(306)에서 와이어(308)에 크림핑하기 위한 크림프 배럴(310)을 포함한다. 선택 사항으로, 몸체(302)는 두 개의 부품일 수도 있다.
단자(300)는, 측벽(316)이 사이에서 연장되는 단부 벽들(312, 314)을 포함한다. 선택 사항으로, 단자(300)는 측벽(316)에 대향하는 다른 측벽을 포함할 수도 있다. 단자(300)는, 단부 벽들(312, 314)을 대략 따라 크림프 배럴(310)을 갖는 몸체의 일부로부터 연장되는 빔들(318)을 포함한다. 빔들(318)은 핀들(210, 250)과 체결하도록 구성된 정합 계면을 갖는다. 빔들(318)은 서로 대향하며 편향가능하다.
예시적인 일 실시예에서, 단자(300)는 빔들(313)의 외측에 위치하는 스티프너들(stiffeners; 320)을 포함한다. 스티프너들(320)은 빔들(318)과 체결하며, 빔들(318)을 서로 향하게 하는 수직 항력을 빔들(318)에 대하여 제공한다. 핀(210 또는 250)이 단자(300)와 정합되면, 스티프너들(320)은 빔들(318)을 대응하는 핀(210 또는 250)에 대하여 가압한다.
예시적인 일 실시예에서, 정합 단부(304)는 빔들(318) 사이에 개방 측면들(322, 324)을 갖는 개방측이다. 개방 측면들(322, 324)은 핀들(210, 250)이 개방 측면(322 및/또는 324)을 통해 외측으로 연장될 수 있게 한다.
단자(300)는 단부 벽들(312, 314)로부터 연장되는 바브들(barbs; 326)을 포함한다. 바브들(326)은 와이어 하니스 커넥터(106) 내에 단자(300)를 유지하는 데 사용된다. 바브들(326)은 편향가능하다. 대체 실시예들에서는, 와이어 하니스 커넥터(106) 내에 단자(300)를 유지하기 위한 다른 유형의 유지 특징부를 사용할 수도 있다.
도 12는 와이어 하니스 커넥터(106)의 상부 사시도이다. 도 13은 와이어 하니스 커넥터(106)의 하부 사시도이다. 와이어 하니스 커넥터(106)는 (도 10에 도시한) 트레이 커넥터(138)에 결합되도록 구성된다. 와이어 하니스 커넥터(106)는 정합 단부(332)와 와이어 단부(334) 사이에서 연장되는 하우징(330)을 포함한다. 정합 단부(332)는 트레이 커넥터(138)와 정합되도록 구성된다. 와이어들(308)은 와이어 단부(334)로부터 연장된다. 하우징(330)은 정합 단부(332)와 와이어 단부(334) 사이에서 하우징(330)을 통해 연장되는 복수의 개구부(336)를 갖는다. 개구부들(336)은 (도 11에 도시한) 단자들(300)을 수용한다. 예시적인 일 실시예에서, 단자들(300)은 와이어 단부(334)를 통해 개구부들(336) 내에 로딩된다.
하우징(330)은 복수의 타워(338)를 포함한다. 타워들(335)은 스페이스들(340)에 의해 분리된다. 각 타워(338)는 대응하는 개구부(336)를 갖는다. 단자들(300)은 대응하는 타워들(338) 내에 수용된다. 타워들(338)의 단부들은, 경사지며 해당 단부에서 타워들(338)의 크기를 감소시키는 리드인 면들(lead-in surfaces; 342)을 갖는다. 리드인 면들(342)은 타워들(338)을 트레이 커넥터(138)의 (도 10에 도시한) 대응하는 챔버들(170) 내로 유도한다. 스페이스들(340)은, 타워들(338)이 챔버들(170) 내에 수용되면 (도 10에 도시한) 대응하는 슈라우드 벽들(168)을 수용하도록 위치하며 그러한 슈라우드 벽들을 수용하기 위한 크기를 갖는다. 예시한 실시예에서, 와이어 하니스 커넥터(106)는 타워들(338)의 두 줄을 포함한다. 대체 실시예들에서는 임의의 개수의 타워들(338)을 제공할 수도 있다. 하우징(330)은, 와이어 단부(334)에 근접하여 외측으로 연장되는 립들(lips; 344)을 포함한다. 립들(344)은 와이어 하니스 커넥터(106)를 배터리 모듈(102)에 고정하는 데 사용된다.
다시 도 1을 참조해 보면, 배터리 커넥터 시스템(100)은, 배터리 모듈(102)과 트레이 조립체(104)에 결합된 커버(350)를 포함한다. 커버(350)는 트레이 조립체(104) 위로 연장된다. 커버(350)는, 와이어 하니스 커넥터(106)를 트레이 조립체(104)에 고정하는 데 사용되는 장착 특징부들(352)을 포함한다. 예시한 실시예에서, 장착 특징부들(352)은 하우징(330) 상에서 립들(344)과 체결하는 래치들을 구성한다. 대체 실시예들에서는 다른 유형의 장착 특징부들을 사용할 수도 있다. 장착 특징부들(352)은 트레이 조립체(104)와의 정합 동안 와이어 하니스 커넥터(106)를 유도하기 위한 유도 벽들 또는 다른 위치결정 특징부들을 포함할 수 있다.
예시적인 일 실시예에서, 커버(350)는 포스트들(268)의 각각 주위로 연장되는 포스트 슈라우드(354)를 포함한다. 포스트 슈라우드들(354)은 포스트들(268)이 우연히 접촉되는 것을 차단한다. 전력 커넥터들(110)은 포스트(268)에 장착되도록 포스트 슈라우드(354)에 의해 형성된 영역 내에 끼워진다.
도 14는 트레이 조립체(104)에 결합된 와이어 하니스 커넥터(106)의 단면도이다. 도 14는 대응하는 핀(210)과 정합된 단자(300)를 도시한다. 단자(300)와 핀(210) 간의 계면은, 와이어 하니스 커넥터(106)의 단자(300)와 버스바들(135 또는 136) 간의 직접적인 체결을 가능하게 한다. 빔들(318)은 핀(210)의 서로 반대측들과 체결한다. 스티프너들(320)은 빔들(318)을 핀(210)에 대하여 가압한다. 단자(300)는 타워들(338) 중 하나의 개구부(336) 내에 예시되어 있다. 타워(338)는 챔버(170) 내에 로딩된다. 슈라우드 벽들(168)은 스페이스들(340) 내에 수용된다. 타워들(338)의 리드인 면들(342) 및 슈라우드 벽들(168)의 챔퍼 단부들(chamfered ends)은 타워들(338)을 챔버(170) 내로 유도하는 데 일조한다.
핀(210)은, 단자(300)를 위한 클리어런스를 허용하도록 슈라우드 벽들(168)로부터 이격된다. 정합 단부(332)의 개구부들(336)은 핀(210)을 개구부(336) 내로 유도하는 유도 특징부들(360)을 포함한다. 핀(210)은 약간 이동하여 개구부(336)와 정렬하도록 허용된다. 예시한 실시예에서, 유도 특징부들(360)은, 단자(300)와 정합하도록 개구부(336)의 중심을 향하여 핀(210)을 유도하는 경사면들이다. 선택 사항으로, 와이어 하니스 커넥터(106)와 트레이 조립체(104) 간의 계면에 습기 밀봉부를 제공할 수도 있다.
도 15는 (도 2에 도시한) 회로 기판 커넥터(116)를 위한 단자(400)를 도시한다. 단자(400)는 (도 11에 도시한) 단자(300)와 유사할 수 있지만, 단자(400)는 (도 11에 도시한) 종단 단부(306)와는 다른 종단 단부(406)를 가질 수 있다. 단자(400)는 와이어보다는 회로 기판에 종단되도록 구성된다.
단자(400)는 정합 단부(404)와 종단 단부(406)를 갖는 몸체(402)를 포함한다. 정합 단부(404)는 (도 6 또는 도 7에 각각 도시한) 대응하는 핀(210 또는 250)과 정합되도록 구성된다. 종단 단부(406)는 회로 기판에 종단되도록 구성된다. 예를 들어, 종단 단부(406)는 회로 기판의 판형 비아(plated via) 내에 수용되는 유연부(compliant portion)를 가질 수 있다. 예시한 실시예에서, 종단 단부(406)는, 회로 기판의 판형 비아에 대하여 바이어싱될 수 있는 대향 스프링 암들을 제공하여 이들 간의 전기적 접촉을 보장하도록 접힌다. 대체 실시예에서, 종단 단부는 회로 기판에 솔더링하기 위한 솔더 테일을 가질 수 있다. 종단 단부(406)는 대체 실시예에서 다른 수단이나 공정에 의해 회로 기판에 종단될 수 있다.
단자(400)는, 측벽(416)이 사이에 연장되는 단부 벽들(412, 414)을 포함한다. 선택 사항으로, 단자(400)는 측벽(416)에 대향하는 다른 측벽을 포함할 수도 있다. 단자(400)는 솔더 테일로부터 연장되는 빔들(418)을 포함한다. 빔들(418)은 단부 벽들(412, 414)과 정렬된다. 빔들(418)은 핀들(210, 250)과 체결하도록 구성된 정합 계면들을 갖는다. 빔들(418)은 서로 대향하며 편향가능하다.
예시적인 일 실시예에서, 단자(400)는 단부 벽들(412, 414)로부터 연장되는 스티프너들(420)을 포함한다. 스티프너들(420)은 빔들(418)의 외측에 위치한다. 스티프너들(420)은, 빔들(418)과 체결하며, 빔들(418)을 대응하는 핀(210 또는 250)에 대하여 가압한다. 예시적인 일 실시예에서, 정합 단부(404)는 빔들(418) 사이에 개방 측면들(422, 424)을 갖는 개방측이다. 개방 측면들(422, 424)은 핀(210 또는 250)이 개방 측면(422 및/또는 424)을 통해 외측으로 연장될 수 있게 한다.
단자(400)는 단부 벽들(412, 414)로부터 연장되는 바브들(426)을 포함한다. 바브들(426)은 회로 기판 커넥터(116) 내에 단자(400)를 유지하는 데 사용된다. 바브들(426)은 편향가능하다. 대체 실시예들에서는, 회로 기판 커넥터(116) 내에 단자(400)를 유지하는 데 다른 유형의 유지 특징부들을 사용할 수도 있다.
도 16은 회로 기판 커넥터(116)의 상부 사시도이다. 회로 기판 커넥터(l16)는 (도 10에 도시한) 트레이 커넥터(138)에 결합되도록 구성된다. 회로 기판 커넥터(116)는 와이어 하니스 커넥터(106) 및 커버(350)(와이어 하니스와 커버 모두는 도 1에 도시함)와 상호 교환가능하다.
회로 기판 커넥터(116)는 하우징(430) 내에 수용되는 회로 기판(428)을 포함한다. 하우징(430)은 정합 단부(432)와 외측 단부(434) 사이에서 연장된다. 정합 단부(432)는 트레이 커넥터(138)와 정합되도록 구성된다. 단자들(400)은, 회로 기 판(428)에 결합되며, 하우징(430)에 의해 유지된다. 회로 기판(428)은 외측 단부(434)를 통해 하우징(430) 내에 수용된다. 선택 사항으로, 뚜껑이 외측 단부(434)를 커버할 수도 있다.
하우징(430)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 배터리 모듈(102)과 트레이 조립체(104)에 결합되도록 구성된다. 하우징(430)은 트레이 조립체(104) 위로 연장된다. 예시적인 일 실시예에서, 하우징(430)은 포스트들(268)의 각각 주위로 연장되는 포스트 슈라우드(454)를 포함한다. 포스트 슈라우드(454)는 포스트들(268)이 우연히 접촉되는 것을 차단한다. (도 1에 도시한) 전력 커넥터들(110)은, 포스트(268)에 장착되기 위해 포스트 슈라우드(454)에 의해 형성된 영역 내에 끼워지도록 구성된다.
도 17은 회로 기판(428) 및 회로 기판(428)에 장착된 단자들(400)을 도시한다. (도 2에 도시한) 배터리 모듈(102)을 감시 및/또는 제어하는 데 사용되는 다양한 전기 부품들을 회로 기판(428)에 결합할 수 있다. 이러한 전기 부품들은 단자들(400) 중 하나 이상에 전기적으로 접속될 수 있다. 이러한 전기 부품들 및/또는 단자들(400)은, 회로 기판(428)에 장착된 외부 커넥터(118)에 전기적으로 접속될 수 있다.
도 18은 하우징(430)의 상부 사시도이다. 도 19는 하우징(430)의 하부 사시도이다. 하우징(430)은 정합 단부(432)와 외측 단부(434) 사이에서 하우징(430)을 통해 연장되는 복수의 개구부(436)를 갖는다. 개구부들(436)은, (도 17에 도시한) 회로 기판(428)이 하우징(430) 내에 로딩되면 (도 17에 도시한) 단자들(400)을 수용한다.
하우징(430)은 복수의 타워(438)를 포함한다. 타워들(438)은 스페이스들(440)에 의해 분리된다. 각 타워(438)는 대응하는 개구부(436)를 갖는다. 단자들(400)은 대응하는 타워들(438) 내에 수용된다. 타워들(438)의 단부들은, 경사지며 해당 단부에서 타워들(438)의 크기를 감소시키는 리드인 면들(442)을 갖는다. 리드인 면들(442)은 타워들(438)을 트레이 커넥터(138)의 (도 10에 도시한) 대응하는 챔버들(170) 내로 유도한다. 스페이스들(440)은, 타워들(438)이 챔버들(170) 내에 수용되면 (도 10에 도시한) 대응하는 슈라우드 벽들(168)을 수용하도록 위치하며 이러한 슈라우드 벽들을 수용하기 위한 크기를 갖는다. 예시한 실시예에서, 회로 기판 커넥터(116)는 타워들(438)의 두 줄을 포함한다. 대체 실시예들에서는 임의의 개수의 타워들(438)을 제공할 수도 있다. 타워들(438)의 크기, 형상, 및 위치 결정은, 회로 기판 커넥터(116)와 와이어 하니스 커넥터(106) 모두가 상호 교환가능하며 (도 3에 도시한) 트레이 커넥터(138)에 선택적으로 결합될 수 있도록 (도 13에 도시한) 타워(338)의 크기, 형상, 및 위치 결정과 대략 유사하다. 도 19는 하우징(430)에 결합된 뚜껑(444)을 도시한다.
도 20은 트레이 조립체(104)에 결합된 회로 기판 커넥터(116)의 단면도이다. 도 20은, 대응하는 핀(210)과 정합된, 단자들(400) 중 하나를 도시한다. 빔들(418)은 핀(210)의 서로 반대측들과 체결한다. 스티프너들(420)은 빔들(418)을 핀(210)에 대하여 가압한다.
단자(400)는 타워들(438) 중 하나의 개구부(436) 내에 있는 것으로 예시된다. 타워(438)는 챔버(170) 내로 로딩된다. 슈라우드 벽들(168)은 스페이스들(440) 내에 수용된다. 타워들(438)의 리드인 면들(442) 및 슈라우드 벽들(168)의 챔퍼 단부들은 타워들(438)을 챔버(170) 내로 유도하는 데 일조한다. 정합 단부(432)에서의 개구부(436)는 핀(210)을 개구부(436) 내로 유도하는 유도 특징부들(460)을 포함한다. 예시한 실시예에서, 유도 특징부들(460)은, 단자(400)와 정합하도록 개구부(436)의 중심을 향하여 핀(210)을 유도하는 경사면들이다.
예시적인 일 실시예에서, 트레이 조립체(104)는 챔버(170)의 하부에 습기 밀봉부(470)를 포함한다. 밀봉부(470)는 회로 기판 커넥터(116)와 트레이 조립체(104) 간의 계면을 밀봉한다. 밀봉부(470)는, 개스킷, 폼 삽입부, 에폭시 필러, 또는 다른 유형의 밀봉부일 수 있다. 밀봉부(470)는 핀(210) 주위를 밀봉한다. 타워들(430)은, 타워들과 밀봉부 간의 밀봉 체결을 보장하도록 밀봉부(470)와 당접하고 및/또는 밀봉부를 압축한다. 밀봉부(470)는 회로 기판(428)과 대응하는 부품들에 대한 습기 밀봉을 제공한다.

Claims (10)

  1. 배터리 커넥터 시스템(100)으로서,
    복수의 배터리 셀(120)로 형성된 배터리 모듈(102)에 장착되도록 구성되고, 트레이(134) 및 상기 트레이에 의해 유지되는 복수의 버스바(135, 136)를 포함하는, 트레이 조립체(104)를 포함하고,
    상기 트레이는, 채널들(162)이 관통 연장되는 베이스(150)를 구비하고, 상기 채널들은 셀 탭들(cell tabs; 126)을 대응하는 배터리 셀들로부터 수용하고, 상기 트레이는 복수의 챔버(170)를 형성하여 전기 커넥터(106, 116)와 정합하도록 구성된 트레이 커넥터(138)를 구비하고,
    상기 버스바들은, 대응하는 채널들과 정렬되고, 대응하는 셀 탭들에 전기적으로 접속되도록 구성되고, 상기 버스바들은 상기 트레이에 결합되고, 상기 버스바들은, 본체(200)와, 상기 본체의 일단에 상방으로 구부러진 형태로 마련되며 상기 전기 커넥터와 직접 접속되도록 상기 트레이 커넥터 내에 위치하는 핀(210)을 구비하며,
    상기 핀들(210)은 대응하는 상기 챔버들(170) 내에 각각 위치하며,
    상기 적어도 어느 하나의 버스바는, 상기 본체와 상기 핀 사이에서 상기 핀에 근접하고 상기 버스바의 다른 부분보다 유연하도록 상기 핀보다 상대적으로 얇은 네크부를 포함하며,
    상기 네크부는 상기 전기 커넥터에 정합하기 위한 상기 핀을 위치결정하도록 상기 핀이 옆으로 이동할 수 있게 하고,
    상기 버스바는, 상기 챔버 내에서 상기 핀을 위치결정하는 핀 위치결정 특징부를 포함하고, 상기 핀 위치결정 특징부는 한 쌍의 탭과 상기 한 쌍의 탭 사이의 갭을 갖고, 상기 탭들은 상기 탭들 사이에 상기 챔버의 슈라우드 벽을 캡처하며 상기 갭은 상기 챔버의 상기 슈라우드 벽을 수용하는, 트레이 조립체를 포함하는 배터리 커넥터 시스템(100).
  2. 제1항에 있어서, 상기 버스바들(135, 136)은 판들(plates; 212)을 포함하고, 상기 판들은 대응하는 셀 탭들(126)에 전기적으로 직접 접속되도록 구성되고, 상기 핀들(210)은 상기 판들로부터 연장되고, 상기 판들은 상기 트레이 커넥터(138)의 외측에 위치하고, 상기 핀들은 상기 트레이 커넥터의 내측에 위치하는, 트레이 조립체를 포함하는 배터리 커넥터 시스템(100).
  3. 제1항에 있어서, 상기 버스바들(135, 136)은 판들(212)을 포함하고, 상기 판들은 상기 채널들(162) 내에 수용되고, 상기 판들은 상기 셀 탭들(126)에 용접되는, 트레이 조립체를 포함하는 배터리 커넥터 시스템(100).
  4. 제1항에 있어서, 상기 트레이 커넥터(138)는 상기 챔버들(170)을 형성하는 상기 슈라우드 벽들(168)을 포함하고, 상기 챔버들은 상기 전기 커넥터(106, 116)를 수용하도록 구성된 개방 상부들(172)을 구비하고, 상기 슈라우드 벽들은 상기 슈라우드 벽들을 관통하는 슬롯들(178)을 갖고, 상기 버스바들(135, 136)은 상기 핀들(210)을 대응하는 상기 챔버들 내에 위치시키도록 대응하는 슬롯들을 통해 연장되는, 트레이 조립체를 포함하는 배터리 커넥터 시스템(100).
  5. 제1항에 있어서, 상기 트레이(134)는 제1 면(130)과 제2 면(132)을 갖고, 상기 트레이 커넥터(138)는 상기 제1 및 제2 면들 사이에 위치하고, 상기 버스바들(135, 136)은, 상기 버스바들 중 일부가 상기 트레이 커넥터와 상기 제1 면 사이에 위치하고 상기 버스바들 중 일부가 상기 트레이 커넥터와 상기 제2 면 사이에 위치하도록 상기 트레이 커넥터의 양면으로부터 연장되는, 트레이 조립체를 포함하는 배터리 커넥터 시스템(100).
  6. 제5항에 있어서, 상기 트레이 커넥터(138)는 상기 제1 및 제2 면들(130, 132) 사이의 중심에 위치하는, 트레이 조립체를 포함하는 배터리 커넥터 시스템(100).
  7. 제1항에 있어서, 상기 트레이(134)는 장착 플랫폼(164)을 갖고, 적어도 하나의 버스바(135)는 상기 장착 플랫폼 상에 배치된 장착 베이스(262)를 포함하고, 상기 장착 베이스는, 상기 배터리 커넥터 시스템을 위한 외부 배터리 접속부(108)를 형성하도록 상기 장착 베이스로부터 연장되는 포스트(268)를 갖는, 트레이 조립체를 포함하는 배터리 커넥터 시스템(100).
  8. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 배터리 셀(120)의 온도를 측정하기 위한 서미스터 센서(142)를 구비하는 서미스터 조립체(140)를 더 포함하고, 상기 서미스터 조립체는, 상기 서미스터 센서에 결합되고 상기 전기 커넥터(106)에 전기적으로 접속되도록 상기 트레이 커넥터(138) 내로 연장되는 서미스터 컨택트(144)를 포함하는, 트레이 조립체를 포함하는 배터리 커넥터 시스템(100).
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서, 상기 트레이 커넥터(138)에 결합되도록 구성되고, 복수의 단자(300)를 유지하는 하우징(330)을 구비하는, 와이어 하니스 커넥터(106)와,
    상기 트레이 커넥터에 결합되도록 구성되고, 회로 기판(428)을 유지하는 하우징(420)을 구비하는, 회로 기판 커넥터(116)를 더 포함하고,
    상기 단자들은 집중 배터리 관리 시스템(centralized battery management system; 112)으로 경로 설정되도록 구성된 대응하는 와이어들(308)에 종단되고, 상기 회로 기판 커넥터는 상기 회로 기판 커넥터에 장착된 복수의 단자(400)를 구비하고,
    상기 와이어 하니스 커넥터 또는 상기 회로 기판 커넥터는, 집중 또는 비집중 배터리 관리 시스템을 각각 형성하도록 상기 트레이 커넥터에 선택적으로 결합되는, 트레이 조립체를 포함하는 배터리 커넥터 시스템(100).
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