KR102061747B1 - 리튬배터리 팩에 사용하는 pcb 부스바 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리튬배터리 팩에 사용하는 PCB 부스바에 관한 것으로, 그 구성은 4개의 리튬 배터리 셀이 나란하게 각각 삽입되도록 배터리 삽입홈이 형성되고 삽입홈의 원주를 따라 공기의 유동을 돕도록 내부에 다수개의 원형 슬롯이 구비된 제 1 외부프레임과 제 1 외부프레임과 동일한 형태로 원통형 배터리 셀의 반대편에서 셀의 반대 전극이 삽입되도록 배터리 삽입홈을 구비한 제 2 외부프레임, 볼트 결합을 위한 전극 단자가 각각 안착될 수 있도록 단자형태의 4개의 단자홈이 각각 구비되고, 상기 외부 프레임의 양쪽 끝단에 각각 위치하여 외부 프레임과 결속되는 한 쌍의 외부 프레임 커버, 상기 외부 프레임 커버의 하부에서 단자홈에 각각 삽입되고, 상기 외부 프레임과 각각 접촉하는 스프링을 통해 배터리 셀의 전원을 공급받기 위해 스프링과 결속되는 단자 볼트홈이 구비된 4개의 전극단자를 포함하여 구성되는 리튬배터리 팩에 사용하는 PCB 부스바에 있어서, 리튬 배터리 셀이 삽입되어 각각 체결되는 외부프레임에 전극단자가 안착되어 결속된 외부프레임커버와 배터리 셀들을 전기적으로 연결하기 외부프레임커버와 밀착되고 전극단자와 체결을 위하여 단자홀이 형성된 동박 기판으로 수나사를 통해 단자홀과 전극단자가 체결되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

리튬배터리 팩에 사용하는 PCB 부스바{PCB busbars used in assembling Lithium battery pack}
본 발명은 리튬배터리 팩에 사용하는 PCB 부스바에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 동박 기판으로 형성되어 리튬배터리 셀과의 체결을 위한 다수개의 단자홀과 수나사를 통해 외부 프레임과 일체로 체결할 수 있어 리튬이온 전지를 직렬과 병렬로 연결하는 작업을 통해 작업자가 부스바 연결에 따른 오류해소, 체결작업 중 부스바를 고정하여 작업의 편리성, 연결작업에 따른 자동화가 가능한 리튬배터리 팩에 사용하는 PCB 부스바에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 일체의 동박 기판으로 구비된 PCB 부스바로 형성됨으로서 종래의 초음파 용접, 점 용점(Spot Welding) 또는 레이저 용접을 통한 직/병렬 연결을 통해 발생하는 셀의 열손실 및 내부저항 증가의 문제의 발생을 개선하고 전체 배터리 팩의 성능저하에 따른 배터리 셀을 교체, 분리가 용이한 리튬배터리 팩에 사용하는 PCB 부스바에 관한 것이다.
현재 많은 곳에서 전기에너지를 저장하는 장치로 배터리를 사용하고 있으며, 1차 전지와 2차 전지 대부분은 원통형(Cylindrical), 각형(Prismatic), 파우치 (Pouch)의 형태를 가지고 있다. 재충전하여 사용이 가능한 2차 전지는 스마트폰, 노트북 등 휴대용 전자기기부터 배터리를 이용한 충전 가능한 전기차 등에 광범위하게 사용되고 있으며, 최근에는 여러 개의 배터리 셀을 직/병렬로 연결하여 태양광, 풍력 등에서 만들어진 전기를 저장하여 사용하는 ESS(Energy Storage System) 등에도 사용되고 있다.
일반적으로 부스바는 복수의 배터리 셀들이 적층되어 형성될 때, 배터리 셀들을 전기적으로 연결할 때 사용된다. 즉 부스바(bus bar)는 전기적 연결 및 전류통로의 역할을 하는 판재형태의 전기 부품을 칭한다.
원통형 배터리 셀을 직/병렬 형태로 연결하는 방법에는 배터리 셀의 양극과 음극 단자를 외부의 부스바(Bus Bar)를 이용하여 용접을 하는 경우가 대부분이다. 이때 병렬연결(양극끼리 또는 음극끼리의 연결)을 통해 전류 용량을 증가시킬 수 있으며, 직렬연결(양극과 다른 전지의 음극을 연결)을 통해 전압을 올릴 수 있다. 주로 배터리셀의 양극과 음극과 동일한 소재인 니켈판을 이용하여 용접을 하는 경우가 대부분이다.
즉, 리튬배터리 팩은 필요한 전압과 용량을 달성하기 위해 다수 내지 수천 개의 소용량 리튬이온 전지를 직렬과 병렬로 연결해야하는데, 연결하는 방법에 따라 부스바가 다르게 사용되고 있고, 일반적으로 스폿 용접이나 초음파 용접에는 얇은 니켈판이나 알루미늄판이 사용되고 있고, 와이어 본딩에는 알루미늄 와이어 등이 사용되고 있다.
종래의 방법으로는 첨부된 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 배터리의 양극과 음극을 직렬과 병렬로 연결할 때 별도의 극판과 배터리 전극 사이를 순간적으로 전압을 가하는 점(Spot) 용접 또는 레이저 용접 등을 이용하여 연결하는 형태로 다수의 셀을 직렬과 병렬로 연결할 수 있다.
그러나, 소용량 원통 셀 다수개를 직/병렬로 연결해서 사용하는 전지팩의 구조에서는 경우에 따라 수천 개를 직렬과 병렬로 연결될 수 있으며, 다수개의 배터리 셀을 Spot 용접을 통해 결합시키는 경우 진동으로 인한 접점 불량 또는 용접불량 등이 다수 발생하며, 배터리 셀이 병렬로 연결된 경우에도 하나의 셀 내부에서 (+)와 (-)를 분리해주는 분리판이 손상될 경우 셀 하나뿐만 아니라 하나의 셀과 병렬 연결된 배터리 모듈 전체가 (+)와 (-)가 연결되어 쇼트 상태가 발생하여 병렬로 연결된 다수의 배터리 셀이 정상 작동하더라도 쇼트 상태에 있는 배터리 셀로 인해 나머지 병렬 연결된 전체 배터리 모듈에서 전기에너지를 소모하게 되어 정상적인 배터리도 사용할 수 없게 되는 문제점이 있다.
이로 인해 다수의 셀이 결합된 전체 배터리 팩의 수명이 이를 구성하고 있는 몇 개의 배터리 셀에서 노화 및 단자저항 증가 등으로 인한 수명 단축이 발생할 경우 배터리 팩을 구성하고 있는 나머지 정상적인 배터리 셀들은 그 수명을 다할 때까지 사용하지 못하고 가장 문제가 되는 셀과 같이 수명을 다하는 경우가 다수 발생하였다.
또한, spot 용접된 배터리 셀의 경우 불량발생시 접점 불량 부위를 찾아내기도 어렵고, 다시 Spot 용접을 통해 결합하는 작업은 전기적으로 쇼트 발생가능성과 대형 배터리 팩 자체의 고중량 등 때문에 매우 어려운 작업이므로 각 원통 셀을 직/병렬로 연결할 때 직/병렬 체결 후 손쉽게 분리하는 방법을 해결해야 한다.
즉, 리튬배터리 팩은 필요한 전압과 용량을 달성하기 위해 다수 내지 수천 개의 소용량 리튬이온 전지를 직렬과 병렬로 연결을 통해 사용되는 데, 이를 연결하기 위해 리튬배터리 팩에 적용되는 방법에 따라 사용하는 부스바가 달라지게 되고, 일반적으로 스폿 용접이나 초음파 용접에는 얇은 니켈판이나 알루미늄판이 사용되고 있고, 와이어 본딩에는 알루미늄 와이어 등이 사용되고 있다.
한편, 상기의 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 리튬전지의 원통형 셀의 다수개를 직/병렬로 연결하기 위해 첨부된 도 3에 도시된 바와 같이 원통형 리튬전지가 삽입되는 외부프레임의 각 끝단에 조립홈이 구비된 소정 길이의 일자 형태로 구성된 부스바(1)를 고안하였고, 조립홈(2)을 통해 각 외부프레임과 체결하는 방안을 제안하였다.
그러나, 첨부된 도 4 내지 6에 도시된 바와 같이 상기 소정의 길이로 각 끝단에 조립홈(2)이 구비된 부스바(1)의 경우 외부프레임(3)과 볼트(4)로 조립이 용이하지만, 다수개의 리튬전지 셀의 외부프레임(3)과 조립하기 위해서는 시간이 많이 들고, 용량에 따라 수십 내지 수백개의 리튬이온 전지를 연결하는 작업이 복잡하여 부스바를 잘못 연결할 경우 배터리의 성능에 문제가 발생할 수 있고, 전지를 사용하면서 발생하는 불량으로 인한 전지교체를 위해 외부프레임을 분해할 시 각각 볼트를 풀어야 하는 사용상의 제약이 있어 불편함이 발생한다.
따라서, 본 발명은 리튬전지를 셀케이스에 삽입되고 리튬배터리 팩을 구성하는 리튬이온 전지 셀을 형성하는 외부프레임에 따라 조립 및 해체가 용이한 부스바를 제안하고자 한다.
1. 필름 커패시터용 클래드메탈 부스바 및 이를 포함하는 필름 커패시터(CLAD METAL BUS BAR FOR FILM CAPACITOR FOR CAR VEHICLE AND FILM CAPACITOR FOR CAR VEHICLE THEREOF)(특허등록번호 제10-1532229호) 2. 배터리 연결용 부스바 제작방법 및 이를 이용한 배터리 연결용 부스바(METHOD FOR MANUFACTURING BUSBAR FOR CONNECTING BATTERY AND BUSBAR MANUFACTURED THEREOF)(특허출원번호 제10-2015-0104195호) 3. 전류센서용 클래드메탈 부스바(CLAD METAL BUS BAR FOR CURRENT SENSOR)(특허출원번호 제10-2013-0111956호)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 동박 기판으로 형성되어 리튬배터리 셀과의 체결을 위한 다수개의 단자홀과 수나사를 통해 외부 프레임과 일체로 체결할 수 있어 리튬이온 전지를 직렬과 병렬로 연결하는 작업을 통해 작업자가 부스바 연결에 따른 오류해소, 체결작업 중 부스바를 고정하여 작업의 편리성, 연결작업에 따른 자동화가 가능한 리튬배터리 팩에 사용하는 PCB 부스바를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 일체의 동박 기판으로 구비된 PCB 부스바로 형성됨으로서 종래의 초음파 용접, 점 용접(Spot Welding) 또는 레이저 용접을 통한 직/병렬 연결을 통해 발생하는 셀의 열손실 및 내부저항 증가의 문제의 발생을 개선하고 전체 배터리 팩의 성능저하에 따른 배터리 셀을 교체, 분리가 용이한 리튬배터리 팩에 사용하는 PCB 부스바를 제공하기 위한 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 리튬배터리 팩에 사용하는 PCB 부스바는, 4개의 리튬 배터리 셀이 나란하게 각각 삽입되도록 배터리 삽입홈이 형성되고 삽입홈의 원주를 따라 공기의 유동을 돕도록 내부에 다수개의 원형 슬롯이 구비된 제 1 외부프레임과 제 1 외부프레임과 동일한 형태로 원통형 배터리 셀의 반대편에서 셀의 반대 전극이 삽입되도록 배터리 삽입홈을 구비한 제 2 외부프레임, 볼트 결합을 위한 전극 단자가 각각 안착될 수 있도록 단자형태의 4개의 단자홈이 각각 구비되고, 상기 외부 프레임의 양쪽 끝단에 각각 위치하여 외부 프레임과 결속되는 한 쌍의 외부 프레임 커버, 상기 외부 프레임 커버의 하부에서 단자홈에 각각 삽입되고, 상기 외부 프레임과 각각 접촉하는 스프링을 통해 배터리 셀의 전원을 공급받기 위해 스프링과 결속되는 단자 볼트홈이 구비된 4개의 전극단자를 포함하여 구성되는 리튬배터리 팩에 사용하는 PCB 부스바에 있어서, 리튬 배터리 셀이 삽입되어 각각 체결되는 외부프레임에 전극단자가 안착되어 결속된 외부프레임커버과 배터리 셀들을 전기적으로 연결하기 위해 외부프레임커버과 밀착되고 다수개의 단자홀이 수나사를 통해 전극단자와 체결되도록 일면 또는 양면에 회로가 구성되어 부스바로 사용되는 동박 기판이 형성된 기판이 구성되는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬배터리 팩에 사용하는 PCB 부스바는 리튬 배터리 셀이 나란하게 각각 삽입되도록 배터리 삽입홈이 형성되고 삽입홈의 원주를 따라 공기의 유동을 돕도록 내부에 다수개의 원형 슬롯이 구비된 제 1 외부프레임과 제 1 외부프레임과 동일한 형태로 원통형 배터리 셀의 반대편에서 셀의 반대 전극이 삽입되도록 배터리 삽입홈을 구비한 제 2 외부프레임, 볼트 결합을 위한 전극 단자가 각각 안착될 수 있도록 단자형태의 4개의 단자홈이 각각 구비되고, 상기 외부 프레임의 양쪽 끝단에 각각 위치하여 외부 프레임과 결속되는 한 쌍의 외부 프레임 커버, 상기 외부 프레임 커버의 하부에서 단자홈에 각각 삽입되고, 상기 외부 프레임과 각각 접촉하는 스프링을 통해 배터리 셀의 전원을 공급받기 위해 스프링과 결속되는 단자 볼트홈이 구비된 4개의 전극단자를 포함하여 구성되는 리튬배터리 팩에 사용하는 PCB 부스바에 있어서, 리튬 배터리 셀이 삽입되어 각각 체결되는 외부프레임에 전극단자가 안착되어 결속된 외부프레임커버과 배터리 셀들을 전기적으로 연결하기 위해 외부프레임커버과 밀착되고 다수개의 단자홀이 수나사를 통해 전극단자와 체결되도록 일면 또는 양면에 회로가 구성되어 부스바로 사용되는 동박 기판이 형성된 기판이 구성되는 특징으로 하는 한다.
본 발명의 실시예에 따른 리튬배터리 팩에 사용하는 PCB 부스바는, PCB의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 부착된 동박에 회로를 구성하거나 회로 구성없이 동박 전체를 부스바로 사용함으로써 리튬이온 전지를 직렬과 병렬로 연결하는 작업을 단순화함으로써 작업자가 부스바를 잘못 연결하는 문제를 해결할 수 있어 배터리 성능 문제가 발생할 가능성을 해결할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 리튬배터리 팩에 사용하는 PCB 부스바는 다수개의 배터리 모듈이 결합된 배터리 팩에서 낱개의 배터리 셀에 문제가 발생시 문제가 되는 몇 개의 배터리 셀만 분해하여 교체하면 전체 배터리 패의 성능을 유지하여 계속 사용할 수 있어 적은 비용으로 배터리 팩의 성능을 효율적으로 유지하고 관리할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 리튬배터리 팩에 사용하는 PCB 부스바는 동박 기판으로 형성되고 리튬배터리 셀과의 체결을 위한 다수개의 단자홀과 수나사를 통해 외부 프레임과 일체로 체결할 수 있어 리튬이온 전지를 직렬과 병렬로 연결하는 작업을 통해 작업자가 부스바 연결에 따른 오류를 해결할 수 있고, 체결할 위치에 장착하고 체결작업 중 부스바가 움직이지 않도록 고정하는 것이 간단하여 연결작업에 따른 자동화를 유도할 수 있어 시간 절약 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 리튬배터리 팩에 사용하는 PCB 부스바는 일체의 동박 기판으로 구비된 PCB 부스바로 형성됨으로서 종래의 초음파 용접, 점 용접(Spot Welding) 또는 레이저 용접을 통한 직/병렬 연결을 통해 발생하는 셀의 열손실 및 내부저항 증가의 문제의 발생을 개선하고 전체 배터리 팩의 성능저하에 따른 배터리 셀을 교체, 분리가 용이하여 배터리 팩의 부분 교체 또는 수리의 편리성을 제공한다.
뿐만 아니라, 본 발명의 실시예에 따른 리튬배터리 팩에 사용하는 PCB 부스바는 기판의 한쪽 면이나 양쪽 면에 부착된 동박에 회로를 구성하거나 회로 구성없이 동박 전체를 부스바로 사용함으로써 리튬배터리 팩의 전압과 용량에 의해 직렬과 병렬로 연결하는 리튬이온 전지의 숫자를 달리하여 필요에 따라 그 정격전원을 가변적으로 자유롭게 조정이 가능하여 사용상 편리성을 제공한다.
도 1은 종래의 방식인 Spot 용접을 통해 제작된 리튬이온 배터리팩 구조의 사시도.
도 2는 종래의 다른 실시예로서 리튬이온 배터리팩의 구조의 사시도.
도 3은 종래의 배터리 팩을 연결하는 부스바의 구성도.
도 4 내지 도 6은 도 3의 부스바를 통해 배터리 팩을 연결한 상태도.
도 7은 본 발명에 따른 PCB 부스바가 적용되는 배터리 팩의 분해 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 PCB 부스바가 적용되는 배터리 팩이 결합된 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 리튬배터리 팩에 사용하는 PCB 부스바의 구성도.
도 10은 도 9의 PCB 부스바를 통해 배터리 팩을 연결한 상태도.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬배터리 팩에 사용하는 PCB 부스바의 구성도.
도 12는 도 10의 PCB 부스바를 통해 배터리 팩을 연결한 상태도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
첨부된 도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 PCB 부스바의 체결을 위한 배터리 팩의 구조를 살펴보면, 본 발명의 배터리 팩 구조는 크게 외부프레임(10a,10b), 외부프레임 커버(20), 전극단자(30) 및 스프링(40)으로 구성되는데, 상기 외부 프레임은 서로 체결구조를 갖는 제 1 외부프레임(10a) 및 제 2 외부프레임(10b)로 구성된다. 제 1 외부프레임(10a)은 4개의 소형 원통 배터리 셀(70)이 나란하게 각각 삽입되도록 배터리 삽입홈(도면부호 미도시)이 형성되고 삽입홈의 원주를 따라 공기의 유동을 돕도록 내부에 다수개의 원형 슬롯(도면부호 미도시)이 구비되고, 제 2 외부프레임(10b)은 제 1 외부프레임(10a)과 제 1 외부프레임(10a)과 동일한 형태로 원통형 배터리 셀(70)의 반대편에서 셀의 반대 전극이 삽입되도록 배터리 삽입홈이 구비되어 제 1 외부프레임(10a)과 체결된다.
상기 외부프레임 커버(20a,20b)는 각각 볼트 결합을 위해 커버 하부에 전극단자(30)가 안착되는 단자형태의 4개의 단자홈(21)이 각각 구비되고, 상기 제 1 외부 프레임(10a)의 끝단에 위치하여 제 1 외부 프레임(10a)과 결속되는 제 1 외부 프레임 커버(20a), 제 2 외부 프레임(10b)의 끝단에 위치하여 제 2 외부 프레임(10b)과 결속되는 제 2 외부 프레임 커버(20b)가 형성된다.
상기 전극단자(30)는 각각 4개의 단자로 구성되고, 외부프레임 커버(20a,20b)의 하부에서 단자홈(21)에 각각 삽입되고, 상기 외부 프레임(10a,10b)와 각각 접촉하는 스프링(40)을 통해 배터리 셀(70)의 전원을 공급받기 위해 스프링(40)과 결속되는 단자 볼트홈(31)이 구비된다.
상기의 도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 리튬배터리 팩에 사용하는 PCB 부스바의 구성 및 그 상태를 도시한 것으로 PCB 부스바(100)에 의해 연결되어 배터리의 전원이 공급된다.
이하, 첨부된 도 9 내지 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 PCB 부스바의 특징 및 구성을 상세히 설명하면, 본 발명의 PCB 부스바(100)는 원통 리튬배터리 셀(70)이 삽입되어 각각 체결되는 외부프레임(10a, 10b)에 전극단자(30)가 안착되어 결속된 외부프레임커버(20a,20b)와 배터리 셀들을 전기적으로 연결하기 외부프레임커버(20a,20b)와 밀착되고 전극단자(30)와 체결을 위한 동박 기판으로 형성되고 단자홀(130)이 구비되어 수나사(120)을 통해 단자홀(130)과 전극단자(30)가 체결되도록 구성된다.
즉, 상기 PCB 부스바(100)의 동박 기판은 상기 외부프레임커버(20a,20b)에 밀착되고 상기 외부프레임커버(20a,20b) 하부의 전극단자(30)와 단자홀(130)에 삽입되는 수나사(120)을 통해 일체로 체결되는 구조이다.
상기 단자홀(130)은 외부프레임커버(20a, 20b)하부의 전극단자와 체결을 위해 동일한 수의 단자홀이 형성된다.
한편, 상기 PCB 부스바(100)의 동박 기판은 한쪽 면 또는 양쪽 면에 회로를 구성하거나 회로 구성없이 동박 전체가 형성될 수 있으며, 단자(30)와 수나사(120)로 체결을 할 수 있도록 다수 개의 단자홀(130)이 형성된다.
첨부된 도 10과 같이 4개의 리튬배터리가 삽입되어 4S의 배터리 셀의 구성과 같이 외부프레임커버(20a,20b)과 PCB 부스바(100)가 수나사(120)을 통해 체결되어 배터리 셀들을 전기적으로 연결하여 사용된다.
상기의 도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 리튬배터리 팩에 사용하는 PCB 부스바의 다른 실시예의 구성 및 그 상태를 도시한 것으로 다수개의 리튬배터리 셀의 연결을 위한 구성을 도시한 것이다.
즉, 다수개의 리튬배터리 셀을 PCB 부스바(200)에 의해 연결되어 배터리의 전원이 공급되도록 동작되는데, 상기 PCB 부스바(200)는 원통 배터리 셀(70)이 삽입되어 각각 체결되는 외부프레임(10a, 10b)에 전극단자(30)가 안착되어 결속된 외부프레임커버(20a,20b)의 2개를 하나로 연결하기 위해 각 외부프레임커버(20a,20b)와 배터리 셀들을 전기적으로 연결하기 각 외부프레임커버(20a,20b)와 밀착되고 각 전극단자(30)와 체결을 위한 동박 기판으로 형성되고 단자홀(230)이 구비되어 수나사(220)을 통해 단자홀(230)과 전극단자(30)가 체결되도록 구성된다.
즉, 상기 PCB 부스바(200)의 동박 기판은 상기 각 외부프레임커버(20a,20b)에 밀착되고 상기 외부프레임커버(20a,20b) 하부의 각 전극단자(30)와 단자홀(230)에 삽입되는 수나사(220)를 통해 일체로 체결되는 구조이다.
상기 단자홀(130)은 외부프레임커버(20a, 20b)하부의 전극단자와 체결을 위해 동일한 수의 단자홀이 형성된다.
한편, 상기 PCB 부스바(200)의 동박 기판은 한쪽 면 또는 양쪽 면에 회로를 구성하거나 회로 구성없이 동박 전체가 형성될 수 있으며, 단자(30)와 수나사(220)로 체결을 할 수 있도록 다수 개의 단자홀(230)이 형성된다.
첨부된 도 12와 같이 2개의 리튬배터리 셀이 외부프레임커버(20a,20b)과 PCB 부스바(200)와 수나사(220)을 통해 체결되어 배터리 셀들을 전기적으로 연결하여 사용된다.
또한, PCB 부스바(200)를 통해 체결된 리튬배터리 셀은 사용되는 전원의 용량에 따라 다수개의 배터리 셀이 결합키(도면부호 미도시)에 의해 연결되어 목적에 따라 다단으로 연결되어 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 리튬배터리 팩에 사용하는 PCB 부스바(100,200)는 기판의 한쪽 면이나 양쪽 면에 부착된 동박에 회로를 구성하거나 회로 구성없이 동박 전체를 부스바로 사용하는 것으로, 리튬이온 전지(70)와 스프링(미도시)을 통해 접촉하면서 내부에 암나사가 형성되어 있는 단자(30)와 수나사(120,220)로 체결할 수 있도록 다수 개의 단자홀(130,230)이 형성되고, 리튬배터리 팩의 전압과 용량에 의해 직렬과 병렬로 연결하는 리튬이온 전지의 숫자가 달라지며, 그에 따라 PCB 부스바의 형상을 선택적으로 적용하여 사용할 수 있다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
70 : 리튬이온 전지
100, 200 : 기판
120, 220 : 수나사
130, 230 : 단자홀

Claims (6)

  1. 4개의 리튬 배터리 셀(70)이 나란하게 각각 삽입되도록 배터리 삽입홈이 형성되고 삽입홈의 원주를 따라 공기의 유동을 돕도록 내부에 다수개의 원형 슬롯이 구비된 제 1 외부프레임(10a)과 제 1 외부프레임(10a)과 동일한 형태로 원통형 배터리 셀(70)의 반대편에서 셀의 반대 전극이 삽입되도록 배터리 삽입홈을 구비한 제 2 외부프레임(10b), 볼트 결합을 위한 전극 단자(30)가 각각 안착될 수 있도록 단자형태의 4개의 단자홈(21)이 각각 구비되고, 상기 외부 프레임(10a, 10b)의 양쪽 끝단에 각각 위치하여 외부 프레임과 결속되는 한 쌍의 외부 프레임 커버(20a, 20b), 상기 외부 프레임 커버(20a, 20b)의 하부에서 단자홈(21)에 각각 삽입되고, 상기 외부 프레임(10a,10b)과 각각 접촉하는 스프링(40)을 통해 배터리 셀(70)의 전원을 공급받기 위해 스프링(40)과 결속되는 단자 볼트홈(31)이 구비된 4개의 전극단자(30)를 포함하여 구성되는 리튬배터리 팩에 사용하는 PCB 부스바에 있어서,
    리튬 배터리 셀(70)이 삽입되어 각각 체결되는 외부프레임(10a, 10b)에 전극단자(30)가 안착되어 결속된 외부프레임커버(20a,20b)와 배터리 셀들을 전기적으로 연결하기 위해 외부프레임커버(20a,20b)와 밀착되고 다수개의 단자홀(130)이 수나사(120)를 통해 전극단자(30)와 체결되도록 일면 또는 양면에 회로가 구성되어 부스바로 사용되는 동박 기판이 형성된 기판(100)이 구비되는 것을 특징으로 하는 리튬배터리 팩에 사용하는 PCB 부스바.
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  4. 4개의 리튬 배터리 셀(70)이 나란하게 각각 삽입되도록 배터리 삽입홈이 형성되고 삽입홈의 원주를 따라 공기의 유동을 돕도록 내부에 다수개의 원형 슬롯이 구비된 제 1 외부프레임(10a)과 제 1 외부프레임(10a)과 동일한 형태로 원통형 배터리 셀(70)의 반대편에서 셀의 반대 전극이 삽입되도록 배터리 삽입홈을 구비한 제 2 외부프레임(10b), 볼트 결합을 위한 전극 단자(30)가 각각 안착될 수 있도록 단자형태의 4개의 단자홈(31)이 각각 구비되고, 상기 외부 프레임(10a, 10b)의 양쪽 끝단에 각각 위치하여 외부 프레임과 결속되는 한 쌍의 외부 프레임 커버(20a, 20b), 상기 외부 프레임 커버(20a, 20b)의 하부에서 단자홈(21)에 각각 삽입되고, 상기 외부 프레임(10a,10b)과 각각 접촉하는 스프링(40)을 통해 배터리 셀(70)의 전원을 공급받기 위해 스프링(40)과 결속되는 단자 볼트홈(31)이 구비된 4개의 전극단자(30)를 포함하여 구성되는 리튬배터리 팩에 사용하는 PCB 부스바에 있어서,
    리튬 배터리 셀(70)이 삽입되어 각각 체결되는 외부프레임(10a, 10b)에 전극단자(30)가 안착되어 결속된 외부프레임커버(20a,20b)의 2개를 하나로 연결하기 위해 각 외부프레임커버(20a,20b)와 밀착되고 다수개의 단자홀(230)이 수나사(220)를 통해 각 전극단자(30)와 체결되도록 일면 또는 양면에 회로가 구성되어 부스바로 사용되는 동박 기판이 형성된 기판(200)이 구비되는 것을 특징으로 하는 리튬배터리 팩에 사용하는 PCB 부스바.
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