KR102087746B1

KR102087746B1 - 전지시스템

Info

Publication number: KR102087746B1
Application number: KR1020150138608A
Authority: KR
Inventors: 강정수; 김진만; 박종민; 안현철
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2015-10-01
Filing date: 2015-10-01
Publication date: 2020-03-12
Also published as: KR20170039448A

Abstract

본 발명은 전지시스템에 관한 것으로, 단자부를 구비하는 복수 개의 전지팩; 상기 복수 개의 전지팩을 제어하며, 길이 방향을 따라서 횡단면의 면적이 점점 감소하는 메인 버스바를 구비하는 안전장치; 및 상기 단자부와 상기 메인 버스바를 연결하되, 서로 다른 길이를 갖는 복수 개의 전력선을 포함하며, 상기 복수 개의 전력선은 길이에 따라 상기 메인 버스바의 서로 다른 위치에 각각 설치될 수 있다.

Description

전지시스템{BATTERY SYSTEM}

본 발명은 전지시스템에 관한 것으로서, 특히 안전장치에 연결된 전지팩 간의 저항을 균일화한 전지시스템에 관한 것이다.

일반적으로 이차 전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 이러한 이차 전지는 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.

한편, 이차 전지는 높은 전력과 안전성을 높이기 위해 전지시스템을 구축하며, 상기 전지시스템은 안전장치와, 상기 안전장치에 전력선을 통해 연결되는 복수 개의 전지팩을 포함한다.

특허등록번호 제10-0958649호

종래기술에 따른 전지시스템은 안전장치와 복수 개의 전지팩 사이의 거리가 서로 다르기 때문에, 상기 안전장치와 상기 복수 개의 전지팩을 연결하는 전력선의 길이 차이가 발생하며, 이에 서로 다른 길이의 전력선에 연결된 전지팩 간의 저항 차이 및 성능 차이가 발생하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 안전장치와 복수 개의 전지팩을 연결하는 전력선의 길이가 서로 다르더라도 상기 전력선에 연결된 전지팩 간의 저항 및 성능을 균일화한 전지시스템을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지시스템은 단자부를 구비하는 복수 개의 전지팩; 상기 복수 개의 전지팩을 제어하며, 길이 방향을 따라서 횡단면의 면적이 점점 감소하는 메인 버스바를 구비하는 안전장치; 및 상기 단자부와 상기 메인 버스바를 연결하되, 서로 다른 길이를 갖는 복수 개의 전력선을 포함하며, 상기 복수 개의 전력선은 길이에 따라 상기 메인 버스바의 서로 다른 위치에 각각 설치될 수 있다.

상기 전력선은 길이가 길수록 설치되는 위치의 메인 버스바의 단면적이 클 수 있다.

상기 메인 버스바는 양측면의 폭이 점차 작아지는 삼각형 형상을 가지며, 꼭짓점에 가장 짧은 전력선이 결합되고, 상기 꼭짓점과 대향하는 변에 가장 긴 전력선이 결합될 수 있다.

상기 메인 버스바의 상면은 일단에서 타단까지 점차 하향으로 경사진 경사면을 형성할 수 있다.

상기 복수 개의 전력선은 서로 다른 굵기로 마련되어, 굵기에 따라 상기 메인 버스바의 서로 다른 위치에 설치되되, 길이가 긴 전력선은 굵게 하여 저항을 감소시키고, 길이가 짧은 전력선은 얇게 하여 저항을 유지시키거나 또는 증대시킬 수 있다.

본 발명은 하기와 같은 효과가 있다.

첫째: 본 발명의 전지시스템은 안전장치에 횡단면의 면적이 점점 감소하는 메인 버스바를 마련하고, 전력선의 길이에 따라 메인 버스바의 횡단면의 면적을 달리 마련함으로써 전력선의 길이에 따른 저항 차이를 보정할 수 있으며, 이에 길이가 서로 다른 전력선에 연결된 전지팩 간의 저항 및 성능을 균일화할 수 있다.

둘째: 본 발명의 전지시스템은 전력선의 길이가 길수록 메인 버스바의 횡단면 면적을 크게 마련함으로써 길이가 서로 다른 전력선에 발생한 저항 차이를 보정할 수 있다.

셋째: 본 발명의 전지시스템은 양측면의 폭이 점차 작아지는 삼각형 형상으로 메인 버스바를 마련함으로써 횡단면 면적이 점점 감소하는 형태의 구현이 가능하며, 특히 전력선의 길이에 따른 저항 차이를 보다 세밀하게 보정할 수 있다.

넷째: 본 발명의 전지시스템은 횡단면의 면적이 점점 감소하는 메인 버스바와 함께, 상기 메인 버스바에 연결되는 길이가 서로 다른 전력선의 굵기를 달리함으로써 전지팩 간의 저항 차이를 보다 용이하게 보정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전지시스템을 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 메인 버스바를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전지시스템을 도시한 도면.
도 4는 도 3에 도시된 메인 버스바를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전지시스템을 도시한 도면.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 발명에 따른 전지시스템은 단자부가 구비된 복수 개의 전지팩와, 메인 버스바를 구비한 안전장치, 및 상기 단자부와 상기 메인 버스바를 연결하는 서로 다른 길이를 가지는 복수 개의 전력선을 포함하되, 상기 메인 버스바는 상기 전력선의 길이에 따라 횡단면의 면적이 점점 감소하도록 형성하여 길이가 서로 다른 전력선에 연결된 전지팩 간의 저항 균일화 및 성능 균일화를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 전지시스템의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 전지시스템(100)은 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 단자부(111)를 구비하는 복수 개의 전지팩(110), 복수 개의 전지팩(110)을 제어하고 메인 버스바(121)가 구비된 안전장치(120), 및 단자부(111)와 메인 버스바(121)를 연결하는 복수 개의 전력선(130)을 포함한다.

전지팩(110)은 전기에너지를 발생시키는 것으로, 복수개가 상하로 적층되거나 또는 수평방향으로 배열되며, 외측면에 단자부(111)가 구비된다. 그리고 단자부(111)는 제1 단자(111a)와 제2 단자(111b)로 마련되며, 제1 단자(111a)는 양극단자이고, 제2 단자(111b)는 음극단자일 수 있다.

한편, 전지팩은 팩 케이스와, 상기 팩 케이스 내부에 적층되는 복수의 전지셀로 마련된 전지모듈을 포함하며, 상기 전지셀은 전극조립체와 상기 전극조립체가 수용되는 전지케이스를 포함한다.

안전장치(120)는 복수의 전지팩(110)에 구비된 단자부(111)가 연결되는 메인 버스바(121)를 구비한다. 즉, 메인 버스바(121)는 단자부(111)의 제1 단자(111a)가 연결되는 제1 버스바 단자(121a)와, 단자부(111)의 제2 단자(111b)가 연결되는 제2 버스바 단자(121b)로 마련된다.

즉, 안전장치(120)는 복수개의 전지팩(110)에 구비된 제1 단자(111a)들이 하나의 제1 버스바 단자(121a)에 연결되고, 제2 단자(111b)들이 하나의 제2 버스바 단자(121b)에 연결된다.

한편, 안전장치(120)는 통상 배전반(switchboard)이라고도 하며, 전지팩(110)와 전자기기(미도시)를 연결하거나 또는 차단하는 스위치 기능과 함께 상기 전자기기의 제어 및 감시 기능을 수행한다.

전력선(130)은 전지팩(110)의 단자부(111)와 안전장치(120)의 메인 버스바(121)를 연결하기 위한 것으로, 제1 단자(111)들을 제1 버스바 단자(121a)에 연결하는 복수 개의 제1 전력선(131)과, 제2 단자(112)들을 제2 버스바 단자(121b)에 연결하는 복수 개의 제2 전력선(132)을 포함한다.

한편, 본 실시예의 전지시스템은 서로 다른 길이의 전력선에 연결된 전지팩 간의 저항 차이 및 성능 차이가 균일화되도록 개선된 구조를 가진다.

즉, 실시예에 따른 전지시스템(100)은 복수 개의 전지팩(110)과 안전장치(120) 사이의 거리가 서로 다르기 때문에 복수 개의 전지팩(110)과 안전장치(120)를 연결하는 전력선(130) 간의 길이 차이가 발생하며, 서로 다른 길이를 가지는 전력선(130)에 의해 전지팩(110) 간의 저항 차이 및 성능 차이가 발생할 수 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위한 실시예에 따른 전지시스템(100)은 길이가 서로 다른 전력선(130)이 연결되는 메인 버스바의 면적을 달리함으로써 길이가 서로 다른 전력선(130)에 발생하는 저항 차이를 보정할 수 있다.

즉, 본 실시예에 따른 전지시스템(100)은 안전장치(120)에 길이방향을 따라서 횡단면의 면적이 점점 감소하는 제1 및 제2 버스바 단자(121a)(121b)로 마련된 메인 버스바(121)를 포함한다.

이에 횡단면의 면적이 점점 감소하는 제1 버스바 단자(121a)와 길이가 서로 다른 제1 전력선(131)이 연결되면서 저항이 보정되고, 횡단면의 면적이 점점 감소하는 제2 버스바 단자(121b)와 길이가 서로 다른 제2 전력선(132)이 연결되면서 저항이 보정된다.

다시 설명하면, 길이가 긴 제1 전력선(131)과 횡단면 면적이 큰 제1 버스바 단자(121a)의 일단을 연결하고, 길이가 짧은 제1 전력선(131)과 횡단면 면적이 작은 제1 버스바 단자(121a)의 타단을 연결한다.

또한, 길이가 긴 제2 전력선(132)과 횡단면 면적이 큰 제2 버스바 단자(121a)의 일단을 연결하고, 길이가 짧은 제2 전력선(132)과 횡단면 면적이 작은 제2 버스바 단자(12b)의 타단을 연결한다.

이와 같이 메인 버스바(121)와 전력선(130)을 연결하면, 길이가 긴 전력선(130)에 발생하는 큰 저항은 횡단면의 면적이 큰 메인 버스바(121)의 일단에 전달되면서 저항이 감소하고, 길이가 짧은 전력선(130)에 발생한 작은 저항은 작은 크기의 메인 버스바(121)의 타단에 전달되면서 저항이 유지되거나 다소 상승한다. 이에 길이가 서로 다른 전력선(130) 간의 저항 차이를 균일하게 보정한다.

여기서 메인 버스바(121)는 형상을 통해 횡단면의 면적을 조절할 수 있다.

한편, 제1 버스바 단자(121a)와 제2 버스바 단자(121b)는 동일한 길이, 두께 및 모양을 가지기에 메인 버스바(121)로 통합하여 실시예를 설명한다.

제1 실시예로, 횡단면의 면적이 점점 감소하는 메인 버스바(121)는 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 양측면의 폭이 점차 작아지는 삼각형 형상을 가질 수 있다. 즉, 삼각형 형상의 메인 버스바(121)는 꼭짓점의 횡단면 면적이 작고, 꼭짓점과 대향하는 변의 횡단면 면적이 크다.

이에, 삼각형 형상의 메인 버스바(121)는 꼭짓점에 가장 짧은 전력선(130)이 연결되면서 저항이 유지되거나 소독 상승되며, 꼭짓점과 대향하는 변에 가장 긴 전력선(130)이 연결되면서 저항이 감소된다. 이에 길이가 서로 다른 저력선(130) 간의 저항 차이를 보정할 수 있다.

여기서 메인 버스바(121)는 정확한 삼각형 형상으로 도면을 도시하였지만, 횡단면의 면적이 점점 감소하는 대략적인 삼각형 형상이라면 모두 적용 가능하다. 더불어 삼각 기둥, 원뿔 형상 등도 동일하게 적용 가능하다.

제2 실시예로, 횡단면의 면적이 점점 감소하는 메인 버스바(121)는 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 실시예와 동일하게 삼각형 형상으로 형성함과 동시에 상면을 꼭짓점에서 변으로 갈수록 점차 높이가 상승하는 경사면으로 형성할 수도 있으며, 상기 경사면을 통해 메인 버스바(121)의 횡단면 면적을 보다 세밀하게 조절할 수 있다.

이와 같은 구성을 가지는 실시예에 따른 전지시스템(100)의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 복수 개의 전지팩(110)의 전기에너지는 안전장치(120)의 제어에 의해 외부 전자기기로 전달된다. 이때 복수 개의 전지팩(110)과 안전장치(120)는 길이가 서로 다른 전력선(130)에 의해 연결되는데, 이 길이가 서로 다른 전력선(130)에 의해 전지팩(110) 간의 저항 차이 및 성능 차이가 발생할 수 있다.

그러나 길이가 서로 다른 전력선(130)은 횡단면 면적이 점점 감소하는 안전장치(120)의 메인 버스바(121)에 횡단면 면적을 달리하여 연결되면서 저항 차이가 보정되며, 이에 전지팩(110) 간의 저항 및 성능을 균일화할 수 있다.

즉, 길이가 제일 작은 전력선(130)은 메인 버스바(121)의 꼭짓점 부위에 연결되면서 저항이 유지되거나 소폭 상승하게 되고, 길이가 제일 긴 전력선(130)은 메인 버스바(121)에서 횡단면 면적이 제일 큰 꼭짓점과 대향하는 변 부위에 연결되면서 저항이 감소된다. 이와 같이 전력선(130)의 길이에 따라 메인 버스바(121)에 연결되는 횡단면 면적을 달리함으로써 서로 다른 길이의 전력선(130)에 발생하는 저항 차이를 보정할 수 있다.

따라서 본 발명에 따른 전지시스템(100)은 안전장치(120)에 횡단면 면적이 점점 감소하는 메인 버스바(121)를 마련함으로써 전지팩 간의 저항 및 성능을 균일화할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 다른 실시예를 설명함에 있어 전술한 실시예와 동일한 구성과 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명을 생략한다.

본 발명에 따른 전지시스템(100)은 도 5에 도시되어 있는 것과 같이, 횡단면의 면적이 점점 감소하는 메인 버스바(121)와 함께 메인 버스바(121)에 결합되는 복수 개의 전력선(130) 굵기를 달리할 수 있다.

즉, 서로 다른 길이를 가지는 전력선(130)은 길이가 긴 전력선(130)은 굵게 하여 저항을 감소시키고, 길이가 짧은 전력선(130)은 얇게 하여 저항을 유지시키거나 또는 소폭 증대시키며, 이에 서로 다른 길이를 가지는 전력선(130) 간의 저항 차이를 보정할 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 전지시스템
110: 전지팩
111: 단자부
120: 안전장치
121: 메인 버스바
130: 전력선

Claims

단자부를 구비하는 복수 개의 전지팩;
상기 복수 개의 전지팩을 제어하며, 길이 방향을 따라서 횡단면의 면적이 점점 감소하는 메인 버스바를 구비하고, 전지팩과 전자기기를 연결하거나 또는 차단하는 스위치 기능과 함께 전자기기의 제어 및 감시 기능을 수행하는 안전장치; 및
상기 단자부와 상기 메인 버스바를 연결하되, 상기 전지팩과 상기 안전장치를 연결하는 서로 다른 길이를 갖는 복수 개의 전력선을 포함하며,
상기 복수 개의 전력선은 길이에 따라 상기 메인 버스바의 서로 다른 위치에 각각 설치되고,
상기 전력선은 길이가 길수록 설치되는 위치의 메인 버스바의 단면적이 크며,
상기 메인 버스바는 양측면의 폭이 점차 작아지는 삼각형 형상을 가지며, 꼭짓점에 가장 짧은 전력선이 결합되고, 상기 꼭짓점과 대향하는 변에 가장 긴 전력선이 결합되며,
상기 복수 개의 전력선은 서로 다른 굵기로 마련되어, 굵기에 따라 상기 메인 버스바의 서로 다른 위치에 설치되되, 길이가 긴 전력선은 굵게 하여 저항을 감소시키고, 길이가 짧은 전력선은 얇게 하여 저항을 유지시키거나 또는 증대시켜서 길이가 서로 다른 전력선의 굵기를 달리하여 전지팩 간의 저항 차이를 보정하며,
상기 메인 버스바는 삼각 기둥 또는 원뿔 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 전지시스템.
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