KR102106444B1 - 배터리 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 배터리 모듈이 개시된다. 상기 배터리 모듈은, 서로 전기적으로 연결된 다수의 배터리 팩이 수용된 하우징과, 하우징 상에 형성된 고전압 커넥터를 포함하되, 고전압 커넥터는, 전류가 소통되는 전극과, 전극을 둘러싸도록 형성된 차폐부를 포함하는 단자대와, 차폐부와 전기적으로 연결된 연결블록과, 단자대와 연결블록 사이에 개재된 브라켓으로서, 연결블록과의 전기적인 연결을 형성하는 제1 접지 홀과, 하우징과의 전기적인 연결을 형성하는 제2 접지 홀을 포함하고, 제1, 제2 접지 홀에는 나선 패턴이 형성되어 있는 브라켓을 포함한다.
본 발명에 의하면, 전자기파 노이즈가 효과적으로 차폐 및 제거될 수 있는 배터리 모듈이 제공된다.

Description

배터리 모듈{Battery module}
본 발명은 배터리 모듈에 관한 것이다.
통상적으로 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 이차 전지는 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 자전거, 무정전 전원공급장치(uninterruptible power supply) 등의 에너지원으로 사용되며, 적용되는 외부기기의 종류에 따라 단일 전지의 형태로 사용되기도 하고, 다수의 전지들을 전기적으로 연결하여 하나의 단위로 묶은 전지 팩의 형태로 사용되기도 한다.
휴대폰과 같은 소형 모바일 기기는 단일 전지의 출력과 용량으로 소정시간 동안 작동이 가능하지만, 전력소모가 많은 전기 자동차, 하이브리드 자동차와 같이 장시간 구동, 고전력 구동이 필요한 경우에는 출력 및 용량의 문제로 모듈 형태가 선호되며, 이러한 모듈 형태에서는 내장된 전지의 개수에 따라 출력전압이나 출력전류를 높일 수 있다.
최근에는 차량의 구동 전원을 공급하기 위한 차량용 전지의 개발이 활발하게 진행되고 있으나, 이와 함께 주행 제어를 위해 다수의 전장품들이 차량 내부에 탑재되고 있는 실정이므로, 전장품의 구동 오류를 야기할 수 있는 전자기적인 간섭을 차단하기 위한 기술이 요구된다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 공개특허공보 제2015-0128851호에 개시되어 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 전자기파 노이즈가 효과적으로 차폐 및 제거될 수 있는 배터리 모듈을 포함한다.
상기와 같은 과제 및 그 밖의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 배터리 모듈은,
서로 전기적으로 연결된 다수의 배터리 팩이 수용된 하우징과, 상기 하우징 상에 형성된 고전압 커넥터를 포함하되,
상기 고전압 커넥터는,
전류가 소통되는 전극과, 상기 전극을 둘러싸도록 형성된 차폐부를 포함하는 단자대;
상기 차폐부와 전기적으로 연결된 연결블록; 및
상기 단자대와 연결블록 사이에 개재된 브라켓으로서, 상기 연결블록과의 전기적인 연결을 형성하는 제1 접지 홀과, 상기 하우징과의 전기적인 연결을 형성하는 제2 접지 홀을 포함하고, 상기 제1, 제2 접지 홀에는 나선 패턴이 형성되어 있는 브라켓을 포함한다.
예를 들어, 상기 브라켓은, 상기 연결블록과 기계적으로 결합되는 제1 결합 홀과, 상기 하우징과 기계적으로 결합되는 제2 결합 홀을 더 포함하며,
상기 제1, 제2 결합 홀에는 나선 패턴이 형성되어 있지 않다.
예를 들어, 상기 제1 접지 홀과 제1 결합 홀은 상기 브라켓의 내부 영역에 형성되고,
상기 제2 접지 홀과 제2 결합 홀은 상기 브라켓의 외부 영역에 형성된다.
예를 들어, 상기 내부 영역은, 상기 단자대, 브라켓 및 연결블록의 결합을 매개하고,
상기 외부 영역은, 상기 브라켓 및 하우징의 결합을 매개한다.
예를 들어, 상기 제1 접지 홀과 제1 결합 홀에는 실질적으로 동일한 구조의 제1 체결 부재가 조립되고,
상기 제2 접지 홀과 제2 결합 홀에는 실질적으로 동일한 구조의 제2 체결 부재가 조립된다.
예를 들어, 상기 제1 체결 부재는 제2 체결 부재보다 큰 직경으로 형성된다.
예를 들어, 상기 브라켓은,
상기 브라켓 양편의 단자대와 연결블록 간의 결합을 허용하기 위한 오프닝; 및
상기 오프닝을 둘러싸면서 나란하게 연장되는 내부 영역 및 외부 영역;을 포함한다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 접지 홀은, 각각 내부 영역 및 외부 영역에서 서로 마주하는 위치에 형성된다.
예를 들어, 상기 내부 영역에는 상기 연결블록과의 기계적인 결합을 형성하는 제1 결합 홀이 더 형성된다.
예를 들어, 상기 제1 접지 홀은, 상기 내부 영역의 일 모서리 부분에 형성되고,
상기 제1 결합 홀은, 상기 일 모서리 부분을 제외한 나머지 3 모서리 부분에 형성된다.
예를 들어, 상기 브라켓의 외부 영역에는 상기 하우징과의 기계적인 결합을 형성하는 제2 결합 홀이 더 형성된다.
예를 들어, 상기 제2 접지 홀은, 상기 제1 접지 홀과 마주하는 외부 영역의 일 모서리 부분에 형성되고,
상기 외부 영역의 4 변부 각각에는 제2 결합 홀이 형성된다.
예를 들어, 상기 제2 접지 홀 및 제2 결합 홀을 포함하는 전체 홀의 배치는, 상기 브라켓의 중심선을 기준으로, 비대칭적이다.
예를 들어, 상기 제1 접지 홀은, 상기 내부 영역 중 어느 일 모서리 부분에 형성되고, 상기 제2 접지 홀은, 상기 외부 영역 중 어느 일 변부에 형성된다.
예를 들어, 상기 외부 영역 중에서 상기 일 변부를 제외한 나머지 3 변부에는 제2 결합 홀이 형성된다.
예를 들어, 상기 제2 접지 홀 및 제2 결합 홀을 포함하는 전체 홀의 배치는, 상기 브라켓의 중심선을 기준으로, 비대칭적이다.
예를 들어, 상기 단자대는,
상기 전극 및 차폐부를 서로로부터 절연하기 위한 절연부를 포함하고,
상기 차폐부는 상기 절연부를 따라 연장되면서, 상기 연결블록과 맞닿아 전기적으로 연결된다.
예를 들어, 상기 차폐부는 상기 전극을 둘러싸는 중공 실린더 형태의 금속 부재를 포함한다.
예를 들어, 상기 연결블록은 상기 제1 접지 홀을 관통하는 제1 체결 부재를 경유하여 브라켓과 전기적으로 연결되고,
상기 브라켓은 상기 제2 접지 홀을 관통하는 제2 체결 부재를 경유하여 상기 하우징과 전기적으로 연결된다.
예를 들어, 상기 제1 체결 부재는 제1 접지 홀에 형성된 나선 패턴과 치합을 이루며 나사 체결을 형성하고,
상기 제2 체결 부재는 제2 접지 홀에 형성된 나선 패턴과 치합을 이루며, 나사 체결을 형성한다.
본 발명에 의하면, 충, 방전 전류의 고주파 진동에 따라 발생될 수 있는 전자기파 노이즈를 효과적으로 차폐 및 제거함으로써, 배터리 모듈의 구동 환경에서 전자기파 노이즈에 의한 다른 전장품의 오동작을 방지할 수 있다. 특히, 배터리 모듈을 구동 전원으로 하는 전기 자동차 내부에는 다수의 전장품이 탑재되어 있으며, 차량의 운행 제어를 위한 다수의 전장품이 오동작을 일으킬 경우, 곧바로 사고 발생으로 이어질 수 있다. 본 발명에 의하면, 전자기파 노이즈의 효과적인 차폐 및 제거를 위한 접지 경로를 제공하며, 접지 경로를 형성하는 부품 간의 안정적이고 충분한 도전성 접촉을 형성함으로써, 주행 안전성이 향상되는 차량용 배터리 모듈을 제공할 수 있다.
도 1 및 도 2에는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 배터리 모듈의 사시도가 도시되어 있다.
도 3에는 도 1에 도시된 고전압 커넥터의 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 4 및 도 5에는 도 3에 도시된 고전압 커넥터의 사시도가 도시되어 있다.
도 6a 및 도 6b에는 도 5에 도시된 단자대의 전방 및 후방 측의 사시도가 각각 도시되어 있다.
도 7에는 도 5의 VII 부분에 대한 확대 사시도가 도시되어 있다.
도 8에는 제1 접지 홀과 제1 체결 부재 간의 전기적인 연결을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.
도 9에는 제2 접지 홀과 제2 체결 부재 간의 전기적인 연결을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.
도 10에는 브라켓의 내부 영역 및 외부 영역에 형성된 접지 홀 및 결합 홀의 배치를 보여주는 도면이 도시되어 있다.
도 11에는 본 발명의 다른 실시형태에서 적용 가능한 접지 홀 및 결합 홀의 배치 구조가 도시되어 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 관한 배터리 모듈에 대해 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2에는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 배터리 모듈이 도시되어 있다.
도면들을 참조하면, 상기 배터리 모듈은 다수의 배터리 팩(50)과 다수의 배터리 팩(50)을 수용하기 위한 하우징(10)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 하우징(10)은 다수의 배터리 팩(50)을 개재하여 서로 마주하는 방향으로 결합되는 제1, 제2 하우징(11,12)을 포함할 수 있다. 상기 다수의 배터리 팩(50)은 버스 바(51)를 이용하여 서로 전기적으로 연결될 수 있고, 다수의 배터리 팩(50)이 직렬/병렬 또는 직병렬 혼합 방식으로 서로 전기적으로 연결되어 요구되는 전기적인 출력을 얻을 수 있다.
상기 배터리 모듈은, 하우징(10) 외부로 노출되어 있는 고전압 커넥터(100)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 고전압 커넥터(100)는 하우징(10) 상부를 형성하는 제1 하우징(11) 위에 형성될 수 있다. 상기 배터리 모듈은 차량의 구동 전원을 제공할 수 있고, 상기 고전압 커넥터(100)는 구동 전원의 공급을 위한 출력 단자를 형성할 수 있다.
도 3에는 도 1에 도시된 고전압 커넥터의 분해 사시도가 도시되어 있다. 도 4 및 도 5에는 도 3에 도시된 고전압 커넥터의 사시도가 도시되어 있다. 그리고, 도 6a 및 도 6b에는 도 5에 도시된 단자대의 전방 및 후방 측의 사시도가 각각 도시되어 있다. 도 7에는 도 5의 VII 부분에 대한 확대 사시도가 도시되어 있다. 그리고, 도 8에는 제1 접지 홀과 제1 체결 부재 간의 전기적인 연결을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있고, 도 9에는 제2 접지 홀과 제2 체결 부재 간의 전기적인 연결을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.
상기 고전압 커넥터(100)는 차량의 구동 전원을 공급하기 위한 출력 단자에 해당될 수 있고, 고전압 커넥터(100)로부터 출력되는 충, 방전 전류는 인버터와 같은 전력변환장치(미도시)를 통하여 구동모터(미도시)로 입력될 수 있다.
상기 고전압 커넥터(100)는, 충, 방전 전류가 입출력되는 전극(E)을 포함하는 단자대(110)와, 상기 단자대(110)와 제1 하우징(11) 사이에서 이들 간의 결합을 매개하기 위한 브라켓(120)과, 상기 브라켓(120)과 제1 하우징(51) 사이를 밀봉하기 위한 실링 부재(140)를 포함할 수 있다. 상기 브라켓(120)은 상부의 단자대(110) 및 하부의 제1 하우징(11)과 결합을 형성하면서 이들 간의 결합을 매개할 수 있다.
상기 브라켓(120)은 단자대(110)가 안착되는 내부 영역(A1)과 상기 내부 영역(A1)을 둘러싸는 외부 영역(A2)을 포함할 수 있다. 상기 브라켓(120)의 내부 영역(A1)에는 제1 체결 부재(181, 도 8)가 관통하면서, 브라켓(120) 양편으로 형성된 단자대(110) 및 연결블록(150)을 서로 결합시킬 수 있다. 다시 말하면, 상기 브라켓(120)의 내부 영역(A1)은, 단자대(110)와, 브라켓(120) 및 연결블록(150) 간의 결합을 매개할 수 있다. 이를 위해, 상기 브라켓(120)의 내부 영역(A1)은, 브라켓(120) 중에서 상기 단자대(110) 및 연결블록(150)과 중첩되는 부분을 의미할 수 있다. 상기 브라켓(120)의 외부 영역(A2)에는 제2 체결 부재(182, 도 9)가 관통하면서, 브라켓(120)과 제1 하우징(11) 간의 결합을 매개할 수 있다. 이를 위해, 상기 브라켓(120)의 외부 영역(A1)은, 브라켓(120) 중에서 상기 제1 하우징(11)과 중첩되는 부분을 의미할 수 있다.
상기 브라켓(120)의 내부 영역(A1)과 외부 영역(A2)은, 브라켓(120) 중앙의 오프닝(120`)을 둘러싸면서 서로 나란하게 연장될 수 있다. 상기 브라켓(120)의 내부 영역(A1)과 외부 영역(A2)은 대략 중앙이 비워진 대략 사각형 틀 형태로 형성될 수 있으며, 서로 나란하게 연장될 수 있다. 한편, 상기 브라켓(120)의 중앙에는 오프닝(120`)이 형성되어 있고, 상기 오프닝(120`)을 통하여 브라켓(120`)의 상하 양편으로 배치된 단자대(110)와 연결블록(150)이 서로에 대해 결합될 수 있다.
상기 단자대(110)는 서로 다른 극성의 제1, 제2 전극(E1,E2)을 포함하고, 상기 제1, 제2 전극(E1,E2) 주변을 둘러싸는 차폐부(115)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 차폐부(115)는, 제1, 제2 전극(E1,E2) 주변을 둘러싸도록 중공의 실린더 형태로 형성될 수 있고, 도전성 금속 소재로 형성되어 전자기파 노이즈를 차단할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 상기 차폐부(115)는 차량의 차체에 접지될 수 있고, 고전압의 파동에 따라 야기되는 전자기파 노이즈를 접지로 흘려보내고, 전자기파 노이즈에 의한 전장품의 오동작을 방지할 수 있다. 상기 차폐부(115)는 제1, 제2 전극(E1,E2)을 각각 둘러싸도록 쌍으로 형성될 수 있다. 한 쌍의 차폐부(115)는 제1, 제2 전극(E1,E2)으로부터의 전자기파 노이즈를 차폐하는 역할을 할 수 있다.
도 6b에서 볼 수 있듯이, 상기 단자대(110)는 제1, 제2 전극(E1,E2)과 차폐부(115)를 사이를 절연하기 위한 절연부(111)를 더 포함할 수 있다. 상기 절연부(111)는 제1, 제2 전극(E1,E2)을 둘러싸면서 제1, 제2 전극(E1,E2)과 함께 연장되는 중공의 실린더 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 절연부(111)는 각각의 제1, 제2 전극(E1,E2)과 차폐부(115) 사이를 절연하도록 쌍으로 형성될 수 있다.
상기 절연부(111)는 단자대(110)로부터 하방의 연결블록(150)을 향하여 연장될 수 있고, 절연부(111)의 안팎을 따라 제1, 제2 전극(E1,E2) 및 차폐부(115)가 나란하게 연장될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1, 제2 전극(E1,E2)은 절연부(111) 내부에서 하방으로 연장될 수 있고, 상기 차폐부(115)는 절연부(111) 외부에서 하방으로 연장될 수 있다. 상기 절연부(111)는 상기 제1, 제2 전극(E1,E2) 및 차폐부(115)와 함께 나란하게 연장되면서 제1, 제2 전극(E1,E2) 및/또는 차폐부(115)를 지지해줄 수 있다.
도 5 및 도 7을 참조하면, 상기 절연부(111)는 연결블록(150)의 관통 홀(150`)에 끼워질 수 있다. 상기 절연부(111)가 연결블록(150)의 관통 홀(150`)에 끼워지면서 절연부(111) 외부의 차폐부(115)와 연결블록(150)은 서로 맞닿아 상호 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 차폐부(115)는 관통 홀(150`) 주변과 긴밀한 접촉을 형성하며 도전성 접촉될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 상기 연결블록(150)은 차폐부(115)와의 도전성 접촉을 형성하며 차폐부(115)에 의해 포착된 전자기파 노이즈를 수용할 수 있다.
상기 연결블록(150)은 절연부(111)가 관통되는 한 쌍의 관통 홀(150`)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 절연부(111)는 연결블록(150)의 관통 홀(150`) 내에 끼워지며, 절연부(111) 외부의 차폐부(115)와 관통 홀(150`) 주변이 서로 맞닿아 차폐부(115)와 연결블록(150) 간의 도전성 접촉이 이루어질 수 있다. 즉, 상기 차폐부(115)는 절연부(111) 외부를 따라 연결블록(150)을 향하여 연장되며, 연결블록(150)의 관통 홀(150`)을 통과하면서 관통 홀(150`) 주변과 도전성 접촉을 형성할 수 있고, 차폐부(115)에 의해 포착된 전자기파 노이즈는 연결블록(150)으로 흘러갈 수 있다.
도 4 및 도 8을 함께 참조하면, 상기 연결블록(150)은 브라켓(120)의 내부 영역(A1)에 체결되는 제1 체결 부재(181)를 통하여 브라켓(120)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 브라켓(120)의 내부 영역(A1)을 관통하는 제1 체결 부재(181)는 연결블록(150)의 결합부(155)에 체결될 수 있다. 상기 브라켓(120)의 내부 영역(A1)에는 제1 접지 홀(H1)과 제1 결합 홀(C1)이 형성되어 있고, 상기 제1 접지 홀(H1)에 체결되는 제1 체결 부재(181)는 브라켓(120)의 내부 영역(A1)을 관통하여 연결블록(150)에 결합되면서, 브라켓(120)과 연결블록(150)을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
상기 제1 접지 홀(H1)의 내벽에는 나선 패턴이 형성될 수 있다. 상기 제1 접지 홀(H1)의 내벽에 나선 패턴이 형성됨으로써, 제1 접지 홀(H1)을 관통하는 제1 체결 부재(181)와의 전기적인 연결을 확실하게 형성할 수 있다. 즉, 상기 제1 접지 홀(H1)의 내벽에 나선 패턴이 형성됨으로써, 제1 체결 부재(181)와 제1 접지 홀(H1)이 나사 체결되면서 충분한 도전성 접촉을 형성할 수 있다. 여기서, 나사 체결이란, 제1 접지 홀(H1)의 나선 패턴과, 제1 체결 부재(181)의 나선 패턴이 서로 정합되는 형태로 치합을 이루어 서로 긴밀하게 접촉할 수 있고, 충분한 접촉 면적이 형성된다는 것을 의미할 수 있다.
만일 제1 접지 홀(H1)의 내벽이 평탄한 면으로 형성된다면, 제1 접지 홀(H1)의 허용 공차에 따라 제1 체결 부재(181)가 제1 접지 홀(H1)의 내벽과 충분한 접촉을 형성하지 않거나 접촉 상태가 불완전할 수 있다. 그러나, 상기 제1 접지 홀(H1)의 내벽에는 나선 패턴이 형성되어 있으므로, 나선 패턴으로 형성된 돌기들과 제1 체결 부재(181)의 나선 홈이 서로 치합되면서 충분한 접촉 면적을 형성할 수 있고, 서로에 대한 긴밀한 접촉이 확보될 수 있다.
상기 제1 체결 부재(181)는, 연결블록(150)과의 전기적인 연결을 형성한다. 예를 들어, 상기 제1 체결 부재(181)는 제1 접지 홀(H1)의 나선 패턴과 치합을 형성하면서 연결블록(150)에 체결될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 차폐부(115)에 의해 포착된 전자기파 노이즈는, 연결블록(150)과 제1 체결 부재(181)를 통하여 브라켓(120)에 수용되며, 브라켓(120)의 외부 영역(A2)에 체결되는 제2 체결 부재(182)를 통하여 제1 하우징(11)으로 빠져나갈 수 있다.
상기 제1 접지 홀(H1)과 달리, 상기 제1 결합 홀(C1)은 제1 체결 부재(181)가 단순히 관통할 수 있도록 형성된 구멍으로, 제1 결합 홀(C1)의 내벽은 평탄한 면으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 결합 홀(C1)은 브라켓(120)과 연결블록(150) 간의 기계적인 결합을 형성하며, 공정상의 편이를 고려하여 제1 결합 홀(C1)의 내벽은 나선 패턴이 없는 평탄한 면으로 형성될 수 있다. 다만, 상기 제1 결합 홀(C1)에 체결되는 제1 체결 부재(181)와, 상기 제1 접지 홀(H1)에 체결되는 제1 체결 부재(181)는, 서로 동일한 구조로 형성될 수 있다. 각각의 제1 체결 부재(181)는, 제1 결합 홀(C1) 또는 제1 접지 홀(H1)을 통하여 연결블록(150)의 결합부(125)에 체결될 수 있다. 이때, 상기 연결블록(150)과의 나사 체결을 위해, 상기 제1 체결 부재(181) 모두에는 나선 패턴이 형성될 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 브라켓(120)의 외부 영역(A2)에는 제2 접지 홀(H2)과 제2 결합 홀(C2)이 형성될 수 있다. 상기 제2 접지 홀(H2)의 내벽에는 나선 패턴이 형성될 수 있다. 상기 제2 접지 홀(H2)의 내벽에 나선 패턴이 형성됨으로써, 제2 접지 홀(H2)을 관통하는 제2 체결 부재(182)와의 전기적인 연결을 확실하게 형성할 수 있다. 즉, 상기 제2 접지 홀(H2)의 내벽에 나선 패턴이 형성됨으로써, 제2 체결 부재(182)와 제2 접지 홀(H2)이 나사 체결되면서 충분한 도전성 접촉을 형성할 수 있다. 여기서, 나사 체결이란, 제2 접지 홀(H2)의 나선 패턴과, 제2 체결 부재(182)의 나선 패턴이 서로 정합되는 형태로 치합을 이루어 서로 긴밀하게 접촉할 수 있고, 충분한 접촉 면적이 형성된다는 것을 의미할 수 있다.
만일 제2 접지 홀(H2)의 내벽이 평탄한 면으로 형성된다면, 제2 접지 홀(H2)의 허용 공차에 따라 제2 체결 부재(182)가 제2 접지 홀(H2)의 내벽과 충분한 접촉을 형성하지 않거나 접촉 상태가 불완전할 수 있다. 그러나, 상기 제2 접지 홀(H2)의 내벽에는 나선 패턴이 형성되어 있으므로, 나선 패턴으로 형성된 돌기들과 제2 체결 부재(182)의 나선 홈이 서로 치합되면서 충분한 접촉 면적을 형성할 수 있고, 서로에 대한 긴밀한 접촉이 확보될 수 있다.
상기 제2 체결 부재(182)는, 제1 하우징(11)과의 전기적인 연결을 형성한다. 예를 들어, 상기 제2 체결 부재(182)는 제2 접지 홀(H2)의 나선 패턴과 치합을 형성하면서 제1 하우징(11)에 체결될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 차폐부(115)에 의해 포착된 전자기파 노이즈는 연결블록(150)과 제1 체결 부재(181)를 통하여 브라켓(120)에 수용되며, 제2 체결 부재(182)를 통하여 제1 하우징(11)으로 빠져나갈 수 있다. 상기 제1 하우징(11)은 도전성 금속소재로 형성될 수 있고, 접지를 형성하는 차량의 차체와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 차폐부(115)에 의해 포착된 전자기파 노이즈는 제1 하우징(11)을 경유하여 차량의 차체로 흘러갈 수 있다.
상기 제2 접지 홀(H2)과 달리, 상기 제2 결합 홀(C2)은 제2 체결 부재(182)가 단순히 관통할 수 있도록 형성된 구멍으로, 제2 결합 홀(C2)의 내벽은 평탄한 면으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 제2 결합 홀(C2)은 브라켓(120)과 제1 하우징(11) 간의 기계적인 결합을 위한 것이며, 공정상의 편이를 고려하여 제2 결합 홀(C2)의 내벽은 나선 패턴이 없는 평탄한 면으로 형성될 수 있다. 다만, 상기 제2 결합 홀(C2)에 체결되는 제2 체결 부재(182)와, 상기 제2 접지 홀(H2)에 체결되는 제2 체결 부재(182)는, 서로 동일한 구조로 형성될 수 있다. 각각의 제2 체결 부재(182)는, 제2 결합 홀(C2) 또는 제2 접지 홀(H2)을 통하여 제1 하우징(11)에 체결될 수 있다. 이때, 상기 제1 하우징(11)과의 나사 체결을 위해, 상기 제2 체결 부재(182) 모두에는 나선 패턴이 형성될 수 있다.
상기 제1, 제2 체결 부재(181,182)는 서로 다른 직경(d1,d2)으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 체결 부재(181)는 상대적으로 적은 면적의 연결블록(150)과 연결되는 것으로, 보다 큰 직경(d1)으로 형성될 수 있다. 이에 반하여, 상기 제2 체결 부재(182)는 상대적으로 큰 면적의 브라켓(120)과 연결되는 것으로, 상대적으로 작은 직경(d2)으로 형성될 수 있다. 상기 제1, 제2 체결 부재(181,182)는 전자기파 노이즈의 접지 경로를 제공하는데, 전기 용량이 작은 연결블록(150)과 체결되는 제1 체결 부재(181)는 보다 큰 직경(d1)으로 형성될 수 있고, 전기 용량이 비교적 큰 브라켓(120)과 체결되는 제2 체결 부재(182)는 보다 작은 직경(d2)으로 형성될 수 있다.
제1, 제2 체결 부재(181,182)가 차등적인 직경(d1,d2)으로 형성됨에 따라, 상기 제1, 제2 체결 부재(181,182)가 각각 체결되는 제1 결합 홀(C1, 또는 제1 접지 홀 H1)과 제2 결합 홀(C2, 또는 제2 접지 홀 H2)도 서로 다른 직경으로 형성될 수 있다. 즉, 제1 결합 홀(C1, 또는 제1 접지 홀 H1)은 상대적으로 큰 직경으로 형성될 수 있고, 제2 결합 홀(C2, 또는 제2 접지 홀 H2)은 상대적으로 작은 직경으로 형성될 수 있다.
도 10에는 브라켓의 내부 영역 및 외부 영역에 형성된 접지 홀 및 결합 홀의 배치를 보여주는 도면이 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 상기 브라켓(120)의 내부 영역(A1)에는 제1 접지 홀(H1)이 형성되며, 상기 브라켓(120)의 외부 영역(A2)에는 제2 접지 홀(H2)이 형성되어 있다. 이때, 내부의 제1 접지 홀(H1)과 외부의 제2 접지 홀(H2)은 서로 인접한 위치에 형성될 수 있다. 상기 내부의 제1 접지 홀(H1)은 연결블록(150)과의 전기적인 연결을 형성하는 것이고, 상기 외부의 제2 접지 홀(H2)은 제1 하우징(11)과의 전기적인 연결을 형성하는 것이다. 이에, 상기 내부의 제1 접지 홀(H1)과 외부의 제2 접지 홀(H2)을 서로 인접한 위치에 형성함으로써, 전자기파 노이즈의 접지 경로를 단축하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 전자기파 노이즈의 접지 경로는, 내부의 제1 접지 홀(H1)에 체결된 제1 체결 부재(181)와 외부의 제2 접지 홀(H2)에 체결된 제2 체결 부재(182)를 포함한다.
상기 제1, 제2 체결 부재(181,182) 간의 거리를 단축시킴으로써, 접지 경로를 단축할 수 있고, 상기 제1, 제2 체결 부재(181,182) 간의 거리는 내부의 제1 접지 홀(H1)과 외부의 제2 접지 홀(H2) 간의 거리에 따라 달라질 수 있다. 상기 내부의 제1 접지 홀(H1)과 외부의 제2 접지 홀(H2)은 서로 마주하는 위치에 형성될 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 내부의 제1 접지 홀(H1)과 외부의 제2 접지 홀(H2)은 브라켓(120)의 대각선 방향을 따라 서로 직접 마주하는 위치에 형성될 수 있다.
여기서, 제1, 제2 접지 홀(H1,H2)이 서로 직접 마주한다는 것은, 제1, 제2 접지 홀(H1,H2)이 중간에 다른 부재를 개재하지 않고 서로 마주한다는 것을 의미할 수 있다. 부언하면, 상기 제1, 제2 접지 홀(H1,H2)에 각각 체결되는 제1, 제2 체결 부재(181,182)는 이들 사이에 다른 구성을 개재하지 않고 서로 직접 마주할 수 있다.
상기 제1 접지 홀(H1) 및 제1 결합 홀(C1)은 모두 연결블록(150)과의 기계적인 연결을 형성할 수 있다. 부언하면, 상기 제1 접지 홀(H1)은 연결블록(150)과의 기계적인 연결을 형성하면서, 추가적으로 전기적인 연결을 형성할 수 있다. 상기 연결블록(150)은 대략 사각형 형상으로 형성될 수 있고, 상기 연결블록(150)과의 균형적인 결합을 위하여, 상기 제1 접지 홀(H1) 및 제1 결합 홀(C1)은 내부 영역(A1)의 4 모서리 부분에 각각 형성될 수 있다. 예를 들어, 내부 영역(A1)의 서로 다른 모서리 부분에는, 제1 접지 홀(H1) 및 제1 결합 홀(C1)이 형성될 수 있다.
상기 제2 접지 홀(H2) 및 제2 결합 홀(C2)은 모두 브라켓(120)과 제1 하우징(11) 간의 기계적인 연결을 형성할 수 있다. 이때, 상기 브라켓(120)과 제1 하우징(11) 간의 균형적인 결합을 위하여, 상기 제2 접지 홀(H2) 및 제2 결합 홀(C2)은 외부 영역(A2)의 서로 다른 개소에 분산 형성될 수 있다.
상기 제2 결합 홀(C2)은 대략 사각형 형태의 외부 영역(A2) 중에서 어느 하나의 변부에만 집중되거나 어느 하나의 변부에서 체결의 공백이 형성되지 않도록 외부 영역(A2)의 각 변부마다에는 적어도 하나 씩 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 접지 홀(H2)은 제1 접지 홀(H1)과 마주하도록 외부 영역(A2)의 모서리 부분에 형성될 수 있고, 상기 제2 결합 홀(C2)은 외부 영역(A2)의 4 변부에 분산 형성될 수 있다.
상기 브라켓(120)과 제1 하우징(11)의 체결 작업에서 브라켓(120)의 각 변부를 따라 순차적인 체결 작업이 이루어질 수 있고, 체결 순서에 따라 제2 결합 홀(C2)의 개수에서 차등이 생길 수 있다. 예를 들어, 체결 작업의 안정성을 위해, 선행적인 체결 작업에서는 상대적으로 많은 체결이 이루어질 수 있고, 후행적인 체결 작업에서는 이미 가-결합되어 있는 안정적인 상태에서 체결이 이루어지므로, 후행 체결이 이루어지는 변부에는 상대적으로 적은 개수의 제2 결합 홀(C2)이 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제2 접지 홀(H2) 및 제2 결합 홀(C2)을 포함하는 전체 홀의 배치는 브라켓(120)의 중심선(L)을 기준으로 비대칭적으로 이루어질 수 있다.
제2 결합 홀(C2) 및 제2 접지 홀(H2)의 전체적인 개수 및 배치는 기계적인 체결의 균형을 고려하여 결정될 수 있다. 기계적인 결합과 함께 전기적인 연결을 형성하는 제2 접지 홀(H2)의 개수나 배치는 전기적인 연결을 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 접지 홀(H2)은 전자기파 노이즈의 소전류 패스를 형성하는 것이므로, 하나만 형성될 수 있고, 그 배치에 관해서는 전자기파 노이즈의 패스 단축을 위하여, 제1 접지 홀(H1)과 인접한 위치에 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 접지 홀(H2)은 제1 접지 홀(H1)과 마주하도록 외부 영역(A2)의 모서리 부분에 형성될 수 있고, 상기 제2 결합 홀(C2)은 균형적인 체결을 위하여, 외부 영역(A2)의 각 변부에 공백없이 형성되되, 체결 작업의 선후에 따라 외부 영역(A2)의 각 변부에 형성되는 제2 결합 홀(C2)의 개수에는 차등을 둘 수 있다.
도 11에는 본 발명의 다른 실시형태에서 적용 가능한 접지 홀 및 결합 홀의 배치 구조가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 브라켓(120)의 내부 영역(A1) 및 외부 영역(A2)에는 각각 제1 접지 홀(H1)과 제2 접지 홀(H2)이 형성되어 있다. 상기 제1, 제2 접지 홀(H1,H2)은 전자기파 노이즈의 접지 경로를 형성하는 것으로, 각각 연결블록(150)과 브라켓(120) 간의 전기적인 연결을 형성하거나, 또는 브라켓(120)과 제1 하우징(11) 간의 전기적인 연결을 형성할 수 있다.
상기 제1, 제2 접지 홀(H1,H2)은 접지 경로를 형성하는 것 외에, 기계적인 체결을 형성할 수 있다. 이를 위해, 상기 제1 접지 홀(H1)과 제1 결합 홀(C1)은 균형적인 결합을 형성하도록, 내부 영역(A1)의 4 모서리 부분에 형성될 수 있다.
상기 제2 접지 홀(H2)은, 제2 결합 홀(C2)과 다른 변부에 형성될 수 있다. 상기 제2 접지 홀(H2)의 체결은, 브라켓(120)과 제1 하우징(11) 간의 가-결합이 이루어진 안정적인 상태에서 이루어지는 것이 바람직할 수 있다. 즉, 외부 영역(A2)의 다른 제2 결합 홀(C2)의 체결이 모두 이루어짐으로써, 브라켓(120)의 3 변부가 가-결합된 상태에서 제2 접지 홀(H2)의 체결이 이루어질 수 있으며, 제2 접지 홀(H2)의 체결 과정에서 실링 부재(140, 도 1)가 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 이를 위해, 상기 제2 접지 홀(H2)은 외부 영역(A2)의 다른 제2 결합 홀(C2)과 다른 변부에 형성될 수 있다.
체결 작업에 관하여, 상기 제2 결합 홀(C2)이 형성되어 있는 3 변부에 대한 체결 작업이 선행적으로 이루어질 수 있고, 제2 접지 홀(H2)이 형성되어 있는 나머지 변부에 대한 체결 작업이 후행적으로 이루어질 수 있다. 이렇게 제2 접지 홀(H2)의 체결이 선행적인 체결에 의해 가-결합된 상태에서 이루어짐으로써, 제2 접지 홀(H2)의 체결이 안정적으로 이루어질 수 있고, 제2 접지 홀(H2)을 통한 전기적인 연결이 보다 견고하게 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2 접지 홀(H2)에 끼워지는 제2 체결 부재(182)가 제2 접지 홀(H2) 내에서 어느 한쪽으로 치우치지 않고 균형적인 위치에 배치되어 제2 체결 부재(182)와 제2 접지 홀(H2)의 도전성 접촉이 안정적으로 이루어질 수 있다.
상기 제2 접지 홀(H2)은, 브라켓(120)의 4 변부 중에서 최종적인 체결이 이루어지는 외부 영역(A2)의 어느 일 변부에 배치될 수 있다. 이때, 상기 제2 접지 홀(H2) 및 제2 결합 홀(C2)의 전체 홀 개수는 체결 작업의 선후에 따라 차등적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 접지 홀(H2)이 배치되는 일 변부에는 제2 결합 홀(C2) 없이, 상기 제2 접지 홀(H2)만 배치될 수 있다. 이때, 상기 제2 접지 홀(H2) 및 제2 결합 홀(C2)을 포함하는 전체 홀의 배치는 상기 브라켓(120)의 중심선(L)에 대해 비대칭적으로 이루어질 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10 : 하우징 11 : 제1 하우징
12 : 제2 하우징 50 : 배터리 팩
51 : 버스 바 100 : 고전압 커넥터
110 : 단자대 111 : 절연부
115 : 차폐부 120 : 브라켓
120` : 오프닝 140 ; 실링 부재
150 : 연결블록 155 : 결합부
150`: 관통 홀 181 : 제1 체결 부재
182 : 제2 체결 부재
A1 : 내부 영역 A2 ; 외부 영역
H1 : 제1 접지 홀 C1 : 제1 결합 홀
H2 : 제2 접지 홀 C2 : 제2 결합 홀
L : 중심선

Claims (20)

  1. 서로 전기적으로 연결된 다수의 배터리 팩이 수용된 하우징과, 상기 하우징 상에 형성된 고전압 커넥터를 포함하되,
    상기 고전압 커넥터는,
    전류가 소통되는 전극과, 상기 전극을 둘러싸도록 형성된 차폐부를 포함하는 단자대;
    상기 차폐부와 전기적으로 연결된 연결블록; 및
    상기 단자대와 연결블록 사이에 개재된 브라켓으로서, 상기 연결블록과의 전기적인 연결을 형성하는 제1 접지 홀과, 상기 하우징과의 전기적인 연결을 형성하는 제2 접지 홀을 포함하고, 상기 제1, 제2 접지 홀에는 나선 패턴이 형성되어 있는 브라켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 브라켓은, 상기 연결블록과 기계적으로 결합되는 제1 결합 홀과, 상기 하우징과 기계적으로 결합되는 제2 결합 홀을 더 포함하며,
    상기 제1, 제2 결합 홀에는 나선 패턴이 형성되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 접지 홀과 제1 결합 홀은 상기 브라켓의 내부 영역에 형성되고,
    상기 제2 접지 홀과 제2 결합 홀은 상기 브라켓의 외부 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 내부 영역은, 상기 단자대, 브라켓 및 연결블록의 결합을 매개하고,
    상기 외부 영역은, 상기 브라켓 및 하우징의 결합을 매개하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 접지 홀과 제1 결합 홀에는 실질적으로 동일한 구조의 제1 체결 부재가 조립되고,
    상기 제2 접지 홀과 제2 결합 홀에는 실질적으로 동일한 구조의 제2 체결 부재가 조립되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 체결 부재는 제2 체결 부재보다 큰 직경으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 브라켓은,
    상기 브라켓 양편의 단자대와 연결블록 간의 결합을 허용하기 위한 오프닝; 및
    상기 오프닝을 둘러싸면서 나란하게 연장되는 내부 영역 및 외부 영역;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1, 제2 접지 홀은, 각각 내부 영역 및 외부 영역에서 서로 마주하는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 내부 영역에는 상기 연결블록과의 기계적인 결합을 형성하는 제1 결합 홀이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 접지 홀은, 상기 내부 영역의 일 모서리 부분에 형성되고,
    상기 제1 결합 홀은, 상기 일 모서리 부분을 제외한 나머지 3 모서리 부분에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 브라켓의 외부 영역에는 상기 하우징과의 기계적인 결합을 형성하는 제2 결합 홀이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 접지 홀은, 상기 제1 접지 홀과 마주하는 외부 영역의 일 모서리 부분에 형성되고,
    상기 외부 영역의 4 변부 각각에는 제2 결합 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2 접지 홀 및 제2 결합 홀을 포함하는 전체 홀의 배치는, 상기 브라켓의 중심선을 기준으로, 비대칭적인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 제1 접지 홀은, 상기 내부 영역 중 어느 일 모서리 부분에 형성되고,
    상기 제2 접지 홀은, 상기 외부 영역 중 어느 일 변부에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 외부 영역 중에서 상기 일 변부를 제외한 나머지 3 변부에는 제2 결합 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 접지 홀 및 제2 결합 홀을 포함하는 전체 홀의 배치는, 상기 브라켓의 중심선을 기준으로, 비대칭적인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 단자대는,
    상기 전극 및 차폐부를 서로로부터 절연하기 위한 절연부를 포함하고,
    상기 차폐부는 상기 절연부를 따라 연장되면서, 상기 연결블록과 맞닿아 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 차폐부는 상기 전극을 둘러싸는 중공 실린더 형태의 금속 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 연결블록은 상기 제1 접지 홀을 관통하는 제1 체결 부재를 경유하여 브라켓과 전기적으로 연결되고,
    상기 브라켓은 상기 제2 접지 홀을 관통하는 제2 체결 부재를 경유하여 상기 하우징과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 체결 부재는 제1 접지 홀에 형성된 나선 패턴과 치합을 이루며 나사 체결을 형성하고,
    상기 제2 체결 부재는 제2 접지 홀에 형성된 나선 패턴과 치합을 이루며, 나사 체결을 형성하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
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