KR102159127B1 - Ultra Capacitor Module Having Voltage Balancing Apparatus - Google Patents

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Abstract

전압 밸런싱 보드와 울트라 커패시터간의 전기적 연결에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 전압 밸런싱 보드를 갖는 울트라 커패시터 모듈은, 복수개의 울트라 커패시터 및 서로 인접한 2개의 울트라 커패시터들을 전기적으로 연결시키는 복수개의 부스바를 포함하는 울트라 커패시터 어레이; 상기 울트라 커패시터 어레이가 수용되는 모듈 케이스; 상기 울트라 커패시터 어레이 상에서 상기 각 부스바와 볼팅 체결되어 상기 울트라 커패시터들 간의 전압 밸런싱을 수행하는 전압 밸런싱 보드; 상기 모듈 케이스의 상부를 밀폐시키는 커버; 및 상기 커버와 상기 모듈 케이스의 결합시, 상기 전압 밸런싱 보드를 상기 부스바 방향으로 가압하여 상기 전압 밸런싱 보드와 상기 부스바 간의 전기적 연결을 지속시키는 복수개의 가압 부재를 포함한다.Ultracapacitor module having a voltage balancing board according to an aspect of the present invention, which can improve the reliability of the electrical connection between the voltage balancing board and the ultracapacitor, electrically connects a plurality of ultracapacitors and two adjacent ultracapacitors. Ultra capacitor array including a plurality of busbars; A module case accommodating the ultra capacitor array; A voltage balancing board which is bolted to each of the busbars on the ultracapacitor array to perform voltage balancing between the ultracapacitors; A cover sealing an upper portion of the module case; And a plurality of pressing members for continuing electrical connection between the voltage balancing board and the bus bar by pressing the voltage balancing board in the direction of the bus bar when the cover and the module case are coupled.

Description

전압 밸런싱 보드를 갖는 울트라 커패시터 모듈{Ultra Capacitor Module Having Voltage Balancing Apparatus}Ultra Capacitor Module Having Voltage Balancing Apparatus}

본 발명은 울트라 커패시터 모듈에 관한 것으로서, 울트라 커패시터간의 전압을 밸런싱하는 전압 밸런싱 보드를 갖는 울트라 커패시터 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an ultra capacitor module, and to an ultra capacitor module having a voltage balancing board for balancing voltages between ultra capacitors.

울트라 커패시터(Ultra Capacitor)는 슈퍼 커패시터(Super Capacitor)라고도 불리며, 전해 콘덴서와 이차전지의 중간적인 특성을 갖는 에너지 저장장치로써 높은 효율과 반영구적인 수명 특성을 가지고 있어, 이차전지의 약점인 짧은 싸이클과 순간 고전압 문제를 보완하는 에너지 저장장치로서 시장을 형성하고 있다.Ultra Capacitor, also called Super Capacitor, is an energy storage device that has intermediate characteristics between an electrolytic capacitor and a secondary battery. It has high efficiency and semi-permanent life characteristics, so it has a short cycle and a weak point of a secondary battery. It is forming a market as an energy storage device that complements the instantaneous high voltage problem.

울트라 커패시터는 빠른 충방전 특성을 가지므로 휴대폰, 테블릿 PC, 또는 노트북 등과 같은 모바일 디바이스의 보조 전원으로서뿐만 아니라, 고용량이 요구되는 전기 자동차나 하이브리드 자동차, 태양전지용 전원장치, 무정전 전원공급장치(Uninterruptible Power Supply: UPS) 등의 주전원 또는 보조전원으로도 이용된다.Ultracapacitors have fast charging and discharging characteristics, so not only as an auxiliary power source for mobile devices such as mobile phones, tablet PCs, or notebook computers, but also electric vehicles or hybrid vehicles that require high capacity, power supplies for solar cells, and uninterruptible power supplies. Power Supply: It is also used as main power or auxiliary power such as UPS).

울트라 커패시터 하나의 전압은 3V이하에 불과하므로 울트라 커패시터를 고전압 어플리케이션에 이용하고자 하는 경우, 다수개의 울트라 커패시터를 직렬로 연결하여 구성한 울트라 커패시터 모듈이 이용된다.Since the voltage of one ultra capacitor is only 3V or less, if you want to use an ultra capacitor for high voltage applications, an ultra capacitor module consisting of multiple ultra capacitors connected in series is used.

울트라 캐패시터 모듈의 경우 각 울트라 커패시터의 초기전압, 용량, 누설 전류의 차이 등으로 인해 전압이 불균형이 발생할 수 있고, 이로 인해 울트라 커패시터들의 수명이 상이해질 수 있다. 이러한 경우, 울트라 커패시터 모듈을 구성하는 울트라 커패시터들 중 가장 높은 전압을 갖는 울트라 커패시터의 수명이 다하게 되면 나머지 울트라 커패시터들의 수명이 잔존하더라도 울트라 커패시터 모듈의 수명이 다할 수 밖에 없어 결과적으로 울트라 커패시터 모듈의 수명이 단축될 수 밖에 없다는 문제점이 있다.In the case of ultracapacitor modules, voltage imbalance may occur due to differences in initial voltage, capacity, and leakage current of each ultracapacitor, which may result in different lifetimes of ultracapacitors. In this case, when the life of the ultracapacitor with the highest voltage among the ultracapacitors constituting the ultracapacitor module expires, the lifespan of the ultracapacitor module is inevitable even though the remaining ultracapacitors remain. There is a problem that the lifespan is inevitably shortened.

이러한 문제점을 위해 울트라 커패시터들 간의 전압을 밸런싱하는 전압 밸런싱 보드를 울트라 커패시터 모듈에 장착하는 방안이 제시된 바 있다.For this problem, a method of mounting a voltage balancing board for balancing voltages between ultracapacitors to an ultracapacitor module has been proposed.

이하, 전압 밸런싱 보드를 갖는 종래의 울트라 커패시터 모듈의 구성을 도 1을 참조하여 간략하게 설명한다.Hereinafter, the configuration of a conventional ultracapacitor module having a voltage balancing board will be briefly described with reference to FIG. 1.

도 1은 전압 밸런싱 보드를 갖는 종래의 울트라 커패시터 모듈의 구성을 개략적으로 보여주는 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view schematically showing the configuration of a conventional ultra capacitor module having a voltage balancing board.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 울트라 커패시터 모듈(100)은 울트라 커패시터 어레이(110), 모듈 케이스(120), 커버(130), 및 전압 밸런싱 보드(140)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the conventional ultra capacitor module 100 includes an ultra capacitor array 110, a module case 120, a cover 130, and a voltage balancing board 140.

울트라 커패시터 어레이(110)는 다수의 울트라 커패시터(112) 및 울트라 커패시터들을 전기적으로 연결시키는 다수의 부스바(114)로 구성된다.The ultra capacitor array 110 includes a plurality of ultra capacitors 112 and a plurality of busbars 114 electrically connecting the ultra capacitors.

모듈 케이스(120)는 울트라 커패시터 어레이(110)를 수납하고, 커버(130)는 모듈 케이스(120)를 밀폐시킨다.The module case 120 accommodates the ultra capacitor array 110 and the cover 130 seals the module case 120.

전압 밸런싱 보드(140)는, 각 울트라 커패시터(112)들과 전기적으로 연결되어 각 울트라 커패시터(112)들 간의 전압 밸런싱을 수행하는 것으로서, 모듈 케이스(120) 내에 수용된 울트라 커패시터 어레이(110)와 커버(130) 사이에 배치된다.The voltage balancing board 140 is electrically connected to each of the ultra capacitors 112 to perform voltage balancing between each of the ultra capacitors 112, and the ultra capacitor array 110 and the cover accommodated in the module case 120 It is placed between 130.

전압 밸런싱 보드(140)는 볼트 체결을 통해 울트라 커패시터 어레이(110)에 포함된 각 부스바(114)와 전기적으로 연결됨으로써 각 울트라 커패시터(112)들과 전기적으로 연결된다.The voltage balancing board 140 is electrically connected to each of the busbars 114 included in the ultracapacitor array 110 through bolting, thereby being electrically connected to each of the ultracapacitors 112.

상술한 바와 같은 종래의 울트라 커패시터 모듈은 울트라 커패시터 모듈의 조립 작업 중 전압 밸런싱 보드와 부스바간의 체결을 위한 볼트가 누락되거나, 울트라 커패시터 모듈의 사용 중 전압 밸런싱 보드와 부스바간의 체결을 위한 볼트의 조임이 헐거워지는 경우, 울트라 커패시터와 전압 밸런싱 보드가 전기적으로 분리될 수 있다는 문제점이 있다.In the conventional ultracapacitor module as described above, the bolt for fastening between the voltage balancing board and the busbar is missing during assembly work of the ultracapacitor module, or the bolt for fastening between the voltage balancing board and the busbar during use of the ultracapacitor module. If the tightening is loose, there is a problem that the ultracapacitor and the voltage balancing board may be electrically separated.

이로 인해, 전압 밸런싱 보드와 전기적으로 연결되지 않은 울트라 커패시터는 전압 밸런싱이 수행되지 않게 되어 전압이 계속하여 상승하게 되므로 그 수명이 단축될 수 있고, 특정 울트라 커패시터의 수명 단축으로 인해 울트라 커패시터 모듈의 수명 또한 단축될 수 있다는 문제점이 있다.Due to this, the lifespan of the ultracapacitor that is not electrically connected to the voltage balancing board may be shortened because the voltage continues to rise as voltage balancing is not performed, and the lifespan of the ultracapacitor module due to the shortening of the lifespan of a specific ultracapacitor There is also a problem that it can be shortened.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전압 밸런싱 보드와 울트라 커패시터간의 전기적 연결에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 전압 밸런싱 보드를 갖는 울트라 커패시터를 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.The present invention has been made to solve the above-described problem, and it is an object of the present invention to provide an ultra capacitor having a voltage balancing board capable of improving the reliability of electrical connection between a voltage balancing board and an ultra capacitor.

또한, 본 발명은 울트라 커패시터들 간의 단차로 인한 전압 밸런싱 보드와 울트라 커패시터간의 전기적 분리를 방지할 수 있는 전압 밸런싱 보드를 갖는 울트라 커패시터 모듈을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.In addition, another object of the present invention is to provide an ultra capacitor module having a voltage balancing board capable of preventing electrical separation between a voltage balancing board and an ultra capacitor due to a step difference between the ultra capacitors.

또한, 본 발명은 울트라 커패시터들 간의 전압 밸런싱에 소요되는 시간을 최소화시킬 수 있는 전압 밸런싱 보드를 갖는 울트라 커패시터 모듈을 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.In addition, another technical object of the present invention is to provide an ultra capacitor module having a voltage balancing board capable of minimizing the time required for voltage balancing between ultra capacitors.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 전압 밸런싱 보드를 갖는 울트라 커패시터 모듈은, 복수개의 울트라 커패시터 및 서로 인접한 2개의 울트라 커패시터들을 전기적으로 연결시키는 복수개의 부스바를 포함하는 울트라 커패시터 어레이; 상기 울트라 커패시터 어레이가 수용되는 모듈 케이스; 상기 울트라 커패시터 어레이 상에서 상기 각 부스바와 볼팅 체결되어 상기 울트라 커패시터들 간의 전압 밸런싱을 수행하는 전압 밸런싱 보드; 상기 모듈 케이스의 상부를 밀폐시키는 커버; 및 상기 커버와 상기 모듈 케이스의 결합시, 상기 전압 밸런싱 보드를 상기 부스바 방향으로 가압하여 상기 전압 밸런싱 보드와 상기 부스바 간의 전기적 연결을 지속시키는 복수개의 가압 부재를 포함한다.An ultra capacitor module having a voltage balancing board according to an aspect of the present invention for achieving the above object comprises: an ultra capacitor array including a plurality of ultra capacitors and a plurality of busbars electrically connecting two adjacent ultra capacitors to each other; A module case accommodating the ultra capacitor array; A voltage balancing board which is bolted to each of the busbars on the ultracapacitor array to perform voltage balancing between the ultracapacitors; A cover sealing an upper portion of the module case; And a plurality of pressing members for continuing electrical connection between the voltage balancing board and the bus bar by pressing the voltage balancing board in the direction of the bus bar when the cover and the module case are coupled.

일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 가압 부재는 상기 커버의 저면에 상기 커버와 일체형으로 형성될 수 있다. 이러한 실시예에 따르는 경우, 상기 복수개의 가압 부재는 상기 커버의 저면에서 상기 부스바의 보드 접촉부에 대응되는 영역에 형성된다. 이때, 상기 부스바의 제1 홀은 제1 울트라 커패시터의 양극과의 결합을 위한 것이고, 상기 부스바의 제2 홀은 제2 울트라 커패시터의 음극과의 결합을 위한 것이다.In one embodiment, the plurality of pressing members may be integrally formed with the cover on the bottom surface of the cover. According to this embodiment, the plurality of pressing members are formed in a region corresponding to the board contact portion of the busbar on the bottom surface of the cover. In this case, the first hole of the busbar is for coupling with the anode of the first ultracapacitor, and the second hole of the busbar is for coupling with the cathode of the second ultracapacitor.

다른 실시예에 있어서, 상기 전압 밸런싱 보드에는, 상기 각 부스바의 적어도 일부를 노출시키는 복수개의 만입부가 소정 간격 이격되어 형성되어 있고, 상기 복수개의 가압 부재는, 상기 커버의 저면에서 상기 전압 밸런싱 보드의 만입부들 사이의 영역인 부스바 접촉부에 대응되는 영역에 형성될 수도 있다.In another embodiment, in the voltage balancing board, a plurality of indentations exposing at least a portion of the respective busbars are formed to be spaced apart by a predetermined interval, and the plurality of pressing members are formed on the bottom surface of the cover. It may be formed in a region corresponding to the busbar contact portion, which is an area between the indentations of the.

상기 울트라 커패시터 모듈은 상기 모듈 케이스 내에 수용된 상기 울트라 커패시터 어레이를 고정시키는 고정 프레임을 더 포함할 수 있다. 이러한 실시예에 따르는 경우, 상기 고정 프레임은, 테두리, 상기 테두리 내에서 가로 방향으로 형성된 제1 지지부, 및 상기 제1 지지부와 교차하도록 세로 방향으로 형성된 복수개의 제2 지지부를 포함하고, 상기 테두리, 상기 제1 지지부, 및 상기 제2 지지부에 의해 형성되는 복수개의 구역을 통해 상기 각 부스바의 적어도 일부가 상기 전압 밸런싱 보드 쪽으로 노출된다.The ultra capacitor module may further include a fixed frame fixing the ultra capacitor array accommodated in the module case. According to this embodiment, the fixing frame includes an edge, a first support portion formed in a horizontal direction within the edge, and a plurality of second support portions formed in a vertical direction so as to cross the first support portion, and the frame, At least a portion of each busbar is exposed toward the voltage balancing board through a plurality of regions formed by the first support portion and the second support portion.

일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 가압 부재는, 상기 각 가압 부재의 일단으로부터 연장되어 형성된 탄성부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the plurality of pressing members may include an elastic portion extending from one end of each of the pressing members.

한편, 상기 전압 밸런싱 보드에는, 각 울트라 커패시터의 전압을 밸런싱하는 복수개의 전압 밸런싱 회로가 실장되는데, 각 전압 밸런싱 회로는, 울트라 커패시터의 전압을 지속적으로 방전시키는 제1 밸런싱부; 및 상기 울트라 커패시터의 전압이 임계전압을 초과하면 상기 울트라 커패시터의 전압이 상기 임계전압 이하가 될 때까지 상기 울트라 커패시터의 전압을 방전시키는 제2 밸런싱부를 포함한다.Meanwhile, the voltage balancing board is mounted with a plurality of voltage balancing circuits for balancing the voltages of each ultracapacitor, each voltage balancing circuit comprising: a first balancing unit for continuously discharging the voltage of the ultracapacitors; And a second balancing unit discharging the voltage of the ultracapacitor until the voltage of the ultracapacitor falls below the threshold voltage when the voltage of the ultracapacitor exceeds the threshold voltage.

이때, 상기 제2 밸런싱부는, 상기 울트라 커패시터의 전압을 모니터링하여 상기 울트라 커패시터의 전압이 임계전압을 초과하는지 여부를 판단하는 전압 검출부; 상기 전압 검출부에 의해 상기 울트라 커패시터의 전압이 상기 임계전압을 초과하는 것으로 판단되면 턴온된 후 상기 울트라 커패시터의 전압이 상기 임계전압 이하가 되면 턴오프되는 스위치; 및 상기 스위치가 턴온되면 상기 울트라 커패시터와 직렬로 연결되어 상기 울트라 커패시터의 전압을 방전시키는 제1 저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.In this case, the second balancing unit may include a voltage detector configured to monitor a voltage of the ultracapacitor to determine whether the voltage of the ultracapacitor exceeds a threshold voltage; A switch turned on when it is determined that the voltage of the ultracapacitor exceeds the threshold voltage by the voltage detector and turned off when the voltage of the ultracapacitor falls below the threshold voltage; And a first resistor connected in series with the ultra capacitor when the switch is turned on to discharge a voltage of the ultra capacitor.

본 발명에 따르면, 전압 밸런싱 보드와 부스바간의 체결을 위한 체결장치가 누락되거나 헐거워지더라도 커버의 저면에 형성된 복수개의 가압 부재가 전압 밸런싱 보드를 부스바 방향으로 가압하여 전압 밸런싱 보드와 부스바간의 전기적 연결이 지속되도록 함으로써, 전압 밸런싱 보드와 울트라 커패시터간의 전기적 연결에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, even if the fastening device for fastening between the voltage balancing board and the bus bar is missing or loose, a plurality of pressing members formed on the bottom of the cover press the voltage balancing board in the direction of the bus bar, By continuing the electrical connection, there is an effect that the reliability of the electrical connection between the voltage balancing board and the ultra capacitor can be improved.

또한, 본 발명에 따르면 가압 부재가 탄성을 갖는 탄성부를 포함하기 때문에, 울트라 커패시터들 간에 단차가 존재하더라도 단차에 따라 탄성부의 압축 정도가 상이해지게 되어 전압 밸런싱 보드와 울트라 커패시터를 전기적으로 보다 견고하게 연결할 수 있다는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since the pressing member includes an elastic part having elasticity, even if there is a step difference between the ultracapacitors, the degree of compression of the elastic part is different according to the step difference, thereby making the voltage balancing board and the ultracapacitor electrically more robust. It has the effect of being able to connect.

또한, 본 발명에 따르면 전압 밸런싱 보드가 수동 소자로 구성된 제1 밸런싱부 및 수동소자와 능동소자로 구성된 제2 밸런싱부를 포함함으로써, 울트라 커패시터의 전압이 임계전압 이하인 경우에는 제1 밸런싱부만을 이용하여 울트라 커패시터의 전압을 서서히 감소시켜 울트라 커패시터들간의 전압 밸런싱을 수행하지만 울트라 커패시터의 전압이 임계전압을 초과하는 경우에는 제1 밸런싱부와 제2 밸런싱부를 모두 이용하여 울트라 커패시터의 전압을 방전시킴으로써 울트라 커패시터들간의 전압 밸런싱이 보다 빠른 시간 내에 완료될 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since the voltage balancing board includes a first balancing unit composed of a passive element and a second balancing unit composed of a passive element and an active element, when the voltage of the ultracapacitor is less than the threshold voltage, only the first balancing unit is used. The voltage of the ultracapacitor is gradually decreased to balance the voltage between the ultracapacitors. However, when the voltage of the ultracapacitor exceeds the threshold voltage, the voltage of the ultracapacitor is discharged using both the first balancing unit and the second balancing unit. There is an effect of allowing voltage balancing between them to be completed in a faster time.

도 1은 종래기술에 따른 울트라 커패시터 모듈의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 울트라 커패시터 모듈의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 울트라 커패시터의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 부재에 의해 가압되는 전압 밸런싱 보드의 지점들을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 부재가 형성된 커버, 전압 밸런싱 보드, 및 부스바의 구성을 확대하여 보여주는 도면이다.
도 6은 울트라 커패시터들 간에 단차가 존재할 때 각 가압 부재에 형성된 탄성부의 압축 정도의 차이를 보여주는 도면이다.1 is an exploded perspective view showing the configuration of an ultra capacitor module according to the prior art.
2 is an exploded perspective view showing the configuration of an ultra capacitor module according to an embodiment of the present invention.
3 is an exploded perspective view showing the configuration of an ultra capacitor according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing points of a voltage balancing board pressed by a pressing member according to an embodiment of the present invention.
5 is an enlarged view showing the configuration of a cover, a voltage balancing board, and a bus bar on which a pressing member is formed according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a difference in compression degree of an elastic portion formed in each pressing member when there is a step difference between ultracapacitors.

본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The meaning of the terms described in this specification should be understood as follows.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.Singular expressions should be understood as including plural expressions unless clearly defined differently in context, and terms such as “first” and “second” are used to distinguish one element from other elements, The scope of rights should not be limited by these terms.

"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood that terms such as "comprise" or "have" do not preclude the presence or addition of one or more other features or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.The term “at least one” is to be understood as including all possible combinations from one or more related items. For example, the meaning of “at least one of the first item, the second item, and the third item” means 2 among the first item, the second item, and the third item, as well as the first item, the second item, and the third item. It means a combination of all items that can be presented from more than one.

이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 울트라 커패시터 모듈의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.2 is an exploded perspective view showing the configuration of an ultra capacitor module according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 울트라 커패시터 모듈(200)은 울트라 커패시터 어레이(210), 모듈 케이스(220), 고정 프레임(230), 전압 밸런싱 보드(240), 및 커버(250)를 포함한다. 도 2에서는 울트라 커패시터 모듈(200)이 고정 프레임(250)을 필수적으로 포함하는 것으로 도시하였지만, 고정 프레임(250)은 생략될 수도 있을 것이다.As shown in Figure 2, the ultracapacitor module 200 according to the present invention is an ultracapacitor array 210, a module case 220, a fixed frame 230, a voltage balancing board 240, and a cover 250 Includes. 2 shows that the ultra capacitor module 200 essentially includes the fixed frame 250, the fixed frame 250 may be omitted.

울트라 커패시터 어레이(210)는 서로 전기적으로 연결된 복수개의 울트라 커패시터(212), 울트라 커패시터들을 전기적으로 연결시키기 위한 복수개의 부스바(214), 및 울트라 커패시터 어레이(210)를 외부의 부하와 연결시키기 위한 외부 부하 연결 단자(216, 218)를 포함한다.The ultracapacitor array 210 includes a plurality of ultracapacitors 212 electrically connected to each other, a plurality of busbars 214 for electrically connecting the ultracapacitors, and for connecting the ultracapacitor array 210 with an external load. It includes external load connection terminals 216 and 218.

복수개의 울트라 커패시터(212)는 서로 직렬 또는 병렬로 연결되어 전기 화학적 에너지를 저장하거나 저장된 에너지를 외부의 부하로 제공한다. 울트라 커패시터 어레이(210)을 구성하는 울트라 커패시터(212)의 개수는 울트라 커패시터 모듈(200)이 적용될 어플리케이션에서 요구되는 전압에 따라 다양하게 결정될 수 있다.The plurality of ultracapacitors 212 are connected in series or parallel to each other to store electrochemical energy or provide the stored energy to an external load. The number of ultracapacitors 212 constituting the ultracapacitor array 210 may be variously determined according to a voltage required in an application to which the ultracapacitor module 200 is applied.

도 2에서는 18개의 울트라 커패시터(212)가 2ⅹ9의 배열로 배치되는 것으로 설명하였지만 울트라 커패시터(212)의 개수 및 울트라 커패시터 모듈(200)이 적용되는 어플리케이션의 형태에 따라 울트라 커패시터(212)의 배치 형태는 다양하게 변경될 수 있을 것이다. In FIG. 2, 18 ultracapacitors 212 have been described as being arranged in an array of 2x9, but the arrangement of the ultracapacitors 212 according to the number of ultracapacitors 212 and the type of application to which the ultracapacitor module 200 is applied Is subject to various changes.

또한, 도 2에서는 울트라 커패시터(212)들이 모두 직렬로 연결되는 것으로 도시하였지만, 이에 한정되지 않고 모든 울트라 커패시터(212)들은 병렬로 연결되거나 직렬 및 병렬이 혼합되어 연결될 수도 있을 것이다.In addition, although FIG. 2 shows that all the ultra capacitors 212 are connected in series, the present invention is not limited thereto, and all of the ultra capacitors 212 may be connected in parallel or may be connected in series and parallel.

이하, 도 3을 참조하여 울트라 커패시터(212)의 구성에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the configuration of the ultracapacitor 212 will be described in more detail with reference to FIG. 3.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 울트라 커패시터의 분해 사시도이다.3 is an exploded perspective view of an ultra capacitor according to an embodiment of the present invention.

울트라 커패시터(212)는 도 3에 도시된 바와 같이 베어셀(310), 제1 및 제2 내부 터미널(320, 330), 제1 및 제2 외부 터미널(340, 350), 및 케이스(360)를 포함한다.The ultracapacitor 212 includes a bare cell 310, first and second inner terminals 320 and 330, first and second outer terminals 340 and 350, and a case 360 as shown in FIG. 3. Includes.

베어셀(310)은 전극소자라 불리는 것으로서, 양극(미도시), 양극과 반대되는 극성을 갖는 음극(미도시), 및 양극과 음극 사이에 배치되어 양극 음극을 전기적으로 분리시키는 분리막(Separator, 미도시)이 권취되어 형성된다.The bare cell 310 is referred to as an electrode element, and includes an anode (not shown), a cathode (not shown) having a polarity opposite to the anode, and a separator disposed between the anode and the cathode to electrically separate the anode and the cathode. (Not shown) is formed by winding.

일 실시예에 있어서, 베어셀(310)은 베어셀(310)의 길이방향을 중심으로 일단(예컨대, 상단)에 양극이 배치되고 타단(예컨대, 하단)에 음극이 배치되도록 권취된다.In one embodiment, the bare cell 310 is wound so that an anode is disposed at one end (eg, an upper end) and a cathode is disposed at the other end (eg, lower end) around the longitudinal direction of the bare cell 310.

베어셀(310)은 양극, 음극, 및 분리막을 원형, 타원형, 또는 각형으로 권취하여 형성될 수 있다.The bare cell 310 may be formed by winding an anode, a cathode, and a separator in a circular, elliptical, or rectangular shape.

제1 내부 터미널(320)은 베어셀(310)의 양극의 일부를 수용할 수 있는 형태로 형성된다. 이를 통해 제1 내부 터미널(320)은 베어셀(310)의 양극과 전기적으로 연결된다.The first internal terminal 320 is formed in a shape capable of accommodating a part of the anode of the bare cell 310. Through this, the first internal terminal 320 is electrically connected to the anode of the bare cell 310.

일 실시예에 있어서, 제1 내부 터미널(320)은 양극에 레이저 또는 초음파 용접을 통해 결합되고, 제1 외부 터미널(340)과 일체화되도록 제1 외부 터미널(340)의 하부 가장자리에 결합된다.In one embodiment, the first inner terminal 320 is coupled to the anode through laser or ultrasonic welding, and is coupled to the lower edge of the first outer terminal 340 so as to be integrated with the first outer terminal 340.

제2 내부 터미널(330)은 베어셀(310)의 음극의 일부를 수용할 수 있는 형태로 형성된다. 이를 통해 제2 내부 터미널(330)은 베어셀(310)의 음극과 전기적으로 연결된다.The second inner terminal 330 is formed in a shape capable of accommodating a part of the cathode of the bare cell 310. Through this, the second inner terminal 330 is electrically connected to the cathode of the bare cell 310.

일 실시예에 있어서, 제2 내부 터미널(330)은 음극에 레이저 또는 초음파 용접을 통해 결합되고, 제2 외부 터미널(350)과 일체화되도록 제2 외부 터미널(350)의 상부 가장자리에 결합된다.In one embodiment, the second inner terminal 330 is coupled to the cathode through laser or ultrasonic welding, and is coupled to the upper edge of the second outer terminal 350 so as to be integrated with the second outer terminal 350.

한편, 제1 및 제2 내부 터미널(320, 330)에는 전해액이 베어셀(310) 내로 함침될 수 있도록 하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 홀(322, 332)이 각각 형성된다. 이러한 하나 이상의 홀(322, 332)을 통해 베어셀(310)내로 전해액이 함침됨과 동시에 베어셀(310) 내부의 가스가 외부로 배출될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, one or more holes 322 and 332 are formed in the first and second internal terminals 320 and 330 so that the electrolyte may be impregnated into the bare cell 310. The electrolyte may be impregnated into the bare cell 310 through the one or more holes 322 and 332, and gas inside the bare cell 310 may be discharged to the outside.

일 실시예에 있어서, 전해액의 함침이 용이해지도록 하기 위해 제1 및 제2 내부 터미널(320, 330)에 형성된 각 홀(322, 332)들은 제1 및 제2 내부 터미널(320, 330)의 테두리 부분에 배치되되, 제1 및 제2 내부 터미널(320, 330)의 중심을 기준으로 서로 마주보도록 배치될 수 있다.In one embodiment, each of the holes 322 and 332 formed in the first and second inner terminals 320 and 330 are formed in the first and second inner terminals 320 and 330 to facilitate impregnation of the electrolyte. It is disposed at the edge portion, and may be disposed to face each other based on the center of the first and second inner terminals 320 and 330.

제1 및 제2 내부 터미널(320, 330)은 양극 및 음극과의 결합력을 증대시키기 위해 양극 및 음극과 동일한 재질(예컨대, 알루미늄)로 형성될 수 있다.The first and second internal terminals 320 and 330 may be formed of the same material (eg, aluminum) as the anode and the cathode in order to increase bonding strength between the anode and the cathode.

제1 외부 터미널(340)은 케이스(360)의 상단에 제1 내부 터미널(320)과 일체형으로 결합되어 케이스(360)의 상단을 캡핑하는 동시에 전류 이동경로를 제공한다. 제1 외부 터미널(340)은 케이스(360)의 형상에 대응하는 형상의 외주면을 가지며 전체적으로 3차원 형태로 구성될 수 있다.The first external terminal 340 is integrally coupled with the first internal terminal 320 on the upper end of the case 360 to provide a current movement path while capping the upper end of the case 360. The first external terminal 340 has an outer circumferential surface having a shape corresponding to the shape of the case 360 and may be configured in a three-dimensional shape as a whole.

일 실시예에 있어서, 제1 외부 터미널(340)의 중심에는 부스바(214)와 체결을 위한 돌출부(342)가 형성되어 있고, 돌출부(342)는 외주면에 나사선이 형성된 볼트 형태로 형성될 수 있다.In one embodiment, a protrusion 342 for fastening with the busbar 214 is formed at the center of the first external terminal 340, and the protrusion 342 may be formed in the form of a bolt formed with a screw thread on the outer circumferential surface. have.

한편, 제1 외부 터미널(340)의 돌출부(342)에는 제1 외부 터미널(340)의 두께 방향으로 연장된 중공(346)이 추가로 형성될 수 있다. 이러한 중공(346)은 전해액을 주입하기 위한 경로 및 진공 작업을 위한 에어 벤트(Air Vent)로 사용된다.Meanwhile, a hollow 346 extending in the thickness direction of the first external terminal 340 may be additionally formed in the protrusion 342 of the first external terminal 340. The hollow 346 is used as a path for injecting an electrolyte solution and an air vent for vacuum operation.

제2 외부 터미널(350)은 케이스(360)의 하단에 제2 내부 터미널(330)과 일체형으로 결합되어 케이스(360)의 하단을 캡핑하는 동시에 전류 이동경로를 제공한다. 제2 외부 터미널(350)은 케이스(360)의 형상에 대응하는 형상의 외주면을 가지며 전체적으로 3차원 형태로 구성될 수 있다.The second outer terminal 350 is integrally coupled with the second inner terminal 330 at the lower end of the case 360 to cap the lower end of the case 360 and provide a current movement path at the same time. The second external terminal 350 has an outer circumferential surface having a shape corresponding to the shape of the case 360 and may be entirely configured in a three-dimensional shape.

일 실시예에 있어서, 제2 외부 터미널(350)의 중심에는 부스바(214)와 체결을 위한 돌출부(352)가 형성되어 있고, 돌출부(352)는 외주면에 나사선이 형성된 볼트 형태로 형성될 수 있다.In one embodiment, a protrusion 352 for fastening with the busbar 214 is formed at the center of the second external terminal 350, and the protrusion 352 may be formed in the form of a bolt formed with a screw thread on the outer circumferential surface. have.

일 실시예에 있어서, 울트라 커패시터 어레이(210)의 구성시 인접한 2개의 울트라 커패시터(212)들은 서로 반대되는 방향으로 배치된다. 즉, 제1 울트라 커패시터는 양극과 연결되는 제1 외부 터미널이 상측에 위치하고 음극과 연결되는 제2 외부 터미널이 하측에 위치하도록 배치되면 제1 울트라 커패시터에 인접한 제2 울트라 커패시터는 음극과 연결되는 제2 외부 터미널이 상측에 위치하고 양극과 연결되는 제1 외부 터미널이 하측에 위치하도록 배치된다.In one embodiment, when configuring the ultracapacitor array 210, two adjacent ultracapacitors 212 are disposed in opposite directions to each other. That is, when the first ultracapacitor is arranged such that the first external terminal connected to the anode is located on the upper side and the second external terminal connected to the cathode is located on the lower side, the second ultracapacitor adjacent to the first ultracapacitor is 2 It is arranged such that the external terminal is located on the upper side and the first external terminal connected to the anode is located on the lower side.

케이스(360)는 베어셀(310)을 수용하기 위한 내부 공간이 형성된 하우징을 갖는다. 이때, 케이스(360)의 내부공간은 베어셀(310)의 권취형상에 따라 그 모양이 결정될 수 있다. 예컨대, 베어셀(310)이 원형으로 권취되어 있는 경우 케이스(360)는 원형의 내부공간을 갖도록 형성되고, 베어셀(310)이 타원형으로 권취되어 있는 경우 케이스(360)는 타원형의 내부공간을 갖도록 형성되며, 베어셀(310)이 각형으로 권취되어 있는 경우 케이스(360)는 각형의 내부공간을 갖도록 형성될 수 있다.The case 360 has a housing in which an inner space for accommodating the bare cell 310 is formed. In this case, the shape of the inner space of the case 360 may be determined according to the winding shape of the bare cell 310. For example, when the bare cell 310 is wound in a circular shape, the case 360 is formed to have a circular inner space, and when the bare cell 310 is wound in an oval shape, the case 360 has an elliptical inner space. When the bare cell 310 is wound in a rectangular shape, the case 360 may be formed to have a rectangular inner space.

일 실시예에 있어서, 케이스(360)는 알루미늄으로 형성될 수 있다.In one embodiment, the case 360 may be formed of aluminum.

케이스(360)가 세위진 상태에서 길이방향을 기준으로 상단에는 제1 내부 터미널(320) 및 제1 외부 터미널(340)이 베어셀(310)의 양극에 연결되어 배치되고, 하단에는 제2 내부 터미널(330) 및 제2 외부 터미널(350)이 베어셀(310)의 음극에 연결되어 배치된다.When the case 360 is in a three-positioned state, a first inner terminal 320 and a first outer terminal 340 are connected to the anode of the bare cell 310 and disposed at the top in the longitudinal direction, and a second inner terminal at the bottom. The terminal 330 and the second external terminal 350 are arranged to be connected to the cathode of the bare cell 310.

다시 도 2를 참조하면, 부스바(214)는 서로 인접한 울트라 커패시터(212)들을 전기적으로 연결시킨다. 부스바(214)는 인접한 울트라 커패시터(212)들을 상호 연결할 수 있는 길이로 이루어진 바 형태의 플레이트로 구현될 수 있다.Referring back to FIG. 2, the busbar 214 electrically connects the adjacent ultracapacitors 212 to each other. The busbar 214 may be implemented as a bar-shaped plate having a length that allows adjacent ultracapacitors 212 to be interconnected.

보다 구체적으로 도 3에 도시된 바와 같이, 부스바(214)는 서로 인접한 울트라 커패시터들(212a, 212b)을 직렬로 연결시킨다. 예컨대, 부스바(214)는 제1 울트라 커패시터(212a)의 양극과 제2 울트라 커패시터(212b)의 음극을 전기적으로 연결시킨다.More specifically, as shown in FIG. 3, the bus bar 214 connects adjacent ultracapacitors 212a and 212b in series. For example, the bus bar 214 electrically connects the anode of the first ultracapacitor 212a and the cathode of the second ultracapacitor 212b.

이를 위해, 부스바(214)에는 제1 울트라 커패시터(212a)의 제1 외부 터미널(340)의 돌출부(342)가 끼워지는 제1 홀(214a) 및 제2 울트라 커패시터(212b)의 제2 외부 터미널(350)의 돌출부(352)가 끼워지는 제2 홀(214b)이 형성되어 있고, 제1 홀(214a) 및 제2 홀(214) 사이에는 전압 밸런싱 보드(240)와 전기적 연결을 위한 보드 접촉부(214c)가 형성되어 있다. 제1 홀(214a) 및 제2 홀(214b)은 부스바(214)의 보드 접촉부(214c)를 중심으로 하여 부스브(214)의 양측에 배치된다.To this end, the busbar 214 has a first hole 214a into which the protrusion 342 of the first external terminal 340 of the first ultracapacitor 212a is fitted, and the second outside of the second ultracapacitor 212b. A second hole 214b into which the protrusion 352 of the terminal 350 is inserted is formed, and a board for electrical connection with the voltage balancing board 240 between the first hole 214a and the second hole 214 A contact portion 214c is formed. The first hole 214a and the second hole 214b are disposed on both sides of the busb 214 with the board contact portion 214c of the bus bar 214 as the center.

제1 울트라 커패시터(212a)의 제1 외부 터미널(340)의 돌출부(342)가 제1 홀(214a)에 끼워진 상태에서 너트(370) 체결 됨으로써 부스바(214)와 제1 울트라 커패시터의 양극이 전기적으로 연결되고, 제2 울트라 커패시터(212b)의 제2 외부 터미널(350)의 돌출부(352)가 제2 홀(214b)에 끼워진 상태에서 너트(380) 체결 됨으로써 부스바(214)와 제2 울트라 커패시터(212b)의 음극이 전기적으로 연결된다.When the protrusion 342 of the first external terminal 340 of the first ultracapacitor 212a is inserted into the first hole 214a, the nut 370 is fastened, so that the busbar 214 and the anode of the first ultracapacitor are Electrically connected, the protrusion 352 of the second external terminal 350 of the second ultracapacitor 212b is inserted into the second hole 214b, and the nut 380 is fastened to the busbar 214 and the second The cathode of the ultra capacitor 212b is electrically connected.

한편, 상술한 부스바(214)는 보드 접촉부(214c)를 통해 전압 밸런싱 보드(230)와 전기적으로 연결됨으로써 각 부스바(214)에 연결되어 있는 울트라 커패시터(212)의 전압 밸런싱이 수행될 수 있도록 한다.Meanwhile, the above-described busbar 214 is electrically connected to the voltage balancing board 230 through the board contact portion 214c, so that voltage balancing of the ultracapacitor 212 connected to each busbar 214 can be performed. To be.

이때, 울트라 커패시터들(212)의 상부(+y방향)에 배치되는 부스바(214)는 보드 접촉부(214c)와 전압 밸런싱 보드(230)가 직접 접촉되어 연결되지만, 울트라 커패시터(212)의 하부(-y방향)에 배치되는 부스바(214)의 보드 접촉부(214c)는 전압 밸런싱 보드(230)와 직접 접촉되어 연결될 수 없기 때문에, 울트라 커패시터(212)의 하부에 배치된 부스바(214)의 보드 접촉부(214c)는 스터드(미도시)를 통해 전압 밸런싱 보드(230)에 전기적으로 연결될 수 있다.At this time, the bus bar 214 disposed on the upper (+y direction) of the ultra capacitors 212 is connected by direct contact between the board contact part 214c and the voltage balancing board 230, but the lower part of the ultra capacitor 212 Since the board contact portion 214c of the busbar 214 disposed in the (-y direction) cannot be connected by being in direct contact with the voltage balancing board 230, the busbar 214 disposed under the ultracapacitor 212 The board contact part 214c of may be electrically connected to the voltage balancing board 230 through a stud (not shown).

다시 도 2를 참조하면, 외부 부하 연결 단자(216, 218)는 울트라 커패시터 어레이(210)를 외부의 부하에 연결시키기 위한 것으로서, 제1 외부 부하 연결단자(216)는 울트라 커패시터 어레이(210)의 제1 열에서 외곽에 배치된 울트라 커패시터(212)의 제1 전극(예컨대, 양극)을 외부 부하의 음극에 연결시키고, 제2 외부 부하 연결단자(218)는 울트라 커패시터 어레이(210)의 제2 열에서 외곽에 배치된 울트라 커패시터(212)의 제2 전극(예컨대, 음극)을 외부 부하의 양극에 연결시킨다.Referring back to FIG. 2, the external load connection terminals 216 and 218 are for connecting the ultracapacitor array 210 to an external load, and the first external load connection terminal 216 is of the ultracapacitor array 210. In the first column, a first electrode (eg, an anode) of the ultracapacitor 212 disposed outside is connected to the cathode of an external load, and the second external load connection terminal 218 is a second electrode of the ultracapacitor array 210. The second electrode (eg, the cathode) of the ultracapacitor 212 disposed outside the column is connected to the anode of the external load.

모듈 케이스(220)는 울트라 커패시터 어레이(210)를 수용하기 위한 것으로서, 모듈 케이스(220)에는 울트라 커패시터 어레이(210)를 수용하기 위한 수용공간(222)이 형성되어 있다. 모듈 케이스(220)에 형성된 수용공간(222)에 울트라 커패시터 어레이(210)가 삽입됨으로써 울트라 커패시터 어레이(210)가 모듈 케이스(220)에 수용된다.The module case 220 is for accommodating the ultracapacitor array 210, and an accommodating space 222 for accommodating the ultracapacitor array 210 is formed in the module case 220. The ultra capacitor array 210 is inserted into the accommodation space 222 formed in the module case 220, so that the ultra capacitor array 210 is accommodated in the module case 220.

일 실시예에 있어서, 모듈 케이스(220)는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.In one embodiment, the module case 220 may be formed of a plastic material.

도 2에서는 모듈 케이스(220)의 상부는 개방되고 하부는 밀폐된 형태인 것으로 도시하였지만, 변형된 실시예에 있어서 모듈 케이스(220)는 모듈 케이스(220)의 상부 및 하부가 모두 개방된 형태로 구현될 수도 있을 것이다. 이러한 경우, 울트라 커패시터 모듈(200)은 모듈 케이스(220)의 하부를 밀폐시키기 위한 커버(미도시)를 추가로 포함하게 된다.In FIG. 2, the upper and lower portions of the module case 220 are shown to be closed, but in the modified embodiment, the module case 220 has both the upper and lower portions of the module case 220 open. It could be implemented. In this case, the ultracapacitor module 200 further includes a cover (not shown) for sealing the lower portion of the module case 220.

다시 도 2를 참조하면, 고정 프레임(230)은 모듈 케이스(220) 내에 수용된 울트라 커패시터 어레이(210)를 고정시켜 울트라 커패시터 어레이(210)의 이동을 최소화시킨다.Referring back to FIG. 2, the fixing frame 230 minimizes movement of the ultra capacitor array 210 by fixing the ultra capacitor array 210 accommodated in the module case 220.

일 실시예에 있어서, 고정 프레임(230)은 도 2에 도시된 바와 같이 전체적으로 사각형 형상을 갖는 테두리(232), 상기 테두리(232) 내에서 가로 방향으로 형성된 제1 지지부(234), 및 상기 테두리(232) 내에서 상기 제1 지지부(234)와 교차하도록 세로 방향으로 형성된 복수개의 제2 지지부(236)로 구성된다.In one embodiment, the fixing frame 230 is a frame 232 having an overall rectangular shape as shown in FIG. 2, a first support part 234 formed in the horizontal direction within the frame 232, and the frame It is composed of a plurality of second support portions 236 formed in the vertical direction so as to intersect the first support portion 234 within 232.

제1 지지부(234) 및 복수개의 제2 지지부(236)를 통해 고정 프레임(230)은 복수개의 구역(238)으로 구획되고, 각 구역(238)을 통해 부스바(214)들이 외부로 노출됨과 동시에 각 구역(238)에 울트라 커패시터(212)들이 끼워짐으로써 울트라 커패시터 어레이(210)가 고정된다. The fixing frame 230 is divided into a plurality of regions 238 through the first support 234 and the plurality of second support 236, and the busbars 214 are exposed to the outside through each region 238 At the same time, the ultra capacitor array 210 is fixed by fitting the ultra capacitors 212 in each region 238.

상술한 바와 같이, 고정 프레임(230)은 울트라 커패시터 모듈(200)에 선택적으로 포함될 수 있다.As described above, the fixed frame 230 may be selectively included in the ultra capacitor module 200.

전압 밸런싱 보드(240)는 울트라 커패시터 어레이(210)의 상단에 배치되어 울트라 커패시터(212)들의 전압 밸런싱을 수행한다.The voltage balancing board 240 is disposed on the top of the ultra capacitor array 210 to perform voltage balancing of the ultra capacitors 212.

일 실시예에 있어서, 전압 밸런싱 보드(240)에는 전압 밸런싱을 위해 도 4에 도시된 바와 같은 전압 밸런싱 회로가 실장된다. 이러한 전압 밸런싱 회로는 전압 밸런싱 보드(240)의 양면 중 커버(250)와 마주보는 면에 실장된다.In one embodiment, a voltage balancing circuit as shown in FIG. 4 is mounted on the voltage balancing board 240 for voltage balancing. This voltage balancing circuit is mounted on a surface facing the cover 250 of both sides of the voltage balancing board 240.

이하 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 전압 밸런싱 회로에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a voltage balancing circuit according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 4.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 밸런싱 회로의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.4 is a block diagram schematically showing the configuration of a voltage balancing circuit according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 전압 밸런싱 회로(400)는 제1 밸런싱부(410) 및 제2 밸런싱부(420)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the voltage balancing circuit 400 includes a first balancing unit 410 and a second balancing unit 420.

제1 밸런싱부(410)는 울트라 커패시터(212)에 병렬로 연결되어 울트라 커패시터(212)의 전압을 지속적으로 방전시킨다. 일 실시예에 있어서, 제1 밸런싱부(410)는 제1 저항(R1)으로 구성될 수 있다.The first balancing unit 410 is connected in parallel to the ultracapacitor 212 to continuously discharge the voltage of the ultracapacitor 212. In an embodiment, the first balancing unit 410 may be formed of a first resistor R1.

제2 밸런싱부(420)는 울트라 커패시터(212)에 병렬로 연결되어 울트라 커패시터(212)의 전압이 임계전압을 초과하면 울트라 커패시터(212)의 전압이 임계전압 이하가 될 때까지 울트라 커패시터(212)의 전압을 방전시킨다.The second balancing unit 420 is connected in parallel to the ultracapacitor 212 so that when the voltage of the ultracapacitor 212 exceeds the threshold voltage, the ultracapacitor 212 is applied until the voltage of the ultracapacitor 212 falls below the threshold voltage. ) To discharge the voltage.

제2 밸런싱부(420)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 내지 제4 저항(R2~R4), 전압 검출부(422), 및 스위치(424)를 포함한다.The second balancing unit 420 includes second to fourth resistors R2 to R4, a voltage detection unit 422, and a switch 424, as shown in FIG. 4.

제2 및 제3 저항(R2, R3)은 임계 전압의 값을 조절하기 위한 것으로서, 저항값의 조절을 통해 임계 전압의 값이 조절되도록 한다.The second and third resistors R2 and R3 are for adjusting the value of the threshold voltage, and the value of the threshold voltage is adjusted by adjusting the resistance value.

제4 저항(R4)은 스위치(424)가 턴온되면 울트라 커패시터(212)와 직렬로 연결됨으로써 울트라 커패시터(212)의 전압을 방전시킨다. 일 실시예에 있어서, 제4 저항(R4)의 저항값은 제1 저항(R1)의 저항값 보다 작은 값을 갖도록 설정될 수 있다. 이를 통해, 제4 저항(R4)과 울트라 커패시터(212)가 직렬로 연결되면 제4 저항(R4)을 통해 더 많은 전류가 흐르게 되어 제4 저항(R4)을 통해 울트라 커패시터(212)의 전압이 더 많이 방전되도록 한다.When the switch 424 is turned on, the fourth resistor R4 is connected in series with the ultra capacitor 212 to discharge the voltage of the ultra capacitor 212. In an embodiment, the resistance value of the fourth resistor R4 may be set to have a value smaller than the resistance value of the first resistor R1. Through this, when the fourth resistor R4 and the ultracapacitor 212 are connected in series, more current flows through the fourth resistor R4 and the voltage of the ultracapacitor 212 through the fourth resistor R4 is reduced. More discharge.

전압 검출부(422)는 울트라 커패시터(212)의 전압을 검출하고, 울트라 커패시터(212)의 전압이 임계전압을 초과하면 스위치(424)를 턴온시켜 울트라 커패시터(212)의 전압이 제4 저항(R4)을 통해 방전되도록 한다. 전압 검출부(422)는 울트라 커패시터(212)의 전압이 임계전압 이하가 되면 스위치(424)를 턴오프시켜 울트라 커패시터(212)의 전압 방전이 중지되도록 한다. 이때, 임계전압은 상술한 바와 같이 제2 저항(R2) 및 제3 저항(R3)의 저항값 조절을 통해 변경할 수 있다.The voltage detection unit 422 detects the voltage of the ultracapacitor 212, and when the voltage of the ultracapacitor 212 exceeds the threshold voltage, the switch 424 is turned on so that the voltage of the ultracapacitor 212 is reduced to the fourth resistor (R4). ) To discharge. The voltage detection unit 422 turns off the switch 424 when the voltage of the ultracapacitor 212 falls below the threshold voltage so that the voltage discharge of the ultracapacitor 212 is stopped. In this case, the threshold voltage may be changed by adjusting the resistance values of the second resistor R2 and the third resistor R3 as described above.

스위치(424)는 전압 검출부(422)로부터 전달되는 턴온 명령 또는 턴오프 명령에 따라 턴온 또는 턴오프 되어 제4 저항(R4)과 울트라 커패시터(212)를 직렬로 연결시키거나 연결을 차단한다. 일 실시예에 있어서, 스위치(424)는 반도체 소자인 FET(Filed Effect Transistor)로 구현될 수 있다.The switch 424 is turned on or off according to a turn-on command or a turn-off command transmitted from the voltage detector 422 to connect the fourth resistor R4 and the ultracapacitor 212 in series or disconnect the connection. In an embodiment, the switch 424 may be implemented as a semiconductor device, a filed effect transistor (FET).

상술한 실시예에 있어서는, 제2 저항(R2) 및 제3 저항(R3)가 필수적인 구성인 것으로 도시하였지만, 임계전압은 전압 검출부(422) 내에 미리 설정되어 있을 수 있으므로 이러한 경우 제2 저항(R2) 및 제3 저항(R3)은 생략될 수 있다.In the above-described embodiment, the second resistor R2 and the third resistor R3 are shown to be essential configurations, but the threshold voltage may be set in advance in the voltage detector 422. In this case, the second resistor R2 ) And the third resistor R3 may be omitted.

이와 같이, 본 발명에 따른 전압 밸런싱 회로(400)는 울트라 커패시터(212)의 전압이 임계전압 이하일 때에는 제1 저항(R1)을 통해 울트라 커패시터(212)의 전압이 서서히 방전되도록 하고, 울트라 커패시터(212)의 전압이 임계전압을 초과하면 제1 저항(R1)보다 더 작은 저항값을 갖는 제4 저항(R4)을 통해 울트라 커패시터(212)의 전압이 동시에 방전되도록 함으로써 울트라 커패시터(212)의 전압을 더욱 빠르게 방전시킬 수 있어 울트라 커패시터들(212)간의 전압 밸런싱에 소요되는 시간을 감소시킬 수 있다.As described above, the voltage balancing circuit 400 according to the present invention allows the voltage of the ultracapacitor 212 to be gradually discharged through the first resistor R1 when the voltage of the ultracapacitor 212 is below the threshold voltage, and the ultracapacitor ( When the voltage of 212) exceeds the threshold voltage, the voltage of the ultracapacitor 212 is simultaneously discharged through the fourth resistor R4 having a smaller resistance value than the first resistor R1. It is possible to discharge more quickly, thereby reducing the time required for voltage balancing between the ultracapacitors 212.

다시 도 2를 참조하면, 전압 밸런싱 보드(240)에는 각 부스바(214)의 제1 홀(214a)에 체결된 너트(370) 및 제2 홀(214b)에 체결된 너트(380)를 외부로 노출시키는 복수개의 만입부(242)가 형성되어 있다.Referring to FIG. 2 again, the voltage balancing board 240 includes a nut 370 fastened to the first hole 214a of each busbar 214 and a nut 380 fastened to the second hole 214b. A plurality of indentations 242 to be exposed are formed.

상술한 바와 같은 전압 밸런싱 보드(240)는 전압 밸런싱 보드(240)에 형성되어 있는 복수개의 관통공(244)을 이용하여 부스바(214)와 볼팅 체결을 통해 연결될 수 있다.The voltage balancing board 240 as described above may be connected to the busbar 214 through bolting using a plurality of through holes 244 formed in the voltage balancing board 240.

상술한 바와 같이, 전압 밸런싱 보드(240)는 울트라 커패시터 어레이(210)에서 울트라 커패시터(212)의 하단에 배치된 부스바(214)들과는 스터드(미도시)를 통해 연결된다.As described above, the voltage balancing board 240 is connected to the busbars 214 disposed below the ultracapacitor 212 in the ultracapacitor array 210 through studs (not shown).

다음으로 커버(250)는 모듈 케이스(220)의 상측에서 모듈 케이스(220)에 결합되어 모듈 케이스(220)를 밀폐시킨다.Next, the cover 250 is coupled to the module case 220 from the upper side of the module case 220 to seal the module case 220.

일 실시예에 있어서, 커버(250)의 저면에는 도 2에 도시된 바와 같이 복수개의 가압부재(252)들이 형성되어 있다. 복수개의 가압부재(252)는 커버(250)와 모듈 케이스(220)의 결합을 위해 커버(250)의 상면에 외력이 가해지면 전압 밸런싱 보드(240)를 부스바(214)의 보드 접촉부(214c) 방향으로 가압시킴으로써 전압 밸런싱 보드(240)와 부스바(214)의 보드 접촉부(214c)간의 전기적 연결이 보다 견고하게 이루어지도록 한다.In one embodiment, a plurality of pressing members 252 are formed on the bottom of the cover 250 as shown in FIG. 2. When an external force is applied to the upper surface of the cover 250 for coupling the cover 250 and the module case 220, the plurality of pressing members 252 connect the voltage balancing board 240 to the board contact portion 214c of the bus bar 214. By pressing in the direction of ), the electrical connection between the voltage balancing board 240 and the board contact portion 214c of the bus bar 214 is made more robust.

울트라 커패시터 모듈(200)의 조립 과정에서 볼트가 누락되거나 울트라 커패시터 모듈(200)의 사용시 볼트가 헐거워지는 경우가 발생하게 되면 전압 밸런싱 보드(240)와 부스바(214)간의 전기적 연결이 끊어질 수 있기 때문에, 본 발명은 커버(250)의 저면에 복수개의 가압 부재(252)를 형성함으로써 가압 부재(252)가 전압 밸런싱 보드(240)를 부스바(214)의 보드 접촉부(214c) 방향으로 가압하도록 함으로써 볼트가 누락되거나 볼트가 헐거워지더라도 전압 밸런싱 보드(240)와 부스바(214)의 보드 접촉부(214c)간의 전기적 연결이 지속될 수 있도록 한다.If the bolt is missing during the assembly process of the ultra capacitor module 200 or the bolt becomes loose when the ultra capacitor module 200 is used, the electrical connection between the voltage balancing board 240 and the bus bar 214 may be disconnected. Therefore, in the present invention, by forming a plurality of pressing members 252 on the bottom surface of the cover 250, the pressing member 252 presses the voltage balancing board 240 in the direction of the board contact portion 214c of the bus bar 214. By doing so, electrical connection between the voltage balancing board 240 and the board contact portion 214c of the busbar 214 can be maintained even if the bolt is missing or the bolt is loose.

복수개의 가압 부재(252)는 커버(250)의 저면에서 전압 밸런싱 보드(240) 상의 부스바 접촉부(미도시)가 가압될 수 있는 위치에 형성된다. 이때, 가압이 요구되는 전압 밸런싱 보드(240)의 부스바 접촉부(P)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 부스바(214)의 보드 접촉부(214c)에 대응된다.The plurality of pressing members 252 are formed at a position where the busbar contact portion (not shown) on the voltage balancing board 240 can be pressed on the bottom surface of the cover 250. At this time, the busbar contact portion P of the voltage balancing board 240 that is required to be pressed corresponds to the board contact portion 214c of the busbar 214 as shown in FIGS. 5 and 6.

가압 부재(252)의 개수는 울트라 커패시터 모듈(200)에 포함되는 울트라 커패시터(212)의 개수(또는 부스바(214)의 개수)에 따라 결정될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 울트라 커패시터 모듈(200)에 포함되는 울트라 커패시터(212)가 n개인 경우 각 울트라 커패시터(212)들을 연결시키기 위한 부스바(214)는 n-1개가 요구되고, 가압 부재(252)는 부스바(214)의 보드 접촉부(214c)와 대응되는 부스바 접촉부(P)마다 형성되어야 하므로 부스바(214)의 개수와 동일하게 n-1개가 요구된다.The number of pressing members 252 may be determined according to the number of ultracapacitors 212 (or the number of busbars 214) included in the ultracapacitor module 200. In one embodiment, when the number of ultracapacitors 212 included in the ultracapacitor module 200 is n, n-1 busbars 214 for connecting the ultracapacitors 212 are required, and a pressing member ( Since 252 must be formed for each busbar contact portion P corresponding to the board contact portion 214c of the busbar 214, n-1 pieces are required equal to the number of busbars 214.

예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이 울트라 커패시터 모듈(200)이 18개의 울트라 커패시터(212)로 구성되는 경우, 울트라 커패시터(212)들의 연결을 위해 17개의 부스바(214)가 요구되므로 가압 부재(252) 또한 17개가 요구된다.For example, as shown in FIG. 5, when the ultra capacitor module 200 is composed of 18 ultra capacitors 212, 17 busbars 214 are required for connection of the ultra capacitors 212, so the pressing member ( 252) 17 are also required.

일 실시예에 있어서, 가압 부재(252)는 도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이, 탄성을 갖는 탄성부(254)를 더 포함할 수 있다. 탄성부(254)는 전압 밸런싱 보드(240)와 직접 접촉될 수 있도록 가압 부재(240)의 일단으로부터 연장되어 형성된다. 이러한 탄성부(254)는 고무재질로 형성될 수 있다.In one embodiment, the pressing member 252 may further include an elastic portion 254 having elasticity, as shown in FIGS. 2 and 6. The elastic portion 254 is formed to extend from one end of the pressing member 240 so as to be in direct contact with the voltage balancing board 240. This elastic part 254 may be formed of a rubber material.

본 발명에서 가압 부재(252)가 탄성부(254)를 포함하도록 하는 이유는 울트라 커패시터들(212) 마다 울트라 커패시터(212)의 높이 방향으로 단차가 발생할 수 있기 때문에 이를 극복하기 위한 것이다.In the present invention, the reason why the pressing member 252 includes the elastic portion 254 is to overcome this because a step may occur in the height direction of the ultracapacitor 212 for each of the ultracapacitors 212.

구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이 울트라 커패시터(212)의 높이 방향으로 단차가 발생하는 경우 가압 부재(252)로 전압 밸런싱 보드(240)를 가압하면 낮은 높이에 위치한 울트라 커패시터(212a)들에 연결된 부스바(214)는 전압 밸런싱 보드(240)에 전기적으로 연결되지 않지만 높은 위치에 위치한 울트라 커패시터(212b)들에 연결된 부스바(214)만이 전압 밸런싱 보드(240)에 연결되기 때문에, 높은 위치에 배치된 울트라 커패시터(212b) 상에 배치된 가압 부재(252b)의 탄성부(254b)가 낮은 위치에 배치된 울트라 커패시터(212a)상에 배치된 가압 부재(252b)의 탄성부(254b) 보다 상대적으로 더 많이 압축되어 울트라 커패시터들(212a, 212b)간의 단차가 보상되게 함으로써 전압 밸런싱 보드(240)와 모든 부스바(214)간의 전기적 연결이 더욱 견고하게 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.Specifically, when a step occurs in the height direction of the ultracapacitor 212 as shown in FIG. 7, when the voltage balancing board 240 is pressed with the pressing member 252, the ultracapacitors 212a located at a lower height are The connected busbar 214 is not electrically connected to the voltage balancing board 240, but since only the busbar 214 connected to the ultracapacitors 212b located at a high position is connected to the voltage balancing board 240, the high position The elastic portion 254b of the pressing member 252b disposed on the ultracapacitor 212b disposed at a lower position than the elastic portion 254b of the pressing member 252b disposed on the ultracapacitor 212a disposed at a lower position. This is to make the electrical connection between the voltage balancing board 240 and all the busbars 214 more robust by compensating for a step difference between the ultracapacitors 212a and 212b by being relatively more compressed.

상술한 실시예에 있어서는 가압 부재(252)가 커버(250)의 저면에 형성되는 것으로 설명하였다. 하지만, 변형된 실시예에 있어서는 가압 부재(252)를 전압 밸런싱 보드(240)의 상면(커버와 마주보는 면)에 형성할 수도 있을 것이다. 이러한 실시예에 따르는 경우 울트라 커패시터 모듈(200) 조립 과정에서 커버(250)의 상면에 외력이 가해지면 커버(250)의 하면이 전압 밸런싱 보드(240)의 상면에 형성된 가압부재(252)를 가압하게 되어, 이에 따라 전압 밸런싱 보드(240)와 부스바(214)간의 전기적 연결이 더욱 견고하게 된다.In the above-described embodiment, it has been described that the pressing member 252 is formed on the bottom surface of the cover 250. However, in a modified embodiment, the pressing member 252 may be formed on the upper surface (the surface facing the cover) of the voltage balancing board 240. In the case of this embodiment, when an external force is applied to the upper surface of the cover 250 during the assembly process of the ultracapacitor module 200, the lower surface of the cover 250 presses the pressing member 252 formed on the upper surface of the voltage balancing board 240. Accordingly, the electrical connection between the voltage balancing board 240 and the bus bar 214 becomes more robust.

이러한 실시예에 따르는 경우 탄성부(254)는 커버(250)와 직접 접촉될 수 있도록 가압 부재의 일단(커버(250)와 마주보는 부분)에 연장되어 형성된다.According to this embodiment, the elastic portion 254 is formed to extend at one end (a portion facing the cover 250) of the pressing member so as to directly contact the cover 250.

또 다른 실시예에 있어서는 전압 밸런싱 보드(240)를 가압하기 위한 가압 부재(252)가 형성된 별도의 프레임(미도시)을 전압 밸런싱 보드(240)와 커버(250) 사이에 추가로 배치할 수도 있을 것이다. 이러한 실시예에 따르는 경우 기존의 울트라 커패시터 모듈(200)에 가압 부재(252)가 구성된 프레임만을 추가하면 되므로 기존의 울트라 커패시터 모듈(200)에도 적용할 수 있다는 장점이 있다.In another embodiment, a separate frame (not shown) in which the pressing member 252 for pressing the voltage balancing board 240 is formed may be additionally disposed between the voltage balancing board 240 and the cover 250. will be. According to this embodiment, since only the frame in which the pressing member 252 is configured is added to the existing ultra capacitor module 200, there is an advantage that it can be applied to the existing ultra capacitor module 200.

즉, 가압 부재(252)를 통해 부스바(214)의 보드 접촉부(214c)와 대응되는 전압 밸런싱 보드(240)의 부스바 접촉부(P)를 가압할 수 있기만 하다면, 가압 부재(252)가 형성되는 위치는 다양하게 변경 가능할 것이다. That is, as long as it is possible to press the busbar contact portion P of the voltage balancing board 240 corresponding to the board contact portion 214c of the busbar 214 through the pressing member 252, the pressing member 252 is formed. It will be possible to change the location in various ways.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will appreciate that the above-described present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof.

그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

200: 울트라 커패시터 모듈 210: 울트라 커패시터 어레이
212: 울트라 커패시터 214: 부스바
220: 모듈 케이스 230: 고정 프레임
240: 전압 밸런싱 보드 250: 커버
252: 가압 부재 254: 탄성부200: ultra capacitor module 210: ultra capacitor array
212: ultra capacitor 214: busbar
220: module case 230: fixed frame
240: voltage balancing board 250: cover
252: pressing member 254: elastic portion

Claims (16)

복수개의 울트라 커패시터(212) 및 서로 인접한 2개의 울트라 커패시터들(212)을 전기적으로 연결시키는 복수개의 부스바(214)를 포함하는 울트라 커패시터 어레이(210);
상기 울트라 커패시터 어레이(210)가 수용되는 모듈 케이스(220);
상기 울트라 커패시터 어레이(220) 상에서 상기 각 부스바(214)와 볼팅 체결되어 상기 울트라 커패시터(212)들 간의 전압 밸런싱을 수행하는 전압 밸런싱 보드(240);
상기 모듈 케이스(220)의 상부를 밀폐시켜, 상기 전압 밸런싱 보드(240)를 덮는 커버(250); 및
상기 커버(250)와 상기 모듈 케이스(220)의 결합시, 상기 전압 밸런싱 보드(240)를 상기 부스바(214) 방향으로 가압하여 상기 전압 밸런싱 보드(240)와 상기 부스바(214) 간의 전기적 연결을 지속시키는 복수개의 가압 부재(252)를 포함하며,
상기 가압부재(252)는 상기 커버(250)의 하면에서 돌출되어, 상기 전압 밸런싱 보드(240)의 상면을 지지하는 것을 특징으로 하는 전압 밸런싱 보드를 갖는 울트라 커패시터 모듈.Ultracapacitor array 210 including a plurality of ultracapacitors 212 and a plurality of busbars 214 electrically connecting two adjacent ultracapacitors 212 to each other;
A module case 220 in which the ultra capacitor array 210 is accommodated;
A voltage balancing board 240 which is bolted to each of the busbars 214 on the ultracapacitor array 220 to perform voltage balancing between the ultracapacitors 212;
A cover 250 covering the voltage balancing board 240 by sealing an upper portion of the module case 220; And
When the cover 250 and the module case 220 are coupled, the voltage balancing board 240 is pressed in the direction of the bus bar 214 to reduce electrical power between the voltage balancing board 240 and the bus bar 214. It includes a plurality of pressing members 252 to sustain the connection,
The pressure member 252 protrudes from the lower surface of the cover 250 and supports the upper surface of the voltage balancing board 240. An ultra capacitor module having a voltage balancing board. 제1항에 있어서,
상기 복수개의 가압 부재(252)는,
상기 커버(250)의 저면에 상기 커버(250)와 일체형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전압 밸런싱 보드를 갖는 울트라 커패시터 모듈.The method of claim 1,
The plurality of pressing members 252,
Ultra capacitor module having a voltage balancing board, characterized in that formed integrally with the cover (250) on the bottom of the cover (250). 제1항에 있어서,
상기 부스바(214)에는 제1 울트라 커패시터의 양극과의 결합을 위한 제1 홀(214a) 및 제2 울트라 커패시터의 음극과의 결합을 위한 제2 홀(214b)과, 상기 제1 홀과 제2 홀 사이에 배치되어 상기 전압 밸런싱 보드와 전기적으로 연결되는 보드 접촉부(214c)가 형성되어 있고,
상기 복수개의 가압 부재(252)는, 상기 커버(250)의 저면에서 상기 부스바(214)의 상기 보드 접촉부(214c)에 대응되는 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 전압 밸런싱 보드를 갖는 울트라 커패시터 모듈.The method of claim 1,
The busbar 214 includes a first hole 214a for coupling with the anode of the first ultracapacitor, a second hole 214b for coupling with the cathode of the second ultracapacitor, and the first hole and the first hole. 2 A board contact part 214c is formed between the holes and electrically connected to the voltage balancing board,
The plurality of pressing members 252 are formed in a region corresponding to the board contact portion 214c of the bus bar 214 on the bottom of the cover 250, and an ultra capacitor module having a voltage balancing board. . 제2항에 있어서,
상기 전압 밸런싱 보드(240)에는, 상기 각 부스바(214)의 적어도 일부를 노출시키는 복수개의 만입부(242)가 소정 간격 이격되어 형성되어 있고,
상기 복수개의 가압 부재(252)는, 상기 커버(250)의 저면에서 상기 전압 밸런싱 보드(240)의 만입부(242)들 사이의 영역인 부스바 접촉부(P)에 대응되는 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 전압 밸런싱 보드를 갖는 울트라 커패시터 모듈.The method of claim 2,
In the voltage balancing board 240, a plurality of indentations 242 exposing at least a portion of each of the bus bars 214 are formed at predetermined intervals,
The plurality of pressing members 252 are formed in a region corresponding to the busbar contact portion P, which is an area between the indentations 242 of the voltage balancing board 240 on the bottom surface of the cover 250. Ultra capacitor module with a voltage balancing board characterized by. 제1항에 있어서,
상기 복수개의 가압 부재(252)는,
상기 전압 밸런싱 보드(240)의 양면 중 상기 커버(250)와 마주보는 일면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 전압 밸런싱 보드를 갖는 울트라 커패시터 모듈.The method of claim 1,
The plurality of pressing members 252,
Ultra capacitor module having a voltage balancing board, characterized in that formed on one side of the two sides of the voltage balancing board (240) facing the cover (250). 제5항에 있어서,
상기 부스바(214)에는, 제1 울트라 커패시터의 양극과의 결합을 위한 제1 홀(214a) 및 제2 울트라 커패시터의 음극과의 결합을 위한 제2 홀(214b)과, 상기 제1 홀과 제2 홀 사이에 배치되어 상기 전압 밸런싱 보드와 전기적으로 연결되는 보드 접촉부(214c)가 형성되어 있고,
상기 복수개의 가압 부재(252)는, 상기 전압 밸런싱 보드(240)의 양면 중 상기 커버(250)와 마주보는 일면 상에서 상기 부스바(214)의 상기 보드 접촉부(214c)에 대응되는 영역인 부스바 접촉부(P)에 형성되는 것을 특징으로 하는 전압 밸런싱 보드를 갖는 울트라 커패시터 모듈.The method of claim 5,
The bus bar 214 includes a first hole 214a for coupling with the anode of the first ultracapacitor and a second hole 214b for coupling with the cathode of the second ultracapacitor, and the first hole A board contact portion 214c disposed between the second holes and electrically connected to the voltage balancing board is formed,
The plurality of pressing members 252 is a bus bar that is an area corresponding to the board contact portion 214c of the bus bar 214 on one side of both sides of the voltage balancing board 240 facing the cover 250 Ultra capacitor module having a voltage balancing board, characterized in that formed on the contact (P). 제5항에 있어서,
상기 전압 밸런싱 보드(240)에는, 상기 각 부스바(214)의 적어도 일부를 노출시키는 복수개의 만입부(242)가 소정 간격 이격되어 형성되어 있고,
상기 복수개의 가압 부재(252)는, 상기 전압 밸런싱 보드(240)의 양면 중 상기 커버(250)와 마주보는 일면 상에서 상기 만입부(242)들 사이의 영역인 부스바 접촉부(P)에 형성되는 것을 특징으로 하는 전압 밸런싱 보드를 갖는 울트라 커패시터 모듈.The method of claim 5,
In the voltage balancing board 240, a plurality of indentations 242 exposing at least a portion of each of the bus bars 214 are formed at predetermined intervals,
The plurality of pressing members 252 are formed in the busbar contact portion P, which is an area between the indentations 242 on one surface of both surfaces of the voltage balancing board 240 facing the cover 250 Ultra capacitor module having a voltage balancing board, characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 모듈 케이스(220) 내에 수용된 상기 울트라 커패시터 어레이(210)를 고정시키는 고정 프레임(230)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 밸런싱 보드를 갖는 울트라 커패시터 모듈.The method of claim 1,
Ultra capacitor module having a voltage balancing board, characterized in that it further comprises a fixed frame (230) for fixing the ultra capacitor array (210) accommodated in the module case (220). 제8항에 있어서,
상기 고정 프레임(230)은, 테두리(232), 상기 테두리(232) 내에서 가로 방향으로 형성된 제1 지지부(234), 및 상기 제1 지지부(234)와 교차하도록 세로 방향으로 형성된 복수개의 제2 지지부(236)를 포함하고,
상기 테두리(232), 상기 제1 지지부(234), 및 상기 복수개의 제2 지지부(236)에 의해 형성되는 복수개의 구역(238)을 통해 상기 각 부스바(214)의 적어도 일부가 상기 전압 밸런싱 보드(240) 쪽으로 노출되는 것을 특징으로 하는 전압 밸런싱 보드를 갖는 울트라 커패시터 모듈.The method of claim 8,
The fixing frame 230 includes an edge 232, a first support portion 234 formed in a horizontal direction within the edge 232, and a plurality of second support portions 234 formed in a vertical direction to cross the first support portion 234 Including a support 236,
At least a portion of each of the busbars 214 is the voltage balancing through a plurality of regions 238 formed by the rim 232, the first support 234, and the plurality of second support 236 Ultra capacitor module having a voltage balancing board, characterized in that exposed toward the board (240). 제1항에 있어서,
상기 복수개의 가압 부재(252)는,
상기 각 가압 부재(252)의 일단으로부터 연장되어 형성된 탄성부(254)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 밸런싱 보드를 갖는 울트라 커패시터 모듈.The method of claim 1,
The plurality of pressing members 252,
Ultracapacitor module having a voltage balancing board, characterized in that it comprises an elastic portion (254) formed to extend from one end of each of the pressing member (252). 제10항에 있어서,
상기 탄성부(254)는,
울트라 캐패시터들(212a, 212b)의 높이 방향으로 단차가 존재할 때, 상기 단차에 따라 상대적으로 압축되어 모든 부스바(214)가 상기 전압 밸런싱 보드(240)에 전기적으로 연결되게 하는 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터 모듈.The method of claim 10,
The elastic part 254,
Ultra Capacitor module. 제10항에 있어서,
상기 탄성부(254)는 고무 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 전압 밸런싱 보드를 갖는 울트라 커패시터 모듈.The method of claim 10,
The elastic part 254 is an ultra capacitor module having a voltage balancing board, characterized in that formed of a rubber material. 제1항에 있어서,
상기 전압 밸런싱 보드(240)에는, 각 울트라 커패시터(212)의 전압을 밸런싱하는 복수개의 전압 밸런싱 회로(240)가 실장되고,
상기 전압 밸런싱 회로(240)는,
울트라 커패시터(212)의 전압을 지속적으로 방전시키는 제1 밸런싱부(410); 및
상기 울트라 커패시터(212)의 전압이 임계전압을 초과하면 상기 울트라 커패시터(212)의 전압이 상기 임계전압 이하가 될 때까지 상기 울트라 커패시터(212)의 전압을 방전시키는 제2 밸런싱부(420)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 밸런싱 보드를 갖는 울트라 커패시터 모듈.The method of claim 1,
The voltage balancing board 240 is mounted with a plurality of voltage balancing circuits 240 for balancing the voltage of each ultracapacitor 212,
The voltage balancing circuit 240,
A first balancing unit 410 for continuously discharging the voltage of the ultra capacitor 212; And
When the voltage of the ultracapacitor 212 exceeds the threshold voltage, a second balancing unit 420 discharges the voltage of the ultracapacitor 212 until the voltage of the ultracapacitor 212 becomes less than the threshold voltage. Ultra capacitor module having a voltage balancing board, characterized in that it comprises. 제13항에 있어서,
상기 제1 밸런싱부(410) 및 상기 제2 밸런싱부(420)는 상기 울트라 커패시터(212)에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 전압 밸런싱 보드를 갖는 울트라 커패시터 모듈.The method of claim 13,
The ultra capacitor module having a voltage balancing board, characterized in that the first balancing unit 410 and the second balancing unit 420 are connected to the ultra capacitor 212 in parallel. 제13항에 있어서,
상기 제2 밸런싱부(420)는,
상기 울트라 커패시터(212)의 전압을 모니터링하여 상기 울트라 커패시터(212)의 전압이 임계전압을 초과하는지 여부를 판단하는 전압 검출부(422);
상기 전압 검출부(422)에 의해 상기 울트라 커패시터(212)의 전압이 상기 임계전압을 초과하는 것으로 판단되면 턴온된 후 상기 울트라 커패시터(212)의 전압이 상기 임계전압 이하가 되면 턴오프되는 스위치(424); 및
상기 스위치(424)가 턴온되면 상기 울트라 커패시터(212)와 직렬로 연결되어 상기 울트라 커패시터(212)의 전압을 방전시키는 제1 저항(R4)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 밸런싱 보드를 갖는 울트라 커패시터 모듈.The method of claim 13,
The second balancing unit 420,
A voltage detection unit 422 that monitors the voltage of the ultracapacitor 212 and determines whether the voltage of the ultracapacitor 212 exceeds a threshold voltage;
When it is determined by the voltage detection unit 422 that the voltage of the ultracapacitor 212 exceeds the threshold voltage, the switch 424 is turned on and then turned off when the voltage of the ultracapacitor 212 falls below the threshold voltage. ); And
When the switch 424 is turned on, it is connected in series with the ultracapacitor 212 to discharge the voltage of the ultracapacitor 212. An ultracapacitor having a voltage balancing board, characterized in that it comprises a first resistor R4 module. 제15항에 있어서,
상기 제2 밸런싱부(420)는,
상기 임계전압의 값을 조절하기 위한 제2 저항(R2) 및 제3 저항(R3)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 밸런싱 보드를 갖는 울트라 커패시터 모듈.
The method of claim 15,
The second balancing unit 420,
An ultra capacitor module having a voltage balancing board, further comprising a second resistor (R2) and a third resistor (R3) for adjusting the value of the threshold voltage.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009170687A (en) * 2008-01-17 2009-07-30 Meidensha Corp Electrochemical power storage element module
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009170687A (en) * 2008-01-17 2009-07-30 Meidensha Corp Electrochemical power storage element module
KR101490054B1 (en) * 2013-10-17 2015-02-04 엘에스엠트론 주식회사 Ultracapacitor Module Using PCB assembly And The Manufacturing Method of it

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