KR102377309B1 - 울트라 커패시터 모듈 - Google Patents

울트라 커패시터 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR102377309B1
KR102377309B1 KR1020160003362A KR20160003362A KR102377309B1 KR 102377309 B1 KR102377309 B1 KR 102377309B1 KR 1020160003362 A KR1020160003362 A KR 1020160003362A KR 20160003362 A KR20160003362 A KR 20160003362A KR 102377309 B1 KR102377309 B1 KR 102377309B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bare
type
bare cell
electrode surface
cells
Prior art date
Application number
KR1020160003362A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170083895A (ko
Inventor
이정걸
김태현
Original Assignee
엘에스머트리얼즈 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘에스머트리얼즈 주식회사 filed Critical 엘에스머트리얼즈 주식회사
Priority to KR1020160003362A priority Critical patent/KR102377309B1/ko
Publication of KR20170083895A publication Critical patent/KR20170083895A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102377309B1 publication Critical patent/KR102377309B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/10—Multiple hybrid or EDL capacitors, e.g. arrays or modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00—Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/02—Mountings
    • H01G2/04—Mountings specially adapted for mounting on a chassis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Abstract

접촉 저항의 감소를 통해 발열을 최소화시킬 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 울트라 커패시터 모듈은, 지지부재(310); 상기 지지부재(310)의 일면에 배치되고, 제1 극성의 제1 전극면 및 상기 제1 극성과 반대되는 극성인 제2 극성의 제2 전극면을 갖는 n개(n은 자연수)의 베어셀(320a~320n)로 구성된 제1 타입 베어셀(320); 상기 지지부재(310)의 일면의 반대면인 타면에 배치되고, 상기 제1 전극면 및 상기 제2 전극면을 갖는 n개의 베어셀(330a~330n)로 구성된 제2 타입 베어셀(330); 및 상기 베어셀(320a~320n, 330a~330n)을 서로 전기적으로 연결시키는 하나 이상의 부스바(340, 350, 360)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

울트라 커패시터 모듈{Ultra Capacitor Module}
본 발명은 울트라 커패시터에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 복수개의 울트라 커패시터들로 구성된 울트라 커패시터 모듈에 관한 것이다.
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.
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.
일반적인 울트라 커패시터는 활성탄소(Activated Carbon)가 코팅된 알루미늄 집전체와 분리막(Separator)이 원형으로 권취되어 알루미늄 케이스 내에 내장된 형태로 구성된다.
도 1에 일반적인 울트라 커패시터의 구성이 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 울트라 커패시터(100)는 원통형의 케이스(102), 상기 케이스(102) 내에 배치되며 양극(112), 음극(114), 및 분리막(미도시)이 권취되어 구성된 베어셀(110), 상기 베어셀(110)의 양극(112)에 연결된 제1 내부 터미널(122), 상기 베어셀(110)의 음극(114)에 연결된 제2 내부 터미널(124), 상기 제1 내부 터미널(122)에 연결되며 돌출부를 갖는 제1 외부 터미널(132), 및 상기 제2 내부 터미널(124)에 연결되며 돌출부를 갖는 제2 외부 터미널(134)를 포함한다.
이러한 울트라 커패시터 하나의 전압은 3V이하에 불과하므로 울트라 커패시터를 고전압 어플리케이션에 이용하고자 하는 경우, 다수개의 울트라 커패시터를 직렬로 연결하여 구성한 울트라 커패시터 모듈이 이용된다.
도 2는 도 1에 도시된 울트라 커패시터들로 구성된 울트라 커패시터 모듈의 구성이 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같은 울트라 커패시터 모듈(140)은 도 1에 도시된 바와 같은 구성을 갖는 울트라 커패시터(100)들을 서로 전기적으로 연결함에 의해 구성된다.
구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같은 울트라 커패시터 모듈(140)은 서로 인접한 울트라 커패시터(100a, 100b)들의 제1 외부 터미널(132a) 및 제2 외부 터미널(134b)을 부스바(Busbar)(150) 체결 등과 같은 물리적 접촉을 통해 서로 전기적으로 연결함으로써 구성된다.
즉, 제1 울트라 커패시터(100a)의 양극(112)에 연결된 제1 외부 터미널(132a)과 제1 울트라 커패시터(100a)에 이웃하는 제2 울트라 커패시터(100b)의 음극(114)에 연결된 제2 외부 터미널(134b)이 부스바(150)를 통해 연결됨으로써 울트라 커패시터 모듈(140)이 구성된다.
하지만, 상술한 바와 같은 종래의 울트라 커패시터 모듈의 경우 서로 인접하는 울트라 커패시터들을 연결하기 위한 부스바 외에도 내부 터미널 및 외부 터미널과 같은 부품이 추가로 요구되기 때문에 접촉 저항이 증가하게 될 뿐만 아니라 울트라 커패시터 모듈의 제조 단가는 물론 조립 공정의 수가 상승하게 된다는 문제점이 있다.
또한, 종래의 울트라 커패시터 모듈의 경우, 접촉저항 증가로 인하여 발생되는 열로 인해 발화나 폭발과 같은 사고가 발생할 수 있으며, 울트라 커패시터 모듈 전체의 에너지 효율이 저하된다는 문제점이 있다.
이외에도, 상술한 바와 같은 종래의 울트라 커패시터 모듈의 경우, 울트라 커패시터 모듈을 구성하기 위한 케이스 이외에 울트라 커패시터 자체의 케이스가 별도로 요구되므로, 제조단가가 추가로 상승하게 된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 접촉 저항의 감소를 통해 발열을 최소화시킬 수 있는 울트라 커패시터 모듈을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 단일 케이스로 구성된 울트라 커패시터 모듈을 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 내압 특성을 개선시킬 수 있는 울트라 커패시터 모듈을 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 울트라 커패시터 모듈 내에 함침되어야 하는 전해액의 양을 최소화시킬 수 있는 울트라 커패시터 모듈을 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 울트라 커패시터 모듈은, 지지부재(310); 상기 지지부재(310)의 일면에 배치되고, 제1 극성의 제1 전극면(Pn) 및 상기 제1 극성과 반대되는 극성인 제2 극성의 제2 전극면(Nn)을 갖는 하나 이상의 베어셀(320a~320n)로 이루어진 제1 타입 베어셀(320); 상기 지지부재(310)의 일면의 반대면인 타면에 배치되고, 상기 제1 전극면(Pn) 및 상기 제2 전극면(Nn)을 갖는 하나 이상의 베어셀(330a~330n)로 이루어진 제2 타입 베어셀(330); 및 상기 베어셀(320a~320n, 330a~330n)을 서로 전기적으로 연결시키는 하나 이상의 부스바(340, 350, 360)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 하나 이상의 부스바(340, 350, 360) 및 상기 지지부재(310)는 일체형으로 형성된다.
한편, n이 2 이상일 때, 각 타입의 베어셀(320, 330)에서 인접한 2개의 베어셀들은 서로 반대되는 극성을 갖는 전극면이 동일한 방향을 향하도록 배치되고, 상기 지지부재(310)를 사이에 두고 서로 대응되는 위치에 있는 상기 제1 타입 베어셀(320)의 베어셀(320a~320n)과 상기 제2 타입 베어셀(330)의 베어셀(330a~330n)은 서로 반대되는 극성을 갖는 전극면이 동일한 방향을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 하나 이상의 부스바(340, 350, 360)는, 상기 제1 타입 베어셀(320)에 포함된 베어셀(320a~320n)과 상기 제2 타입 베어셀(330)에 포함된 베어셀(330a~330n)을 전기적으로 연결시키는 n개의 제1 타입 부스바(340)를 포함하고, 상기 제1 타입 부스바(340)는, 상기 지지부재(310)를 관통하여 상기 제1 타입 베어셀(320)에 포함된 베어셀(320a~330n)의 제1 전극면(Pn)과 상기 제2 타입 베어셀(330)에 포함된 베어셀(330a~330n)의 제2 전극면(Nn)에 결합되거나, 상기 지지부재(310)를 관통하여 상기 제1 타입 베어셀(320)에 포함된 베어셀(320a~330n)의 제2 전극면(Nn)과 상기 제2 타입 베어셀(330)에 포함된 베어셀(330a~330n)의 제1 전극면(Pn)에 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하나 이상의 부스바(340, 350, 360)는, 동일한 타입의 베어셀(320, 330)에 포함된 2개의 베어셀들을 전기적으로 연결시키는 n-1개의 제2 타입 부스바(350)를 더 포함하고, 상기 제2 타입 부스바(350)는, 상기 2개의 베어셀들 중 어느 하나의 베어셀의 제1 전극면에 결합되는 제1 결합부재(352a, 352b); 상기 2개의 베어셀들 중 나머지 하나의 베어셀의 제2 전극면에 결합되는 제2 결합부재(354a, 354b); 및 상기 제1 결합부재(352a, 352b) 및 제2 결합부재(354a, 354b)와 일체로 형성되어 상기 제1 결합부재(352a, 352b) 및 상기 제2 결합부재(354a, 354b)를 연결시키는 제1 연결부재(356a, 356b)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1 결합부재(352a, 352b) 및 상기 제2 결합부재(354a, 354b)는, 상기 제1 연결부재(356a, 356b)의 일변에서 소정 간격 이격되어 배치되고, 상기 제1 연결부재(356a, 356b)와 수직한 방향으로 연장되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로 상기 제1 연결부재(356a, 356b)는 상기 지지부재(310) 내에 상기 지지부재(310)와 평행한 방향으로 배치되고, 상기 제1 결합부재(352a, 352b) 및 제2 결합부재(354a, 354b)는, 상기 지지부내(310) 내에 배치된 상기 제1 연결부재(356a, 356b)의 일변에서 상기 지지부재(310)의 일면 또는 타면을 관통하도록 연장되어 상기 어느 하나의 베어셀의 제1 전극면(Pn) 및 상기 나머지 하나의 베어셀의 제2 전극면(Nn)에 결합된다.
상기 하나 이상의 부스바(340, 350, 360)는, 각 타입의 베어셀(320, 330)에 포함된 베어셀들(320a~330n, 330a~330n) 중 2개의 베어셀을 외부의 부하와 전기적으로 연결시키는 2개의 제3 타입 부스바(360)를 더 포함하고, 상기 제3 타입 부스바(360)는 상기 2개의 베어셀들 중 어느 하나의 베어셀의 제1 전극면(Pn)에 결합되는 제3 결합부재(362a)와 상기 제3 결합부재(362a)와 결합되어 상기 제3 결합부재(362a)를 상기 부하의 제1 전극단자와 전기적으로 연결시키는 제2 연결부재(364a)로 이루어진 제1 부스바(360a); 및 상기 2개의 베어셀들 중 나머지 하나의 베어셀의 제2 전극면(Nn)에 결합되는 제3 결합부재(362b)와 상기 제3 결합부재(326b)와 일체로 형성되어 상기 제3 결합부재(326b)를 상기 부하의 제2 전극단자와 전기적으로 연결시키는 제2 연결부재(364b)로 이루어진 제2 부스바(360b)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제3 결합부재(362a, 362b)는 상기 제2 연결부재(364a, 364b)의 일변에서 상기 제2 연결부재(364a, 364b)와 수직한 방향으로 연장되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 제2 연결부재(364a, 364b)는 상기 지지부재(310)와 평행한 방향으로 배치되되, 상기 제2 연결부재(364a, 364b)의 일변이 상기 지지부재(310) 내에 배치되고 상기 제2 연결부재(364a, 364b)의 일변과 마주보는 타변이 상기 지지부재(310)의 측면을 통해 외부로 노출되도록 배치되며, 상기 제3 결합부재(362a, 362b)는, 상기 지지부내(310) 내에 배치된 상기 제2 연결부재(364a, 364b)의 일변에서 상기 지지부재(310)의 일면 또는 타면을 관통하도록 연장되어 상기 어느 하나의 베어셀의 제1 전극면(Pn) 또는 상기 나머지 하나의 베어셀의 제2 전극면(Nn)에 결합되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 제2 연결부재(364a, 364b)에는 상기 부하의 제1 전극단자 또는 제2 전극단자가 연결되는 체결공(366a, 366b)이 형성되어 있을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 지지부재(310)의 일면에는 상기 제1 타입 베어셀(320)의 베어셀(320a~320n)이 배치되는 적어도 하나의 홈(312)이 상기 베어셀(320a~320n)의 길이 방향을 따라 패턴 형성되어 있고, 상기 지지부재(310)의 타면에는 상기 제2 타입 베어셀(330)의 베어셀(330a~330n0이 배치되는 적어도 하나의 홈(312)이 상기 베어셀(330a~330n)의 길이 방향을 따라 패턴 형성되어 있을 수 있다.
상기 울트라 커패시터 모듈은, 상기 제1 타입 베어셀(320)에 포함된 베어셀(320a~320n)이 수용되는 하나 이상의 수용홀을 갖는 제1 모듈 케이스(370); 및 상기 제2 타입 베어셀(330)에 포함된 베어셀(330a~330n)이 수용되는 하나 이상의 수용홀(382)를 갖는 제2 모듈 케이스(380)를 더 포함할 수 있고, 상기 제1 모듈 케이스(370)는 상기 지지부재(310)의 일면에 결합되고, 상기 제2 모듈 케이스(380)는 상기 지지부재(310)의 타면에 결합되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1 모듈 케이스(370) 및 상기 제2 모듈 케이스(380)의 외주면은 렌티큘러 패턴 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 하나의 부스바가 2개의 베어셀의 전극면에 직접 결합되어 2개의 베어셀을 전기적으로 연결시킬 수 있어 기존의 외부 터미널 및 외부 터미널은 물론, 부스바의 체결을 위한 결합부재 등과 같은 부품을 생략할 수 있어 접촉저항을 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 부스바가 베어셀의 전극면 전체를 완전히 커버하도록 베어셀의 전극면에 결합되기 때문에 접촉저항을 더욱 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 접촉저항의 감소를 통해 울트라 커패시터 모듈의 발열을 최소화시킴과 동시에 울트라 커패시터 모듈 전체의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 알루미늄 케이스가 제거된 베어셀 상태로 울트라 커패시터 모듈이 구현되기 때문에, 기존의 알루미늄 케이스로 인한 울트라 커패시터 모듈의 무게 및 제조 단가를 감소시킬 수 있다는 효과도 있다.
또한, 본 발명에 따르면 지지부재의 일면에 제1 타입 베어셀을 배치하고 지지지부재의 타면에 제2 타입 베어셀을 배치함으로써 지지부재의 양면에 동일한 압력이 가해지도록 하여 울트라 커패시터 모듈의 내압 특성을 개선시킬 수 있다는 효과도 있다.
또한, 본 발명에 따르면 제1 타입 베어셀 및 제2 타입 베어셀이 배치되는 지지부재에 복수개의 홈이 형성되기 때문에 울트라 커패시터 모듈 내에 함침되는 전해액의 양을 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 울트라 커패시터의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 2는 일반적인 울트라 커패시터 모듈의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시에에 따른 울트라 커패시터 모듈의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 울트라 커패시터 모듈의 분해 사시도이다.
도 5는 부스바와 일체로 형성된 지지부재의 분해 사시도이다.
도 6은 도 4에 도시된 지지부재의 A-A'를 절단한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지지부재의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 울트라 커패시터 모듈의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 울트라 커패시터 모듈의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
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.
"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.
"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.
이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 울트라 커패시터 모듈의 사시도이고, 도4는 도 3에 도시된 울트라 커패시터 모듈의 분해 사시도이며, 도 5는 부스바와 일체로 형성된 지지부재의 분해 사시도이며, 도 6은 도 4에 도시된 지지부재의 A-A'를 절단한 단면도이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 울트라 커패시터 모듈(300)은 지지부재(310), 제1 타입 베어셀(320), 제2 타입 베어셀(330), 하나 이상의 부스바(340~360), 제1 모듈 케이스(370), 및 제2 모듈 케이스(380)를 포함한다.
먼저, 지지부재(310)는 일면에 제1 타입 베어셀(320)이 배치되고, 일면의 반대면인 타면에 제2 타입 베어셀(330)이 배치된다.
이때, 지지부재(310)의 일면은 도 3에 도시된 바와 같이 울트라 커패시터 모듈(300)이 눕혀진 상태를 기준으로 할 때 상면이 되고, 타면은 하면이 될 수 있다. 다른 예로, 울트라 커패시터 모듈(300)이 세워진 상태를 기준으로 할 때 지지부재(310)의 일면은 좌측면이 되고 타면은 우측면이 될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 지지부재(310)를 사이에 두고 제1 타입 베어셀(320) 및 제2 타입 베어셀(330)을 배치함으로써 지지부재(310)의 양면에 동일한 압력이 가해지도록 하여 울트라 커패시터 모듈(300)의 내압 특성을 개선시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 지지부재(310)는 하나 이상의 부스바(340~360)와 일체로 형성될 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 하나 이상의 부스바(340~360)가 지지부재(310)를 관통하여 형성될 수 있도록 지지부재(310)는 하나 이상의 부스바(340~360)와 일체로 형성된다. 이때, 지지부재(310)와 하나 이상의 부스바(340~360)는 인서트 몰딩(Insert Molding) 기법을 통해 일체로 형성될 수 있다.
상술한 실시예에 있어서는 인서트 몰딩 기법을 통해 지지부재(310)와 하나 이상의 부스바(340~360)를 일체로 형성하는 것으로 기재하였지만, 하나 이상의 부스바(340~360)가 지지부재(310)를 관통하여 형성될 수 있다면 이에 한정되지 않고 다양한 방법이 이용될 수도 있을 것이다.
일 실시예에 있어서, 지지부재(310)는 열가소성 수지 중 전해액에 반응하지 않는 재료로 형성될 수 있다. 예컨대, 지지부재(310)는 폴리프로필렌(Polypropylene) 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Polybutylene Terephthalate) 등과 같은 열가소성 수지로 형성될 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 제1 타입 베어셀(320)은 지지부재(310)의 일면에 배치된다. 제1 타입 베어셀(320)은 n개(n은 자연수)의 베어셀로 구성된다. 일 실시예에 있어서, 제1 타입 베어셀(320)은 도 4에 도시된 바와 같이 3개의 베어셀(320a~320c)들로 구성될 수 있다.
제2 타입 베어셀(330)은 지지부재(310)의 타면에 배치된다. 제2 타입 베어셀(330)은 n개의 베어셀로 구성된다. 이때, 제1 타입 베어셀(320)에 포함되는 베어셀의 개수와 제2 타입 베어셀(330)에 포함되는 베어셀의 개수는 동일하게 설정된다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 타입 베어셀(320)이 3개의 베어셀(320a~320c)을 포함하는 경우 제2 타입 베어셀(330) 또한 3개의 베어셀(330a~330c)들을 포함한다.
한편, 제1 타입 베어셀(320)에 포함된 베어셀(320a~320c)들은 제1 모듈 케이스(370)에 직접 수용되고, 제2 타입 베어셀(330)에 포함된 베어셀(330a~330c)들은 제2 모듈 케이스(380)에 직접 수용됨으로써 울트라 커패시터 모듈(300)을 구성하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 울트라 커패시터 모듈(300)의 경우, 기존의 울트라 커패시터에서 필수적으로 요구되었던 알루미늄 케이스가 제거된 베어셀(320a~320c, 330a~330c) 상태로 직접 제1 및 제2 모듈 케이스(370, 380)에 삽입되어 구성되므로 기존의 울트라 커패시터를 구성하는 알루미늄 케이스를 제거할 수 있어 이중 케이싱으로 인한 제조 단가의 상승을 방지함은 물론 울트라 커패시터 모듈(300)의 무게를 감소시킬 수 있게 된다.
도 4에서는, 제1 타입 베어셀(320) 및 제2 타입 베어셀(330)이 각각 3개의 베어셀들(320a~320c, 330a~330c)을 포함하는 것으로 도시하였지만, 이는 하나의 예일 뿐 제1 타입 베어셀(320) 및 제2 타입 베어셀(330)에 포함되는 베어셀의 개수는 울트라 커패시터 모듈(300)이 적용될 어플리케이션에서 요구되는 전압에 따라 다양하게 결정될 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 제1 타입 베어셀(320) 및 제2 타입 베어셀(330)이 3개의 베어셀(320a~320c, 330a~330c)들로 구성되는 것으로 기재한다.
이하, 제1 및 제2 타입 베어셀(320, 330)에 포함되는 베어셀(320a~320c, 330a~330c)에 대해 구체적으로 설명한다.
베어셀(320a~320c, 330a~330c)은 전극소자라 불리는 것으로서, 본 발명에 따른 베어셀(320a~320c, 330a~330c)은 도 4에 도시된 바와 같이 제1 극성을 갖는 제1 전극면(P) 및 제1 극성과 반대 극성인 제2 극성을 갖는 제2 전극면(N)을 갖는다. 이때, 제1 극성이 양극(+)이면 제2 극성은 음극(-)이 되고, 제1 극성이 음극(-)이면 제2 극성은 양극(+)이 된다.
일 실시예에 있어서, 각 베어셀(320a~320c, 330a~330c)들은 제1 극성을 갖는 제1 전극 플레이트(미도시) 및 제2 극성을 갖는 제2 전극 플레이트(미도시) 사이에 분리막(미도시)을 배치하고, 제1 전극 플레이트, 분리막, 제2 전극 플레이트를 권취함에 의해 형성된다. 권취된 베어셀(320a~320c, 330a~330c)의 일단이 제1 전극면(P)이 되고, 타단이 제2 전극면(N)이 된다.
상술한 실시예에 있어서는 분리막이 제1 전극 플레이트 및 제2 전극 플레이트 사이에만 개재되는 것으로 설명하였지만, 제1 전극 플레이트 또는 제2 전극 플레이트가 외부로 노출되지 않도록 하기 위해 제1 전극 플레이트 또는 제2 전극 플레이트의 외부에도 분리막이 추가로 배치될 수 있다.
즉, 각 베어셀(320a~320c, 330a~330c)은 분리막-제1 전극 플레이트-분리막-제2 전극 플레이트 순서로 적층되어 권취되거나, 제1 전극 플레이트-분리막-제2 전극플레이트-분리막 순서로 적층되어 권취될 수 있다.
이때, 제1 전극 플레이트 및 제2 전극 플레이트는 금속재질의 집전체 및 집전체의 양면에 활성탄소(Activated Carbon)를 이용하여 형성된 활성물질층을 포함한다. 제1 및 제2 전극 플레이트(410)를 구성하는 집전체는 금속 포일(Foil)을 이용하여 구성될 수 있고, 활성물질층은 집전체의 양면에 코팅되어 구성될 수 있다. 활성물질층은 전기에너지가 저장되는 부분이며, 집전체는 활성물질층으로부터 방출되거나 공급되는 전하의 이동통로 역할을 한다.
한편, 각 베어셀(320a~320c, 330a~330c)에는 전기 에너지의 충전을 위한 전해액이 함침된다. 이때, 전해액의 함침은 각 베어셀(320a~320c, 330a~330c)을 전해액이 채워져 있는 용기 속에 일정시간 침지시킴으로써 수행될 수 있다.
상술한 실시예에 있어서는 전해액이 각 베어셀(320a~320c, 330a~330c)에 함침되는 것으로 설명하였지만, 다른 실시예에 있어서는 전해액이 각 베어셀(320a~320c, 330a~330c)의 제1 전극 플레이트 및 제2 전극 플레이트에 직접 코팅될 수도 있다.
한편, 도 4에서는 각 베어셀(320a~320c, 330a~330c)이 원형으로 권취된 것으로 도시하였지만, 이는 하나의 예에 불과할 뿐 각 베어셀(320a~320c, 330a~330c)은 다각형 형상으로 권취될 수도 있을 것이다.
일 실시예에 있어서, 각 타입의 베어셀(320, 330) 내에서 서로 인접한 2개의 베어셀들은 서로 반대되는 극성을 갖는 전극면이 동일한 방향을 향하도록 배치된다. 또한, 각 타입의 베어셀(320, 330)에서 지지부재(310)를 사이에 두고 서로 대응되는 베어셀들 또한 서로 반대되는 극성을 갖는 전극면이 동일한 방향을 향하도록 배치된다.
이하, 제1 타입 베어셀(320)에 포함된 제1 베어셀(320a)의 제1 전극면(P1)이 제1 방향(+Y방향)을 향하고 제2 전극면(N1)이 제2 방향(-Y방향)을 향하도록 제1 베어셀(320a)이 배치되는 경우를 기준으로 하여 나머지 베어셀들(320b~320c, 330a~330c)의 배치방향을 예를 들어 설명한다.
먼저, 동일한 타입의 베어셀(320, 330) 내에 포함된 베어셀들의 경우 서로 인접한 2개의 베어셀들은 서로 반대되는 극성을 갖는 전극면이 동일한 방향을 향하도록 배치되어야 하기 때문에, 제1 베어셀(320a)에 인접한 제2 베어셀(320b)은 제1 전극면(P2)이 제2 방향(-Y)방향을 향하고 제2 전극면(N2)이 제1 방향(+Y)을 향하도록 배치되고, 제2 베어셀(320b)에 인접한 제3 베어셀(320c)은 제1 전극면(P3)이 제1 방향(+Y)방향을 향하고 제2 전극면(N3)이 제2 방향(-Y)을 향하도록 배치된다.
또한, 지지부재(310)를 사이에 두고 서로 대응되는 베어셀들은 서로 반대되는 극성을 갖는 전극면이 동일한 방향을 향하도록 배치되어야 하기 때문에, 지지부재(310)를 사이에 두고 제1 베어셀(320a)과 대응되는 제4 베어셀(330a)은 제1 전극면(P4)이 제2 방향(-Y)방향을 향하고 제2 전극면(N4)이 제1 방향(+Y)을 향하도록 배치되고, 제4 베어셀(330a)에 인접한 제5 베어셀(330b)은 제1 전극면(P5)이 제1 방향(+Y)방향을 향하고 제2 전극면(N5)이 제2 방향(-Y)을 향하도록 배치되며, 제5 베어셀(330b)에 인접한 제6 베어셀(330c)은 제1 전극면(P6)이 제2 방향(-Y)방향을 향하고 제2 전극면(N6)이 제1 방향(+Y)을 향하도록 배치된다.
다시 도 4를 참조하면, 하나 이상의 부스바(340~360)는 제1 타입 베어셀(320)및 제2 타입 베어셀(330)에 포함된 베어셀(320a~320c, 330a~330c)을 전기적으로 연결시킨다. 일 실시예에 있어서, 하나 이상의 부스바(340~360)는 서로 다른 타입의 베어셀(320, 330)에 포함된 베어셀들을 전기적으로 연결시키는 제1 타입 부스바(340), 동일한 타입의 베어셀(320, 330)에 포함된 베어셀들을 전기적으로 연결시키는 제2 타입 부스바(350), 및 각 타입의 베어셀(320, 330)에 포함된 베어셀들 중 2개의 베어셀을 울트라 커패시터 모듈(300)로부터 에너지를 공급받는 부하(미도시)와 전기적으로 연결시키는 제3 타입 부스바(360)를 포함한다.
이때, 상술한 바와 같이, 각 부스바(340~360)들은 지지부재(310)와 일체형으로 형성된다.
이하, 도 5를 참조하여, 각 타입의 부스바(340~360)들에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
먼저, 제1 타입 부스바(340)는 상기 제1 타입 베어셀(320)에 포함된 베어셀(320a~320c)과 상기 제2 타입 베어셀(330)에 포함된 베어셀(330a~330c)을 전기적으로 연결시킨다. 제1 타입 부스바(340)의 개수는 제1 타입 베어셀(320) 및 제2 타입 베어셀(330)에 포함되는 베어셀의 개수에 따라 결정된다. 일 실시예에 있어서, 제1 타입 베어셀(320) 및 제2 타입 베어셀(330)에 n개의 베어셀(320a~320n, 330a~330n)이 포함되는 경우 제1 타입 부스바(340)은 n개가 요구된다.
예컨대, 도 4에서는 각 타입의 베어셀(320, 330)이 3개의 베어셀(320a~320c, 330a~330c)을 포함하기 때문에 제1 타입 부스바(340)는 3개의 부스바, 즉 제1 부스바(340a), 제2 부스바(340b), 및 제3 부스바(340c)가 요구된다.
구체적으로, 제1 부스바(340a)는 제1 타입 베어셀(320)에 포함된 제1 베어셀(320a)의 제2 전극면(N1)과 제2 타입 베어셀(330)에 포함된 제4 베어셀(330a)의 제1 전극면(P4)에 결합되어, 제1 베어셀(320a) 및 제4 베어셀(330a)을 전기적으로 연결시킨다.
제1 부스바(340a)는 지지부재(310)와 일체형으로 형성되기 때문에 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 제1 부스바(340a)의 일단은 지지부재(310)에 형성된 제1 관통홀(342a)를 통해 지지부재(310)의 일면을 관통하여 제1 베어셀(320a)의 제2 전극면(N1)에 결합되고, 제1 부스바(340a)의 타단은 제1 관통홀(342a)을 통해 지지부재(310)의 타면을 관통하여 제4 베어셀(330a)의 제1 전극면(P4)에 결합된다.
일 실시예에 있어서, 제1 부스바(340a)는 제1 부스바(340a)의 일단이 제1 베어셀(320a)의 제2 전극면(N1)을 완전히 커버하고, 제1 부스바(340a)의 타단이 제4 베어셀(330a)의 제1 전극면(P4)을 완전히 커버하도록 전체적으로 타원 형상의 플레이트로 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 제1 부스바(340a)는 전체적으로 타원 형상의 플레이트로 형성되어 제1 베어셀(320a)의 제2 전극면(N1) 및 제4 베어셀(330a)의 제1 전극면(P4)을 완전히 커버할 수 있어 제1 부스바(340a)와 제1 및 제4 베어셀(320a, 330a)간의 접촉 저항을 감소시킬 수 있게 된다.
일 실시예에 있어서, 제1 부스바(340a)는 제1 베어셀(320a)의 제2 전극면(N1)및 제4 베어셀(330a)의 제1 전극면(P4)에 접속된 상태에서 레이저 또는 초음파 용접을 통해 제1 베어셀(320a)의 제2 전극면(N1) 및 제4 베어셀(330a)의 제1 전극면(P4)에 직접 결합될 수 있다. 이에 따라 제1 베어셀(320a)의 제2 전극면(N1) 및 제4 베어셀(330a)의 제1 전극면(P4)과 제1 부스바(340a)는 면접촉하게 된다.
한편, 제2 부스바(340b)는 제1 타입 베어셀(320)에 포함된 제2 베어셀(320b)의 제1 전극면(P2)과 제2 타입 베어셀(330)에 포함된 제5 베어셀(330b)의 제2 전극면(N5)에 결합되어, 제2 베어셀(320b) 및 제5 베어셀(330b)을 전기적으로 연결시킨다.
제2 부스바(340b)는 지지부재(310)와 일체형으로 형성되기 때문에 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 제2 부스바(340b)의 일단은 지지부재(310)에 형성된 제2 관통홀(342b)을 통해 지지부재(310)의 일면을 관통하여 제2 베어셀(320b)의 제1 전극면(P2)에 결합되고, 제2 부스바(340b)의 타단은 제2 관통홀(342b)를 통해 지지부재(310)의 타면을 관통하여 제5 베어셀(330b)의 제2 전극면(N5)에 결합된다.
일 실시예에 있어서, 제2 부스바(340b)는 제2 부스바(340b)의 일단이 제2 베어셀(320b)의 제1 전극면(P2)을 완전히 커버하고, 제2 부스바(340b)의 타단이 제5 베어셀(330b)의 제2 전극면(N5)을 완전히 커버하도록 전체적으로 타원 형상의 플레이트로 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 제2 부스바(340b)는 전체적으로 타원 형상의 플레이트로 형성되어 제2 베어셀(320b)의 제1 전극면(P2) 및 제5 베어셀(330b)의 제2 전극면(N5)을 완전히 커버할 수 있어 제2 부스바(340b)와 제2 및 제5 베어셀(320b, 330b)간의 접촉 저항을 감소시킬 수 있게 된다.
일 실시예에 있어서, 제2 부스바(340b)는 제2 베어셀(320b)의 제1 전극면(P2)및 제5 베어셀(330b)의 제2 전극면(N5)에 접속된 상태에서 레이저 또는 초음파 용접을 통해 제2 베어셀(320b)의 제1 전극면(P2)및 제5 베어셀(330b)의 제2 전극면(N5)에 직접 결합될 수 있다. 이에 따라 제2 베어셀(320b)의 제1 전극면(P2)및 제5 베어셀(330b)의 제2 전극면(N5)과 제2 부스바(340b)는 면접촉하게 된다.
제3 부스바(340c)는 제1 타입 베어셀(320)에 포함된 제3 베어셀(320c)의 제2 전극면(N3)과 제2 타입 베어셀(330)에 포함된 제6 베어셀(330c)의 제1 전극면(P6)에 결합되어, 제3 베어셀(320c) 및 제6 베어셀(330c)을 전기적으로 연결시킨다.
제3 부스바(340c)는 지지부재(310)와 일체형으로 형성되기 때문에 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 제3 부스바(340c)의 일단은 지지부재(310)에 형성된 제3 관통홀(342c)을 통해 지지부재(310)의 일면을 관통하여 제3 베어셀(320c)의 제2 전극면(N3)에 결합되고, 제3 부스바(340c)의 타단은 제3 관통홀(342c)을 통해 지지부재(310)의 타면을 관통하여 제6 베어셀(330a)의 제1 전극면(P6)에 결합된다.
일 실시예에 있어서, 제3 부스바(340c)는 제3 부스바(340c)의 일단이 제3 베어셀(320c)의 제2 전극면(N3)을 완전히 커버하고, 제3 부스바(340c)의 타단이 제6 베어셀(330c)의 제1 전극면(P6)을 완전히 커버하도록 전체적으로 타원 형상의 플레이트로 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 제3 부스바(340c)는 전체적으로 타원 형상의 플레이트로 형성되어 제3 베어셀(320c)의 제2 전극면(N3) 및 제6 베어셀(330c)의 제1 전극면(P6)을 완전히 커버할 수 있어 제3 부스바(340c)와 제3 및 제6 베어셀(320c, 330c)간의 접촉 저항을 감소시킬 수 있게 된다.
일 실시예에 있어서, 제3 부스바(340c)는 제3 베어셀(320c)의 제2 전극면(N3) 및 제6 베어셀(330c)의 제1 전극면(P6)에 접속된 상태에서 레이저 또는 초음파 용접을 통해 제3 베어셀(320c)의 제2 전극면(N3) 및 제6 베어셀(330c)의 제1 전극면(P6)에 직접 결합될 수 있다. 이에 따라 제3 베어셀(320c)의 제2 전극면(N3) 및 제6 베어셀(330c)의 제1 전극면(P6)과 제3 부스바(340c)는 면접촉하게 된다.
다음으로, 제2 타입 부스바(350)는 동일한 타입의 베어셀(320, 330)에 포함된 2개의 베어셀(320a~320c, 330a~330c)들을 전기적으로 연결시킨다. 제2 타입 부스바(350)의 개수는 제1 타입 베어셀(320) 및 제2 타입 베어셀(330)에 포함되는 베어셀의 개수에 따라 결정된다. 일 실시예에 있어서, 제1 타입 베어셀(320) 및 제2 타입 베어셀(330)에 n개의 베어셀(320a~320n, 330a~330n)이 포함되는 경우 제2 타입 부스바(350)는 n-1개가 요구된다.
예컨대, 도 4에서는 각 타입의 베어셀(320, 330)이 3개의 베어셀을 각각 포함하기 때문에 제2 타입 부스바(350)로 2개의 부스바, 즉 제4 부스바(350a) 및 제5 부스바(350b)가 요구된다.
구체적으로, 제4 부스바(350a)는 제1 타입 베어셀(320)에 포함된 제1 베어셀(320a)과 제1 타입 베어셀(320)에 포함된 제2 베어셀(320b)을 전기적으로 연결시킨다.
이를 위해, 제4 부스바(350a)는 제1 베어셀(320a)의 제1 전극면(P1)에 결합되는 제1 결합부재(352a), 제2 베어셀(320b)의 제2 전극면(N2)에 결합되는 제2 결합부재(354a), 및 제1 결합부재(352a) 및 제2 결합부재(354a)를 전기적으로 연결시키는 제1 연결부재(356a)를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 결합부재(352a) 및 제2 결합부재(354a)는 제1 연결부재(356a)의 일변에서 제1 연결부재(356a)와 수직한 방향으로 연장된다. 즉, 제1 베어셀(320a) 및 제2 베어셀(320b)이 Y방향으로 배치되어 있는 경우, 제1 연결부재(356a) 또한 Y방향으로 배치되고, 제1 결합부재(352a) 및 제2 결합부재(354a)는 제1 연결부재(356a)와 수직한 방향인 +Z방향으로 배치된다. 이때, 제1 결합부재(352a) 및 제2 결합부재(354a)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 연결부재(356a)의 일변에서 소정 간격 이격되어 배치된다.
한편, 제4 부스바(350a)는 지지부재(310)와 일체형으로 형성되기 때문에 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 제1 연결부재(346a)는 지지부재(310) 내에 지지부재(310)와 평행한 방향(Y방향)으로 배치된다. 이에 따라, 제1 결합부재(352a)는 지지부내(310) 내에 배치된 제1 연결부재(356a)의 일변에서 지지부재(310)에 형성된 제4 관통홀(356a)을 통해 지지부재(310)의 일면을 관통하도록 연장되어 제1 베어셀(320a)의 제1 전극면(P1)에 결합되고, 제2 결합부재(354a)는 지지부재(310) 내에 배치된 제1 연결부재(356a)의 일변에서 제4 관통홀(356a)을 통해 지지부재(310)의 일면을 관통하도록 연장되어 제2 베어셀(320b)의 제2 전극면(N2)에 결합된다.
도 5에서는 제1 결합부재(352a) 및 제2 결합부재(354a)가 모두 제4 관통홀(356a)을 통해 지지부재(310)의 일면을 관통하는 것으로 도시하였지만, 변형된 실시예에 있어서는 지지부재(310)에는 제1 결합부재(352a)가 관통하는 관통홀과 제2 결합부재(354a)가 관통하는 관통홀이 별도로 형성되어 있을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 결합부재(352a)는 제1 베어셀(320a)의 제1 전극면(P1)을 완전히 커버하도록 전체적으로 반원 형상의 플레이트로 형성되고, 제2 결합부재(354a)는 제2 베어셀(320b)의 제2 전극면(N2)을 완전히 커버하도록 전체적으로 반원 형상의 플레이트로 형성되며, 제1 연결부재(356a)는 사각 형상의 플레이트로 형성될 수 있다. 이때, 제1 연결부재(356a)는 4개의 변들 중 제1 결합부재(352a) 및 제2 결합부재(354a)가 결합되는 일변 및 일변과 마주보는 타변이 나머지 2개의 변보다 더 긴 직사각형 형상의 플레이트로 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 제4 부스바(350a)의 제1 결합부재(352a) 및 제2 결합부재(354a)가 각각 제1 베어셀(320a)의 제1 전극면(P1) 및 제2 베어셀(320b)의 제2 전극면(N2)을 완전히 커버할 수 있어 제4 부스바(350a)와 제1 및 제2 베어셀(320a, 320b)간의 접촉 저항을 감소시킬 수 있게 된다.
일 실시예에 있어서, 제1 결합부재(352a) 및 제2 결합부재(354a)는 제1 베어셀(320a)의 제1 전극면(P1) 및 제2 베어셀(320b)의 제2 전극면(N2)에 각각 접속된 상태에서 레이저 또는 초음파 용접을 통해 제1 베어셀(320a)의 제1 전극면(P1) 및 제2 베어셀(320b)의 제2 전극면(N2)에 직접 결합될 수 있다. 이에 따라 제1 베어셀(320a)의 제1 전극면(P1) 및 제2 베어셀(320b)의 제2 전극면(N2)과 제1 결합부재(352a) 및 제2 결합부재(354a)는 각각 면접촉하게 된다.
다음으로, 제5 부스바(350b)는 제2 타입 베어셀(330)에 포함된 제5 베어셀(330b)과 제2 타입 베어셀(330)에 포함된 제6 베어셀(330c)을 전기적으로 연결시킨다.
이를 위해, 제5 부스바(350b)는 제5 베어셀(330b)의 제1 전극면(P5)에 결합되는 제1 결합부재(352b), 제6 베어셀(330c)의 제2 전극면(N6)에 결합되는 제2 결합부재(354b), 및 제1 결합부재(352b) 및 제2 결합부재(354b)를 전기적으로 연결시키는 제1 연결부재(356b)를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 결합부재(352b) 및 제2 결합부재(354b)는 제1 연결부재(356b)의 일변에서 제1 연결부재(356b)와 수직한 방향으로 연장된다. 즉, 제5 베어셀(330b) 및 제6 베어셀(330c)이 Y방향으로 배치되어 있는 경우, 제1 연결부재(356b) 또한 Y방향으로 배치되고, 제1 결합부재(352b) 및 제2 결합부재(354b)는 제1 연결부재(356b)와 수직한 방향인 -Z방향으로 배치된다. 이때, 제1 결합부재(352b) 및 제2 결합부재(354b)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 연결부재(356b)의 일변에서 소정 간격 이격되어 배치된다.
한편, 제5 부스바(350b)는 지지부재(310)와 일체형으로 형성되기 때문에 도 4및 도 5에 도시된 바와 같이 제1 연결부재(346b)는 지지부재(310) 내에 지지부재(310)와 평행한 방향(Y방향)으로 배치된다. 이에 따라, 제1 결합부재(352b)는 지지부내(310) 내에 배치된 제1 연결부재(356b)의 일변에서 지지부재(310)에 형성된 제5 관통홀(미도시)을 통해 지지부재(310)의 타면을 관통하도록 연장되어 제5 베어셀(330b)의 제1 전극면(P5)에 결합되고, 제2 결합부재(354b)는 지지부재(310) 내에 배치된 제1 연결부재(356b)의 일변에서 제5 관통홀을 통해 지지부재(310)의 타면을 관통하도록 연장되어 제6 베어셀(330c)의 제2 전극면(N6)에 결합된다.
상술한 실시예에서는 제1 결합부재(352b) 및 제2 결합부재(354b)가 모두 제5 관통홀을 통해 지지부재(310)의 타면을 관통하는 것으로 설명하였지만, 변형된 실시예에 있어서는 지지부재(310)에는 제1 결합부재(352b)가 관통하는 관통홀과 제2 결합부재(354b)가 관통하는 관통홀이 별도로 형성되어 있을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 결합부재(352b)는 제5 베어셀(330b)의 제1 전극면(P5)을 완전히 커버하도록 전체적으로 반원 형상의 플레이트로 형성되고, 제2 결합부재(354b)는 제6 베어셀(330c)의 제2 전극면(N6)을 완전히 커버하도록 전체적으로 반원 형상의 플레이트로 형성되며, 제1 연결부재(356b)는 사각 형상의 플레이트로 형성될 수 있다. 이때, 제1 연결부재(356b)는 4개의 변들 중 제1 결합부재(352b) 및 제2 결합부재(354b)가 결합되는 일변 및 일변과 마주보는 타변이 나머지 2개의 변보다 더 긴 직사각형 형상의 플레이트로 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 제5 부스바(350b)의 제1 결합부재(352b) 및 제2 결합부재(354b)가 각각 제5 베어셀(330b)의 제1 전극면(P5) 및 제6 베어셀(330c)의 제2 전극면(N6)을 완전히 커버할 수 있어 제5 부스바(350b)와 제5 및 제6 베어셀(330b, 330c)간의 접촉 저항을 감소시킬 수 있게 된다.
일 실시예에 있어서 제1 결합부재(352b) 및 제2 결합부재(354b)는 제5 베어셀(330b)의 제1 전극면(P5) 및 제6 베어셀(330c)의 제2 전극면(N6)에 각각 접속된 상태에서 레이저 또는 초음파 용접을 통해 제5 베어셀(330b)의 제1 전극면(P5) 및 제6 베어셀(330c)의 제2 전극면(N6)에 직접 결합될 수 있다. 이에 따라 제5 베어셀(330b)의 제1 전극면(P5) 및 제6 베어셀(330c)의 제2 전극면(N6)과 제1 결합부재(352b) 및 제2 결합부재(354b)는 각각 면접촉하게 된다.
다음으로, 제3 타입 부스바(360)는 각 타입의 베어셀(320, 330)에 포함된 베어셀들 중 2개의 베어셀을 부하와 전기적으로 연결시킨다. 예컨대, 제3 타입 부스바(360)는 제1 타입 베어셀(320)에 포함된 제3 베어셀(320c)를 부하와 전기적으로 연결시키고, 제2 타입 베어셀(330)에 포함된 제4 베어셀(330a)을 부하와 전기적으로 연결시킨다.
일 실시예에 있어서, 제3 타입 부스바(360)는 2개의 부스바 즉, 제3 베어셀(320c)을 부하의 제1 전극단자와 연결시키기 위한 제6 부스바(360a)와 제4 베어셀(330a)을 부하의 제2 전극단자와 연결시키기 위한 제7 부스바(360b)를 포함한다.
구체적으로, 제6 부스바(360a)는 제1 타입 베어셀(320)에 포함된 제3 베어셀(320c)과 부하의 제1 전극단자를 전기적으로 연결시킨다.
이를 위해, 제6 부스바(360a)는 제3 베어셀(320c)의 제1 전극면(P3)에 결합되는 제3 결합부재(362a) 및 제3 결합부재(362a)를 부하의 제1 전극단자에 전기적으로 연결시키는 제2 연결부재(364a)를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제3 결합부재(362a)는 제2 연결부재(364a)의 일변에서 제2 연결부재(364a)와 수직한 방향으로 연장된다. 즉, 제3 베어셀(320c)이 Y방향으로 배치되어 있는 경우, 제2 연결부재(364a) 또한 Y방향으로 배치되고, 제3 결합부재(362a)는 제2 연결부재(364a)와 수직한 방향인 +Z방향으로 배치된다.
한편, 제6 부스바(360a)는 지지부재(310)와 일체형으로 형성되기 때문에 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 제2 연결부재(364a)는 지지부재(310) 내에 지지부재(310)와 평행한 방향(Y방향)으로 배치되되, 제2 연결부재(364a)의 일변이 지지부재(310) 내에 배치되고 제2 연결부재(364a)의 일변과 마주보는 타변이 지지부재(310)의 측면에 형성된 제6 관통홀(368a)을 통해 지지부재(310)의 측면을 통해 외부로 노출되도록 배치된다.
이에 따라, 제3 결합부재(362a)는 지지부내(310) 내에 배치된 제2 연결부재(364a)의 일변에서 제6 관통홀(368a)을 통해 지지부재(310)의 일면을 관통하도록 연장되어 제3 베어셀(320c)의 제1 전극면(P3)에 결합된다.
일 실시예에 있어서, 제3 결합부재(362a)는 제3 베어셀(320c)의 제1 전극면(P3)을 완전히 커버하도록 전체적으로 반원 형상의 플레이트로 형성되고, 제2 연결부재(364a)는 사각 형상의 플레이트로 형성될 수 있다. 이때, 제2 연결부재(364a)중 지지부재(310)의 측면을 통해 외부로 노출되어 있는 영역에는 부하의 제1 전극단자와의 체결을 위한 체결공(366a)이 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 제6 부스바(360a)의 제3 결합부재(362a)가 제3 베어셀(320c)의 제1 전극면(P3)을 완전히 커버할 수 있어 제6 부스바(360a)와 제3 베어셀(320c)간의 접촉 저항을 감소시킬 수 있게 된다.
일 실시예에 있어서 제3 결합부재(362a)는 제3 베어셀(320c)의 제1 전극면(P3)에 접속된 상태에서 레이저 또는 초음파 용접을 통해 제3 베어셀(320c)의 제1 전극면(P3)에 직접 결합될 수 있다. 이에 따라 제3 베어셀(320c)의 제1 전극면(P3)과 제1 결합부재(352b) 및 제3 결합부재(362a)는 면접촉하게 된다.
제7 부스바(360b)는 제2 타입 베어셀(330)에 포함된 제4 베어셀(330a)과 부하의 제2 전극단자를 전기적으로 연결시킨다.
이를 위해, 제7 부스바(360b)는 제4 베어셀(330a)의 제2 전극면(N4)에 결합되는 제3 결합부재(362b) 및 제3 결합부재(362b)를 부하의 제2 전극단자에 전기적으로 연결시키는 제2 연결부재(364b)를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제3 결합부재(362b)는 제2 연결부재(364b)의 일변에서 제2 연결부재(364b)와 수직한 방향으로 연장된다. 즉, 제4 베어셀(330a)이 Y방향으로 배치되어 있는 경우, 제2 연결부재(364b) 또한 Y방향으로 배치되고, 제3 결합부재(362b)는 제2 연결부재(364b)와 수직한 방향인 -Z방향으로 배치된다.
한편, 제7 부스바(360b)는 지지부재(310)와 일체형으로 형성되기 때문에 도 4내지 도 6에 도시된 바와 같이 제2 연결부재(364b)는 지지부재(310) 내에 지지부재(310)와 평행한 방향(Y방향)으로 배치되되, 제2 연결부재(364b)의 일변이 지지부재(310) 내에 배치되고 제2 연결부재(364b)의 일변과 마주보는 타변이 지지부재(310)의 측면에 형성된 제7 관통홀(368b)을 통해 외부로 노출되도록 배치된다.
이에 따라, 제3 결합부재(362b)는 지지부내(310) 내에 배치된 제2 연결부재(364b)의 일변에서 제7 관통홀(368b)을 통해 지지부재(310)의 타면을 관통하도록 연장되어 제4 베어셀(330a)의 제2 전극면(N4)에 결합된다.
일 실시예에 있어서, 제3 결합부재(362b)는 제4 베어셀(330a)의 제2 전극면(N4)을 완전히 커버하도록 전체적으로 반원 형상의 플레이트로 형성되고, 제2 연결부재(364b)는 사각 형상의 플레이트로 형성될 수 있다. 이때, 제2 연결부재(364b)중 지지부재(310)의 측면을 통해 외부로 노출되어 있는 영역에는 부하의 제2 전극단자와의 체결을 위한 체결공(366b)이 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 제7 부스바(360b)의 제3 결합부재(362b)가 제4 베어셀(330a)의 제2 전극면(N4)을 완전히 커버할 수 있어 제7 부스바(360b)와 제4 베어셀(330a)간의 접촉 저항을 감소시킬 수 있게 된다.
일 실시예에 있어서 제3 결합부재(362b)는 제4 베어셀(330a)의 제2 전극면(N4)에 접속된 상태에서 레이저 또는 초음파 용접을 통해 제4 베어셀(330a)의 제2 전극면(N4)에 직접 결합될 수 있다. 이에 따라 제4 베어셀(330a)의 제2 전극면(N4)과 제3 결합부재(362b)는 면접촉하게 된다.
한편, 상술한 실시예에 있어서, 하나 이상의 부스바(340~360)는 각 베어셀(320a~320c, 330a~330c)의 전극면(Pn, Nn)과의 결합력을 증대시키기 위해 각 베어셀(320a~320c, 330a~330c)을 구성하는 집전체와 동일한 재질(예컨대, 알루미늄)로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 울트라 커패시터 모듈(300)은 각 부스바(340~360)가 베어셀(320a~320c, 330a~330c)의 전극면(Pn, Nn)에 직접 결합되기 때문에, 종래와 같이 각 베어셀의 양극(兩極)에 내부 터미널을 용접할 필요가 없고, 이로 인해 각 베어셀의 양극(兩極)에 내부 터미널을 용접하는 작업에 소요되는 시간을 추가적으로 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 다수개의 베어셀들로 울트라 커패시터 모듈(300)을 구성하는 경우 울트라 커패시터 모듈(300)의 구성을 위한 전체적인 시간을 더욱 단축시킬 수 있고, 안전성, 및 모듈 전체의 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.
다시 도 3 내지 도 4를 참조하면, 제1 모듈 케이스(370)는 제1 타입 베어셀(320)에 포함된 베어셀(320a~320c)들을 수용하는 것으로서, 제1 모듈 케이스(370)에는 복수개의 베어셀(320a~320c)들을 수용하기 위한 다수의 수용홀(미도시)이 형성되어 있다. 제1 모듈 케이스(370)에 형성된 수용홀에 베어셀(320a~320c)이 삽입됨으로써 베어셀(320a~320c)이 제1 모듈 케이스(370)에 수납된다.
일 실시예에 있어서, 제1 모듈 케이스(370)의 내부에는 복수개의 수용홀을 형성하기 위한 복수개의 격벽(미도시)이 형성될 수 있다. 이러한 격벽을 통해 각 수용홀에 침전되어 있는 전해액의 혼합이 방지될 수 있다. 제1 타입 베어셀(320)이 n개의 베어셀(320a~320n)을 포함하는 경우, 제1 모듈 케이스(370)는 n개의 베어셀(320a~320n)을 수용하기 위해 n-1개의 격벽을 포함하고, n-1개의 격벽을 통해 제1 모듈 케이스(370) 내에 n개의 수용홀이 형성된다.
이때, 제1 모듈 케이스(370)는 지지부재(310)의 일면에 결합되는데, 제1 모듈케이스(370)와 지지부재(310)는 초음파 융착을 수행함으로써 결합될 수 있다.
다음으로, 제2 모듈 케이스(380)는 제2 타입 베어셀(330)에 포함된 베어셀(330a~330c)들을 수용하는 것으로서, 제2 모듈 케이스(380)에는 복수개의 베어셀(330a~330c)들을 수용하기 위한 다수의 수용홀(382)이 형성되어 있다. 제2 모듈 케이스(380)에 형성된 수용홀(382)에 베어셀(330a~330c)이 삽입됨으로써 베어셀(330a~330c)이 제2 모듈 케이스(380)에 수납된다.
일 실시예에 있어서, 제2 모듈 케이스(380)의 내부에는 복수개의 수용홀(382)을 형성하기 위한 복수개의 격벽(384)이 형성될 수 있다. 이러한 격벽(384)을 통해 각 수용홀(382)에 침전되어 있는 전해액의 혼합이 방지될 수 있다. 제2 타입 베어셀(330)이 n개의 베어셀(330a~330n)을 포함하는 경우, 제2 모듈 케이스(380)는 n개의 베어셀(330a~330n)을 수용하기 위해 n-1개의 격벽(384)을 포함하고, n-1개의 격벽(384)을 통해 제2 모듈 케이스(380) 내에 n개의 수용홀(382)이 형성된다.
이때, 제2 모듈 케이스(380)는 지지부재(310)의 타면에 결합되는데, 제2 모듈케이스(380)와 지지부재(310)는 초음파 융착을 수행함으로써 결합될 수 있다.
한편, 제1 모듈 케이스(370) 및 제2 모듈 케이스(380)의 외주면에는 각 베어셀(320a~320c, 330a~330c)과 제1 및 제2 모듈 케이스(370, 380)간의 밀착력을 높이기 위해 각 베어셀(320a~320c, 330a~330c)의 외주면 형상에 대응되는 패턴이 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 각 베어셀(320a~320c, 330a~330c)은 원형으로 권취될 수 있기 때문에 제1 및 제2 모듈 케이스(370, 380)의 외주면은 원형인 베어셀(320a~320c, 330a~330c)의 형상에 따라 렌티큘러(Lenticular) 패턴을 갖도록 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 및 제2 모듈 케이스(370, 380)는 열가소성 수지 중 전해액에 반응하지 않는 재료로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 모듈 케이스(370, 380)는 폴리프로필렌(Polypropylene) 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Polybutylene Terephthalate) 등과 같은 열가소성 수지로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 울트라 커패시터를 구성하는 기존의 알루미늄 케이스를 제거하고, 베어셀(320a~320c, 330a~330c)을 제1 모듈 케이스(370)의 수용홀 및 제2 모듈 케이스(380)의 수용홀(382)에 직접 삽입하므로 이중 케이싱으로 인한 제조 단가의 상승을 방지함은 물론 울트라 커패시터 모듈(300)의 무게를 감소시킬 수 있게 된다.
한편, 상술한 실시예에 있어서, 베어셀(320a~320c, 330a~330c)에 전해액이 직접 함침되는 것으로 설명하였지만, 변형된 실시예에 있어서 제1 및 제2 모듈 케이스(360, 370) 내에 전해액이 충진되어 있을 수도 있다. 이러한 경우, 베어셀(320a~320c, 330a~330c)에 전해액을 함침하는 공정을 생략할 수 있게 된다.
일 실시예에 있어서, 제1 및 제2 모듈 케이스(360, 370) 내에 전해액을 충진하는 경우 제1 및 제2 모듈 케이스(360, 370) 내에 충진되는 전해액의 양을 감소시키기 위해 도 7에 도시된 바와 같이, 지지부재(310)의 일면 및 타면에는 복수개의 홈(312)이 형성될 수 있다. 이때, 각 홈(312)은 지지부재(310)에서 베어셀(320a~320c, 330a~330c)의 길이 방향을 따라 연장되도록 패턴 형성되고, 각 홈(312) 내에 각 베어셀(320a~320c, 330a~330c)들이 배치된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 울트라 커패시터를 구성하는 기존의 알루미늄 케이스를 제거하고, 베어셀(310)을 하부 케이스(320)의 수용홀(322)에 직접 삽입하므로 이중 케이싱으로 인한 제조 단가의 상승을 방지함은 물론 울트라 커패시터 모듈(300)의 무게를 감소시킬 수 있게 된다.
한편, 도 3 및 도 4에서 도시하지는 않았지만, 본 발명에 따른 울트라 커패시터 모듈(300)에는 울트라 커패시터 모듈(300) 내부의 가스가 배출되는 벤트홀(미도시)이 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 벤트홀은 제1 모듈 케이스(370) 및 제2 모듈 케이스(380) 중 적어도 하나에 형성될 수 있다. 이러한 벤트홀 내부에는 울트라 커패시터 모듈(300) 내부의 가스를 외부로 배출시키기 위한 벤트밸브(미도시)가 삽입된다. 이러한 벤트홀 및 벤트밸브를 통해 울트라 커패시터 모듈(300) 내부의 가스가 외부로 배출되어 울트라 커패시터 모듈(300)의 내압이 조절된다.
한편, 도 3 내지 도 7에서는 울트라 커패시터 모듈(300)의 제1 타입 베어셀(320) 및 제2 타입 베어셀(330)이 각각 3개의 베어셀을 포함하는 것을 기준으로 설명하였다. 하지만, 울트라 커패시터 모듈(300)의 제1 타입 베어셀(320) 및 제2 타입 베어셀(330)은 도 8에 도시된 바와 같이, 1개의 베어셀(320a, 330a)만을 포함할 수도 있다.
이러한 실시예에 따르는 경우, 울트라 커패시터 모듈(300)은 제1 타입 부스바(340)가 1개 요구되고, 제2 타입 부스바(350)가 요구되지 않으며, 및 제3 타입 부스바(360) 중 제6 부스바(360a)가 제1 베어셀(320a)의 제1 전극면(P1)을 부하의 제1 전극단자와 전기적으로 연결시킨다는 점을 제외하고는 도 4에 도시된 울트라 커패시터 모듈과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
또한, 울트라 커패시터 모듈(300)의 제1 타입 베어셀(320) 및 제2 타입 베어셀(330)은 도 9에 도시된 바와 같이, 2개의 베어셀(320a~330b, 330a~330b)를 포함할 수도 있다.
이러한 실시예에 따르는 경우, 울트라 커패시터 모듈(300)은 제1 타입 부스바(340)가 2개 요구되고, 제2 타입 부스바(350)가 1개 요구되며, 제3 타입 부스바(360) 중 제6 부스바(360a)가 제4 베어셀(320a)의 제1 전극면(P4)을 부하의 제1 전극단자와 전기적으로 연결시킨다는 점을 제외하고는 도 4에 도시된 울트라 커패시터 모듈과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
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.
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.
300: 울트라 커패시터 모듈 310: 지지부재
320: 제1 타입 베어셀 330: 제2 타입 베어셀
340: 제1 타입 부스바 350: 제2 타입 부스바
360: 제3 타입 부스바 370: 제1 모듈 케이스
380: 제2 모듈 케이스

Claims (20)

  1. 지지부재(310);
    상기 지지부재(310)의 일면에 배치되고, 제1 극성의 제1 전극면 및 상기 제1 극성과 반대되는 극성인 제2 극성의 제2 전극면을 갖는 하나 이상의 베어셀(320a~320n)로 이루어진 제1 타입 베어셀(320);
    상기 지지부재(310)의 일면의 반대면인 타면에 배치되고, 상기 제1 전극면 및 상기 제2 전극면을 갖는 하나 이상의 베어셀(330a~330n)로 이루어진 제2 타입 베어셀 (330);
    상기 베어셀(320a~320n, 330a~330n)을 서로 전기적으로 연결시키는 하나 이상의 부스바(340, 350, 360);
    상기 제1 타입 베어셀(320)에 포함된 베어셀(320a~320n)이 알루미늄 케이스가 제거된 상태로 수용되는 제1 모듈 케이스(370); 및
    상기 제2 타입 베어셀(330)에 포함된 베어셀(330a~330n)이 알루미늄 케이스가 제거된 상태로 수용되는 제2 모듈 케이스(380)를 포함하는 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 타입 베어셀(320) 및 상기 제2 타입 베어셀(330)이 2 이상의 베어셀들로 구성될 때, 상기 제1 타입 베어셀(320) 및 상기 제2 타입 베어셀(330)에서 인접한 2개의 베어셀들은 서로 반대되는 극성을 갖는 전극면이 동일한 방향을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재(310)를 사이에 두고 서로 대응되는 위치에 있는 상기 제1 타입베어셀(320)의 베어셀(320a~320n)과 상기 제2 타입 베어셀 (330)의 베어셀(330a~330n)은 서로 반대되는 극성을 갖는 전극면이 동일한 방향을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 부스바(340, 350, 360)는,
    상기 제1 타입 베어셀(320)에 포함된 베어셀(320a~320n)과 상기 제2 타입 베어셀(330)에 포함된 베어셀(330a~330n)을 전기적으로 연결시키는 n개의 제1 타입 부스바(340)를 포함하고,
    상기 제1 타입 부스바(340)는,
    상기 지지부재(310)를 관통하여 상기 제1 타입 베어셀(320)에 포함된 베어셀(320a~330n)의 제1 전극면과 상기 제2 타입 베어셀(330)에 포함된 베어셀(330a~330n)의 제2 전극면에 결합되거나, 상기 지지부재(310)를 관통하여 상기 제1 타입 베어셀(320)에 포함된 베어셀(320a~330n)의 제2 전극면과 상기 제2 타입 베어셀(330)에 포함된 베어셀(330a~330n)의 제1 전극면에 결합되는 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 타입 부스바(340)는, 타원 형상의 플레이트인 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터 모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 타입 부스바(340)는, 상기 제1 타입 베어셀(320)에 포함된 베어셀(320a~320n)의 제1 전극면과 상기 제2 타입 베어셀(330a~330n)에 포함된 베어셀(330a~330n)의 제2 전극면을 완전히 커버하거나, 상기 제1 타입 베어셀(320)에 포함된 베어셀(320a~330n)의 제2 전극면과 상기 제2 타입 베어셀(330)에 포함된 베어셀(330a~330n)의 제1 전극면을 완전히 커버하는 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 부스바(340, 350, 360)는,
    동일한 타입의 베어셀(320, 330)에 포함된 2개의 베어셀들을 전기적으로 연결시키는 n-1개의 제2 타입 부스바(350)를 포함하고,
    상기 제2 타입 부스바(350)는,
    상기 2개의 베어셀들 중 어느 하나의 베어셀의 제1 전극면에 결합되는 제1 결합부재(352a, 352b);
    상기 2개의 베어셀들 중 나머지 하나의 베어셀의 제2 전극면에 결합되는 제2 결합부재(354a, 354b); 및
    상기 제1 결합부재(352a, 352b) 및 제2 결합부재(354a, 354b)와 일체로 형성되어 상기 제1 결합부재(352a, 352b) 및 상기 제2 결합부재(354a, 354b)를 연결시키는 제1 연결부재(356a, 356b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 결합부재(352a, 352b) 및 상기 제2 결합부재(354a, 354b)는, 상기 제1 연결부재(356a, 356b)의 일변에서 소정 간격 이격되어 배치되고, 상기 제1 연결부재(356a, 356b)와 수직한 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 연결부재(356a, 356b)는 상기 지지부재(310) 내에 상기 지지부재(310)와 평행한 방향으로 배치되고,
    상기 제1 결합부재(352a, 352b) 및 제2 결합부재(354a, 354b)는, 상기 지지부재(310) 내에 배치된 상기 제1 연결부재(356a, 356b)의 일변에서 상기 지지부재(310)의 일면 또는 타면을 관통하도록 연장되어 상기 어느 하나의 베어셀의 제1 전극면 및 상기 나머지 하나의 베어셀의 제2 전극면에 결합되는 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터 모듈.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제1 결합부재(352a, 352b) 및 제2 결합부재(354a, 354b)는 반원 형상의 플레이트이고,
    상기 제1 연결부재(356a, 356b)는 사각 형상의 플레이트인 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터 모듈.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제1 결합부재(352a, 352b)는 상기 2개의 베어셀들 중 어느 하나의 베어셀의 제1 전극면을 완전히 커버하도록 상기 어느 하나의 베어셀의 제1 전극면에 결합되고,
    상기 제2 결합부재(354a, 354b)는 상기 2개의 베어셀들 중 나머지 하나의 베어셀의 제2 전극면을 완전히 커버하도록 상기 나머지 하나의 베어셀의 제2 전극면에 결합되는 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터 모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 부스바(340, 350, 360)는,
    각 타입의 베어셀(320, 330)에 포함된 베어셀들(320a~330n, 330a~330n) 중 2개의 베어셀을 외부의 부하와 전기적으로 연결시키는 2개의 제3 타입 부스바(360)를 포함하고,
    상기 2개의 제3 타입 부스바(360)는,
    상기 2개의 베어셀들 중 어느 하나의 베어셀의 제1 전극면에 결합되는 제3 결합부재(362a)와 상기 제3 결합부재(362a)와 결합되어 상기 제3 결합부재(362a)를 상기 부하의 제1 전극단자와 전기적으로 연결시키는 제2 연결부재(364a)로 이루어진 제1 부스바(360a); 및
    상기 2개의 베어셀들 중 나머지 하나의 베어셀의 제2 전극면에 결합되는 제3 결합부재(362b)와 상기 제3 결합부재(362b)와 일체로 형성되어 상기 제3 결합부재(362b)를 상기 부하의 제2 전극단자와 전기적으로 연결시키는 제2 연결부재(364b)로 이루어진 제2 부스바(360b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제3 결합부재(362a, 362b)는 상기 제2 연결부재(364a, 364b)의 일변에서 상기 제2 연결부재(364a, 364b)와 수직한 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터 모듈.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 연결부재(364a, 364b)는 상기 지지부재(310)와 평행한 방향으로 일변이 상기 지지부재(310) 내에 배치되고 상기 제2 연결부재(364a, 364b)의 일변과 마주보는 타변이 상기 지지부재(310)의 측면을 통해 외부로 노출되도록 배치되며,
    상기 제3 결합부재(362a, 362b)는, 상기 지지부재(310) 내에 배치된 상기 제2 연결부재(364a, 364b)의 일변에서 상기 지지부재(310)의 일면 또는 타면을 관통하도록 연장되어 상기 어느 하나의 베어셀의 제1 전극면 또는 상기 나머지 하나의 베어셀의 제2 전극면에 결합되는 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터 모듈.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제2 연결부재(364a, 364b)에는 상기 부하의 제1 전극단자 또는 제2 전극단자가 연결되는 체결공(366a, 366b)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터 모듈.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제3 결합부재(362a, 362b)는 반원 형상의 플레이트이고,
    상기 제2 연결부재(364a, 364b)는 사각 형상의 플레이트인 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터 모듈.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제3 결합부재(362a, 362b)는, 상기 어느 하나의 베어셀의 제1 전극면 또는 상기 나머지 하나의 베어셀의 제2 전극면을 완전히 커버하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터 모듈.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재(310)의 일면에는 상기 제1 타입 베어셀(320)의 베어셀(320a~320n)이 배치되는 적어도 하나의 홈(312)이 상기 베어셀(320a~320n)의 길이 방향을 따라 패턴 형성되어 있고,
    상기 지지부재(310)의 타면에는 상기 제2 타입 베어셀(330)의 베어셀(330a~330n)이 배치되는 적어도 하나의 홈(312)이 상기 베어셀(330a~330n)의 길이 방향을 따라 패턴 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터 모듈.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 제1 모듈 케이스(370)는 상기 제1 타입 베어셀(320)에 포함된 베어셀(320a~320n)이 수용되는 하나 이상의 수용홀을 갖고,
    상기 제2 모듈 케이스(380)는 상기 제2 타입 베어셀(330)에 포함된 베어셀(330a~330n)이 수용되는 하나 이상의 수용홀(382)를 갖고,
    상기 제1 모듈 케이스(370)는 상기 지지부재(310)의 일면에 결합되고, 상기 제2 모듈 케이스(380)는 상기 지지부재(310)의 타면에 결합되는 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터 모듈.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 모듈 케이스(370, 380)는 상기 하나 이상의 수용홀(382)을 형성하는 하나 이상의 격벽(384)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 울트라 커패시터 모듈.
KR1020160003362A 2016-01-11 2016-01-11 울트라 커패시터 모듈 KR102377309B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160003362A KR102377309B1 (ko) 2016-01-11 2016-01-11 울트라 커패시터 모듈

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160003362A KR102377309B1 (ko) 2016-01-11 2016-01-11 울트라 커패시터 모듈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170083895A KR20170083895A (ko) 2017-07-19
KR102377309B1 true KR102377309B1 (ko) 2022-03-21

Family

ID=59427501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160003362A KR102377309B1 (ko) 2016-01-11 2016-01-11 울트라 커패시터 모듈

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102377309B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019120334A1 (de) * 2019-07-26 2021-01-28 Jheeco E-Drive Ag Kondensatorgehäuse und Zwischenkreiskondensator mit einem derartigen Gehäuse

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5546885B2 (ja) * 2010-01-29 2014-07-09 三洋電機株式会社 電池パック
KR20140123693A (ko) * 2013-04-15 2014-10-23 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
인용발명 1: 일본 공개특허공보 특개2011-159474호(2011.08.18.) 1부.*
인용발명 2: 공개특허공보 제10-2014-0123693호(2014.10.23.) 1부.*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170083895A (ko) 2017-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11342623B2 (en) Battery pack and vehicle including same
KR101359710B1 (ko) 전지 장착용 케이스 및 이를 구비한 전지 어셈블리
KR101265199B1 (ko) 이차 전지
EP2498318B1 (en) Battery pack
KR101288531B1 (ko) 울트라 캐패시터 어셈블리
KR20170089222A (ko) 울트라 커패시터 모듈
US20180301668A1 (en) An apparatus comprising battery cells and a method of assembling
JP2018523283A (ja) 電気エネルギーを貯蔵するためのセルモジュール、電池及びハウジング
KR20180107569A (ko) 배터리 팩
KR102377309B1 (ko) 울트라 커패시터 모듈
KR20120105467A (ko) 전력 전지 및 전기 에너지 장치
EP2922073A1 (en) Electricity storage device and electricity storage module
KR102377313B1 (ko) 울트라 커패시터 모듈
KR20170110421A (ko) 에너지 저장 장치
KR102350024B1 (ko) 울트라 커패시터 모듈
KR102159122B1 (ko) 울트라 커패시터 모듈
KR102159132B1 (ko) 전압 밸런싱 장치를 갖는 울트라 커패시터 모듈
KR102259862B1 (ko) 울트라 커패시터 모듈 및 울트라 커패시터 모듈용 부스바
US20130034771A1 (en) Multi-cell battery
KR102159099B1 (ko) 조립형 울트라 커패시터 모듈
TWI500199B (zh) 包含多電極組件的二次電池
KR102217991B1 (ko) 울트라 커패시터
KR102259861B1 (ko) 울트라 커패시터 및 울트라 커패시터 모듈
KR102217985B1 (ko) 승압기 일체형 울트라 커패시터 모듈
US20230291062A1 (en) High-capacity battery

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant