KR102383415B1

KR102383415B1 - 배터리 팩

Info

Publication number: KR102383415B1
Application number: KR1020180032340A
Authority: KR
Inventors: 양승우; 구은경; 김준영; 조경호
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2018-03-20
Filing date: 2018-03-20
Publication date: 2022-04-06
Also published as: CN110311082B; US20190296309A1; CN110311082A; KR20190110402A; EP3544086A1; US11145937B2

Abstract

본 발명에서는 배터리 팩이 개시된다. 상기 배터리 팩은, 다수의 배터리 셀과, 다수의 배터리 셀을 전기적으로 연결하기 위한 다수의 버스 바를 포함하는 배터리 팩으로서, 버스 바 중에서 적어도 하나의 버스 바와 연결되는 내부 접속 위치로부터 배터리 팩의 출력 전원을 공급하기 위한 외부 접속 위치로 연장되는 제1 금속층과, 외부 접속 위치에서 제1 금속층을 덮도록 형성되며, 제1 금속층과 다른 이종 금속을 포함하는 제2 금속층을 포함하는 단자 부재를 구비한다.
본 발명에 의하면, 다수의 배터리 팩이 낮은 저항으로 연결될 수 있고, 안정적으로 연결될 수 있도록 구조가 개선된 배터리 팩이 제공된다.

Description

배터리 팩{Battery pack}

본 발명은 배터리 팩에 관한 것이다.

통상적으로 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 이차 전지는 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 자전거, 무정전 전원공급장치(uninterruptible power supply) 등의 에너지원으로 사용되며, 적용되는 외부기기의 종류에 따라 단일 전지의 형태로 사용되기도 하고, 다수의 전지들을 연결하여 하나의 단위로 묶은 모듈 형태로 사용되기도 한다.

휴대폰과 같은 소형 모바일 기기는 단일 전지의 출력과 용량으로 소정시간 동안 작동이 가능하지만, 전력소모가 많은 전기 자동차, 하이브리드 자동차와 같이 장시간 구동, 고전력 구동이 필요한 경우에는 출력 및 용량의 문제로 다수의 전지를 포함하는 모듈 형태가 선호되며, 내장된 전지의 개수에 따라 출력전압이나 출력전류를 높일 수 있다.

본 발명의 일 실시형태는, 다수의 배터리 팩이 낮은 저항으로 연결될 수 있고, 안정적으로 연결될 수 있도록 구조가 개선된 배터리 팩을 포함한다.

상기와 같은 과제 및 그 밖의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 배터리 팩은,

다수의 배터리 셀; 및

상기 다수의 배터리 셀을 전기적으로 연결하기 위한 다수의 버스 바를 포함하는 배터리 팩으로서,

상기 버스 바 중에서 적어도 하나의 버스 바와 연결되는 내부 접속 위치로부터 배터리 팩의 출력 전원을 공급하기 위한 외부 접속 위치로 연장되는 제1 금속층; 및

상기 외부 접속 위치에서 상기 제1 금속층을 덮도록 형성되며, 제1 금속층과 다른 이종 금속을 포함하는 제2 금속층;을 포함하는 단자 부재를 구비한다.

예를 들어, 상기 배터리 팩은,

상기 외부 접속 위치에서 상기 제2 금속층을 관통하도록 조립되는 볼트 부재와, 상기 볼트 부재가 체결되는 것으로, 절연성의 지지면으로부터 돌출되게 형성된 너트 부재를 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1, 제2 금속층은, 상기 외부 접속 위치에서 서로에 대해 겹쳐지도록 배치되되, 상기 제1 금속층은 상기 너트 부재의 외주에 끼워지고, 상기 제2 금속층은 상기 너트 부재의 상면 위에 배치될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 금속층에는, 상기 너트 부재의 외주 보다 큰 제1 홀이 형성되고,

상기 너트 부재는 상기 제1 홀을 관통하도록 끼워질 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 금속층에는, 상기 너트 부재의 외주 보다 작은 제2 홀이 형성되고,

상기 제2 금속층은 상기 제2 홀의 주변을 통하여 상기 너트 부재의 상면 위에 지지될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1, 제2 홀은, 외부 결합 위치에서 서로 대응되게 형성되되, 동일한 원심을 중심으로 서로 다른 직경을 갖는 동심원 형태로 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 볼트 부재는, 상기 제2 홀을 관통하여 상기 너트 부재에 체결될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 금속층은, 상기 너트 부재가 돌출되는 지지면과 상기 너트 부재 상면 위의 제2 금속층 사이에 개재될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 금속층 및 상기 지지면으로부터 돌출되는 너트 부재의 돌출부는, 상기 지지면과 상기 제2 금속층 사이에서 서로 이웃한 위치에 배치될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1, 제2 금속층은, 각각 서로 다른 제1, 제2 금속을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 금속은, 제1 금속 보다 높은 기계적 강성을 가질 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 금속은 알루미늄을 포함하고, 상기 제2 금속은 구리를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 단자 부재는, 상기 제1, 제2 금속층 사이에서 도전성 결합을 형성하는 도전성 접착층을 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 도전성 접착층은, 솔더 페이스트, 도전성 필름, 도전성 접착제 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1, 제2 금속층의 서로 마주하는 대향면에는, 각각 제1, 제2 도금층이 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 도금층 상에는, 제3 도금층이 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1, 제2 도금층은 니켈을 포함하고, 상기 제3 도금층은 주석을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 볼트 부재와 너트 부재가 체결되지 않은 상태에서,

상기 너트 부재는 상기 지지면으로부터 제1 높이로 돌출되고,

상기 제1 금속층은, 상기 제1 높이 보다 얇은 두께로 형성되어 상기 지지면으로부터 이격될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 금속층과 상기 지지면 사이에는 여유 갭이 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 볼트 부재와 너트 부재가 서로 체결된 상태에서,

상기 너트 부재는 상기 지지면으로부터 제2 높이로 돌출되고,

상기 제1 금속층은, 상기 지지면에 접촉될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 높이 보다는 제2 높이가 더 낮게 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 볼트 부재의 헤드와 너트 부재 사이에는, 상기 제2 금속층이 개재되며,

상기 제1 금속층은, 상기 볼트 부재의 헤드와 너트 부재 사이에서 벗어난 위치에 배치될 수 있다.

예를 들어, 상기 볼트 부재의 헤드는,

상기 너트 부재 및 너트 부재의 외측에 배치된 제1 금속층의 일부를 함께 커버할 수 있는 면적으로 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 볼트 부재의 헤드는, 상기 제1 금속층을 향하여 상기 제2 금속층을 가압할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 의하면, 다수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩으로서, 배터리 팩 내부의 배터리 셀과 전기적으로 연결되는 내부 접속 위치와, 배터리 팩의 출력 전원을 외부로 공급하기 위한 외부 접속 위치 사이에서 전기적인 연결을 매개하는 도전 부재를 멀티 메탈 구조로 형성함으로써, 도전 부재를 통한 전기적인 연결이 낮은 전기 저항을 가지면서도 안정적으로 이루어질 수 있다.

도 1에는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 관한 배터리 팩의 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 2에는, 도 1에 도시된 배터리 팩과, 이웃한 또 다른 배터리 팩의 연결 구조는 보여주는 사시도가 도시되어 있다.
도 3 및 도 4에는, 도 2에 도시된 외부 접속 부재와 단자 부재 간의 결합 구조를 설명하기 위한 서로 다른 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 5에는, 도 4의 V-V 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다.
도 6에는 도 5의 일부에 대한 확대 도면이 도시되어 있다.
도 7에는, 볼트 부재가 체결되지 않은 상태로서 너트 부재가 미압축된 상태가 도시되어 있다.
도 8에는 볼트 부재의 체결에 따라 너트 부재가 압축된 상태가 도시되어 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 관한 배터리 팩에 대해 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 관한 배터리 팩의 분해 사시도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 발명의 배터리 팩(100)은, 다수의 배터리 셀(C)과, 다수의 배터리 셀(C)을 전기적으로 연결하기 위한 다수의 버스 바(B)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 배터리 팩(100)은, 일 방향을 따라 배열된 다수의 배터리 셀(C)을 포함할 수 있으며, 일 방향을 따라 양단의 배터리 셀(C)의 외측에 배치된 한 쌍의 엔드 플레이트(150)와, 상기 일 방향과 교차하는 방향을 따라 배터리 셀(C)의 측면에 배치된 한 쌍의 사이드 플레이트(140)를 포함할 수 있다. 일 방향을 따라 배열된 다수의 배터리 셀(C)은, 상기 엔드 플레이트(150)와 사이드 플레이트(140)에 의해 구조적으로 서로 결속될 수 있다.

상기 배터리 셀(C)과 엔드 플레이트(150) 사이에는 다수의 배터리 셀(C)을 견고하게 결속시키기 위한 강성을 제공하며, 배터리 셀(C)과 엔드 플레이트(150) 사이의 절연을 제공하기 위한 엔드 블록(E)이 개재될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 엔드 블록(E)은, 서로 이웃한 배터리 팩(100)을 전기적으로 연결하기 위한 외부 접속 위치(PO)에서, 너트 부재(120)가 지지되는 지지면(IS)을 제공할 수 있다. 후에 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

상기 버스 바(B)는, 서로 이웃한 배터리 셀(C)을 전기적으로 연결하기 위한 것으로, 서로 이웃한 배터리 셀(C)을 직렬 또는 병렬로 연결하거나 직렬/병렬의 혼합 방식으로 연결할 수 있다. 예를 들어, 상기 버스 바(B)는, 서로 이웃한 배터리 셀(C)의 같은 전극(10)끼리 연결함으로써, 서로 이웃한 배터리 셀(C)을 병렬로 연결하거나, 서로 이웃한 배터리 셀(C)의 서로 다른 전극(10)끼리 연결함으로써, 서로 이웃한 배터리 셀(C)을 직렬로 연결할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 팩(100)에서는, 서로 이웃한 4개의 배터리 셀(C)끼리 병렬로 연결되며, 각각 4개의 배터리 셀(C)이 병렬 연결된 서로 이웃한 병렬 블록끼리 서로 직렬로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 배터리 셀(C)은 일 방향을 따라 배열될 수 있으며, 서로 이웃한 4개의 배터리 셀(C)을 하나의 단위(병렬 블록에 해당)로 하여, 좌우 반전되는 패턴으로 배열될 수 있고, 이때, 상기 버스 바(B)는 일 방향을 따라 연장되면서 같은 병렬 블록의 배터리 셀(C)은 병렬로 연결하고, 서로 다른 병렬 블록의 배터리 셀(C)은 직렬로 연결할 수 있다.

상기 배터리 셀(C)과 버스 바(B) 사이에는 버스 바 홀더(BH)가 배치될 수 있다. 상기 버스 바 홀더(BH)는, 배터리 셀(C)과 버스 바(B) 사이에서 절연을 제공할 수 있으며, 배터리 셀(C)로부터 절연된 상태로 배터리 셀(C)의 상부 위치에서 버스 바(B)를 지지해줄 수 있다. 상기 버스 바 홀더(BH)는, 다수의 개구를 통하여 배터리 셀(C)의 전극(10)과 버스 바(B) 사이에서 전기적인 연결을 허용하면서도, 전극(10) 외의 다른 배터리 셀(C)의 개소와 버스 바(B) 간의 전기적인 간섭을 차단할 수 있다. 도면에 도시되어 있지는 않지만, 상기 버스 바 홀더(BH) 상에는 배터리 셀(C)의 상태 정보를 취합하고, 취합된 상태 정보에 근거하여 배터리 셀(C)의 충, 방전 동작을 제어하기 위한 회로기판(미도시)이 배치될 수 있다.

도 2에는, 도 1에 도시된 배터리 팩과, 이웃한 또 다른 배터리 팩의 연결 구조는 보여주는 사시도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 배터리 팩(100)은, 고출력 고전압의 출력 전원을 제공하기 위하여, 이웃한 또 다른 배터리 팩(100)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 서로 이웃한 배터리 팩(100)은, 외부 접속 부재(200)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 외부 접속 부재(200)는, 각각의 배터리 팩(100)의 단자 부재(T)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 각각의 배터리 팩(100)의 외부 접속 위치(PO)에서 단자 부재(T)와 전기적으로 연결될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 상기 외부 접속 위치(PO)에서는 외부 접속 부재(200)와 단자 부재(T)가 서로 결합될 수 있으며, 볼트 부재(110)가 외부 접속 부재(200)와 단자 부재(T)를 관통하여 엔드 블록(E)에 체결됨으로써, 외부 접속 부재(200)와 단자 부재(T)가 서로 결합될 수 있다. 이에 대해서는 후에 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3 및 도 4에는, 도 2에 도시된 외부 접속 부재(200)와 단자 부재(T) 간의 결합 구조를 설명하기 위한 서로 다른 분해 사시도가 도시되어 있다. 도 5에는, 도 4의 V-V 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다. 도 6에는 도 5의 일부에 대한 확대 도면이 도시되어 있다.

도면들을 참조하면, 본 발명의 배터리 팩(100)은, 상기 버스 바(B) 중에서 적어도 하나의 버스 바(B)와 연결되는 내부 접속 위치(PI)를 제공하며, 상기 내부 접속 위치(PI)로부터 배터리 팩(100)의 출력 전원을 외부로 공급하기 위한 외부 접속 위치(PO)로 연장되는 제1 금속층(M1)과, 상기 외부 접속 위치(PO)에서 상기 제1 금속층(M1)을 덮도록 형성된 제2 금속층(M2)을 포함하는 단자 부재(T)를 구비할 수 있다.

상기 제1 금속층(M1)은, 내부 접속 위치(PI)로부터 외부 접속 위치(PO)로 연장되면서 단자 부재(T)의 전체적인 골격을 형성할 수 있다. 상기 내부 접속 위치(PI)란, 배터리 팩(100) 내부에서 다수의 배터리 셀(C)을 전기적으로 연결하기 위한 버스 바(B) 중에서 적어도 어느 하나의 버스 바(B)와 단자 부재(T)가 서로 연결되는 개소를 의미할 수 있다. 상기 외부 접속 위치(PO)란, 배터리 팩(100)의 출력 전원을 외부로 공급하기 위하여 단자 부재(T)가 체결되는 개소를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 단자 부재(T)는, 해당 배터리 팩(100)을 이웃한 다른 배터리 팩(100)과 전기적으로 연결하기 위하여, 외부 접속 부재(200)와 연결될 수 있으며, 이때, 상기 단자 부재(T)와 외부 접속 부재(200) 간의 연결 위치가 상기 외부 접속 위치(PO)에 해당될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 상기 단자 부재(T)와 외부 접속 부재(200)는, 서로에 대해 체결되는 볼트 부재(110) 및 너트 부재(120)를 이용하여 결합될 수 있고, 볼트 부재(110) 및 너트 부재(120)의 체결 위치는 상기 외부 접속 위치(PO)에 해당될 수 있다.

상기 제1 금속층(M1)은, 버스 바(B)와 연결되는 내부 접속 위치(PI)로부터 외부 접속 부재(200)와 연결되는 외부 접속 위치(PO)까지 연장될 수 있는데, 보다 구체적으로, 상기 제1 금속층(M1)은, 상기 내부 접속 위치(PI)에 형성된 제1 부분(M11)과, 외부 접속 위치(PO)에 형성된 제2 부분(M12)을 포함할 수 있으며, 상대적으로 높은 레벨에 배치되어 있는 제1 부분(M11, 내부 접속 위치 PI)과 상대적으로 낮은 레벨에 배치되어 있는 제2 부분(M12, 외부 접속 위치 PO) 사이의 단차를 연결하는 연결부(M13)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 금속층(M1)은, 전체적으로 단차진 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 상기 연결부(M13)는, 내부 접속 위치(PI, 제1 부분 M11)와 외부 접속 위치(PO, 제2 부분 M12) 사이의 단차를 연결하도록 연장될 수 있다.

상기 제1 금속층(M1)은, 내부 접속 위치(PI)에서 버스 바(B)와 직접적으로 연결될 수 있으며, 외부 접속 위치(PO)에서 제2 금속층(M2)을 통하여 외부 접속 부재(200)와 간접적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 금속층(M1)과 버스 바(B) 사이에서 동종 금속 간의 견고한 결합을 형성하기 위한 목적으로, 제1 금속층(M1)과 버스 바(B)는 동일한 제1 금속으로 형성될 수 있으며, 보다 구체적으로, 상기 제1 금속층(M1)은, 버스 바(B)와 같은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성될 수 있다. 상기 제1 금속층(M1)과 버스 바(B) 간에는 용접 결합이 이루어질 수 있는데, 예를 들어, 제1 금속층(M1)과 버스 바(B)를 서로 겹쳐지게 배치하고, 서로 압착시킨 상태에서 초음파 진동을 가하는 초음파 용접에 의해 제1 금속층(M1)과 버스 바(B) 사이가 용접 결합될 수 있다.

상기 제1 금속층(M1)의 일부 위에는 제2 금속층(M2)이 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 외부 접속 위치(PO)에서 상기 제1 금속층(M1, 보다 구체적으로, 제1 금속층 M1의 제2 부분 M12) 위에는 제2 금속층(M2)이 형성될 수 있다. 상기 제2 금속층(M2)은 외부 접속 부재(200)와 직접 접촉하며 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 외부 접속 부재(200)는, 해당 배터리 팩(100)과 또 다른 배터리 팩(100)을 전기적으로 연결하여 고출력 고용량의 전원을 공급하도록 서로 다른 배터리 팩(100) 사이를 전기적으로 연결해줄 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 금속층(M2)과 외부 접속 부재(200) 사이에서 동종 금속 간의 견고한 결합을 형성하기 위한 목적으로, 제2 금속층(M2)과 외부 접속 부재(200)는 동일한 제2 금속으로 형성될 수 있으며, 보다 구체적으로, 상기 제2 금속층(M2)은, 외부 접속 부재(200)와 같은 구리 또는 구리 합금으로 형성될 수 있다. 상기 외부 접속 부재(200)는, 서로에 대해 체결되는 볼트 부재(110) 및 너트 부재(120) 사이에 개재되어 높은 체결 하중에도 불구하고 체결 압력에 대해 견고하게 외형을 유지할 수 있고, 충분한 통전 면적을 유지하도록 변형되지 않으며, 체결 압력에 의해 통전 면적이 협소하게 줄어들어 변형에 따른 줄 열에 의해 발열, 발화와 같은 안전 사고가 발생되지 않도록 우수한 도전성은 물론이고 구조적인 강성을 갖는 소재로 형성되는 것이 바람직한데, 예를 들어, 상기 외부 접속 부재(200)는 구리 또는 구리 합금으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 외부 접속 부재(200)와 동종 금속 간의 견고한 결합을 형성하기 위하여, 외부 접속 부재(200)와 직접 접촉되는 제2 금속층(M2)도 구리 또는 구리 합금으로 형성될 수 있다. 상기 외부 접속 부재(200)와 제2 금속층(M2)은, 볼트 부재(110)와 너트 부재(120) 간의 높은 체결 압력 하에서 면 접촉될 수 있다.

상기 제2 금속층(M2)은, 상기 제1 금속층(M1) 보다는 상대적으로 높은 기계적 강성을 가질 수 있으며, 볼트 부재(110)와 너트 부재(120) 간의 높은 체결 압력에도 불구하고 장시간 안정적인 형상을 유지함으로써, 충분한 통전 면적을 유지할 수 있고, 형상 변형에 따라 외부 접속 부재(200)와의 접촉 저항에 변동을 일으키지 않고 외부 접속 부재(200)와의 긴밀한 면 접촉을 유지할 수 있다. 상기 외부 접속 부재(200)와 제2 금속층(M2)은, 낮은 접촉 저항을 갖고 서로에 대해 긴밀하게 접촉되도록, 상기 볼트 부재(110)와 너트 부재(120) 간의 높은 체결 압력 하에서 외부 접속 부재(200)와 제2 금속층(M2)은 서로에 대해 밀착될 수 있다.

상기 단자 부재(T)는, 제1, 제2 금속층(M1,M2)이 일체적으로 결합된 멀티 메탈 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 단자 부재(T)는, 제1, 제2 금속층(M1,M2)이 일체적으로 결합된 멀티 메탈 구조로 형성될 수 있다. 이때, 상기 단자 부재(T)는, 높은 체결 압력 하에서 외부 접속 부재(200)와의 긴밀한 결합을 위해 상대적으로 고 강성의 제2 금속층(M2)을 포함할 수 있으며, 외부 접속 부재(200)와 제2 금속층(M2)은 서로 동일한 제2 금속으로 형성되어 동종 금속 간의 높은 친화력으로 접촉 저항을 줄일 수 있다. 그리고, 상기 외부 접속 부재(200)와 직접 연결된 제2 금속층(M2)은, 제1 금속층(M1)과의 도전성 결합(도전성 접착층 CA)을 통하여 외부 접속 부재(200)와 제1 금속층(M1)을 전기적으로 연결해줄 수 있다. 상기 제1 금속층(M1)은, 버스 바(B)와 견고한 결합을 형성하도록 버스 바(B)와 동일한 제1 금속으로 형성되어 동종 금속 간의 견고한 결합을 형성할 수 있다.

상기 단자 부재(T)는, 외부 접속 위치(PO)와 내부 접속 위치(PI) 간의 전기적인 연결을 매개하기 위한 것으로, 상기 단자 부재(T)의 제1, 제2 금속층(M1,M2)은 각각 내부 접속 위치(PI)와 외부 접속 위치(PO)에서 접속의 상대방(버스 바 B 또는 외부 접속 부재 200)과 직접 접촉될 수 있으며, 제1, 제2 금속층(M1,M2) 사이의 도전성 결합(도전성 접착층 CA)을 통하여 외부 접속 위치(PO)와 내부 접속 위치(PI) 간의 전기적인 연결을 매개할 수 있다. 상기 제1, 제2 금속층(M1,M2)은, 상기 외부 접속 위치(PO)에서 서로에 대해 겹쳐지도록 중첩되게 배치될 수 있으며, 상기 제1, 제2 금속층(M1,M2)은 제1, 제2 금속층(M1,M2) 사이에서 도전성 결합을 형성하는 도전성 접착층(CA)을 통하여 서로 전기적으로 연결되며, 서로 구조적으로 결합된 일체형 부품으로 형성될 수 있다.

상기 제1, 제2 금속층(M1,M2)은, 서로 다른 제1, 제2 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 금속층(M1,M2)은, 각각 내부 접속 위치(PI) 및 외부 접속 위치(PO)에서 접속의 상대방(버스 바 B 또는 외부 접속 부재 200)과 직접적인 접촉을 통하여 전기적인 연결을 형성할 수 있으며, 접속의 상대방(버스 바 B 또는 외부 접속 부재 200)과의 견고한 결합을 형성하도록 접속의 상대방(버스 바 B 또는 외부 접속 부재 200)과 동종 금속으로 형성될 수 있다. 이를 위해, 상기 제1 금속층(M1)은 버스 바(B)와 같은 제1 금속, 예를 들어, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성될 수 있고, 상기 제2 금속층(M2)은 외부 접속 부재(200)와 같은 제2 금속, 예를 들어, 구리 또는 구리 합금으로 형성될 수 있다.

상기 외부 접속 부재(200)는, 이웃한 서로 다른 배터리 팩(100)을 전기적으로 연결하기 위한 것으로, 배터리 팩(100) 단위의 고출력 고용량의 전원 패스를 형성하기 위해 높은 전기 전도성을 갖는 것은 물론이고, 높은 기계적인 강성을 갖는 구리 또는 구리 합금으로 형성될 수 있다. 상기 외부 접속 부재(200)는, 외부 접속 위치(PO)에서 볼트 부재(110)와 너트 부재(120) 사이에서 높은 체결 압력을 견딜 수 있고, 높은 체결 압력에도 불구하고 외형을 유지하고 통전 면적이 협소하게 변형되지 않도록 높은 기계적인 강성을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 만일, 외부 접속 부재(200)가 높은 체결 압력에 따라 변형되어 통전 면적이 협소하게 제한되면, 전기적인 출력 성능이 떨어지게 되는 것은 물론이고, 줄 발열로 인하여 발화와 같은 안전 사고의 위험이 있기 때문이다.

도 5를 참조하면, 상기 외부 접속 위치(PO)에는 상기 단자 부재(T)와 외부 접속 부재(200)를 높은 체결 압력으로 서로 결합시키기 위한 볼트 부재(110)와 너트 부재(120)가 형성되어 있다. 상기 외부 접속 위치(PO)에서 서로 겹쳐지게 배치된 제1, 제2 금속층(M1,M2) 중에서, 저 강성의 제1 금속층(M1)은 제외하고, 선택적으로 고 강성의 제2 금속층(M2)을 외부 접속 부재(200)와 높은 체결 압력으로 결합시킴으로써, 상대적으로 저 강성의 제1 금속층(M1)을 보호하면서도, 제1, 제2 금속층(M1,M2) 간의 도전성 결합(도전성 접착층 CA)을 통하여 외부 접속 위치(PO)와 내부 접속 위치(PI) 간의 전기적인 연결이 원활하게 이루어질 수 있도록 할 수 있다.

상기 제2 금속층(M2)은, 볼트 부재(110, 볼트 부재의 헤드 115)와 너트 부재(120) 사이에 개재될 수 있으며, 볼트 부재(110, 볼트 부재의 헤드 115)와 너트 부재(120) 간의 높은 체결 압력 하에서 외부 접속 부재(200)와 결합될 수 있다. 상기 볼트 부재(110)와 너트 부재(120)의 체결 압력에 따라 외부 접속 부재(200)와 밀착된 제2 금속층(M2)은, 상기 제2 금속층(M2)과 도전성 결합(도전성 접착층 CA)되어 있는 제1 금속층(M1)을 통하여 내부 접속 위치(PI)의 버스 바(B)와 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 볼트 부재(110)와 너트 부재(120)는, 볼트 부재(110, 볼트 부재의 헤드 115)와 너트 부재(120) 사이에 개재된 외부 접속 부재(200)와 제2 금속층(M2) 간의 접촉 저항이 최소화될 수 있도록 높은 체결 압력으로 서로에 대해 체결될 수 있다. 상기 외부 접속 부재(200)와 제2 금속층(M2)은, 고 강성의 제2 금속으로 형성될 수 있으며, 이에 따라, 높은 체결 압력 하에서도 외형 변형이나 이에 따른 통전 면적의 변화가 억제될 수 있다.

상기 외부 접속 위치(PO)에서, 상기 제1, 제2 금속층(M1,M2)은 서로 겹쳐지도록 배치되며, 그 사이에 개재된 도전성 접착층(CA)을 통하여 서로 전기적으로 연결되고 구조적으로 일체화되어 있다. 고 강성의 제2 금속층(M2)은, 볼트 부재(110, 볼트 부재의 헤드 115) 및 너트 부재(120) 사이에서 높은 체결 압력을 받는데 반하여, 저 강성의 제1 금속층(M1)은, 볼트 부재(110, 볼트 부재의 헤드 115)와 너트 부재(120)의 사이에서 벗어나 직접적으로 체결 압력을 받지 않는다. 후술하는 바와 같이, 상기 제1 금속층(M1)은, 너트 부재(120)를 벗어나도록 너트 부재(120)의 외주에 끼워지며, 너트 부재(120)와 볼트 부재(110, 볼트 부재의 헤드 115) 사이의 체결 압력을 받지 않는데 반하여, 상기 제2 금속층(M2)은, 너트 부재(120)의 상면에 배치되어 너트 부재(120)에 체결되는 볼트 부재(110, 볼트 부재의 헤드 115)의 체결 압력을 직접 받게 되며, 높은 체결 압력 하에서 제2 금속층(M2)과 외부 접속 부재(200) 간의 긴밀한 접촉이 이루어질 수 있다.

상기 외부 접속 위치(PO)에서, 상기 제1, 제2 금속층(M1,M2)은, 서로 겹쳐지도록 중첩되게 배치되되, 상기 제1 금속층(M1)은, 너트 부재(120)의 외주에 끼워지고, 상기 제2 금속층(M2)은 너트 부재(120)의 상면에 배치된다. 즉, 상기 제1 금속층(M1)에는 상기 너트 부재(120)의 외주 보다 큰 사이즈의 제1 홀(TH1)이 형성되어 있다. 예를 들어, 제1 홀(TH1)의 직경(d1)은, 너트 부재(120)의 외경(d0) 보다 크게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1 금속층(M1)은, 상기 제1 홀(TH1)을 통하여 너트 부재(120)의 외주에 끼워질 수 있다. 상기 제2 금속층(M2)에는 상기 너트 부재(120)의 외주 보다 작은 사이즈의 제2 홀(TH2)이 형성되어 있다. 예를 들어, 제2 홀(TH2)의 직경(d2)은, 너트 부재(120)의 외경(d0) 보다 작게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제2 금속층(M2)은 상기 제2 홀(TH2)의 주변을 통하여 상기 너트 부재(120)의 상면 위에 지지될 수 있다.

상기 제1, 제2 금속층(M1,M2)의 제1, 제2 홀(TH1,TH2)은 서로 대응되는 위치, 그러니까, 외부 접속 위치(PO)에 형성되되, 서로 다른 사이즈(ex. 서로 다른 직경 d1,d2)로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 홀(TH1,TH2)은, 동일한 원심을 중심으로 하고, 서로 다른 직경(d1,d2)을 갖는, 동심원 형태로 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 홀(TH1)의 직경(d1)은, 너트 부재(120)의 외경(d0) 보다 크게 형성될 수 있고, 상기 제2 홀(TH2)의 직경(d2)은, 너트 부재(120)의 외경(d0) 보다 작게 형성될 수 있다. 상기 제1, 제2 금속층(M1,M2)의 외부 접속 위치(PO)에는, 서로 다른 사이즈의 제1, 제2 홀(TH1,TH2)이 형성되며, 이에 따라, 제1 금속층(M1)은 너트 부재(120)의 외주에 끼워지며, 너트 부재(120)에 대해 체결되는 볼트 부재(110)의 체결 압력을 피할 수 있고, 제2 금속층(M2)은 너트 부재(120)의 상면 위에 배치되어 너트 부재(120)에 대해 체결되는 볼트 부재(110)의 체결 압력에 따라 외부 접속 부재(200)와 밀착된 상태에서 견고한 결합을 형성할 수 있다.

상기 너트 부재(120)는, 절연성의 지지면(IS)으로부터 돌출되도록 형성될 수 있다. 여기서, 절연성의 지지면(IS)이란 너트 부재(120)를 지지하는 엔드 블록(E)의 상면을 의미할 수 있다. 본 발명에서 상기 절연성의 지지면(IS)은, 엔드 블록(E)의 상면에 한정되지 않고, 너트 부재(120)를 위치 고정하는 지지 기반을 광범위하게 지칭할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 너트 부재(120)는, 엔드 블록(E)에 매립되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 너트 부재(120)는 엔드 블록(E)과 함께 형성될 수 있으며, 인서트 사출을 통하여 엔드 블록(E)과 함께 일체로 형성될 수 있다. 상기 너트 부재(120)가 엔드 블록(E)에 매립되어 있다는 것은, 너트 부재(120)의 전체가 엔드 블록(E)의 내부에 매립되어 있다는 것을 의미하는 것은 아니며, 볼트 부재(110)와의 체결을 위하여, 상기 너트 부재(120)는 엔드 블록(E)의 상면으로부터 돌출될 수 있다.

상기 제1 금속층(M1)은, 상기 너트 부재(120)의 외주에 끼워지며, 너트 부재(120)를 벗어난 외측 위치에 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 금속층(M1)은, 너트 부재(120)가 돌출되는 지지면(IS)과, 너트 부재(120)의 상면 위에 고정된 제2 금속층(M2) 사이에 개재될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 금속층(M1)은, 제1 금속층(M1)의 하면 및 상면이, 각각 상기 지지면(IS)과 제2 금속층(M2 또는 도전성 접착층 CA)에 접촉된 상태에서 상기 지지면(IS)과 제2 금속층(M2) 사이에 개재될 수 있다. 상기 너트 부재(120)가 돌출되는 지지면(IS)과 상기 너트 부재(120)의 상면 위에 고정된 제2 금속층(M2) 사이에는, 상기 너트 부재(120, 보다 구체적으로, 너트 부재 120 중 지지면 IS으로부터 돌출된 부분)와, 너트 부재(120) 외측의 제1 금속층(M1)이 서로 이웃한 위치에 배치될 수 있다.

도 6을 참조하면, 상기 단자 부재(T)는, 상기 제1, 제2 금속층(M1,M2) 사이에 개재되는 도전성 접착층(CA)을 포함할 수 있다. 상기 도전성 접착층(CA)은, 제1, 제2 금속층(M1,M2)을 서로 일체적으로 결합시키는 것으로, 제1, 제2 금속층(M1,M2) 사이에 개재되어, 제1, 제2 금속층(M1,M2)을 전기적으로 도통시키면서 제1, 제2 금속층(M1,M2)을 구조적으로 서로 결속시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 도전성 접착층(CA)은, 솔더 페이스트, 도전성 필름, 도전성 접착제 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 도전성 접착층(CA)은, 제1 금속층(M1)과, 제2 금속층(M2) 사이에 솔더 페이스트, 도전성 필름, 도전성 접착제 등을 개재하고, 고온 고압을 가하는 히트 라미네이션(Heat Lamination)을 적용함으로써, 제1, 제2 금속층(M1,M2)을 서로 일체적으로 결합하는 도전성 접착층(CA)이 형성될 수 있다.

상기 제1, 제2 금속층(M1,M2)은, 각각 서로 다른 제1, 제2 금속으로 형성될 수 있으며, 상기 제1, 제2 금속층(M1,M2) 간에 견고한 도전성 결합을 형성하기 위해, 상기 제1, 제2 금속층(M1,M2)의 서로 마주하는 대향면 위에는 적어도 하나의 도금층이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1, 제2 금속층(M1,M2)의 서로 마주하는 대향면 위에는 제1, 제2 도금층(EP1,EP2)이 형성될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 제1 금속층(M1)의 대향면 위에는 제1 도금층(EP1)이 형성될 수 있으며, 상기 제2 금속층(M2)의 대향면 위에는 제2 도금층(EP2)이 형성될 수 있다. 상기 제1, 제2 도금층(EP1,EP2)은, 각각 제1, 제2 금속층(M1,M2)의 대향면 위에 형성되며, 제1, 제2 금속층(M1,M2)의 대향면 위에 산화물과 같은 유해 물질이 형성되어, 제1, 제2 금속층(M1,M2)의 접착 특성이 저하되지 않도록 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도금층(EP1)은, 제1 금속층(M1)과 도전성 접착층(CA) 사이에서 이들 간의 접착 특성을 저하시킬 수 있는 유해 물질의 형성을 차단하며, 제1 금속층(M1)의 산화와 부식을 방지할 수 있다. 유사하게, 상기 제2 도금층(EP2)은, 제2 금속층(M2)과 도전성 접착층(CA) 사이에서 이들 간의 접착 특성을 저하시킬 수 있는 유해 물질의 형성을 차단하며, 제2 금속층(M2)의 산화와 부식을 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 도금층(EP1, EP2)은 니켈을 포함하는 니켈 도금층으로 형성될 수 있다.

상기 제2 금속층(M2)에 대해, 제2 도금층(EP2) 위에는, 제3 도금층(EP3)이 더 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2 금속층(M2) 위에는 제2 도금층(EP2)과 제3 도금층(EP3)이 순차적으로 형성될 수 있다. 상기 제2 금속층(M2) 위에, 제2 도금층(EP2)을 하지 도금층으로 하고, 제3 도금층(EP3)을 더 형성함으로써, 휘스커(whisker)와 같은 결함을 방지할 수 있다. 침상의 결정인 휘스커(whisker)가 생성되면, 전기 저항이 증가하고, 통전 특성이 떨어지게 되며, 제어되지 않는 휘스커(whisker)의 생성으로, 품질의 균일성이 확보되지 못하고, 공정에 따라 전기 저항에 큰 편차를 보이게 되므로, 휘스커(whisker)와 같은 결함의 발생을 막기 위해, 제2 도금층(EP2)을 하지 도금층으로 하고, 제2 도금층(EP2) 상에 제3 도금층(EP3)을 더 형성하는 것이 바람직하다. 상기 제2 도금층(EP2)은 니켈을 포함하는 니켈 도금층으로 형성될 수 있고, 상기 제3 도금층(EP3)은 주석을 포함하는 주석 도금층으로 형성될 수 있다.

상기 제2 금속층(M2)은 휘스커(whisker) 생성에 취약한 구리를 포함할 수 있으므로, 제2 금속층(M2) 위에는, 제2 도금층(EP2)으로서의 니켈 도금층과, 제3 도금층(EP3)으로서의 주석 도금층이 순차적으로 형성될 수 있다. 상기 제1 금속층(M1)은 알루미늄을 포함할 수 있으며, 제1 금속층(M1) 위에 부식 및 산화 방지를 위한 제1 도금층(EP1)이 형성될 수 있으며, 휘스커(whisker) 방지를 위한 추가적인 도금층은 생략될 수 있다.

이하의 표 1은, 제1, 제2 금속층(M1,M2) 위에 형성된 서로 다른 도금 구조에 따라 제1, 제2 금속층(M1,M2) 사이의 전기 저항의 변화를 측정한 결과이다. 표 1에서 제1 내지 제3 실시형태는 이하와 같은 구조를 갖는다.

제1 실시형태는, 제1 금속층(M1) 위에 제1 도금층(EP1)이 형성되지 않고, 제2 금속층(M2) 위에 제2, 제3 도금층(EP1,EP2)이 순차로 형성된 구조를 갖는다.

제2 실시형태는, 제1 금속층(M1) 위에 제1 도금층(EP1)이 형성되고, 제2 금속층(M2) 위에 제2, 제3 도금층(EP1,EP2)이 순차로 형성된 구조를 갖는다.

제3 실시형태는, 제1 금속층(M1) 위에 제1 도금층(EP1)이 형성되고, 제2 금속층(M2) 위에 제2 도금층(EP2)만이 형성된 구조를 갖는다.

본 전기 저항의 측정에서는, 각각의 제1 내지 제3 실시형태에 대해, 5회에 걸쳐서 제1, 제2 금속층(M1,M2) 사이의 전기 저항을 측정하였다.

표 1로부터, 제1 내지 제3 도금층(EP1,EP2,EP3)이 형성된 제2 실시형태가 평균적으로 가장 낮은 전기 저항을 보여준다는 것을 확인할 수 있다. 제1 도금층(EP1)이 형성되지 않은 제1 실시형태가 평균적으로 가장 높은 전기 저항을 보여주며, 제3 도금층(EP3)이 형성되지 않은 제3 실시형태에서는, 제1 실시형태 보다는 낮은 전기 저항을 보여주나, 전기 저항의 품질이 균일하지 않고 큰 편차를 보여주는데, 휘스커(whisker) 결함의 발생 여부에 따라 전기 저항이 크게 변화하는 것으로 이해될 수 있다.

전기 저항(mΩ)	실시형태 1	실시형태 2	실시형태 3
1회	0.481	0.057	0.023
2회	3.484	0.032	0.273
3회	6.050	0.039	0.604
4회	2.620	0.061	1.643
5회	19.430	0.083	0.052

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에서, 제1 도금층(EP1)이 형성된 제1 금속층(M1)의 두께(t1)는 상대적으로 두껍게 형성될 수 있으며, 제2, 제3 도금층(EP2,EP3)이 형성된 제2 금속층(M2)의 두께(t2)는 상대적으로 얇게 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 금속층(M2)은, 제1 금속층(M1) 보다 높은 강성을 갖도록 형성되어, 외부 접속 위치(PO)에서 볼트 부재(110)와 너트 부재(120) 간의 높은 체결 압력 하에서 외부 접속 부재(200)와 견고한 결합을 형성할 수 있고, 상기 제1 금속층(M1)은, 제2 금속층(M2) 보다 두껍게 형성되어 충, 방전 전류의 패스를 형성할 수 있다. 즉, 상기 제2 금속층(M2)은, 높은 체결 압력 하에서 과도한 변형을 일으키지 않고 외부 접속 부재(200)와의 견고한 결합을 형성할 수 있는 한도에서 얇은 두께로 형성될 수 있으며, 상기 제1 금속층(M1)은 실질적으로 단자 부재(T)의 충, 방전 패스를 형성하면서 내부 접속 위치(PI)와 외부 접속 위치(PO) 사이를 연결할 수 있으며, 제2 금속층(M2) 보다는 상대적으로 두껍게 형성될 수 있다.

도 7에는, 볼트 부재(110)가 체결되지 않은 상태로서 너트 부재(120)가 미압축된 상태가 도시되어 있다. 도 8에는 볼트 부재(110)의 체결에 따라 너트 부재(120)가 압축된 상태가 도시되어 있다.

도 7에 도시된 미압축 상태에서, 상기 너트 부재(120)는, 지지면(IS)으로부터 상대적으로 높은 제1 높이(h1)로 돌출될 수 있으며, 상기 제1 금속층(M1)은, 상기 너트 부재(120)의 상면 위에 지지된 제2 금속층(M2)에 결합되어 지지면(IS)으로부터 이격된 상태로 지지될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 금속층(M1)은, 제1 높이(h1) 보다 얇은 두께로 형성되며, 지지면(IS)으로부터 이격될 수 있다.

상기 제1 금속층(M1)은 여유 갭(g)을 사이에 두고 지지면(IS)으로부터 이격될 수 있으며, 지지면(IS)으로부터 여유 갭(g)을 확보함으로써, 볼트 부재(110)의 체결에 따라 너트 부재(120)가 압축되면서, 너트 부재(120)의 상면 위에 고정된 제2 금속층(M2)과 함께, 제1 금속층(M1)이 지지면(IS) 방향으로 접근하며 여유 갭(g)이 축소되는 경우에도 여유 갭(g)이 소진될 때까지는 저 강성의 제1 금속층(M1)이 압축되는 것을 피할 수 있다.

도 8에 도시된 압축 상태에서, 상기 너트 부재(120)는, 지지면(IS)으로부터 상대적으로 낮은 제2 높이(h2)로 돌출될 수 있으며, 상기 너트 부재(120)는, 볼트 부재(110)의 체결 압력에 따라 미압축 상태의 제1 높이(h1)로부터 이 보다 낮은 제2 높이(h2)로 압축될 수 있다. 너트 부재(120)의 압축에 따라 너트 부재(120)의 상면 위에 고정된 제2 금속층(M2)과 함께, 제1 금속층(M1)이 지지면(IS) 방향으로 접근할 수 있고, 제1 금속층(M1)과 지지면(IS) 사이의 여유 갭(g)은 너트 부재(120)의 압축에 따라 축소될 수 있다. 그리고, 너트 부재(120)의 압축이 더 진행됨에 따라 제1 금속층(M1)과 지지면(IS) 사이의 여유 갭(g)이 소진되면서 제1 금속층(M1)은 지지면(IS)과 맞닿게 되고, 제1 금속층(M1)은 제2 금속층(M2)과 지지면(IS) 사이에서 밀착될 수 있다.

너트 부재(120)의 압축에 따라, 너트 부재(120)의 상면 위에 고정된 제2 금속층(M2)과 함께, 제1 금속층(M1)이 지지면(IS) 방향으로 접근하면서, 제1 금속층(M1)이 지지면(IS)에 맞닿게 되고, 이후로는 너트 부재(120)와 제1 금속층(M1)이 함께 변형되면서 너트 부재(120)의 높이와 제1 금속층(M1)의 두께가 동등한 수준으로 유지될 수 있다. 즉, 너트 부재(120)의 압축에 따라 제1 금속층(M1)이 지지면(IS)에 맞닿은 시점에서 여유 갭(g)은 소진되고 제1 금속층(M1)의 압축 변형이 시작될 수 있다.

상기 제1 금속층(M1)과 지지면(IS) 사이의 여유 갭(g)은, 제1 금속층(M1)의 압축량을 고려하여 결정될 수 있는데, 여유 갭(g)이 과소하게 설정되면 여유 갭(g)이 소진된 후에도 저 강성의 제1 금속층(M1)에 대해 탄성 영역을 넘는 압축 변형이 강제될 수 있다. 제1 금속층(M1)과 지지면(IS) 사이의 여유 갭(g)은, 제1 금속층(M1)이 탄성 영역 내에서만 변형되도록 설정되는 것이 바람직하며, 저 강성의 제1 금속층(M1)이 탄성 영역을 벗어난 소성 영역으로까지 변형되면, 제1 금속층(M1)의 과도한 압축 변형에 따라 통전 면적이 협소하게 제한되어 줄 발열 등으로 안전 사고의 위험이 야기될 수 있고, 경시적인 외형 변형에 따라 볼트 부재(110)와 너트 부재(120) 간의 체결 압력에도 영향을 줄 수 있으며, 경시적으로 체결 압력이 감소하게 되면서 높은 체결 압력 하에서 서로 밀착될 필요가 있는 외부 접속 부재(200)와 제2 금속층(M2) 간의 밀착도가 떨어지게 되어, 이들 간의 접촉 저항이 증가하게 되고, 전체 충, 방전 패스 상의 전기 저항이 증가하게 되어 전기적인 출력 성능이 저하될 수 있다.

상기 볼트 부재(110)의 헤드(115)는, 볼트 부재(110)가 너트 부재(120)에 대해 체결되면서, 상기 너트 부재(120) 위의 제2 금속층(M2)을 가압하도록 제2 금속층(M2)의 적어도 일부를 커버하는 넓은 면적으로 형성되는 것이 바람직하다. 볼트 부재(110)의 헤드(115)와 너트 부재(120) 간의 높은 체결 압력 하에서 상기 제2 금속층(M2)은, 외부 접속 부재(200)에 대해 긴밀한 접촉을 유지할 수 있다. 또한, 상기 볼트 부재(110)의 헤드(115)는 상기 너트 부재(120)의 외측에 배치된 제1 금속층(M1)과도 중첩될 수 있도록 넓은 면적으로 형성될 수 있다. 이는, 볼트 부재(110)의 헤드(115)가 제1 금속층(M1)에 대해서도 어느 정도의 가압을 제공함으로써, 제1 금속층(M1)을 제2 금속층(M2)과 지지면(IS) 사이에서 견고하게 위치 고정시킬 수 있고, 볼트 부재(110)와 너트 부재(120) 간의 전체적인 체결 구조를 안정적으로 유지함으로써, 불안정한 지지 상태에 기인한 경시적인 체결 압력의 저하를 방지하기 위한 것이다. 예를 들어, 상기 볼트 부재(110)의 헤드(115)는, 너트 부재(120)와 너트 부재(120) 외측의 제1 금속층(M1)의 일부를 커버할 수 있는 넓은 면적으로 형성될 수 있다.

상기 볼트 부재(110)의 헤드(115)가 제1 금속층(M1)을 가압한다는 것은, 볼트 부재(110)의 헤드(115)가 제2 금속층(M2)을 통하여 제1 금속층(M1)을 가압한다는 것을 의미할 수 있고, 볼트 부재(110)의 헤드(115)가 제2 금속층(M2)을 제1 금속층(M1) 방향으로 가압한다는 것을 의미할 수 있다. 즉, 너트 부재(120)에 결합되는 볼트 부재(110)의 체결력에 따라, 제2 금속층(M2)은 제1 금속층(M1)을 지지면(IS) 방향으로 가압할 수 있고, 이에 따라, 상기 제1 금속층(M1)은, 제2 금속층(M2)과 지지면(IS) 사이에서 밀착되어 이들 사이에서 견고하게 위치 고정될 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

C: 배터리 셀 B: 버스 바
BH: 버스 바 홀더 E: 엔드 블록
T: 단자 부재 M1: 제1 금속층
M11: 제1 부분 M12: 제2 부분
M13: 연결부 M2: 제2 금속층
CA: 도전성 접착층 TH1: 제1 홀
TH2: 제2 홀 PI: 내부 접속 위치
PO: 외부 접속 위치 100: 배터리 팩
110: 볼트 부재 115: 헤드
120: 너트 부재 140: 사이드 플레이트
150: 엔드 플레이트 200: 외부 접속 부재

Claims

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다수의 배터리 셀; 및
상기 다수의 배터리 셀을 전기적으로 연결하기 위한 다수의 버스 바를 포함하는 배터리 팩으로서,
상기 버스 바 중에서 적어도 하나의 버스 바와 연결되는 내부 접속 위치로부터 배터리 팩의 출력 전원을 공급하기 위한 외부 접속 위치로 연장되는 제1 금속층; 및
상기 외부 접속 위치에서 상기 제1 금속층을 덮도록 형성되며, 제1 금속층과 다른 이종 금속을 포함하는 제2 금속층;을 포함하는 단자 부재를 구비하고,
상기 외부 접속 위치에서 상기 제2 금속층을 관통하도록 조립되는 볼트 부재와, 상기 볼트 부재가 체결되는 것으로, 절연성의 지지면으로부터 돌출되게 형성된 너트 부재를 더 포함하며,
상기 제1, 제2 금속층은, 상기 외부 접속 위치에서 서로에 대해 겹쳐지도록 배치되되, 상기 제1 금속층은 상기 너트 부재의 외주에 끼워지고, 상기 제2 금속층은 상기 너트 부재의 상면 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제3항에 있어서,
상기 제1 금속층에는, 상기 너트 부재의 외주 보다 큰 제1 홀이 형성되고,
상기 너트 부재는 상기 제1 홀을 관통하도록 끼워지는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제4항에 있어서,
상기 제2 금속층에는, 상기 너트 부재의 외주 보다 작은 제2 홀이 형성되고,
상기 제2 금속층은 상기 제2 홀의 주변을 통하여 상기 너트 부재의 상면 위에 지지되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제5항에 있어서,
상기 제1, 제2 홀은, 외부 결합 위치에서 서로 대응되게 형성되되, 동일한 원심을 중심으로 서로 다른 직경을 갖는 동심원 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제5항에 있어서,
상기 볼트 부재는, 상기 제2 홀을 관통하여 상기 너트 부재에 체결되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
다수의 배터리 셀; 및
상기 다수의 배터리 셀을 전기적으로 연결하기 위한 다수의 버스 바를 포함하는 배터리 팩으로서,
상기 버스 바 중에서 적어도 하나의 버스 바와 연결되는 내부 접속 위치로부터 배터리 팩의 출력 전원을 공급하기 위한 외부 접속 위치로 연장되는 제1 금속층; 및
상기 외부 접속 위치에서 상기 제1 금속층을 덮도록 형성되며, 제1 금속층과 다른 이종 금속을 포함하는 제2 금속층;을 포함하는 단자 부재를 구비하고,
상기 외부 접속 위치에서 상기 제2 금속층을 관통하도록 조립되는 볼트 부재와, 상기 볼트 부재가 체결되는 것으로, 절연성의 지지면으로부터 돌출되게 형성된 너트 부재를 더 포함하며,
상기 제1 금속층은, 상기 너트 부재가 돌출되는 지지면과 상기 너트 부재 상면 위의 제2 금속층 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제8항에 있어서,
상기 제1 금속층 및 상기 지지면으로부터 돌출되는 너트 부재의 돌출부는, 상기 지지면과 상기 제2 금속층 사이에서 서로 이웃한 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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다수의 배터리 셀; 및
상기 다수의 배터리 셀을 전기적으로 연결하기 위한 다수의 버스 바를 포함하는 배터리 팩으로서,
상기 버스 바 중에서 적어도 하나의 버스 바와 연결되는 내부 접속 위치로부터 배터리 팩의 출력 전원을 공급하기 위한 외부 접속 위치로 연장되는 제1 금속층; 및
상기 외부 접속 위치에서 상기 제1 금속층을 덮도록 형성되며, 제1 금속층과 다른 이종 금속을 포함하는 제2 금속층;을 포함하는 단자 부재를 구비하고,
상기 외부 접속 위치에서 상기 제2 금속층을 관통하도록 조립되는 볼트 부재와, 상기 볼트 부재가 체결되는 것으로, 절연성의 지지면으로부터 돌출되게 형성된 너트 부재를 더 포함하며,
상기 볼트 부재와 너트 부재가 체결되지 않은 상태에서,
상기 너트 부재는 상기 지지면으로부터 제1 높이로 돌출되고,
상기 제1 금속층은, 상기 제1 높이 보다 얇은 두께로 형성되어 상기 지지면으로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제18항에 있어서,
상기 제1 금속층과 상기 지지면 사이에는 여유 갭이 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제18항에 있어서,
상기 볼트 부재와 너트 부재가 서로 체결된 상태에서,
상기 너트 부재는 상기 지지면으로부터 제2 높이로 돌출되고,
상기 제1 금속층은, 상기 지지면에 접촉되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제20항에 있어서,
상기 제1 높이 보다는 제2 높이가 더 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
다수의 배터리 셀; 및
상기 다수의 배터리 셀을 전기적으로 연결하기 위한 다수의 버스 바를 포함하는 배터리 팩으로서,
상기 버스 바 중에서 적어도 하나의 버스 바와 연결되는 내부 접속 위치로부터 배터리 팩의 출력 전원을 공급하기 위한 외부 접속 위치로 연장되는 제1 금속층; 및
상기 외부 접속 위치에서 상기 제1 금속층을 덮도록 형성되며, 제1 금속층과 다른 이종 금속을 포함하는 제2 금속층;을 포함하는 단자 부재를 구비하고,
상기 외부 접속 위치에서 상기 제2 금속층을 관통하도록 조립되는 볼트 부재와, 상기 볼트 부재가 체결되는 것으로, 절연성의 지지면으로부터 돌출되게 형성된 너트 부재를 더 포함하며,
상기 볼트 부재의 헤드와 너트 부재 사이에는, 상기 제2 금속층이 개재되며,
상기 제1 금속층은, 상기 볼트 부재의 헤드와 너트 부재 사이에서 벗어난 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제22항에 있어서,
상기 볼트 부재의 헤드는,
상기 너트 부재 및 너트 부재의 외측에 배치된 제1 금속층의 일부를 함께 커버할 수 있는 면적으로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.