KR102398113B1 - 차량용 보조 배터리장치 - Google Patents

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Abstract

차량용 보조 배터리장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 차량용 보조 배터리장치는, 단위보조배터리가 다수개씩 병렬로 배치되는 다수개의 보조배터리셀과, 보조배터리셀 중 어느 하나의 시작지점과 다른 하나의 종료지점의 양극 또는 음극끼리를 상호 연결하는 복수개의 단자플레이트와, 단자플레이트 제외한 다수개씩 병렬로 배치된 보조배터리셀 간의 전극끼리를 상호 접속하여 직렬로 연결하는 연결플레이트와, 보조배터리셀을 보관하는 홀더부재와, 보조배터리셀에 인접 배치되어 연결되고, 배터리관리시스템을 컨트롤 하기 위한 전자부품이 실장되는 배터리기판과, 배터리기판에 구비되어 단자플레이트 각각에 연결되어 보조배터리셀의 전원을 상기 배터리기판에 공급하는 접속체결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 보조 배터리장치{AUXILIARY BATTERY DEVICE FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 보조 배터리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 보조배터리셀과 배터리관리시스템이 장착된 배터리기판를 연결함에 있어, 접속체결부를 이용하여 직접 체결방식으로 연결함으로써, 와이어링을 삭제하여 부품수를 줄이고, 전기접속구조를 단순화하여 제조단가를 낮추며, 남땜작업을 없애므로 작업성을 개선하고 품질을 향상시킬 수 있는 차량용 보조 배터리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차에는 필요로 하는 전기에너지를 충분히 공급할 수 있도록 주배터리와 별도로 보조배터리를 장착하여 사용할 수 있도록 되어 있다.
블랙박스와 같이 차량에 별도의 부품이 장착되어 사용될 경우 이를 작동시키기 위한 전원은 보조배터리를 통해 공급하도록 하여 차량이 이동중이거나 정지 간에도 블랙박스가 정상적으로 동작될 수 있도록 한다.
이때, 보조배터리는 12V 리튬 이온배터리를 주로 사용하며, 차량의 시트 하단 및 트렁크 웰등에 설치되는 부품으로서, 차량 시동시 배터리를 충전하고, 상술한 DVRS(Drive Video RecordSystem) 및 기타 전기 부품의 부하에 전원을 공급한다.
보조 배터리장치의 주요 부품은 크게 배터리셀(Battery Cell)과 배터리관리시스템(BMS, Battery Management System)으로 나누어 진다.
종래의 보조 배터리장치의 구성은, 전기를 충방전하는 배터리셀과, 배티러셀을 보관하는 배터리홀더와, 배터리홀더에 양극과 음극에 각각 설치되는 다수개의 단자부와, 배터리셀을 컨트롤 하는 배터리관리시스템의 회로가 설치되는 배터리기판과, 일단이 단자부에 연결되고, 타단이 배터리기판에 남땜으로 연결되는 와이어링을 포함하여 이루어진다.
그런데, 종래에는 보조배터리셀에 설치된 단자부를 와이어링을 이용하여 배터리기판의 배터리관리시스템에 통전 가능하게 연결하는 과정에서 와이어링의 일단이 볼트로 단자부와 연결되면서 와이어링의 타단이 배터리기판에 납땜으로 연결됨으로써, 와이어링 추가로 인한 부품수 증가로 제조단가가 상승하며, 배터리기판에서 이루어지는 남땜으로 인해 작업성이 나빠지고, 제품 품질이 저하되는 문제점을 갖는다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
관련 배경기술로는 대한민국 등록특허공보 제 호(2005.10.04, 발명의 명칭: )가 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 보조배터리셀과 배터리관리시스템이 장착된 배터리기판를 연결함에 있어, 접속체결부를 이용하여 직접 체결방식으로 연결함으로써, 와이어를 삭제하여 부품수를 줄이고, 전기접속구조를 단순화하여 제조단가를 낮추며, 남땜작업을 없애므로 작업성을 개선하고 품질을 향상시킬 수 있는 차량용 보조 배터리장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 차량용 보조 배터리장치는, 단위보조배터리가 다수개씩 병렬로 배치되는 다수개의 보조배터리셀; 상기 보조배터리셀 중 어느 하나의 시작지점과 다른 하나의 종료지점의 양극 또는 음극끼리를 상호 연결하는 복수개의 단자플레이트; 상기 단자플레이트 제외한 다수개씩 병렬로 배치된 상기 보조배터리셀 간의 전극끼리를 상호 접속하여 직렬로 연결하는 연결플레이트; 상기 보조배터리셀을 보관하는 홀더부재; 상기 보조배터리셀에 인접 배치되어 연결되고, 배터리관리시스템을 컨트롤 하기 위한 전자부품이 실장되는 배터리기판; 및 상기 배터리기판에 구비되어 상기 단자플레이트 각각에 연결되어 상기 보조배터리셀의 전원을 상기 배터리기판에 공급하는 접속체결부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보조배터리셀은, 음극을 수행하는 상기 단자플레이트에 연결되고, 단위보조배터리가 병렬로 다수 배치되는 제1보조배터리셀; 상기 제1보조배터리셀의 하측에 단위보조배터리가 병렬로 다수 배치되는 제2보조배터리셀; 및 상기 제2보조배터리셀에 이웃하게 단위보조 배터리가 병렬로 다수 배치되어 양극을 수행하는 상기 단자플레이트에 연결되는 제3보조배터리셀;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 연결플레이트는, 상기 제1보조배터리셀의 단위보조배터리의 양극끼리와 상기 제2보조배터리셀의 단위보조배터리의 음극끼리를 연결하는 제1연결플레이트; 상기 제1연결플레이트의 반대측에 배치되고, 상기 제2보조배터리셀의 단위보조배터리의 양극끼리를 연결하는 제2연결플레이트; 및 상기 제2연결플레이트와 연결되고, 상기 제3보조배터리셀의 단위보조배터리의 음극끼리를 연결하는 제3연결플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 접속체결부는, 상기 단자플레이트 중 어느 하나에 구비되는 접속부; 상기 배터리기판에 양극과 음극으로 각각 구비되는 복수개의 터미널부; 및 상기 터미널부와 상기 접속부를 상호 결합하는 구속부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 보조 배터리장치는, 보조배터리셀과 배터리관리시스템이 장착된 배터리기판를 연결함에 있어, 접속체결부를 이용하여 직접 체결방식으로 연결함으로써, 와이어를 삭제하여 부품수를 줄이고, 전기접속구조를 단순화하여 제조단가를 낮추며, 남땜작업을 없애므로 작업성을 개선하고 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 보조 배터리장치의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 보조 배터리장치의 부분 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 보조 배터리장치의 조립사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 보조 배터리장치에서, 접속체결부의 분해사시도이다.
도 5는 도 4의 조립사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 보조 배터리장치에서, 통전결합부를 보인 요부 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 보조 배터리장치를 설명하도록 한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 보조 배터리장치의 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 보조 배터리장치의 부분 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 보조 배터리장치의 조립사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 보조 배터리장치에서, 접속체결부의 분해사시도이며, 도 5는 도 4의 조립사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 보조 배터리장치에서, 통전결합부를 보인 요부 사시도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 보조 배터리장치는, 보조배터리셀(100), 단자플레이트(200), 연결플레이트(300), 홀더부재(400), 배터리기판(500) 및 접속체결부(600)를 포함하여 이루어진다.
보조배터리셀(100)은 단위보조배터리(10)가 다수개씩 병렬로 배치되어 다수개 구비된다.
보조배터리셀(100)은 메인배터리와 별개로 추가적으로 차량시트 또는 트렁 웰등에 설치하여 네비게이션, 블랙박스등 여러 전장제품에 전원을 공급하는 용도로 사용된다.
보조배터리셀(100)은 다수개씩 예를들어 4개의 단위보조배터리(10)를 병렬로 배열하여 형성된 보조배터리군을 지칭한다. 본 발명에서는 보조배터리셀(100)이 3개 형성되는 것으로 도시하고 설명하며, 공급되는 전압에 따라 보조배터리셀(100)의 개수는 증감 가능하다.
단자플레이트(200)는, 보조배터리셀(100) 중 어느 하나의 시작지점과 다른 하나의 종료지점의 양극 또는 음극끼리를 상호 연결하는 복수개 구비된다.
단자플레이트(200)는 병렬로 배열된 다수개의 단위보조배터리(10)를 일체로 연결하는 역할을 수행한다.
단자플레이트(200)는 용접을 통해 단위보조배터리(10)의 전극과 일체로 연결되므로 단위보조배터리(10)를 상호 일체로 묶어주는 역할도 수행한다.
연결플레이트(300)는 단자플레이트(200) 제외한 다수개씩 병렬로 배치된 보조배터리셀(100) 간의 전극끼리를 상호 접속하여 직렬로 연결하는 구성이다.
연결플레이트(300)는 병렬로 배열된 다수개의 단위보조배터리(10)의 전극을 일체로 연결하는 역할을 수행한다.
연결플레이트(300)는 용접을 통해 단위보조배터리(10)의 전극과 일체로 연결되므로 단위보조배터리(10)를 상호 일체로 묶어주는 역할도 수행한다.
단자플레이트(200)와 연결플레이트(300)에는 H자 형상의 절개홀(250)이 형성되어 틈새를 통해 용융금속액이 흘러들어가 단위보조배터리(10)의 전극과 일체로 연결되도록 해준다.
보조배터리셀(100)은, 음극을 수행하는 단자플레이트(200)에 연결되고, 단위보조배터리(10)가 병렬로 다수 배치되는 제1보조배터리셀(110)과, 제1보조배터리셀(110)의 하측에 단위보조배터리(10)가 병렬로 다수 배치되는 제2보조배터리셀(120)과, 제2보조배터리셀(120)에 이웃하게 단위보조배터리(10)가 병렬로 다수 배치되어 양극을 수행하는 단자플레이트(100)에 연결되는 제3보조배터리셀(130)을 포함한다.
연결플레이트(300)는, 제1보조배터리셀(110)의 단위보조배터리(10)의 양극끼리와 제2보조배터리셀(120)의 단위보조배터리(10)의 음극끼리를 연결하는 제1연결플레이트(310)와, 제1연결플레이트(310)의 반대측에 배치되고, 제2보조배터리셀(120)의 단위보조배터리(10)의 양극끼리를 연결하는 제2연결플레이트(320)와, 제2연결플레이트(320)와 연결되고, 제3보조배터리셀(130)의 단위보조배터리(10)의 음극끼리를 연결하는 제3연결플레이트(330)를 포함한다.
제2연결플레이트(32)는 제1연결프레이트(310)와 제3연결프레이트(330)에 비해 제1보조배터리셀(110)과 제2보조배터리셀(120)을 상호 연결하므로 적어도 2배의 크기(면적)를 갖는다.
홀더부재(400)는 보조배터리셀(100)을 보관하는 구성이다.
홀더부재(400)는, 제1,제2보조배터리셀(110)(120)을 보관하는 제1홀더부재(410)와, 제1홀더부재(410)와 연결되고, 제3보조배터리셀(130)을 보관하는 제2홀더부재(420)를 포함한다.
제1홀더부재(410)는 이층으로 배치되는 제1,제2보조배터리셀(110)(120)을 함께 수용한다.
제2홀더부재(420)는 단층으로 배치되는 제3보조배터리셀(130)을 수용한다.
배터리기판(500)은 보조배터리셀(100)에 인접 배치되어 연결되고, 배터리관리시스템을 컨트롤 하기 위한 전자부품이 실장되는 구성이다.
배터리기판(500)은 제3보조배터리셀(130)의 상측에 나란하게 배치되는 구성으로서, 다수개의 다리부재(510)를 통해 제2홀더부재(420)의 상측에 나사결합되어 설치된다.
본 발명의 일 실시에에서는 다리부재(510)가 3개 구비되는 것으로 도시한다.
접속체결부(600)는 배터리기판(500)에 구비되어 단자플레이트(200) 각각에 연결되어 보조배터리셀(100)의 전원을 배터리기판(500)에 공급하는 구성이다.
접속체결부(600)는, 단자플레이트(100) 중 어느 하나에 구비되는 접속부(610)와, 배터리기판(500)에 양극과 음극으로 각각 구비되는 복수개의 터미널부(620)와, 터미널부(620)와 접속부(610)를 상호 결합하는 구속부(630)를 포함한다.
터미널부(620)는, 접속부(610)에 구속부(630)를 통해 결합되는 접촉부재(622)와, 접촉부재(622)의 양측에서 각각 구부려져 한 쌍 형성되고, 배터리기판(500)에 삽입 설치되어 구속부(630)의 체결시 접촉부재(620)가 젖혀지는 것을 방지하는 지지부재(624)를 포함한다.
접촉부재(622)는 배터리기판(500)의 상측면과 이격되어 구비된다.
지지부재(624)는 한 쌍씩의 기둥부재(626)에 의해 배터리기판(500)에 각각 삽입 설치된다. 기둥부재(626)는 배터리기판(500)의 패턴과 도전 가능하게 연결된다.
구속부(630)는, 접속부(610)에 관통 형성되는 제1관통홀부(632)와, 터미널부(620)에 마련된 접촉부재(622)에 관통 형성되는 제2관통홀부(634)와, 제1,제2관통홀부(632)(634)를 관통 체결하여 접속부(610)와 접촉부재(622)를 결합하는 체결부재(636)와, 체결부재(636)의 머리부와 접촉부(610) 사이에 구비되는 와셔부재(638)를 포함한다.
배티리기판(500)에는 감전을 방지하기 위해 접지를 수행하는 접지터미널부가 구비될 수 있다, 접지터미널부는 터미널부(620)와 마찬가지로 ㄷ자 형상으로 형성된다.
제2연결플레이트(320)와 제3연결플레이트(330)는 통전결합부(700)에 의해 연결될 수 있다.
통전결합부(700)는, 제2연결플레이트(320)에서 측면으로 연장 형성되는 제1결합편(710)과, 제3연결플레이트(330)에서 측면으로 연장 형성되는 제2결합편(720)과, 제1,제2결합편(710)(720)을 상호 결합하여 연결하는 결합부재(730)를 포함한다.
제1결합편(710)은 제2연결플레이트(320)에서 ㄱ자 형태로 굴곡되어 수평으로 배치되고, 제2결합편(720)은 제3연결플레이트(330)에서 ㄱ자 형태로 굴곡되어 수평으로 배치되며, 제2제결편(720)의 상측에 겹치는 상태로 제1결합편(710)에 접촉되어 결합된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 보조 배터리장치는, 보조배터리셀과 배터리관리시스템이 장착된 배터리기판를 연결함에 있어, 접속체결부를 이용하여 직접 체결방식으로 연결함으로써, 와이어를 삭제하여 부품수를 줄이고, 전기접속구조를 단순화하여 제조단가를 낮추며, 남땜작업을 없애므로 작업성을 개선하고 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10: 단위보조배터리 100: 보조배터리셀
110: 제1보조배터리셀 120: 제2보조배터리셀
130: 제3보조배터리셀 200: 단자플레이트
250: 절개홈 300: 연결플레이트
310: 제1연결플레이트 320: 제2연결플레이트
330: 제3연결플레이트 400: 홀더부재
410: 제1홀더부재 420: 제2홀더부재
500: 배터리기판 600: 접속체결부
610: 접속부 620: 터미널부
622: 접촉부재 624: 지지부재
630: 구속부 632: 제1관통홀부
634: 제2관통홀부 636: 체결부재
638: 와셔부재 700: 통전결합부
710: 제1결합편 720: 제2결합편
730: 결합부재

Claims (4)

  1. 단위보조배터리가 다수개씩 병렬로 배치되는 다수개의 보조배터리셀; 상기 보조배터리셀 중 어느 하나의 시작지점과 다른 하나의 종료지점의 양극 또는 음극끼리를 상호 연결하는 복수개의 단자플레이트; 상기 단자플레이트 제외한 다수개씩 병렬로 배치된 상기 보조배터리셀 간의 전극끼리를 상호 접속하여 직렬로 연결하는 연결플레이트; 상기 보조배터리셀을 보관하는 홀더부재; 상기 보조배터리셀에 인접 배치되어 연결되고, 배터리관리시스템을 컨트롤 하기 위한 전자부품이 실장되는 배터리기판; 및 상기 배터리기판에 구비되어 상기 단자플레이트 각각에 연결되어 상기 보조배터리셀의 전원을 상기 배터리기판에 공급하는 접속체결부;를 포함하고,
    상기 접속체결부는, 상기 단자플레이트 중 어느 하나에 구비되는 접속부; 상기 배터리기판에 양극과 음극으로 각각 구비되는 복수개의 터미널부; 및 상기 터미널부와 상기 접속부를 상호 결합하는 구속부;를 포함하며,
    상기 터미널부는, 상기 접속부에 상기 구속부를 통해 결합되는 접촉부재; 및 상기 접촉부재의 양측에서 각각 구부려져 한 쌍 형성되고, 상기 배터리기판에 삽입 설치되어 상기 구속부의 체결시 상기 접촉부재가 젖혀지는 것을 방지하는 지지부재를 포함하고,
    상기 접촉부재는 상기 배터리기판의 상측면과 이격되어 구비되며,
    상기 지지부재는 기둥부재에 의해 상기 배터리기판에 삽입 설치되고,
    상기 기둥부재는 상기 배터리기판의 패턴과 도전 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 보조 배터리장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 보조배터리셀은,
    음극을 수행하는 상기 단자플레이트에 연결되고, 단위보조배터리가 병렬로 다수 배치되는 제1보조배터리셀;
    상기 제1보조배터리셀의 하측에 단위보조배터리가 병렬로 다수 배치되는 제2보조배터리셀; 및
    상기 제2보조배터리셀에 이웃하게 단위보조 배터리가 병렬로 다수 배치되어 양극을 수행하는 상기 단자플레이트에 연결되는 제3보조배터리셀;을
    포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 보조 배터리장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 연결플레이트는,
    상기 제1보조배터리셀의 단위보조배터리의 양극끼리와 상기 제2보조배터리셀의 단위보조배터리의 음극끼리를 연결하는 제1연결플레이트;
    상기 제1연결플레이트의 반대측에 배치되고, 상기 제2보조배터리셀의 단위보조배터리의 양극끼리를 연결하는 제2연결플레이트; 및
    상기 제2연결플레이트와 연결되고, 상기 제3보조배터리셀의 단위보조배터리의 음극끼리를 연결하는 제3연결플레이트;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 보조 배터리장치.
  4. 삭제
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