KR102480948B1 - Plate-type terminal of a super capacitor module and a super capacitor module including the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자 및 이를 포함하는 슈퍼 캐패시터 모듈에 관한 것으로, 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자는, 슈퍼 캐패시터 모듈을 구성하는 배터리 셀의 일면에 부착되어 사용되며, 열전도성과 전기전도성을 갖는 소재로 마련되는 플레이트형 단자로서, 상기 배터리 셀의 단자와 연결되도록 배터리 셀의 일면에 부착되어 배터리 셀의 전류를 전달하는 단자부; 상기 단자부의 일측에 마련되어 열을 전도하는 열전도부 및 상기 배터리 셀을 제어하는 제어기판과 단자부 사이를 연결하는 연결부를 포함하여 구성될 수 있다.The present invention relates to a plate-type terminal of a supercapacitor module and a supercapacitor module including the same. The plate-type terminal of a supercapacitor module according to an embodiment of the present invention is attached to one surface of a battery cell constituting the supercapacitor module, A plate-type terminal made of a material having thermal conductivity and electrical conductivity, and a terminal unit attached to one surface of the battery cell to be connected to the terminal of the battery cell to transmit current of the battery cell; It may include a heat conduction part provided on one side of the terminal part to conduct heat and a connection part connecting between a control board for controlling the battery cell and the terminal part.
Description
본 발명은 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자 및 이를 포함하는 슈퍼 캐패시터 모듈에 관한 것으로, 특히 별도의 와이어를 필요치 않고 일체화된 형태로 단자 기능, 냉각 기능, 제어 기능을 동시에 수행하도록 슈퍼 캐패시터 모듈의 배터리 셀 사이에서 매개하는 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자 및 이를 포함하는 슈퍼 캐패시터 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a plate-type terminal of a supercapacitor module and a supercapacitor module including the same, and in particular, a battery cell of the supercapacitor module to simultaneously perform a terminal function, a cooling function, and a control function in an integrated form without the need for a separate wire. It relates to a plate-type terminal of a supercapacitor module mediating between them and a supercapacitor module including the same.
배터리는 다양한 전자기기의 전력원으로 이용되고 있다. 전기 자동차나 기타 용도로 사용되는 배터리는 필요한 용량에 따라 수 십 개 또는 백 개 이상의 단위 배터리 셀(Battery cell)이 집합된 배터리 팩으로 구성된다.Batteries are used as power sources for various electronic devices. Batteries used for electric vehicles or other purposes are composed of battery packs in which dozens or hundreds of unit battery cells are aggregated depending on the required capacity.
배터리의 사용 효율을 높이기 위해서는 배터리 셀들의 전압 레벨을 동일하게 유지하는 것이 필요하고, 이를 위해서 배터리 관리 시스템(battery management system: BMS)이 구비되어 배터리 팩의 각 배터리 셀들을 충전 또는 방전하면서 각 셀의 전압을 적정한 레벨로 유지시킨다.In order to increase the use efficiency of the battery, it is necessary to maintain the same voltage level of the battery cells, and for this, a battery management system (BMS) is provided to charge or discharge each battery cell of the battery pack and Keep the voltage at an appropriate level.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-In HEV), 수소전기차(FCEV) 등의 동력원으로서도 주목 받고 있다.Recently, secondary batteries capable of charging and discharging have been widely used as energy sources for wireless mobile devices. In addition, secondary batteries are electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), and plug-in hybrid electric vehicles that are proposed as a solution to air pollution caused by conventional gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels. (Plug-In HEV) and fuel cell electric vehicles (FCEV) are also attracting attention as a power source.
소형 모바일 기기들에는 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 배터리 셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 배터리 셀을 전기적으로 연결한 슈퍼 캐패시터 모듈이 사용된다.While one or two to three or four battery cells are used per device in small mobile devices, a supercapacitor module electrically connecting multiple battery cells is used in medium to large devices such as automobiles due to the need for high power and large capacity.
슈퍼 캐패시터 모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 충적될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 슈퍼 캐패시터 모듈의 배터리 셀(단위전지)로서 주로 사용되고 있다. 특히, 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하는 파우치형 전지는 중량이 작고 제조비용이 낮으며 형태 변형이 용이하다는 등의 이점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.Since the supercapacitor module is preferably manufactured in a small size and weight as much as possible, prismatic batteries and pouch-type batteries that can be loaded with high integration and have a small weight compared to capacity are mainly used as battery cells (unit cells) of the supercapacitor module. there is. In particular, a pouch-type battery using an aluminum laminate sheet as an exterior member has recently attracted a lot of attention due to advantages such as light weight, low manufacturing cost, and easy shape deformation.
이러한 슈퍼 캐패시터 모듈을 구성하는 배터리 셀들은 충방전이 가능한 이차전지로 구성되어 있으므로, 이와 같은 고출력 대용량 이차전지는 충방전 과정에서 다량의 열을 발생시킨다. 특히, 상기 전지모듈에 널리 사용되는 파우치형 전지의 라미네이트 시트는 열전도성이 낮은 고분자 물질로 표면이 코팅되어 있으므로, 배터리 셀 전체의 온도를 효과적으로 냉각시키기 어려운 실정이다.Since the battery cells constituting such a supercapacitor module are composed of secondary batteries capable of charging and discharging, such high-output and large-capacity secondary batteries generate a large amount of heat during charging and discharging processes. In particular, since the surface of the laminate sheet of the pouch-type battery widely used in the battery module is coated with a polymer material having low thermal conductivity, it is difficult to effectively cool the temperature of the entire battery cell.
충방전 과정에서 발생한 전지모듈의 열이 효과적으로 제거되지 못하면, 열축적이 일어나고 결과적으로 전지모듈의 열화를 촉진하며, 경우에 따라서는 발화 또는 폭발을 유발할 수 있다. 따라서, 고출력 대용량의 배터리팩에는 그것이 내장되어 있는 배터리 셀들을 냉각시키는 냉각시스템이 필요하다.If the heat of the battery module generated during the charging/discharging process is not effectively removed, heat accumulation occurs and consequently accelerates deterioration of the battery module, which may cause ignition or explosion in some cases. Therefore, a high-output and large-capacity battery pack requires a cooling system for cooling the battery cells in which it is built.
한편, 종래의 슈퍼 캐패시터 모듈은 버스바를 통해 전류를 전달하도록 구성되고, 단자 또는 배터리의 전극을 와이어로 연결하여 셀의 제어 및 모니터링이 가능하도록 구성되었으며, 배터리 셀들을 냉각시키는 냉각장치를 따로 마련하였다.On the other hand, the conventional supercapacitor module is configured to transmit current through a bus bar, and is configured to enable cell control and monitoring by connecting terminals or electrodes of a battery with wires, and a cooling device for cooling battery cells is separately provided .
그러나, 이들의 종래 슈퍼 캐패시터 모듈의 각 구성은 따로 마련되어 제조 공정이 다단계로 이루어졌고, 이는 많은 공정비용과 공정시간을 요구하는 원인으로 작용되었다.However, each component of these conventional supercapacitor modules was prepared separately and the manufacturing process was performed in multiple steps, which served as a cause of requiring a lot of process cost and process time.
특히, 와이어를 연결하여 배터리 셀의 제어 및 모니터링을 수행하도록 구성됨에 있어 와이어의 표면적이 작아 고열에 쉽게 끊어지거나, 슈퍼 캐패시터 모듈을 차량 등의 운송수단에 적용할 때에 운행 중 발생하는 진동에 의해 와이어 연결부의 파손이나 끊어짐이 발생할 여지가 있었으며, 이로 인해 충분한 전류를 전달하지 못하여 제어나 모니터링이 원활하지 않은 단점이 있었다.In particular, since the wire is connected to control and monitor the battery cell, the surface area of the wire is small, so it is easily broken by high heat, or when the supercapacitor module is applied to a vehicle such as a vehicle, vibration generated during operation causes the wire to break. There was a possibility of damage or disconnection of the connection part, and due to this, there was a disadvantage that control or monitoring was not smooth because sufficient current could not be delivered.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안되는 것으로, 본 발명은 일 몸체로 형성되어 버스바의 단자 기능과, 배터리 셀들의 냉각 기능과, 제어기판의 배터리 셀 제어 기능을 동시에 수행하도록 하고, 배터리 셀의 제어 및 모니터링 수행에 있어 와이어가 불필요하도록 배터리 셀 사이에서 매개하도록 구성되며, 나아가 제조 공정을 줄이도록 제작되어 공정비용과 공정시간을 단축시킬 수 있는 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자 및 이를 포함하는 슈퍼 캐패시터 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is proposed to solve the above problems, and the present invention is formed in one body to simultaneously perform the terminal function of the bus bar, the cooling function of the battery cells, and the battery cell control function of the control board, A plate-type terminal of a supercapacitor module that is configured to mediate between battery cells so that wires are unnecessary in performing cell control and monitoring, and is further manufactured to reduce manufacturing processes, thereby reducing process cost and process time, and including the same It is an object of the present invention to provide a supercapacitor module.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자는, 슈퍼 캐패시터 모듈을 구성하는 배터리 셀의 일면에 부착되어 사용되며, 열전도성과 전기전도성을 갖는 소재로 마련되는 플레이트형 단자로서, 상기 배터리 셀의 단자와 연결되도록 배터리 셀의 일면에 부착되어 배터리 셀의 전류를 전달하는 단자부; 상기 단자부의 일측에 마련되어 열을 전도하는 열전도부 및 상기 배터리 셀을 제어하는 제어기판과 단자부 사이를 연결하는 연결부를 포함하여 구성될 수 있다.The plate-type terminal of the supercapacitor module according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is used by being attached to one surface of a battery cell constituting the supercapacitor module, and is made of a material having thermal conductivity and electrical conductivity. A terminal unit attached to one surface of the battery cell to be connected to the terminal of the battery cell to transmit current of the battery cell; It may include a heat conduction part provided on one side of the terminal part to conduct heat and a connection part connecting between a control board for controlling the battery cell and the terminal part.
여기서, 상기 열전도성과 전기전도성을 갖는 소재는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 소재일 수 있다.Here, the material having thermal conductivity and electrical conductivity may be aluminum or an aluminum alloy material.
또한, 상기 열전도부는, 표면에 절연층을 형성하도록 절연처리될 수 있다.In addition, the thermal conductive part may be insulated to form an insulating layer on a surface thereof.
또한, 상기 열전도부는, 상기 배터리 셀의 일측면 또는 다측면으로 절곡되는 절곡부를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the heat conduction part may include a bending part bent to one side or multiple sides of the battery cell.
또한, 상기 열전도부는, 인접한 위치에 열 변화 수단이 마련되어, 상기 열 변화 수단의 열 변화에 따라 상기 단자부의 열을 방출시키거나 상기 단자부로 열을 공급하도록 구성될 수 있다.In addition, the heat conduction unit may be provided with a heat changing unit at an adjacent position to emit heat from the terminal unit or supply heat to the terminal unit according to the thermal change of the heat changing unit.
한편, 상기 열전도부는 다른 실시 예로서, 열전도부 본체; 상기 열전도부 본체의 외측면 길이를 따라 임의 또는 일정의 간격으로 마련되는 복수의 삽입홈 및 상기 열전도부 본체보다 높은 열전도율 가지며 상기 삽입홈으로 삽입되도록 구성되되, 상기 삽입홈의 두께보다 얇은 두께로 형성되어 정면과 후면 중 하나 이상에 제1 냉각 유체 접촉면을 형성하고, 삽입홈 보다 외측으로 더 돌출되도록 형성되어 돌출된 상면과 하면에 각각 제2 냉각 유체 접촉면을 형성하고, 외측면에 제3 냉각 유체 접촉면을 형성하는 냉각향상부재를 포함하여 구성될 수 있다.On the other hand, as another embodiment of the heat conduction unit, the heat conduction unit body; It has a plurality of insertion grooves provided at random or regular intervals along the length of the outer surface of the heat conduction part body and a thermal conductivity higher than that of the heat conduction part body, and is configured to be inserted into the insertion groove, but formed with a thickness smaller than the thickness of the insertion groove. The first cooling fluid contact surface is formed on at least one of the front and rear surfaces, the second cooling fluid contact surface is formed on the protruding upper and lower surfaces, respectively, formed to protrude outward more than the insertion groove, and the third cooling fluid contact surface is formed on the outer surface. It may be configured to include a cooling enhancing member forming a contact surface.
여기서, 상기 플레이트형 단자는, 상기 냉각향상부재의 열전도율 설정에 의해 상기 열전도부의 냉각 성능을 조절할 수 있다.Here, the plate-shaped terminal may adjust the cooling performance of the heat conducting part by setting the thermal conductivity of the cooling improving member.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼 캐패시터 모듈은, 소정의 길이를 가지며 길이 양단부 중 하나 이상의 단부에는 전극 리드가 마련되는 프레임; 상기 프레임을 따라 일렬로 배열 설치되는 복수의 배터리 셀; 상기 복수의 배터리 셀의 일면에 각기 부착되어, 복수의 배터리 셀 사이 또는 배터리 셀과 프레임 전극 리드 사이에서 전류를 전달하는 플레이트형 단자; 상기 프레임의 각 단부와 배열 최 외측 배터리 셀 사이에 개재되는 탄성부재 및 상기 배터리 셀을 제어하는 제어기판을 포함하며, 상기 플레이트형 단자는, 상기 배터리 셀의 단자와 연결되도록 배터리 셀의 일면에 부착되어 배터리 셀의 전류를 전달하는 단자부; 상기 단자부의 일측에 마련되어 열을 전도하는 열전도부 및 상기 배터리 셀을 제어하는 제어기판과 단자부 사이를 연결하는 연결부를 포함하며, 열전도성과 전기전도성을 갖는 소재로 형성될 수 있다.Meanwhile, a supercapacitor module according to an embodiment of the present invention includes a frame having a predetermined length and having electrode leads provided at one or more ends of both ends of the length; a plurality of battery cells arranged in a line along the frame; plate-type terminals respectively attached to one surface of the plurality of battery cells to transfer current between the plurality of battery cells or between the battery cells and frame electrode leads; An elastic member interposed between each end of the frame and an outermost battery cell in the array and a control board for controlling the battery cell, wherein the plate-type terminal is attached to one surface of the battery cell to be connected to the terminal of the battery cell. a terminal unit that is configured to transmit current of the battery cell; It includes a thermal conduction part provided on one side of the terminal part to conduct heat and a connection part connecting between the terminal part and a control board controlling the battery cell, and may be formed of a material having thermal conductivity and electrical conductivity.
본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자 및 이를 포함하는 슈퍼 캐패시터 모듈은, 별도의 와이어를 필요치 않고 일체화된 형태로 단자 기능, 냉각 기능, 제어 기능을 동시에 수행 가능한 장점이 있다. 이를 통해, 제조 공정을 줄이도록 제작되어 공정비용과 공정시간을 단축시킬 수도 있다.The plate-type terminal of the supercapacitor module and the supercapacitor module including the same according to an embodiment of the present invention have the advantage of being able to simultaneously perform terminal functions, cooling functions, and control functions in an integrated form without the need for separate wires. Through this, it is manufactured to reduce the manufacturing process, so that the process cost and process time can be reduced.
또한, 위에서 언급된 본 발명의 실시 예에 따른 효과는 기재된 내용에만 한정되지 않고, 명세서 및 도면으로부터 예측 가능한 모든 효과를 더 포함할 수 있다.In addition, the effects according to the embodiments of the present invention mentioned above are not limited to the described contents, and may further include all effects predictable from the specification and drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼 캐패시터 모듈의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼 캐패시터 모듈의 일부 구성을 분해한 도면이다.
도 3은 도 1의 슈퍼 캐패시터 모듈의 일 구성인 플레이트형 단자의 상세도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 플레이트형 단자를 평면 방향에서 바라보아 열전도부에 형성되는 절연층을 보여주는 개략도이다.
도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시 예에 따른 열 변화 수단에 의해 열이 전달되는 상태를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 절곡부의 예시를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 열전도부의 다른 예시를 보여주는 도면이다.1 is a perspective view of a supercapacitor module according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded view of some components of a supercapacitor module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a detailed view of a plate-type terminal that is one component of the supercapacitor module of FIG. 1 .
4 is a schematic view showing an insulating layer formed on a heat conducting portion of a plate-type terminal according to an embodiment of the present invention when viewed from a planar direction.
5(a) and (b) are views showing a state in which heat is transferred by a heat changing means according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing an example of a bent portion according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing another example of a heat conduction unit according to an embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the description of the present invention with reference to the drawings is not limited to specific embodiments, and various transformations may be applied and various embodiments may be applied. In addition, the content described below should be understood to include all conversions, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In the following description, terms such as first and second are terms used to describe various components, and are not limited in meaning per se, and are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.Like reference numbers used throughout this specification indicate like elements.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions used in the present invention include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as "include", "include" or "have" described below are intended to designate that features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist. should be construed, and understood not to preclude the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
이하, 첨부된 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자 및 이를 포함하는 슈퍼 캐패시터 모듈에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a plate-type terminal of a supercapacitor module according to an embodiment of the present invention and a supercapacitor module including the same will be described in detail with reference to the attached reference.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼 캐패시터 모듈의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼 캐패시터 모듈의 일부 구성을 분해한 도면이다.1 is a perspective view of a supercapacitor module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded view of some components of the supercapacitor module according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 슈퍼 캐패시터 모듈(1)은 프레임(10), 배터리 셀(20), 플레이트형 단자(30), 탄성부재(50) 및 제어기판(60)을 포함하여 구성될 수 있다.1 and 2, the
구체적으로, 프레임(10)은 소정의 길이를 갖도록 구성될 수 있으며, 단일 프레임으로 형성되거나 복수의 프레임이 조합을 이루어 형성될 수 있다. 바람직하게는 배터리 셀(20)의 장착이 용이하도록 복수의 프레임이 조합을 이룰 수 있으며, 복수의 프레임은 도면에 도시된 바와 같이 정면 프레임(11), 후면 프레임(12), 바닥 프레임(13), 상면 프레임(15)을 포함하여 구성될 수 있다.Specifically, the
여기서, 바닥 프레임(13)과 상면 프레임(15)은 각각 정면 프레임(11)과 후면 프레임(12)에 조립되는 형태이거나 일체로 형성되는 것이 모두 가능할 수 있다.Here, the
그러나, 상술한 복수의 프레임의 형태는 일례에 불과한 것으로, 상기에 한정되지는 않으며, 프레임(10)의 구성은 다양하게 조성될 수 있다.However, the shape of the plurality of frames described above is only an example, and is not limited thereto, and the configuration of the
프레임(10)의 양단부 중 하나 이상의 단부에는 전극 리드(11a)가 마련될 수 있다. 즉, 프레임(10)의 양단부를 정면 프레임(11)과 후면 프레임(12)이 구성할 경우, 전극 리드(11a)는 정면 프레임(11)과 후면 프레임(12) 중 하나 이상에 마련될 수 있다. Electrode leads 11a may be provided at one or more ends of both ends of the
전극 리드(11a)는 배터리 셀(20)이 일렬로 배열을 이룰 때 최 외측에 위치한 배터리 셀(20)과 연결될 수 있으며, 이로 인해 배터리 셀(20)로부터 전류를 공급 받아 전극 리드(11a)에 접속하는 장치로 전달할 수 있다.The
여기서, 전극 리드(11a)는 배터리 셀(20)과 직접적으로 연결될 수도 있으나, 바람직하게는 플레이트형 단자(30)를 매개로 하여 연결될 수 있다. 본 발명은 상기의 플레이트형 단자(30)를 포함하는 데 일 특징이 있는 것으로, 플레이트형 단자(30)에 대한 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다.Here, the
배터리 셀(20)은 복수로 마련되어 프레임(10)을 따라 일렬로 배열 설치될 수 있다. 여기서, 배터리 셀(20)은 전류의 공급을 위해 단자(미도시)를 갖도록 형성되는데, 배터리 셀의 단자는 위치는 한정되지는 않으나 바람직하게는 배터리 셀(20)에 내재되는 내면 단자일 수 있다.A plurality of
배터리 셀(20)이 내면 단자를 가짐으로써 단자의 노출을 최소화할 수 있고, 후술하는 플레이트형 단자(30)가 일면에 부착될 수가 있다.Since the
한편, 플레이트형 단자(30)가 부착되는 배터리 셀(20)은 일렬로 배열 시에 플레이트형 단자(30)간 마주하지 않도록 배열될 수 있다. 즉, 인접한 배터리 셀(20) 사이에는 1개의 플레이트형 단자(30)만 위치되도록 배터리 셀(20)이 배열될 수 있는 것이다.Meanwhile, when the
플레이트형 단자(30)는 열전도성과 전기전도성을 갖는 소재로서, 각 배터리 셀(20) 일면에 부착되어 배터리 셀(20)의 단자(미도시)와 연결될 수 있다. 이는, 플레이트형 단자(30)가 배터리 셀(20)의 전류를 공급받을 수 있음을 의미한다. The plate-
여기서, 열전도성과 전기전도성을 갖는 소재로서, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 소재일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 티타늄 등의 다른 금속이나 탄소복합소재 등 설정되는 열전도성과 전기전도성에 맞춰진다면 다른 소재의 사용도 가능할 수 있다. Here, as a material having thermal conductivity and electrical conductivity, it may be aluminum or an aluminum alloy material, but is not necessarily limited thereto, and other metals such as titanium or carbon composite materials may be used if the thermal conductivity and electrical conductivity are set. It could be possible.
플레이트형 단자(30)는 부착된 배터리 셀(20)로부터 전류를 공급 받아 타 배터리 셀(20)로 전류를 전달할 수 있으며, 최 외측에 배치된 배터리 셀(20)의 플레이트형 단자(30)일 경우 부착된 배터리 셀(20)로부터 전류를 공급 받아 프레임(10)의 전극 리드(11a)로 전류를 전달할 수 있다.The plate-
한편, 플레이트형 단자(30)는 상기와 같이 전류를 공급하는 것 외에 방열 또는 흡열이 용이하도록 구성될 수 있으며, 제어기판(60)의 제어신호를 배터리 셀(20)로 전달하여 배터리 셀(20)이 제어하도록 하면서 배터리 셀(20)의 상태신호를 제어기판(60)으로 전달하여 배터리 셀(20)을 모니터링하도록 구성될 수 있다.On the other hand, the plate-
이에 대한 자세한 설명들은 도 3을 참조하여, 플레이트형 단자(30)의 각 구성을 설명하면서 함께 설명하기로 한다.Detailed descriptions thereof will be described with reference to FIG. 3 while explaining each configuration of the plate-
탄성부재(50)는 프레임(10)의 각 단부와 배터리 셀(20)의 배열 중 최 외측 배터리 셀(20) 사이에 개재될 수 있다. 이때, 탄성부재(50)는 프레임(10)을 지지 삼아 배터리 셀(20)을 압축 방향으로 압착하여 배터리 셀(20) 간의 밀착성을 높이면서 배터리 셀(20)과 프레임(10) 사이를 완충할 수 있다. 이러한 탄성부재(50)는 판 스프링, 코일 스프링 등 다양한 형태를 이룰 수 있다.The
제어기판(60)은 배터리 셀(20)과 연결되어 배터리 셀(20)을 제어 할 수가 있다. 또한, 제어기판(60)은 연결된 배터리 셀(20)로부터 상태신호를 전송 받아 배터리 셀(20)의 상태를 감지할 수 있으며, 이를 통해 배터리 셀(20)의 모니터링을 수행할 수도 있다.The
여기서, 배터리 셀(20)의 상태신호는 배터리 셀(20)의 작동여부나 배터리 셀(20)의 배터리 잔량 등에 대한 상태신호 일 수 있으며, 제어기판(60)은 플레이트형 단자(30)를 매개로 제어기판(60)과 연결되어 배터리 셀(20)을 제어하거나 배터리 셀(20)로부터 상태신호를 전송 받아 모니터링을 수행할 수 있다.Here, the state signal of the
제어기판(60)은 배터리 셀(20)의 상태 감지 시에 이상 여부를 감지할 경우 LED로 발광하거나 스피커로 소리를 발산하고, 또는 연결된 사용자 단말로 문자 등을 전송하는 등 다양한 방식으로 알림을 수행하도록 구성되어, 배터리 셀(20)의 모니터링이 수행될 수가 있다.When the
도 3은 도 1의 슈퍼 캐패시터 모듈의 일 구성인 플레이트형 단자의 상세도이며, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 플레이트형 단자를 평면 방향에서 바라보아 열전도부에 형성되는 절연층을 보여주는 개략도이고, 도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시 예에 따른 열 변화 수단에 의해 열이 전달되는 상태를 보여주는 도면이며, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 절곡부의 예시를 보여주는 도면이다.3 is a detailed view of a plate-type terminal, which is one component of the supercapacitor module of FIG. 1, and FIG. 4 is a schematic view showing an insulating layer formed on a heat conducting portion of a plate-type terminal according to an embodiment of the present invention when viewed from a planar direction. 5 (a) and (b) are views showing a state in which heat is transferred by the heat changing means according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows an example of a bent portion according to an embodiment of the present invention. it is a drawing
도 3 내지 도 6을 참조하면, 플레이트형 단자(30)는 단자부(31), 열전도부(32) 및 연결부(33)를 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIGS. 3 to 6 , the plate-
구체적으로, 단자부(31)는 평판 형태로서 배터리 셀(20)의 마련된 단자와 연결되도록 배터리 셀(20)의 일면에 부착될 수 있다. 이때, 단자부(31)는 열전도성과 전기전도성을 갖는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 소재 등으로 마련되어 배터리 셀(20)의 전류를 전달받아 타 배터리 셀(20)이나 전극 리드(11a)로 전달하도록 구성될 수 있다. Specifically, the
열전도부(32)는 단자부(31)의 일측에 마련될 수 있으며, 바람직하게는 단자부(31)의 연장선상에 있는 평판 형태로 마련될 수 있다. 이때, 열전도부(32)는 단자부(31)와 같이 열전도성과 전기전도성을 갖는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 소재 등으로 마련되어 단자부(31)와 열전도부(32)가 마주하는 공간이나 장치 사이에서 열을 전도하도록 구성될 수 있다.The
예컨대, 열전도부(32)가 공기층과 마주할 경우, 단자부(31)가 전류를 전달하는 과정에서 발생되는 열을 공기층으로 방출하도록 구성될 수 있으며, 혹여 단자부(31)에서 발생되는 온도보다 높은 온도의 열을 방출하는 장치와 마주할 경우, 해당 장치에서 발생되는 열을 단자부(31)로 전도하도록 구성될 수 있다.For example, when the
이를 이용하여, 열전도부(32)는 인접한 위치에 열 변화 수단(70)이 마련될 수 있다.Using this, a
열 변화 수단(70)은 단자부(31)보다 높은 온도를 형성하는 마련되는 발열체이거나 단자부(31)보다 낮은 온도를 형성하도록 마련되는 냉각체로서, 발열체로 마련될 경우 열전도부(32)를 매개로 단자부(31)로 열을 공급하도록 형성될 수 있고, 냉각체로 마련될 경우 열전도부(32)를 매개로 단자부(31)의 열을 공급받도록 형성될 수 있다.The heat changing means 70 is a heating element provided to form a higher temperature than the
즉, 열전도부(32)는 인접한 위치에 설치되는 열 변화 수단(70)의 열 변화에 따라 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 단자부(31)의 열을 방출시키거나 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 단자부(31)로 열을 공급하도록 구성될 수 있으며, 이러한 열전도부(32)의 작동을 하도록 만드는 열 변화 수단(70)은 공냉, 수냉 또는 냉매식의 냉각파이프나, 히트싱크, 히터, 전열소자 등 열 변화를 줄 수 있는 다양한 수단으로 마련될 수 있다. That is, the
상기와 같은 열 변화 수단(70)은 일례에 불과한 것으로 반드시 마련되는 것은 아니며, 열 변화 수단(70)이 마련되지 않을 경우 열전도부(32)는 상술한 바와 같이 공기층과 마주하도록 구성되어 단자부(31)의 열을 공기층으로 방출하도록 구성될 수 있다.The heat changing means 70 as described above is only an example and is not necessarily provided, and when the heat changing means 70 is not provided, the
한편, 열전도부(32)는 표면에 절연층(32a)을 형성하도록 절연처리 될 수 있다. 표면에 절연층(32a)이 형성되도록 절연처리된 열전도부(32)는 냉각 시 발생할 수 있는 결로 등의 수분으로 인한 쇼트 발생 등을 미연에 방지할 수가 있다.Meanwhile, the heat
또한, 열전도부(32)는 배터리 셀(20)의 일측면 또는 다측면으로 절곡되는 절곡부(32b)를 포함하여 구성될 수도 있다. 절곡부(32b)는 단자부(31)에서 열전도부(32)에 이르는 평면 상의 맨 끝단에 위치하여 배터리 셀(20)의 일측면 또는 다측면으로 절곡되도록 형성되어 열전도부(32)의 열 전달 면적을 넓히고 플레이트형 단자(30)를 배터리 셀(20) 상에 일정하게 정렬시킬 수 있다. In addition, the
한편, 열전도부(32)는 다른 예로써 열전도부 본체(321), 삽입홈(322), 냉각향상부재(323)를 포함하도록 구성될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 7을 참조하여 후술하기로 한다.Meanwhile, the
아울러, 연결부(33)는 배터리 셀(20)을 제어하는 제어기판(60)과 단자부(31) 사이를 연결하도록 구성되는 것으로, 플레이트형 단자(30)에서 제어기판(60) 설치 방향으로 돌출되도록 구성될 수 있다. In addition, the
이때, 연결부(33)는 도면에 열전도부(32)에서 돌출되는 것으로 도시되었으나, 이는 상부 프레임(10)을 피해 제어기판(60)에 연결되기 위함으로, 제어기판(60)에 따라 돌출 위치는 달라질 수 있어 돌출 위치는 한정되지 아니한다. At this time, the
제어기판(60)은 연결부(33)를 매개로 배터리 셀(20)에 접속하여 배터리 셀(20)을 제어하거나, 배터리 셀(20)의 상태를 모니터링 하도록 구성될 수 있다.The
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 열전도부의 다른 예시를 보여주는 도면이다.7 is a view showing another example of a heat conduction unit according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 열전도부(32)는 열전도부 본체(321), 삽입홈(322), 및 냉각향상부재(323)를 포함하여 구성될 수도 있다.Referring to FIG. 7 , the
구체적으로, 열전도부 본체(321)는 평판 형태로서 알루미늄 또는 알루미늄 합금 소재로 구성될 수 있으며, 삽입홈(322)은 열전도부 본체(321)의 외측면 길이를 따라 임의 또는 일정의 간격을 형성하도록 복수로 마련될 수 있다.Specifically, the heat
이때, 삽입홈(322)의 양단에는 후술하는 냉각향상부재(323)의 삽입을 안내하는 끼움편(322a)이 돌출되어 냉각향상부재(323)가 삽입홈(322)으로 삽입되도록 할 수 있다.At this time,
냉각향상부재(323)는 끼움편(322a)에 상응하는 끼움홈(323a)을 마련하여 삽입홈(322)으로 삽입될 수 있다. 또한, 냉각향상부재(323)는 열전도부 본체(321) 보다 높은 열전도율을 가지어 열전도부(32)가 단자부(31)의 열을 공기 또는 냉각수 등의 냉각 유체로 방출하는 냉각 작용 시에 냉각향상부재(323)를 통해 방출되도록 할 수 있다.The
이때, 냉각향상부재(323)는 삽입홈(322)의 두께보다 얇은 두께로 형성되어 정면과 후면 중 하나 이상의 면에 제1 냉각 유체 접촉면(CP1)을 형성할 수 있다. 또한, 냉각향상부재(323)는 삽입홈(322)으로 삽입되었을 시에 삽입홈(322)보다 외측으로 더 돌출되도록 형성되어 돌출된 상면과 하면에 각각 제2 냉각 유체 접촉면(CP2)을 형성할 수 있다. 또한, 냉각향상부재(323)는 외측면에 제3 냉각 유체 접촉면(CP3)을 형성할 수 있다.At this time, the
상기와 같은 제1 내지 제3 냉각 유체 접촉면(CP1 내지 CP3)이 형성되는 냉각향상부재(323)는 열전도부 본체(321) 보다 높은 열전도율을 가지어 단자부(31)에서 열이 발생될 시 보다 빠르게 열을 유도하고, 제1 내지 제3 냉각 유체 접촉면(CP3)을 통해 냉각 유체로 신속하고 효과적으로 열을 배출함으로써 단자부(31)의 냉각 성능을 향상시킬 수가 있다.The
한편, 열전도율이 다른 냉각향상부재(323)를 삽입홈(322)에 삽입하면 다른 열전도율에 따라 단자부(31)의 냉각 정도가 달리 형성될 수 있고, 이를 이용하면 삽입되는 냉각향상부재(323)를 달리하여 단자부(31)의 성능을 조절할 수가 있다.On the other hand, if the
즉, 냉각향상부재(323)의 열전도율 설정에 의해 열전도부(32)의 냉각 성능을 조절할 수 있는 것이다.That is, the cooling performance of the
이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art can implement them in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. you will be able to understand Therefore, the embodiments described above are illustrative in all respects and are not restrictive.
1 : 슈퍼 캐패시터 모듈
10 : 프레임
11 : 정면 프레임
11a : 전극 리드
12 : 후면 프레임
13 : 바닥 프레임
15 : 상면 프레임
20 : 배터리 셀
30 : 플레이트형 단자
31 : 단자부
32 : 열전도부
32a : 절연층
32b : 절곡부
321 : 열전도부 본체
322 : 삽입홈
322a : 끼움편
323 : 냉각향상부재
323a : 끼움홈
33 : 연결부
50 : 탄성부재
60 : 제어기판
70 : 열 변화 수단
CP1 : 제1 냉각 유체 접촉면
CP2 : 제2 냉각 유체 접촉면
CP3 : 제3 냉각 유체 접촉면1: Supercapacitor module
10 : frame
11: front frame
11a: electrode lead
12: rear frame
13: bottom frame
15: top frame
20: battery cell
30: plate type terminal
31: terminal part
32: heat conduction unit
32a: insulating layer
32b: bent portion
321: heat conduction unit body
322: insertion groove
322a: fitting piece
323: cooling improving member
323a: fitting groove
33: connection part
50: elastic member
60: control board
70: heat change means
CP1: first cooling fluid contact surface
CP2: Second cooling fluid contact surface
CP3: Third cooling fluid contact surface
Claims (8)
평판 형태로 배터리 셀의 일면에 부착되고, 배터리 셀에 내재된 내면 단자와 연결됨으로써 배터리 셀의 전류를 전달하는 단자부;
상기 단자부로부터 배터리 셀의 모서리에 도달하는 연장선상에 평판 형태로 마련되어 상기 단자부에 열을 전도하는 열전도부 및
상기 배터리 셀을 제어하는 제어기판과 단자부 사이를 연결하는 연결부를 포함하는 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자.
A plate-type terminal attached to one side of a battery cell constituting a supercapacitor module and made of a material having thermal conductivity and electrical conductivity,
A terminal unit that is attached to one surface of the battery cell in the form of a flat plate and is connected to an inner surface terminal inherent in the battery cell to transmit current of the battery cell;
A heat conduction portion provided in a flat plate shape on an extension line reaching the edge of the battery cell from the terminal portion and conducting heat to the terminal portion; and
A plate-type terminal of a supercapacitor module including a connection part connecting between a control board for controlling the battery cell and a terminal part.
상기 열전도성과 전기전도성을 갖는 소재는,
알루미늄 또는 알루미늄 합금 소재인 것을 특징으로 하는 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자.
According to claim 1,
The material having thermal conductivity and electrical conductivity,
A plate-type terminal of a supercapacitor module, characterized in that it is made of aluminum or aluminum alloy.
상기 열전도부는,
표면에 절연층을 형성하도록 절연처리 되는 것을 특징으로 하는 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자.
According to claim 1,
The heat conduction part,
A plate-type terminal of a supercapacitor module, characterized in that it is insulated to form an insulating layer on the surface.
상기 열전도부는,
상기 배터리 셀의 일측면 또는 다측면으로 절곡되는 절곡부를 포함하는 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자.
According to claim 1,
The heat conduction part,
A plate-type terminal of a supercapacitor module including a bent portion bent to one side or multiple sides of the battery cell.
상기 열전도부는,
인접한 위치에 열 변화 수단이 마련되어, 상기 열 변화 수단의 열 변화에 따라 상기 단자부의 열을 방출시키거나 상기 단자부로 열을 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자.
According to claim 1,
The heat conduction part,
A plate-type terminal of a supercapacitor module, characterized in that a heat changing means is provided at an adjacent position, configured to dissipate heat from the terminal unit or supply heat to the terminal unit according to the heat change of the heat changing means.
상기 열전도부는,
열전도부 본체;
상기 열전도부 본체의 외측면 길이를 따라 임의 또는 일정의 간격으로 마련되는 복수의 삽입홈 및
상기 열전도부 본체보다 높은 열전도율 가지며 상기 삽입홈으로 삽입되도록 구성되되, 상기 삽입홈의 두께보다 얇은 두께로 형성되어 정면과 후면 중 하나 이상에 제1 냉각 유체 접촉면을 형성하고, 삽입홈 보다 외측으로 더 돌출되도록 형성되어 돌출된 상면과 하면에 각각 제2 냉각 유체 접촉면을 형성하고, 외측면에 제3 냉각 유체 접촉면을 형성하는 냉각향상부재를 포함하는 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자.
According to claim 1,
The heat conduction part,
a heat conduction unit body;
A plurality of insertion grooves provided at random or regular intervals along the length of the outer surface of the heat conducting part body, and
It has a higher thermal conductivity than the heat conducting part body and is configured to be inserted into the insertion groove, and is formed with a thickness smaller than the thickness of the insertion groove to form a first cooling fluid contact surface on at least one of the front and rear surfaces, and further outward than the insertion groove. A plate-type terminal of a supercapacitor module comprising a cooling enhancing member protruding to form a second cooling fluid contact surface on the protruding upper and lower surfaces, respectively, and forming a third cooling fluid contact surface on an outer surface.
상기 냉각향상부재의 열전도율 설정에 의해 상기 열전도부의 냉각 성능을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자.
According to claim 6,
A plate-type terminal of a supercapacitor module, characterized in that the cooling performance of the heat conducting part can be adjusted by setting the thermal conductivity of the cooling improving member.
상기 프레임을 따라 일렬로 배열 설치되는 복수의 배터리 셀;
상기 복수의 배터리 셀의 일면에 각기 부착되어, 복수의 배터리 셀 사이 또는 배터리 셀과 프레임 전극 리드 사이에서 전류를 전달하는 플레이트형 단자;
상기 프레임의 각 단부와 배열 최 외측 배터리 셀 사이에 개재되는 탄성부재 및
상기 배터리 셀을 제어하는 제어기판을 포함하며,
상기 플레이트형 단자는,
평판 형태로 배터리 셀의 일면에 부착되고, 배터리 셀에 내재된 내면 단자와 연결됨으로써 배터리 셀의 전류를 전달하는 단자부;
상기 단자부로부터 배터리 셀의 모서리에 도달하는 연장선상에 평판 형태로 마련되어 상기 단자부에 열을 전도하는 열전도부 및
상기 배터리 셀을 제어하는 제어기판과 단자부 사이를 연결하는 연결부를 포함하고,
열전도성과 전기전도성을 갖는 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 슈퍼 캐패시터 모듈.a frame having a predetermined length and provided with electrode leads at at least one end of both ends of the length;
a plurality of battery cells arranged in a line along the frame;
plate-type terminals respectively attached to one surface of the plurality of battery cells to transfer current between the plurality of battery cells or between the battery cells and frame electrode leads;
An elastic member interposed between each end of the frame and the outermost battery cell of the array, and
It includes a control board for controlling the battery cell,
The plate type terminal,
A terminal unit that is attached to one surface of the battery cell in the form of a flat plate and is connected to an inner surface terminal inherent in the battery cell to transmit current of the battery cell;
A heat conduction portion provided in a flat plate shape on an extension line reaching the edge of the battery cell from the terminal portion and conducting heat to the terminal portion; and
A connection part connecting between a control board for controlling the battery cell and a terminal part,
A supercapacitor module characterized in that it is formed of a material having thermal conductivity and electrical conductivity.
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KR102528513B1 (en) | 2023-01-18 | 2023-05-02 | 김문석 | Battery Cell Conduction Terminal for Electric Vehicle using Brazing and its Manufacturing Method |
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KR102018719B1 (en) * | 2016-02-12 | 2019-09-04 | 주식회사 엘지화학 | Busbar for cooling battery cell and battery module using thereof |
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인용발명 1: 공개특허공보 제10-2021-0020413호(2021.02.24.) 1부.* |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |