KR102534641B1 - 특히, 전기 비히클에 대한 트랙션 배터리를 위한 연결 어셈블리 - Google Patents

특히, 전기 비히클에 대한 트랙션 배터리를 위한 연결 어셈블리 Download PDF

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Abstract

이 출원은 적어도 하나의 모선(5) 및 적어도 하나의 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트(6)를 포함하는, 특히 전기 비히클에 대한 트랙션 배터리(traction battery)(2)를 위한 연결 어셈블리(1)롤 도시하며, 여기서 모선(5) 및 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트(6)는 전반적인 연장 방향(7)으로 서로 함께 연장되고, 모선(5)은, 모선(5)이 연장 방향(7)을 벗어나 옆으로(sideways) 연장되는 적어도 하나의 보상 섹션(10, 15)을 포함한다.

Description

특히, 전기 비히클에 대한 트랙션 배터리를 위한 연결 어셈블리{Connection Assembly for a Traction Battery in Particular for Electric Vehicles}
본 발명은 특히, 전기 비히클(electric vehicle)에 대한 트랙션 배터리(traction battery)를 위한 연결 어셈블리에 관한 것이다.
이러한 연결 어셈블리는 적어도 하나의 모선(busbar) 및 적어도 하나의 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트를 포함할 수 있으며, 여기서 모선 및 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트는 전반적인 연장 방향으로 서로 함께 연장된다.
모선은 전류 및/또는 전압을 증가시키기 위해 트랙션 배터리(traction battery)의 일부 셀들을 연결하는 역할을 할 수 있다. 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트는 예를 들어, 셀의 무결성을 검사하도록 소정의 셀들의 전압들을 모니터링하기 위해 연결 어셈블리의 특정 포지션들에서 전압들을 모니터링하는 데 사용될 수 있다.
현재의 솔루션과 연관된 단점은, 예를 들어, 동작 동안 작용하는 기계적 힘들에 기인하거나 또는 열 팽창에 기인할 수 있는, 셀들 사이의 상대적인 움직임이 전기적 접촉의 손실로 이어질 수 있다는 점이다.
따라서, 본 발명의 목적은, 전기 접촉을 손실하지 않고 상대적인 움직임들을 허용하는 솔루션을 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 이는 모선이 연장 방향을 벗어나 옆으로(sideways) 연장되는 적어도 하나의 보상 섹션을 모선이 포함할 때 달성된다.
본 발명의 솔루션은, 상대적 움직임들이 접촉의 손실로 이어지는 것이 아니라 오히려, 경쟁 섹션을 탄성적으로 변형시키는 이점을 갖는다. 콘택들의 위치들은 포스 프리(force free)로 유지된다.
본 발명의 솔루션은 그 자체로 유리하고 원하는 대로 임의로 결합될 수 있는 다음의 추가의 개선들 및 유리한 실시예들에 의해 개선될 수 있다.
제 1 유리한 실시예에 따라, 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트는 또한 보상 섹션을 포함한다. 이는 또한 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트에 대한 상대적 움직임들의 영향을 감소시키는 데 도움이 된다.
유리한 실시예에서, 보상 섹션들 중 적어도 하나는 트랙션 배터리를 벗어나 연장된다. 이로써, 연결 어셈블리의 안전한 동작이 달성될 수 있다.
특정 공간 절약 어레인지먼트에서, 모선의 보상 섹션은 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트의 보상 섹션 내에 로케이팅될 수 있다. 예를 들어, 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트의 보상 섹션은 그것이 둘러싸는 영역을 정의할 수 있고, 모선의 보상 섹션은 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트의 보상 섹션에 의해 둘러싸인 영역에 로케이팅될 수 있다. 물론, 인버팅된 어레인지먼트가 가능하며, 이는 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트의 보상 섹션이 모선의 보상 섹션 내에 로케이팅한다는 것을 의미한다.
연결 어셈블리는, 모선의 보상 섹션 및 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트의 보상 섹션을 포함하는 보상 섹션을 포함할 수 있다. 연결 어셈블리의 이 보상 섹션으로 인해, 상대적인 움직임들은 연결 어셈블리에 영향을 미치지 않는다.
간결한 어레인지먼트에서, 모선의 보상 섹션 및 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트의 보상 섹션은 서로 나란할 수 있다. 모선 및 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트는 적어도 부분적으로 서로 평행하게 연장될 수 있다. 이들은 서로 인접하거나 서로 바로 부근에 있을 수 있다. 모선 및 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트 사이에 어떠한 추가의 엘리먼트들도 로케이팅되지 않을 수 있다.
플렉시블 전기적 연결 엘리먼트에 대한 모선의 상대적 움직임을 허용하기 위해, 모선의 보상 섹션 및 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트의 보상 섹션은 모선의 평면에 대해 수직인 방향으로 서로 이격될 수 있다. 이들은 전반적인 연장 방향에 대해 수직인 방향으로 그리고/또는 트랙션 배터리의 표면으로부터 멀어지는 방향을 가리키는 방향으로 서로 이격될 수 있다.
상대적 움직임을 여전히 허용하는 견실한 설계는, 모선 및 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트가 보상 섹션들에서 분리되고 보상 섹션 밖에서 서로 연결될 때 특히 가능하다.
특히 단순한 구성에서, 연결 어셈블리는, 2개의 갭 섹션들에서 서로 이격되는 적어도 3개의 별개의 모선들을 포함하고, 적어도 하나의 보상 섹션이 2개의 갭 섹션들 사이에 로케이팅된다. 따라서, 보상 섹션은 2개의 모선들 사이의 갭 섹션 밖에 로케이팅될 수 있다.
안정성을 증가시키기 위해, 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트는 2개의 모선들 사이의 갭을 가교할 수 있다. 그것은 갭 위에서 그리고 갭 섹션을 통과하여 연속적으로 연장될 수 있다.
유리한 실시예에서, 적어도 하나의 보상 섹션은 적어도 하나의 만곡부를 포함한다. 이러한 구성은 생산하기 쉽고 예리한-에지 섹션들에서 재료 피로로 인한 손상의 위험 없이 상대적 움직임을 허용한다. 특히, 보상 섹션은 한 단부로부터 다른 단부까지 연속적인 곡률을 가질 수 있다.
양호한 성능을 달성하기 위해, 보상 섹션은 하나의 180도 만곡부 및 2개의 90도 만곡부들을 포함할 수 있다. 보상 섹션은 U-형상을 가질 수 있으며, 여기서 이 텍스트의 의미 내의 U-형상은 또한 오메가-형상들 또는 C-형상들을 포함한다. U-형상은 특히, 2개의 레그들 및 2개의 레그들을 연결하는 연결 섹션을 가질 수 있다.
180도 만곡부가 단순하고 대칭적인 설계를 달성하기 위해 2개의 90도 만곡부들 사이에 로케이팅될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 보상 섹션은 다른 형상들을 가질 수 있다. 예를 들어, 보상 섹션은 서로에 대해 60° 및 모선 및/또는 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트의 다른 섹션들에 대해 120°의 각을 이루는 2개의 레그들을 포함할 수 있다.
또한, 보상 섹션은 예리한 에지 또는 코너들 옆의 2개의 레그들의 힌지 움직임을 허용하는 예리한-에지 섹션들 또는 코너들을 가질 수 있다.
간결한 구성을 허용하기 위해, 모선 및 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트는 각각, 서로 마주하는 평평한 측들을 갖는 실질적으로 직사각형 단면을 가질 수 있다. 하나의 평평한 측이 트랙션 배터리 표면 상에 그리고 이에 평행하게 놓일 수 있다.
플렉시블 전기적 연결 엘리먼트는 제조가 단순하도록 FFC(flexible flat cable)일 수 있다.
양호한 보상을 허용하기 위해, 보상 섹션에서, 모선 및/또는 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트 중 적어도 하나가 평평한 측면에 대해 수직으로 전반적인 연장 방향을 벗어나 터닝(turn)할 때가 유리하다.
유리한 실시예에서, 연결 어셈블리는 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트의 직선 섹션을 밀어내리고 그리고/또는 고정하기 위한 푸시-다운(push down) 엘리먼트를 포함한다. 따라서, 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트 또는 모선의 바람직하지 않은 움직임이 회피된다.
푸시-다운 엘리먼트는 특히, 갭 섹션에 로케이팅되어 이 섹션에서 트랙션 배터리에 근접하게 평평한 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트 및 모선을 유지할 수 있다.
이하, 본 발명의 솔루션들은 도면들을 참조하여 그리고 보다 상세히 설명될 것이다. 추가의 개발들 및 유리한 실시예들에서 도시된 특징들은 원하는 대로 결합될 수 있고 그 자체로 유리하다.
도 1은 연결 어셈블리의 개략적인 사시도를 도시한다.
도 2는 푸시 다운 엘리먼트를 또한 포함하는 도 1의 연결 어셈블리를 도시한다.
도 3은 연결 어셈블리의 추가의 실시예의 개략도를 도시한다.
도 1에서, 연결 어셈블리(1)가 도시된다. 연결 어셈블리(1)는 여러 개의 모선들(5) 및 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트(6)를 포함한다.
모선들(5)은 예를 들어, 전기 비히클의 부분일 수 있는 트랙션 배터리(traction battery)(2)의 셀들(4)의 극들을 연결하도록 역할을 할 수 있다. 모선들(5)은 전압 또는 전류의 증가를 달성하기 위해 병렬로 또는 직렬로 극들을 연결할 수 있다.
모선들(5) 아래에, 커버(45)가 배열된다.
모선들(5), 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트(6) 및 커버(45)는 트랙션 배터리(2)의 표면에 평행한, 일반적 또는 전반적인 연장 방향(7)으로 연장된다.
셀들(4)은 예를 들어, 비히클의 동작 동안 기계적 응력 또는 움직임으로 인해 상대적 움직임에 처해진다. 추가로, 모선들(5)은 이들을 통과하는 전류가 그들의 온도를 증가시킬 때 팽창한다.
이러한 상대적 움직임이 모선들(5)과 셀들(4) 사이의 연결을 손상시키는 것을 피하기 위해, 모선들(5)은, 모선(5)이 연장 방향(7)을 벗어나 옆으로(sideway) 연장되는 보상 섹션들(10, 15)을 포함한다. 모선들(5)은 특히, 전반적인 연장 방향(7)을 벗어난 보상 섹션(10, 15)에서 연장 방향(7)에 수직인 방향(8)을 따라 연장된다.
플렉시블 전기적 연결 엘리먼트(6)는 또한 플렉시블 연결 전기적 연결 엘리먼트(6)가 연장 방향(7)을 벗어나 옆으로 연장되는 보상 섹션(10, 16)을 포함한다.
모선들(5)은 평평한 시트 금속으로 제조되고 보상 섹션들(10, 15)은 시트 금속을 굽힘으로써 도입된다.
플렉시블 전기적 연결 엘리먼트(6)는 절연 본체 및 절연 본체 내에 로케이팅되는 몇몇 도체들을 포함하는 FFC(flexible flat cable)이며, 여기서 도체들은 상이한 위치들에서의 전압을 모니터링하도록 전기적 연결 어셈블리(1)의 상이한 지점들에서 셀(4)에 연결된다.
모선(5) 및 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트(6) 둘 모두는 서로 마주하는 평평한 측들(60)을 갖는 직사각형 단면을 갖는다. 모선(5)의 추가의 평평한 측(60)은 양호한 지지를 갖기 위해 커버(45)를 향한다. 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트(6)의 추가의 평평한 측(60)은 트랙션 배터리(2)를 등진다.
플렉시블 전기적 연결 엘리먼트(6)의 보상 섹션(10, 16)은 모선(5)의 보상 섹션(10, 15)이 로케이팅되는 영역(26)을 정의한다. 따라서, 모선(5)의 보상 섹션(10, 15)은 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트(6)의 보상 섹션(10, 16) 내에 로케이팅된다. 둘 모두의 보상 섹션들(10, 15, 16)은 연결 어셈블리(1)의 보상 섹션(10, 17)의 일부이다. 이 보상 섹션(10, 17)에서, 모선(5) 및 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트(6) 둘 모두의 보상 섹션들(10, 15, 16)은 연결 어셈블리(1)의 연장 방향(7)을 벗어나 동일한 방향(8)으로 연장된다. 2개의 보상 섹션들(10, 15, 16)은 서로 내에 포개진다(nest). 도시되지 않은 인버팅된 실시예에서, 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트(6)의 보상 섹션(10, 16)은 모선(5)의 보상 섹션(10, 15) 내에 로케이팅될 수 있다.
모선(5)의 보상 섹션(10, 15) 및 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트(6)의 보상 섹션(10, 16)은 서로 나란히 로케이팅된다. 보상 섹션(10, 15, 16)의 밖에서, 모선들(5) 및 플렉시블 전기적 응축(electrical condensation) 연결 엘리먼트(6)는 접하는 방식으로, 서로 나란히 놓이고 서로 부착된다. 보상 섹션들(10, 15, 16)에서, 2개 사이에 간격이 존재한다. 모선(5) 및 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트(6)는 보상 섹션(10, 15, 16)에서 분리되고 보상 섹션(10, 15, 16) 밖에서 서로 연결된다.
모선(5)의 보상 섹션(10, 15) 및 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트의 보상 섹션(10, 16)은 모선(5)의 평면에 대해 수직이고 연장 방향(7)에 대해 수직인 방향(8)으로 서로 이격되어 둘의 상대적 움직임을 허용한다. 중앙 위치에서, 2개의 보상 섹션들(10, 15, 16)은 서로 거리(40) 만큼 이격된다.
도 1에서, 연결 어셈블리(1)의 2개의 보상 섹션(10, 17)이 도시된다. 이들 각각은, 2개의 모선들(5) 사이에 갭(20)이 존재하는 갭 섹션(21) 밖에 로케이팅된다. 따라서, 연결 어셈블리 보상 섹션(10, 17) 각각은 2개의 갭 섹션들(21) 사이에 로케이팅된다.
갭 섹션(21)에서, 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트(6)는 갭(20)을 가교(bridge)한다. 따라서, 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트(61)는 갭 섹션(21)을 통과하여 연속적이고 직선 방식으로 연장된다.
모선(5) 및 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트(6)의 보상 섹션들(10, 15, 16) 각각은 적어도 하나의 만곡부(30)를 포함한다. 보다 구체적으로, 각각의 보상 섹션(10, 15, 16)은 2개의 90° 만곡부들(32) 사이에 로케이팅된 180° 만곡부(31)를 포함한다. 따라서, 보상 섹션들(10, 15, 16) 각각은 연결 섹션(35)이 2개의 레그들(34) 사이에 로케이팅되는 U-형상(33)을 갖는다.
보상 섹션들(10, 15, 16)에서, 모선(5) 및 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트(6)는 모선(5) 및 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트(6)의 평평한 측(60)에 대해 수직으로 전반적인 연장 방향(7)을 벗어나 터닝(turn)한다.
도 2에서, 연결 어셈블리(1)는 추가로, 특히, 갭 섹션(21)에서 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트(6) 및 모선(5)을 밀어내리는(push down) 푸시-다운 엘리먼트(37)를 포함한다. 이는 연결 어셈블리(1)를 트랙션 배터리(2)에 고정하는 것을 돕는다.
도 3에서, 연결 어셈블리(1)의 추가의 실시예가 개략도에 도시된다. 도시되어 있는 보상 섹션들(10, 15, 16)은 도 1 및 도 2의 실시예에 도시된 만곡부 버전들 대신에, 직선 섹션들을 포함한다. 각각의 보상 섹션(10, 15, 16)은 60°의 각도로 서로 연결된 2개의 레그들(34)을 갖는다. 이들 레그들(34)은 모선(5) 또는 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트(6)의 추가의 섹션들에 대해 120°의 각을 이룬다. 따라서, 보상 섹션들(10, 15, 16)의 코너들(38)에서 힌지 움직임(hinged movement)을 통해 보상 움직임이 가능해진다.
앞서와 같이, 2개의 보상 섹션들(10, 15, 16)은 연결 어셈블리(1)의 연장 방향(7)에 대해 수직인 방향(8)으로 서로 이격된다.
1 연결 어셈블리
2 트랙션 배터리
4 셀
5 모선
6 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트
7 연장 방향
8 연장 방향에 대해 수직인 방향
10 보상 섹션
15 모선의 보상 섹션
16 플렉시블 전기적 연결 엘리먼트의 보상 섹션
17 연결 어셈블리의 보상 섹션
20 갭
21 갭 섹션
26 영역
30 만곡부
31 180° 만곡부
32 90° 만곡부
33 U-형상
34 레그
35 연결 섹션
37 푸시-다운 엘리먼트
38 코너
40 거리
45 커버
60 평평한 측

Claims (15)

  1. 트랙션 배터리(traction battery)를 위한 연결 어셈블리로서,
    연장 방향으로 연장되고, 제1 보상 섹션을 갖는 모선(busbar) ― 상기 제1 보상 섹션에서 상기 모선은 상기 연장 방향에 대해 수직인 제1 방향으로 연장됨 ―; 및
    상기 모선과는 별개의 부분이고, 상기 모선의 위에 위치되고, 상기 모선을 따라 상기 연장 방향으로 연장되는 플렉서블 전기적 연결 엘리먼트
    를 포함하고,
    상기 플렉서블 전기적 연결 엘리먼트는 제2 보상 섹션을 가지며, 상기 제2 보상 섹션에서 상기 플렉서블 전기적 연결 엘리먼트는 상기 연장 방향에 대해 수직인 상기 제1 방향으로 연장되고,
    상기 제2 보상 섹션은, 상기 제1 보상 섹션이 상기 제2 보상 섹션 내에 위치되도록, 상기 모선의 평면에 수직한 방향으로 상기 제1 보상 섹션으로부터 이격되어 상기 제1 보상 섹션의 위에 배열되는,
    연결 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 보상 섹션과 상기 제2 보상 섹션은 서로 이웃하여 배치되는,
    연결 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결 어셈블리의 전체 보상 섹션은 상기 제1 보상 섹션 및 상기 제2 보상 섹션을 포함하는,
    연결 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 모선과 상기 플렉서블 전기적 연결 엘리먼트는, 상기 제1 보상 섹션 및 상기 제2 보상 섹션의 외부에서 서로 연결되는,
    연결 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    한 쌍의 갭 섹션들에 의해 서로 이격된 적어도 3개의 모선들을 더 포함하는,
    연결 어셈블리.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 적어도 3개의 모선들 중 한 모선의 제1 보상 섹션은 상기 한 쌍의 갭 섹션들 사이에 위치되는,
    연결 어셈블리.
  7. 제1항에 있어서,
    갭에 의해 이격된 한 쌍의 모선들을 더 포함하는,
    연결 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 플렉서블 전기적 연결 엘리먼트는 상기 한 쌍의 모선들 사이의 갭을 가교(bridge)하는,
    연결 어셈블리.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 보상 섹션 및/또는 상기 제2 보상 섹션은 적어도 하나의 만곡부를 갖는,
    연결 어셈블리.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 보상 섹션 및/또는 상기 제2 보상 섹션은 하나의 180도 만곡부 및 한 쌍의 90도 만곡부들을 포함하는,
    연결 어셈블리.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 모선 및 상기 플렉서블 전기적 연결 엘리먼트는 각각 실질적으로 직사각형 단면을 가지며,
    상기 모선의 평평한 측은 상기 플렉서블 전기적 연결 엘리먼트의 평평한 측과 마주하는,
    연결 어셈블리.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 보상 섹션은 상기 모선의 평평한 측에 수직하게 연장되는,
    연결 어셈블리.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2 보상 섹션은 상기 플렉서블 전기적 연결 엘리먼트의 평평한 측에 수직하게 연장되는,
    연결 어셈블리.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 플렉서블 전기적 연결 엘리먼트의 직선 섹션을 누르거나 그리고/또는 고정하도록 구성된 유지 부재(holding member)를 더 포함하는,
    연결 어셈블리.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 유지 부재는 상기 갭에 배치되는,
    연결 어셈블리.
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