KR102547273B1 - 울트라 캐패시터 및 울트라 캐패시터 연결용 조립체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 UC 모듈 조립용 단위 블록에 관한 것으로, 몸체부; 상기 몸체부의 제1 내부 영역에 배치되며, 상기 몸체부의 상면에 수직한 방향으로 삽입되는 제1 울트라 캐패시터(Ultra-Capacitor, UC)의 전극단자와 결합되는 구조를 갖는 제1 탄성 구조물; 상기 몸체부의 제2 내부 영역에 배치되며, 상기 몸체부의 상면에 수직한 방향으로 삽입되는 제2 울트라 캐패시터의 전극단자와 결합되는 구조를 갖는 제2 탄성 구조물; 및 상기 몸체부의 제3 내부 영역에 배치되며, 상기 제1 탄성 구조물과 상기 제2 탄성 구조물 사이를 전기적으로 연결하는 부스바를 포함한다.
Description
본 발명은 압출 공정을 통해 형성된 바디 케이스를 적용한 울트라 캐패시터와, 복수의 울트라 캐패시터들을 연결하기 위한 울트라 캐패시터 연결용 조립체에 관한 것이다.
전기 에너지를 저장하는 대표적인 에너지 저장장치로는 전지(battery)와 캐패시터(capacitor)가 있다. 이러한 캐패시터 중 울트라 캐패시터(Ultra-Capacitor, UC)는 슈퍼 캐패시터(Super Capacitor, SC) 또는 전기 이중층 캐패시터(Electric Double Layer Capacitor, EDLC)라고도 불리며, 전해 콘덴서와 이차전지의 중간적인 특성을 갖는 에너지 저장장치로써 높은 효율, 반영구적인 수명 특성으로 이차전지와의 병용 및 대체 가능한 차세대 에너지 저장장치이다.
울트라 캐패시터는, 유지보수(Maintenance)가 용이하지 않고 장기간의 사용 수명이 요구되는 애플리케이션(Application)에 대해서는 축전지 대체용으로 이용되기도 한다. 울트라 캐패시터는 빠른 충/방전 특성을 가지며, 이에 따라 이동통신 정보기기인 핸드폰, 노트북, PDA 등의 보조 전원뿐만 아니라, 고 용량이 요구되는 전기자동차, 야간 도로 표시등, UPS(Uninterrupted Power Supply) 등의 주 전원 혹은 보조 전원으로 매우 적합하며 이와 같은 용도로 많이 이용되고 있다.
도 1의 (a)는 종래의 셀 용량에 따른 울트라 캐패시터들의 형상을 나타내는 도면이고, 도 1의 (b)는 종래의 울트라 캐패시터들의 분해 사시도이다. 도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 종래의 울트라 캐패시터(10)는 양극, 음극 및 분리막(separator)를 구비한 권취소자 형태의 베어셀(11)과, 베어셀(11)을 수용하는 바디 케이스(12)와, 베어셀(11)의 음극 및 양극에 각각 연결되어 바디 케이스(12)의 상부와 하부에 결합되는 제1 및 제2 내부 터미널(13, 14)과, 바디 케이스(12)의 상단을 커버하는 상부 케이스(15)를 포함한다. 여기서, 상기 바디 케이스(12)는 상부가 개방되고 하부가 폐쇄된 원통 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 종래의 바디 케이스(12)는 압출 공정(extrusion process)이 아닌 단조 공정(press process)을 통해 제조된다.
종래의 울트라 캐패시터들(10)은 셀 용량에 따라 서로 다른 높이를 가진다. 따라서, 셀 용량에 따른 울트라 캐패시터의 종류가 많아지면서 상기 울트라 캐패시터(10)에 필요한 바디 케이스(12)의 종류도 점점 다양해지고 있다. 그런데, 다양한 종류의 바디 케이스를 단조 공정을 통해 제조하게 되면, 바디 케이스의 종류별로 새로운 금형을 제작해야 되기 때문에 울트라 캐패시터의 제조 비용이 증가하는 문제가 있다. 또한, 단조 공정을 통해 바디 케이스를 제조하는 경우, 바디 케이스의 두께가 일정하지 못하는 문제가 있다.
한편, 도 2의 (a)는 종래의 울트라 캐패시터 모듈의 형상을 나타내는 도면이고, 도 2의 (b)는 PCB 기판에 실장되는 울트라 캐패시터의 형상을 나타내는 도면이다. 도 2의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 울트라 캐패시터 모듈(20)은 PCB 기판(21)과 상기 PCB 기판(21)에 실장되는 복수의 울트라 캐패시터들(22)을 포함한다.
각각의 울트라 캐패시터(22)는 원통형의 전극소자, 상기 전극소자를 수용하는 하우징, 상기 하우징 내에 수용되어 전극소자를 함침하는 전해액, 상기 하우징 외부로 돌출된 전극단자, 상기 전극소자와 전극단자를 전기적으로 연결하는 복수의 리드선을 포함한다. 상기 전극단자는 상부 하우징의 외부에서 양극단자와 음극단자가 서로 수직한 방향으로 배치되도록 한다. 이러한 전극단자를 갖는 울트라 캐패시터를 핀 타입(pin type) 울트라 캐패시터라 지칭한다.
복수의 울트라 캐패시터들(22)은 울트라 캐패시터 모듈(20)의 목적 및 용도 등에 따라 PCB 기판(21) 상에 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 이때, 각 울트라 캐패시터(22)의 전극단자는 PCB 기판(21)에 형성된 복수의 홀들에 삽입되어 장착될 수 있다. 이처럼, 종래에는 복수의 울트라 캐패시터들(22)을 전기적으로 연결하기 위해 PCB 기판을 주로 사용하고 있다. 하지만, PCB 기판을 사용하는 경우, 울트라 캐패시터 모듈의 용량(즉, 울트라 캐패시터들의 개수)에 따라 별도의 PCB 기판을 제조해야 하는 문제가 있다. 또한, 복수의 울트라 캐패시터들을 PCB 기판에 솔더링한 이후에는 설계 변경이 어렵다는 문제가 있다. 또한, PCB 기판에 형성된 회로패턴은 고 전류에 취약하다는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 압출 공정을 통해 형성된 파이프 형태의 바디 케이스를 적용한 울트라 캐패시터를 제공함에 있다.
또 다른 목적은 핀 타입의 울트라 캐패시터들을 고정하면서 상기 울트라 캐패시터들을 전기적으로 연결하기 위한 울트라 캐패시터 연결용 조립체를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 압출 공정을 통해 형성되는 바디 케이스; 상기 바디 케이스의 상부에 끼워져서 개방부가 밀폐되도록 결합되고, 원형의 외주를 가지는 상부 케이스; 상기 바디 케이스의 하부에 끼워져서 개방부가 밀폐되도록 결합되고, 원형의 외주를 가지는 하부 케이스; 상기 상부 케이스와 바디 케이스 사이에 배치되어, 상기 상부 케이스와 바디 케이스가 전기적으로 연결되는 것을 차단하는 절연 부재; 상기 절연 부재와 상기 바디 케이스의 상부 비딩(beading) 영역 사이에 배치되는 제1 탄성 부재; 및 상기 하부 케이스와 상기 바디 케이스의 하부 비딩 영역 사이에 배치되는 제2 탄성 부재를 포함하는 울트라 캐패시터를 제공한다.
또한, 본 발명은 몸체부; 상기 몸체부의 제1 내부 영역에 배치되며, 상기 몸체부의 상면에 수직한 방향으로 삽입되는 제1 울트라 캐패시터(Ultra-Capacitor, UC)의 전극단자와 결합되는 구조를 갖는 제1 탄성 구조물; 상기 몸체부의 제2 내부 영역에 배치되며, 상기 몸체부의 상면에 수직한 방향으로 삽입되는 제2 울트라 캐패시터의 전극단자와 결합되는 구조를 갖는 제2 탄성 구조물; 및 상기 몸체부의 제3 내부 영역에 배치되며, 상기 제1 탄성 구조물과 상기 제2 탄성 구조물 사이를 전기적으로 연결하는 부스바를 포함하는 UC 모듈 조립용 단위 블록을 제공한다.
또한, 본 발명은 몸체부; 상기 몸체부의 제1 내부 영역에 배치되며, 상기 몸체부의 상면에 수직한 방향으로 삽입되는 제1 울트라 캐패시터(Ultra-Capacitor, UC)의 전극단자와 결합되는 구조를 갖는 제1 탄성 구조물; 상기 몸체부의 제2 내부 영역에 배치되며, 상기 몸체부의 상면에 수직한 방향으로 삽입되는 제2 울트라 캐패시터의 전극단자와 결합되는 구조를 갖는 제2 탄성 구조물; 및 상기 몸체부의 제3 내부 영역에 배치되며, 상기 제1 탄성 구조물과 상기 제2 탄성 구조물 사이를 전기적으로 연결하는 부스바를 포함하는 UC 모듈 조립용 단위 블록을 제공한다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 압출 공정을 통해 형성된 파이프 형태의 바디 케이스를 구비함으로써, 셀 용량에 따른 다양한 종류의 울트라 캐패시터를 제조하는데 소요되는 비용을 획기적으로 감소할 수 있을 뿐만 아니라, 바디 케이스의 두께 편차를 일정하게 유지할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 핀 타입의 울트라 캐패시터들을 전기적으로 연결하기 위한 울트라 캐패시터 연결용 조립체를 구비함으로써, 상기 핀 타입의 울트라 캐패시터들을 용이하게 조립할 수 있고, 불량 셀 발견 시 해당 셀을 용이하게 교체할 수 있다는 장점이 있다.
다만, 본 발명의 실시 예들에 따른 울트라 캐패시터 및 울트라 캐패시터 연결용 조립체가 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 울트라 캐패시터들의 형상 및 구성을 설명하기 위해 참조되는 도면;
도 2는 종래 기술에 따른 울트라 캐패시터 모듈의 형상과 해당 모듈에 실장되는 핀 타입 울트라 캐패시터의 형상을 설명하기 위해 참조되는 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 울트라 캐패시터의 외관을 도시한 사시도;
도 4는 도 3의 울트라 캐패시터의 분해 사시도;
도 5는 도 3의 울트라 캐패시터의 구성을 도시한 단면도;
도 6은 도 5의 A 부분과 B 부분을 확대하여 표시한 도면;
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 UC용 바디 케이스의 제조 공정을 설명하는 순서도;
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 울트라 캐패시터의 제조 공정을 설명하는 순서도;
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 울트라 캐패시터 모듈을 상부에서 바라본 도면;
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 울트라 캐패시터 모듈을 상부에서 바라본 도면;
도 11은 셀 연결 단위 블록들을 결합하는 방법을 설명하기 위해 참조되는 도면;
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 셀 연결 단위 블록의 사시도;
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 셀 연결 단위 블록을 측면에서 바라본 도면;
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 셀 연결 단위 블록을 하부에서 바라본 도면;
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄성 구조물의 형상을 나타내는 사시도;
도 16은 울트라 캐패시터와 셀 연결 단위 블록 간의 결합 및 해체 방법을 설명하기 위해 참조되는 도면.
도 2는 종래 기술에 따른 울트라 캐패시터 모듈의 형상과 해당 모듈에 실장되는 핀 타입 울트라 캐패시터의 형상을 설명하기 위해 참조되는 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 울트라 캐패시터의 외관을 도시한 사시도;
도 4는 도 3의 울트라 캐패시터의 분해 사시도;
도 5는 도 3의 울트라 캐패시터의 구성을 도시한 단면도;
도 6은 도 5의 A 부분과 B 부분을 확대하여 표시한 도면;
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 UC용 바디 케이스의 제조 공정을 설명하는 순서도;
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 울트라 캐패시터의 제조 공정을 설명하는 순서도;
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 울트라 캐패시터 모듈을 상부에서 바라본 도면;
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 울트라 캐패시터 모듈을 상부에서 바라본 도면;
도 11은 셀 연결 단위 블록들을 결합하는 방법을 설명하기 위해 참조되는 도면;
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 셀 연결 단위 블록의 사시도;
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 셀 연결 단위 블록을 측면에서 바라본 도면;
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 셀 연결 단위 블록을 하부에서 바라본 도면;
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄성 구조물의 형상을 나타내는 사시도;
도 16은 울트라 캐패시터와 셀 연결 단위 블록 간의 결합 및 해체 방법을 설명하기 위해 참조되는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 첨부된 도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
본 발명은 압출 공정을 통해 형성된 파이프 형태의 바디 케이스를 적용한 울트라 캐패시터를 제안한다. 또한, 본 발명은 핀 타입의 울트라 캐패시터들을 고정하면서 상기 울트라 캐패시터들을 전기적으로 연결하기 위한 울트라 캐패시터 연결용 조립체를 제안한다.
이하에서는, 본 발명의 다양한 실시 예들에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
<발명 1>
관련 도면: 도 1, 도 3 내지 도 8
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 울트라 캐패시터의 외관을 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 울트라 캐패시터의 분해 사시도이고, 도 5는 도 3의 울트라 캐패시터의 구성을 도시한 단면도이고, 도 6은 도 5의 A 부분과 B 부분을 확대하여 표시한 도면이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 울트라 캐패시터(100)는 베어셀(110)과, 상기 베어셀(110)의 음극 전극과 양극 전극에 각각 대면하여 배치되는 제1 및 제2 내부 터미널(130, 150)과, 상기 베어셀(110)과 제1 및 제2 내부 터미널(130, 150)을 수용하는 바디 케이스(120)와, 상기 바디 케이스(120)의 개방된 상면 및 하면을 커버하는 상부 및 하부 케이스(140, 160)와, 상기 상부 및 하부 케이스(140, 160)에 각각 형성되는 제1 및 제2 외부 터미널(141, 161)과, 상기 상부 케이스(140)와 바디 케이스(120) 사이에 배치되는 절연 부재(170)와, 상기 절연 부재(170)와 바디 케이스(120) 사이에 배치되는 제1 탄성 부재(180) 및 상기 하부 케이스(160)와 바디 케이스(120) 사이에 배치되는 제2 탄성 부재(185)를 포함할 수 있다.
베어셀(110)은 양극 전극, 음극 전극 및 분리막(separator)이 원통형으로 권취되어 형성되며, 전기화학적 에너지 저장기능을 제공한다.
바디 케이스(120)는 권취소자 형태로 가공된 베어셀(110)을 수용할 수 있는 내부공간이 형성된 원통형의 몸체를 갖는다. 상기 원통형 몸체는 베어셀(110)을 소정 간격만큼 이격된 상태로 둘러싸도록 형성될 수 있다.
바디 케이스(120)는 상면 및 하면이 완전히 개방된 원통형의 파이프 형상으로 구성될 수 있다. 이때, 상기 바디 케이스(120)는 단조 공정이 아닌 압출 공정을 통해 형성될 수 있다. 압출 공정을 통해 바디 케이스를 제조하는 방법에 대해서는 도 7을 참조하여 후술하도록 한다.
바디 케이스(120)는 금속 재질 또는 비금속 재질로 형성될 수 있다. 좀 더 바람직한 실시 예로, 상기 바디 케이스(120)는 알루미늄 재질 또는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.
상부 케이스(140)는 바디 케이스(120)의 상부에 끼워져서 개방부가 밀폐되도록 결합되고, 원형의 외주를 가지는 판상 형 구조를 갖는다. 일 예로, 상기 상부 케이스(140)는 몸체에 해당하는 상판 부재(143)와, 상기 상판 부재(143)의 상부에 형성되는 터미널 돌출부(142)와, 상기 터미널 돌출부(142)의 상부에 형성되는 제1 외부 터미널(141)과, 상기 상판 부재(143)의 하부에 형성되는 결합 돌출부(144)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 상판 부재(143), 터미널 돌출부(142), 제1 외부 터미널(141) 및 결합 돌출부(144)는 일체로 형성될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.
상판 부재(143)는 베어셀(110)의 상부에 배치되며, 바디 케이스(120)의 상부와 결합될 수 있다. 상기 상판 부재(143)는 바디 케이스(120)의 상부에 형성된 개방부를 밀폐하도록 원형의 판상 구조로 형성될 수 있다.
터미널 돌출부(142)는 상판 부재(143)의 중심부에서 상부 방향으로 돌출되도록 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 터미널 돌출부(142)는 원형의 판상 구조로 형성될 수 있다.
제1 외부 터미널(141)은 터미널 돌출부(142)의 중심부에서 상부 방향으로 돌출되도록 형성될 수 있다. 상기 제1 외부 터미널(141)의 지름은 터미널 돌출부(142)의 지름보다 작게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 외부 터미널(141)과 터미널 돌출부(142)는 소정의 단차를 형성할 수 있다.
제1 외부 터미널(141)은 상판 부재(143), 터미널 돌출부(142) 및 결합 돌출부(144)와 일체로 형성되기 때문에, 제1 내부 터미널(130)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 제1 외부 터미널(141)의 외주면에는 나사산이 형성될 수 있다.
결합 돌출부(144)는 상판 부재(143)의 하부 측으로 돌출되어 원형의 외주와 동심원을 가지며 내부가 개방되도록 형성될 수 있다. 상기 결합 돌출부(144)는 적어도 일 부분이 제1 내부 터미널(130)과 접촉되어, 상기 제1 내부 터미널(130)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 상기 결합 돌출부(144)와 제1 내부 터미널(130)이 만나는 영역은 레이저 또는 초음파를 통해 용접될 수 있다.
결합 돌출부(144)는 제1 내부 터미널(130)의 측면 프레임에 삽입 결합되어 상부 케이스(140)와 제1 내부 터미널(130) 사이에 내부 공간을 제공할 수 있다. 이러한 내부 공간은 바디 케이스(120)의 내부 압력을 낮출 수 있는 공간으로 활용될 수 있다.
상부 케이스(140)에는 전해질을 주입하기 위한 패스(path)와 진공 작업을 위한 에어 벤트(Air Vent)로 사용되는 중공이 형성될 수 있고, 이러한 중공에는 바디 케이스(120) 내의 증가된 압력을 외부로 배출하기 위한 안전변(190)이 설치될 수 있다.
상부 케이스(140)의 외 측면과 바디 케이스(120) 사이에는 절연 부재(170)가 배치될 수 있다. 상기 절연 부재(170)는 원통형의 고리 모양으로 형성될 수 있다. 상기 절연 부재(170)는 제2 외부 터미널(161)과 전기적으로 연결되는 바디 케이스(120)와 제1 외부 터미널(141)과 전기적으로 연결되는 상부 케이스(140)가 서로 쇼트(short)되는 것을 방지할 수 있다.
절연 부재(170)와 바디 케이스(120)의 비딩 영역 사이에는 제1 탄성 부재(180)가 배치될 수 있다. 상기 제1 탄성 부재(180)는 원형의 고리 모양으로 형성될 수 있다. 상기 제1 탄성 부재(180)는 비딩(Beading) 처리 시, 상부 케이스(140) 및/또는 베어셀(110)의 흔들림을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 바디 케이스(120) 내부의 전해액이 외부로 누출되지 않도록 실링할 수 있다.
하부 케이스(160)는 바디 케이스(120)의 하부에 끼워져서 개방부가 밀폐되도록 결합되고, 원형의 외주를 가지는 판상 형 구조를 갖는다. 일 예로, 상기 하부 케이스(160)는 몸체에 해당하는 하판 부재(162)와, 상기 하판 부재(162)의 하부에 형성되는 제2 외부 터미널(161)과, 상기 하판 부재(162)의 상부에 형성되는 결합 돌출부(163)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 하판 부재(162), 제2 외부 터미널(161) 및 결합 돌출부(163)는 일체로 형성될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.
하판 부재(162)는 베어셀(110)의 하부에 배치되며, 바디 케이스(120)의 하부와 결합될 수 있다. 상기 하판 부재(162)는 바디 케이스(120)의 하부에 형성된 개방부를 밀폐하도록 원형의 판상 구조로 형성될 수 있다.
제2 외부 터미널(161)은 하판 부재(162)의 중심부에서 하부 방향으로 돌출되도록 형성될 수 있다. 상기 제2 외부 터미널(161)은 하판 부재(162) 및 결합 돌출부(163)와 일체로 형성되기 때문에, 제2 내부 터미널(150)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 외부 터미널(161)의 외주면에는 나사산이 형성될 수 있다.
결합 돌출부(163)는 하판 부재(162)의 상부 측으로 돌출되어 원형의 외주와 동심원을 가지며 내부가 개방되도록 형성될 수 있다. 상기 결합 돌출부(163)는 적어도 일 부분이 제2 내부 터미널(150)과 접촉되어, 상기 제2 내부 터미널(150)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 상기 결합 돌출부(163)와 제2 내부 터미널(150)이 만나는 영역은 레이저 또는 초음파를 통해 용접될 수 있다.
결합 돌출부(163)는 제2 내부 터미널(150)의 측면 프레임에 삽입 결합되어 하부 케이스(160)와 제2 내부 터미널(150) 사이에 내부 공간을 제공할 수 있다. 이러한 내부 공간은 바디 케이스(120)의 내부 압력을 낮출 수 있는 공간으로 활용될 수 있다.
하부 케이스(160)와 바디 케이스(120)의 비딩 영역 사이에는 제2 탄성 부재(185)가 배치될 수 있다. 상기 제2 탄성 부재(185)는 원형의 고리 모양으로 형성될 수 있다. 상기 제2 탄성 부재(185)는 비딩(Beading) 처리 시, 하부 케이스(160) 및/또는 베어셀(110)의 흔들림을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 바디 케이스(120) 내부의 전해액이 외부로 누출되지 않도록 실링할 수 있다.
한편, 다른 실시 예로, 울트라 캐패시터(100)의 상부 구조와 유사하게, 하부 케이스(160)의 외 측면과 바디 케이스(120) 사이에는 절연 부재(미도시)가 배치될 수 있다. 이러한 경우, 상기 제2 탄성 부재(185)는 절연 부재와 바디 케이스(120) 사이에 배치될 수 있다.
상부 및 하부 케이스(140, 160)는 바디 케이스(120)에 대한 비딩(Beading) 공정을 통해 바디 케이스(120)에 단단히 고정될 수 있다. 견고한 고정을 위해, 상부 및 하부 케이스(140, 160)의 외주면 둘레에는 바디 케이스(120)의 내부면에 비딩 가공부(111, 113)를 형성하기 위한 비딩용 그루브(미도시)가 구비된다. 상부 케이스(140)의 비딩용 그루브와 절연 부재(170) 사이에는 제1 탄성 부재(180)가 배치될 수 있고, 하부 케이스(160)의 비딩용 그루브와 바디 케이스(120) 사이에는 제2 탄성 부재(185)가 배치될 수 있다.
제1 내부 터미널(130)은 바디 케이스(120)의 내부에서 베어셀(110)의 음극 전극과 대면하도록 배치될 수 있고, 제2 내부 터미널(150)은 바디 케이스(120)의 내부에서 베어셀(110)의 양극 전극과 대면하도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 내부 터미널(130, 150)과 베어셀(110)은 레이저 또는 초음파 용접에 의해 면 접촉 결합될 수 있다.
제1 내부 터미널(130)은 바디 케이스(120)의 상부에 배치되며, 베어셀(110)의 음극 전극과 전기적으로 연결될 수 있고, 절연 부재(170)에 의해 바디 케이스(120)에 대하여 절연되는 동시에 상부 케이스(140)에 접촉되어 상부 케이스(140)의 상단부 중심에 마련된 제1 외부 터미널(141)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 내부 터미널(150)은 바디 케이스(120)의 하부에 배치되며, 베어셀(110)의 양극 전극과 전기적으로 연결될 수 있고, 하부 케이스(160)에 접촉되어 하부 케이스(160)의 하단부 중심에 마련된 제2 외부 터미널(161)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 및 제2 내부 터미널(130, 150)은 일면이 베어셀(110)과 대면하여 면 접촉되고 원판 형상을 가지는 평면 플레이트와, 상기 평면 플레이트의 타면 가장자리로부터 수직방향으로 연장되고 원통 형상을 가지는 측면 프레임으로 이루어질 수 있다. 또한, 제1 및 제2 내부 터미널(130, 150)의 평면 플레이트에는 복수개의 통공들이 형성될 수 있다. 이는 상부 케이스(140)의 중공을 통해 주입되는 전해질을 베어셀(110)로 공급하기 위한 패스를 제공하기 위함이다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 울트라 캐패시터는 압출 공정을 통해 형성된 파이프 형태의 바디 케이스를 구비함으로써, 셀 용량에 따른 다양한 종류의 울트라 캐패시터를 제조하는데 소요되는 비용을 감소할 수 있을 뿐만 아니라, 바디 케이스의 두께 편차를 일정하게 유지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 UC용 바디 케이스의 제조 공정을 설명하는 순서도이다.
도 7을 참조하면, 울트라 캐패시터용 바디 케이스(즉, UC용 바디 케이스)를 가공하기 위한 원재료에 해당하는 빌렛(billet)을 준비할 수 있다(S710). 상기 빌렛은 금속 재질 또는 비금속 재질로 형성될 수 있다. 상기 금속 재질로는 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금이 사용될 수 있으며, 상기 비금속 재질로는 플라스틱 재질이 사용될 수 있다.
빌렛에 대한 준비가 완료되면, 압출 공정을 이용하여 UC용 바디 케이스를 제조하기 위한 금형(dies)을 제작할 수 있다(S720). 상기 금형은 내열성 및 내구성을 갖는 재질로 형성될 수 있다.
이후, 빌렛 및 금형을 미리 결정된 온도 범위(가령, 400도 내지 500도)에서 예열할 수 있다(S730). 상기 예열된 빌렛을 금형에 주입한 후 압출기를 이용하여 빌렛을 압출할 수 있다(S740).
압출기를 통해 금형을 통과하는 압출 파이프에 대해 열처리를 수행하고, 상기 열처리된 압출 파이프를 울트라 캐패시터의 용량에 맞는 크기로 절단할 수 있다(S750). 상기 절단된 압출 파이프에 대해 에이징(aging) 처리를 수행하여 UC용 바디 케이스를 제조할 수 있다(S760).
이와 같이 형성된 UC용 바디 케이스는 상면 및 하면이 완전히 개방된 원통형의 파이프 형상으로 형성될 수 있다. 상기 UC용 바디 케이스의 두께는 압출 공정을 통해 균일하게 형성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 울트라 캐패시터의 제조 공정을 설명하는 순서도이다.
도 8을 참조하면, 양극 전극, 음극 전극 및 분리막(separator)을 원통형으로 권취하여 베어셀을 제조할 수 있다(S810).
이러한 베어셀의 상면에 제1 내부 터미널을 배치한 후 레이저 용접을 수행하여 제1 내부 터미널을 베어셀에 고정시킬 수 있다(S820). 이와 동일한 방식으로, 베어셀의 하면에 제2 내부 터미널을 배치한 후 레이저 용접을 수행하여 제2 내부 터미널을 베어셀에 고정시킬 수 있다.
상부 케이스를 베어셀의 상부에 배치한 후 상부 케이스와 제1 내부 터미널이 만나는 영역을 레이저로 용접하여 상기 상부 케이스를 베어셀에 조립할 수 있다(S830). 이와 동일한 방식으로, 하부 케이스를 베어셀의 하부에 배치한 후 하부 케이스와 제2 내부 터미널이 만나는 영역을 레이저로 용접하여 상기 하부 케이스를 베어셀에 조립할 수 있다.
이와 같이 조립된 베어셀 조립체의 상부에 절연 부재와 제1 탄성 부재를 삽입할 수 있고, 상기 베어셀 조립체의 하부에 제2 탄성 부재를 삽입할 수 있다(S840). 이후, 절연 부재 및 탄성 부재가 삽입된 베어셀 조립체를 바디 케이스에 삽입할 수 있다(S850).
바디 케이스에 베어셀 조립체가 삽입된 상태에서, 상기 바디 케이스의 상부 및 하부에 비딩 처리를 수행하여 상부 케이스 및 하부 케이스를 바디 케이스에 단단히 고정시킬 수 있다(S860). 이후, 상부 케이스에 형성된 중공을 통해 전해액을 주입하여 울트라 캐패시터를 제조할 수 있다(S870).
<발명 2>
관련 도면: 도 2, 도 9 내지 도 16
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 울트라 캐패시터 모듈을 상부에서 바라본 도면이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 울트라 캐패시터 모듈을 상부에서 바라본 도면이고, 도 11은 셀 연결 단위 블록들을 결합하는 방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 울트라 캐패시터 모듈(900)은 울트라 캐패시터 연결용 조립체(910), 상기 울트라 캐패시터 연결용 조립체(910)에 장착되는 복수의 울트라 캐패시터들(920), 상기 복수의 울트라 캐패시터들(920)을 직렬로 연결하기 위한 부스 바(930)를 포함할 수 있다.
울트라 캐패시터 연결용 조립체(910, 이하 설명의 편의상 '셀 연결 조립체'라 칭함)는 복수의 울트라 캐패시터들(920)을 지지하고, 상기 복수의 울트라 캐패시터들(920)을 전기적으로 연결할 수 있다.
셀 연결 조립체(910)는 미리 결정된 패턴으로 배열된 복수의 셀 연결 단위 블록들(915)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 셀 연결 조립체(910)를 형성하기 위해 필요한 셀 연결 단위 블록들(915)의 개수는 복수의 울트라 캐패시터들(920)의 개수보다 더 많은 것이 바람직하다.
복수의 셀 연결 단위 블록들(915)은 서로 동일한 크기 및 모양을 갖도록 형성될 수 있다. 일 예로, 각각의 셀 연결 단위 블록(915)은 직육면체 형상으로 형성될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.
복수의 셀 연결 단위 블록들(915)은 서로 인접하는 셀 연결 단위 블록들과 탈/부착 가능하도록 형성될 수 있다. 가령, 도 11에 도시된 바와 같이, 서로 인접하여 배치되는 제1 및 제2 셀 연결 단위 블록(1110, 1120)의 외 측면에는 복수의 돌출부들(1111, 1121)과 상기 복수의 돌출부들(1111, 1121)의 형상에 대응하는 복수의 함몰부들(1113, 1123)이 형성될 수 있다. 제1 셀 연결 단위 블록(1110)의 돌출부(1111)는 제2 셀 연결 단위 블록(1120)의 함몰부(1123)와 결합될 수 있고, 제1 셀 연결 단위 블록(1110)의 함몰부(1113)는 제2 셀 연결 단위 블록(1120)의 돌출부(1121)와 결합될 수 있다.
각각의 셀 연결 단위 블록(915)은 몸체부, 복수의 탄성 구조물들, 부스 바, 복수의 핀 삽입용 홀들, 복수의 핀 탈거용 홀들 및 복수의 저항 삽입용 홀들을 포함할 수 있다. 상기 셀 연결 단위 블록(915)의 구성요소들에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.
복수의 울트라 캐패시터들(920)은 각각 원통형의 전극소자, 상기 전극소자를 수용하는 하우징, 상기 하우징 내에 수용되어 전극소자를 함침하는 전해액, 상기 하우징 외부로 돌출된 전극단자, 상기 전극소자와 전극단자를 전기적으로 연결하는 복수의 리드선들을 포함할 수 있다. 각각의 울트라 캐패시터(920)는 상부 하우징의 외부에서 양극단자와 음극단자가 서로 수직한 방향으로 배치된 핀 타입의 울트라 캐패시터이다.
각각의 울트라 캐패시터(920)는 핀 타입의 전극단자들이 셀 연결 단위 블록(915)의 상면에 형성된 핀 삽입용 홀들에 삽입됨으로써, 상기 셀 연결 단위 블록(915)에 장착될 수 있다. 가령, 도 11에 도시된 바와 같이, 울트라 캐패시터(미도시)의 제1 전극단자는 제1 셀 연결 단위 블록(1110)의 상면에 형성된 핀 삽입용 홀(1115)에 삽입되어 장착될 수 있고, 상기 울트라 캐패시터의 제2 전극단자는 제2 셀 연결 단위 블록(1120)의 상면에 형성된 핀 삽입용 홀(1125)에 삽입되어 장착될 수 있다. 즉, 울트라 캐패시터는 제1 셀 연결 단위 블록(1110)과 제2 셀 연결 단위 블록(1120)이 만나는 경계 영역 상에 배치될 수 있다.
부스 바(930)는, 셀 연결 조립체(910)의 우측 상면에 배치되어, 상기 셀 연결 조립체(910)의 상단 맨 우측에 위치하는 울트라 캐패시터와 해당 셀 연결 조립체(910)의 하단 맨 우측에 위치하는 울트라 캐패시터를 직렬로 연결하는 역할을 수행할 수 있다.
한편, 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 울트라 캐패시터 모듈(1000)은 셀 연결 조립체(1010), 상기 셀 연결 조립체(1010)에 장착되는 복수의 울트라 캐패시터들(1020), 상기 복수의 울트라 캐패시터들(1020)을 병렬로 연결하기 위한 제1 및 제2 부스 바(1030, 1040)를 포함할 수 있다. 상기 울트라 캐패시터 모듈(1000)을 구성하는 요소들은 상술한 도 9의 울트라 캐패시터 모듈(900)을 구성하는 요소들과 동일 또는 유사하므로 그 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.
제1 부스 바(1030)는, 셀 연결 조립체(1010)의 우측 상면에 배치되어, 상기 셀 연결 조립체(1010)의 상단 맨 우측에 위치하는 울트라 캐패시터와 해당 셀 연결 조립체(1010)의 하단 맨 우측에 위치하는 울트라 캐패시터를 병렬로 연결하는 역할을 수행할 수 있다.
제2 부스 바(1030)는, 셀 연결 조립체(1010)의 좌측 상면에 배치되어, 상기 셀 연결 조립체(1010)의 상단 맨 좌측에 위치하는 울트라 캐패시터와 해당 셀 연결 조립체(1010)의 하단 맨 좌측에 위치하는 울트라 캐패시터를 병렬로 연결하는 역할을 수행할 수 있다.
이상, 상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 울트라 캐패시터 모듈은 핀 타입의 울트라 캐패시터들을 전기적으로 연결하기 위한 셀 연결 조립체를 구비함으로써, 상기 울트라 캐패시터들을 용이하게 조립할 수 있고, 불량 셀 발견 시 해당 셀을 용이하게 교체할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 셀 연결 단위 블록의 사시도이고, 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 셀 연결 단위 블록을 측면에서 바라본 도면이고, 도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 셀 연결 단위 블록을 하부에서 바라본 도면이고, 도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄성 구조물의 형상을 나타내는 사시도이고, 도 16은 울트라 캐패시터와 셀 연결 단위 블록 간의 결합 및 해체 방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 12 내지 도 16을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 셀 연결 단위 블록(1200)은 몸체부(1210), 제1 및 제2 탄성 구조물(1220, 1230), 부스 바(1240), 제1 및 제2 핀 삽입용 홀(1250), 제1 및 제2 핀 탈거용 홀(1260), 제1 및 제2 저항 삽입용 홀(1270, 1275)을 포함할 수 있다.
몸체부(1210)는 내부의 빈 공간을 마련하여 제1 및 제2 탄성 구조물(1220, 1230)과 부스 바(1240)를 수용할 수 있다. 또한, 몸체부(1210)는 울트라 캐패시터(1610)를 고정 및 지지할 수 있다.
몸체부(1210)는 직육면체 형상의 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 상기 몸체부(1210)는 울트라 캐패시터(1610)의 전극단자(1620)의 높이보다 더 큰 높이를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
제1 및 제2 탄성 구조물(1220, 1230)은 몸체부(1210)의 내부에 실장될 수 있다. 상기 제1 및 제2 탄성 구조물(1220, 1230)은 서로 일정 거리만큼 이격되도록 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 탄성 구조물(1220, 1230)은 서로 동일한 모양으로 형성될 수 있다.
제1 및 제2 탄성 구조물(1220, 1230)은 탄성을 갖는 금속 또는 비금속 재질로 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 탄성 구조물(1220, 1230)은 해당 구조물의 탄성력을 이용하여 울트라 캐패시터(1610)의 전극단자(1620)와 부스 바(1240)를 단단히 고정시키는 역할을 수행할 수 있다.
각각의 탄성 구조물(1220)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 수직 방향으로 연장되는 제1 플레이트 부재(1221), 상기 제1 플레이트 부재(1221)의 상단에서 수평 방향으로 연장되는 제2 플레이트 부재(1222), 상기 제1 플레이트 부재(1221)와 마주보도록 배치되는 제3 플레이트 부재(1223), 상기 제2 플레이트 부재(1222)의 일 측면과 상기 제3 플레이트 부재(1223)의 하단을 대각선 방향으로 연결하는 제4 플레이트 부재(1224)로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 내지 제4 플레이트 부재(1221~1224)는 일체로 형성될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.
제1 플레이트 부재(1221)는 직사각형 모양의 판 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제1 플레이트 부재(1221)의 중앙부에는 울트라 캐패시터(1610)의 전극단자(1620)를 고정하기 위한 돌기부(1225)가 형성될 수 있다. 상기 돌기부(1225)는 제1 플레이트 부재(1221)의 표면에 수직한 방향으로 돌출되도록 형성될 수 있다. 또한, 돌기부(1225)는 제3 플레이트 부재(1223) 방향으로 돌출되도록 형성될 수 있다. 이러한 돌기부(1225)는 울트라 캐패시터(1610)의 전극단자(1620)에 형성된 홀과 결합된다.
제3 플레이트 부재(1223)와 마주보는 제1 플레이트 부재(1221)의 일 표면에는 복수의 요철부(미도시)가 형성될 수 있다. 상기 복수의 요철부는 제1 플레이트 부재(1221)와 울트라 캐패시터(1610)의 전극단자(1620) 간에 소정의 마찰력을 발생시킴으로써, 외력에 의해 울트라 캐패시터가 탄성 구조물(1220)로부터 쉽게 빠지는 현상을 방지할 수 있다.
제2 플레이트 부재(1222)의 일 영역에는 울트라 캐패시터(1610)의 전극단자(1620)와 부스 바(1240)를 관통하기 위한 개구부(1226)가 형성될 수 있다. 상기 개구부(1226)는 직사각형 모양으로 형성될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.
제3 플레이트 부재(1223)는 직사각형 모양의 판 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제3 플레이트 부재(1223)는 제1 플레이트 부재(1221)와 일정 거리만큼 이격되도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 제3 플레이트 부재(1223)는 제1 플레이트 부재(1221)의 크기와 동일하거나 혹은 더 작은 크기를 갖도록 형성될 수 있다.
제4 플레이트 부재(1224)는 하나 이상의 굴곡을 갖는 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제4 플레이트 부재(1224)는 제2 플레이트 부재(1222)의 일 측면으로부터 제3 플레이트 부재(1223)의 하단 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다.
부스 바(1240)는 몸체부(1210)의 내부에 실장되어, 제1 및 제2 탄성 구조물(1220, 1230)과 연결되도록 형성될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 상기 부스 바(1240)는 제1 탄성 구조물(1220)과 접촉하는 제1 컨택부, 제2 탄성 구조물(1230)과 접촉하는 제2 컨택부, 상기 제1 컨택부와 제2 컨택부 사이를 연결하는 연결부로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 컨택부와 제2 컨택부와 연결부는 일체로 형성될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.
제1 및 제2 컨택부는 연결부의 양 단에서 수직 방향으로 절곡되어 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 컨택부는 연결부의 양 단에서부터 몸체부(1210)의 상면까지 연장될 수 있다.
부스 바(1240)는 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 등과 같은 전도성 금속 재질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 부스 바(1240)는 제1 탄성 구조물(1220)에 삽입되는 울트라 캐패시터의 전극단자와 제2 탄성 구조물(1230)에 삽입되는 울트라 캐패시터의 전극단자를 전기적으로 연결할 수 있다.
제1 및 제2 핀 삽입용 홀(1250)은 몸체부(1210)의 상부에 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 핀 삽입용 홀(1250)은 제1 및 제2 탄성 구조물(1220, 1230)의 제1 플레이트 부재와 제3 플레이트 부재 사이에 해당하는 영역을 관통하여 형성될 수 있다.
제1 및 제2 핀 삽입용 홀(1250)은 울트라 캐패시터(1610)의 전극단자(1620)를 제1 및 제2 탄성 구조물(1220, 1230) 방향으로 안내하기 위한 공간을 제공할 수 있다. 가령, 도 16에 도시된 바와 같이, 울트라 캐패시터(1610)의 전극단자(1620)는 몸체부(1210)의 상부에 형성된 핀 삽입용 홀에 삽입되어 장착될 수 있다. 상기 전극단자(1620)가 핀 삽입용 홀을 따라 일정 거리만큼 아래 방향으로 이동하게 되면, 전극단자(1620)에 형성된 홀이 탄성 구조물(1220)에 형성된 돌기부와 결합되어, 울트라 캐패시터(1610)의 전극단자(1620)를 탄성 구조물(1220)에 단단히 고정시킬 수 있다.
제1 및 제2 핀 탈거용 홀(1260) 역시 몸체부(1210)의 상부에 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 핀 탈거용 홀(1260)은 제1 및 제2 탄성 구조물(1220, 1230)에 형성된 제4 플레이트 부재와 적어도 일 부분이 중첩되도록 관통하여 형성될 수 있다.
제1 및 제2 핀 탈거용 홀(1260)은 울트라 캐패시터(1610)의 전극단자(1620)를 제1 및 제2 탄성 구조물(1220, 1230)로부터 용이하게 탈착하기 위한 공간을 제공할 수 있다. 가령, 도 16에 도시된 바와 같이, 몸체부(1210)의 상부에 형성된 핀 탈거용 홀(1260)에 스틱(미도시)을 삽입하게 되면, 상기 스틱에 의해 제4 플레이트 부재(1224)가 좌측 방향으로 일정 거리만큼 이동하게 되고, 그에 따라 제1 플레이트 부재(1221)가 동일 거리만큼 좌측 방향으로 이동하게 된다. 상기 제1 플레이트 부재(1221)가 좌측 방향으로 이동하게 되면, 제1 플레이트 부재(1221)에 연결된 돌기부가 울트라 캐패시터(1610)의 전극단자(1620)에 형성된 홀과 일정 거리만큼 이격되어 분리되기 때문에, 핀 타입의 울트라 캐패시터를 탄성 구조물(1220)로부터 용이하게 뺄 수 있다.
제1 및 제2 저항 삽입용 홀(1270, 1275)은 몸체부(1210)의 하부에 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 저항 삽입용 홀(1270, 1275)은 울트라 캐패시터들의 전압을 수동으로 밸런싱하기 위한 저항 소자들을 수납하기 위한 공간을 제공할 수 있다. 가령, 도 16에 도시된 바와 같이, 저항 소자(1630)는 서로 인접하여 배치되는 몸체부들(1210)의 하단에 형성된 저항 삽입용 홀들(1270, 1275)에 삽입되어 장착될 수 있다. 상기 저항 소자(1630)의 양 단에 형성된 핀들은 몸체부(1210)에 실장된 부스 바(1240)와 전기적으로 연결될 수 있다.
이상에서 본 발명의 다양한 실시 예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 울트라 캐패시터 110: 베어셀
120: 바디 케이스 130: 제1 내부 터미널
140: 상부 케이스 150: 제2 내부 터미널
160: 하부 케이스 170: 절연부재
180/185: 탄성 부재 190: 안전변
900: 울트라 캐패시터 모듈 910: 셀 연결 조립체
915: 셀 연결 단위 블록 920: 울트라 캐패시터
930: 부스 바
120: 바디 케이스 130: 제1 내부 터미널
140: 상부 케이스 150: 제2 내부 터미널
160: 하부 케이스 170: 절연부재
180/185: 탄성 부재 190: 안전변
900: 울트라 캐패시터 모듈 910: 셀 연결 조립체
915: 셀 연결 단위 블록 920: 울트라 캐패시터
930: 부스 바
Claims (10)
- 몸체부;
상기 몸체부의 제1 내부 영역에 배치되며, 상기 몸체부의 상면에 수직한 방향으로 삽입되는 제1 울트라 캐패시터(Ultra-Capacitor, UC)의 전극단자와 결합되는 구조를 갖는 제1 탄성 구조물;
상기 몸체부의 제2 내부 영역에 배치되며, 상기 몸체부의 상면에 수직한 방향으로 삽입되는 제2 울트라 캐패시터의 전극단자와 결합되는 구조를 갖는 제2 탄성 구조물; 및
상기 몸체부의 제3 내부 영역에 배치되며, 상기 제1 탄성 구조물과 상기 제2 탄성 구조물 사이를 전기적으로 연결하는 부스바를 포함하는 UC 모듈 조립용 단위 블록. - 제1항에 있어서,
상기 몸체부는 직육면체 형상의 플라스틱 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 UC 모듈 조립용 단위 블록. - 제1항에 있어서,
상기 몸체부의 상부에는, 상기 제1 울트라 캐패시터의 전극단자를 삽입하기 위한 제1 핀 삽입용 홀과, 상기 제2 울트라 캐패시터의 전극단자를 삽입하기 위한 제2 핀 삽입용 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 UC 모듈 조립용 단위 블록. - 제1항에 있어서,
상기 몸체부의 상부에는, 상기 제1 울트라 캐패시터의 전극단자를 상기 제1 탄성 구조물로부터 탈착하기 위한 제1 핀 탈거용 홀과, 상기 제2 울트라 캐패시터의 전극단자를 상기 제2 탄성 구조물로부터 탈착하기 위한 제2 핀 탈거용 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 UC 모듈 조립용 단위 블록. - 제1항에 있어서,
상기 몸체부의 하부에는, 상기 제1 울트라 캐패시터의 전압을 밸런싱하기 위한 제1 저항 소자를 삽입하기 위한 제1 저항 삽입용 홀과, 상기 제2 울트라 캐패시터의 전압을 밸런싱하기 위한 제2 저항 소자를 삽입하기 위한 제2 저항 삽입용 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 UC 모듈 조립용 단위 블록. - 제1항에 있어서,
상기 몸체부의 외측면에는, 인접 단위 블록 장치와 결합하기 위한 복수의 돌출부들 및 복수의 함몰부들이 형성되는 것을 특징으로 하는 UC 모듈 조립용 단위 블록. - 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 탄성 구조물은,
상기 몸체부의 바닥면에 수직한 방향으로 연장되는 제1 플레이트 부재와, 상기 제1 플레이트 부재의 상단에서 수평 방향으로 연장되는 제2 플레이트 부재와, 상기 제1 플레이트 부재와 마주보도록 배치되는 제3 플레이트 부재와, 상기 제2 플레이트 부재와 제3 플레이트 부재를 연결하는 제4 플레이트 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 UC 모듈 조립용 단위 블록. - 제7항에 있어서,
상기 제1 플레이트 부재의 일 영역에는 울트라 캐패시터의 전극단자를 고정하기 위한 돌기부가 형성되는 것을 특징으로 하는 UC 모듈 조립용 단위 블록. - 제7항에 있어서,
상기 제4 플레이트 부재는, 상기 제2 플레이트 부재의 일 측면으로부터 상기 제3 플레이트 부재의 하단 방향으로 연장되도록 형성되며, 하나 이상의 굴곡 영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 UC 모듈 조립용 단위 블록. - 제1항에 있어서,
상기 부스바는,
상기 몸체부의 바닥면에 수직한 방향으로 연장되어 상기 제1 탄성 구조물과 접촉하는 제1 컨택부와, 상기 몸체부의 바닥면에 수직한 방향으로 연장되어 상기 제2 탄성 구조물과 접촉하는 제2 컨택부와, 상기 제1 컨택부와 제2 컨택부 사이를 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 UC 모듈 조립용 단위 블록.
Priority Applications (2)
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| KR1020190048500A KR102547273B1 (ko) | 2019-04-25 | 2019-04-25 | 울트라 캐패시터 및 울트라 캐패시터 연결용 조립체 |
| KR1020220038025A KR20220044464A (ko) | 2019-04-25 | 2022-03-28 | 울트라 캐패시터 및 울트라 캐패시터 연결용 조립체 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020190048500A KR102547273B1 (ko) | 2019-04-25 | 2019-04-25 | 울트라 캐패시터 및 울트라 캐패시터 연결용 조립체 |
Related Child Applications (1)
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| KR1020220038025A Division KR20220044464A (ko) | 2019-04-25 | 2022-03-28 | 울트라 캐패시터 및 울트라 캐패시터 연결용 조립체 |
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| KR102316352B1 (ko) * | 2014-12-30 | 2021-10-22 | 한국단자공업 주식회사 | 터미널 및 이를 포함하는 태양 전지용 정션 박스 |
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2019
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014154246A (ja) | 2013-02-05 | 2014-08-25 | Yazaki Corp | 電源装置 |
| KR101835505B1 (ko) | 2016-06-15 | 2018-04-19 | 주식회사 비츠로셀 | 모듈형 전기 이중층 커패시터 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20200124963A (ko) | 2020-11-04 |
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