KR20130085930A

KR20130085930A - 축전 장치, 그 축전 장치의 제조 방법 및 그 축전 장치에 사용되는 버스바

Info

Publication number: KR20130085930A
Application number: KR1020120145548A
Authority: KR
Inventors: 도시키 요시오카; 도시키 구스노키
Original assignee: 가부시키가이샤 리튬 에너지 재팬
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2013-07-30
Also published as: DE102012223203B4; KR102096910B1; CN103165837A; DE102012223203A1; CN103165837B

Abstract

본 발명은, 축전 소자의 외부 단자에 대한 버스바의 용접에 의한 열 영향으로 축전 소자의 품질이 저하되는 것을 억제할 수 있는 축전 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 축전 장치는, 외부 단자를 가지는 축전 소자와, 외부 단자에 접속되는 버스바를 포함하고, 상기 버스바는 박육부를 가지고, 상기 박육부와 외부 단자가 용접되어 있다.

Description

축전 장치, 그 축전 장치의 제조 방법 및 그 축전 장치에 사용되는 버스바 {ENERGY STORAGE APPARATUS, METHOD OF PRODUCING ENERGY STORAGE APPARATUS, AND BUS BAR FOR ENERGY STORAGE APPARATUS}

본 발명은 외부 단자를 가지는 축전 소자와, 상기 외부 단자에 접속되는 버스바(bus bar)를 구비하는 축전 장치 및 그 축전 장치의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 외부 단자를 가지는 축전 소자의 그 외부 단자에 접속되는 버스바에 관한 것이다.

최근, 차량(자동차, 자동 이륜차 등)이나 각종 기기(휴대 단말기, 노트북형 PC 등)의 동력원으로서 전지(리튬 이온 전지, 니켈 수소 전지 등)나 커패시터(전기 이중층 커패시터 등) 등의 충방전 가능한 축전 소자가 채용되고 있다.

그리고, 대용량의 전력을 필요로 하는 경우에는, 복수의 축전 소자와, 그 복수의 축전 소자끼리를 전기적으로 접속하는 버스바(특허문헌 1 참조)를 구비한 축전 장치가 동력원으로서 채용된다.

각 축전 소자는, 발전 요소와 상기 발전 요소를 수용하는 케이스와, 상기 케이스의 외측에 배치되는 외부 단자를 구비한다. 외부 단자는, 상기 외부 단자와 일체 또는 별개로 구성되는 축(軸)형의 접속체를 통하여 발전 요소에 전기적으로 접속된다. 이에 따라, 축전 소자는, 케이스의 내면 및 외면을 따라 배치된 가스켓(gasket)을 구비한다. 이 종류의 축전 소자에서, 접속체는, 케이스 및 가스켓을 관통하고, 케이스 안의 발전 요소와 케이스 바깥의 외부 단자를 전기적으로 접속한다. 가스켓은 케이스에 형성된 접속체를 관통시키는 구멍을 밀봉한다. 이로써, 케이스 내부가 기밀(氣密) 및 액밀(液密)하게 유지되어 있다.

버스바에는 다양한 타입이 있고, 그 하나로서 축전 소자의 외부 단자에 용접되는 것이 있다. 버스바는 본체부 및 접속부를 가지고, 접속부에 의해 외부 단자에 접속된다.

더욱 구체적으로는, 버스바는 대략 균일한 두께의 금속제의 판재(板材)로 구성된다. 그리고, 버스바는 적어도 어느 한쪽의 단부에 접속부를 가진다. 즉, 버스바는 본체부 및 접속부를 가지고, 접속부가 본체부의 일단에 연결된 것이나, 접속부가 본체부의 양단에 연결된 것이 있다. 그리고, 접속부가 본체부의 일단에 연결된 버스바는 축전 소자의 외부 단자와 외부의 전기적인 부하를 접속하고, 또한 접속부가 본체부의 양단에 연결된 버스바는 두 개의 축전 소자의 외부 단자끼리를 접속한다.

그리고, 어느 쪽의 버스바에서도, 접속부가 축전 소자의 외부 단자의 상면에 중첩되고, 그 접속부와 외부 단자(상면)가 용접된다. 이로써, 버스바가 축전 소자의 외부 단자에 대하여 기계적 및 전기적으로 접속된다.

그런데, 버스바(접속부)와 외부 단자가 용접될 때, 버스바의 두께 전체를 용융시키는 큰 열량이 요구된다. 그러므로, 종래의 축전 장치에서는, 버스바를 용접할 때, 가스켓을 연화(軟化) 내지 용융시켜 버리는 경우가 있다. 그 결과, 가스켓이 케이스를 충분히 밀봉할 수 없게 되어, 케이스 내부가 기밀 및 액밀하게 유지되지 않게 된다. 또한, 외부 단자는, 접속 도체를 통하여 발전 요소에 접속되어 있다. 그러므로, 버스바를 용접할 때의 열이 외부 단자를 통하여 케이스 내부(예를 들면, 발전 요소 등)에 전해지는 경우가 있다. 그러므로, 케이스 내의 발전 요소 등이 열의 영향을 받아, 성능이 저하되는 경우가 있다.

특허문헌 1: 일본 특허공개공보 제2010-160931호(단락 0025 참조)

그래서, 본 발명은, 축전 소자의 외부 단자에 대한 버스바의 용접에 의한 열 영향으로 축전 소자의 품질이 저하되는 것을 억제할 수 있는 축전 장치 및 그 축전 장치의 제조 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은, 축전 소자의 외부 단자에 대한 용접 시의 열 영향으로 축전 소자의 품질이 저하되는 것을 억제할 수 있는 버스바를 제공한다.

본 발명에 따른 축전 장치는,

외부 단자를 가지는 축전 소자와,

외부 단자에 접속되는 버스바를 포함하고,

상기 버스바는 박육부(薄肉部, thin portion)를 가지고,

상기 박육부와 외부 단자가 용접되어 있다.

이러한 구성에 의하면, 버스바의 박육부와 축전 소자의 외부 단자가 용접되어 있다. 그러므로, 박육부를 설치하지 않는 경우와 비교하여, 용접을 위해 필요한 출력 에너지를 감소시킬 수 있다. 이로써, 축전 소자에서의 외부 단자의 주변이나 축전 소자의 내부가 용접의 열 영향으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.

여기서, 본 발명의 일 태양으로서,

축전 소자를 적어도 두 개 구비하고,

박육부는 적어도 두 곳에 설치되고,

두 개의 축전 소자의 외부 단자에 용접되어 있도록 할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 한 곳의 박육부가 한쪽의 축전 소자의 외부 단자에 접속되고, 다른 한 곳의 박육부가 다른 쪽의 축전 소자의 외부 단자에 접속됨으로써, 버스바는 두 개의 축전 소자의 외부 단자끼리를 접속한다. 이로써, 두 개의 축전 소자는 전기적으로 하나의 축전 소자를 구성한다.

또한, 본 발명의 다른 태양으로서,

박육부는, 버스바 중, 적어도 외부 단자와 접하는 부분에 형성되어 있도록 할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 버스바의 박육부와 외부 단자가 용접되어 있다. 그러므로, 박육부를 설치하지 않는 경우와 비교하여, 용접을 위해 필요한 출력 에너지를 감소시킬 수 있다. 이로써, 축전 소자에서의 외부 단자의 주변이나 축전 소자의 내부가 용접의 열 영향으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 태양으로서,

박육부는, 버스바의 외측 에지(outer edge)를 따라 형성되어 있도록 할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 박육부가 버스바의 외측 에지를 따라 형성되어 있다. 그러므로, 박육부의 임의의 부분에 대하여 스폿(spot)적으로 용접하거나, 용접 강도를 더욱 높일 수 있도록 박육부를 그 길이 방향을 따라 연속적으로 용접하거나 할 수 있다. 따라서, 다양한 용접 태양을 자유롭게 선택할 수 있다.

이 경우,

버스바의 외측 에지는, 불연속 부분을 갖지 않는 형상이 되도록 할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 박육부의 외측 에지가 불연속 부분을 갖지 않는 형상이므로, 박육부의 외측 에지에 코너부(corner portion)는 없다. 박육부의 외측 에지 중 적어도 일부 영역과 외부 단자를 외측 에지를 따라 용접하는 경우, 코너부가 있으면, 거기서 용접 속도가 떨어져 용접부의 균질성이 손상된다. 그러나, 코너부가 없으면, 용접을 일정 속도로 연속적으로 행할 수 있으므로, 균질한 일정 길이의 용접부를 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 태양으로서,

박육부는, 버스바의 중앙부에 형성되어 있도록, 할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 박육부가 버스바의 중앙부에 형성되어 있다. 그러므로, 박육부의 임의의 부분에 대하여 스폿적으로 용접하거나, 용접 강도를 더욱 높일 수 있도록, 박육부를 그 길이 방향을 따라 연속적으로 용접하거나 할 수 있다. 따라서, 다양한 용접 태양을 자유롭게 선택할 수 있다.

이 경우,

박육부의 외측 에지는, 불연속 부분을 갖지 않는 폐쇄된 형상이 되도록 할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 박육부의 외측 에지가 불연속 부분을 갖지 않는 폐쇄된 형상이므로, 박육부의 외측 에지에 코너부는 없다. 박육부의 외측 에지 중 적어도 일부 영역과 외부 단자를 외측 에지를 따라 용접하는 경우, 코너부가 있으면, 거기서 용접 속도가 떨어져 용접부의 균질성이 손상된다. 그러나, 코너부가 없으면, 용접을 일정 속도로 연속적으로 행할 수 있으므로, 균질한 일정 길이의 용접부를 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 태양으로서,

버스바는, 본체부와, 상기 본체부와 연속된 접속부로서 외부 단자에 접속되는 접속부를 가지고,

박육부는, 접속부에 형성되어 있도록 할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 박육부가 접속부에 형성되어 있다. 그러므로, 박육부의 임의의 부분에 대하여 스폿적으로 용접하거나, 용접 강도를 더욱 높일 수 있도록, 박육부를 그 길이 방향을 따라 연속적으로 용접하거나 할 수 있다. 따라서, 다양한 용접 태양을 자유롭게 선택할 수 있다.

이 경우,

접속부의 폭은, 본체부의 폭보다 좁도록 할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 버스바에서, 접속부의 폭은 본체부의 폭보다 좁다. 그러므로, 접속부의 폭이 본체부의 폭보다 좁지 않은 경우와 비교하여, 용접 범위를 줄일 수 있다. 그리고, 용접 범위를 줄일 수 있다는 것은, 용접을 위해 필요한 출력 에너지를 더욱 감소시킬 수 있다는 것이다. 그러므로, 축전 소자에서의 외부 단자의 주변이나 축전 소자의 내부가 용접의 열 영향으로 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본체부의 폭까지가 좁아지지는 않으므로, 버스바 전체로서, 적절한 전류 용량을 얻을 수 있다.

또한, 이 경우,

축전 소자를 적어도 두 개 구비하고,

접속부는, 본체부의 양단에 한 쌍 설치되고, 두 개의 축전 소자의 외부 단자끼리가 접속되어 있도록 할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 버스바에서, 한쪽의 접속부가 한쪽의 축전 소자의 외부 단자에 접속되고, 다른 쪽의 접속부가 다른 쪽의 축전 소자의 외부 단자에 접속됨으로써, 버스바는, 두 개의 축전 소자의 외부 단자끼리를 접속하고 있다. 이로써, 두 개의 축전 소자는 전기적으로 하나의 축전 소자를 구성한다.

또한, 이 경우,

축전 소자는 케이스를 구비하고, 상기 케이스에서의 외부 단자가 배치되는 일면이 직사각 형상인 편평한 각형(角型)이며, 상기 일면이 길이 방향으로 배열되도록 하여 적어도 두 개의 축전 소자가 배치되고,

본체부는, 일면의 폭에 맞추어 형성되고,

접속부는, 일면보다 폭이 좁은 외부 단자의 상기 폭에 맞추어 형성되어 있도록 할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 외부 단자가 배치되는 일면이 길이 방향으로 배열되도록 하여 적어도 두 개의 축전 소자가 배치되고, 버스바가 두 개의 축전 소자의 외부 단자끼리를 접속하는 데 있어서, 본체부는, 일면의 폭에 맞추어 형성되고, 접속부는, 일면보다 폭이 좁은 외부 단자의 그 폭에 맞추어 형성되어 있다. 그러므로, 접속부를 외부 단자에 배치할 때의 레이아웃상의 제약 또는 배치 공간상의 제약을 완화할 수 있다. 또한, 본체부의 폭까지가 좁아지지는 않으므로, 버스바 전체로서, 적절한 전류 용량을 얻을 수 있다.

또는,

축전 소자는, 케이스를 구비하고, 상기 케이스에서의 외부 단자가 배치되는 일면이 직사각 형상인 편평한 각형이며, 그 일면이 길이 방향 및 폭 방향으로 배열되도록 하여 복수의 축전 소자가 행렬형으로 정렬 배치되고,

버스바 중, 길이 방향으로 배열된 두 개의 축전 소자의 외부 단자끼리를 접속하는 버스바의 본체부는, 일면의 폭에 맞추어 형성되고,

상기 버스바의 접속부는, 일면보다 폭이 좁은 외부 단자의 상기 폭에 맞추어 형성되어 있도록 할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 외부 단자가 배치되는 일면이 길이 방향 및 폭 방향으로 배열되도록 하여 복수의 축전 소자가 배치되고, 버스바가 길이 방향으로 배열된 두 개의 축전 소자의 외부 단자끼리를 접속하는 데 있어서, 본체부는 일면의 폭에 맞추어 형성되고, 접속부는 일면보다 폭이 좁은 외부 단자의 그 폭에 맞추어 형성되어 있다. 그러므로, 접속부를 외부 단자에 배치할 때의 레이아웃상의 제약 또는 배치 공간상의 제약을 완화할 수 있다. 또한, 본체부의 폭까지가 좁아지지는 않으므로, 버스바 전체로서, 적절한 전류 용량을 얻을 수 있다. 또한, 본체부의 폭이 일면의 폭을 초과하거나, 또는 크게 초과하는 경우는 없다. 그러므로, 폭 방향으로 인접하는 축전 소자에 접속되는 버스바와 간섭하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 또한, 다른 태양으로서,

박육부는, 단차 형태로 형성되어 있도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 태양으로서,

박육부는, 외측 에지 측일수록 두께가 작아지는 형상으로 형성되어 있도록, 할 수 있다.

또한, 이 경우,

접속부의 단부는, 반원호 형상이 되도록 할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 접속부의 단부가 반원호 형상이므로, 접속부의 외측 에지에 코너부는 없다. 접속부의 외측 에지 중 적어도 일부 영역과 외부 단자를 접속부의 외측 에지를 따라 용접하는 경우, 코너부가 있으면, 거기서 용접 속도가 떨어져 용접부의 균질성이 손상된다. 그러나, 코너부가 없으므로, 용접을 일정 속도로 연속적으로 행할 수 있으므로, 균질한 일정 길이의 용접부를 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 축전 장치의 제조 방법은,

외부 단자를 가지는 축전 소자와, 외부 단자에 접속되는 버스바를 구비한 축전 장치의 제조 방법으로서,

버스바에 형성되는 박육부와 외부 단자를 용접하는 단계를 포함한다.

이러한 구성에 의하면, 버스바에 형성되는 박육부와 축전 소자의 외부 단자가 용접된다. 그러므로, 박육부를 설치하지 않는 경우와 비교하여, 용접을 위해 필요한 출력 에너지를 감소시킬 수 있다. 이로써, 축전 소자에서의 외부 단자의 주변이나 축전 소자의 내부가 용접의 열 영향으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.

여기서, 본 발명에 따른 축전 장치의 제조 방법의 일 태양으로서,

용접은, 레이저 용접인 것이 바람직하다.

이러한 구성에 의하면, 외부 단자와 버스바가 직접 접속된다. 즉, 레이저 용접으로 외부 단자와 버스바가 용접되면, 이들이 서로 녹아들어 접속된다. 따라서, 기계적 및 전기적으로 바람직한 상태로 외부 단자에 버스바가 접속된다.

이 경우,

레이저 용접은, 레이저광을 버스바에 대하여 수직으로 조사하는 것 이도록, 할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 레이저광을 출사하는 용접 헤드의 경사 각도를 변경·조정하는 기구를 구비한 용접 설비가 아니라도 박육부를 적절히 용접할 수 있고, 그러므로, 용접 설비는 대규모적인 것이 아니라도 된다.

본 발명에 따른 버스바는,

외부 단자를 가지는 축전 소자의 그 외부 단자에 접속되는 버스바로서, 외부 단자와 용접되는 박육부를 포함한다.

이러한 구성에 의하면, 버스바가 가지는 박육부와 축전 소자의 외부 단자가 용접된다. 그러므로, 박육부를 설치하지 않는 경우와 비교하여, 용접을 위해 필요한 출력 에너지를 감소시킬 수 있다. 이로써, 축전 소자에서의 외부 단자의 주변이나 축전 소자의 내부가 용접의 열 영향으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 버스바는,

각각 외부 단자를 가지는 두 개의 축전 소자의 그 외부 단자끼리를 접속하는 버스바로서,

적어도 두 곳에서 두 개의 축전 소자의 외부 단자에 용접되는 박육부를 포함한다.

이러한 구성에 의하면, 박육부와 축전 소자의 외부 단자가 용접된다. 그러므로, 박육부를 설치하지 않는 경우와 비교하여, 용접을 위해 필요한 출력 에너지를 억제할 수 있다. 이로써, 축전 소자에서의 외부 단자의 주변이나 축전 소자의 내부가 용접의 열 영향으로 손상되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 버스바에 있어서, 한 곳의 박육부가 한쪽의 축전 소자의 외부 단자에 접속되고, 다른 한 곳의 박육부가 다른 쪽의 축전 소자의 외부 단자에 접속됨으로써, 버스바는, 두 개의 축전 소자의 외부 단자끼리를 접속한다. 이로써, 두 개의 축전 소자는, 전기적으로 하나의 축전 소자를 구성한다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 축전 소자의 외부 단자에 대한 버스바의 용접에 의한 열 영향으로 축전 소자의 품질이 저하되는 것을 억제할 수 있는 축전 장치 및 상기 축전 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 축전 소자의 외부 단자에 대한 용접 시의 열 영향으로 축전 소자의 품질이 저하되는 것을 억제할 수 있는 버스바를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 사시도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 전지 모듈의 평면도를 나타낸다.
도 3은 도 1의 전지 모듈을 구성하는 각 전지 셀의 사시도를 나타낸다.
도 4a 내지 도 4c는 전지 셀끼리를 접속하기 위한 제1 버스바로서, 도 4a는 사시도, 도 4b는 도 4a의 I-I선 단면도, 도 4c는 도 4a의 II-II선 단면도를 나타낸다.
도 5a 내지 도 5c는 전지 셀끼리를 접속하기 위한 제2 버스바로서, 도 5a는 사시도, 도 5b는 도 5a의 III-III선 단면도, 도 5c는 도 5a의 IV-IV선 단면도를 나타낸다.
도 6a는 제1 버스바가 인접하는 전지 셀의 두 개의 외부 단자에 걸쳐 탑재된 상태의 일부 확대 단면도를 나타낸다.
도 6b는 제1 버스바가 외부 단자에 용접된 상태의 일부 확대 단면도를 나타낸다.
도 7a는 제2 버스바가 인접하는 전지 셀의 두 개의 외부 단자에 걸쳐 탑재된 상태의 일부 확대 단면도를 나타낸다.
도 7b는 제2 버스바가 외부 단자에 용접된 상태의 일부 확대 단면도를 나타낸다.
도 8a는 박육부의 제1 변형예로서, 중앙이 볼록 형상으로 되도록 외측 에지 측일수록 두께가 작아지는 박육부의 단면도를 나타낸다.
도 8b는 박육부의 제2 변형예로서, 테이퍼형의 박육부의 단면도를 나타낸다.
도 8c는 중앙이 오목 형상으로 되도록 외측 에지 측일수록 두께가 작아지는 박육부의 단면도를 나타낸다.
도 9a 및 도 9b는 버스바의 제1 변형예로서, 도 9a는 사시도, 도 9b는 도 9a의 V-V선 단면도를 나타낸다.
도 10a 및 도 10b는 버스바의 제2 변형예로서, 도 10a는 사시도, 도 10b는 도 10a의 VI-VI선 단면도를 나타낸다.
도 11a는 버스바의 제3 변형예의 평면도를 나타낸다.
도 11b는 버스바의 제4 변형예의 평면도를 나타낸다.

이하, 본 발명에 따른 축전 장치의 일 실시예인 전지 모듈에 대하여, 도면을 참작하면서 설명한다. 본 실시예에 따른 전지 모듈은, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 복수의 전지 셀(1, ...)과, 상기 복수의 전지 셀(1, ...)을 수용하는 하우징(7)을 구비하고 있다.

전지 셀(1)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 개구부를 가지는 케이스 본체(2a)와 그 케이스 본체(2a)의 개구부를 막아 밀폐하는 커버판(2b)으로 구성되는 케이스(2)를 구비하고 있다. 케이스(2) 내에는, 발전 요소(도시하지 않음)가 수용되어 있다.

전지 셀(1)은, 외관 직육면체형의 각형 전지나 외관 원기둥형의 환형 전지가 채용될 수 있다. 본 실시예에 따른 전지 셀(1)은 각형 전지이다. 그러므로, 케이스 본체(2a)는, 폭 방향으로 편평한 바닥이 있는 각통형이며, 커버판(2b)은 그 케이스 본체(2a)의 개구부에 대응한 직사각 형상의 판재이다.

케이스(2)의 외면, 더욱 상세하게는, 커버판(2b)의 외면에는, 외부 가스켓(3)이 배치되어 있다. 그리고, 외부 가스켓(3)의 외면에는, 외부 단자(4)가 배치되어 있다. 본 실시예에서는, 외부 가스켓(3)이 오목부를 가지고, 그 오목부 내에 외부 단자(4)가 배치되어 있다. 외부 단자(4)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 알루미늄계 금속 재료로 형성되어 있다. 여기서, 커버판(2b)에는 관통 구멍(도시하지 않음)이 형성되고, 외부 가스켓(3)에도 관통 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 외부 가스켓(3)은, 그 관통 구멍이 커버판(2b)의 관통 구멍과 일치하도록 하여 커버판(2b)의 외면에 배치되어 있다. 외부 단자(4)는 이들 관통 구멍을 관통하는 축부(도시하지 않음)를 가지고 있다. 두 개의 관통 구멍을 통하여 외부 가스켓(3) 및 커버판(2b)을 관통한 외부 단자(4)의 축부는, 발전 요소에 접속된 집전체(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 이로써, 외부 단자(4)는 발전 요소에 전기적으로 접속되어 있다.

외부 가스켓(3) 및 외부 단자(4)는 양극용과 음극용이 설치되어 있다. 양극용의 외부 가스켓(3) 및 외부 단자(4)는 커버판(2b)의 길이 방향에서의 일단부에 배치되어 있다. 음극용의 외부 가스켓(3) 및 외부 단자(4)는 커버판(2b)의 길이 방향에서의 타단부에 배치되어 있다. 양극용의 외부 가스켓(3) 및 외부 단자(4)와 음극용의 외부 가스켓(3) 및 외부 단자(4)는, 커버판(2b)의 길이 방향에서의 중간 위치를 중심으로 하여 좌우 균등한 위치에 배치되어 있다.

외부 가스켓(3) 및 외부 단자(4)는, 평면에서 볼 때 직사각 형상이다. 외부 가스켓(3) 및 외부 단자(4)는 커버판(2b)의 길이 방향이 길고, 커버판(2b)의 폭 방향이 짧은 직사각 형상이다. 그리고, 본 실시예에서, "직사각 형상"이란, 코너부가 90도가 아니라, 둥글게 되어 있는 형상 및 직사각형에 가까운 형상(전체 형상으로서 직사각 형상을 관념할 수 있는 형상) 등을 포함하는 개념이다.

외부 단자(4)의 상부는 평탄면(4a)으로 되어 있다. 외부 단자(4)가 평면에서 볼 때 직사각 형상이므로, 평탄면(4a)도 직사각 형상이다. 말할 것도 없지만, 외부 단자(4)의 평탄면(4a)은 커버판(2b)의 길이 방향이 길고, 커버판(2b)의 폭 방향이 짧은 직사각 형상이다. 외부 단자(4)의 평탄면(4a)은 커버판(2b)의 외면으로부터 떨어진 위치에 위치하고 있다. 외부 단자(4)의 평탄면(4a)은 외부 가스켓(3)으로부터 돌출되어 있다. 양극용의 외부 단자(4)의 평탄면(4a)과 음극용의 외부 단자(4)의 평탄면(4a)은, 커버판(2b)의 외면에 대하여 같은 높이 레벨에 있다.

도 1 및 도 2로 돌아가서, 복수의 전지 셀(1, ...)은, 커버판(2b)이 길이 방향 및 폭 방향으로 배열되도록 하여 행렬형으로 정렬 배치되어 있다. 본 실시예에서는, 커버판(2b)의 길이 방향을 행으로 하고, 커버판(2b)의 폭 방향을 열로 한 경우, 10개의 전지 셀(1, ...) 이 2행 5열로 배치되어 있다. 또한, 인접하는 외부 단자(4, 4)가 접속됨으로써, 모든 전지 셀(1, ...)이 직렬 접속되어, 하나의 전지가 구성되도록, 인접하는 열의 전지 셀(1)은 극성이 반대로 되도록 배치되어 있다.

행방향(전지 셀(1) 또는 커버판(2b)의 길이 방향)으로 배열된 전지 셀(1, 1)의 외부 단자(4, 4)끼리는, 제1 버스바(10)에 의해 접속되어 있다. 열방향(전지 셀(1) 또는 커버판(2b)의 폭 방향)으로 배열된 전지 셀(1, 1)의 외부 단자(4, 4)끼리는, 제2 버스바(15)에 의해 접속되어 있다. 더욱 상세하게는, 행방향으로 인접하는 전지 셀(1, 1)에 있어서, 한쪽의 전지 셀(1)의 양극용의 외부 단자(4)와 다른 쪽의 전지 셀(1)의 음극용의 외부 단자(4)는 근접하여 있고, 이들의 외부 단자(4, 4)가 제1 버스바(10)에 의해 접속되어 있다. 또한, 열방향으로 인접하는 전지 셀(1, 1)에 있어서, 한쪽의 전지 셀(1)의 양극용의 외부 단자(4)와 다른 쪽의 전지 셀(1)의 음극용의 외부 단자(4)는 근접하여 있고 이들의 외부 단자(4, 4)가 제2 버스바(15)에 의해 접속되어 있다.

그리고, 직렬 접속된 전지 셀(1, ...) 중, 일단의 외부 단자(4)와 타단의 외부 단자(4)에는, 각각 제3 버스바(20)가 접속되어 있다. 본 실시예에서는, 양극용의 제3 버스바(20A)와 음극용의 제3 버스바(20B)가 상이한 형태로 되어 있다. 이들 제3 버스바(20)는, 다른 전지 모듈, 다른 기기, 또는 부하, 또는 전원에 접속되는 외부 접속용의 버스바로 되어 있다.

제1 버스바(10)(이하, 단지 "버스바(10)"라고도 함)은, 도 4a 내지 도 4c에 나타낸 바와 같이, 본체부(11)와, 본체부(11)의 양단에 설치되는 한 쌍의 접속부(12, 12)를 가지고 있다. 접속부(12)는, 외부 단자(4)의 평탄면(4a)에 탑재되고, 외부 단자(4)에 접속되는 부분이다. 본체부(11)는 한 쌍의 접속부(12, 12)를 연결하고 있다.

접속부(12)는 본체부(11)보다 폭이 좁게 되어 있다. 더욱 상세하게는, 본체부(11)는 커버판(2b)의 폭, 즉 전지 셀(1)의 폭에 맞추어 형성되고, 선단부(12)는 외부 단자(4)의 폭(커버판(2b)의 폭 방향에서의 외부 단자(4)의 바깥 치수)에 맞추어 형성되어 있다. 그리고, "맞추어"란, 본체부(11)의 폭이 전지 셀(1)의 폭의 50∼150%의 범위 내에 있는 상태를 말한다. 또한 선단부(12)의 폭이 외부 단자(4)의 폭의 50∼100%의 범위 내에 있는 상태를 말한다.

본 실시예에서, 본체부(11)는 평면에서 볼 때 직사각 형상이다. 접속부(12)는 선단 측이 반원호 형태로 둥글려진, 평면에서 볼 때 직사각 형상이다. 본체부(11) 및 접속부(12)는 모두 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 알루미늄계 금속 재료의 판재로 형성되어 있다.

접속부(12)는 두께가 얇은 부분인 박육부(13)를 가진다. 박육부(13)는 단차 형태로 형성되어 있다. 즉, 접속부(12)는, 박육부(13)와 그 접속부(12)에서의 박육부(13) 이외의 부분으로서, 박육부(13)보다 두께가 두꺼운 부분인 후육부(厚肉部, thick portion)를 가진다. 따라서, 박육부(13)는 접속부(12)에서의 그 박육부(13) 이외의 부분(후육부)보다 두께가 얇게 되어 있다. 접속부(12)의 박육부(13) 이외의 부분(후육부)은 본체부(11)와 같은 두께를 가지고, 박육부(13)의 두께는 접속부(12)의 다른 부분(후육부)의 두께 및 본체부(11)의 두께보다 얇게 되어 있다. 박육부(13)는 접속부(12)의 외측 에지를 따라 형성되어 있다. 더욱 상세하게는, 박육부(13)는 제1 버스바(10)의 길이 방향을 따른 대향 두 변과, 그 대향 두 변에 접속되는 한 변과 연속하는 세 변에 걸쳐 스트립(strip) 형태로 형성되어 있다.

박육부(13)는 접속부(12)의 바깥 단면(端面)의 하부 영역에서 바깥쪽으로 돌출되도록 형성되어 있다. 박육부(13)는 접속부(12)의 상면(외부 단자(4)와의 접합면(접속부(12)의 하면)과 반대 측의 면)의 외측 에지 부분이 제거됨으로써 형성되어 있다. 즉, 박육부(13)는 단차부(段差)이다. 박육부(13)는, 예를 들면, 프레스 성형, 압출 성형, 절삭 가공, 방전 가공 등의 기계 가공에 의해 형성된다.

박육부(13)의 상면은 박육부(13)의 하면이나 접속부(12)의 하면과 평행이다. 즉, 박육부(13)의 두께는 일정하게 되어 있다. 단, 박육부(13)의 상면은 외측 에지 측일수록 박육부(13)의 두께가 작아지는 경사면으로 되어 있어도 된다(도 8a∼도 8c) 참조).

본체부(11)에는, 구멍(14)이 형성되어 있다. 이 구멍(14)은 셀 감시 회로(CMU: Cell Monitor Unit)에 접속된 전압 계측선의 단자(도시하지 않음)나 온도 계측선의 단자(도시하지 않음)가 장착되는 구멍이다. 이들의 단자는, 리벳으로 되어 있고, 구멍(14)에 삽입되어 코킹되어 장착된다. 또는, 구멍(14)에 나사를 형성하여, 단자를 수나사로 하고, 나사 결합에 의해 장착된다. 또는, 단자가 구멍(14)에 눌러 넣어짐으로써 장착된다. 단, 장착 태양은 이들에 한정되는 것은 아니다. 본 실시예에서는, 전압 계측선의 단자가 장착되는 구멍(14)과 온도 계측선이 장착되는 구멍(14), 두 개의 구멍(14, 14)이 형성되어 있다. 그리고, 구멍(14)은 본체부(11)의 표리를 관통하는 관통 구멍이라도 되고, 관통되지 않는 비관통 구멍이라도 된다.

제2 버스바(15)(이하, 단지 "버스바(15)"라고도 함)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 본체부(16)와, 그 본체부(16)의 양단에 설치되는 한 쌍의 접속부(17, 17)를 가진다. 접속부(17)는 외부 단자(4)의 평탄면(4a)에 탑재되고 외부 단자(4)에 접속되는 부분이다. 본체부(16)는 한 쌍의 접속부(17, 17)를 연결하고 있다.

본 실시예에서, 본체부(16)는 평면에서 볼 때 직사각 형상이다. 접속부(17)는 코너부가 둥글려진, 평면에서 볼 때 직사각 형상이다. 본체부(16) 및 접속부(17)는 모두 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 알루미늄계 금속 재료의 판재로 형성되어 있다.

접속부(17)는 박육부(18)를 가지고 있다. 박육부(18)는 단차 형태로 형성되어 있다. 즉, 접속부(17)는 박육부(18)와, 그 접속부(17)에서의 박육부(18) 이외의 부분으로서 박육부(18)보다 두께의 두꺼운 부분(후육부)을 가진다. 따라서, 박육부(18)는, 접속부(17)에서의 그 박육부(18) 이외의 부분(후육부)보다 두께가 얇게 되어 있다. 접속부(17)의 박육부(18) 이외의 부분(후육부)은 본체부(16)와 같은 두께를 가지고, 박육부(18)의 두께는 접속부(17)의 다른 부분(후육부)의 두께 및 본체부(16)의 두께보다 얇게 되어 있다. 박육부(18)는 접속부(17)의 외측 에지를 따라 형성되어 있다. 더욱 상세하게는, 박육부(18)는 제2 버스바(15)의 길이 방향을 따른 대향 두 변과, 그 대향 두 변에 접속되는 한 변과 연속하는 세 변에 걸쳐 스트립형으로 형성되어 있다.

단, 본 실시예에서는, 박육부(18)는 본체부(16)의 외측 에지를 따라 형성되어 있다. 더욱 상세하게는, 박육부(18)는 본체부(16)의, 제2 버스바(15)의 길이 방향을 따른 대향 두 변에 스트립 형태로 형성되어 있다. 그리고, 접속부(17)에 형성된 박육부(18)와 본체부(16)에 형성된 박육부(18)가 연결되어 있다. 그러므로, 박육부(18)는, 제2 버스바(15)의 외측 에지의 둘레를 빙 돌도록 하여 환형으로 형성되어 있다. 따라서, 제2 버스바(15)에 있어서, 본체부(16)의 두께란 최대의 두께(판 두께)를 의미한다.

박육부(18)는 접속부(17)(나 본체부(16))의 바깥 단면(端面)의 하부 영역으로부터 바깥쪽으로 돌출되도록 형성되어 있다. 박육부(18)는 접속부(17)(나 본체부(16))의 상면(외부 단자(4)와의 접합면(접속부(12)(나 본체부(16)의 하면)과 반대 측의 면)의 외측 에지 부분이 제거됨으로써 형성되어 있다. 즉, 박육부(18)는 단차부이다. 박육부(18)는, 예를 들면, 프레스 성형, 절삭 가공, 방전 가공 등의 기계 가공에 의해 형성된다.

박육부(18)의 상면은, 박육부(18)의 하면이나 접속부(17)의 하면과 평행이다. 즉, 박육부(18)의 두께는 일정하게 되어 있다. 단, 박육부(18)의 상면은 외측 에지 측일수록 박육부(18)의 두께가 작아지는 경사면으로 되어 있어도 된다(도 8a∼도 8c 참조).

본체부(16)에는, 구멍(19)이 형성되어 있다. 이 구멍(19)은 셀 감시 회로에 접속된 전압 계측선의 단자(도시하지 않음)나 온도 계측선의 단자(도시하지 않음)가 장착되는 구멍이다. 이들의 단자는, 리벳으로 되어 있고, 구멍(19)에 삽입되어 코킹되어 장착된다. 또는, 구멍(19)에 나사를 형성하고, 단자를 수나사로 하고, 나사 결합에 의해 장착된다. 또는, 단자가 구멍(19)에 밀려 넣어짐으로써 장착된다. 단, 장착 태양은 이들에 한정되는 것은 아니다. 본 실시예에서는, 전압 계측선의 단자가 장착되는 구멍(19)과 온도 계측선이 장착되는 구멍(19), 두 개의 구멍(19, 19)이 형성되어 있다. 그리고, 구멍(19)은 본체부(16)의 표리를 관통하는 관통 구멍이라도 되고, 관통되지 않는 비관통 구멍이라도 된다.

여기서, 전지 셀(1)에 대한 버스바(10, 15)의 접속 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 복수의 전지 셀(1, ...) 이 행렬형으로 배치된 후에, 용접 장치의 작동 영역(이하, "용접 영역"라고 함) 내에 반송된다. 구체적으로는, 복수의 전지(1, ...)는 벨트 컨베이어 등의 반송 장치 위에 완성 시와 같은 행렬 상태로 배치된 후에, 그 반송 장치에 의해 용접 영역에 반송된다. 그리고, 복수의 전지 셀(1, ...) 이 용접 영역에 도달하면, 도 6a 및 도 7a에 나타낸 바와 같이, 버스바(10, 15)가 인접하는 전지 셀(1)의 외부 단자(4, 4)에 걸치도록 배치된다. 즉, 제1 버스바(10)는, 도 6a에 나타낸 바와 같이, 행방향으로 배열된 두 개의 전지 셀(1, 1)의 외부 단자(4, 4)에 걸치도록 배치되고, 제2 버스바(15)는, 도 7a에 나타낸 바와 같이, 열방향으로 배열된 두 개의 전지 셀(1, 1)의 외부 단자(4, 4)에 걸치도록 배치된다. 이 상태에서, 용접 장치에 의해, 버스바(10, 15)의 접속부(12, 17)의 박육부(13, 18)와, 이것과 중첩되는 외부 단자(4)가 용접된다.

더욱 구체적으로 설명하면, 용접 영역에는, 버스바(10, 15)를 전지 셀(1) 상에 배치하는 자동 공급 장치가 용접 장치에 인접하여 배치된다. 자동 공급 장치는, 버스바(10, 15)를 유지 가능하게 구성된 유지체를, 버스바(10, 15)를 수취하는 제1 위치와, 버스바(10, 15)를 행렬형으로 배치된 전지 셀(1, ...)의 외부 단자(4, 4)에 걸친 상태로 배치할 수 있는 제2 위치 사이에서 이동시키도록 티칭(teaching)되어 있다. 그리고, 복수 종류의 버스바(10, 15)를 취급하기 위해, 각 버스바(10, 15)에 따른 자동 공급 장치를 배치해도 되지만, 본 실시예에서는, 자동 공급 장치는, 한 대로, 제1 버스바(10)와 제2 버스바(15)를 전지 셀(1) 상에 배치할 수 있도록 티칭된다. 유지체에는, 버스바(10, 15)의 본체부(11, 16)에 형성된 구멍(14, 19)에 삽입 가능한 돌기(끝이 가는 돌기)가 설치되어 있다. 즉, 유지체는, 버스바(10, 15)의 구멍(14, 19)에 돌기를 끼워넣음으로써, 그 버스바(10, 15)가 일정한 배치가 되도록(위치 맞춤된 상태가 되도록) 구성되어 있다. 또한, 버스바(10, 15)의 본체부(11, 16)에 두 개의 구멍(14, 19)이 설치됨에 따라, 유지체에는 돌기가 두 개 설치되어 있다. 이로써, 유지체는, 유지한 버스바(10, 15)의 위치 어긋남(회전)을 방지할 수도 있도록 되어 있다.

그리고, 전술한 바와 같은, 한 대의 자동 공급 장치에서 제1 버스바(10)와 제2 버스바(15)가 배치되도록 하고 있으므로, 자동 공급 장치는, 유지체의 돌기의 배치를 버스바(10, 15)의 구멍(14, 19)의 배치에 대응시키기 위해, 유지체가 소정의 축선 주위에서 90도 회전함으로써, 제1 버스바(10)가 전지 셀(1) 상에 배치되는 상태와 제2 버스바(15)가 전지 셀(1) 상에 배치되는 상태로 전환하도록 되어 있다.

그리고, 제2 위치로서, 유지체의 돌기가 전지 셀(1, 1) 사이와 대응하고, 유지체가 버스바(10, 15)를 외부 단자(4)에 가압한 상태가 되는 위치로 설정되어 있다. 이로써, 유지체가 제2 위치에 도달한 상태에서, 버스바(10, 15)가 두 개의 전지 셀(1, 1)의 외부 단자(4, 4)에 대하여 항상 일정한 배치로 그 외부 단자(4, 4)에 가압되도록 되어 있다. 그리고, 자동 공급 장치는, 제1 버스바(10)가 공급될 때의 제1 위치 및 제2 위치와, 제2 버스바(15)가 공급될 때의 제1 위치 및 제2 위치는 상이하게 설정되어 있다.

반송 장치는, 전지 셀(1)의 길이 방향과 대응하는 방향으로 복수의 전지 셀(1, ...)을 반송한다. 이에 따라, 먼저, 두 열에 배열된 전지 셀(1, ...) 중 한 열이 선두가 되어 용접 영역에 도달한다. 그러면, 자동 공급 장치는, 유지체를 제1 위치에서 제2 위치로 이동시키고, 도 7a에 나타낸 바와 같이, 제2 버스바(15)를 열방향으로 인접하는 전지 셀(1, 1)의 외부 단자(4, 4)에 걸치도록 배치한다. 그리고, 유지체로 하나의 버스바(10, 15)를 유지하고, 유지체를 복수 회 왕복시킴으로써, 일렬로 배열된 전지 셀(1, ...)의 수에 따른 버스바(10, ..., 15, ...)를 차례로 배치해도 되지만, 본 실시예에서는, 유지체는, 일렬로 배열된 전지 셀(1, ...)의 수에 따른 수의 버스바(10, ..., 15, ... )를 한꺼번에 유지할 수 있도록 구성되어 있다. 따라서, 일렬로 배열된 복수의 전지 셀(1)의 인접하는 전지 셀(1, 1)의 각각에 제2 버스바(15)가 배치된다.

그리고, 유지체를 제2 위치에 위치시킨 상태로 유지하면서, 용접 장치가 제2 버스바(15)의 접속부(17)와 이것과 중첩된 외부 단자(4)를 용접한다. 즉, 제2 버스바(15)의 접속부(17)은, 유지체에 의해 전지 셀(1)의 외부 단자(4)에 대한 위치 어긋남이 방지된 상태에서, 전지 셀(1)의 외부 단자(4)에 용접된다. 용접 장치에는, 레이저 용접 장치가 채용되어 있고, 레이저광을 출사하는 용접 헤드가 제2 버스바(15)의 접속부(17)의 외측 에지(박육부(18))를 따라 이동된다. 또한, 접속부(17)의 외측 에지를 따라 설치된 박육부(18)가 외부 단자(4)에 용접되므로, 용접 헤드는 박육부(18)의 상면과 직각을 이룬 상태로 레이저광을 출사시킨다.

이와 같이, 용접 헤드가 레이저광을 출사하면서 이동함으로써, 유지체에 의해 위치결정된 제2 버스바(15)의 박육부(18)와 외부 단자(4)의 평탄면(4a)이 용접된다. 즉, 레이저 용접에 의해 접속부(17)의 박육부(18)와 외부 단자(4)가 용접됨으로써, 용접된 박육부(18)은 외부 단자(4)와 서로 녹아들어, 도 7b에 나타낸 바와 같이, 접속부(17)를 따른 용접선(W)이 된다. 이로써, 제2 버스바(15)는 전지 셀(1)의 외부 단자(4)에 대하여 전기적 및 기계적으로 접속된다.

그리고, 자동 공급 장치가 유지체를 제1 위치로 이동시키고, 유지체에 제1 버스바(10)을 유지시키는 동시에, 반송 장치가 복수의 전지 셀(1, ...)을 이동시킨다. 그리고, 용접 영역에 두 열로 배열된 전지 셀(1, 1)의 양쪽이 도달하면, 자동 공급 장치는, 유지체를 제1 위치에서 제2 위치로 이동시키고, 도 6a에 나타낸 바와 같이, 제1 버스바(10)를 행방향으로 인접하는 전지 셀(1, 1)의 외부 단자(4, 4)에 걸치도록 배치한다. 그리고, 유지체가 버스바(15)를 제2 위치에 배치한 상태로 유지하면서, 용접 장치가 제1 버스바(10)의 접속부(12)와 이것과 중첩된 외부 단자(4)를 용접한다. 즉, 제1 버스바(10)의 접속부(12)는, 유지체에 의해 전지 셀(1)의 외부 단자(4)에 대한 위치 어긋남이 방지된 상태에서, 전지 셀(1)의 외부 단자(4)에 용접된다. 즉, 용접 헤드가 레이저광을 출사하면서 이동함으로써, 유지체에 의해 위치결정된 버스바(10)의 박육부(13)와 외부 단자(4)의 평탄면(4a)이 용접된다. 이 경우에도, 용접된 박육부(13)는 외부 단자(4)와 서로 녹아들어, 도 6b에 나타낸 바와 같이, 접속부(12)를 따른 용접선(W)가 된다. 이로써, 제1 버스바(10)는 전지 셀(1)의 외부 단자(4)에 대하여 전기적 및 기계적으로 접속된다.

그리고, 자동 공급 장치가 유지체를 제1 위치로 이동시키고, 유지체에 제2 버스바(15)를 유지시키는 동시에, 반송 장치가 복수의 전지 셀(1, ...)을 이동시킨다. 그리고, 용접 영역에 두 열로 배열된 전지 셀(1, 1) 중 나머지 한 열이 도달하면, 자동 공급 장치는, 유지체를 제1 위치에서 제2 위치로 이동시키고, 도 7a에 나타낸 바와 같이, 제2 버스바(15)를 열방향으로 인접하는 전지 셀(1, 1)의 외부 단자(4, 4)에 걸치도록 배치한다. 그리고, 앞의 일례의 외부 단자(4)에 대한 버스바(15)의 접속과 마찬가지로, 용접 장치에 의해 버스바(15)의 박육부(18)와 외부 단자(4)의 평탄면(4a)이 용접된다(도 7b 참조). 이로써, 제2 버스바(15)는 전지 셀(1)의 외부 단자(4)에 대하여 전기적 및 기계적으로 접속된다.

그리고, 버스바(10, 15)를 통하여 전기적으로 접속된 복수의 전지 셀(1, ...)이 하우징(7)에 수용됨으로써, 대용량의 전지 모듈이 완성된다.

이상과 같이, 본 실시예에 따른 전지 모듈 및 그 전지 모듈의 제조 방법에 의하면, 버스바(10, 15)의 박육부(13, 18)와 전지 셀(1)의 외부 단자(4)가 용접된다. 그러므로, 박육부(13, 18)를 설치하지 않는 경우와 비교하여, 용접을 위해 필요한 출력 에너지를 감소시킬 수 있다. 이로써, 전지 셀(1)에서의 외부 단자(4)의 주변이나 전지 셀(1)의 내부, 구체적으로는, 전지 셀(1)에서의 외부 단자(4)를 배치한 외부 가스켓(3)이나 외부 단자(4)에 접속된 발전 요소가 용접의 열 영향으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 레이저광을 위쪽에서 아래쪽으로 조사하여 용접하는 것이 아니라, 레이저광을 비스듬히 아래쪽으로 출사하여 버스바(10, 15)의 하부에 조사함으로써, 박육부(13, 18)를 설치하지 않고서도, 용접을 위해 필요한 출력 에너지를 감소시킬 수 있다. 그러나, 그 때문에, 레이저광을 출사하는 용접 헤드의 경사 각도(버스바(10, 15)가 XY 평면에 놓여졌을 때의 Z축에 대한 경사 각도)를 변경·조정하는 기구 등이 요구되므로, 용접 설비가 대규모가 된다.. 또한, 그뿐 아니라, 버스바(10, 15)의, 예를 들면, 원호 부분이 레이저 용접될 때, 용접 헤드가 XY 평면을 이동하면서 Z축 주위를 회전하는 동작이 되므로, 그 동작을 제어하는 가공 프로그램이 복잡하게 되어, 가공 프로그램의 작성에 시간과 비용이 든다는 문제가 있다. 또한, 레이저광을 위쪽에서 아래쪽으로 조사하여 용접하는 것에 비교하여, 레이저광을 비스듬히 아래쪽으로 출사하여 용접하는 방법에서는, 레이저광이 광범위하게 산란되고, 전지 모듈의 다른 부분에 영향을 줄 우려가 있다. 그런데, 박육부(13, 18)이면, 레이저를 위쪽에서 아래쪽으로 출사하여 박육부(13, 18)에 조사하는 것만으로 용접이 되기 때문에, 용접 설비는 대규모인 것이 아니라도 되며, 가공 프로그램이 간단해지고, 레이저광의 산란 문제도 없어진다.

또한, 버스바(10, 15)에 있어서, 한 곳의 박육부(13, 18)가 한쪽의 전지 셀(1)의 외부 단자(4)에 접속되고, 다른 한 곳의 박육부(13, 18)가 다른 쪽의 전지 셀(1)의 외부 단자(4)에 접속됨으로써, 버스바(10, 15)는 두 개의 전지 셀(1, 1)의 외부 단자(4, 4)끼리를 접속하고 있다. 이로써, 두 개의 전지 셀(1, 1)은 전기적으로 하나의 전지를 구성한다.

또한, 버스바(10, 15)에 있어서, 박육부(13, 18)가 접속부(12, 17)의 외측 에지를 따라 형성되어 있다. 그러므로, 박육부(13, 18)의 임의의 부분에 대하여 스폿적으로 용접하거나, 용접 강도를 더욱 높이기 위해, 박육부(13, 18)를 그 길이 방향을 따라 연속적으로 용접하거나 할 수 있다. 따라서, 다양한 용접 태양을 자유롭게 선택할 수 있다.

특히, 제1 버스바(10)에 있어서, 접속부(12)의 폭은, 본체부(11)의 폭보다 좁다. 그러므로, 접속부(12)의 폭이 본체부(11)의 폭보다 좁지는 않은 경우와 비교하여, 용접 범위를 줄일 수 있다. 그리고, 용접 범위를 줄일 수 있다는 것은, 용접을 위해 필요한 출력 에너지를 감소시킬 수 있다는 것이다. 그러므로, 버스바(10)나 외부 단자(4)나 외부 단자(4)를 배치한 외부 가스켓(3) 또는 외부 단자(4)에 접속된 발전 요소에 열손상을 주는 것을 바람직하게 방지할 수 있다. 또한, 본체부(11)의 폭까지가 좁아지지는 않으므로, 버스바(10) 전체로서, 적절한 전류 용량을 얻을 수 있다.

또한, 제1 버스바(10)에 있어서, 접속부(12)의 단부가 반원호 형상이기 때문에, 즉 접속부(12)의 단부의 외측 에지가 불연속 부분을 갖지 않는 형상이므로, 접속부(12)의 외측 에지에 코너부는 없다. 접속부(12)의 외측 에지 중 적어도 일부 영역과 외부 단자(4)가 접속부(12)의 외측 에지를 따라 용접되는 경우, 코너부가 있으면, 거기서 용접 속도가 떨어져 용접부의 균질성이 손상된다. 그러나, 코너부가 없으면, 용접을 일정 속도로 연속적으로 행할 수 있으므로, 균질한 일정 길이의 용접부(W)를 형성할 수 있다.

또한, 제1 버스바(10)에 있어서, 접속부(12)의 단면적(斷面績)이 본체부(11)의 단면적보다 작게 되어 있다. 버스바가 일정한 폭으로 형성된 것으로 하면, 버스바의 사이즈는, 버스바의 전류 용량의 관점은 물론이고, 접속부를 외부 단자에 배치할 때의 레이아웃상의 제약 또는 배치 공간상의 제약의 관점에서 결정된다. 예를 들면, 접속부를 외부 단자에 배치할 때의 레이아웃상의 제약 또는 배치 공간상의 제약의 관점에서 버스바의 폭 사이즈를 결정하면, 버스바 전체의 폭이 좁아진다. 그러므로, 버스바 전체의 전류 용량이 감소한다. 한편, 버스바 전체로서, 적절한 전류 용량을 얻기 위해, 버스바의 폭 사이즈를 결정하면, 접속부의 폭도 넓어진다. 그러므로, 접속부를 외부 단자에 적절히 배치할 수 없게 되는 경우가 있다. 그러나, 접속부(12)의 단면적이 본체부(11)의 단면적보다 작게 되어 있으면, 접속부(12)를 외부 단자(4)에 배치할 때의 레이아웃상의 제약 또는 배치 공간상의 제약을 완화할 수 있다. 즉, 접속부(12)를 외부 단자(4)에 적절히 배치할 수 있다. 또한, 본체부(11)의 단면적까지가 작아지지는 않으므로, 제1 버스바(10) 전체로서, 적절한 전류 용량을 얻을 수 있다.

구체적으로는, 제1 버스바(10)가 판형이며, 제1 버스바(10)에 있어서, 접속부(12)의 폭이 본체부(11)의 폭보다 좁게 되어 있고, 이로써, 제1 버스바(10)에 있어서, 접속부(12)의 단면적이 본체부(11)의 단면적보다 작게 되어 있다. 그러므로, 접속부(12)를 외부 단자(4)에 배치할 때의 레이아웃상의 제약 또는 배치 공간상의 제약을 완화할 수 있다. 또한, 본체부(11)의 단면적까지가 작아지지는 않으므로, 제1 버스바(10) 전체로서, 적절한 전류 용량을 얻을 수 있다.

또한, 외부 단자(4)가 배치되는 일면(커버판(2b)의 외면)이 길이 방향으로 배열되도록 하여 적어도 두 개의 전지 셀(1, 1)이 배치되고, 제1 버스바(10)가 두 개의 전지 셀(1, 1)의 외부 단자(4, 4)끼리를 접속한 후에, 본체부(11)는, 일면의 폭에 맞추어 형성되고, 접속부(12)는, 일면보다 폭이 좁은 외부 단자(4)의 그 폭에 맞추어 형성되어 있다. 그러므로, 접속부(12)를 외부 단자(4)에 배치할 때의 레이아웃상의 제약 또는 배치 공간상의 제약을 완화할 수 있다. 또한, 본체부(11)의 폭까지가 좁아지지는 않으므로, 제1 버스바(10) 전체로서, 적절한 전류 용량을 얻을 수 있다.

또한, 외부 단자(4)가 배치되는 일면(커버판(2b)의 외면)이 길이 방향 및 폭 방향으로 배열되도록 하여 복수의 전지 셀(1, ...)이 배치되고, 제1 버스바(10)가 길이 방향으로 배열된 두 개의 전지 셀(1, 1)의 외부 단자(4, 4)끼리를 접속한 후에, 본체부(11)는 일면의 폭에 맞추어 형성되고, 접속부(12)는 일면보다 폭이 좁은 외부 단자(4)의 그 폭에 맞추어 형성되어 있다. 그러므로, 접속부(12)를 외부 단자(4)에 배치할 때의 레이아웃상의 제약 또는 배치 공간상의 제약을 완화할 수 있다. 또한, 본체부(11)의 폭까지가 좁아지지는 않으므로, 제1 버스바(10) 전체로서, 적절한 전류 용량을 얻을 수 있다. 또한, 본체부(11)의 폭이 일면의 폭을 초과하거나, 또는 크게 초과하는 경우는 없다. 그러므로, 폭 방향으로 인접하는 전지 셀(1)에 접속되는 제1 버스바(10)와 간섭하는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 본 발명은, 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 각종 변경이 가능하다.

상기 실시예에서는, 제1 버스바(10) 및 제2 버스바(15)의 접속부(12, 17)(후육부)와 본체부(11, 16)가 같은 두께로 되었지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 박육부의 두께가 접속부의 두께(더욱 바람직하게는, 접속부 및 본체부의 두께)보다 얇아지는 것을 전제로, 접속부(후육부)의 두께를 본체부의 두께보다 두껍게 해도 된다.

또한, 상기 실시예에서는, 제1 버스바(10)에 있어서, 접속부(12)의 폭은 (선단부의 반원호가 되어 있는 점을 무시하면,) 일정하고, 또한 본체부(11)의 폭도 일정하게 되어 있다. 따라서, 제1 버스바(10)는, 접속부(12)에서 본체부(11)에 걸쳐 폭이 불연속으로 변화하고 있다. 그러나, 이와 같은 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 접속부에서 본체부에 걸쳐 폭이 연속적으로 변화한다, 즉 폭이 점차 증가하도록 한 형태라도 된다.

또한, 상기 실시예에서는, 제1 버스바(10)만, 본체부(11)와 접속부(12)와의 사이에 단면적의 차이를 갖게 하도록 하고 있다. 그러나, 제2 버스바(15)도, 제1 버스바(10)와 마찬가지로, 본체부(16)와 접속부(17)와의 사이에 단면적의 차이를 갖게 하도록 해도 된다.

또한, 본 발명은, 제1 버스바(10) 및 제2 버스바(15)만을 그 기술적 범위로 하는 것은 아니다. 예를 들면, 접속부가 한쪽밖에 없는 제3 버스바(20)도 그 기술적 범위로 한다. 실제, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 제3 버스바(20)(양극의 제3 버스바(20A), 음극용의 제3 버스바(20B))은, 그와 같은 구성을 채용하고 있다.

또한, 상기 실시예에서는, 제1 버스바(10)의 접속부(12)의 외측 에지를 따라 박육부(13)가 형성되고, 또한 제2 버스바(15)의 접속부(17)의 외측 에지를 따라 박육부(18)가 형성되어 있다. 그러나, 박육부가 형성되는 곳은, 접속부의 외측 에지에는 한정되지 않는다. 예를 들면, 접속부에 표리를 관통하는 개구나, 접속부의 외측 에지의 일부에서 내측을 향해 노치되는 개구가 형성되고, 그 개구의 내측 에지에 박육부가 형성되도록 해도 된다. 또한, 박육부는 접속부(12, 17) 전체라도 된다.

또는, 접속부의 표리를 관통하는 개구가 아니고, 도 9a, 도 9b, 도 10a, 및 도 10b에 나타낸 바와 같이, 접속부(12, 17)의 중앙부의 상면 또는 하면(바람직하게는, 상면)에 비관통의 오목부가 형성됨으로써, 박육부(21, 22)가 형성되도록 해도 된다. 이 경우, 박육부(21, 22)는, 균일한 두께로 형성되어도 되지만, 비균일한 두께로 형성되어도 된다. 예를 들면, 박육부(21, 22)는, 비균일한 두께로 형성됨으로써, 그 박육부(21, 22)의 폭 방향 중앙 또는 내측 에지 또는 외측 에지를 향해 감에 따라 두께가 작아지는(예를 들면, 도 8a∼도 8c와 같은) 경사면인 상면을 가져도 된다. 그리고, 도 9a, 도 9b, 도 10a 및 도 10b에서는, 박육부(21, 22)가 환형으로 되어 있고, 박육부가 아닌 비박육부가 내측 영역에 잔존하는 형태이지만, 내측 영역 전체가 박육부가 되는 형태라도 된다.

즉, 박육부는, 버스바(10, 15)를 구성하는 판재의 본래의 판 두께보다 얇으면 된다.

그리고, 접속부(12, 17)의 중앙부에 박육부(21, 22)가 형성되는 경우, 전술한, 균질 일정한 길이의 용접부(W)를 형성한다는 관점에서, 박육부(21, 22)는, 원형상, 타원 형상, 긴 원형상 등의 형상인 것이 바람직하다. 즉, 박육부(21, 22)의 외측 에지는 불연속 부분을 갖지 않는 폐쇄된 형상이며, 그러므로, 박육부(21, 22)의 외측 에지에 코너부가 없는 것이 바람직하다.

또한, 동일한 이유에서, 버스바는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 타원 형상, 긴 원형상, 단부가 반원호 형태의 형상 등이라도 된다.

또한, 상기 실시예에서는, 박육부(13, 18)가 소정 길이를 가지고 연속적으로 형성되어 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 버스바(10, 15)의 접속부(12, 17)의 임의의 부분을 스폿적으로 용접하는 것이면, 적어도 그 부분에만 박육부가 형성되어 있으면 된다.

또한, 상기 실시예에서는, 외부 단자(4) 및 버스바(10, 15)가 알루미늄계 금속 재료로 구성되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 외부 단자(4) 및 버스바(10, 15)는, 동이나 SUS나 강철(steel) 등의 금속 재료이라도 된다. 즉, 외부 단자(4) 및 버스바(10, 15)는 도전성을 가지고, 서로 용접 가능한 금속 재료이면 된다.

상기 실시예에서는, 레이저 용접에 의해 버스바(10, 15)를 전지 셀(1)의 외부 단자(4)에 용접했지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 일반적인 아크 용접 등이라도 된다

또한, 상기 실시예에서는, 리튬 이온 2차 전지에 대하여 설명하였다. 그러나, 전지의 종류나 크기(용량)는 임의이다.

또한, 본 발명은, 리튬 이온 2차 전지로 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 각종 2차 전지, 그 외에, 1차 전지나, 전기 이중 층 커패시터 등의 커패시터에도 적용할 수 있다.

그런데, 상기 실시예에서는, 접속부(12)에 박육부(13)가 형성되고, 박육부(13)와 외부 단자(4)가 용접되도록 되어 있다. 그러나, 접속부(12)가 본체부(11)보다 협폭으로 되어 있는 것만으로도, 용접 범위를 줄일 수 있고, 또, 용접을 위해 필요한 출력 에너지를 감소시킬 수 있다. 이 관점에서 보면, 접속부(12)에 있어서, 박육부(13)가 설치되지 않는 것은 기술적으로 성립할 수 있다. 즉, 외부 단자를 가지는 축전 소자와, 본체부 및 접속부를 가지고, 그 접속부에 의해 외부 단자에 접속되는 버스바를 구비하고, 접속부는 본체부보다 단면적이 작다고 하는 발명이 성립할 수 있다.

이 경우, 상기 실시예에서는, 제1 버스바(10)에 있어서, 접속부(12)의 폭이 본체부(11)의 폭보다 좁아짐으로써, 접속부(12)의 단면적이 본체부(11)의 단면적보다 작아진다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 접속부(12)의 두께를 본체부(11)의 두께보다 작아지도록 해도 된다. 또는, 두께와 폭의 조합으로, 접속부(12)와 본체부(11)과의 사이에 단면적의 차가 생기도록 해도 된다. 요점은, 두께나 폭을 포함하고, 제1 버스바(10)의 해당하는 부분의 형상이나 치수를 상이하게 함으로써, 접속부(12)와 본체부(11)와의 사이에 단면적의 차가 생기면 된다.

또한, 이 경우, 버스바(10, 15)와 외부 단자(4)가 용접되는 것이 아니고, 예를 들면, 외부 단자가 볼트 단자이고, 버스바에 그 볼트 단자를 삽입 통과시키는 구멍이 형성되어 있고, 그 볼트 단자에 너트를 체결함으로써 버스바와 외부 단자를 접속하는 형태라도 된다.

1: 전지 셀, 2: 케이스, 2a: 케이스 본체, 2b: 커버판, 3: 외부 가스켓, 4: 외부 단자, 4a: 평탄면, 7: 하우징, 10: 제1 버스바, 11: 본체부, 12: 접속부, 13: 박육부, 14: 구멍, 15: 제2 버스바, 16: 본체부, 17: 접속부, 18: 박육부, 19: 구멍, 20: 제3 버스바(20A: 양극용의 제3 버스바, 20B: 음극용의 제3 버스바), 21: 박육부, 22: 박육부, W: 용접선(용접부)

Claims

외부 단자를 가지는 축전 소자와,
상기 외부 단자에 접속되는 버스바를 포함하고,
상기 버스바는 박육부를 가지고,
상기 박육부와 상기 외부 단자가 용접되어 있는
축전 장치.
제1항에 있어서,
상기 축전 소자를 적어도 두 개 구비하고,
상기 박육부는,
적어도 두 곳에 설치되고,
두 개의 축전 소자의 상기 외부 단자에 용접되어 있는, 축전 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 박육부는, 상기 버스바 중, 적어도 상기 외부 단자와 접하는 부분에 형성되어 있는, 축전 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 박육부는 상기 버스바의 외측 에지를 따라 형성되어 있는, 축전 장치.
제4항에 있어서,
상기 버스바의 상기 외측 에지는 불연속 부분을 갖지 않는 형상인, 축전 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 박육부는 상기 버스바의 중앙부에 형성되어 있는, 축전 장치.
제6항에 있어서,
상기 박육부의 외측 에지는 불연속 부분을 갖지 않는 폐쇄된 형상인, 축전 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 버스바는, 본체부와, 상기 본체부와 연속된 접속부로서 상기 외부 단자에 접속되는 접속부를 포함하고,
상기 박육부는 상기 접속부에 형성되어 있는, 축전 장치.
제8항에 있어서,
상기 접속부의 폭은 상기 본체부의 폭보다 좁은, 축전 장치.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 축전 소자를 적어도 두 개 구비하고,
상기 접속부는, 상기 본체부의 양단에 한 쌍 설치되고, 두 개의 축전 소자의 상기 외부 단자끼리를 접속하고 있는, 축전 장치.
제10항에 있어서,
상기 축전 소자는, 케이스를 구비하고, 상기 케이스에서의 상기 외부 단자가 배치되는 일면이 직사각 형상인 편평한 각형이며, 상기 일면이 길이 방향으로 배열되도록 하여 적어도 두 개의 축전 소자가 배치되고,
상기 본체부는 상기 일면의 폭에 맞추어 형성되고,
상기 접속부는 상기 일면보다 폭이 좁은 상기 외부 단자의 그 폭에 맞추어 형성되어 있는, 축전 장치.
제10항에 있어서,
상기 축전 소자는, 케이스를 구비하고, 상기 케이스에서의 상기 외부 단자가 배치되는 일면이 직사각 형상인 편평한 각형이며, 상기 일면이 길이 방향 및 폭 방향으로 배열되도록 하여 복수의 축전 소자가 행렬형으로 정렬 배치되고,
상기 버스바 중, 길이 방향으로 배열된 두 개의 축전 소자의 상기 외부 단자끼리를 접속하는 버스바의 상기 본체부는, 상기 일면의 폭에 맞추어 형성되고,
상기 버스바의 상기 접속부는, 상기 일면보다 폭이 좁은 상기 외부 단자의 상기 폭에 맞추어 형성되어 있는, 축전 장치.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 박육부는 단차 형태로 형성되어 있는, 축전 장치.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 박육부는 외측 에지 측일수록 두께가 작아지는 형상으로 형성되어 있는, 축전 장치.
외부 단자를 가지는 축전 소자와, 상기 외부 단자에 접속되는 버스바를 포함하는 축전 장치의 제조 방법으로서,
상기 버스바에 형성되는 박육부와 상기 외부 단자를 용접하는 단계를 포함하는 축전 장치의 제조 방법.
제15항에 있어서,
상기 용접은 레이저 용접인, 축전 장치의 제조 방법.
제16항에 있어서,
상기 레이저 용접은 레이저광을 상기 버스바에 대하여 수직으로 조사하는 것인, 축전 장치의 제조 방법.
외부 단자를 가지는 축전 소자의 상기 외부 단자에 접속되는 버스바로서,
상기 외부 단자와 용접되는 박육부를 포함하는 버스바.
각각 외부 단자를 가지는 두 개의 축전 소자의 상기 외부 단자끼리를 접속하는 버스바로서,
적어도 두 곳에서 상기 두 개의 축전 소자의 상기 외부 단자에 용접되는 박육부를 포함하는 버스바.