KR20180078778A - Bus-bar fixing structure of battery cell module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기자동차 내의 전기모터 등에 전기에너지를 제공하는 배터리셀 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cell module for providing electric energy to an electric motor or the like in an electric vehicle.
이차전지는 모바일 기기, 보조 전력장치 등에 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 종래 가솔린 차량이나 디젤 차량이 갖는 대기 오염 등의 각 종 문제점을 해결하기 위한 대안으로 제시된 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그인 하이브리드 전기자동차 등의 주된 동력원으로서도 주목 받고 있다.Secondary batteries are widely used in mobile devices, auxiliary power devices, and the like. In addition, the secondary battery has been attracting attention as a main power source of electric automobiles, hybrid electric vehicles, plug-in hybrid electric vehicles and the like, which are proposed as alternatives to solve various problems such as air pollution of gasoline vehicles and diesel vehicles.
다만, 전기자동차 등에는 고출력 대용량 배터리의 필요성으로 인해 복수 개의 배터리셀을 적층시킨 후 이를 전기적으로 직렬 및 병렬 연결한 배터리셀 모듈이 사용된다. 그러나, 복수 개의 배터리셀로 이루어진 배터리셀 모듈은 일부 배터리셀에서 과전압, 과전류, 과발열 등의 현상이 발생할 수 있다.However, a battery cell module in which a plurality of battery cells are stacked due to the necessity of a high-output large-capacity battery, and which are electrically connected in series and parallel is used for electric vehicles and the like. However, in a battery cell module including a plurality of battery cells, overvoltage, overcurrent, and overheating may occur in some battery cells.
이는 배터리셀 모듈의 안전성이나 작동 효율 등에 영향을 미치는 바, 이를 미리 검출하기 위한 수단이 요청된다. 또한, 전기자동차 등은 주행 중 노면으로부터 전달되는 진동이나 다른 물체와의 충돌에 의한 충격 등에 노출되어 있는데 이는 배터리셀 모듈에도 일부 전달된다는 문제점이 있다.This affects the safety and operation efficiency of the battery cell module, and a means for detecting this in advance is required. In addition, an electric vehicle or the like is exposed to vibrations transmitted from a road surface during traveling or an impact due to collision with other objects, which is partially transmitted to the battery cell module.
배터리셀 모듈에는 대용량의 전기가 흐르는 이유로 버스바가 사용된다. 그런데, 종래 이런 버스바는 융착보스 등에 끼워진 후 융착 공정을 통해 배터리셀 모듈에 고정 결합되었다. 그러나, 이런 방식은 융착 지그에 대한 초기 투자비의 발생과, 융착 공정에 의한 작업 소요 시간의 증가와, 시간의 경과나 외력에 의해 융착 부위가 파손되면서 버스바가 배터리셀 모듈로부터 이탈되는 현상 등 많은 문제점을 갖고 있었다.A bus bar is used for the reason that a large amount of electricity flows in the battery cell module. Conventionally, such a bus bar is fixed to a battery cell module through a fusion bonding process after being inserted into a fusion boss or the like. However, this method has many problems such as the occurrence of an initial investment cost for the fusing jig, an increase in the time required for the fusing process, and a phenomenon in which the fusing site is broken due to the passage of time or external force, .
또한, 배터리셀 모듈에 사용되는 연성회로기판은 버스바와 전기적으로 연결되기 전에 먼저 배터리셀 모듈의 외측면에 고정 결합된다. 그러나, 이런 방식은 버스바와 마찬가지로 연성회로기판이 융착보스에 먼저 끼워진 후 융착 공정을 통해 고정시키는 과정으로 진행되었다.In addition, the flexible circuit board used in the battery cell module is fixedly coupled to the outer surface of the battery cell module before being electrically connected to the bus bar. However, this method is a process of fixing the flexible circuit board to the fusing boss first and fixing it through the fusion process as in the case of the bus.
그 결과, 연성회로기판의 융착 부위가 외력 등에 의해 파손되면서 찢어지거나, 연성회로기판에 실장된 전기소자가 파손되는 등의 문제점이 있었다. 또한, 배터리셀 모듈에 가해지는 심한 진동이나 충격에 의해 연성회로기판 내의 솔더링된 부분에 크랙이 발생되는 문제점이 있었다. 또한, 융착 공정은 일 부분에 한해 이루어져 고정이 요구되는 부분이 배터리셀 모듈에 전부 고정되지 않아 부분적으로 들뜨는 등의 문제점이 있었다.As a result, there has been a problem that the fusion-bonded portion of the flexible circuit board is broken due to external force or the like, or the electric element mounted on the flexible circuit board is broken. Further, there is a problem that cracks are generated in the soldered parts in the flexible circuit board due to severe vibration or impact applied to the battery cell module. Further, the fusing process is limited to only one part, and a part where fixation is required is not fixed to the battery cell module at all, resulting in a problem of partial lifting.
또한, 배터리셀 모듈은 배터리셀의 외측에 배치되는 프레임이나 플레이트 등이 서로 힌지 결합되게 하는 힌지 구조를 포함하고 있었다. 그러나, 이런 힌지 구조 중 일체형 구조는 반복적인 개폐 동작에 의해 그 구조에 백화 현상이 발생하거나 심한 경우 파손되는 등 내구성이 떨어지는 문제점이 있었다. 또한, 종래 힌지 구조 중 분리형 구조는 그 결합 부위를 통해 배터리셀이 노출되는 이유로 절연을 위해서는 추가적으로 레진 작업 등을 해야 하는 문제점이 있었다.In addition, the battery cell module includes a hinge structure for hinging a frame, a plate, and the like disposed outside the battery cell to each other. However, the integral structure of such a hinge structure has a problem in that whitening phenomenon occurs in its structure due to repetitive opening and closing operations, or in case of severe breakage, durability is poor. In addition, the separable structure of the conventional hinge structure has a problem that the battery cell must be additionally subjected to resin work for insulation because of the exposure of the battery cell through the joint portion.
또한, 배터리셀 모듈에는 배터리셀의 온도를 측정하기 위한 온도센서가 배치된다. 그러나, 종래 온도센서는 배터리셀 일측에 배치되는 상부플레이트와 일체 형성된 텐션을 갖는 구조물에 의해 고정되었는데, 이에 심한 진동이나 충격이 가해지면서 해당 구조물이 파손되는 경우 온도센서의 고정 상태가 해제되어 온도 측정이 불가능하다는 문제점이 있었다. 또한, 종래 고정 방식은 작업자가 정확한 위치에 온도센서가 고정되었는지 여부를 식별할 수 없다는 문제점이 있었다.In addition, a temperature sensor for measuring the temperature of the battery cell is disposed in the battery cell module. However, the conventional temperature sensor is fixed by a structure having a tension formed integrally with an upper plate disposed at one side of a battery cell. When a vibration or an impact is applied to the structure, if the structure is broken, the fixed state of the temperature sensor is released, There is a problem that it is impossible. In addition, the conventional fixing method has a problem that the operator can not discriminate whether or not the temperature sensor is fixed at the correct position.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 결합 과정이 편리하고, 짧은 시간에 고정시킬 수 있는 버스바 고정 구조를 제공하고자 한다. 또한, 종래 융착 방식을 배제하여 초기 설비 투자비를 절감할 수 있는 버스바 고정 구조를 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a bus bar fixing structure which can be easily combined and fixed in a short time. Also, it is intended to provide a bus bar fixing structure which can reduce the initial facility investment cost by eliminating the conventional fusion bonding method.
또한, 배터리셀 모듈에 심한 진동이나 충격이 가해지더라도 버스바가 쉽게 이탈되지 않는 고정 구조를 제공하고자 한다. 또한, 버스바프레임의 재질 특성을 반영하여 버스바의 원활한 결합이 가능한 고정 구조를 제공하고자 한다.Further, it is desirable to provide a fixing structure in which the bus bar is not easily detached even when a severe vibration or shock is applied to the battery cell module. In addition, it is desired to provide a fixed structure capable of smoothly coupling a bus bar by reflecting material characteristics of a bus bar frame.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 복수 개의 배터리셀이 적층되어 형성되는 배터리셀유닛; 및 상기 배터리셀유닛의 측면에 배치되는 버스바프레임;을 포함하며, 상기 버스바프레임의 외측면에는 평판 형상을 갖는 버스바의 하단이 끼움 결합되고, 상기 버스바가 가압에 의해 상기 버스바의 하단을 회동축으로 회전하면 상기 버스바의 상단이 걸림 결합되는 버스바고정부;가 형성되는 배터리셀 모듈의 버스바 고정 구조를 제공한다.In order to solve the above-described problems, an embodiment of the present invention provides a battery cell unit comprising a plurality of battery cells stacked and formed; And a bus bar frame disposed on a side surface of the battery cell unit, wherein a lower end of a bus bar having a flat plate shape is fitted on an outer surface of the bus bar frame, And a bus bar assembly to which an upper end of the bus bar is engaged when the bus bar is rotated by a rotation axis.
상기 버스바고정부는 상기 버스바의 후면이 전부 밀착되는 평탄면과 상기 평탄면의 테두리에 배치되는 수직리브로 이루어지는 고정홈; 상기 버스바고정부의 하단부에 형성되는 끼움편; 상기 버스바고정부의 상단부에 형성되며 상하 방향으로 탄성 변형 가능한 외팔보부재와 상기 외팔보부재의 자유단부에 형성되는 후크부재로 이루어지는 걸림후크;를 포함할 수 있다.Wherein the bus bar fixing portion comprises: a fixing groove formed of a flat surface on which the rear surface of the bus bar is fully in contact and a vertical rib arranged on an edge of the flat surface; A fitting portion formed at a lower end portion of the bus bar fixing portion; And a hook formed by a cantilevered member formed at an upper end of the bus bar assembly and elastically deformable in the up and down direction and a hook member formed at a free end of the cantilevered member.
상기 평탄면은 상기 버스바프레임의 외측면보다 높은 위치에 형성될 수 있다.The flat surface may be formed at a position higher than the outer surface of the bus bar frame.
상기 끼움편은 상기 하단부의 코너에 위치하는 상기 수직리브와 결합되어 상기 고정홈을 일부 덮는 수평리브로 이루어지고, 걸림후크는 상기 상단부에 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.The fitting piece may be a horizontal rib which is engaged with the vertical rib located at the corner of the lower end and partially covers the fixing groove, and at least one hook may be formed on the upper end.
상기 버스바고정부에 결합되는 버스바;를 더 포함하며, 상기 버스바의 어느 일측 테두리는 라운딩 처리된 곡면을 포함할 수 있다.And a bus bar coupled to the bus bar assembly, wherein one side edge of the bus bar may include a rounded surface.
상기 버스바고정부는 상기 버스바의 후면이 전부 밀착되는 평탄면과 상기 평탄면의 테두리에 배치되는 수직리브로 이루어지는 고정홈;을 포함하고, 상기 버스바고정부에 결합되는 버스바;를 더 포함하며, 상기 버스바가 상기 고정홈에 밀착되면, 상기 버스바프레임에서 상기 버스바의 전면까지 높이는 상기 수직리브의 높이와 일치할 수 있다.Wherein the bus bar fixing portion includes a bus bar and a bus bar coupled to the bus bar, the bus bar having a flat surface on which a rear surface of the bus bar is fully in contact and a vertical groove formed on a rim of the flat surface, When the bus bar is in close contact with the fixing groove, the height from the bus bar frame to the front surface of the bus bar may match the height of the vertical rib.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.As described above, according to the present invention, various effects including the following can be expected. However, the present invention does not necessarily achieve the following effects.
일 실시예에 따른 버스바 고정 구조는 융착 공정 대신 끼움 결합과 스냅핏에 의한 걸림 결합을 혼합하여 그 결합 과정이 편리하며, 상당히 짧은 시간에 버스바를 고정시킬 수 있다. 또한, 버스바 고정 과정에서 융착 공정 자체가 아예 배제되는 바 융착 지그에 대한 초기 설비 투자비를 절감할 수 있다.The bus bar fixing structure according to the embodiment can be combined with the snap-fit engagement by the snap fit and the snap fit instead of the fusing process, so that the process of assembling the bus bar is convenient, and the bus bar can be fixed in a relatively short time. In addition, since the fusion process itself is completely eliminated in the bus bar fixing process, the initial facility investment cost for the fusion jig can be reduced.
또한, 스냅핏 방식은 심한 진동이나 충격이 가해지더라도 버스바가 쉽게 이탈되지 않도록 하는 장점을 갖는다. 또한, 버스바의 모서리를 라운딩 처리하여 그 재질 특성상 특히 취성이 강한 스냅핏 구조에 있어 상호 원활한 결합이 가능하다.In addition, the snap-fit type has an advantage that the bus bar can not be easily detached even if severe vibration or shock is applied. Further, the corner of the bus bar is subjected to rounding treatment, so that the snap-fit structure having a strong brittleness can be smoothly combined with each other.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리셀 모듈의 개략적 사시도.
도 2는 도 1의 정면도.
도 3은 도 1의 측면도.
도 4는 도 1의 버스바프레임에 대한 사시도.
도 5는 도 4의 정면도.
도 6은 도 4의 측면도.
도 7은 도 4의 하단 확대 사시도.
도 8은 도 4의 상단 확대 사시도.
도 9a 내지 도 9d는 버스바의 결합 과정을 보여주는 도면.
도 10은 도 1의 버스바에 대한 확대 사시도.
도 11은 도 1의 부분 확대도.
도 12는 도 11에서 보강플레이트가 분리된 상태의 도면.
도 13은 도 1의 부분 확대도.
도 14는 도 13의 a-a'방향 단면도.
도 15는 도 2의 부분 확대도.
도 16은 도 1의 부분 확대도.
도 17은 도 16에서 고정커버가 분리된 상태의 도면.
도 18은 도 17의 고정커버에 대한 저면 사시도.1 is a schematic perspective view of a battery cell module according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a front view of Figure 1;
3 is a side view of Fig.
Fig. 4 is a perspective view of the bus bar frame of Fig. 1; Fig.
Fig. 5 is a front view of Fig. 4; Fig.
Figure 6 is a side view of Figure 4;
FIG. 7 is an enlarged bottom perspective view of FIG. 4; FIG.
8 is a top enlarged perspective view of FIG. 4;
9A to 9D are views showing a process of assembling bus bars.
10 is an enlarged perspective view of the bus bar of Fig. 1;
11 is a partially enlarged view of Fig.
12 is a view of the reinforcing plate separated in Fig.
13 is a partially enlarged view of Fig.
14 is a cross-sectional view taken along the line aa 'of FIG.
15 is a partially enlarged view of Fig.
16 is a partially enlarged view of Fig.
FIG. 17 is a view of the state in which the stationary cover is removed in FIG. 16; FIG.
18 is a bottom perspective view of the fixed cover of Fig.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리셀 모듈의 개략적 사시도이고, 도 2는 도 1의 정면도이며, 도 3은 도 1의 측면도이고, 도 4는 도 1의 버스바프레임(100)에 대한 사시도이며, 도 5는 도 4의 정면도이고, 도 6은 도 4의 측면도이며, 도 7은 도 4의 하단 확대 사시도이고, 도 8은 도 4의 상단 확대 사시도이며, 도 9a 내지 도 9d는 버스바(200)의 결합 과정을 보여주는 도면이고, 도 10은 도 1의 버스바(200)에 대한 확대 사시도이다.FIG. 1 is a schematic perspective view of a battery cell module according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of FIG. 1, FIG. 3 is a side view of FIG. 1, 4 is a side elevational view of Fig. 4, Fig. 7 is an enlarged bottom perspective view of Fig. 4, Fig. 8 is an enlarged top perspective view of Fig. 4, FIG. 10 is an enlarged perspective view of the
도 1 내지 도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 배터리셀 모듈은 배터리셀유닛(10), 버스바프레임(100), 버스바(200), 연성회로기판(300), 보강플레이트(400), 상부플레이트(500) 등을 포함한다.1 to 10, a battery cell module according to an embodiment includes a
배터리셀유닛(10)은 복수 개의 배터리셀이 적층되어 형성된다. 배터리셀은 전기적으로 서로 연결되어 미리 설정된 전압을 제공한다.The
버스바프레임(100)은 배터리셀유닛(10)의 측면에 배치된다. 일 실시예에 따른 배터리셀 모듈에서 버스바프레임(100)은 대향하는 양 측면에 각각 배치되어 있다. 한편, 버스바프레임(100)의 외측면에는 버스바고정부(110)가 적어도 하나 이상 형성된다. 버스바고정부(110)는 사각형 플레이트 형상을 갖는 버스바(200)가 결합되도록 한다. 그리고, 버스바프레임(100)의 내측면에는 홀더부(미도시)가 형성되어 적층되는 복수 개의 배터리셀이 각각 끼움 결합될 수 있다.The
버스바(200)는 먼저 그 하단이 끼움 결합되고, 그 다음 버스바(200)가 가압에 의해 버스바(200)의 하단을 기준으로 축 회동하면 비로소 버스바(200)의 상단이 걸림 결합되는 스냅핏 고정 방식에 따라 버스바고정부(110)에 결합된다. 버스바(200)는 도전성 재질 중 전기 전도율이 높은 금속으로 형성되는 것이 바람직하다. 버스바(200)는 배터리셀의 전압과 전류에 관한 정보를 연성회로기판(300)으로 전달한다.When the lower end of the
즉, 스냅핏 구조에 따른 조립은 종래 융착 방식과 대비할 때 1) 조립 시간이 최소 50% 이상 단축되며, 2) 융착 설비에 대한 최초 구매비와 그 유지 관리비가 절감되고, 3) 융착 불량에 따라 추후 버스바(200)가 분리 이탈되는 등의 품질 관련 이슈를 효과적으로 방지할 수 있다.In other words, the assembly according to the snap fit structure reduces the assembly time by at least 50%, compared to the conventional welding method, 2) the initial purchase cost for the welding equipment and the maintenance cost are reduced, and 3) It is possible to effectively prevent a quality-related issue such as detachment of the
구체적으로, 버스바고정부(110)는 고정홈(112), 끼움편(114), 걸림후크(116a)를 포함한다. 고정홈(112)은 버스바(200)의 후면이 전부 밀착되는 평탄면과 평탄면의 테두리에 배치되는 수직리브로 이루어진다. 이 때, 평탄면은 버스바프레임(100)의 외측면보다 높은 위치에 형성될 수 있다.Specifically, the bus
끼움편(114)은 버스바(200)가 버스바고정부(110)에 결합될 때 버스바(200)의 하단이 끼움 결합될 수 있도록 한다. 이를 위해, 끼움편(114)은 버스바고정부(110)의 하단부에 형성된다. 특히, 이런 끼움편(114)은 하단부의 코너에 위치하는 수직리브와 결합되어 고정홈(112)을 일부 덮는 형태일 수 있다. The
끼움편(114)은 수직리브와 수직 관계를 갖고 결합되는 수평리브로 이루어질 수 있다. 즉, 끼움편(114)은 하단부의 코너에 형성되는 각 수직리브와 각각 결합되는 수평리브로 이루어질 수 있다. 한편, 끼움편(114)은 하단부에 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.The
전술한 것처럼, 버스바(200)는 먼저 그 하단이 끼움편(114)에 끼움 결합된 후, 그 상단이 걸림 결합된다. 이를 위해, 버스바고정부(110)의 상단에는 걸림후크(116a)가 적어도 하나 이상 형성된다. 걸림후크(116a)는 상하 방향으로 탄성 변형 가능한 외팔보부재와 외팔보부재의 자유단부에 형성되는 후크부재로 이루어진다.As described above, the lower end of the
여기서, 상 방향은 버스바(200)가 걸림되기 바로 직전 걸림후크(116a)가 가압되는 버스바(200)에 의해 휘어지는 일측 방향을 의미하고, 하 방향은 그 반대 방향을 지시한다. 한편, 이런 걸림후크(116a)는 상단부에 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.Here, the upward direction refers to one direction in which the hooking
이와 같은 끼움편(114)과 걸림후크(116a)는 버스바프레임(100)을 사출 성형할 때 함께 일체로 형성될 수 있다. 그런데, 사출 성형된 걸림후크(116a)는 MPPO재질 특성상 취성이 강해 쉽게 파손될 수 있다.The
이를 위해, 걸림후크(116a)에 걸림되는 버스바(200)의 상단 테두리는 라운딩 처리된다. 즉, 버스바(200)의 어느 일측 테두리는 라운딩 처리된 곡면을 포함한다. 이런, 라운딩 처리된 곡면은 버스바(200)의 일 측면과 버스바(200)의 전면이 만나는 모서리, 그리고, 전술한 버스바(200)의 일 측면과 버스바(200)의 후면이 만나는 모서리에 각각 형성된다. 구체적으로, 라운딩 처리된 곡면은 약 0.5mm 이상의 필렛(fillet)이나 챔버(chamber)로 이루어진다. To this end, the upper edge of the
그 결과, 버스바(200)는 걸림 결합되는 과정에서 라운딩 처리된 곡면으로 인해 이와 접촉되는 후크부재를 점진적으로 가압하면서 걸림후크(116a)에 걸림될 수 있다. 그 결과, 후크부재는 버스바(200)와 접촉된 상태에서 버스바(200)에 의해 가압되더라도 쉽게 파손되지 않는다. 또한, 외팔보부재 역시 버스바(200)에 의해 가압되어 상 방향으로 휘어지더라도 쉽게 파손되지 않게 된다.As a result, the
한편, 버스바(200)가 끼움편(114)과 걸림후크(116a)에 의해 버스바고정부(110)에 결합되면 버스바(200)의 후면은 고정홈(112)에 밀착된다. 이 때, 버스바프레임(100)에서 버스바(200)의 전면까지 높이는 수직리브의 높이와 일치한다. 이는 버스바(200)의 전면과 연성회로기판(300)의 결합을 용이하게 한다.On the other hand, when the
도 11은 도 1의 부분 확대도이고, 도 12는 도 11에서 보강플레이트(400)가 분리된 상태의 도면이다. 도 11 및 도 12를 참조하면, 버스바프레임(100)에는 버스바(200)와 전기적으로 연결되는 연성회로기판(300)의 말단부(310)가 고정 결합된다. 연성회로기판(300)은 배터리셀유닛(10)의 측면을 따라 배치되며 절곡되어 말단부(310)가 버스바프레임(100)에 배치된다.Fig. 11 is a partially enlarged view of Fig. 1, and Fig. 12 is a view of the state in which the reinforcing
연성회로기판(300)은 잘 휘어지는 플렉서블한 특성을 갖고 있으며, 내부에 복수 개의 선이 나란하게 배열되어 각 배터리셀의 전압과 전류에 관한 신호 등을 전송할 수 있다. 연성회로기판(300)은 일단이 버스바와 전기적으로 연결되어 각 배터리셀의 전압과 전류에 관한 정보를 전달받아 이를 비엠에스(BMS, baterry management system)(미도시) 측으로 전달한다. 비엠에스는 배터리셀 모듈에 포함되는 각 배터리셀의 충전과 방전을 관리한다. 예를 들어, 비엠에스는 충전 모드에서 서로 다른 전압 레벨로 방전된 복수 개의 배터리셀을 균일한 전압 레벨을 갖도록 충전한다.The
이런 연성회로기판(300)은 소정 모양으로 형성되는 말단부(310)와 말단부(310)에서 연장 형성되되, 연장 방향으로 적어도 한번 이상 절곡되는 가지연결부(320)를 포함한다. 이 때, 말단부(310)는 버스바프레임(100)의 어느 일 측면에 밀착되며, 말단부(310)가 버스바프레임(100)에 밀착 고정되면 가지연결부(320)는 버스바프레임(100)의 외측 공간에 배치된다.The
보강플레이트(400)는 버스바프레임(100)에 고정 결합되되 적어도 말단부(310)를 전부 덮는 형상을 갖는다. 보강플레이트(400)는 심한 진동이나 충격 등에 의한 외력을 흡수하여 말단부(310)에 실장된 전기소자의 솔더부에 크랙 등이 발생하는 현상을 방지한다. 또한, 보강플레이트(400)는 결합 상태에서 말단부(310)를 가압하여 버스바프레임(100)의 표면에 대한 말단부(310)의 밀착 상태를 유지할 수 있도록 한다. 한편, 이런 보강플레이트(400)는 절연 재질이면 어떤 재질을 사용하더라도 무방하다.The reinforcing
일 실시예에 따른 보강플레이트(400)는 원터치 푸쉬 방식으로 버스바프레임(100)에 후크 결합될 수 있다. 즉, 보강플레이트(400)는 후크 결합만으로 버스바프레임(100)에 결합될 수 있다. 이를 위해, 버스바프레임(100)은 버스바프레임(100)의 외측 방향으로 돌출되며 탄성 변형 가능한 외팔보부재와 외팔보부재의 자유단부에 형성되는 후크부재로 이루어지는 걸림후크(116b)를 포함한다. 그리고, 걸림후크(116b)는 보강플레이트(400)의 상단과 하단이 각각 걸림 결합되도록 배치된다.The reinforcing
한편, 버스바프레임(100)의 외측면에는 복수 개의 융착보스(120)가 형성될 수 있다. 융착보스(120)는 원형 돌기 형상을 갖는다. 융착보스(120)는 융착 공정을 시작할 때, 상단부터 녹아 내리는데, 그 후에 이 부분이 냉각되어 경화되면 결합력이 발생되게 한다. 이런 융착보스(120)는 다른 한편으로 말단부(310)에 대한 고정 위치를 안내하는 역할을 한다. 이에 대응하여 연성회로기판(300)의 말단부(310)에는 관통홀(410)이 형성된다.On the other hand, a plurality of fusing
다른 실시예에 따른 보강플레이트(400)는 걸림 결합이 아닌 융착에 의해 버스바프레임(100)에 고정 결합될 수 있다. 여기서, 융착은 열융착이나 초음파융착 등을 포함한다. 이를 위해, 보강플레이트(400)에는 융착보스(120)에 대응하여 관통홀(410)이 형성된다.The reinforcing
따라서, 말단부(310)의 관통홀(410)이 먼저 융착보스(120)에 삽입되어 관통되면서 말단부(310)가 버스바프레임(100)에 밀착되면, 그 상면에 보강플레이트(400)의 관통홀(410)이 융착보스(120)에 삽입되어 관통되면서 말단부(310)의 상면을 덮는다. 그 다음, 융착 지그를 사용하여 융착 공정을 진행하면 보강플레이트(400)가 버스바프레임(100)에 고정 결합될 수 있다.Therefore, when the through
즉, 보강플레이트(400)는 융착 결합만으로 버스바프레임(100)에 결합될 수 있다. 이 때, 보강플레이트(400)는 말단부(310)에 형성된 관통홀(410)이 심한 진동이나 충격 등에 의해 찢어지는 등의 파손을 방지하는 역할을 한다.That is, the reinforcing
다만, 융착만에 의한 결합은 융착보스(120)의 강성이 취약한 이유로 시간이 경과하거나 이에 심한 충격이 가해지면 관통홀(410)과 융착보스(120)의 접촉면이 박리되는 등 그 결합력이 지속되지 못한다는 단점이 있다.However, due to the weak stiffness of the fusing
또 다른 실시예에 따른 보강플레이트(400)는 보강플레이트(400)의 일부가 융착에 의해 버스바프레임(100)에 고정 결합되고, 다른 일부가 후크 결합에 의해 버스바프레임(100)에 고정 결합되는 2가지 복합 결합에 의해 버스바프레임(100)에 고정 결합될 수 있다. 이를 위해, 보강플레이트(400)의 관통홀(410)은 상측에 형성되고, 걸림후크(116b)는 보강플레이트(400)의 하단이 걸림 결합되도록 버스바프레임(100)에 배치된다. 즉, 보강플레이트(400)의 상측은 융착 결합되고, 그 하단은 걸림 결합된다.The
이와 같이, 연성회로기판(300)의 말단부(310)의 상면에 보강플레이트(400)가 결합되면, 가지연결부(320) 중 일부는 버스바(200)의 상면에 접촉될 수 있다.When the reinforcing
도 13은 도 1의 부분 확대도이고, 도 14는 도 13의 a-a'방향 단면도이며, 도 15는 도 2의 부분 확대도이다. 도 13 내지 도 15를 참조하면, 배터리셀유닛(10)의 어느 일 측면에는 상부플레이트(500)가 배치된다. 그리고, 버스바프레임(100)은 상부플레이트(500)와 힌지 결합되어 소정 각도 범위 이내에서 힌지 축을 중심으로 회동할 수 있다. 이를 위해, 상부플레이트(500)의 적어도 어느 일측 모서리 부근에는 힌지핀부(510)가 형성된다.FIG. 13 is a partially enlarged view of FIG. 1, FIG. 14 is a sectional view taken along the line a-a 'of FIG. 13, and FIG. 15 is a partially enlarged view of FIG. Referring to FIGS. 13 to 15, an
이 때, 버스바프레임(100)은 배터리셀유닛(10)의 다른 측면에 배치된다. 그리고, 힌지 결합을 위해, 버스바프레임(100)에는 힌지핀부(510)와 착탈 가능하게 결합되는 힌지핀결합부(130)가 더 형성된다. 즉, 일 실시예에 따른 힌지 결합은 착탈 가능한 분리형 구조를 갖는다.At this time, the
또한, 일 실시예에 따른 상부플레이트(500)와 버스바프레임(100)은 힌지 결합되는 결합 부위를 통해 배터리셀유닛(10)이 노출되지 않는 힌지 구조를 갖는다. 이런 힌지 구조에 의하면 배터리셀유닛(10)이 외부로 노출되는 빈 공간(틈)이 발생하지 않는다.In addition, the
그 결과, 배터리셀의 쇼트 현상을 차단하기 위한 추가적인 절연 작업이 불필요하다. 또한, 버스바프레임(100)의 회동 각도가 0ㅀ∼110ㅀ 범위를 갖게 되어 작업성이 향상되는 효과를 갖는다.As a result, an additional insulation operation for blocking the short circuit phenomenon of the battery cell is unnecessary. In addition, the rotation angle of the
구체적으로, 상부플레이트(500)는 배터리셀유닛(10)의 측면을 덮는 메인커버(520)와 메인커버(520)의 일측 단부에서 수직하게 절곡되어 연장 형성되는 연장커버(525)를 포함한다. 메인커버(520)는 배터리셀유닛(10)의 측면 면적을 초과하는 크기로 형성된다. 그 결과, 연장커버(525)의 단측면이 배터리셀유닛(10)과 접촉되는 간섭 현상이 발생하지 않는다.The
힌지핀부(510)는 연장커버(525)의 외측면에서 돌출 형성된다. 힌지핀부(510)는 전술한 외측면에서 수직 방향으로 돌출되며 이격 배치되는 적어도 2개 이상의 핀지지부(512)와 핀지지부(512) 사이를 연결하는 핀 형상의 핀부(514)를 포함한다. 이 때, 힌지핀부(510)는 안정적인 힌지 결합을 위해 외측면에 복수 개가 배치된다.The
힌지핀결합부(130)는 버스바프레임(100)의 측면에서 수직 방향으로 형성되고, 힌지핀부(510)에 끼움 결합되어 힌지 축을 중심으로 회동한다. 이런 힌지핀결합부(130)는 대향하는 한 쌍의 걸림턱(132)과 그 사이에 형성되는 개구(530)를 포함한다. 핀부(514)는 개구(530)를 통해 삽입되면서 걸림턱(132)의 탄성 변형에 따라 걸림턱(132) 내측으로 끼움 결합된다.The hinge
또한, 걸림턱(132)의 내측면에는 핀부(514)가 끼움 결합된 후 회동 가능하도록 핀부(514)의 횡단면 반경과 동일한 크기의 곡률로 이루어진 곡면이 형성되어 있다. 이 때, 걸림턱(132)의 높이, 걸림량, 걸림턱(132) 사이의 거리는 핀부(514)의 횡단면 반경 등을 고려하여 설계 변경될 수 있다.A curved surface having a curvature equal to the cross-sectional radius of the
버스바프레임(100)이 상부플레이트(500)에 힌지 결합되면 버스바프레임(100)의 회동 각도에 따라 연장커버(525)의 단측면과 버스바프레임(100)의 측면이 서로 접촉된다. 다만 이는 버스바프레임(100)과 상부플레이트(500)가 서로 수직하게 배치되는 경우에 국한된다. 이 때, 버스바프레임(100)의 회동 각도를 0ㅀ라고 지정한다. 이와 같은 힌지 구조에 의해 배터리셀유닛(10)은 힌지 결합되는 결합 부위를 통해 외부로 노출되지 않게 된다.When the
또한, 메인커버(520)의 하면에는 버스바프레임(100)의 축 회동을 제한하는 스토퍼돌기(522)가 형성된다. 스토퍼돌기(522)는 버스바프레임(100)의 회동 각도가 0ㅀ인 경우 버스바프레임(100)의 측면과 스토퍼돌기(522)의 단측면이 서로 접촉되도록 형성된다. 이는, 버스바프레임(100)이 배터리셀유닛(10) 측으로 과도하게 회동됨에 따라 배터리셀유닛(10)이 손상되는 것을 방지한다.A
도 16은 도 1의 부분 확대도이고, 도 17은 도 16에서 고정커버(540)가 분리된 상태의 도면이며, 도 18은 도 17의 고정커버(540)에 대한 저면 사시도이다. 도 16 내지 도 18을 참조하면, 배터리셀 모듈은 배터리셀유닛(10)의 온도를 측정하기 위한 온도센서(600)를 더 포함한다. Fig. 16 is a partially enlarged view of Fig. 1, Fig. 17 is a view in which the fixed
그리고, 이런 온도센서(600)는 배터리셀유닛(10)의 측면을 따라 배치되는 연성회로기판(305)의 상면 어느 일 지점에 실장된다. 이에 대응하여, 상부플레이트(500)에는 온도센서(600)가 노출되도록 개구(530)가 형성된다. 따라서, 배터리셀 모듈을 조립하는 작업자는 온도센서(600)의 배치 위치를 정확하게 식별할 수 있다.The
한편, 배터리셀 모듈은 개구(530)가 밀폐되도록 결합되는 고정커버(540)를 더 포함한다. 고정커버(540)는 원터치 푸쉬 방식으로 상부플레이트(500)에 후크 결합된다. 이를 위해 고정커버(540)는 고정커버(540)의 하측 방향으로 돌출되며, 탄성 변형 가능한 외팔보부재와 외팔보부재의 자유단부에 형성되는 후크부재로 이루어지는 걸림후크(116c)를 포함한다.Meanwhile, the battery cell module further includes a fixed
또한, 고정커버(540)의 하면에는 탄성 변형되면서 온도센서(600)의 위치를 고정시키는 탄성패드(542)가 부착된다. 탄성패드(542)는 예를 들어, 발포체로 형성되는 패드를 포함한다. 이런, 탄성패드(542)는 고정커버(540)에 접착되는 방법 등으로 고정커버(540)에 부착된다.An
탄성패드(542)는 고정커버(540)가 개구(530)에 결합되면 온도센서(600)에 의해 눌린다. 그러면, 그 눌린 부위는 부분적인 탄성 변형이 발생하고, 동시에 그 반작용으로 발생하는 탄성 복원력이 온도센서(600)를 가압하게 된다. 그 결과, 고정커버(540)는 배터리셀 모듈에 심한 진동이나 충격이 가해지더라도 온도센서(600)의 이탈을 방지할 수 있다.The
한편, 상부플레이트(500)의 개구(530)에는 고정커버(540)의 테두리가 접촉되면서 지지되는 지지턱(532)과 걸림후크(116c)가 걸림되는 걸림홈(534)이 형성된다. 이는 고정커버(540)의 결합을 용이하게 할 뿐만 아니라, 결합 상태에서 고정커버(540)가 상부플레이트(500)와 설계상 미리 설정된 단차를 유지하도록 한다.The
또한, 지지턱(532)에는 실링부재(미도시)가 배치되어 지지턱(532)과 이와 접촉되는 고정커버(540)의 하면 사이에 밀폐력이 향상되도록 한다. 또한, 걸림홈(534) 주변에도 실링부재가 배치되어 걸림홈(534) 주변과 이와 접촉되는 걸림후크(116c) 사이에 밀폐력이 향상되도록 한다.A seal member (not shown) is disposed on the
일 실시예에 따른 배터리셀 모듈은 버스바프레임(100)이 배치되는 적어도 어느 일 측면을 제외한 나머지 측면을 둘러싸는 단일프레임(미도시)을 포함한다. 이런, 단일프레임은 배터리셀 모듈의 외측에 배치되어 상부플레이트(500)와 배터리셀유닛(10)을 보호할 뿐만 아니라, 고정커버(540)의 분리 이탈을 방지한다.The battery cell module according to one embodiment includes a single frame (not shown) that surrounds the remaining sides except at least one side where the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.
10: 배터리셀유닛
100: 버스바프레임
110: 버스바고정부
112: 고정홈
114: 끼움편
116a, 116b, 116c: 걸림후크
200: 버스바
300, 305: 연성회로기판
310: 말단부
320: 가지연결부
400: 보강플레이트
120: 융착보스
410: 관통홀
500: 상부플레이트
510: 힌지핀부
130: 힌지핀결합부
520: 메인커버
525: 연장커버
512: 핀지지부
514: 핀부
522: 스토퍼돌기
600: 온도센서
530: 개구
540: 고정커버
542: 탄성패드
532: 지지턱
534: 걸림홈10: Battery cell unit 100: Bus bar frame
110: bus swing gate 112: fixed groove
114:
200:
310: distal end 320:
400: reinforcing plate 120: fusing boss
410: through hole 500: upper plate
510: hinge pin part 130: hinge pin coupling part
520: Main cover 525: Extension cover
512: pin support portion 514:
522: stopper projection 600: temperature sensor
530: opening 540: fixed cover
542: elastic pad 532: support jaw
534:
Claims (6)
상기 배터리셀유닛의 측면에 배치되는 버스바프레임;을 포함하며,
상기 버스바프레임의 외측면에는 평판 형상을 갖는 버스바의 하단이 끼움 결합되고, 상기 버스바가 가압에 의해 상기 버스바의 하단을 회동축으로 회전하면 상기 버스바의 상단이 걸림 결합되는 버스바고정부;가 형성되는 배터리셀 모듈의 버스바 고정 구조.
A battery cell unit formed by stacking a plurality of battery cells; And
And a bus bar frame disposed on a side surface of the battery cell unit,
Wherein a lower end of a bus bar having a flat plate shape is fitted on an outer side surface of the bus bar frame and a bus bar member is engaged with an upper end of the bus bar when the bus bar is rotated by a lower end of the bus bar, And a bus bar fixing structure of the battery cell module.
상기 버스바의 후면이 전부 밀착되는 평탄면과 상기 평탄면의 테두리에 배치되는 수직리브로 이루어지는 고정홈;
상기 버스바고정부의 하단부에 형성되는 끼움편;
상기 버스바고정부의 상단부에 형성되며 상하 방향으로 탄성 변형 가능한 외팔보부재와 상기 외팔보부재의 자유단부에 형성되는 후크부재로 이루어지는 걸림후크;를 포함하는 배터리셀 모듈의 버스바 고정 구조.
The apparatus of claim 1,
A fixing groove formed of a flat surface on which the rear surface of the bus bar is fully in contact and a vertical rib arranged on the rim of the flat surface;
A fitting portion formed at a lower end portion of the bus bar fixing portion;
And a hook member formed at an upper end of the bus bar assembly and including a cantilevered member that is elastically deformable in the up and down direction and a hook member formed at a free end of the cantilevered member.
상기 평탄면은 상기 버스바프레임의 외측면보다 높은 위치에 형성되는 배터리셀 모듈의 버스바 고정 구조.
3. The method of claim 2,
Wherein the flat surface is formed at a position higher than an outer surface of the bus bar frame.
상기 끼움편은 상기 하단부의 코너에 위치하는 상기 수직리브와 결합되어 상기 고정홈을 일부 덮는 수평리브로 이루어지고,
걸림후크는 상기 상단부에 적어도 하나 이상 형성되는 배터리셀 모듈의 버스바 고정 구조.
3. The method of claim 2,
Wherein the fitting piece comprises a horizontal rib which is engaged with the vertical rib located at the corner of the lower end and partially covers the fixing groove,
Wherein at least one latching hook is formed on the upper end portion of the bus bar.
상기 버스바고정부에 결합되는 버스바;를 더 포함하며,
상기 버스바의 어느 일측 테두리는 라운딩 처리된 곡면을 포함하는 배터리셀 모듈의 버스바 고정 구조.
The method according to claim 1,
And a bus bar coupled to the bus bar assembly,
Wherein the bus bar has a curved surface that is rounded at one side edge of the bus bar.
상기 버스바고정부는 상기 버스바의 후면이 전부 밀착되는 평탄면과 상기 평탄면의 테두리에 배치되는 수직리브로 이루어지는 고정홈;을 포함하고,
상기 버스바고정부에 결합되는 버스바;를 더 포함하며,
상기 버스바가 상기 고정홈에 밀착되면, 상기 버스바프레임에서 상기 버스바의 전면까지 높이는 상기 수직리브의 높이와 일치하는 배터리셀 모듈의 버스바 고정 구조.The method according to claim 1,
Wherein the bus bar fixing portion includes a fixing groove formed of a flat surface on which the rear surface of the bus bar is fully in contact and a vertical rib arranged on the rim of the flat surface,
And a bus bar coupled to the bus bar assembly,
Wherein a height of the bus bar from the bus bar frame to a front surface of the bus bar is equal to a height of the vertical rib when the bus bar is in close contact with the fixing groove.
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