KR20180086769A - 배터리 시스템용 수동 서비스 분리 장치 - Google Patents

배터리 시스템용 수동 서비스 분리 장치 Download PDF

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Abstract

내부에 판형상의 상부 버스바 단자를 포함하는 상부 하우징. 및 상측으로 상부 하우징과 결합될 수 있도록 개방되며, 상부 하우징과 결합될 때 상부 버스바 단자를 앞면 및 뒷면에서 슬롯 형태로 전기적으로 접속하는 제1 버스바 단자 및 제2 버스바 단자를 구비한 하부 버스바 단자를 그 내부에 포함하는 하부 하우징을 포함하며, 제1 버스바 단자는 상부 버스바 단자와 접촉하는 제1 접촉부와 제1 접촉부에서 연장되는 제1 플러그부를 포함하고, 제2 버스바 단자는 상부 버스바 단자와 접촉하는 제2 접촉부와 제2 접촉부에서 연장되는 제2 플러그부를 포함하는 수동 서비스 분리 장치가 개시된다.

Description

배터리 시스템용 수동 서비스 분리 장치{Manual Service Disconnect for Battery System}
본 발명은 전기자동차용 전력 차단 시스템에 관한 것이며, 구체적으로는 전기자동차에 사용되는 배터리 시스템 전력 차단을 위한 수동 서비스 분리 장치에 관한 것이다.
배터리, 예를 들면 전기 차량 또는 하이브리드 차량용 배터리는 통상적으로 배터리 팩으로서 함께 그룹화된 복수의 셀을 포함한다. 배터리 팩은 이 배터리 팩의 전력 용량 및 기능을 관리하는 배터리 분배 유닛들(battery distribution units)을 포함한다. 배터리 분배 유닛은 통상적으로 배터리 팩을 하우징하는 외부 케이싱 내부에 탑재된다.
배터리 팩은, 예를 들면 배터리 팩의 서비스를 위해, 배터리 팩의 고전류 전력 회로의 분리를 허용하는 수동 서비스 분리 장치들을 포함한다. 그리고 수동 서비스 분리 장치는 고전류 전기 회로의 동작을 제어하는 고전압 인터로크(high voltage interlock ; HVIL)와 결합하는 배터리 팩용 퓨즈형 전기 경로를 생성하는 고전류 퓨즈를 포함한다.
한편, 배터리 시스템은 배터리 팩의 서비스를 위해 수동 서비스 분리 장치(MSD; Manual Service Disconnect)를 쉽게 분리하고 탈착해야 할 필요성이 있으며, 배터리 팩과 수동 서비스 분리 장치의 크기 감소가 필요하며, 이에 따라 구조가 단순하고 단자의 접촉 단면을 증가시킬 수 있는 새로운 구조의 수동 서비스 분리 장치의 필요성이 제기된다.
본 발명은 내부 구조가 단순하여 고장이나 수리가 쉬운 배터리 시스템의 수동 서비스 분리 장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명은 구조가 단순하면서도 접촉 면적이 넓어 통전 용량을 늘릴 수 있는 배터리 시스템의 수동 서비스 분리 장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명은 크기와 중량을 줄일 수 있는 배터리 시스템의 수동 서비스 분리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수동 서비스 분리 장치는, 내부에 판형상의 상부 버스바 단자를 포함하는 상부 하우징; 및 상측으로 상기 상부 하우징과 결합될 수 있도록 개방되며, 상기 상부 하우징과 결합될 때 상기 상부 버스바 단자를 앞면 및 뒷면에서 슬롯 형태로 전기적으로 접속하는 제1 버스바 단자 및 제2 버스바 단자를 구비한 하부 버스바 단자를 그 내부에 포함하는 하부 하우징을 포함하며, 상기 제1 버스바 단자는 상기 상부 버스바 단자와 접촉하는 제1 접촉부와 상기 제1 접촉부에서 연장되는 제1 플러그부를 포함하고, 상기 제2 버스바 단자는 상기 상부 버스바 단자와 접촉하는 제2 접촉부와 상기 제2 접촉부에서 연장되는 제2 플러그부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제1 접촉부와 상기 제2 접촉부는 서로 마주보는 형태로 배치되며, 상기 제1 플러그부와 상기 제2 플러그부는 서로 엇갈려 배치되도록 각각 상기 제1 접촉부 및 상기 제2 접촉부에서 연장된다.
이때, 상기 제1 플러그부는 상기 제1 접촉부와 같은 평면상에 위치하고, 상기 제2 플러그부는 상기 제2 접촉부와 같은 평면상에 위치한다.
일 실시예에서, 상기 제1 플러그부는 상기 제1 버스바 단자 및 상기 제2 버스바 단자 평면의 수직 방향에서 보았을 때 상기 제2 플러그부의 배치 영역과 다른 영역에 배치되어, 상기 제1 플러그부와 상기 제2 플러그부가 서로 마주보는 영역이 없다. 구체적으로는, 상기 제1 플러그부는 상기 제1 접촉부의 하단 끝단면에서 연장되어 형성되되, 상기 제1 접촉부 하단 끝단면 제1 영역에서만 연장되어 형성되며, 상기 제2 플러그부는 상기 제2 접촉부의 하단 끝단면에서 연장되어 형성되되, 상기 제2 접촉부 하단 끝단면 제2 영역에서만 연장되어 형성되며, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 상기 제1 버스바 단자 및 상기 제2 버스바 단자 평면의 수직 방향에서 보았을 때 서로 이격되어 배치되는 영역이다.
일 실시예에서, 상기 제1 버스바 단자는 '┌' 자 형태를 가지며, 상기 제2 버스바 단자는 '┐'자 형태를 가지는 갖는다.
이때, 상기 제1 버스바 단자와 상기 제2 버스바 단자의 이격 거리는 상기 상부 버스바 단자의 두께에 대응된다.
다른 실시예에서, 상기 수동 서비스 분리 장치는, 상기 상부 하우징 및 상기 하부 하우징을 포함하는 서비스 플러그 유닛; 및 상기 서비스 플러그 유닛이 착탈 가능하도록 결합되며, 배터리 시스템에 착탈 가능하게 장착되고, 외부에 하우징부를 포함하여 손잡이 역할을 하는 분리 헤더 유닛을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수동 서비스 분리 장치는, 서비스 플러그 유닛 내의 단자의 구성을 단순하게 변경하여 고장이나 수리가 쉽다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 서비스 분리 장치는 슬롯 형태의 단자를 통해 구조가 단순하면서도 접촉 면적이 넓어 통전 용량을 늘릴 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 다른 수동 서비스 분리 장치는 단순한 구조를 통해 수동 서비스 분리 장치의 크기를 줄일 수 있고 이에 따라 크기 축소가 요구되는 배터리 시스템에 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 형성된 배터리 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 서비스 분리 장치를 상부 및 하부 하우징으로 분리한 사시도이다.
도 3은 도 2의 수동 서비스 분리 장치를 다른 각도에서 도시한 분리 사시도이다.
도 4는 도 2의 수동 서비스 분리 장치를 정면에서 바라본 도면이다.
도 5는 도 2의 수동 서비스 분리 장치를 측면에서 바라본 도면이다.
도 6은 도 2의 수동 서비스 분리 장치를 결합한 모습 및 전류의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 서비스 분리 장치의 하부 버스바 단자를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수동 서비스 분리 장치를 상부 및 하부 하우징으로 분리한 사시도이다.
도 9는 도 8의 수동 서비스 분리 장치를 정면에서 바라본 도면이다.
도 10은 도 8의 수동 서비스 분리 장치를 측면에서 바라본 도면이다.
도 11은 도 8의 수동 서비스 분리 장치를 결합한 모습 및 전류의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 다른 수동 서비스 분리 장치의 하부 버스바 단자를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 형성된 배터리 시스템을 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 서비스 분리 장치를 상부 및 하부 하우징으로 분리한 사시도이다. 도 3은 도 2의 수동 서비스 분리 장치를 다른 각도에서 도시한 분리 사시도이다. 도 4는 도 2의 수동 서비스 분리 장치를 정면에서 바라본 도면이다. 도 5는 도 2의 수동 서비스 분리 장치를 측면에서 바라본 도면이다. 도 6은 도 2의 수동 서비스 분리 장치를 결합한 모습 및 전류의 흐름을 나타낸 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 서비스 분리 장치의 하부 버스바 단자를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수동 서비스 분리 장치를 상부 및 하부 하우징으로 분리한 사시도이다. 도 9는 도 8의 수동 서비스 분리 장치를 정면에서 바라본 도면이다. 도 10은 도 8의 수동 서비스 분리 장치를 측면에서 바라본 도면이다. 도 11은 도 8의 수동 서비스 분리 장치를 결합한 모습 및 전류의 흐름을 나타낸 도면이다. 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 다른 수동 서비스 분리 장치의 하부 버스바 단자를 나타낸 도면이다.
일반적으로, 전기자동차 또는 EV(electrical)는 석유 연료와 엔진을 사용하지 않고, 전기 배터리와 전기 모터를 사용하는 자동차를 말한다.
한편, 전기자동차 및 하이브리드 차량 등에 사용되는 고전압 배터리 또는 고용량 배터리는 이의 안전한 관리 및 취급을 위해 제어적인 방법과 물리적인 방법의 안전 대책이 필요하다. 이러한 장치 중 전기자동차용 전력 차단 시스템은 수동 서비스 분리 장치(MSD; Manual Service Disconnect) 로서, 전기자동차의 배터리 전원을 물리적인 방법에 의하여 선택적으로 차단하기 위한 시스템이다. 즉, 수동 서비스 분리 장치(MSD)는 고전압 배터리의 전원을 물리적으로 차단할 수 있도록 하는 것으로서 업체에 따라 세이프티 플러그(Safety Plug), 서비스 플러그(Service Plug), 디스커넥트 스위치(Disconnect Switch) 등 다양한 이름으로 통용되고 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템(100)은 세시(Chassis) 또는 외부 케이싱(104) 내부에 배터리 팩(102) 및 배터리 팩(102) 에 근접하여 탑재된 수동 서비스 분리 장치(MSD; Manual Service Disconnect; 106)를 포함한다. 예를 들면, 수동 서비스 분리 장치(106)는 외부 케이싱(104)에 직접 탑재될 수 있다. 또는 수동 서비스 분리 장치(106)는 배터리 팩(102) 근처의 다른 구조체에 탑재될 수 있다.
배터리 팩(102)은 고전압 에너지 저장 시스템의 부품이 된다. 예를 들면, 배터리 팩(102)는 전기 차량 또는 하이브리드 전기 차량의 부품과 같은 자동차 응용예에서 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 시스템(100)은 배터리 팩(102)의 전류를 측정하고 전력 분배를 조정함으로써, 배터리 시스템(100)의 전략 용량 및 기능을 관리하는 배터리 분배 유닛(108)을 사용한다. 배터리 시스템(100)은 고전류 전력 회로 및 저전류 전력 회로를 가질 수 있고, 이 모두는 배터리 팩(102) 및 배터리 분배 유닛(108)에 전기적으로 접속된다. MSD(106)는 고전류 전력 회로를 분리하도록 동작할 수 있는 한편, 저전류 전력회로는 MSD(106)가 분리된 때에 접속 상태를 유지할 수 있다.
MSD(106)는 배터리 분배 유닛(108)에 전기적으로 접속된다. 배터리 분배 유닛(108)은 외부 케이싱(104)에 대해 내부에 설치될 수도 있고, 외부 케이싱(104) 외부에 탑재될 수도 있다. 배터리 분배 유닛(108)은 배터리 팩(102)에 전기적으로 접속된다.
배터리 분배 유닛(108)은 배터리 시스템(100)의 구성요소들의 동작을 감시 및/제어할 수 있다. 배터리 분배 유닛(108)은 배터리 팩(102)의 배터리 건전성을 측정할 수 있거나 그에 반응할 수 있다. 배터리 분배 유닛(108)은 배터리 팩(102)의 배터리 상태를 측정할 수 있거나 그에 반응할 수 있다. 배터리 분배 유닛(108)은 배터리 팩(102)이 가지는 과전압 및/또는 저전압 상황을 감시할 수 있거나 그에 반응할 수 있다. 또한 배터리 분배 유닛(108)은 배터리 팩(102)의 충전 기능들을 관리할 수 있다.
MSD(수동 서비스 분리 장치; 106)는 크게 서비스 플러그 유닛과 분리 헤더 유닛을 포함하여 이루어질 수 있다. 분리 헤더 유닛은 전기 자동차의 배터리 팩 커버에 장착되는 유닛을 의미하는 것으로 해석될 수 있으며, 디바이스는 배터리 팩 이외에도 MSD(106)을 디바이스 유닛에 체결하거나 분리하는 방법으로 전류를 차단할 필요가 있는 디바이스라면 배터리 팩에 한정되지 않을 수 있다. 이하 설명의 편의를 위하여 분리 헤더 유닛의 일 예로 배터리 팩 커버에 장착되는 유닛을 예로 들어 설명한다.
또한, 분리 헤더 유닛은 배터리 커버 등에 고정 결합될 수 있다. 그리고 고정된 분리 헤더 유닛은 서비스 플러그 유닛이 장착 완료된 상태에서 배터리 전력이 연결되고 서비스 플러그 유닛을 분리하여 제거하면 전력이 차단되도록 구성될 수 있다.
서비스 플러그 유닛(10)은 레버 하우징, 회전형 레버, 단자 하우징, 서비스 플러그 유닛 실링부재, 차폐부재, 고전압 단자 및 인터락 단자를 포함하여 이루어질 수 있다.
한편, 수동 서비스 분리 장치(106)는 분리 헤더 유닛 없이 서비스 플러그 유닛만으로 구성될 수도 있으며, 서비스 플러그 유닛과 분리 헤더 유닛이 결합되어 수동 서비스 분리 장치를 구현할 수도 있다.
수동 서비스 분리 장치(106) 또는 서비스 플러그 유닛(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 상부 하우징(11) 및 하우 하우징(12)로 분리될 수 있다.
상부 하우징(11)은 그 내부에 상부 버스바 단자(30)를 포함한다. 상부 버스바 단자(30)는 판상형 모양을 가지며 상부 하우징(11) 내부에서 내측 상부면에 고정된다. 상부 버스바 단자(30)는 상부 하우징(11) 내부에서 고정 후크를 통해 고정되거나 볼트 결합으로 결합될 수도 있고, 이 외에도 다양한 방법으로 상부 하우징(11) 내부에 고정된다. 상부 하우징(11)은 상부면은 닫혀있고 하부면은 상부 버스바 단자(30)가 노출되도록 개방된 형태를 갖는다. 도 2 등에서는 상부 하우징(11)의 측면이 사각형 형상을 갖지만, 타원형으로 제작될 수도 있으며, 원형이나 다른 형태로도 제작될 수 있다.
하부 하우징(12)는 상측에 상부 하우징(11)과 결합되도록 개방되며, 하측에는 하부 버스바 단자(40)가 돌출된 형태를 갖는다.
하부 하우징(12)는 상부 하우징(11) 내부에 삽입되도록 상부 하우징(11)의 내부 크기보다 작은 외부 크기를 가질 수도 있으며, 상부 하우징(11)을 수용하도록 상부 하우징(11)의 외부 크기보다 큰 내부 크기를 가질 수도 있다.
또한 하부 하우징(12)는 도 2에서와 같이 상부 하우징(11) 내부로 삽입되는 형태로 제작되는 경우, 상부 하우징(11)으로 삽입되는 삽입부(13), 측면으로 돌출되어 하측으로 결합되는 배터리 시스템 또는 분리 헤더 유닛에 하부 하우징(12)이 삽입될 대 소정 깊이 이상 들어가지 않도록 걸림 역할을 하는 걸림돌 돌출부(14)를 포함한다.
또한 하부 하우징(12)는 그 내부에 상부 하우징(11)과의 결합 시 상부 버스바 단자(30)를 앞면 및 뒷면에서 슬롯 형태로 전기적으로 접속하는 하부 버스바 단자(40)를 포함한다. 하부 버스바 단자(40)는 서로 분리된 한 쌍의 도전성 단자로 구성되며, 상부 버스바 단자(30)와 결합되어 전류의 연결 경로를 형성한다.
한편, 하부 버스바 단자(40)는 제1 버스바 단자(41)과 제2 버스바 단자(42)로 구성되며, 도 7을 참조하면, 제1 버스바 단자(41)는 상부 버스바 단자(30)와 접촉하는 제1 접촉부(41a)와 상기 제1 접촉부(41a)에서 아래쪽으로 연장되어 하부 하우징(12) 외부로 돌출되는 제1 플러그부(41b)로 구성된다. 또한, 제2 버스바 단자(42)는 상부 버스바 단자(30)과 접촉하는 제2 접촉부(42a)와 상기 제2 접촉부(42a)에서 아래쪽으로 연장되어 하부 하우징(12) 외부로 돌출되는 제2 플러그부(42b)로 구성된다. 이때, 제1 플러그부(41b)는 제1 접촉부(41a)와 같은 평면상에 위치하며, 제2 플러그부(42b)는 제2 접촉부(42a)와 같은 평면상에 위치한다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이 제1 접촉부(41a)와 제2 접촉부(42a)는 서로 마주보는 형태로 배치된다. 이때 제1 접촉부(41a)와 제2 접촉부(42a)는 상부 버스바 단자(30)의 두께에 대응되는 거리로 이격되어 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 제1 접촉부(41a)와 제2 접촉부(42a)의 상단은 상기 상부 버스바 단자(30)가 손쉽게 상기 제1 접촉부(41a)와 제2 접촉부(42a) 사이로 삽입될 수 있도록 상단 방향 단면이 경사면을 갖거나 둥근 모서리를 갖는 것이 바람직하다. 도 2에 도시된 바와 같이 상부 버스바 단자(30)의 하단 방향 단면도 경사면을 갖거나 둥근 모서리를 가질 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, 제1 플러그부(41b)와 제2 플러그부(42b)는 서로 마주보지 않도록 서로 엇갈리게 배치된다. 즉, 제1 플러그부(41b)는 제1 접촉부(41a)의 하단 끝단면에서 연장되어 형성되되, 제1 접촉부(41a) 하단 끝단면 제1 영역(A)에서만 연장되어 형성되며, 제2 플러그부(42b)는 제2 접촉부(42a)의 하단 끝단면에서 연장되어 형성되되, 제2 접촉부(42a) 하단 끝단면 제2 영역(B)에서만 연장되어 형성된다. 그리고, 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제1 영역(A)과 상기 제2 영역(B)은 제1 버스바 단자(41) 및 상기 제2 버스바 단자(42) 평면의 수직 방향에서 보았을 때 서로 이격되어 배치되는 영역인 것이 바람직하다.
이에 따라 제1 플러그부(41b)는 제1 버스바 단자(41) 및 제2 버스바 단자(42) 평면의 수직 방향에서 보았을 때 제2 플러그부(42b)의 배치 영역과 다른 영역에 배치되고, 제1 플러그부(41b)와 제2 플러그부(42b)가 서로 마주보는 영역이 없도록 형성된다.
그 일 예로, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 버스바 단자(41)는 '┌' 자 형태를 가지며, 제2 버스바 단자(42)는 '┐'자 형태를 가지는 갖는다.
그러면 도 2에 도시된 바와 같이 하부 버스바 단자(40)는 플러그부(41b, 42b)가 서로 엇갈린 평행한 단자 형태를 갖는다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 서비스 분리 장치의 정면도 및 측면도를 나타낸다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상부 버스바 단자(30)는 판형상의 단자이며, 하부 버스바 단자(40)는 한쌍의 서로 반대 형상의 단자쌍이 상부 버스바 단자의 두께만큼 이격되어 배치된다. 그리고 도 6에 도시된 바와 같이 상부 하우징(11)과 하부 하우징(12)가 결합되면 상부 버스바 단자(30)가 하부 버스바 단자(40) 사이로 슬롯 형태로 삽입되어 서로 전기적으로 연결된다. 이에 따라 전류는 제1 버스바 단자(41)에서 상부 버스바 단자(30)을 통해 제2 버스바 단자(42)로 흐를 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 서비스 분리 장치는 서비스 플러그 유닛 내의 단자의 구성을 단순하게 변경하여 제작이 간단하며, 고장이나 수리가 쉽다. 아울러, 슬롯 형태의 단자를 통해 구조가 단순하면서도 접촉 면적이 넓어 통전 용량을 늘릴 수 있다. 그리고 단순한 내부 구조를 통해 수동 서비스 분리 장치의 크기를 줄일 수 있고 이에 따라 크기 축소가 요구되는 배터리 시스템에 활용될 수 있는 효과가 생긴다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수동 서비스 분리 장치(106')를 도시한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 수동 서비스 분리 장치(106')는 도 2의 수동 서비스 분리 장치(106)과 마찬가지로 상부 하우징(21) 및 하부 하우징(22)으로 분리될 수 있다.
상부 하우징(21)는 도 2의 상부 하우징(11)과 동일하게 그 내부에 상부 버스바 단자(50)를 포함한다. 상부 버스바 단자(50)도 도 2의 상부 버스바 단자(30)와 마찬가지로 판상형 모양을 가지며 상부 하우징(21) 내부에서 내측 상부면에 고정된다.
하부 하우징(22)은 상측에 상부 하우징(21)과 결합되도록 개방되며, 하측에는 하부 버스바 단자(60)가 돌출된 형태를 갖는다.
하부 하우징(22)는 그 내부에 상부 하우징(21)과의 결합 시 상부 버스바 단자(50)를 앞면 및 뒷면에서 슬롯 형태로 전기적으로 접속하는 하부 버스바 단자(60)를 포함한다. 하부 버스바 단자(60)는 서로 분리된 한 쌍의 도전성 단자로 구성되며, 상부 버스바 단자(50)와 결합되어 전류의 연결 경로를 형성한다.
한편, 하부 버스바 단자(60)는 제1 버스바 단자(61)와 제2 버스바 단자(62)로 구성되며, 도 12을 참조하면, 제1 버스 단자(61)와 제2 버스바 단자(62)는 각각 동일한 형태의 판형상 모양을 갖고, 서로 마주보는 형태로 배치된다. 이때 제1 버스 단자(61)와 제2 버스바 단자(62)는 상부 버스바 단자(50)의 두께에 대응되는 거리로 이격되어 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 제1 버스 단자(61)와 제2 버스바 단자(62)는 상단은 상기 상부 버스바 단자(50)가 손쉽게 제1 버스 단자(61)와 제2 버스바 단자(62) 사이로 삽입될 수 있도록 상단 방향 단면이 경사면을 갖거나 둥근 모서리를 갖는 것이 바람직하다. 도 8에 도시된 바와 같이 상부 버스바 단자(50)의 하단 방향 단면도 경사면을 갖거나 둥근 모서리를 가질 수 있다.
도 12에서 제1 버스바 단자(61)는 상부 버스바 단자(50)와 접촉하는 제1 접촉부와 제1 접촉부에서 연장되는 제1 플러그부를 포함하되, 제1 접촉부와 제1 플러그부가 동일 평면상에서 동일한 폭을 가지며, 제2 버스바 단자(62)도 상부 버스바 단자(50)와 접촉하는 제2 접촉부와 제2 접촉부에서 연장되는 제2 플러그부를 포함하되, 제2 접촉부와 제2 플러그부가 동일 평면상에서 동일한 폭을 갖는다.
도 11을 참조하면, 상부 하우징(21)이 하부 하우징(22)에 결합될 때, 상부 버스바 단자(50)는 평행한 한 쌍의 하부 버스바 단자(60) 사이로 삽입되어 서로 전기적으로 연결된다. 이에 따라 전류는 제1 버스바 단자(61)에서 상부 버스바 단자(50)를 통해 제2 버스바 단자(62)로 흐를 수 있게 된다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 하부 버스바 단자(60)도 한 쌍의 판형상의 넓은 단자로 구성되며 상부 버스바 단자(50)도 하나의 판형상의 넓은 단자로 구성되어 수동 서비스 분리 장치(106')의 내부 구성이 단순해진다. 아울러, 넓은 접촉 면적으로 통전 용량이 크게 증가할 수 있고, 수동 서비스 분리 장치(106')의 크기나 두께도 얇게 형성할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 이차 전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100 ; 배터리 시스템 102 ; 배터리 팩
104 ; 외부 케이싱 106, 106' ; 수동 서비스 분리 장치
108 ; 배터리 분배 유닛 11, 21; 상부 하우징
12, 22 ; 하부 하우징 13; 삽입부
14; 걸림돌 돌출부 30, 50; 상부 버스바 단자
40, 60 ; 하부 버스바 단자 41, 61; 제1 버스바 단자
41a; 제1 접촉부 41b; 제1 플러그부
42, 62; 제2 버스바 단자 42a; 제2 접촉부
42b ; 제2 플러그부

Claims (8)

  1. 배터리 시스템용 수동 서비스 분리 장치에 있어서,
    내부에 판형상의 상부 버스바 단자를 포함하는 상부 하우징; 및
    상측으로 상기 상부 하우징과 결합될 수 있도록 개방되며, 상기 상부 하우징과 결합될 때 상기 상부 버스바 단자를 앞면 및 뒷면에서 슬롯 형태로 전기적으로 접속하는 제1 버스바 단자 및 제2 버스바 단자를 구비한 하부 버스바 단자를 그 내부에 포함하는 하부 하우징을 포함하며,
    상기 제1 버스바 단자는 상기 상부 버스바 단자와 접촉하는 제1 접촉부와 상기 제1 접촉부에서 연장되는 제1 플러그부를 포함하고,
    상기 제2 버스바 단자는 상기 상부 버스바 단자와 접촉하는 제2 접촉부와 상기 제2 접촉부에서 연장되는 제2 플러그부를 포함하는
    수동 서비스 분리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 접촉부와 상기 제2 접촉부는 서로 마주보는 형태로 배치되며,
    상기 제1 플러그부와 상기 제2 플러그부는 서로 엇갈려 배치되도록 각각 상기 제1 접촉부 및 상기 제2 접촉부에서 연장되는,
    수동 서비스 분리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 플러그부는 상기 제1 접촉부와 같은 평면상에 위치하고,
    상기 제2 플러그부는 상기 제2 접촉부와 같은 평면상에 위치하는,
    수동 서비스 분리 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 플러그부는 상기 제1 버스바 단자 및 상기 제2 버스바 단자 평면의 수직 방향에서 보았을 때 상기 제2 플러그부의 배치 영역과 다른 영역에 배치되어, 상기 제1 플러그부와 상기 제2 플러그부가 서로 마주보는 영역이 없는,
    수동 서비스 분리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 플러그부는 상기 제1 접촉부의 하단 끝단면에서 연장되어 형성되되, 상기 제1 접촉부 하단 끝단면 제1 영역에서만 연장되어 형성되며,
    상기 제2 플러그부는 상기 제2 접촉부의 하단 끝단면에서 연장되어 형성되되, 상기 제2 접촉부 하단 끝단면 제2 영역에서만 연장되어 형성되며,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 상기 제1 버스바 단자 및 상기 제2 버스바 단자 평면의 수직 방향에서 보았을 때 서로 이격되어 배치되는 영역인,
    수동 서비스 분리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 버스바 단자는 '┌' 자 형태를 가지며, 상기 제2 버스바 단자는 '┐'자 형태를 가지는 갖는,
    수동 서비스 분리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 버스바 단자와 상기 제2 버스바 단자의 이격 거리는 상기 상부 버스바 단자의 두께에 대응되는
    수동 서비스 분리 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 수동 서비스 분리 장치는,
    상기 상부 하우징 및 상기 하부 하우징을 포함하는 서비스 플러그 유닛; 및
    상기 서비스 플러그 유닛이 착탈 가능하도록 결합되며, 배터리 시스템에 착탈 가능하게 장착되고, 외부에 하우징부를 포함하여 손잡이 역할을 하는 분리 헤더 유닛;을 포함하는
    수동 서비스 분리 장치.
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