KR20180137746A - 배터리모듈용 직렬연결장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배터리모듈용 직렬연결장치에 관한 것이다. 본 발명은 본 발명은 배터리셀과 결합되는 다수개의 셀버스바(20)가 설치되는 하우징(10)과, 상기 하우징(10)에 회전가능하게 결합되어 상기 셀버스바(20)를 선택적으로 차폐하는 커버(30)와, 상기 셀버스바(20)를 마주보도록 상기 커버(30) 안쪽면에 설치되어 다수개의 셀버스바(20) 사이를 전기적으로 연결하는 인쇄회로기판(50)과, 연성기판(60)이 포함된다. 연성기판(60)은 상기 인쇄회로기판(50)과 상기 셀버스바(20) 사이를 연결한다. 본 발명은 직렬연결장치의 하우징(10)이 아닌 커버(30) 쪽에 인쇄회로기판(50)을 배치하여 직렬연결장치 내부의 부품 밀집도를 낮추고, 설치면적을 충분히 확보하였다.

Description

배터리모듈용 직렬연결장치{Series connection apparatus of battery module}

본 발명은 배터리모듈용 직렬연결장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 직렬연결장치에 회전가능한 커버를 결합하고, 커버쪽에 인쇄회로기판을 설치해서 설치면적을 넓힌 배터리모듈용 직렬연결장치에 관한 것이다.

전기자동차에서 사용되는 배터리는 필요한 만큼의 전력을 공급하기 위하여 다수개의 배터리모듈로 구성된다. 상기 배터리모듈은 또한 다수개의 배터리셀들로 구성되는데, 상기 배터리셀들을 직렬로 연결하게 되면 상대적으로 큰 전력을 공급할 수 있다.

배터리 모듈은 이처럼 용량 및 출력 등을 높이기 위해 다수의 이차 전지가 직렬 내지 병렬로 연결된 구성요소를 의미한다고 할 수 있다. 종래의 배터리 모듈은 이차 전지인 배터리셀들이 각각 수용된 복수의 카트리지들이 다단으로 적층된 카트리지 적층체와, 이들 카트리지 적층체의 연결을 위한 직렬연결장치로 구성된다.

그리고 직렬연결장치는 이차 전지들의 전극 리드와 접속되는 버스바를 갖는 하우징과, 하우징에 설치되어 버스바 사이를 전기적으로 연결하는 인쇄회로기판과, 하우징의 외부로부터 보호하는 커버로 만들어지며, 여기에 방열수단 등이 더해질 수도 있다.

한편, 최근에는 배터리모듈이 소형화되고 있는 추세이고, 이에 따라 직렬연결장치도 크기가 작아지고 있다. 그런데 직렬연결장치의 하우징 안에 인쇄회로기판, 버스바 및 커넥터 등이 모두 설치되기 때문에 직렬연결장치의 크기가 작아지면 절연거리확보가 어려울 뿐 아니라, 좁은 공간 안에서 조립과 분해가 이루어져야 하므로 조립성/리워크성도 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 직렬연결장치의 크기가 작아지면 직렬연결장치에 설치되는 인쇄회로기판의 크기도 함께 줄어들 수밖에 없는데, 이렇게 되면 인쇄회로기판의 설계가 어려워지고, 충분한 성능을 발휘하기 어려워진다.

그리고, 배터리셀의 전극리드와 직렬연결장치의 버스바를 용접한 후에 커버를 결합하는 조립공정을 거치는데, 안전을 위해 외부절연성을 높여야 하므로 커버와 직렬연결장치의 하우징 사이를 견고하게 조립해야 한다. 따라서 커버와 하우징 사이의 조립성 및 유지보수성이 모두 떨어지는 단점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2017-0050509호 대한민국 공개특허 제10-2017-0050510호

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 직렬연결장치의 커버 쪽에 인쇄회로기판을 배치하여 직렬연결장치 내부의 부품 밀집도를 낮추고, 인쇄회로기판의 설치면적을 충분히 확보하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 직렬연결장치의 커버를 하우징에 힌지조립하고, 커버 쪽의 인쇄회로기판과 하우징의 버스바 사이를 연성기판으로 연결하여 하우징과 커버 사이의 힌지결합을 가능하게 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 배터리셀과 결합되는 다수개의 셀버스바가 설치되는 하우징과, 상기 하우징에 회전가능하게 결합되어 상기 셀버스바를 선택적으로 차폐하는 커버와, 상기 셀버스바를 마주보도록 상기 커버 안쪽면에 설치되어 다수개의 셀버스바 사이를 전기적으로 연결하는 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판과 상기 셀버스바 사이를 연결하는 연성기판을 포함한다.

상기 하우징과 상기 커버의 서로 대응하는 위치에는 힌지가 구비되어 상기 커버는 힌지축을 중심으로 상기 하우징에 회전가능하게 결합된다.

상기 연성기판은 플렉시블한 재질이되 상기 하우징 및 커버의 가상의 회전축에 가까운 위치에 설치되고, 상기 연성기판의 한쪽 끝은 상기 인쇄회로기판에 고정되고, 다른 쪽 끝은 상기 셀버스바에 연결되어 인쇄회로기판과 셀버스바 사이를 전기적으로 연결한다.

상기 커버에는 상기 인쇄회로기판을 사이에 두고 절연플레이트가 결합되어, 상기 인쇄회로기판 및 셀버스바 사이가 직접 접촉하는 것을 방지한다.

상기 절연플레이트의 한쪽 끝은 상기 커버에 연결되고, 상기 절연플레이트의 다른 쪽 끝은 상기 하우징에 연결된다.

상기 절연플레이트에는 제1고정돌기가 구비되고 힌지축에 가까운 상기 하우징의 측면에는 상기 제1고정돌기가 끼워져 이동할 수 있는 제1고정채널이 형성되며, 상기 절연플레이트에서 제1고정돌기가 설치된 위치의 반대쪽에는 제2고정돌기가 구비되고 상기 커버의 측면에는 상기 제2고정돌기가 끼워져 이동할 수 있는 제2고정채널이 형성되어, 상기 절연플레이트는 이동가능한 상태로 상기 커버 및 하우징에 조립된다.

상기 커버에는 힌지축의 반대편에 해당하는 위치에 걸이후크가 돌출되고, 상기 하우징에는 상기 걸이후크가 선택적으로 걸리는 걸이홈이 형성된다.

상기 커버에는 다수개의 셀버스바 중에서 외부의 단자와 연결되는 전원버스바의 연결단을 감싸는 단자보호부가 구비된다.

상기 커버의 바깥면에는 외부의 커넥터와 연결되는 커넥터부가 구비되고, 상기 커넥터부는 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결된다.

상기 하우징에는 상기 셀버스바가 안착되는 버스바안착부가 다수개 구비되고, 상기 버스바안착부 사이에는 배터리셀이 돌출되는 셀삽입채널이 형성된다.

위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 배터리모듈용 직렬연결장치에는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은 직렬연결장치의 하우징이 아닌 커버 쪽에 인쇄회로기판을 배치하여 직렬연결장치 내부의 부품 밀집도를 낮추고, 설치면적을 충분히 확보하였다. 따라서 인쇄회로기판의 설계자유도가 높아지고 조립성이 향상된다. 특히 인쇄회로기판의 크기를 충분히 크게 만들 수 있기 때문에 방열성능도 향상되는 효과가 있다.

또한 인쇄회로기판이 커버 쪽에 배치됨에 따라 하우징에서 인쇄회로기판이 차지하던 면적을 줄일 수 있다. 따라서 직렬연결장치의 소형화가 가능해진다.

그리고 본 발명은 직렬연결장치의 커버를 하우징에 힌지조립하고, 커버 쪽의 인쇄회로기판과 하우징의 버스바 사이를 연성기판으로 전기적으로 연결하였다. 따라서 커버의 개폐가 용이하고, 이를 통해 직렬연결장치의 유지/보수성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 배터리모듈용 직렬연결장치의 일실시례의 구성을 보인 사시도.
도 2는 도 1의 실시례를 구성하는 각 구성을 분해하여 도시한 분해사시도.
도 3 내지 도 5는 도 1의 실시례를 구성하는 커버를 회전시켜 하우징에 조립하는 과정을 순차적으로 보인 작업상태도.

이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시례의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 발명은 배터리모듈용 직렬연결장치이다. 본 발명은 배터리모듈(1, 도 1 참조)을 구성하는 다수개의 배터리셀 사이를 연결하기 위한 것으로, 배터리모듈(1)의 바깥 쪽에 결합된다. 본 발명이 배터리모듈(1)의 바깥 쪽에 결합되면 배터리셀의 셀단자가 직렬연결장치에 연결되고, 셀단자들은 직렬연결장치의 셀버스바(20)에 전기적으로 연결된다. 그리고 직렬연결장치의 인쇄회로기판(50)을 통해 이들이 전기적으로 연결된다.

본 발명은 이와 같은 배터리모듈용 직렬연결장치(이하 '직렬연결장치'라 함)는 배터리모듈(1)의 소형화와 함께 작아질 필요가 있는데, 아래에 설명될 바와 같이 인쇄회로기판(50), 커넥터, 셀버스바(20) 등의 구성요소들이 있어 소형화에 한계가 있다. 본 발명은 아래와 같은 구조를 통해서 소형화가 가능해진다.

도 1에 도시된 일실시례를 참조하면, 본 발명의 골격은 하우징(10)이 형성한다. 상기 하우징(10)은 대략 직사각형태의 평면 형상을 갖는다. 이러한 평면 형상은 배터리모듈(1)의 외면에 대응하는 것이므로 배터리모듈(1)의 종류에 따라 그 크기와 모양이 바뀔 수 있다.

상기 하우징(10)에는 버스바안착부(11)가 있다. 상기 버스바안착부(11)는 상기 하우징(10)의 한 쪽면에 나란하게 다수개가 있는데, 버스바안착부(11)에는 아래에서 설명될 셀버스바(20)가 안착된다. 상기 버스바안착부(11)는 배터리모듈(1)을 향한 면의 반대면, 보다 정확하게는 후술할 커버(30)에 의해 닫히는 면 쪽에 형성되어 있다. 참고로 도 1 및 도 2에는 총 7개의 버스바안착부(11)가 있고, 여기에는 각각 셀버스바(20)가 안착된 상태가 표현되어 있다.

상기 버스바안착부(11) 사이사이에는 간격부(13)가 있고, 상기 간격부(13) 양측에는 셀삽입채널(13')이 있다. 상기 셀삽입채널(13')은 간격부(13)의 양쪽으로 길게 연장되는 빈 공간인데, 여기를 통해서 배터리셀의 셀단자(미도시)가 돌출될 수 있다. 즉 직렬연결장치를 배터리모듈(1)에 장착함과 동시에 배터리셀의 셀단자가 직렬연결장치의 셀삽입채널(13')을 통과해서 어느 정도 돌출되는 것이다. 돌출된 셀단자는 셀버스바(20)와 용접 등의 방법으로 연결된다.

상기 하우징(10)에는 걸이홈(14)이 있다. 상기 걸이홈(14)은 상기 하우징(10)의 상면에 형성되는데, 도 2에서 보듯이 상면 일부가 요입된 형태로 만들어진다. 상기 걸이홈(14)에는 아래에서 설명될 커버(30)의 걸이후크(38)가 걸린다. 걸이후크(38)가 걸이홈(14)에 걸리면 커버(30)의 상단은 하우징(10)으로부터 분리되지 않고 하우징(10)에 결합된 상태를 유지할 수 있다. 상기 걸이홈(14)은 상기 하우징(10)의 상면에 소정의 간격을 두고 2개가 형성되어 있다.

상기 하우징(10)에는 힌지홈(17)이 있다. 상기 힌지홈(17)은 상기 하우징(10)의 아래쪽, 보다 정확하게는 상기 걸이홈(14)이 형성된 상면의 반대편에 있다. 상기 힌지홈(17)은 한 쪽으로 개방된 형태를 갖고, 내부에 커버(30)의 힌지돌기(37)가 끼워진다. 즉 상기 힌지홈(17)에 힌지돌기(37)가 끼워지면 힌지축이 형성되고, 이를 중심으로 커버(30)가 회전될 수 있다. 상기 힌지홈(17)은 한 쪽으로 개방되지 않고 닫힌 원형으로 구성될 수도 있다. 상기 힌지홈(17)은 상기 하우징(10)의 양쪽에 쌍을 이루어 형성된다. 힌지축은 상기 힌지홈(17)과 힌지돌기(37)로 구성될 수도 있지만, 별도의 세장(細長)형 바(bar)형태의 힌지축이 커버(30)의 회전중심이 될 수도 있다.

상기 하우징(10)에는 제1고정채널(18)이 있다. 상기 제1고정채널(18)은 상기 힌지홈(17)에 인접한 하우징(10)의 측면에 있는데, 여기에는 아래에서 설명할 절연플레이트(70)에는 제1고정돌기(78)가 끼워진다. 상기 제1고정채널(18)에는 제1고정돌기(78)가 끼워진 상태로 어느 정도 이동될 수 있는데, 이것은 제1고정채널(18)이 상하방향으로 길게 연장되기 때문이다. 이를 통해서 커버(30)는 동작에 있어 어느 정도 자유도를 가질 수 있다. 상기 제1고정채널(18)은 하우징(10)의 양쪽 측면에 각각 있다.

상기 하우징(10)에는 셀버스바(20)가 구비된다. 상기 셀버스바(20)는 하우징(10)의 버스바안착부(11)에 안착되어 셀단자와 연결된다. 동시에 셀버스바(20)는 인쇄회로기판(50)에 전기적으로 연결됨으로써 결과적으로 셀버스바(20)를 직렬 또는 병렬로 연결시켜줄 수 있다. 본 실시례에서 상기 셀버스바(20)는 하우징(10)에 인서트사출된다. 즉 상기 셀버스바(20)는 하우징(10)이 만들어지는 과정에서 함께 만들어지는 것이다. 상기 셀버스바(20)는 전기전도성이 좋은 금속재질로 만들어진다.

상기 셀버스바(20) 중에서 가장 바깥쪽에는 전원버스바(25)가 배치된다. 상기 전원버스바(25)는 배터리모듈(1)의 전원을 외부로 공급하기 위한 것으로, 외부의 연결단자(미도시)와 연결된다. 즉, 본 실시례에서 중앙의 5개의 연결버스바(21)들은 배터리셀 사이를 연결하는데 사용되고, 가장 바깥쪽의 2개의 전원버스바(25)는 전원버스바(25)로 배터리모듈(1)의 전원을 외부로 공급하는데 사용되는 것이다. 도면부호 26은 전원버스바(25)의 연결단(26)으로 외부의 연결단(26)자와 연결되는 부분이다.

다음으로, 상기 하우징(10)에 결합되는 커버(30)를 설명하면, 상기 커버(30)는 상기 하우징(10)에 선택적으로 결합되면서 셀버스바(20) 및 셀단자 등을 차페해서 보호하는 역할을 한다. 본 발명에서 상기 커버(30)는 상기 하우징(10)에 회전가능하게 결합되어, 회전을 통해 직렬연결장치를 개폐한다. 상기 커버(30)는 하우징(10)과 마찬가지로 합성수지와 같은 절연성 재질로 만들어진다.

상기 커버(30)는 상기 하우징(10)의 형상과 마찬가지로 대략 직사각형상이다. 상기 커버(30)의 내면(31)은 커버(30)가 닫힌 상태에서 셀버스바(20) 등을 바라보는 위치를 갖는다. 상기 커버(30)의 내면(31)에는 아래에서 설명될 인쇄회로기판(50)과 절연플레이트(70)가 결합된다. 본 발명에서는 인쇄회로기판(50)을 하우징(10)이 아닌 커버(30) 쪽에 설치함으로써, 전체 설치면적을 넓힐 수 있고, 또한 인쇄회로기판(50)과 셀버스바(20)가 떨어져 있기 때문에 작업공간이 보다 여유있게 확보된다. 도면부호 35는 인쇄회로기판(50)의 고정을 위한 고정돌부인데, 열융착을 통해 인쇄회로기판(50)의 고정홀(55) 주변을 걸어 고정할 수 있다.

상기 커버(30)에는 단자보호부(33)가 있다. 상기 단자보호부(33)는 상기 커버(30)의 상단 양쪽에 요입된 형태로 형성되는데, 상기 단자보호부(33)는 다수개의 셀버스바(20) 중에서 외부의 단자와 연결되는 전원버스바(25)의 연결단(26)을 감싼다. 상기 커버(30)가 닫히면, 상기 커버(30)의 단자보호부(33)가 연결단(26)을 감싸는 것이다. 이와 같은 모습은 도 5에서 확인할 수 있다.

상기 커버(30)에는 커넥터부(34)가 있다. 상기 커넥터부(34)는 상기 커버(30)의 바깥면, 보다 정확하게는 셀버스바(20)를 마주보는 커버(30)의 내면(31)과 반대되는 면에 구비되는데, 상기 커넥터부(34)에는 외부의 다른 커넥터(미도시)가 결합된다. 이를 통해서 커넥터부(34)를 통해 신호(정보)가 외부로 전달될 수 있다. 본 실시례에서 상기 커넥터부(34)는 인쇄회로기판(50)과 연결되어 배터리셀들의 정보를 외부로 전달해서 모니터링 할 수 있게 한다.

상기 커버(30)에는 한 쌍의 힌지돌기(37)가 있다. 상기 힌지돌기(37)는 상기 하우징(10)의 힌지홈(17)에 끼워져 회전가능한 상태가 된다. 상기 힌지돌기(37)는 상기 힌지홈(17)에 끼워져 커버(30)의 회전중심이 된다. 상기 힌지돌기(37)는 커버(30)의 양측면에는 돌출되고, 원형의 횡단면을 갖는다.

상기 커버(30)에는 걸이후크(38)가 있다. 상기 걸이후크(38)는 상기 커버(30)의 힌지축 반대편에 해당하는 위치, 즉 상기 커버(30)가 닫힌 상태에서 커버(30)의 상면에 형성된다. 상기 걸이후크(38)는 상기 하우징(10)의 걸이홈(14)에 끼워져 커버(30)가 닫힌 상태를 유지하게 해준다. 상기 걸이후크(38)는 상기 하우징(10) 방향으로 돌출되고 탄성변형이 가능한 외팔보구조이다. 본 실시례에서 상기 걸이후크(38)는 한 쌍으로 구성된다. 물론 상기 걸이후크(38)가 하우징(10)에 있고, 반대로 걸이홈(14)이 커버(30) 쪽에 있을 수도 있다.

상기 커버(30)에는 제2고정채널(39)이 있다. 상기 제2고정채널(39)은 상기 힌지돌기(37)의 반대 위치에 형성된다. 보다 정확하게는 힌지돌기(37)는 커버(30)의 측면 아래쪽에 있지만, 상기 제2고정채널(39)은 커버(30)의 측면 위쪽에 있다. 상기 제2고정채널(39)에는 아래에서 설명될 절연플레이트(70)의 제2고정돌기(79)가 끼워진다. 상기 제2고정채널(39)은 절연플레이트(70)의 동작자유도를 위해서 커버(30)의 측면을 따라 길게 연장된다.

상기 커버(30)에는 인쇄회로기판(50)이 결합된다. 상기 인쇄회로기판(50)은 상기 셀버스바(20)와 전기적으로 연결되어, 다수의 셀버스바(20) 사이를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이를 통해 인쇄회로기판(50)은 다수개의 배터리셀 사이를 직/병렬로 연결하게 된다. 또한 인쇄회로기판(50)은 커넥터부(34)와도 연결되어 배터리셀들의 상태정보를 외부로 전달하는 역할도 한다.

상기 인쇄회로기판(50)에는 연성기판(60)이 연결된다. 상기 연성기판(60)은 상기 인쇄회로기판(50)과 셀버스바(20) 사이를 연결하는 것으로, 다수개가 있다. 상기 다수개의 연성기판(60)의 한쪽 끝은 각각의 셀버스바(20)에 연결되고, 다른 쪽은 인쇄회로기판(50)에 연결되어 둘 사이를 전기적으로 연결한다. 이때, 상기 연성기판(60)은 플렉시블한 재질이다. 상기 연성기판(60)은 FPCB(연성인쇄회로기판)로 구성되어, 자유롭게 휘어질 수 있는 것이다. 따라서 커버(30) 쪽의 인쇄회로기판(50)과 하우징(10) 쪽의 셀버스바(20) 사이에 위치하여 커버(30)가 회전되는 과정에서 휘어질 수 있다.

본 실시례에서 상기 연성기판(60)은 인쇄회로기판(50) 쪽에 결합된 상태에서 그 한쪽 끝에 구비된 결합단(65)이 상기 셀버스바(20)에 결합된다. 연성기판(60)의 결합단(65)과 셀버스바(20) 사이의 결합은 초음파용접 등의 방식으로 이루어질 수 있다. 도 2에서 보듯이 상기 결합단(65)은 직교한 방향으로 꺾여 있어 셀버스바(20)와의 결합이 용이할 수 있다.

상기 인쇄회로기판(50)을 사이에 두고 상기 커버(30)에는 절연플레이트(70)가 결합된다. 상기 절연플레이트(70)는 상기 인쇄회로기판(50)과 셀버스바(20) 및 셀단자 사이의 절연을 위한 것으로, 커버(30)의 내면(31)을 차폐한다. 이를 위해 상기 절연플레이트(70)는 절연성 재질로 만들어지고, 커버(30)의 내면(31)과 대응하는 형상으로 만들어진다. 본 실시례에서 상기 절연플레이트(70)는 합성수지 재질이고, 얇은 판상이다.

상기 절연플레이트(70)에는 제1고정돌기(78)와 제2고정돌기(79)가 있다. 제1고정돌기(78)와 제2고정돌기(79)는 절연플레이트(70)를 커버(30) 및 하우징(10)에 고정하기 위한 것이다. 본 실시례에서 상기 절연플레이트(70)는 커버(30)에만 고정되는 것이 아니라, 커버(30) 및 하우징(10)에 각각 그 양쪽 끝부분이 결합된다. 제1고정돌기(78)와 제2고정돌기(79)는 서로 반대편에 위치하고, 제1고정돌기(78)는 하우징(10)의 제1고정채널(18)에, 제2고정돌기(79)는 커버(30)의 제2고정채널(39)에 각각 삽입된다.

이때, 상기 제1고정채널(18)과 제2고정채널(39)은 길게 연장되므로, 제1고정돌기(78)와 제2고정돌기(79)가 이를 따라서 이동할 수 있고, 그 과정에서 절연플레이트(70)도 움직일 수 있다. 도 1을 보면 제1고정돌기(78)가 제1고정채널(18) 위쪽에 위치하여 절연플레이트(70)의 한쪽이 들린 상태를 볼 수 있다. 이에 따라 연성기판(60) 주변을 외부에서 관찰할 수 있다. 반대로 제1고정돌기(78)가 제1고정채널(18) 아래쪽에 위치하면(도 5참조), 절연플레이트(70)가 연성기판(60)을 지지해서 연성기판(60)이 일정한 형태로 휘어질 수 있도록 안내할 수도 있다.

다음으로, 본 발명에 의한 배터리모듈용 직렬연결장치의 커버(30)가 닫히는 과정을 설명하기로 한다.

먼저 직렬연결장치가 조립되는 과정을 간단히 보면, 먼저 커버(30)에 인쇄회로기판(50)이 조립된다. 인쇄회로기판(50)에 형성된 고정홀에 기판의 고정돌기가 끼워진 후 열융착되면 인쇄회로기판(50)이 커버(30)의 내면(31)에 고정될 수 있다. 이때 인쇄회로기판(50)에는 연성기판(60)의 한 쪽 끝이 결합된 상태이다.

이어서 절연플레이트(70)가 커버(30)에 조립된다. 절연플레이트(70)의 제2고정돌기(79)가 커버(30)의 제2고정채널(39)에 삽입되는 것이다. 절연플레이트(70)의 제1고정돌기(78)는 아직 하우징(10)에 결합되지 않은 상태이다.

이와 같이, 커버(30)에 인쇄회로기판(50)과 절연플레이트(70)가 조립된 상태에서, 연성기판(60)의 결합단(65)이 셀버스바(20)에 초음파용접된다. 각각의 결합단(65)이 모두 초음파용접되면 절연플레이트(70)의 제1고정돌기(78)를 하우징(10)의 제1고정채널(18)에 삽입한다. 이와 같은 상태가 도 3에 도시되어 있다.

커버(30)를 닫는 과정을 보면, 먼저 절연플레이트(70)를 커버(30)에 평행하게 이동시켜야 한다. 도 3에는 절연플레이트(70)의 한 쪽 끝, 보다 정확하게는 제1고정돌기(78) 쪽이 들린 상태이므로, 절연플레이트(70)를 움직여야 하는 것인데, 제1고정돌기(78)와 제2고정돌기(79)는 모두 이동가능한 상태이므로 절연플레이트(70) 전체가 이동될 수 있다. 도 3에서 화살표는 제1고정돌기(78)와 제2고정돌기(79)가 이동되는 경로를 나타낸다.

이어서 커버(30)를 회전시키면 커버(30)는 힌지돌기(37)와 힌지홈(17)을 회전축으로 하여 회전된다. 이 과정에서 연성기판(60)이 휘어진다. 커버(30)가 반 정도 닫힌 상태가 도 4에 표현되어 있다.

커버(30)를 더욱 회전시키면 도 5와 같이 커버(30)가 하우징(10)에 완전히 결합된다. 커버(30)의 걸이후크(38)가 하우징(10)의 걸이홈(14)에 걸리면 커버(30)가 다시 분리되는 반대방향으로 회전되지 않고, 결합된 상태를 유지할 수 있다. 커버(30)가 완전히 닫히면, 커버(30)의 단자보호부(33)는 전원버스바(25)의 연결단(26)을 감싼 상태가 된다. 그리고 커넥터부(34)는 외측을 향한 상태가 되므로, 여기에 외부의 커넥터를 연결할 수 있다. 도면부호 C는 외부의 커넥터가 결합되는 부분을 나타낸다.

이와 같이, 직렬연결장치의 하우징(10)이 아닌 커버(30) 쪽에 인쇄회로기판(50)이 배치되기 때문에, 직렬연결장치 내부의 부품 밀집도가 낮고, 설치면적이 충분히 확보된다. 이는 인쇄회로기판(50)의 설계자유도를 높이고 조립성이 좋아지게 만든다. 물론 인쇄회로기판(50)의 크기를 충분히 크게 만들 수 있기 때문에 사용중의 방열성능도 좋아질 수 있다.

이상에서, 본 발명에 따른 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

상기한 실시례에서는 커버(30)와 하우징(10) 사이에 절연플레이트(70)가 있다. 하지만 상기 절연플레이트(70)는 반드시 필요한 구성은 아니며, 커버(30)와 하우징(10) 사이의 공간을 두어 절연성을 높일 수도 있다.

10: 하우징 11: 커넥터안착부
17: 힌지홈 18: 제1고정채널
20: 셀버스바 21: 연결버스바
25: 전원버스바 30: 커버
34: 커넥터부 37: 힌지돌기
39: 제2고정채널 50: 인쇄회로기판
60: 연성기판 70: 절연플레이트
78: 제1고정돌기 79: 제2고정돌기

Claims (10)

1. 배터리셀과 결합되는 다수개의 셀버스바가 설치되는 하우징과,
   상기 하우징에 회전가능하게 결합되어 상기 셀버스바를 선택적으로 차폐하는 커버와,
   상기 셀버스바를 마주보도록 상기 커버 안쪽면에 설치되어 다수개의 셀버스바 사이를 전기적으로 연결하는 인쇄회로기판과,
   상기 인쇄회로기판과 상기 셀버스바 사이를 연결하는 연성기판을 포함하는 배터리모듈용 직렬연결장치.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 하우징과 상기 커버의 서로 대응하는 위치에는 힌지가 구비되어 상기 커버는 힌지축을 중심으로 상기 하우징에 회전가능하게 결합되는 배터리모듈용 직렬연결장치.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 연성기판은 플렉시블한 재질이되 상기 하우징 및 커버의 가상의 회전축에 가까운 위치에 설치되고, 상기 연성기판의 한쪽 끝은 상기 인쇄회로기판에 고정되고, 다른 쪽 끝은 상기 셀버스바에 연결되어 인쇄회로기판과 셀버스바 사이를 전기적으로 연결하는 배터리모듈용 직렬연결장치.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커버에는 상기 인쇄회로기판을 사이에 두고 절연플레이트가 결합되어, 상기 인쇄회로기판 및 셀버스바 사이가 직접 접촉하는 것을 방지하는 배터리모듈용 직렬연결장치.
   
5. 제 4 항에 있어서, 상기 절연플레이트의 한쪽 끝은 상기 커버에 연결되고, 상기 절연플레이트의 다른 쪽 끝은 상기 하우징에 연결되는 배터리모듈용 직렬연결장치.
   
6. 제 4 항에 있어서, 상기 절연플레이트에는 제1고정돌기가 구비되고 힌지축에 가까운 상기 하우징의 측면에는 상기 제1고정돌기가 끼워져 이동할 수 있는 제1고정채널이 형성되며, 상기 절연플레이트에서 제1고정돌기가 설치된 위치의 반대쪽에는 제2고정돌기가 구비되고 상기 커버의 측면에는 상기 제2고정돌기가 끼워져 이동할 수 있는 제2고정채널이 형성되어, 상기 절연플레이트는 이동가능한 상태로 상기 커버 및 하우징에 조립되는 배터리모듈용 직렬연결장치.
   
7. 제 1 항에 있어서, 상기 커버에는 힌지축의 반대편에 해당하는 위치에 걸이후크가 돌출되고, 상기 하우징에는 상기 걸이후크가 선택적으로 걸리는 걸이홈이 형성되는 배터리모듈용 직렬연결장치.
   
8. 제 1 항에 있어서, 상기 커버에는 다수개의 셀버스바 중에서 외부의 단자와 연결되는 전원버스바의 연결단을 감싸는 단자보호부가 구비되는 배터리모듈용 직렬연결장치.
   
9. 제 1 항에 있어서, 상기 커버의 바깥면에는 외부의 커넥터와 연결되는 커넥터부가 구비되고, 상기 커넥터부는 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되는 배터리모듈용 직렬연결장치.
   
10. 제 1 항에 있어서, 상기 하우징에는 상기 셀버스바가 안착되는 버스바안착부가 다수개 구비되고, 상기 버스바안착부 사이에는 배터리셀이 돌출되는 셀삽입채널이 형성되는 배터리모듈용 직렬연결장치.
    

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